WO2022145504A1 - 변형 거울을 이용한 홀로그래픽 광학 소자 프린팅 방법 - Google Patents

변형 거울을 이용한 홀로그래픽 광학 소자 프린팅 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2022145504A1
WO2022145504A1 PCT/KR2020/019264 KR2020019264W WO2022145504A1 WO 2022145504 A1 WO2022145504 A1 WO 2022145504A1 KR 2020019264 W KR2020019264 W KR 2020019264W WO 2022145504 A1 WO2022145504 A1 WO 2022145504A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
holographic
mirror
lens
incident
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/019264
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
홍지수
홍성희
김영민
정진수
Original Assignee
한국전자기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자기술연구원 filed Critical 한국전자기술연구원
Publication of WO2022145504A1 publication Critical patent/WO2022145504A1/ko

Links

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
    • G03H1/0476—Holographic printer
    • 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
    • G03H2223/00—Optical components
    • G03H2223/14—Diffuser, e.g. lens array, random phase mask
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2223/00—Optical components
    • G03H2223/24—Reflector; Mirror

Definitions

  • the present invention relates to holographic printing-related technology, and more particularly, to a method of manufacturing a holographic optical device by holographic printing.
  • Conventional holographic printing reduces digital image information displayed on a Spatial Light Modulator (SLM) having a low amount of information as shown in FIG. ) and interfering with a separate reference beam as shown in FIG. 2 and recording, and tiling this to reproduce a holographic image having a high amount of information equivalent to that of an analog hologram from digital information.
  • SLM Spatial Light Modulator
  • Optical Element A holographic optical element) can be produced through printing.
  • the first-order diffraction component of SLM is used to express complex field values, and DC values, where most of the energy is concentrated, are discarded in this process, resulting in very low light efficiency.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for printing a holographic optical device using a deformable mirror.
  • a holographic printer a light source for emitting light; an optical engine that phase-modulates some of the light emitted from the light source with a deformable mirror and makes it incident on a holographic medium as an object beam; and an optical system that makes the rest of the light emitted from the light source incident on a holographic material as a reference beam.
  • the holographic printer according to an embodiment of the present invention may further include a first beam splitter that transmits some of the light emitted from the light source to the optical engine and the rest to the optical system.
  • the optical engine includes an aperture through which incident light passes only by a specific width;
  • a rotating mirror that changes the optical path by reflecting the light passing through the aperture at different angles; It may include a; transforming mirror for phase-modulating the light emitted from the rotating mirror to reflect the holographic medium.
  • the rotating mirror may rotate up to ⁇ ° in the first direction, and then rotate up to ⁇ ° in a second direction opposite to the first direction.
  • an angle of incidence of incident light may vary within a specific range by rotation of the rotating mirror.
  • the specific range may be -2 ⁇ ° to +2 ⁇ °. And, the specific width may be the same as the effective width of the deformation mirror.
  • the optical engine includes a second beam splitter that reflects the light passing through the aperture to be incident on the rotating mirror, and transmits the light reflected from the rotating mirror; a first lens and a second lens for transmitting the light transmitted from the second beam splitter; It may further include; a third beam splitter that reflects the light transmitted through the first lens and the second lens to be incident on the deformable mirror.
  • the distance between the rotating mirror and the first lens is the focal length of the first lens
  • the distance between the first lens and the second lens is the sum of the focal length of the first lens and the focal length of the second lens
  • the second lens is the focal length of the second lens.
  • the length of the optical path to the deformable mirror through the beam splitter may be the focal length of the second lens.
  • a holographic printing method includes: emitting light; Phase-modulating some of the emitted light with a deforming mirror to make it incident on a holographic medium as object light; and injecting the rest of the light emitted from the light source into the holographic medium as reference light.
  • an optical engine includes an aperture through which incident light passes only by a specific width; a rotating mirror that changes the optical path by reflecting the light passing through the aperture at different angles; and a transforming mirror that phase modulates the light emitted from the rotating mirror and reflects it to the holographic medium.
  • a light modulation method includes the steps of passing incident light only by a specific width; changing an optical path by reflecting the passing light at different angles; and phase-modulating the light whose optical path is changed to reflect it to a holographic medium.
