RU2510069C2 - Optical device with multi-aperture fourier-transforming optical elements for single-step recording of multiple microholograms - Google Patents
Optical device with multi-aperture fourier-transforming optical elements for single-step recording of multiple microholograms Download PDFInfo
- Publication number
- RU2510069C2 RU2510069C2 RU2012120356/28A RU2012120356A RU2510069C2 RU 2510069 C2 RU2510069 C2 RU 2510069C2 RU 2012120356/28 A RU2012120356/28 A RU 2012120356/28A RU 2012120356 A RU2012120356 A RU 2012120356A RU 2510069 C2 RU2510069 C2 RU 2510069C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical element
- photosensitive material
- signal
- optical
- amplitude
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 81
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001454 recorded image Methods 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
- G03H1/0402—Recording geometries or arrangements
- G03H1/0408—Total internal reflection [TIR] holograms, e.g. edge lit or substrate mode holograms
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
- G03H1/08—Synthesising holograms, i.e. holograms synthesized from objects or objects from holograms
- G03H1/0866—Digital holographic imaging, i.e. synthesizing holobjects from holograms
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
- G03H1/2294—Addressing the hologram to an active spatial light modulator
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/02—Details of features involved during the holographic process; Replication of holograms without interference recording
- G03H2001/0208—Individual components other than the hologram
- G03H2001/0224—Active addressable light modulator, i.e. Spatial Light Modulator [SLM]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цифровым технологиям, а более конкретно - к устройствам для записи голограмм, а именно к системам записи микроголограмм с использованием лазерного источника когерентного излучения.The invention relates to digital technologies, and more specifically to devices for recording holograms, and in particular to systems for recording holograms using a laser source of coherent radiation.
Такие устройства записи микроголограмм используют для записи информации, представленной в цифровом виде на светочувствительные материалы для дальнейшего хранения и восстановления записанной информации. Важными характеристиками таких устройств записи является общий объем оптической части устройства и скорость записи микроголограмм.Such microhologram recording devices are used to record information presented in digital form on photosensitive materials for further storage and restoration of recorded information. Important characteristics of such recording devices are the total volume of the optical part of the device and the recording speed of microholograms.
Существуют два основных типа записываемых микроголограмм: просветная и отражательная микроголограмма. В случае просветной голограммы записанное изображение восстанавливается в полусфере, содержащей прошедший через голограмму считывающий пучок. В случае отражательной голограммы записанное изображение восстанавливается в полусфере, содержащей отраженный от голограммы считывающий пучок. Отражательный тип голограмм представляется наиболее перспективным, поскольку позволяет восстанавливать полноцветное и полнопараллаксное изображение в рассеянном белом свете.There are two main types of recorded microholograms: translucent and reflective microholograms. In the case of a translucent hologram, the recorded image is restored in a hemisphere containing a read beam passing through the hologram. In the case of a reflective hologram, the recorded image is restored in a hemisphere containing a reading beam reflected from the hologram. The reflective type of holograms seems to be the most promising, because it allows you to restore full-color and full-parallax images in scattered white light.
При записи отражательных голограмм исходный пучок лазерного излучения разделяется на два пучка: сигнальный и опорный пучки. Сигнальный пучок расширяется расширителем пучка, после этого он отклоняется на требуемый угол двухкоординатным дефлектором и модулируется пространственным модулятором света в соответствии с записываемым изображением. После этого, сигнальный пучок проходит через фокусирующую оптическую систему и падает на светочувствительный материал, причем сигнальный пучок падает с одной стороны светочувствительного материала, а опорный пучок - с другой стороны.When recording reflective holograms, the initial laser beam is divided into two beams: the signal and reference beams. The signal beam is expanded by the beam expander, after which it is deflected to the required angle by a two-coordinate deflector and modulated by a spatial light modulator in accordance with the recorded image. After that, the signal beam passes through the focusing optical system and falls on the photosensitive material, the signal beam falling on one side of the photosensitive material, and the reference beam on the other side.
В патенте США №6330088 [1] описывается метод и устройство для одношаговой записи полноцветных, полнопараллаксных стереограмм. Указанное решение (см. Фиг.1) состоит из источника когерентного лазерного излучения, оптической системы деления исходного пучка на сигнальный и опорный, держателя светочувствительного материала, специальной оптической системы для модулирования сигнального пучка рассчитанным изображением и специальной оптической системы для преобразования опорного пучка и изменения его угла падения на светочувствительный материал.US Pat. No. 6,330,088 [1] describes a method and apparatus for recording one-step full-color, full-parallax stereograms. The indicated solution (see Figure 1) consists of a source of coherent laser radiation, an optical system for dividing the initial beam into a signal and reference beam, a holder of photosensitive material, a special optical system for modulating the signal beam with a calculated image, and a special optical system for converting the reference beam and changing it angle of incidence on photosensitive material.
