JPH0561397A - ホログラム描画装置 - Google Patents
ホログラム描画装置Info
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- JPH0561397A JPH0561397A JP21897191A JP21897191A JPH0561397A JP H0561397 A JPH0561397 A JP H0561397A JP 21897191 A JP21897191 A JP 21897191A JP 21897191 A JP21897191 A JP 21897191A JP H0561397 A JPH0561397 A JP H0561397A
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- Japan
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- hologram
- light
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-
- 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
- G03H2001/0482—Interference based printer
Landscapes
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 空間周波数が連続的に変化し、かつ種々の空
間周波数分布と向きを有するホログラムを作成する。 【構成】 ２つの点光源からホログラム記録材料に入射
する球面波の入射角をθ 1，θ2とすると、入射位置に描
画される格子縞の空間周波数ｆは光の波長をλとすると
ｆ＝（sinθ1＋sinθ2)／λ となる。そこで、半導
体レ−ザ１１からのレ−ザ光を第１のレンズ系１２で２
分割し、それぞれを第２のレンズ系１３で球面波に変換
し、各球面波がホログラム記録材料上のＰ点に入射角θ
1，θ2で入射し、Ｑ点で入射角θ1′，θ2′で入射し
て、Ｐ点からＱ点までのホログラムセル内に空間周波数
がｆからｆ′に連続的に変化する格子縞のホログラムを
形成する。又、空間周波数可変機構１６により点光源と
なるスペ−シャル１３ａの位置を光軸方向に移動させる
ことにより、ホログラムセル内に形成される空間周波数
分布を変更する。
間周波数分布と向きを有するホログラムを作成する。 【構成】 ２つの点光源からホログラム記録材料に入射
する球面波の入射角をθ 1，θ2とすると、入射位置に描
画される格子縞の空間周波数ｆは光の波長をλとすると
ｆ＝（sinθ1＋sinθ2)／λ となる。そこで、半導
体レ−ザ１１からのレ−ザ光を第１のレンズ系１２で２
分割し、それぞれを第２のレンズ系１３で球面波に変換
し、各球面波がホログラム記録材料上のＰ点に入射角θ
1，θ2で入射し、Ｑ点で入射角θ1′，θ2′で入射し
て、Ｐ点からＱ点までのホログラムセル内に空間周波数
がｆからｆ′に連続的に変化する格子縞のホログラムを
形成する。又、空間周波数可変機構１６により点光源と
なるスペ−シャル１３ａの位置を光軸方向に移動させる
ことにより、ホログラムセル内に形成される空間周波数
分布を変更する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はホログラム描画装置に係
わり、特に所定空間周波数分布をもつ干渉縞をホログラ
ム記録材料に感光記録するホログラム描画装置に関す
る。最近レ−ザプリンタ、バ−コ−ドリ−ダ等の普及に
より、光技術を利用した装置の需要が大きくなってお
り、それにつれて、レンズ等に比べ、特殊な収差波の発
生が容易なホログラム素子（Holographic Optical Elem
ents, HOE)が注目されている。ホログラム素子は、2つ
の光波またはそれ以上の光波の干渉によりホログラム記
録材料上に作られた周期構造を有する回折格子であり、
格子縞の間隔、すなわち空間周波数分布により種々の光
学特性を持たせることができる。ホログラム記録材料上
に所定の空間周波数分布の干渉縞を有する回折格子（ホ
ログラム）を描画するために、ホログラム描画装置が使
用される。
わり、特に所定空間周波数分布をもつ干渉縞をホログラ
ム記録材料に感光記録するホログラム描画装置に関す
る。最近レ−ザプリンタ、バ−コ−ドリ−ダ等の普及に
より、光技術を利用した装置の需要が大きくなってお
り、それにつれて、レンズ等に比べ、特殊な収差波の発
生が容易なホログラム素子（Holographic Optical Elem
ents, HOE)が注目されている。ホログラム素子は、2つ
の光波またはそれ以上の光波の干渉によりホログラム記
録材料上に作られた周期構造を有する回折格子であり、
格子縞の間隔、すなわち空間周波数分布により種々の光
学特性を持たせることができる。ホログラム記録材料上
に所定の空間周波数分布の干渉縞を有する回折格子（ホ
ログラム）を描画するために、ホログラム描画装置が使
