NL1014761C2

NL1014761C2 - Holografisch element.

Info

Publication number: NL1014761C2
Application number: NL1014761A
Authority: NL
Inventors: Yutaka Yamanaka
Original assignee: Nec Corp
Priority date: 1999-04-06
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2004-07-15
Also published as: NL1014761A1; JP2000292617A; JP3371846B2; US6424436B1

Description

Korte aanduiding: Holografisch element.

TECHNISCH GEBIED

De onderhavige uitvinding heeft in het algemeen betrekking op holografische elementen en meer in het bijzonder op een dergelijk holografisch element, waarin een aantal gebieden, dat een gebied voor 5 het in reactie op daarop invallend licht ontwikkelen van een faseverschil tussen polarisatiecomponenten van doorgelaten licht in afhankelijkheid van polarisatierichtingen van het invallende licht en met verschillende faseverschillen tussen polarisatiecomponenten van het doorgelaten licht als een geheel, bevat, in hoofdzaak periodiek is 10 gevormd in een substraat om verschillende diffractierendementen afhankelijk van polarisatiecomponenten van het invallende licht te verschaffen .

ACHTERGROND VAN DE TECHNIEK

Een groot aantal holografische elementen voor het schakelen van 15 lichtwegen in afhankelijkheid van polarisatierichtingen van invallend licht werden gebruikt op het gebied van optische communicatie en optische schijven. Eén gangbaar holografisch element van deze soort is weergegeven in fig. 17. Deze figuur is een dwarsdoorsnedeaanzicht van het gangbare holografische element, dat een polarisatieafhankelijk-20 heid heeft en slechts een specifieke polarisatiecomponent afbuigt.

Dit holografische element is, zoals is weergegeven in fig. 17, zodanig geconstrueerd, dat strookvormige protonuitwisselingsgebieden 2, die zich elk in een richting loodrecht op het vlak van tekening uitstrekken, en gebieden 3 zonder protonuitwisseling, welke gebieden 25 zich langs het aangrenzende protonuitwisselingsgebied 2 uitstrekkende belichte substraatgebieden zijn, afwisselend in een substraat 1 gevormd zijn. Dit substraat is vervaardigd van lithiumniobaat, dat een dubbelbrekend kristal met verschillende van de polarisatierichtingen van invallend licht afhankelijke brekingsindices is. De protonuitwis-30 selingsgebieden 2 worden gevormd door het onderdompelen van het li-thiumniobaatsubstraat 1, waarvan het oppervlak is bedekt met een masker met openingen, in een protonen bevattend zuur teneinde daardoor te bewerkstelligen, dat de protonionen en de lithiumionen door hun onderlinge diffusie door de openingen van het masker heen worden uit-35 gewisseld. Het protonuitwisselingsgebied 2 en het gebied 3 zonder protonuitwisseling hebben verschillende dubbelbrekendheidskarakteris- t0 1 4 76 1 H tieken. Deze twee gebieden 2 en 3 kunnen voor onderling loodrechte polarisatiecomponenten (die hierna als "P-polarisatie" en "S-polari- I satie" worden aangeduid) van op het substraat verticaal invallend I licht, verschillende faseverschillen tussen orthogonale polarisatie- 5 componenten van het doorgelaten licht produceren.

Een faseaanpassingsfilm 4 is gevormd op elk gebied 3 zonder protonuitwisseling. De faseaanpassingsfilm 4 is voorzien voor het op I een gewenste waarde instellen van het faseverschil tussen de gebieden I 2 en 3 en is vervaardigd van een isotroop medium. In fig. 17 is de 10 faseaanpassingsfilm 4 slechts op de gebieden 3 zonder protonuitwisse- ling gevormd, doch deze film kan ook worden gevormd op de protonuit- wisselingsgebieden 2 of de gebieden 3 zonder protonuitwisseling, of op zowel de gebieden 2 als de gebieden 3.

Zoals is weergegeven in bijvoorbeeld fig. 6 en 7, kan de fase- 15 aanpassing zodanig worden gemaakt, dat de fase van het doorgelaten licht in specifieke gebieden verandert met 180° voor de P-polarisa- tie, doch dat de fase niet verandert in gebieden voor de S-polarisa- tie. Een polarisatie-afhankelijk holografisch element, dat selectief de P-polarisatiecomponent afbuigt, kan derhalve worden verkregen.

20 Deze faseaanpassing kan worden uitgevoerd onder gebruikmaking van de hieronder in aanvulling op de instelparameters met betrekking tot de faseaanpassingsfilm 4 volgens de volgende formules (1) en (2) gegeven parameters: I Dh. (Nhp-Np)+D. (1-N) =2.η.λ+λ/2 (1) I 25 Dh.(Nhs-Ns)+D.(1-N) = 2.m.A (2) waarin m en n positieve gehele getallen zijn, Np een P-polarisatie- brekingsindex van het gebied 3 zonder protonuitwisseling, welk gebied H een deel van het lithiumniobaatsubstraat 1 vormt, Ns een S-polarisa- tiebrekingsindex van het gebied 3 zonder protonuitwisseling, Dh een 30 dikte van het protonuitwisselingsgebied 2, Nhp een P-polarisatiebre- kingsindex van het protonuitwisselingsgebied 2, Nhs een S-polarisa- tiebrekingsindex, D een dikte van de faseaanpassingsfilm 4 en N een brekingsindex van de faseaanpassingsfilm 4 zijn.

Het hierboven beschreven holografische element heeft echter een 35 probleem, aangezien het nogal kostbaar is als gevolg van het feit, H dat het een kostbaar dubbelbrekend kristal van lithiumniobaat en een geavanceerde behandelingsfaciliteit voor het verkrijgen van de pro- tonuitwisselingsgebieden 2 door middel van zuurbehandeling vereist.

Om dit probleem op te lossen werden holografische elementen, H 40 die geen dubbelbrekend materiaal toepassen, ontwikkeld. Een gangbaar I 10 1 4 76 1 - 3 - holografisch element van een dergelijk type wordt geopenbaard in de· niet-onderzochte Japanse octrooiaanvrage, eerste publicatie, nr. Hei 2-96103. De structuur van dit holografische element wordt gekenmerkt, doordat een aantal gebieden, die elk een concave-convexe configuratie 5 of een gerimpeld-oppervlakconfiguratie met een steekafstand kleiner dan de helft van de golflengte van invallend licht hebben, op een zodanige wijze is gevormd in een oppervlak van een van een isotroop medium vervaardigd substraat, dat de steekrichtingen van deze gebieden van elkaar verschillen. De concave-convexe configuraties worden ver-10 kregen door het door middel van een fotolithografische techniek of een etstechniek vormen van groeven in het substraat. In een holografisch element van deze soort wordt de faseaanpassing hoofdzakelijk uitgevoerd door het aanpassen van de diepte van de groeven. In het algemeen geldt, des te groter het verschil in diepte van de groeven 15 tussen de gebieden, des te groter is het faseverschil.

