JPS6145235B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明は光走査装置におけるホログラムの特性
評価方法に関する。

(b) 技術の背景 近時、POS（point of Sale）システムにおけ
るバーコード読取り、あるいはプリンター装置に
おける無衝撃印字にホログラムを利用する方式が
採用されている。

上記の目的に使用するホログラムは、一般にガ
ラス板に塗布された。例えば乳剤感光層のような
記録材料に、第１図に示すようにして２つのコヒ
ーレント光ＡおよびＢを照射して形成される。同
図において、１は記録材料である。

この場合に形成される干渉縞２は、前記光束Ａ
およびＢの波面および波長によつて、記録材料１
面内における分布が決定される。また、干渉縞２
は、記録材料１の厚さ方向に拡がり持つて形成さ
れるが、この拡がりの方向は前記光束ＡとＢのな
す角の２等分線方向に一致する。

上記のようにして形成されたホログラムの再
生、すなわち該ホログラムによる光走査、を行う
場合、再生用のレーザー光の入射方向が該ホログ
ラムの干渉縞に対し最適条件（ブラツグ角条件）
となつた時に、回折効率が最大となり、走査光強
度が最も強くなる。

しかしながら、第１図に示したように形成され
た干渉縞２の、記録材料１面内における分布およ
び厚さ方向における傾きは、最終的に光走査装置
において使用される状態のホログラムにそのまま
保存されているとは限らない。

これは、第１図に示すようなホログラム形成後
に行われる現像あるいはベーキング等の工程にお
いて、前記記録材料１が膨潤あるいは収縮するこ
とによつて、干渉縞２に初期位置からの微妙なず
れを生ずるためである。

したがつて、作成工程中、あるいは完成段階の
個々のホログラムについて、干渉縞の傾き角、す
なをち前記ブラツグ角条件、その他の特性評価デ
ータを容易かつ正確に取得可能とすることが重要
課題となる。

(C) 従来技術と問題点 ところで、上記のようにホログラムによる回折
効率はブラツグ角条件において最大となり、ブラ
ツグ角から外れるにしたがつて次第に低下してゆ
く、この様子を第２図に示す。同図において、横
軸は再生レーザー光の入射角β、縦軸は回折効率
（％）である。

なお、以下においては、ブラツグ角条件を満足
する時のホログラム面に対するレーザー光の入射
角度をブラツグ角αと定義して用いることにす
る。

第２図に示した曲線の形は、ホログラムの干渉
縞のピツチ（空間周波数）やホログラム材料の厚
さ等によつて異なるが、ちなみにこの曲線の半値
幅は角度にして10〜20度程度である。

従来、ブラツグ角αを求めるためには、第３図
に示すようにして行われていた。

すなわち、まずホログラム３に１本のレーザー
ビーム４を入射させ、一方、該レーザービーム４
のホログラム３による回折光の光路中に光検知器
５を設置する。つぎに、ホログラム３を矢印の方
向に回転させ、第２図に示すような回折効率分布
特性を測定し、ブラツグ角αを求める。

上記従来の方法は、以下のような欠点を有す
る。

(i) 少なくとも、ブラツグ角α近傍における回折
効率分布特性曲線の形が測定できる状態でなけ
ればならない。

(ii) ブラツグ角α近傍では回折効率の変化率が小
さいために、測定誤差が大きい。

(iii) 測定はカツト・アンド・トライによつて行わ
なければならず、測定期間中におけるレーザー
光の出力変動を常にモニターしておき、これに
よつて補正を加える必要がある。

(iv) ホログラムを回転させるにともなつて光検知
器を回折光光路中に存在させるように移動する
必要がある。

(d) 発明の目的 本発明は上記従来の方法における欠点を排除
し、ホログラムのブラツグ角を精度よく、かつ容
易に測定し、同時に回折効率をも測定可能とす
る、新規なホログラムの特性評価方法を提供する
ことを目的とする。端的に言えば、単一な光検知
器を用い、かつ該光検知器を固定した状態で上記
測定が可能な、新規な方法を開示するものであ
る。

(e) 発明の構成 本発明は、複数本のレーザー光を、ホログラム
面上で互いに交差して該ホログラムに入射するよ
うに配置し、該複数本のレーザー光の光路にそれ
ぞれ光シヤツター機構を設け、該シヤツター機構
を時分割で開閉し、一方、該複数本のレーザー光
の該ホログラムによる回折光の光路近傍に該回折
光を集光するためのレンズを設け、かつ該レンズ
によつて集光された回折光を前記シヤツター機構
の開閉に同期して検出するための光検知器を設
け、該光検知器により検出された回折光の強度比
からホログラムに対するブラツグ角条件および回
折効率を求めることを特徴とする。