В патентной заявке США №2007/0019266 [2] описывается устройство для создания голографических стереограмм. Указанное решение (см. Фиг.2) состоит из источника когерентного импульсного лазерного излучения, специального оптического устройства для разделения исходного пучка на сигнальный и опорный, специальной оптической системы для ограничения и трансформации сигнального пучка, пространственного модулятора света для модулирования сигнального пучка, специализированной оптической системы для записи топографического пикселя, в виде полосы или точки, на светочувствительном материале, специальной оптической системы для ограничения и трансформации опорного пучка, специальной системы позиционирования светочувствительного материала.US Patent Application No. 2007/0019266 [2] describes a device for creating holographic stereograms. The specified solution (see Figure 2) consists of a source of coherent pulsed laser radiation, a special optical device for separating the initial beam into a signal and reference beam, a special optical system for limiting and transforming the signal beam, a spatial light modulator for modulating the signal beam, a specialized optical system for recording a topographic pixel, in the form of a strip or dot, on a photosensitive material, a special optical system for limiting and transforming tion of the reference beam, a special system ranking photosensitive material.
Указанные решения содержат большое количество разнообразных оптических элементов разделенных воздушными промежутками, причем взаимное расположение всех этих элементов и наличие индивидуальных юстируемых креплений, а также высокоскоростной механизм позиционирования оптического материала неблагоприятно сказывается на работоспособности всего устройства. Таким образом, обычно данные конструкции имеют два главных недостатка: большое количество отдельных оптических элементов и специальных устройств, контролирующих и корректирующих их взаимное расположение. Все это приводит к значительному усложнению устройства и критическому увеличению его размеров, а также к ужесточению требований на устройство механического позиционирования. Так же в патенте [1] на светочувствительный материал записывается только одна полнопараллаксная микроголограмма за один шаг системы позиционирования, а в заявке [2] на светочувствительный материал записывается микроголограмма в форме линии за один шаг системы позиционирования, но только с параллаксом по одной оси. Техническое решение [2] выбрано в качестве прототипа заявляемого решения.These solutions contain a large number of various optical elements separated by air gaps, and the mutual arrangement of all these elements and the presence of individual adjustable mounts, as well as a high-speed mechanism for positioning the optical material adversely affect the performance of the entire device. Thus, usually these designs have two main drawbacks: a large number of individual optical elements and special devices that control and correct their relative position. All this leads to a significant complication of the device and a critical increase in its size, as well as to toughen requirements for the mechanical positioning device. Also, in the patent [1] for the photosensitive material, only one full-parallax microhologram is recorded per step of the positioning system, and in the application [2] for the photosensitive material the microhologram is recorded in the form of a line in one step of the positioning system, but only with parallax along one axis. The technical solution [2] is selected as a prototype of the proposed solution.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является преодоление вышеописанных недостатков известных решений, содержащих в себе большое количество отдельных оптических элементов и специальных элементов для контроля и корректировки их расположения, а также увеличение скорости записи пикселя за счет записи нескольких пикселей за один шаг системы механического позиционирования.The problem to which the invention is directed is to overcome the above-described disadvantages of known solutions containing a large number of individual optical elements and special elements for monitoring and adjusting their location, as well as increasing the recording speed of a pixel by recording several pixels in one step of a mechanical system positioning.