Het holografische element met de bovenstaande structuur, dat geen gebruik maakt van een dubbelbrekend materiaal, heeft echter een zodanig probleem, dat, aangezien de groeven met een diepte aanzienlijk groter dan de steekafstand van de gerimpelde configuratie dienen 20 te worden gevormd om een gewenst faseverschil te verkrijgen, de productiviteit daarvan tamelijk laag is.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING

Het is daarom een doel van de uitvinding om een holografisch element te verschaffen, dat vervaardigd kan worden zonder het gebruik 25 van een anisotroop materiaal en dat inspringingen en uitsteeksels van . . middelmatige diepte en hoogte, die corresponderen met een steekafstand van de concave-convexe configuratie, omvat.

Om de voornoemde problemen op te lossen, is volgens een eerste aspect van de uitvinding een holografisch element verschaft, waarin 30 een aantal gebieden, dat een gebied voor het in reactie op daarop invallend licht ontwikkelen van een faseverschil tussen polarisatiecom-ponenten van doorgelaten licht in afhankelijkheid van polarisatie-richtingen van het invallende licht en met verschillende faseverschillen tussen polarisatiecomponenten van het doorgelaten licht als 35 een geheel, bevat, in hoofdzaak periodiek is gevormd in een substraat om verschillende diffractierendementen afhankelijk van polarisatiecomponenten van het invallende licht te verschaffen, waarbij ten minste een gebied van een aantal gebieden binnen één cyclus van de in hoofdzaak periodiek gevormde gebieden een gebied is, waarin een con-40 cave-convexe configuratie met een eendimensionele periodieke struc- 10 1 4 7β 1 H tuur met een steekafstand gelijk aan of kleiner dan een golflengte H van het invallende licht is gevormd, en waarbij meerdere van isotrope H media met verschillende brekingsindices vervaardigde lagen zijn gelamineerd om een meerlaagsfilm op het gebied met de concave-convexe 5 configuratie op een zodanige wijze te vormen, dat een brekingsindex H van de meerlaagsfilm over een dikte daarvan varieert.

Volgens een tweede aspect van de uitvinding wordt een volgens het eerste aspect verschaft holografisch element gekenmerkt doordat de polarisatierichtingen loodrecht op elkaar staan.

10 Volgens een derde aspect van de uitvinding wordt een volgens de eerste en tweede aspecten verschaft holografisch element gekenmerkt H doordat een faseaanpassing op een zodanige wijze wordt uitgevoerd, dat een mate van faseverandering van een polarisatiecomponent in een specifieke richting onder de polarisatiecomponenten van het doorgela- 15 ten licht constant is over het aantal gebieden.

Volgens een vierde aspect van de uitvinding wordt een volgens een van de eerste tot en met derde aspecten verschaft holografisch element gekenmerkt doordat het substraat een doorschijnend substraat is en doordat het gebied met de concave-convexe configuratie een zo- 20 danige opbouw heeft, dat de meerlaagsfilm gelamineerd is op in het H doorschijnende substraat op een steekafstand, die gelijk aan of klei- H ner dan de golflengte van het invallende licht is, gevormde uitsteek- H seis en inspringingen.

Volgens een vijfde aspect van de uitvinding wordt een volgens 25 een van de eerste tot en met vierde aspecten verschaft holografisch I element gekenmerkt doordat ten minste een van de gebieden binnen één cyclus van het in hoofdzaak periodiek gevormde aantal gebieden een I vlak gebied is, waarop de meerlaagsfilm is aangebracht.

Volgens een zesde aspect van de uitvinding wordt een volgens I 30 een van de eerste tot en met vijfde aspecten verschaft holografisch I element gekenmerkt doordat een faseaanpassing wordt uitgevoerd binnen een cyclus van het in hoofdzaak periodiek gevormde aantal gebieden I door het aanpassen van een dikte van het substraat voor elk gebied.

I Volgens een zevende aspect wordt een volgens een van de eerste I 35 tot en met zesde aspecten verschaft holografisch element gekenmerkt I doordat een richting van de in hoofdzaak periodieke vorming van het I aantal gebieden en een steekrichting van de eendimensionele structuur in het gebied met de concave-convexe configuratie verschillend van I elkaar zijn.

I 10 1 4 761 - 5 -

Volgens een achtste aspect wordt een volgens een van de eerste tot en met zesde aspecten verschaft holografisch element gekenmerkt doordat het aantal gebieden binnen een cyclus van het in hoofdzaak periodiek gevormde aantal gebieden een aantal gebieden bevat, die 5 zijn gevormd met concave-convexe configuraties, waarvan eendimensio-nele periodieke structuren onderling verschillende steekrichtingen hebben.

Volgens een negende aspect wordt een volgens een van de eerste tot en met zesde aspecten verschaft holografisch element gekenmerkt 10 doordat het element binnen een cyclus van het in hoofdzaak periodiek gevormde aantal gebieden twee of meer gebieden bevat, welke gebieden zijn gevormd met concave-convexe configuraties, waarvan eendimensio-nele periodieke structuren steekrichtingen hebben, die overeenkomen met de richting waarin het aantal gebieden in hoofdzaak periodiek ge-15 vormd is, waarbij de steekafstand van .de eendimensionele structuren geleidelijk toeneemt of afneemt in de richting waarin het aantal gebieden in hoofdzaak periodiek gevormd is.

Volgens een tiende aspect wordt een volgens een van de eerste tot en met negende aspecten verschaft holografisch element gekenmerkt 20 doordat inspringingen in de in het substraat gevormde concave-convexe configuratie in het substraat gevormde groeven zijn.

Volgens de bovenstaande structuur van de uitvinding is een aantal gebieden, welk aantal een gebied voor het in afhankelijkheid van polarisatierichtingen (bijvoorbeeld orthogonale polarisatierichtin-25 gen) van invallend licht ontwikkelen van een faseverschil tussen po-larisatiecomponenten van doorgelaten licht bevat en dat als een geheel verschillende faseverschillen tussen polarisatiecomponenten van het doorgelaten licht heeft, in hoofdzaak periodiek gevormd is in een oppervlak van een substraat. Bovendien is ten minste een van het aan-30 tal gebieden binnen een cyclus van de in hoofdzaak periodiek gevormde gebieden een gebied, waarin een concave-convexe configuratie met een eendimensionele periodieke structuur met een steekafstand gelijk aan of kleiner dan een golflengte van het invallende licht gevormd is, en meerdere van isotrope media met verschillende brekingsindex vervaar-35 digde lagen zijn gelamineerd om op een zodanige wijze een meerlaags-film op het gebied met de concave-convexe configuratie te vormen, dat een brekingsindex van de meerlaagsfilm periodiek over een dikte daarvan varieert.

Aangezien de laagdikte en de brekingsindex van de meerlaagsfilm 40 als parameters voor het aanpassen van een faseverschil tussen de po- 10 1 4 76 1 I - 6 - H larisatiecomponenten van het doorgelaten licht gebruikt kunnen wor- den, is met deze structuur een verscheidenheid aan parameters voor de I faseaanpassing beschikbaar in vergelijking met het gangbare geval, waarin de diepte van de groeven van de concave-convexe configuratie 5 de enige parameter voor een dergelijke faseaanpassing was.

