JPH04212191A - 光ヘテロダイン走査型ホログラフィ装置 - Google Patents

光ヘテロダイン走査型ホログラフィ装置

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JPH04212191A
JPH04212191A JP3031980A JP3198091A JPH04212191A JP H04212191 A JPH04212191 A JP H04212191A JP 3031980 A JP3031980 A JP 3031980A JP 3198091 A JP3198091 A JP 3198091A JP H04212191 A JPH04212191 A JP H04212191A
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和憲 篠田
Ming H Wu
ミン シェン ウー
Yoshiji Suzuki
鈴木 義二
Ting Chung Poon
ティン チャン プーン
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、実時間で光学ホログラ
ムを再生できる光ヘテロダイン走査型ホログラフィに関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、被ホログラム物体からの反射波の
位相及び振幅情報を蓄える手段として
【0003】は、例えばJournal of the
 Optical Society of Ameri
ca A, Vol.2,page 521,Apri
l 1985に、Ting−Chung Poon が
発表したものがある。
【0004】これは、時間周波数が僅かに異なる平面波
と球面波からなるレーザ光を合成して、フレネルゾーン
プレートを形成し、このフレネルゾーンプレートにより
被ホログラフィ物体の表面を走査するものである。被ホ
ログラフィ物体からの散乱光は、被ホログラフィ物体表
面の反射強度及び位相情報を含んでいて、フォトディテ
クターにより捕捉され、光電変換され、前記の走査と同
期した蓄積管のターゲット上で、被ホログラム物体の像
が再構成される。この像をフィルム上に記録し、これに
フラットなレーザ光を照射することにより、ホログラム
像が再現されることになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなホログラ
ム像再生技術では、ホログラムを一度写真フィルムにす
る必要があることから、実時間の検出ができないという
問題点がある。
【0006】従ってテレビジョン伝送ホログラムの再生
は実質的に不可能であった。
【0007】この発明の目的は、実時間でホログラム像
の再生を可能とする光ヘテロダイン走査型ホログラフィ
装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明による光ヘテロ
ダイン走査型ホログラフィ装置は、光ビームを発生する
光源と、この光ビームを時間的に振動数が異なる2つの
光ビームにする周波数シフターと、これらの光ビームの
一方を球面波、他方を平面波として合成する干渉計と、
該合成された光ビームにより物体を走査するためのスキ
ャナーと、該光ビームの、物体からの散乱波を受けとる
フォトディテクターと、このフォトディテクターからの
信号をコヒーレント変換するための空間光変調器と、を
含んで構成されるものである。
【0009】又、前記空間光変調器を、電子ビームアド
レスとしてもよい。
【0010】更に又、前記空間光変調器に、前記スキャ
ナーと同期して電子を偏向する偏向手段を設けるように
してもよい。
【0011】又、前記フォトディテクターの出力電流を
ホモダイン変調するコントローラを設けるようにしても
よい。
【0012】更に、前記干渉計をマッハツェンダー干渉
計としてもよい。
【0013】
【作用及び効果】物体を、干渉計により形成された平面
波と球面波によるフレネルゾーンプレートによりヘテロ
ダイン走査し、物体からの散乱波をフォトディテクター
で受光し、このフォトディテクターからのヘテロダイン
電流出力を空間光変調器においてコヒーレント変換して
、リアルタイムで物体のホログラフィ像を再生すること
ができる。
【0014】
【実施例】以下本発明を図面を参照して詳細に説明する
。
【0015】図1に示されるように、レーザ10から発
振される周波数ωのレーザビームは、音響光学光変調器
12により周波数ωとω+Ωの2つのレーザビーム10
A、10Bに変調される。
【0016】これら2つのレーザビーム10A、10B
は、集光レンズ14を通ってマッハツエンダー干渉計1
6に入射される。
【0017】前記音響光学光変調器12は集光レンズ1
4の前側焦点面に置かれている。
【0018】前記マッハツエンダー干渉計16は、一対
のコリメータレンズ18A、18Bと、コリメータレン
ズ18Aを通ったレーザビーム10Aをその光軸に対し
て直角方向に反射するミラー20と、コリメータレンズ
18Bを通って直進するレーザビーム10Bとミラー2
0で反射されたレーザビーム10Aの光軸の交叉点に、
各々の光軸に対して45°に配置されたハーフミラー2
2と、前記2つのレーザビームが、ハーフミラー22に
よって合成されることによって形成されたレーザビーム
を集光するためのレンズ24と、から構成されている。
【0019】前記マッハツエンダー干渉計16における
コリメータレンズ18B側のアームには、前記レンズ2
4の前側焦点面にピンホールアパーチャ26が配置され
ている。
【0020】前記コリメータレンズ18A側のアームと
コリメータレンズ18B側のアームによって形成された
平面波と球面波は、前記レンズ24によって、被ホログ
ラフィ物体(以下物体という)28上にフレネルゾーン
プレートを形成する。
【0021】前記レンズ24の直後には、駆動回路30
によって駆動されるX−Yスキャナ32が配置され、こ
のX−Yスキャナ32により、前記フレネルゾーンプレ
ートが物体28上を走査するようにされている。
【0022】物体28上を走査したレーザビームの、該
物体28表面による反射散乱光は、フォトディテクター
34により受光されるようになっている。
【0023】このフォトディテクター34は、前記散乱