Технический результат заключается в упрощении конструкции и уменьшение размеров оптической части устройства для записи микроголограмм, а также увеличении скорости записи полнопараллаксных микроголограмм. Для достижения этого результата разработано оптическое устройство записи и воспроизведения микроголограмм, состоящее из лазерного источника света, оптического устройства, выполненного с возможностью разделения исходного пучка на сигнальный и опорный, оптической системы, выполненной с возможностью ограничения и трансформации сигнального пучка, оптической системы, выполненной с возможностью ограничения и трансформации опорного пучка, светочувствительного материала и системы механического позиционирования, отличающееся тем, что включает в себя:The technical result consists in simplifying the design and reducing the size of the optical part of the device for recording microholograms, as well as increasing the recording speed of full-parallax microholograms. To achieve this result, an optical device for recording and reproducing microholograms has been developed, consisting of a laser light source, an optical device configured to separate the initial beam into a signal and reference, an optical system configured to limit and transform the signal beam, an optical system configured to restrictions and transformations of the reference beam, photosensitive material and mechanical positioning system, characterized in that yuchaet include:
по меньшей мере, один лазерный источник когерентного излучения, выполненный с возможностью временной модуляции потока излучения;at least one laser source of coherent radiation, configured to temporarily modulate the radiation stream;
по меньшей мере, один узел формирования сигнального пучка, содержащий,at least one signal beam forming unit, comprising,
по меньшей мере, один делитель пучка,at least one beam splitter
по меньшей мере, один оптический элемент, представляющий собой телескопическую систему, выполненную с возможностью пространственного преобразования волнового фронта, излученного вышеупомянутым лазерным источником света, к волновому фронту, необходимому для освещения управляемого амплитудно-фазового оптического элемента;at least one optical element, which is a telescopic system, configured to spatially convert the wavefront emitted by the aforementioned laser light source to the wavefront necessary to illuminate a controlled amplitude-phase optical element;
по меньшей мере, один управляемый амплитудно-фазовый оптический элемент, расположенный в фурье-плоскости фурье-преобразующего оптического элемента и выполненный с возможностью изменения как амплитудного, так и фазового распределения (то есть направления распространения света) в формируемом сигнальном пучке и, соответственно, изменения вида и положения светового пятна на светочувствительном материале;at least one controlled amplitude-phase optical element located in the Fourier plane of the Fourier transform optical element and configured to change both the amplitude and phase distribution (i.e., the direction of light propagation) in the generated signal beam and, accordingly, changes the type and position of the light spot on the photosensitive material;
по меньшей мере, один угловой дефлектор, выполненный с возможностью изменения среднего угла падения светового пучка на вышеупомянутый управляемый амплитудно-фазовый оптический элемент,at least one angular deflector, configured to change the average angle of incidence of the light beam on the aforementioned controlled amplitude-phase optical element,
по меньшей мере, один фурье-преобразующий оптический элемент, выполненный с возможностью преобразования промодулированного вышеупомянутым управляемым амплитудно-фазовым оптическим элементом сигнального пучка;at least one Fourier-transforming optical element configured to convert a signal beam modulated by the aforementioned controlled amplitude-phase optical element;
по меньшей мере, один вспомогательный оптический элемент, выполненный с возможностью переноса изображения фурье-плоскости вышеупомянутого фурье-преобразующего оптического элемента на плоскость расположения светочувствительного материала;at least one auxiliary optical element, configured to transfer the image of the Fourier plane of the aforementioned Fourier transform optical element to the plane of the location of the photosensitive material;
по меньшей мере, один узел, выполненный с возможностью формирования опорного пучка и исполнения дополнительной функции оптической линии задержки опорного пучка, и содержащий телескопическую оптическую систему, выполненную с возможностью осуществления пространственного преобразования волнового фронта, излученного вышеупомянутым лазерным источником света, к волновому фронту, необходимому для записи микроголограмм опорного пучка;at least one node configured to form a reference beam and perform an additional function of the optical delay line of the reference beam, and comprising a telescopic optical system configured to perform spatial conversion of the wavefront emitted by the aforementioned laser light source to the wavefront necessary for recording microholograms of the reference beam;
по меньшей мере, один дефлектор, выполненный с возможностью точного управления положением сформированного опорного пучка на плоскости светочувствительного материала;at least one deflector configured to precisely control the position of the formed reference beam on the plane of the photosensitive material;
по меньшей мере, один светочувствительный материал, выполненный с возможностью сохранения картины интерференции сфокусированного модулированного сигнального и опорного пучков;at least one photosensitive material, configured to save the interference pattern of the focused modulated signal and reference beams;
по меньшей мере, одну систему механического позиционирования, выполненную с возможностью управления взаимным расположением светочувствительного материала и остальных элементов устройства;at least one mechanical positioning system configured to control the relative position of the photosensitive material and other elements of the device;
по меньшей мере, одно устройство электронного управления лазерным источником, дефлекторами и амплитудно-фазовым оптическим элементом, а также системой механического позиционирования, включающее интерфейсные блоки, выполненные с возможностью сопряжения интегрального оптического устройства с внешними источниками информации.at least one device for electronic control of a laser source, deflectors and amplitude-phase optical element, as well as a mechanical positioning system, including interface units configured to interface an integrated optical device with external information sources.
Основными преимуществами заявляемого изобретения являютсяThe main advantages of the claimed invention are
- возможность значительного уменьшения количества отдельных элементов;- the possibility of significantly reducing the number of individual elements;
- запись нескольких микроголограмм за один шаг системы механического позиционирования.- recording several microholograms in one step of a mechanical positioning system.