Hoewel het mogelijk is om als de concave-convexe configuratie I bijvoorbeeld een zodanige structuur te gebruiken, waarbij een meer- I laagsfilm is aangebracht op in het doorschijnende substraat gevormde I uitsteeksels en inspringingen, in het geval waarin de inspringingen H 10 in het doorschijnende substraat gevormde groeven zijn, kan een ver- eist faseverschil worden verkregen door middel van het op geschikte wijze aanpassen van de dikte en/of de brekingsindices van de meer- laagsfilm zonder de groeven ten opzichte van de steekafstand van de concave-convexe configuratie buitensporig diep te maken.

15 Met andere woorden kan door het verkrijgen van een gewenst fa- severschil door middel van het vormen van groeven met een middelma- tige diepte, die correspondeert met de steekafstand in de concave- convexe configuratie, een holografisch element voor het schakelen van lichtwegen in afhankelijkheid van de polarisatierichtingen van inval- 20 lend licht worden geproduceerd.

Bovendien kan de dikte van het substraat worden aangepast voor elk gebied binnen één cyclus van het aantal gebieden, hetgeen een verdere verscheidenheid in de parameters voor de faseaanpassing aan- brengt, waardoor de vrijheidsgraad van het ontwerp kan worden ver- 25 groot.

De richting waarin het aantal gebieden in hoofdzaak periodiek wordt gevormd en de steekrichting van de eendimensionele periodieke structuur in het gebied met de concave-convexe configuratie kunnen verschillend van elkaar zijn. In dit geval kunnen de richtingen waar- 30 in de polarisatieafhankelijkheid zich voordoet en de afbuigrichting onafhankelijk van elkaar worden ingesteld, aangezien de afbuigrich- ting overeenkomt met de richting van de periodieke vorming van het aantal gebieden en aangezien de richtingen waarin de polarisatieaf- hankelijkheid zich voordoet de steekrichting van de eendimensionele 35 periodieke structuur in de gebieden met de concave-convexe configura- tie en een loodrecht op deze richting staande richting zijn.

H Het is ook mogelijk om een zodanige inrichting te maken, dat twee of meer gebieden, die zijn gevormd met concave-convexe configu- H raties, waarvan eendimensionele periodieke structuren steekrichtingen H 40 hebben, die overeenkomen met de richting van de periodieke vorming I 10 1 4 76 1 - 7 - van het aantal gebieden, binnen één cyclus van het in hoofdzaak pe-rioodiek gevormde aantal gebieden zijn verschaft, en dat de steekaf-stand van de eendimensionele structuren geleidelijk toeneemt of afneemt in de richting, waarin het aantal gebieden periodiek is ge-5 vormd. In dit geval zullen deze gebieden verschillende waarden van de dubbelbrekendheid bewerkstelligen. Wanneer meer in het bijzonder licht verticaal invalt op het oppervlak van het substraat van dit holografische element, is het door de op de dikte van de meerlaags-film en/of het verschil in niveau van de groeven en richels geba-10 seerde faseaanpassing mogelijk om slechts een specifieke polarisa-tiecomponent van het doorgelaten licht in fase stapsgewijs te doen veranderen. Dientengevolge is het mogelijk om de verhouding van de intensiteit van het positieve eerste-orde afgebogen licht en de intensiteit van het negatieve eerste-orde afgebogen licht van het bui-15 gingsrooster te veranderen.

Door het fijner verdelen van elk gebied, waarin de steekafstand van de eendimensionele periodieke structuur daarvan geleidelijk toe-of afneemt, is het mögelijk om de faseverdeling van een specifieke polarisatiecomponent van het doorgelaten licht een zaagtandvormige 20 faseverdeling te doen benaderen. Het is derhalve mogelijk om slechts afgebogen licht in één richting van de positieve en negatieve eerste-orde afbuigingen te produceren.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENING

Fig. 1 is een schematisch aanzicht in doorsnede, dat de struc-25 tuur van een volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding verschaft holografisch élement toont;- fig. 2 is een grafiek, die de relatie tussen de golflengte van invallend licht op een fotonisch kristal van het in fig. 1 weergegeven holografische element en het aantal golven in het fotonische 30 kristal toont; fig. 3 is ‘een schematisch doorsnedeaanzicht, dat de vervaardi-gingsstappen van het in fig. 1 weergegeven holografische element toont; fig. 4 is een schematisch aanzicht in perspectief, dat de ver-35 vaardigingsstappen van het in fig. 1 weergegeven holografische element toont; fig. 5 is een bovenaanzicht van de structuur van het in fig. 1 weergegeven holografische element; 10 1 4 76 1 I - 8 - I fig. 6 is een grafiek, die de verandering in fase van de y- I richting (P) polarisatiecomponent van het doorgelaten licht van het H in fig. 1 weergegeven holografische element toont; I fig. 7 is een grafiek, die de verandering in fase van de x- I 5 richting (S) polarisatiecomponent van het doorgelaten licht van het I in fig. 1 weergegeven holografische element toont; I fig. 8 is een schematisch aanzicht in doorsnede, dat de struc- I tuur van een substraat, dat wordt gebruikt voor een volgens een twee- I de uitvoeringsvorm van de uitvinding vervaardigd holografisch ele- I 10 ment, toont; I fig. 9 is een schematisch aanzicht in doorsnede, dat een andere I structuur van het substraat, dat wordt gebruikt voor het holografi- I sche element volgens de tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding, H toont; H 15 fig. 10 is een schematisch aanzicht, dat de structuur van een volgens een derde uitvoeringsvorm van de uitvinding verschaft holo- grafisch element toont; H fig. 11 is een schematisch aanzicht, dat de structuur van een volgens een vierde uitvoeringsvorm van de uitvinding verschaft holo- 20 grafisch element toont; I fig. 12 is een schematisch aanzicht van de structuur van het volgens een vijfde uitvoeringsvorm van de uitvinding verschaft holo- grafisch element; fig. 13 is een aanzicht van de structuur van het in fig. 12 H 25 weergegeven holografische element; fig. 14 is een grafiek, die de verandering in fase van de y- richting (P) polarisatiecomponent van het doorgelaten licht van het in fig. 12 weergegeven holografische element toont; fig. 15 is een schematisch aanzicht van het volgens een zesde 30 uitvoeringsvorm van de uitvinding verschafte holografische element; fig. 16 is een grafiek, die de verandering in fase van de y- H richting (P) polarisatiecomponent van het doorgelaten licht van het in fig. 15 weergegeven holografische element toont; fig. 17 is een schematisch doorsnedeaanzicht, dat de structuur 35 van een gangbaar holografisch element, dat een dubbelbrekend kristal gebruikt, toont.

I BESCHRIJVING VAN DE VOORKEURSUITVOERINGSVORMEN VAN DE UITVINDING

Enkele voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding zullen nu onder verwijzing naar de bijgevoegde tekening worden beschreven.