  • the recording time can be greatly reduced and the quality of the holographic optical device can be improved.
  • FIG. 1 Holographic printing method - Hogel and Tiling
  • Figure 5 Optical engine for deforming mirror-based wavefront printing.
  • Figure 9 Holographic printer to which a deformable mirror is applied.
  • a printing method of a holographic optical device using a deformable mirror is presented.
  • the printing time per Hogel is greatly reduced by expressing the phase information without the DC value to be filtered, As a result, it is possible to improve the quality of the recorded holographic optical element and to significantly reduce the overall recording time.
  • a deformable mirror consists of a membrane surface that acts as a mirror and a plurality of electrically actuable actuators underneath it.
  • a different distance may be moved for each actuator by adjusting a voltage applied to an electrode of each actuator.
  • the surface shape of the membrane surface can be changed, thereby changing the phase of the reflected wavefront.
  • this strain mirror has a non-pixelated structure, there is no need to filter the DC value, and it has very high energy efficiency with respect to input light and can perform phase modulation at the same time.
  • the recording time per hogel is significantly shorter than that of the conventional printer, and the holographic optical element can be recorded.
  • the spatial resolution of the deforming mirror is significantly lower than that of an SLM having a resolution of several K. Therefore, the value of the spatial frequency that can be expressed by the deformable mirror is significantly smaller than that of the SLM, and the diffraction angle of the holographic optical element manufactured through printing using the deforming mirror becomes very small.
  • the holographic printer to which a deforming mirror according to an embodiment of the present invention is applied does not simply replace the SLM with a deforming mirror, but rather puts information of the deforming mirror on a carrier wave having a large spatial frequency, thereby reducing the effect of the deformation mirror. It compensates for the limitation of expression spatial frequency.
  • a collimated laser beam incident from above the left aperture 110 passes through the aperture 110 having a width d.
  • d is equal to the effective width of the deformation mirror 170 .
  • the collimated laser beam incident by the aperture 110 is limitedly passed only by a width of d.
  • the collimated laser beam that has passed through the aperture 110 is reflected by the beam splitter 130 and then reflected back from the rotating mirror 120 to the lens 140 having a focal length f. reach At this time, the distance between the rotating mirror 120 and the lens 140 is equal to the focal length f of the lens 140 .
  • the optical path After passing through the lens 140, the optical path travels a distance of 2f and then reaches the lens 150 of the focal length f again.
  • the distance between the lens 140 and the lens 150 is 2f of the sum of the focal length f of the lens 140 and the focal length f of the lens 150 .
  • the optical path s+t from being reflected by the beam splitter 160 to reaching the surface of the deformable mirror 170 is equal to the focal length f of the lens 150 .
  • the two lenses 140 and 150 form a 4f system.
  • 6 to 8 show a method of applying a carrier wave to the deforming mirror 170 by the rotating mirror 120 .
  • FIG. 6 shows the optical path of the collimated laser beam when the rotating mirror 120 does not rotate.
  • the collimated laser beam that has passed through the aperture 110 is reflected from the beam splitter 130 along the path of the arrow line, is reflected from the rotating mirror 120, passes through the two lenses 130 and 140, and then the beam again It is reflected from the splitter 160 and reaches the surface of the deformation mirror 170 .
  • the incident light is incident perpendicularly to the surface of the deformation mirror 170, and the spatial frequency of the carrier wave becomes zero.
  • FIG. 7 and 8 show an optical path when the rotating mirror 120 is rotated up and down.
  • the rotating mirror 120 is rotated by ⁇
  • the incident light reflected from the surface of the rotating mirror 120 is reflected and proceeds with an angle of 2 ⁇ along the arrow line, and the beam splitter 130 and the two lenses ( After passing through 140 and 150 , it is reflected from the beam splitter 150 and reaches the surface of the deformable mirror 170 .
  • the incident light is incident on the surface of the deforming mirror 170 at an angle of 2 ⁇ , and the phase information of the surface of the deforming mirror 170 sets the spatial frequency corresponding to the inclined angle of the incident light as the carrier frequency in the spectral domain. will be shifted from
  • the rotating mirror 120 changes the optical path by reflecting the light passing through the aperture 110 at different angles, specifically, rotating up to ⁇ ° in the right direction and then rotating it up to ⁇ ° in the left direction.