用される。
【０００２】
【従来の技術】従来、回折格子（ホログラム）を記録材
料上に高速に描画して露光記録するには、平行二光束の
干渉によりホログラムセル毎に異なる空間周波数と向き
を有する回折格子を描画し、これらを複数個配列して全
体的に所望の回折格子をホログラム記録材料上に描画し
て露光記録する。
料上に高速に描画して露光記録するには、平行二光束の
干渉によりホログラムセル毎に異なる空間周波数と向き
を有する回折格子を描画し、これらを複数個配列して全
体的に所望の回折格子をホログラム記録材料上に描画し
て露光記録する。
【０００３】例えば、図９(a) に示すようにｆ1からｆ4
まで連続的に空間周波数が変化する回折格子（ホログラ
ム）を作成するには、平行二光束の干渉により、ホログ
ラム記録材料上のホログラムセルＳi（ｉ＝１，２，
３，・・）毎に異なる空間周波数ｆ1′，ｆ2′，ｆ3′
・・と格子の向きを持つ回折格子を描画して露光記録し
（図９(b)参照）、これら複数個のホログラムセルを並
設することにより作成している。すなわち、個々のホロ
グラムセル内に記録されるホログラムの空間周波数は一
定であるが、全体的に空間周波数は図９(c)の点線でに
示すように離散的に近似される。
まで連続的に空間周波数が変化する回折格子（ホログラ
ム）を作成するには、平行二光束の干渉により、ホログ
ラム記録材料上のホログラムセルＳi（ｉ＝１，２，
３，・・）毎に異なる空間周波数ｆ1′，ｆ2′，ｆ3′
・・と格子の向きを持つ回折格子を描画して露光記録し
（図９(b)参照）、これら複数個のホログラムセルを並
設することにより作成している。すなわち、個々のホロ
グラムセル内に記録されるホログラムの空間周波数は一
定であるが、全体的に空間周波数は図９(c)の点線でに
示すように離散的に近似される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる平行二
光束の干渉による従来のホログラム描画装置では、前述
のように個々のホログラムセル内に記録されるホログラ
ムの空間周波数は一定であるため連続的に変化せず、ホ
ログラムセルの境界で不連続となり、再生した波面に量
子化ノイズが発生し再生像が劣化する問題があった。
光束の干渉による従来のホログラム描画装置では、前述
のように個々のホログラムセル内に記録されるホログラ
ムの空間周波数は一定であるため連続的に変化せず、ホ
ログラムセルの境界で不連続となり、再生した波面に量
子化ノイズが発生し再生像が劣化する問題があった。
【０００５】以上から本発明の目的は、空間周波数が連
続的に変化するホログラムを作成できるホログラム描画
装置を提供することである。本発明の別の目的は、種々
の空間周波数分布と向きを有するホログラムを簡単に作
成できるホログラム描画装置を提供することである。本
発明の更に別の目的は、記録材料上の任意の位置に所望
の空間周波数と向きを有するホログラムを作成できるホ
ログラム描画装置を提供することである。
続的に変化するホログラムを作成できるホログラム描画
装置を提供することである。本発明の別の目的は、種々
の空間周波数分布と向きを有するホログラムを簡単に作
成できるホログラム描画装置を提供することである。本
発明の更に別の目的は、記録材料上の任意の位置に所望
の空間周波数と向きを有するホログラムを作成できるホ
ログラム描画装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。１１はコヒ−レントの光源である半導体レ−
ザ、１２はコヒ−レントの光束を分割して再び重畳する
ための第１のレンズ系であり、光束を分割するビ−ムス
プリッタ１２ａ、分割された第１、第２の光束を反射す
るミラ−１２ｂ，１２ｃを有している。１３は光ビ−ム
の光束を球面波に変換するための第２のレンズ系で、集
光レンズとピンホ−ルで構成されたスペ−シャルフイル
タ１３ａ，１３ｂを有している。１４はホログラム記録
材料（乾板）、１５は所定の大きさ、形状（例えば矩形
状）の開口１５ａを備え、ホログラム記録材料の手前に
配置される遮光マスク、１６は遮光マスクの開口１５ａ
に対向するホログラムセル内の干渉縞の空間周波数を可
変するための空間周波数可変機構、１７はホログラム記
録材料を回転する回転機構、２０はホログラム記録材料
を左右方向に移動させる直線移動機構である。
図である。１１はコヒ−レントの光源である半導体レ−
ザ、１２はコヒ−レントの光束を分割して再び重畳する
ための第１のレンズ系であり、光束を分割するビ−ムス
プリッタ１２ａ、分割された第１、第２の光束を反射す
るミラ−１２ｂ，１２ｃを有している。１３は光ビ−ム
の光束を球面波に変換するための第２のレンズ系で、集
光レンズとピンホ−ルで構成されたスペ−シャルフイル
タ１３ａ，１３ｂを有している。１４はホログラム記録
材料（乾板）、１５は所定の大きさ、形状（例えば矩形
状）の開口１５ａを備え、ホログラム記録材料の手前に
配置される遮光マスク、１６は遮光マスクの開口１５ａ