I 1014761 - 9 -

Eerste uitvoeringsvorm

Fig. 1 is een schematisch doorsnedeaanzicht, dat de structuur van een volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding verschaft holografisch element toont, en fig. 2 is een grafiek, die de 5 relatie tussen de golflengte van op een fotonisch kristal van het holografische element invallend licht en het aantal golven in het fo-tonische kristal toont. Fig. 3 en 4 zijn schematische doorsnedeaan-zichten, die vervaardigingsstappen van het holografische element tonen. Fig. 5 is een schematisch aanzicht van het holografische ele-10 ment, fig. 6 is een grafiek, die de verandering in fase van de y-richting (P) polarisatiecomponent van het doorgelaten licht van het holografische element toont, en fig. 7 is een grafiek, die de verandering in fase van de x-richting (S) polarisatiecomponent van het doorgelaten licht van het holografische element toont, waarbij de 15 dwarsdoorsnede volgens de lijn I-I van fig. 5 correspondeert met fig.

1.

Dit holografische element past in plaats van een dubbelbrekend kristal een zogenoemd fotonisch kristal toe, dat is vervaardigd van een isotroop materiaal, welk materiaal wordt gekozen uit een ver-20 scheidenheid aan diëlektrische materialen en halfgeleidermaterialen, en waarin een concave-convexe of een gerimpeld-oppervlakconfiguratie met een steekafstand gelijk aan of kleiner dan de golflengte van invallend licht is gevormd om een brekingsindex met een aan het isotro-pe materiaal equivalente anisotropie te verschaffen.

25 Zoals is weergegeven in fig. 1 heeft dit holografische element een zodanige structuur, dat gebieden A en B afwisselend gevormd zijn, waarbij elk gebied A een concave-convexe configuratie 12 met een een-dimensionele periodieke structuur, die op equivalente wijze een dub-belbrekendheid heeft, waarop een van meerdere lagen met verschillende 30 brekingsindices gevormde film 13 is gelamineerd, terwijl elk gebied B de gelamineerde meerlaagsfilm 13 slechts op een oppervlak van een vlak gedeelte bevat en geen dubbelbrekendheid heeft. Volgens deze structuur kan een faseverschil voor polarisatiecomponenten voor het gebied A en het gebied B verschillend worden gemaakt in afhanke-35 lijkheid van polarisatierichtingen zonder het gebruik van een kostbaar dubbelbrekend materiaal, waardoor een hologram voor het schakelen van lichtwegen in afhankelijkheid van polarisatierichtingen van invallend licht gerealiseerd kan worden. De concave-convexe configuratie met een periodieke opstelling in het gebied A wordt aangeduid 10 1 4 76 1 I -ιοί met "eendimensionele periodieke structuur" in de zin, dat de I steekrichting daarvan eenheid is (de x-richting in dit geval).

I Meer in het bijzonder zijn de gebieden A, waarin richels en I groeven van de concave-convexe configuratie periodiek zijn gevormd in I 5 de x-richting met een steekafstand, die niet groter is dan de golf- I lengte van het invallende licht, en de gebieden B, die door de opper- I vlakken van de op hetzelfde niveau als de bodems van de groeven van I de concave-convexe configuratie geplaatste vlakke gedeelten worden I gedefinieerd, gevormd in het oppervlak van het doorschijnende sub- I 10 straat 11 met een voorafbepaalde periode in de x-richting. Bovendien is een uit een aantal laagparen samengestelde meerlaagsfilm 13 op het substraat 11 met de concave-convexe configuraties 12 gelamineerd, I waarbij twee lagen 13a en 13b in elk paar verschillende brekingsindi- I ces hebben, zodat de brekingsindex van de meerlaagsfilm 13 periodiek I 15 over een dikte van de film varieert. De totale dikte Db van de meer- H laagsfilm 13 is klein genoeg gekozen om de concave-convexe configura- I ties 12 van het substraat 11 te handhaven. In dit geval is de hoogte I van het gebied B vanaf het oppervlak van het vlakke gedeelte gelijk aan de dikte van de meerlaagsfilm 13. In het gebied A is de hoogte Da 20 vanaf het oppervlak van het vlakke gedeelte groter dan de hoogte van het gebied B en wel ter grootte van de richel 12a.

Zoals is weergegeven in fig. 5 zijn de gebieden A en de gebie-

den B in de x-richting afwisselend aangebracht. In het gebied A

strekken de strookvormige groeven 12b en richels 12a zich evenwijdig 25 aan elkaar uit in de y-richting, hebben in hoofdzaak dezelfde breedte en zijn in de x-richting afwisselend aangebracht. Het uit het vlakke oppervlak bestaande gebied B heeft een in de y-richting lopende leng- teas en een breedte in de x-richting, die in hoofdzaak gelijk is aan die van het gebied A. De aan elkaar grenzende gebieden A en B vormen 30 één cyclus C.

Wanneer de steekafstand of periode van de gerimpeld-oppervlak- teconfiguratie 12 kleiner is dan of gelijk aan de golflengte van het invallende licht, zal het element met de bovenstaande structuur in reactie op een op het oppervlak van het substraat 11 verticaal inval- 35 lende lichtbundel geen afgebogen lichtbundel produceren, doch een dubbelbrekendheid vertonen. In dit geval heeft het element duidelijk verschillende brekingsindices voor de gevallen, waarin de polarisa- tierichting van het invallende licht evenwijdig is aan en loodrecht staat op de groeven 12b. De effectieve brekingsindices in deze even- H 4 0 wijdige en loodrechte zones worden bepaald door de verhouding van de I 1014761 - 11 - breedte van de groef 12b tot die van een steekafstand van de eendi-mensionele periodieke structuur en de brekingsindices ter plaatse van de richel 12a en de groef 12b. De bovenstaande structuur kan derhalve worden behandeld als een isotroop medium, en volgens deze structuur 5 kan het afbuigrendement van het element derhalve worden veranderd in afhankelijkheid van de polarisatierichtingen door middel van zijn dubbelbrekendheid.

Fig. 2 toont het feit dat, aangezien de schijnbare brekingsindex verschilt tussen de orthogonale polarisatiecomponenten (P-polari-10 satie en S-polarisatie), zal er een verschil optreden in het aantal golven, waarbij de ordinaat het omgekeerde van de golflengte van het invallende licht (1/golflengte) en de abscis het aantal golven in het kristal (het omgekeerde van de golflengte van het zich in het kristal voortplantende licht) weergeeft.

15 In het geval waarin het licht loodrecht op het oppervlak van het holografische element invalt, worden een faseverschil γρ tussen de gebieden A en B voor de P-polarisatie en een faseverschil ys tussen de gebieden A en B voor de S-polarisatie gegeven door de volgende formules (3) respectievelijk (4): 20 γρ = Da.Nap-Db.Nb-(Da-Db) (3) ys = Da.Nas-Db.Nb-(Da-Db) (4) waarin Nap een effectieve brekingsindex met betrekking tot de P-polarisatie in het gebied A, Nas een effectieve brekingsindex met betrekking tot de S-polarisatie in het gebied A, en Nb een equivalente bre-25 kingsindex in het gebied B (d.w.z. een gemiddelde brekingsindex van de meerlaagsfilm 13) is.