В заявляемом устройстве указанные дефлекторы направления падения света на управляемый амплитудно-фазовый оптический элемент, расположенные в опорном и сигнальном пучках, и управляемый амплитудно-фазовый оптический элемент выполнены с возможностью пространственно-временной синхронизации позиции сигнального и опорного пучков на плоскости вышеупомянутого светочувствительного материала при произвольном положении регистрирующего материала, выставленном системой механического позиционирования. Таким образом, система имеет возможность записи нескольких микроголограмм в окрестности каждой позиции, задаваемой системой механического позиционирования.In the claimed device, said deflectors of the direction of incidence of light on a controlled amplitude-phase optical element located in the reference and signal beams and a controlled amplitude-phase optical element are configured to spatially-temporarily synchronize the position of the signal and reference beams on the plane of the aforementioned photosensitive material at an arbitrary position recording material exposed by a mechanical positioning system. Thus, the system has the ability to record several microholograms in the vicinity of each position specified by the mechanical positioning system.
Кроме того, узел для формирования сигнального пучка может дополнительно содержать диафрагму.In addition, the node for forming a signal beam may further comprise a diaphragm.
Новизна заявляемого изобретения заключается в использовании дефлекторов для формирования нескольких микроголограмм за один шаг системы механического позиционирования.The novelty of the claimed invention lies in the use of deflectors to form several microholograms in one step of a mechanical positioning system.
Геометрическая форма элементов, их положение и наличие дефлекторов обеспечивает малые размеры всего устройства и запись нескольких микроголограмм за один шаг системы механического позиционирования.The geometric shape of the elements, their position and the presence of deflectors ensures the small size of the entire device and the recording of several microholograms in one step of a mechanical positioning system.
Далее существо заявляемого изобретения поясняется с привлечением графических материалов.Further, the essence of the claimed invention is illustrated with the use of graphic materials.
Фиг.1 - известное из уровня техники решение [1].Figure 1 - known from the prior art solution [1].
Фиг.2 - известное из уровня техники решение [2].Figure 2 - known from the prior art solution [2].
Фиг.3. Принципиальная схема устройства одношаговой записи нескольких микроголограмм, которое включает в себя следующие элементы:Figure 3. Schematic diagram of a device for single-step recording of several microholograms, which includes the following elements:
1 - лазерный источник;1 - laser source;
2, 4, 10, 17, 18 - плоское зеркало;2, 4, 10, 17, 18 - a flat mirror;
3 - светоделительный кубик;3 - beam splitting cube;
5, 6 - телескопическая система для пространственного преобразования вида волнового фронта;5, 6 - telescopic system for spatial transformation of the type of the wave front;
7 - угловой дефлектор;7 - an angular deflector;
8 - управляемый амплитудно-фазовый оптический элемент;8 - controlled amplitude-phase optical element;
9 - фурье-преобразующий оптический элемент;9 - Fourier transforming optical element;
11 - диафрагма;11 - aperture;
12, 13 - вспомогательные оптические элементы для переноса изображения фурье-плоскости;12, 13 - auxiliary optical elements for transferring the image of the Fourier plane;
14 - светочувствительный материал;14 - photosensitive material;
15, 16 - телескопическая оптическая система для преобразования вида и формы оптимального для записи микроголограмм опорного пучка;15, 16 - telescopic optical system for converting the form and shape of the optimal reference beam for recording microholograms;
19 - дефлектор для точного управления положением сформированного опорного пучка.19 - deflector for precise control of the position of the formed reference beam.