  • the deforming mirror 170 changes the incident angle of the incident light within a specific range, specifically, from 2 ⁇ ° in the left direction to 2 ⁇ ° in the right direction on the incident axis.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram of a system in which the optical engine 100 for the deformable mirror 170 of FIG. 5 is applied to holographic printing.
  • Light from the laser 10 is collimated into a collimated laser beam after passing through the spatial filter 20 , which is an optical path and reference light for generating an object beam through the beam splitter 30 . It is divided into optical paths for generating (reference beam).
  • Light for generating reference light is reflected through two mirrors 40 , 50 and is incident on a holographic material 80 .
  • light for generating object light is incident on the aperture 110 of the optical engine 100 , passes through an optical path as described in FIGS. 6 to 8 , and is finally reflected by the surface of the deformable mirror 170 . and output as diffracted light.
  • the light output in this way is the phase distribution of the surface of the deformable mirror 170 at a magnification of f o / in through a reduction optical system composed of a lens 60 having a focal length of f in and a lens 70 having a focal length of f o is reduced and imaged on the surface of the holographic medium 80, and the imaged phase information is recorded on the surface of the holographic medium as one hogel through interference with the reference light.
  • a holographic optical device printer using a deformable mirror and a holographic optical device printing method using the same have been described in detail with reference to a preferred embodiment.
  • the technical idea of the present invention can also be applied to a case where only the optical engine is separated and implemented in the holographic printer presented in the above embodiment.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

변형 거울을 이용한 홀로그래픽 광학 소자 프린팅 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 홀로그래픽 프린터는, 광을 출사하는 광원, 광원에서 출사되는 광 중 일부를 변형 거울로 위상 변조하여 홀로그래픽 매질에 물체 광으로 입사시키는 광학 엔진 및 광원에서 출사되는 광 중 나머지를 홀로그래픽 매질에 참조 광으로 입사시키는 광학계를 포함한다. 이에 의해, 기록 시간을 크게 줄일 수 있고, 홀로그래픽 광학 소자의 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

변형 거울을 이용한 홀로그래픽 광학 소자 프린팅 방법
본 발명은 홀로그래픽 프린팅 관련 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 홀로그래픽 프린팅으로 홀로그래픽 광학 소자를 제작하는 방법에 관한 것이다.
기존의 홀로그래픽 프린팅은 도 1과 같이 낮은 정보량을 갖는 SLM(Spatial Light Modulator) 상에 표시된 디지털 영상 정보를 홀로그래픽 매질(holographic material) 위에 하나의 호겔(hogel)로 축소하여 이를 물체 광(object beam)으로 하고, 도 2에 도시된 바와 같이 별도의 참조 광(reference beam)과 간섭시켜 기록하되, 이를 타일링함으로써 디지털 정보로부터 아날로그 홀로그램에 준하는 높은 정보량을 갖는 홀로그램 영상을 재현하도록 하는 방법이다.
특히 SLM 상의 정보를 호겔로 축소할 때, 4f-시스템을 통해 spatial bandpass filtering을 함으로써 진폭과 위상을 모두 갖는 complex field 값을 기록할 수 있으며, 이를 통해 위상 정보를 필요로 하는 홀로그래픽 광학 소자(Holographic Optical Element : 홀로그래픽 광학 소자)를 프린팅을 통해 제작이 가능하다.
하지만 기존의 홀로그래픽 프린팅의 경우 complex field 값을 표현하기 위해 SLM의 1차 회절 성분을 이용하게 되고, 이 과정에서 대부분의 에너지가 집중된 DC값을 버리게 되어 매우 낮은 광효율을 갖게 된다.