光を受光し、これを光電変換し、ヘテロダイン電流を出
力する。
【0024】周波数ωとω+Ωにて変調された信号は、
差信号Ωで変調された強度信号I(x ,y ,t )
〜A(x ,y ) cos〔π/λz ・( x2 
+ y2 )+Ωt 〕となる。
【0025】ここで、奥行方向、例えばZ軸の座標の原
点は、前記レンズ24の後側焦点とされる。
【0026】上式において、A(x ,y )は、物体
28の(x ,y )点での反射係数、 cos〔π/
λz ・( x2 + y2 )〕は、z 即ち奥行方
向の情報をそれぞれ含んでいる。
【0027】このような情報を含むヘテロダイン電流の
振幅及び位相を引き出すために、電流はホモダイン変調
される。
【0028】具体的には、フォトディテクター34から
の出力ヘテロダイン電流をコントローラ36に送り、レ
ーザ光10A、10Bの周波数ω、ω+Ωの差周波数Ω
を有する局部発振波を前記ヘテロダイン電流に加え、ロ
ーパスフィルターによりΩを除いたI(x ,y ,t
 )〜A(x ,y ) cos〔π/λz ・( x
2 + y2)〕を取出す。
【0029】コントローラ36の出力電流は、インコヒ
ーレント・コヒーレント変換器、例えば電子ビームアド
レス空間光変調器(Electron Beam Ad
dressed Spatial Light Mod
ulator ;EBSLM)38に供給される。
【0030】前記EBSLM38は、電子銃40、集束
コイル42、偏向コイル44、メッシュ電極46及び電
気光学結晶(例えばLi Nb O3 、DKDP結晶
)48から構成されている。
【0031】コントローラ36を経てEBSLM38の
電子銃40に入力した電気信号はここで電子ビームに変
換される。
【0032】電子銃40から放出された電子ビームは、
集束コイル42によって集束される際に、偏向コイル4
4によって、X−Yスキャナ32に同期して電気光学結
晶48上を走査される。
【0033】電子ビームが電気光学結晶48上を走査す
ることによって、この電気光学結晶48上には、電荷に
よるホログラフィパターンが形成される。この電荷に応
じて電場が形成されると、ポッケルス効果により、電気
光学結晶48内に屈折率変化が生じる。屈折率変化が生
じた電気光学結晶48に、ハーフミラー52を通して直
線偏波した読み出しレーザ光54を入射する。
【0034】読み出しレーザ光54の、電気光学結晶4
8による反射波は、該電気光学結晶48の屈折率に応じ
て楕円偏波になり、ハーフミラー52によって反射され
た後、検光子56を通って、ホログラフィ像58が形成
される。
【0035】即ち、リアルタイムホログラフィ像が形成
される。
【0036】従来、一般のホログラフィ技術では、ホロ
グラフイ情報をテレビの比較的狭帯域電気信号に変換す
るには、テレビでの制限された空間解像度故に、問題が
ある。従って、例えばホログラフィ信号を、テレビ伝送
しようとする広帯域のテレビ伝送系が必要であったので
、実際には不可能であった。
【0037】上記実施例のような光ヘテロダイン走査型
ホログラフィ装置によれば、ホログラフィ信号のための
伝送帯域の狭帯域化を図ることができ、これにより、上
記変換の問題が軽減される。
【0038】従って、従来のホログラフィ像を再生する
手段としての、高解像度を有するフィルムが不要となる
。又、本発明の光ヘテロダイン走査型ホログラフィ装置
により、有効にテレビジョン伝送ホログラムが可能とな
る。
【0039】なお上記実施例において、EBSLM38
が用いられているが、本発明はこれに限定されるもので
なく、フォトディテクターからの信号をコヒーレント変
換するための空間光変調器(SLM)であればよい。
【0040】又、同一の光ビームを2つの光ビームに変
換する装置は、音響光学光変調器12に限定されるもの
でなく、周波数シフターであればよい。従って、電気光
学変調器又は磁気光学変調器であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明による光ヘテロダイン走査型ホ
ログラフィ装置の実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
10…レーザ(光源)、12…音響光学光変調器(周波
数シフター)、16…マッハツェンダー干渉計、28…
物体、32…X−Yスキャナ、34…フォトディテクタ
ー、36…コントローラ、38…電子ビームアドレス空
間光変調器、44…偏向コイル(偏向手段)。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光ビームを発生する光源と、この光ビーム
    を時間的に振動数が異なる2つの光ビームにする周波数
    シフターと、これらの光ビームの一方を球面波、他方を
    平面波として合成する干渉計と、該合成された光ビーム
    により物体を走査するためのスキャナーと、該光ビーム
    の、物体からの散乱波を受けとるフォトディテクターと
    、このフォトディテクターからの信号をコヒーレント変
    換するための空間光変調器と、を有してなる光ヘテロダ
    イン走査型ホログラフィ装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記空間光変調器は、
    電子ビームアドレス空間光変調器である光ヘテロダイン
    走査型ホログラフィ装置。
  3. 【請求項3】請求項1又は2において、前記空間光変調
    器は、前記スキャナーと同期して電子を偏向する偏向手
    段を備えた光ヘテロダイン走査型ホログラフィ装置。
  4. 【請求項4】請求項1、2又は3において、前記フォト
    ディテクターの出力電流をホモダイン変調するコントロ
    ーラを設けてなる光ヘテロダイン走査型ホログラフィ装
    置。
  5. 【請求項5】請求項1乃至4のいずれかにおいて、前記
    干渉計はマッハツェンダー干渉計である光ヘテロダイン
    走査型ホログラフィ装置。
JP3031980A 1990-04-06 1991-01-31 光ヘテロダイン走査型ホログラフィ装置 Expired - Fee Related JP2772148B2 (ja)

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