Принципиальная схема предлагаемого интегрального оптического устройства для записи микроголограмм состоит из (см. Фиг.3), по меньшей мере, одного лазерного источника 1 когерентного излучения, выполненного с возможностью временной модуляции потока излучения, узла для формиpoвaния сигнального пучка, узла для формирования опорного пучка, светочувствительного материала 14, системы механического позиционирования (не показана на Фиг.3), устройства электронного позиционирования (не показано на Фиг.3), устройства электронного управления (не показано на Фиг.3). Узел для формирования сигнального пучка состоит из, по меньшей мере, одного делителя пучка в виде светоделительного кубика 3, по меньшей мере, одной телескопической системы 5, 6 для пространственного преобразования вида волнового фронта, по меньшей мере, одного углового дефлектора 7, по меньшей мере, одного управляемого амплитудно-фазового оптического элемента 8, по меньшей мере, одного фурье-преобразующего оптического элемента 9, по меньшей мере, одной диафрагмы 11, двух вспомогательных оптических элементов 12, 13 для переноса изображения фурье-плоскости для формирования сигнального пучка. Узел для формирования опорного пучка состоит из, по меньшей мере, одной телескопической оптической системы 15, 16 для преобразования вида и формы оптимального для записи микроголограмм опорного пучка для формирования опорного пучка, одного дефлектора 19 для точного управления положением сформированного опорного пучка и направления его падения на светочувствительный материал 14.Schematic diagram of the proposed integrated optical device for recording microholograms consists of (see Figure 3), at least one
Указанное устройство электронного управления выполнено с возможностью одновременного управления лазерным источником когерентного излучения 1, угловыми дефлекторами 7 и 19, амплитудно-фазовым оптическим элементом 8 и системой механического позиционирования.The specified electronic control device is configured to simultaneously control the laser source of
Указанная телескопическая система 5, 6 для пространственного согласования вида волнового фронта, излученного лазерным источником света, выполнена с возможностью преобразования падающего на него сигнального пучка таким образом, что преобразованный сигнальный пучок формирует в плоскости управляемого амплитудно-фазового оптического элемента 8 равнояркое световое поле с заданной угловой расходимостью, одинаковой в каждой точке указанного управляемого амплитудно-фазового оптического элемента 8. Указанный угловой дефлектор 7 выполнен с возможностью пропускания сигнального пучка без искажений и служит для изменения среднего угла падения светового пучка на вышеупомянутый управляемый амплитудно-фазовый оптический элемент 8.The indicated
Каждый фурье-преобразующий оптический элемент 9 выполнен с возможностью проведения преобразования Фурье над модулированным сигнальным пучком с последующей фокусировкой указанного модулированного сигнального пучка, вышедшего из управляемого амплитудно-фазового оптического элемента 8, в плоскости светочувствительного материала 14 с возможностью интерференции указанного сфокусированного модулированного сигнального пучка с опорным пучком в плоскости светочувствительного материала 14.Each Fourier transform optical element 9 is configured to perform a Fourier transform over a modulated signal beam, followed by focusing the specified modulated signal beam emerging from the controlled amplitude-phase optical element 8 in the plane of the
Каждый управляемый амплитудно-фазовый оптический элемент 8 расположен в фурье-плоскости вышеупомянутого фурье-преобразующего оптического элемента 9 и служит для изменения как амплитудного, так и фазового распределения (то есть направления распространения света) в формируемом сигнальном пучке и, соответственно, изменяет вид и положение светового пятна на вышеупомянутом светочувствительном материале.Each controlled amplitude-phase optical element 8 is located in the Fourier plane of the aforementioned Fourier transform optical element 9 and serves to change both the amplitude and phase distribution (i.e., the direction of light propagation) in the generated signal beam and, accordingly, changes the form and position a light spot on the aforementioned photosensitive material.
Каждый узел для формирования опорного пучка выполнен с возможностью преобразования входящего опорного пучка и направления преобразованного опорного пучка на светочувствительный материал 9 с возможностью интерференции указанного опорного пучка со сфокусированным модулированным сигнальным пучком. Преобразование опорного пучка выполняется с возможностью согласования поперечного размера опорного пучка и его положения с поперечным размером и положением сфокусированного модулированного сигнального пучка в плоскости светочувствительного материала 14 и направления указанного опорного пучка под необходимым углом с нормалью к поверхности светочувствительного материала 14.Each node for forming the reference beam is configured to convert the incoming reference beam and direct the converted reference beam to the photosensitive material 9 with the possibility of interference of the specified reference beam with a focused modulated signal beam. The conversion of the reference beam is performed with the possibility of matching the transverse size of the reference beam and its position with the transverse size and position of the focused modulated signal beam in the plane of the