그 결과로 홀로그램 프린팅시 홀로그래픽 매질에 전달되는 에너지가 낮아 호겔 당 기록 시간이 길어지게 되고, 이는 진동에 의한 홀로그램 기록 품질 저하, 전체적인 기록 시간 증대 등의 문제로 이어지게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 변형 거울(Deformable mirror)를 이용하여 홀로그래픽 광학 소자를 프린팅할 수 있는 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 홀로그래픽 프린터는, 광을 출사하는 광원; 광원에서 출사되는 광 중 일부를 변형 거울(deformable mirror)로 위상 변조하여 홀로그래픽 매질에 물체 광(object beam)으로 입사시키는 광학 엔진(Optical Engine); 및 광원에서 출사되는 광 중 나머지를 홀로그래픽 매질(holographic material)에 참조 광(reference beam)으로 입사시키는 광학계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 홀로그래픽 프린터는, 광원에서 출사되는 광 중 일부는 광학 엔진으로 전달하고, 나머지는 광학계 측으로 전달하는 제1 빔 스플리터(beam splitter);를 더 포함할 수 있다.
광학 엔진은, 입사되는 광을 특정 폭 만큼만 통과시키는 애퍼처(aperture); 애퍼처를 통과한 광을 각기 다른 각도로 반사하여 광경로를 변경시키는 회전 거울(rotating mirror); 회전 거울에서 출사되는 광을 위상 변조하여 홀로그래픽 매질로 반사하는 변형 거울;을 포함할 수 있다.
회전 거울는, 제1 방향으로 θ°까지 회전하였다가, 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 θ°까지 회전할 수 있다.
변형 거울는, 회전 거울의 회전에 의해, 입사 광의 입사 각이 특정 범위 내에서 변동할 수 있다.
특정 범위는, -2θ°내지 +2θ°일 수 있다. 그리고, 특정 폭은, 변형 거울의 유효 폭과 동일할 수 있다.
광학 엔진은 애퍼처를 통과된 광을 반사하여 회전 거울로 입사시키고, 회전 거울에서 반사된 광을 투과시키는 제2 빔 스플리터; 제2 빔 스플리터에서 투과되는 광을 전달하는 제1 렌즈와 제2 렌즈; 제1 렌즈와 제2 렌즈를 통해 전달되는 광을 반사하여 변형 거울로 입사시키는 제3 빔 스플리터;를 더 포함할 수 있다.
회전 거울과 제1 렌즈 간의 거리는, 제1 렌즈의 초점 거리이고, 제1 렌즈와 제2 렌즈 간의 거리는, 제1 렌즈의 초점 거리와 제2 렌즈의 초점 거리의 합이며, 제2 렌즈로부터 제2 빔 스플리터를 통한 변형 거울 까지의 광경로의 길이는, 제2 렌즈의 초점 거리일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른, 홀로그래픽 프린팅 방법은, 광을 출사하는 단계; 출사되는 광 중 일부를 변형 거울로 위상 변조하여 홀로그래픽 매질에 물체 광으로 입사시키는 단계; 및 광원에서 출사되는 광 중 나머지를 홀로그래픽 매질에 참조 광으로 입사시키는 단계;를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른, 광학 엔진은, 입사되는 광을 특정 폭 만큼만 통과시키는 애퍼처; 애퍼처를 통과한 광을 각기 다른 각도로 반사하여 광경로를 변경시키는 회전 거울; 회전 거울에서 출사되는 광을 위상 변조하여 홀로그래픽 매질로 반사하는 변형 거울;을 포함한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 광 변조 방법은, 입사되는 광을 특정 폭 만큼만 통과시키는 단계; 통과한 광을 각기 다른 각도로 반사하여 광경로를 변경시키는 단계; 광경로가 변경되는 광을 위상 변조하여 홀로그래픽 매질로 반사하는 단계;를 포함한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 변형 거울을 이용하여 홀로그래픽 광학 소자를 프린팅하여 제조함으로써, 기록 시간을 크게 줄일 수 있고, 홀로그래픽 광학 소자의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1. 홀로그래픽 프린팅 방식 - 호겔 및 타일링
도 2. 홀로그래픽 프린팅 방식 - 호겔의 기록 방법
도 3. 변형 거울의 작동원리 - Idle state
도 4. 변형 거울의 작동원리 - On state
도 5. 변형 거울 기반 파면 프린팅을 위한 광학 엔진
도 6 내지 도 8. 변형 거울 기반 파면 프린팅을 위한 광학 엔진
도 9. 변형 거울을 적용한 홀로그래픽 프린터
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예에서는 변형 거울(deformable mirror)을 이용한 홀로그래픽 광학 소자의 프린팅 방법을 제시한다.