Door het aanpassen van de faseaanpassingsparameters volgens de formules (3) en (4) kan een zodanige inrichting worden verkregen, dat de y-richting (P) polarisatiecomponent in de gebieden A in fase 180° 30 (n radialen) voorloopt, zonder enige faseverandering in de gebieden B, waarbij de x-richting (S) polarisatiecomponent geen faseverandering vertoont in beide gebieden A en B.

Fig. 6 toont de variatie in fase van het doorgelaten licht voor de y-richting (P) polarisatie in de periodieke rangschikking van de 35 gebieden A en B, en fig. 7 toont de variatie in fase van het doorgelaten licht voor de x-richting (S) polarisatie. Volgens dit verschil in het faseverschil, kan het afbuigrendement voor de y-richting (P) polarisatie hoog gemaakt worden, terwijl het afbuigrendement voor de x-richting (S) polarisatie laag gemaakt kan worden.

10 1 4 761 I - 12 - H Zoals hierboven is beschreven heeft dit holografische element I als een geheel de functie van een buigingsrooster met een equivalente I anisotropie, zodat de y-richting (P) polarisatiecomponent van de or- I thogonale polarisatiecomponenten van het invallende licht selectief I 5 afgebogen kan worden.

I Nu zal een werkwijze voor het vervaardigen van het bovenstaande I holografische element worden beschreven onder verwijzing naar fig. 3 I en 4.

Allereerst wordt op het in fig. 3 weergegeven, van een diëlek- 10 trisch materiaal of een halfgeleidermateriaal vervaardigde substraat 11 een fotolakfilm (niet weergegeven) gevormd. Vervolgens wordt door middel van bijvoorbeeld de algemeen bekende holografische-interferen- I tiebelichtingsmethode, die geschikt is voor het vormen van een fijn H patroon, een patroon in de fotolakfilm gevormd. Vervolgens wordt het I 15 substraat 11 onderworpen aan een droge etsing, waarbij de in het pa- H troon gevormde fotolakfilm als een masker wordt gebruikt, waardoor de groeven 12b, die elk een breedte kleiner dan of gelijk aan de helft van de golflengte van licht, dat op het voltooide holografische ele- ment dient in te vallen, hebben, worden gevormd in het substraat 11 I 20 met een steekafstand kleiner dan of gelijk aan de golflengte van het licht. In dit geval wordt voor de tussen de aangrenzende groeven 12b gevormde richel 12a een waarde gekozen, die in hoofdzaak gelijk is aan de breedte van de groef 12b. Door middel van het voorgaande is een fotonisch kristal geconstrueerd.

25 Vervolgens worden de lagen 13a en 13b, die in brekingsindex - verschillend van elkaar zijn, achtereenvolgens gevormd op het sub- straat 11 door middel van bijvoorbeeld de sputtermethode, die ge- schikt is voor het vormen van een dunne film. In dit geval worden amorf silicium en Si02 gebruikt als materialen voor het vormen van 30 deze lagen en de lagen 13a (of 13b) met dezelfde brekingsindex worden elke twee lagen gevormd. De twee lagen 13a en 13b binnen één cyclus hebben elk een dikte in de orde van 0,2 pm. De vervaardiging van het holografische element volgens de eerste uitvoeringsvorm van de uit- vinding is derhalve voltooid.

35 Zoals hierboven is beschreven, zijn in het holografische ele- H ment van deze structuur de gebieden A, waarin zich een faseverschil H ontwikkelt tussen de orthogonale polarisatiecomponenten (P-polarisa- tie en S-polarisatie) van het doorgelaten licht in afhankelijkheid van de polarisatierichting van het invallende licht, en de gebieden 40 B, waarin zich een dergelijk faseverschil niet ontwikkelt, in hoofd- I 10 1 4 76 1 - 13 - zaak op periodieke wijze in het oppervlak van het substraat 11 gevormd, en is de het oppervlak van het substraat 11 bedekkende en de lagen van verschillende brekingsindices bevattende meerlaagsfilm 13 met een dergelijke laagrangschikking gevormd, dat de brekingsindex 5 periodiek over de dikte van de film verandert. Als gevolg hiervan kunnen de laagdikte en de brekingsindices van de meerlaagsfilm 13 als parameters voor het aanpassen van het faseverschil tussen de orthogo-nale polarisatiecomponenten van het doorgelaten licht worden gebruikt, zodat nu in vergelijking met het gangbare geval, waarin de 10 diepte van de groeven van de concave-convexe configuratie de enige parameter voor de faseaanpassing was, een variëteit aan parameters voor de faseaanpassing beschikbaar is.

Wanneer gebruik wordt gemaakt van een zodanige structuur, dat het oppervlak van het doorschijnende substraat 11, waarin de groeven 15 12b periodiek worden gevormd voor de concave-convexe configuratie 12, wordt bedekt door de meerlaagsfilm 13, kan derhalve door het op geschikte wijze aanpassen van de laagdikte en de brekingsindices van de meerlaagsfilm 13 een vereist faseverschil worden verkregen door het vormen van de groeven 12b met een gemiddelde diepte, die correspon-20 deert met de steekafstand van de gerimpeld-oppervlakconfiguratie 12. De vervaardiging van dit holografische element is derhalve eenvoudiger .

Tweede uitvoeringsvorm

Fig. 8 en 9 zijn schematische dooraanzichten, die de structuur 25 van een volgens een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding verschaft holografisch element tonen. In fig. 8 en 9 is de meerlaagsfilm 13 weggelaten en is slechts het doorschijnende substraat 11 weergegeven .

Dit holografische element volgens deze uitvoeringsvorm is aan-30 zienlijk verschillend van die volgens de eerste uitvoeringsvorm, aangezien het substraat 11 in dikte verschillend is gemaakt in het gebied A en het gebied B binnen één cyclus (het gebied C). In deze figuren zijn de onderdelen van dit holografische element, die identiek zijn aan de in fig. 1 weergegeven onderdelen, aangeduid met dezelfde 35 verwijzingscijfers en de beschrijving daarvan zal worden weggelaten.

In de hierboven beschreven eerste uitvoeringsvorm, waarin het faseverschil wordt bepaald volgens de formules (3) en (4), is de vrijheidsgraad van het ontwerp klein, aangezien het verschil tussen Da en Db in praktijk klein is, zodat het in bepaalde gevallen moei-40 lijk is om slechts door middel van de optimalisering van de concave- 1014761 H convexe configuratie een gewenst faseverschil te verkrijgen. In der- gelijke gevallen is het ten eerste gunstig om het substraat 11 in het gebied B dunner of dikker te maken dan in het gebied A, zoals is weergegeven in fig. 8 respectievelijk 9, zodat het substraat 11 ver- 5 schillend in dikte is in de gebieden A en B. In fig. 8 geeft het ver- wijzingscijfer 14a het dunnere gebied van het substraat 11 weer, ter- wijl in fig. 9 het verwijzingscijfer 14a het dikkere gebied van het substraat 11 weergeeft. Aangezien dit verschil een relatieve zaak is, is het evenzeer mogelijk om het substraat 11 in het gebied A dikker 10 of dunner dan in het gebied B te maken.