Каждый узел для формирования опорного пучка содержит телескопическую систему 15, 16, предназначенную для преобразования вида и формы пучка, оптимального для записи микроголограмм, и дефлектор 19, предназначенный для точного управления положением сформированного опорного пучка на плоскости светочувствительного материала 14.Each node for the formation of the reference beam contains a
Каждый элемент для формирования опорного пучка, а именно телескопическая система 15, 16 для преобразования вида и формы оптимального для записи микроголограмм опорного пучка и дефлектор 19, выполнены с возможностью выполнения функции оптической линии задержки с целью выровнять оптическую длину хода сигнального и опорного пучков от светоделительного кубика 3 до плоскости светочувствительного материала 14. Указанные элементы 15, 16, 19 для формирования опорного пучка выполнены с возможностью преобразования входящего опорного пучка таким образом, чтобы он формировал в плоскости светочувствительного материала 14 однородное световое поле с возможностью интерференции указанного опорного пучка со сфокусированным модулированным сигнальным пучком. Преобразование опорного пучка выполняется с возможностью согласования поперечного размера опорного пучка и его положения в плоскости светочувствительного материала 14 с поперечным размером сфокусированного модулированного сигнального пучка и его положения в плоскости светочувствительного материала 14 и направления указанного опорного пучка под необходимым углом с нормалью к поверхности светочувствительного материала 14.Each element for forming the reference beam, namely the
Каждый светочувствительный материал 14 выполнен с возможностью сохранения картины интерференции сфокусированного модулированного сигнального и опорного пучков.Each
Принцип действия устройства для записи микроголограмм с использованием фурье-преобразующего оптического элемента 9 и управляемого амплитудно-фазового оптического элемента 8 заключается в следующем: исходный пучок лазерного излучения разделяется с помощью светоделительного кубика 3 на два пучка: сигнальный и опорный. Сигнальный пучок расширяется расширителем пучка, состоящим из телескопической системы 5, 6 для пространственного преобразования вида волнового фронта. После этого он отклоняется под требуемыми углами угловым дефлектором 7 и модулируется управляемым амплитудно-фазовым оптическим элементом 8 в соответствии с записываемым изображением. После прохождения через управляемый амплитудно-фазовый оптический элемент 8 пучок направляется на фурье-преобразующий оптический элемент 9, который формирует фурье-преобразование опорного пучка, а вспомогательные оптические элементы 12, 13 для переноса изображения фурье-плоскости переносят фурье-плоскость и фокусируют пучок в плоскости светочувствительного материала 14. Опорный пучок фокусируется на противоположной плоскости светочувствительного материала 14 по отношению к плоскости фокусировки сигнального пучка с помощью телескопической системы 15, 16 и дефлектора (19), формирующих в заданной области светочувствительного материала детерминированное световое поле, необходимое для записи микроголограмм.The principle of operation of a device for recording microholograms using a Fourier transform optical element 9 and a controlled amplitude-phase optical element 8 is as follows: the initial laser beam is divided using a beam splitter 3 into two beams: signal and reference. The signal beam is expanded by a beam expander consisting of a
Заявляемое устройство может быть использовано, в частности, в устройствах печати микроголограмм (голографических принтерах); в топографических устройствах хранения информации; в иных голографических устройствах.The inventive device can be used, in particular, in devices for printing microholograms (holographic printers); in topographic information storage devices; in other holographic devices.
Claims (3)
- по меньшей мере, один лазерный источник когерентного излучения, выполненный с возможностью осуществления временной модуляции потока излучения;
- узел формирования сигнального пучка, содержащий
по меньшей мере, один делитель пучка,
по меньшей мере, один оптический элемент, представляющий собой телескопическую систему, выполненную с возможностью осуществления пространственного преобразования волнового фронта, излученного вышеупомянутым лазерным источником света, к волновому фронту, необходимому для освещения управляемого амплитудно-фазового оптического элемента;
по меньшей мере, один управляемый амплитудно-фазовый оптический элемент, расположенный в фурье-плоскости фурье-преобразующего оптического элемента и выполненный с возможностью изменения как амплитудного, так и фазового распределения в формируемом сигнальном пучке;
по меньшей мере, один угловой дефлектор, выполненный с возможностью изменения среднего угла падения светового пучка на вышеупомянутый управляемый амплитудно-фазовый оптический элемент,
по меньшей мере, один фурье-преобразующий оптический элемент, выполненный с возможностью преобразования промодулированного вышеупомянутым управляемым амплитудно-фазовым оптическим элементом сигнального пучка и;
по меньшей мере, один вспомогательный оптический элемент, выполненный с возможностью переноса изображения фурье-плоскости вышеупомянутого фурье-преобразующего оптического элемента на плоскость расположения светочувствительного материала;
- узел формирования опорного пучка, выполненный с возможностью исполнения дополнительной функции оптической линии задержки опорного пучка, и содержащий