본 발명의 실시예에서는 홀로그래픽 광학 소자를 홀로그래픽 프린팅의 방법으로 제조함에 있어, SLM을 대신하여 변형 거울을 이용함으로써, 필터링 해야 하는 DC값 없이 위상 정보를 표현함으로써 호겔당 프린팅 시간을 크게 줄이고, 결과적으로 기록된 홀로그래픽 광학 소자의 품질을 향상시키고, 전체 기록 시간을 크게 줄일 수 있도록 한다.
도 3과 도 4는 변형 거울의 일반적인 구조 및 작동원리에 대해 보여준다. 보통 변형 거울은 거울 역할을 하는 멤브레인 표면(membrane surface)와 그 밑에 전기적으로 구동 가능한 다수의 액츄에이터들로 이루어져 있다.
구동 시에는 각 액츄에이터의 전극(electrode)에 가해지는 전압을 조절하여 액츄에이터 별로 서로 다른 거리를 이동시킬 수 있다. 이를 통해 멤브레인 표면의 표면 형상을 변화시킬 수 있으며, 이에 의해 반사되는 파면의 위상을 변화시킬 수 있다.
이러한 변형 거울은 픽셀화 되지 않은 구조이기 때문에 DC값을 필터링할 필요가 없으며, 입력광에 대해 매우 높은 에너지 효율을 가지는 동시에 위상 변조를 할 수 있다.
따라서 변형 거울을 기존의 홀로그램 프린터의 SLM 대신 사용함으로써 호겔당 기존 프린터 대비 크게 짧은 기록시간을 갖도록 하며 홀로그래픽 광학 소자를 기록할 수 있다.
하지만 보통 변형 거울은 전극의 개수가 일반적으로 수백개 이내로 제한되기 떄문에, 수K의 해상도를 갖는 SLM에 비해 공간적 해상도가 크게 떨어진다. 따라서 변형 거울로 표현 가능한 공간 주파수의 값이 SLM에 비해 현저히 적어서 변형 거울을 이용한 프린팅을 통해 제작한 홀로그래픽 광학 소자의 회절 가능 각도가 매우 작아지게 된다.
이를 보완하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 변형 거울을 적용한 홀로그래픽 프린터는 단순히 SLM을 변형 거울로 대치하는 것이 아니라, 큰 공간 주파수를 갖는 carrier wave에 변형 거울의 정보를 실어줌으로써, 변형 거울의 표현 공간주파수의 한계를 보완하여 준다.
도 5는 이를 실현하기 위한 광학 엔진이다. 왼쪽 애퍼처(aperture)(110)의 위쪽에서 입사하는 collimated laser beam은 d의 폭을 갖는 애퍼처(110)를 통과한다. 이 때 d는 변형 거울(170)의 유효 폭과 같다. 애퍼처(110)에 의해 입사되는 collimated laser beam은 d의 폭 만큼만 제한적으로 통과된다.
애퍼처(110)를 통과한 collimated laser beam은 빔 스플리터(beam splitter)(130)에 의해 반사된 후 회전 거울(rotating mirror)(120)에서 다시 반사되어, 초점거리 f를 갖는 렌즈(140)에 도달한다. 이 때, 회전 거울(120)와 렌즈(140) 사이의 거리는 렌즈(140)의 초점거리 f와 같다.
렌즈(140)를 통과한 후의 광경로는 2f 만큼의 거리를 전파 후 다시 초점거리 f의 렌즈(150)에 도달한다. 렌즈(140)와 렌즈(150) 간의 거리는 렌즈(140)의 초점거리 f와 렌즈(150)의 초점거리 f의 합 2f이다.
두 번째 렌즈(150)를 통과 후 빔 스플리터(160)에 의해 반사되어 변형 거울(170)의 면에 도달하게 된다. 이 때 두 번째 렌즈(150)를 통과한 후 빔 스플리터(160)에서 반사되어 변형 거울(170)의 면에 도달하기 까지의 광경로 s+t는 렌즈(150)의 초점거리 f와 같다.
이와 같은 광경로에 의해 두 개의 렌즈(140,150)는 4f 시스템을 이루게 된다.