(f) 発明の実施例 以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

以下の図面において既掲の図におけると同じも
のには同一符号を付してある。

第４図は本発明の一実施例を示す図であつて、
レーザー６から出射されたレーザー光４はハーフ
ミラー７１および７２によつて３分割され、その
一部はハーフミラー７１および７２を透過するレ
ーザー光４１としてホログラム３に入射し、他は
ミラー８１および８２で反射され、それぞれレー
ザー光４２１および４２２としてホログラム３に
入射する。この場合、レーザー光４２１と４２２
がホログラム３上で前記レーザー光４１と角γ/2
で交差するようにミラー８１および８２の角度を
調節する。

また、レーザー光４１，４２１，４２２の光路
には、それぞれシヤツター機構９１，９２，９３
が設けられている。該シヤツター機構としては、
機械的シヤツター機構、あるいは例えばKDP，
ADP，LiNb03等を用いる電気光学的シヤツタ
ー、あるいはまた、超音波変調機構のいずれでも
よい。

一方、３本のレーザー４１，４２１，４２２の
同一次数（一般に＋１次）の回折光の光路近傍に
レンズ１０を設け、該レーザー光４１，４２１，
４２２が入射するホログラム上の点Ｏの像を光検
知器５上に結像するように配置する。

上記の構成において、シヤツター機構９１，９
２，９３を時分割で順次繰返し開閉しつつホログ
ラム３を矢印方向に回転させ、かつシヤツター機
構９１，９２，９３の開閉に同期して光検知器５
の出力信号を検出する。この場合におけるホログ
ラム３の回転角速度とシヤツター機構９１，９
２，９３の繰返し周期の一例は、それぞれ10度／
secおよび0.01sec程度である。

上記のようにして、シヤツター機構９２を開い
た時とシヤツター機構９３を開いた時のそれぞれ
における光検知器５の出力値が等しくなつた時の
ホログラム３の回転角度を測定する。すなわち、
この時におけるホログラム３に対するレーザー光
４１の入射角が前記ブラツグ角αとなつており、
また、この繰返し周期においてシヤツター機構９
１が開かれた時の光検知器５の出力値が、ブラツ
グ角条件における回折効率を与えることになる。

本発明の方法によれば、レンズ１０の口径が、
レーザー光４１，４２１，４２２の同一次数の回
折光を同時に視野内に収めることのできるように
十分大きければ、光検知器５は１つでよく、また
これとレンズ１０は固定して設置しておいてよ
く、従来の方法におけるように、ホログラム３の
回転にともなつて光検知器５を移動させること
も、またそのための特殊な機構も不要となる。

その結果、測定装置が簡略化でき、また測定精
度を高めることができる。

上記実施例においては、レーザー光を３本用い
た場合について説明したが、レーザー光を2n＋
３（ｎ＝１，２，３）本用い、このうちの任意の
１本のレーザー光を中心として交差角の等しい２
本のレーザー光の回折光強度が等しい場合におけ
るホログラム回転角度および該中心となるレーザ
ー光の回折光強度を求め、同様の操作を他の異な
る組のレーザー光についても行い、得られた測定
値を平均化することによつて、より高い精度の測
定値を得ることができる。

この場合において第２図に示した特性が既知で
あれば、ホログラムを回転させなくとも前記ブラ
ツグ角αを知ることができる。

なお、本発明は光走査装置に用いるホログラム
に限らず、一般のホログラムに対しても適用可能
であることは言うまでもない。

(g) 発明の効果 本発明によれば、従来の方法におけるよりも比
較的簡単な機構によつて、ホログラムのブラツグ
角および回折効率の正確な測定を行うことがで
き、その結果としてホログラムの製造コストの低
減および応用装置への実装における作業能率の向
上を可能とする効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は２本のレーザー光によるホログラムの
形成を説明するための図、第２図はホログラムに
対するレーザー光の入射角と回折効率の関係を示
す図、第３図はホログラムのブラツグ角を求める
ための従来の方法を説明するための図、第４図は
ホログラムのブラツグ角と回折効率を同時に測定
する本発明に係る方法を示す図である。 図において、１は記録材料、２は干渉縞、３は
ホログラム、４１と４２１と４２２はレーザー
光、５は光検知器、６はレーザー、７１および７
２はハーフミラー、８１および８２はミラー、９
１と９２と９３はシヤツター機構、１０はレンズ
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数本のレーザー光を、ホログラム面上で互
   いに交差して該ホログラムに入射するように配置
   し、該複数本のレーザー光の光路にそれぞれ光シ
   ヤツター機構を設け、該シヤツター機構を時分割
   で開閉し、一方、該複数本のレーザー光の該ホロ
   グラムによる回折光の光路近傍に該回折光を集光
   するためのレンズを設け、かつ該レンズによつて
   集光された回折光を前記シヤツター機構の開閉に
   同期して検出するための光検知器を設け、該光検
   知器により検出された回折光の強度比からホログ
   ラムに対するブラツグ角条件および回折効率を求
   めることを特徴とするホログラムの特性評価方
   法。