Wanneer licht verticaal invalt op het oppervlak van het boven- staande holografische element, kunnen een inter-regionaal fasever- schil yp voor de P-polarisatie en een inter-regionaal faseverschil ys voor de S-polarisatie door middel van de volgende formules worden 15 uitgedrukt: I YP = Da.Nap-Db.Nb-(Da-Db)+Dd.(Ns-1) (5) ys = Da.Nas-Db.Nb-(Da-Db)+Dd.(Ns-1) (6)

waarin Dd een verschil in dikte van het substraat 11 in de gebieden A

en B (Da-Db, waarbij Da^Db) en Ns een brekingsindex van het substraat 20 11 weergeeft.

Volgens deze tweede uitvoeringsvorm kunnen de parameters voor de faseaanpassing derhalve verder gediversifieerd worden door het

aanpassen van de dikte van het substraat 11 in de gebieden A en B

binnen één cyclus (het gebied C), waardoor de vrijheidsgraad van ont- 25 werp verder kan worden vergroot.

Derde uitvoeringsvorm

Fig. 10 is een aanzicht, dat de structuur van een volgens een derde uitvoeringsvorm van de uitvinding verschaft holografisch ele- ment toont.

H 30 Het holografische element volgens deze uitvoeringsvorm ver- schilt van die van de eerste uitvoeringsvorm, aangezien in aanvulling op de in elk gebied A gevormde concave-convexe configuratie (of ge-

rimpeld-oppervlakconfiguratie) 12 het substraat 11 in elk gebied B

een andere concave-convexe configuratie (of een gerimpeld-oppervlak- 35 configuratie) 15 heeft, waarbij de steekrichtingen van de respectieve eendimensionele periodieke structuren in de gebieden A en B verschil- lend zijn en loodrecht op elkaar staan, zoals is weergegeven in fig.

10. In fig. 10 zijn de samenstellende onderdelen van dit holografi- sche element, die identiek zijn aan de in fig. 5 weergegeven samen- I 10 1 4 76 1 " -- mi nhing—ws · --ffiT Γ^·,ΠΈΤΠ·βγ·ι>γτγ’·'·τ-~-·^··-Τ· ^-:-:— I II IIIHI H \\ I W 'HI— ——-ψ- . .a... . · — --^n - 15 - stellende onderdelen, aangeduid met dezelfde verwijzingscijfers en de beschrijving daarvan zal worden weggelaten.

Aangezien volgens het holografische element van deze structuur de concave-convexe configuraties (gesleufd-oppervlakconfiguraties) in 5 de gebieden A en B in verschillende richtingen zijn gevormd, kan het verschil in karakteristiek als gevolg van de polarisatie tussen de verschillende gebieden groter worden gemaakt, zodat het mogelijk is om de dikte van dit element in de dikterichting van de lagen (of het verschil tussen hoge en lage niveaus) kleiner dan in fig. 1 te maken.

10 De bewerking van het substraat 11 zal derhalve eenvoudiger zijn.

Vierde uitvoeringsvorm

Fig. 11 is een aanzicht, dat de structuur van een volgens een vierde uitvoeringsvorm van de uitvinding verschaft holografisch element toont.

15 Het holografische element volgens deze uitvoeringsvorm ver schilt van dat volgens de eerste uitvoeringsvorm, aangezien de richting, waarin de gebieden A, die elk een in hoofdzaak periodieke concave-convexe configuratie 16 hebben, en de gebieden B periodiek gevormd zijn, en de steekrichting van de eendimensionele periodieke 20 structuur of de in elk gebied A gevormde concave-convexe configuratie 16 van elkaar verschillen.

Zoals is weergegeven in fig. 11 zijn de assen van de strookvor-mige richels en groeven van de concave-convexe configuratie 16 in het gebied A in deze figuur naar rechtsboven gericht. De richtingen, 25 waarin de polarisatieafhankelijkheid zich voordoet, zijn derhalve de • · lengterichting van de richel of groef van de concave-convexe configuraties 16 en een op deze lengterichting loodrecht staande richting.

In dit geval is de steekrichting van de eendimensionele structuur in de figuur naar linksboven gericht. Anderzijds komt de afbuigrichting 30 overeen met de richting van de periodieke vorming van de gebieden A, waarin de in hoofdzaak periodieke concave-convexe configuraties 16 zijn gevormd, en de gebieden B. Door de richting van de periodieke vorming van de gebieden A en B verschillend van de steekrichting van de eendimensionele periodieke structuur van de concave-convexe confi-35 guratie 16 in het gebied A te maken, kunnen de richting, waarin de polarisatieafhankelijkheid zich voordoet, en de afbuigrichting derhalve onafhankelijk van elkaar worden ingesteld.

Wanneer licht op het holografische element van deze structuur op een zodanige wijze invalt, dat de P-polarisatiecomponent van de 40 orthogonale polarisatiecomponenten van het invallende licht evenwij- 10 1 4 76 1 - 16 - H dig is aan de as van de groef of richel in de concave-convexe confi- H guratie 16, worden de effectieve brekingsindices in de evenwijdige zone en de loodrechte zone met betrekking tot een specifieke polari- satierichting bepaald door de verhouding van de breedte van de groef 5 16b en de steekafstand van de eendimensionele periodieke structuur en de brekingsindices ter plaatse van de richel 16a en de groef 16b, zo- H als in de eerste uitvoeringsvorm. De bovenstaande structuur kan daar- H door worden behandeld als een anisotroop medium, zodat het afbuigren- H dement in afhankelijkheid van de polarisatierichtingen gevarieerd kan 10 worden door gebruik te maken van de dubbelbrekendheid daarvan. Met H deze structuur is het derhalve mogelijk om een holografisch element voor het in afhankelijkheid van de polarisatierichting van invallend licht schakelen van lichtwegen te vervaardigen.

Het is ook mogelijk om een gewenst faseverschil te verkrijgen H 15 door de vorming van de groeven 16b met een gemiddelde diepte, die H overeenkomt met de steekafstand in de concave-convexe configuratie 16, door middel van het op geschikte wijze aapassen van de dikte en/of de brekingsindices van de meerlaagsfilm 13, zoals in de eerste uitvoeringsvorm, en/of door middel van het aanpassen van de dikte van H 20 het substraat in de gebieden A en B, zoals in de tweede uitvoerings- vorm.

Vijfde uitvoeringsvorm

Fig. 12 is een schematisch doorsnedeaanzicht van een volgens een vijfde uitvoeringsvorm van de uitvinding verschaft holografisch 25 element, fig. 13 een aanzicht van het holografische element, en fig.

H 14 een grafiek, die de verandering in fase van de y-richting (P) po- I larisatiecomponent van het doorgelaten licht in reactie op het op het I holografische element met de structuur van fig. 12 invallend licht toont. De dwarsdoorsnede volgens de lijn II-II van fig. 13 correspon- I 30 deert met de weergave van fig. 14.