도 6 내지 도 8은 회전 거울(120)에 의해 변형 거울(170)에 carrier wave를 인가해주는 방법을 보여준다.
도 6은 회전 거울(120)이 회전하지 않았을 때 collimated laser beam의 광경로를 보여준다. 앞서 설명한 바와 같이 애퍼처(110)를 통과한 collimated laser beam은 화살표 선의 경로를 따라 빔 스플리터(130)에서 반사되어 회전 거울(120) 면에서 반사되어 렌즈 두 개(130,140)를 통과한 후 다시 빔 스플리터(160)에서 반사되어 변형 거울(170)의 면에 도달한다.
이 때 입사광은 변형 거울(170)의 면에 수직으로 입사하며, carrier wave의 공간 주파수는 0이 된다.
도 7과 도 8은 회전 거울(120)이 위 아래로 회전했을 때 광경로를 보여준다. 회전 거울(120)이 θ만큼 회전했을 때, 회전 거울(120)의 면에서 반사된 입사광은 화살표 선을 따라서 2θ만큼의 각도를 가지고 반사되어 진행하게 되며, 빔 스플리터(130)와 두 개의 렌즈(140,150)를 지나 빔 스플리터(150)에서 반사된 후 변형 거울(170)의 면에 도달하게 된다.
이 때 입사광은 변형 거울(170)의 면에 2θ만큼의 각도를 가지고 입사하게 되며, 변형 거울(170)의 면의 위상 정보가 입사광의 기울어진 각도에 해당하는 공간 주파수를 carrier frequency로 하여 spectral domain에서 shift되게 된다.
이와 같이 회전 거울(120)은 애퍼처(110)를 통과한 광을 각기 다른 각도로, 구체적으로 오른쪽 방향으로 θ°까지 회전하였다가 왼쪽 방향으로 θ°까지 회전하면서 반사하여 광경로를 변경시킨다.
그리고 회전 거울(120)에 의해, 변형 거울(170)은 입사 광의 입사 각이 특정 범위 내에서, 구체적으로 입사 축에서 왼쪽 방향으로 2θ° 부터 오른쪽 방향으로 2θ°까지 변동되는 것이다.
도 9는 도 5의 변형 거울(170)을 위한 광학 엔진(100)을 홀로그래픽 프린팅에 적용시킨 시스템의 개념도이다.
레이저(Laser)(10)로부터 출발한 광은 Spatial filter(20)를 거친 후에 collimated laser beam으로 collimation 되는데, 이는 빔 스플리터(30)를 통해 물체 광(object beam)을 생성하기 위한 광경로와 참조 광(reference beam)을 생성하기 위한 광경로로 나누어진다.
참조 광을 생성하기 위한 광은 두 개의 거울(40,50)을 통해 반사되어, 홀로그래픽 매질(holographic material)(80)로 입사된다.
또한 물체 광을 생성하기 위한 광은 광학 엔진(100)의 애퍼처(110)로 입사되며, 도 6 내지 도 8에 설명된 바와 같은 광경로를 거쳐 최종적으로 변형 거울(170)의 면에 의해 반사되어 회절 광으로 출력된다.
이렇게 출력된 빛은 fin의 초점거리를 가지는 렌즈(60)와 fo의 초점거리를 가지는 렌즈(70)로 구성된 축소 광학계를 통해 fo/in의 배율로 변형 거울(170) 면의 위상 분포를 축소시켜 홀로그래픽 매질(80)의 면에 이미징 시키게 되며, 이렇게 이미징된 위상 정보가 참조 광과의 간섭을 통해 하나의 호겔로써 홀로그래픽 매질면에 기록 된다.
각 호겔을 기록할 때, 회전 거울(120)의 회전각을 조절함으로써 기록되는 호겔 정보에 carrier frequency를 인가하며 기록할 수 있다.
지금까지 변형 거울을 이용한 홀로그래픽 광학 소자 프린터 및 이를 이용한 홀로그래픽 광학 소자 프린팅 방법에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.