по меньшей мере, одну телескопическую оптическую систему, выполненную с возможностью осуществления пространственного преобразования волнового фронта, излученного вышеупомянутым лазерным источником света, к волновому фронту, необходимому для записи микроголограмм опорного пучка;
по меньшей мере, один дефлектор, выполненный с возможностью осуществления точного управления положением сформированного опорного пучка на плоскости вышеупомянутого светочувствительного материала;
- систему механического позиционирования, выполненную с возможностью управления взаимным расположением светочувствительного материала и остальных элементов устройства;
- устройство электронного управления лазерным источником, дефлекторами и амплитудно-фазовым оптическим элементом, а также системой механического позиционирования, включающее интерфейсные блоки, выполненные с возможностью сопряжения интегрального оптического устройства с внешними источниками информации;
- светочувствительный материал выполнен с возможностью сохранения картины интерференции сфокусированного модулированного сигнального и опорного пучков.1. An optical device for spatio-temporal formation and recording of microholograms, consisting of a laser light source, an optical device for dividing the initial beam into a signal and reference, an optical system for limiting and transforming the signal beam, an optical system for limiting and transforming the reference beam, a photosensitive material and mechanical positioning systems, characterized in that it includes
- at least one laser source of coherent radiation, configured to temporarily modulate the radiation flux;
- node forming a signal beam containing
at least one beam splitter
at least one optical element, which is a telescopic system, configured to perform spatial conversion of the wavefront emitted by the aforementioned laser light source, to the wavefront necessary to illuminate a controlled amplitude-phase optical element;
at least one controllable amplitude-phase optical element located in the Fourier plane of the Fourier transforming optical element and configured to change both the amplitude and phase distribution in the generated signal beam;
at least one angular deflector, configured to change the average angle of incidence of the light beam on the aforementioned controlled amplitude-phase optical element,
at least one Fourier-transforming optical element configured to convert a signal beam modulated by the aforementioned controlled amplitude-phase optical element and;
at least one auxiliary optical element, configured to transfer the image of the Fourier plane of the aforementioned Fourier transform optical element to the plane of the location of the photosensitive material;
- node forming a reference beam, configured to perform an additional function of the optical delay line of the reference beam, and containing
at least one telescopic optical system configured to perform spatial conversion of the wavefront emitted by the aforementioned laser light source to the wavefront necessary for recording microholograms of the reference beam;
at least one deflector configured to accurately control the position of the formed reference beam in the plane of the aforementioned photosensitive material;
- a mechanical positioning system configured to control the relative position of the photosensitive material and other elements of the device;
- an electronic control device for a laser source, deflectors and amplitude-phase optical element, as well as a mechanical positioning system, including interface units configured to interface an integrated optical device with external information sources;
- the photosensitive material is made with the possibility of preserving the interference pattern of the focused modulated signal and reference beams.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012120356/28A RU2510069C2 (en) | 2012-05-17 | 2012-05-17 | Optical device with multi-aperture fourier-transforming optical elements for single-step recording of multiple microholograms |
| KR1020120098480A KR101942974B1 (en) | 2012-05-17 | 2012-09-05 | Apparatus and method for high speed recording of hologram |
| US13/846,251 US9291997B2 (en) | 2012-05-17 | 2013-03-18 | High speed hologram recording apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012120356/28A RU2510069C2 (en) | 2012-05-17 | 2012-05-17 | Optical device with multi-aperture fourier-transforming optical elements for single-step recording of multiple microholograms |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012120356A RU2012120356A (en) | 2013-11-27 |
| RU2510069C2 true RU2510069C2 (en) | 2014-03-20 |
Family
ID=49624852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012120356/28A RU2510069C2 (en) | 2012-05-17 | 2012-05-17 | Optical device with multi-aperture fourier-transforming optical elements for single-step recording of multiple microholograms |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101942974B1 (en) |
| RU (1) | RU2510069C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2796474C2 (en) * | 2018-09-07 | 2023-05-24 | Бёльи-Гравюр Са | Adaptive laser beam formation |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101894017B1 (en) * | 2016-11-08 | 2018-08-31 | 서울대학교산학협력단 | Apparatus for manufacturing Holographic Optical Element, and apparatus for reconstruction of holograms |