Het holografische element volgens deze uitvoeringsvorm ver- schilt van dat volgens de eerste uitvoeringsvorm, aangezien aller- eerst drie opeenvolgende gebieden Al, A2 en B, die één cyclus (of een gebied C) vormen, in hoofdzaak periodiek gevormd zijn. Ten tweede 35 zijn de gebieden Al en A2 voorzien van concave-convexe configuraties I 17 respectievelijk 18, welke configuraties elk bedekt worden door een I meerlaagsfilm 13 en elk een respectieve eendimensionele structuur met een steekafstand, die niet groter is dan de golflengte van invallend I licht, hebben en is het gebied B een gebied van het substraat 11, dat I 40 een op hetzelfde niveau als de bodems van de groeven in de concave- I 1014761 ΠΙΓ1 Α.ί*.Η· jrW··' ·.·} : ^*» ·#»< »""*· - ·· _ - ·-- Τ.··· - "V - >...ΙΙΙ·.μι·ι1Ηί TC_" ·- ' * >» - - : .

- 17 - convexe configuraties 17 en 18 geplaatst oppervlak, dat door de meer-laagsfilm 13 wordt bedekt, hebben, zoals is weergegeven in fig. 12, 13 en 14. Ten slotte is de steekrichting in de eendimensionele periodieke structuren van de concave-convexe configuraties 17 en 18 in de 5 gebieden Al en A2 gelijk aan de richting, waarin de gebieden C periodiek zijn gevormd, en nemen de steekafstanden in de eendimensionele structuren binnen elke, uit de drie gebieden Al, A2 en B opgebouwde cyclus (of gebied C) toe volgens de volgorde van de opstelling van deze structuren in de richting van de periodieke vorming van de ge-10 bieden C.

Hoewel in de bovenstaande structuur de gebieden A en B zijn gevormd met soortgelijke eendimensionele periodieke structuren in de vorm van de gerimpeld-oppervlakconfiguraties 17 enl8, waarbij de steekafstanden gelijk aan of kleiner dan de golflengte van invallend 15 licht zijn, zijn deze steekafstanden verschillend van elkaar, zodat de gebieden A en B verschillende waarden van de dubbelbrekendheid zullen bewerkstelligen. Wanneer meer in het bijzonder licht loodrecht invalt op het substraat 11 van dit holografische element, is het mogelijk door middel van de op de dikte gebaseerde faseaanpassing en/of 20 de brekingsindices van de meerlaagsfilm 13, en/of het verschil in niveau van de groeven en richels, slechts de y-richting (P) polarisa-tiecomponent van het doorgelaten licht stapsgewijs in fase te doen veranderen, zoals is weergegeven in fig. 14. In dit geval is het zodanig geregeld, dat de x-richting (S) polarisatiecomponent geen en-25 kele faseverandering in alle gebieden Al, A2 en B vertoont.

• Deze structuur, waarin de stapsgewijze faseverdeling wordt ge vormd, heeft een zodanig voordeel, dat het mogelijk is om de verhouding van de intensiteit van het positieve eerste-orde afgebogen licht en de intensiteit van het negatieve eerste-orde afgebogen licht van 30 het buigingsrooster te veranderen. Volgens deze structuur kunnen daarom nagenoeg dezelfde gunstige effecten als in de eerste uitvoeringsvorm worden verkregen. Bovendien kunnen de lichthoeveelheden in twee richtingen uit evenwicht gebracht worden, zodat dit holografische element bijvoorbeeld geschikt is voor gebruik in een optisch 35 systeem voor een optische kop.

Zesde uitvoeringsvorm

Fig. 15 is een aanzicht, dat de structuur van een volgens een zesde uitvoeringsvorm van de uitvinding verschaft holografisch element toont, en fig. 16 is een grafiek, die de verandering in fase van 40 doorgelaten licht van de y-richting (P) polarisatiecomponent in reac- 101476 1 I - 18 - I tie op op het holografische element met de in fig. 15 weergegeven I structuur invallend licht toont.

H Het holografische element van deze structuur verschilt van dat volgens de vijfde uitvoeringsvorm, aangezien dit element ten eerste I 5 geen enkel, van een vlak oppervlak voorzien gebied omvat, doch slechts gebieden Al tot en met An, die in hoofdzaak periodiek gevormd I zijn, omvat. Ten tweede is elke cyclus (of elk gebied C) aanzienlijk I fijn verdeeld in de gebieden Al tot en met An, in vergelijking met de I vijfde uitvoeringsvorm. Anderzijds is dit holografische element ge- 10 lijk aan het holografische element volgens de vijfde uitvoeringsvorm, aangezien de steekrichting in de eendimensionele periodieke structu- ren van de concave-convexe configuraties 19(1) tot en met 19(n) in de gebieden Al tot en met An binnen één cyclus daarvan gelijk is aan de I richting, waarin de gebieden C periodiek gevormd zijn, en aangezien I 15 de steekafstanden in de eendimensionele structuren geleidelijk toene- H men binnen elke cyclus van de gebieden Al tot en met An volgens de volgorde van deze structuren in de richting van de periodieke vorming van de gebieden C.

Aangezien bij deze asymmetrische structuur elke cyclus (of elk 20 gebied C) fijner is onderverdeeld in de gebieden Al tot en met An in vergelijking met de vijfde uitvoeringsvorm, is het mogelijk om door middel van de faseaanpassing de faseverdeling van het doorgelaten H licht van de y-richting (P) polarisatiecomponent om te zetten in een faseverdeling met zaagtandvorm, zoals is weergegeven in fig. 16. In 25 dit geval is het zodanig geregeld, dat de x-richting (S) polarisatie- component geen enkele faseverandering in alle gebieden Al tot en met

An vertoont. Het is derhalve mogelijk om afgebogen licht van de posi- tieve en negatieve eerste-orde slechts in één richting te produceren.

Volgens deze uitvoeringsvorm kunnen derhalve nagenoeg dezelfde 30 effecten als de bij de eerste uitvoeringsvorm beschreven effecten worden verkregen. In vergelijking met het geval van het rechthoekige faserooster, waarbij afgebogen lichtbundels in twee richtingen worden geproduceerd, wordt volgens dit type asymmetrische rooster bovendien de afbuiging van licht in één richting uitgevoerd, zodat het ge- 35 bruiksrendement van het licht kan worden vergroot.

Hoewel een beschrijving van verschillende uitvoeringsvormen van de uitvinding is gegeven, zal het duidelijk zijn, dat de uitvinding niet tot deze uitvoeringsvormen beperkt is en dat modificaties en veranderingen, die daaraan zonder het kader en de gedachte van de I 10 1 4 76 1 - 19 - uitvinding te verlaten zijn aangebracht, eveneens in deze uitvinding zijn vervat.

Hoewel het oppervlak van het substraat 11 in het in fig. 1, 3 en 4 weergegeven gebied B een vlak oppervlak is, dat op hetzelfde ni-5 veau als de bodem van de groef 12b in het gebied A gelegen is, kan dit oppervlak bijvoorbeeld ook een vlak oppervlak zijn, dat op hetzelfde niveau als de bovenzijde van de richel 12a in het gebied A is gelegen.