위 실시예에서 제시한 홀로그래픽 프린터에서 광학 엔진 만을 분리하여 구현하는 경우도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (12)

  1. 광을 출사하는 광원;
    광원에서 출사되는 광 중 일부를 변형 거울(deformable mirror)로 위상 변조하여 홀로그래픽 매질에 물체 광(object beam)으로 입사시키는 광학 엔진(Optical Engine); 및
    광원에서 출사되는 광 중 나머지를 홀로그래픽 매질(holographic material)에 참조 광(reference beam)으로 입사시키는 광학계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    광원에서 출사되는 광 중 일부는 광학 엔진으로 전달하고, 나머지는 광학계 측으로 전달하는 제1 빔 스플리터(beam splitter);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    광학 엔진은,
    입사되는 광을 특정 폭 만큼만 통과시키는 애퍼처(aperture);
    애퍼처를 통과한 광을 각기 다른 각도로 반사하여 광경로를 변경시키는 회전 거울(rotating mirror);
    회전 거울에서 출사되는 광을 위상 변조하여 홀로그래픽 매질로 반사하는 변형 거울;을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    회전 거울는,
    제1 방향으로 θ°까지 회전하였다가, 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 θ°까지 회전하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린터.
  5. 청구항 4에 있어서,
    변형 거울는,
    회전 거울의 회전에 의해, 입사 광의 입사 각이 특정 범위 내에서 변동되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린터.
  6. 청구항 5에 있어서,
    특정 범위는,
    -2θ°내지 +2θ°인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린터.
  7. 청구항 3에 있어서,
    특정 폭은,
    변형 거울의 유효 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린터.
  8. 청구항 3에 있어서,
    광학 엔진은
    애퍼처를 통과된 광을 반사하여 회전 거울로 입사시키고, 회전 거울에서 반사된 광을 투과시키는 제2 빔 스플리터;
    제2 빔 스플리터에서 투과되는 광을 전달하는 제1 렌즈와 제2 렌즈;
    제1 렌즈와 제2 렌즈를 통해 전달되는 광을 반사하여 변형 거울로 입사시키는 제3 빔 스플리터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린터.
  9. 청구항 8에 있어서,
    회전 거울과 제1 렌즈 간의 거리는,
    제1 렌즈의 초점 거리이고,
    제1 렌즈와 제2 렌즈 간의 거리는,
    제1 렌즈의 초점 거리와 제2 렌즈의 초점 거리의 합이며,
    제2 렌즈로부터 제2 빔 스플리터를 통한 변형 거울 까지의 광경로의 길이는,
    제2 렌즈의 초점 거리인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린터.
  10. 광을 출사하는 단계;
    출사되는 광 중 일부를 변형 거울로 위상 변조하여 홀로그래픽 매질에 물체 광으로 입사시키는 단계; 및
    광원에서 출사되는 광 중 나머지를 홀로그래픽 매질에 참조 광으로 입사시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 프린팅 방법.
  11. 입사되는 광을 특정 폭 만큼만 통과시키는 애퍼처(aperture);
    애퍼처를 통과한 광을 각기 다른 각도로 반사하여 광경로를 변경시키는 회전 거울(rotating mirror);
    회전 거울에서 출사되는 광을 위상 변조하여 홀로그래픽 매질로 반사하는 변형 거울;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 엔진.
  12. 입사되는 광을 특정 폭 만큼만 통과시키는 단계;
    통과한 광을 각기 다른 각도로 반사하여 광경로를 변경시키는 단계;
    광경로가 변경되는 광을 위상 변조하여 홀로그래픽 매질로 반사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 변조 방법.