| WO2019209095A2 (en) * | 2018-04-22 | 2019-10-31 | Lee Jeong Yong | Device for generating power by using electromagnetic wave hologram |
| KR102701576B1 (en) * | 2020-12-02 | 2024-09-02 | 한국전자기술연구원 | Hologram printing method and apparatus using mask |
| KR20230015759A (en) * | 2021-07-23 | 2023-01-31 | 주식회사 홀로랩 | Method and system for manufacturing digital holographic screen based on multi-hogel printing |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1354981A1 (en) * | 1986-04-29 | 1995-01-09 | Институт электроники АН БССР | Device for holographic recording of information on photothermoplastic medium |
| US20060082851A1 (en) * | 2004-10-05 | 2006-04-20 | Sony Corporation | Holographic recording apparatus and method for recording holograms |
| US7505186B2 (en) * | 2001-11-30 | 2009-03-17 | Zebra Imaging, Inc. | Pulsed-laser systems and methods for producing holographic stereograms |
| US7742211B2 (en) * | 2005-05-26 | 2010-06-22 | Inphase Technologies, Inc. | Sensing and correcting angular orientation of holographic media in a holographic memory system by partial reflection, the system including a galvano mirror |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0934341A (en) * | 1995-07-20 | 1997-02-07 | Nikon Corp | Holography recording and reproducing method |
| JP4127484B2 (en) * | 2002-05-17 | 2008-07-30 | パイオニア株式会社 | Angle multiplexing type hologram recording apparatus and method, and hologram reproducing apparatus and method |
| JP2008191330A (en) * | 2007-02-02 | 2008-08-21 | Canon Inc | Information recording and reproducing apparatus |
| JP2011022330A (en) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Fuji Xerox Co Ltd | Exposure device, image forming device, and hologram recording device |
-
2012
- 2012-05-17 RU RU2012120356/28A patent/RU2510069C2/en active
- 2012-09-05 KR KR1020120098480A patent/KR101942974B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1354981A1 (en) * | 1986-04-29 | 1995-01-09 | Институт электроники АН БССР | Device for holographic recording of information on photothermoplastic medium |
| US7505186B2 (en) * | 2001-11-30 | 2009-03-17 | Zebra Imaging, Inc. | Pulsed-laser systems and methods for producing holographic stereograms |
| US20060082851A1 (en) * | 2004-10-05 | 2006-04-20 | Sony Corporation | Holographic recording apparatus and method for recording holograms |
| US7742211B2 (en) * | 2005-05-26 | 2010-06-22 | Inphase Technologies, Inc. | Sensing and correcting angular orientation of holographic media in a holographic memory system by partial reflection, the system including a galvano mirror |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2796474C2 (en) * | 2018-09-07 | 2023-05-24 | Бёльи-Гравюр Са | Adaptive laser beam formation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20130129057A (en) | 2013-11-27 |
| KR101942974B1 (en) | 2019-01-28 |
| RU2012120356A (en) | 2013-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102067762B1 (en) | Method and apparatus for holographic recording | |
| CN111247488B (en) | Exposure apparatus for recording hologram, method of recording hologram, and method of controlling exposure apparatus for recording hologram | |
| RU2510069C2 (en) | Optical device with multi-aperture fourier-transforming optical elements for single-step recording of multiple microholograms | |
| RU2481611C1 (en) | Integrated optical device for recording and reproducing microholograms | |
| US10368061B2 (en) | Method and apparatus for holographic image projection | |
| KR20200044541A (en) | Hologram generating apparatus capable of changing of hogel size | |
| US9291997B2 (en) | High speed hologram recording apparatus and method | |
| US20210026298A1 (en) | Holographic display apparatus and method for providing expanded viewing window | |
| US3600056A (en) | Recording and replication of arrays of holograms | |
| RU2508567C1 (en) | Optical device with fourier transform optical elements for single-step recording of multiple microholograms using prism systems | |
| JP5096267B2 (en) | Hologram playback device | |
| RU2498380C2 (en) | Device for recording microholograms | |
| US20040240013A1 (en) | Apparatus and method for generating a dynamic image | |
| JP2008108359A (en) | Optical information recording device and optical information reproducing device | |
| KR20210058022A (en) | System and method for printing of holographic stereogram using optical fiber | |
| KR20160132227A (en) | Method and Apparatus for 2D Laser Machining with Image Reconstructed by Diffractive Optical Elements Using Orthogonally Polarized Beams | |
| CN112731656B (en) | Zero-order light filtering light path of liquid crystal spatial light modulator | |
| JP6525808B2 (en) | Hologram recording medium multiplex recording and reproducing method and hologram recording medium multiplex recording and reproducing apparatus | |
| JP2006154603A (en) | Hologram recording device | |
| JP2005352097A (en) | Hologram recording method, hologram reproducing method, hologram recording apparatus, hologram reproducing apparatus and hologram recording medium | |
| JPH04307584A (en) | Volume multiple holography device | |
| KR102501363B1 (en) | Hologram replication method and system based on mirror movement | |
| JP2013195802A (en) | Holographic stereogram recording device and method | |
| EP1607983A2 (en) | Angular and wavelength multiplexing apparatus for holographic storage | |
| JP5298267B2 (en) | Optical information reproducing apparatus and reproducing method |