Hoewel de steekafstanden in de gerimpeld-oppervlakconfiguraties 10 17 en 18 in de gebieden Al en A2 worden gewijzigd om de stapvormige faseverdeling in de vijfde uitvoeringsvorm te verkrijgen, kan hetzelfde effect ook worden verkregen door het veranderen van het verschil tussen de hoge en lage niveaus in de gerimpeld-oppervlakconfi-guraties 17 en 18, en/of de breedte van de groef en/of de richel.

15 Hoewel de steekafstand van de eendimensionele periodieke struc turen in de gebieden met de concave-convexe configuratie in fig. 12 tot en met 16 toeneemt volgens de volgorde van opstelling van de gebieden met de concave-convexe configuratie in de richting van periodieke vorming van het aantal gebieden (in de richting naar rechts in 20 deze figuren) kan de steekafstand van de eendimensionele periodieke structuren ook eventueel afnemen.

Hoewel de buigingsroosters in de bovenstaande uitvoeringsvormen een eendimensionele periodieke structuur toepassen, kunnen deze roosters ook eventueel een holografisch patroon van tweedimensionele 25 structuur, zoals deze gebruikelijk werd toegepast, gebruiken. In dat geval worden de concave-convexe configuraties gevormd in het substraat langs het gebied van het holografische patroon.

Zoals hierboven is beschreven, wordt bij de structuur volgens de uitvinding ten minste een gebied binnen één cyclus van een aantal 30 gebieden gekozen om een gebied te zijn, waarin een concave-convexe configuratie met een eendimensionele structuur met een steekafstand niet groter dan de golflengte van invallend licht, is gevormd en meerdere van isotrope media met verschillende brekingsindices vervaardigde lagen worden gelamineerd om op een zodanige wijze een meer-35 laagsfilm op de van de concave-convexe configuraties voorziene gebieden te vormen, dat de brekingsindex in de meerlaagsfilm periodiek over een dikte daarvan varieert, zodat het mogelijk is om de dikte en de brekingsindices van de lagen van de meerlaagsfilm te gebruiken als parameters voor het aanpassen van een faseverschil tussen de polari-40 satiecomponenten van het doorgelaten licht.

1014 76 1 I - 20 - H In vergelijking met het gangbare geval, waarin slechts een ver- schil tussen hoge en lage niveaus in de concave-convexe configuratie kan worden gebruikt als parameter voor de faseaanpassing, is volgens de uitvinding een verscheidenheid aan parameters beschikbaar voor een 5 dergelijke faseaanpassing, als gevolg waarvan een vereist fasever- schil kan worden verkregen door middel van een juiste waarde voor het H verschil tussen hoge en lage niveaus in de concave-convexe configura- tie. De vervaardiging van het holografische element volgens de uit- H vinding kan derhalve relatief eenvoudig zijn.

I 10 14 761

Claims

1. Holografisch element, waarin een aantal gebieden, dat een gebied voor het in reactie op daarop invallend licht ontwikkelen van een faseverschil tussen polarisatiecomponenten van doorgelaten licht in afhankelijkheid van polarisatierichtingen van het invallende licht 5 en met verschillende faseverschillen tussen polarisatiecomponenten van het doorgelaten licht als een geheel, bevat, in hoofdzaak periodiek is gevormd in een substraat om verschillende diffractierendemen-ten afhankelijk van polarisatiecomponenten van het invallende licht te verschaffen, waarbij ten minste een gebied van een aantal gebieden 10 binnen één cyclus van de in hoofdzaak periodiek gevormde gebieden een gebied is, waarin een concave-convexe configuratie met een eendimen-sionele periodieke structuur met een steekafstand gelijk aan of kleiner dan een golflengte van het invallende licht is gevormd, en waarbij meerdere van isotrope media met verschillende brekingsindices 15 vervaardigde lagen zijn gelamineerd om een meerlaagsfilm op het gebied met de concave-convexe configuratie op een zodanige wijze te vormen, dat een brekingsindex van de meerlaagsfilm over een dikte daarvan varieert.

2. Holografisch element volgens conclusie 1, waarbij de polari-20 satierichtingen loodrecht op elkaar staan.

3. Holografisch element volgens conclusie 1 of 2, waarbij een faseaanpassing op een zodanige wijze wordt uitgevoerd, dat een mate van faseverandering van een polarisatiecomponent in een specifieke richting onder de polarisatiecomponenten van het doorgelaten licht 25 constant is over het aantal gebieden.

4. Holografisch element volgens een van de conclusies 1 tot en met 3, waarbij het substraat een doorschijnend substraat is en het gebied met de concave-convexe configuratie een zodanige opbouw heeft, dat de meerlaagsfilm gelamineerd is op in het doorschijnende sub- 30 straat op een steekafstand, die gelijk aan of kleiner dan de golflengte van het invallende licht is, gevormde uitsteeksels en inspringingen.

5. Holografisch element volgens een van de conclusies 1 tot en met 4, waarbij ten minste een van de gebieden binnen één cyclus van 35 het in hoofdzaak periodiek gevormde aantal gebieden een vlak gebied is, waarop de meerlaagsfilm is aangebracht.

6. Holografisch element volgens een van de conclusies 1 tot en met 5, waarbij een faseaanpassing wordt uitgevoerd binnen een cyclus 101 4 76 1 - 22 - H van het in hoofdzaak periodiek gevormde aantal gebieden door het aan- H passen van een dikte van het substraat voor elk gebied.

7. Holografisch element volgens een van de conclusies 1 tot en H met 6, waarbij een richting van de in hoofdzaak periodieke vorming H 5 van het aantal gebieden en een steekrichting van de eendimensionele H structuur in het gebied met de concave-convexe configuratie verschil- lend van elkaar zijn.

8. Holografisch element volgens een van de conclusies 1 tot en H met 6, waarbij het aantal gebieden binnen een cyclus van het in 10 hoofdzaak periodiek gevormde aantal gebieden een aantal gebieden be- H vat, die zijn gevormd met concave-convexe configuraties, waarvan een- H dimensionele periodieke structuren onderling verschillende steekrich- tingen hebben.

9. Holografisch element volgens een van de conclusies 1 tot en 15 met 6, omvattende het element binnen een cyclus van het in hoofdzaak periodiek gevormde aantal gebieden twee of meer gebieden, welke ge- bieden zijn gevormd met concave-convexe configuraties, waarvan eendi- mensionele periodieke structuren steekrichtingen hebben, die overeen- komen met de richting waarin het aantal gebieden in hoofdzaak perio- H 20 diek gevormd is, waarbij de steekafstand van de eendimensionele structuren geleidelijk toeneemt of afneemt in de richting waarin het aantal gebieden in hoofdzaak periodiek gevormd is.

10. Holografisch element volgens een van de conclusies 1 tot en met 9, waarbij inspringingen in de in het substraat gevormde concave- 25 convexe configuratie in het substraat gevormde groeven zijn. I 1014761