PCT/KR2020/019264 2020-12-28 2020-12-29 변형 거울을 이용한 홀로그래픽 광학 소자 프린팅 방법 WO2022145504A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200184199A KR102504396B1 (ko) 2020-12-28 2020-12-28 변형 거울을 이용한 홀로그래픽 광학 소자 프린팅 방법
KR10-2020-0184199 2020-12-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022145504A1 true WO2022145504A1 (ko) 2022-07-07

Family

ID=82260819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2020/019264 WO2022145504A1 (ko) 2020-12-28 2020-12-29 변형 거울을 이용한 홀로그래픽 광학 소자 프린팅 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102504396B1 (ko)
WO (1) WO2022145504A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5892597A (en) * 1991-08-29 1999-04-06 Fujitsu Limited Holographic recording apparatus and holographic optical element
KR100765796B1 (ko) * 2006-10-24 2007-10-15 삼성전자주식회사 참조광 각도 제어 신호 생성 시스템 및 이를 적용한홀로그래픽 정보 기록 및/또는 재생장치
KR20080077568A (ko) * 2007-02-20 2008-08-25 소니 가부시끼 가이샤 홀로그램 재생 장치 및 홀로그램 재생 방법 및 위상 변조소자
JP2009020483A (ja) * 2007-06-13 2009-01-29 Sharp Corp ホログラム素子、ホログラム素子作製装置、ホログラム素子作製方法、偏向光学ユニット、情報記録装置および情報再生装置
KR20120118621A (ko) * 2011-04-19 2012-10-29 전자부품연구원 홀로그램 기록 장치 및 홀로그램 재생 장치

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5084397B2 (ja) * 2007-08-21 2012-11-28 日本放送協会 ホログラム再生装置およびホログラム記録再生装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5892597A (en) * 1991-08-29 1999-04-06 Fujitsu Limited Holographic recording apparatus and holographic optical element
KR100765796B1 (ko) * 2006-10-24 2007-10-15 삼성전자주식회사 참조광 각도 제어 신호 생성 시스템 및 이를 적용한홀로그래픽 정보 기록 및/또는 재생장치
KR20080077568A (ko) * 2007-02-20 2008-08-25 소니 가부시끼 가이샤 홀로그램 재생 장치 및 홀로그램 재생 방법 및 위상 변조소자
JP2009020483A (ja) * 2007-06-13 2009-01-29 Sharp Corp ホログラム素子、ホログラム素子作製装置、ホログラム素子作製方法、偏向光学ユニット、情報記録装置および情報再生装置
KR20120118621A (ko) * 2011-04-19 2012-10-29 전자부품연구원 홀로그램 기록 장치 및 홀로그램 재생 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220093469A (ko) 2022-07-05
KR102504396B1 (ko) 2023-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1165026A (en) High resolution optical-addressing device and electronic scanner and/or printer apparatus employing such device
US5793504A (en) Hybrid angular/spatial holographic multiplexer
KR101075351B1 (ko) 홀로그램 기록 장치
US4639073A (en) Electro-optic pulse imaging raster output scanner
JPS62195975A (ja) 映像バ−装置用の画素間の空白抑制装置
US4357676A (en) Frequency multiplexed joint transform correlator system
US6091521A (en) Light collection from diffractive displays
JPS5878118A (ja) 二次元電気光学変調器
KR970006558B1 (ko) 광화상 직접 전송 방법 및 장치
WO2022145504A1 (ko) 변형 거울을 이용한 홀로그래픽 광학 소자 프린팅 방법
US4517608A (en) Image recording device
US4940314A (en) Variable wavelength discrete optical image bars having passively enhanced spatial addressing capacity
KR20050090137A (ko) 전자광학 변환장치 및 그 젤리막, 젤리막 제조 방법 및상기 방법을 실행하는 합성물
GB2102984A (en) Light beam distributor
JPS6032019A (ja) レ−ザ光を用いる記録装置
RU2256203C2 (ru) Направление оптических сигналов с помощью подвижного дифракционного оптического элемента
US3964032A (en) Optical system for storing information
JP2006058833A (ja) 色選別スリットを用いた光変調器の多重ビーム走査装置
US4780732A (en) Dual interaction TIR modulator
JPH04507012A (ja) レーザプリンタ用の多チャンネル集積型光モジュレータ
WO2023113060A1 (ko) 초점 가변 렌즈와 회전 미러를 이용한 홀로그래픽 광학 소자 프린팅 방법
WO2022080563A1 (ko) 디지털 홀로그래픽 광학소자 제작을 위한 호겔 생성 방법 및 장치
WO2023085467A1 (ko) 홀로그래픽 디스플레이를 위한 노이즈 제거 방법 및 그 장치
WO2021096060A1 (ko) 광섬유를 이용한 홀로그래픽 스테레오그램 프린팅 시스템 및 방법
WO2022114741A1 (ko) 홀로그래픽 프린팅 시스템 및 이를 이용한 홀로그래픽 프린팅 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20968055

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20968055

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1