に対向するホログラムセル内の干渉縞の空間周波数を可
変するための空間周波数可変機構、１７はホログラム記
録材料を回転する回転機構、２０はホログラム記録材料
を左右方向に移動させる直線移動機構である。
【０００７】
【作用】２つの点光源からホログラム記録材料１４に入
射する球面波の入射角をθ1，θ2とすると、入射位置に
描画される格子縞の空間周波数ｆは光の波長をλとする
と ｆ＝（sinθ1＋sinθ2)／λ となる。そこで、半
導体レ−ザ１１から発生するコヒ−レントのレ−ザ光を
第１のレンズ系１２で２分割し、それぞれを第２のレン
ズ系１３で球面波に変換し、各球面波がホログラム記録
材料上のＰ点（遮光マスク１５の一端に対応する）に入
射角θ1，θ2で入射し、Ｑ点（遮光マスク１５の他端に
対応）で入射角θ1′，θ2′で入射して、Ｐ点からＱ点
までのホログラムセル（描画セル）内に空間周波数がｆ
からｆ′に連続的に変化する格子縞のホログラムを形成
する。この場合、ホログラムセル内に形成される空間周
波数分布を変更するには、空間周波数可変機構１６によ
り点光源となるスペ−シャル１３ａの位置を光軸方向に
移動させる。
射する球面波の入射角をθ1，θ2とすると、入射位置に
描画される格子縞の空間周波数ｆは光の波長をλとする
と ｆ＝（sinθ1＋sinθ2)／λ となる。そこで、半
導体レ−ザ１１から発生するコヒ−レントのレ−ザ光を
第１のレンズ系１２で２分割し、それぞれを第２のレン
ズ系１３で球面波に変換し、各球面波がホログラム記録
材料上のＰ点（遮光マスク１５の一端に対応する）に入
射角θ1，θ2で入射し、Ｑ点（遮光マスク１５の他端に
対応）で入射角θ1′，θ2′で入射して、Ｐ点からＱ点
までのホログラムセル（描画セル）内に空間周波数がｆ
からｆ′に連続的に変化する格子縞のホログラムを形成
する。この場合、ホログラムセル内に形成される空間周
波数分布を変更するには、空間周波数可変機構１６によ
り点光源となるスペ−シャル１３ａの位置を光軸方向に
移動させる。
【０００８】このように２つの球面波をホログラムセル
内で、それぞれの入射角が可変となるように入射して重
畳するから、ホログラムセル内で空間周波数が連続的に
変化し、かつ所定の空間周波数分布を有するホログラム
を作成することができる。又、ホログラム記録材料１４
を直線移動機構２０により遮光マスク１５に対して移動
すれば、任意のホログラム記録材料上の位置に所定の空
間周波数を有し、かつ空間周波数が連続的に変化する格
子縞のホログラムを形成することができ、しかも、回転
機構１７により、ホログラム記録材料１４を回転すれば
所望の向きを有する格子縞を形成することができる。
内で、それぞれの入射角が可変となるように入射して重
畳するから、ホログラムセル内で空間周波数が連続的に
変化し、かつ所定の空間周波数分布を有するホログラム
を作成することができる。又、ホログラム記録材料１４
を直線移動機構２０により遮光マスク１５に対して移動
すれば、任意のホログラム記録材料上の位置に所定の空
間周波数を有し、かつ空間周波数が連続的に変化する格
子縞のホログラムを形成することができ、しかも、回転
機構１７により、ホログラム記録材料１４を回転すれば
所望の向きを有する格子縞を形成することができる。
【０００９】更に、遮光マスク１５の開口１５ａの位置
をホログラム記録材料１４に対して移動させると、ホロ
グラムセルに入射する光の入射角を変化でき、該ホログ
ラムセル内の干渉縞の空間周波数を変更することがで
き、又、点光源となるスペ−シャルフイルタとホログラ
ム記録材料間に所定の光学特性を備えた付加光学素子を
配置すれば、ホログラムセルセル内の干渉縞の空間周波
数を変更することができる。
をホログラム記録材料１４に対して移動させると、ホロ
グラムセルに入射する光の入射角を変化でき、該ホログ
ラムセル内の干渉縞の空間周波数を変更することがで
き、又、点光源となるスペ−シャルフイルタとホログラ
ム記録材料間に所定の光学特性を備えた付加光学素子を
配置すれば、ホログラムセルセル内の干渉縞の空間周波
数を変更することができる。
【００１０】更に、コヒ−レントの光束を球面波に変換
するためのレンズ系からの出射光の一部を反射し、該反
射光とレンズ系からの直接光とホログラム記録材料上で
重畳するように構成すれば、点光源を１つにでき簡単な
構成で空間周波数が連続的に変化するホログラムを作成
できる。
するためのレンズ系からの出射光の一部を反射し、該反
射光とレンズ系からの直接光とホログラム記録材料上で
重畳するように構成すれば、点光源を１つにでき簡単な
構成で空間周波数が連続的に変化するホログラムを作成
できる。
【００１１】
(a) 本発明の第１実施例全体の構成 図２は本発明の第１の実施例の構成図である。図中、１
１はコヒ−レント光であるレ−ザ光を発生する半導体レ
−ザ（例えば、He-Cd、Arレ-ザ)、１２はコヒ−レント
の光束を分割して再び重畳するための第１のレンズ系，
１３は第１のレンズ系で２分割された光束をそれぞれ球
面波に変換するための第２のレンズ系、１４はホログラ
ム記録材料（乾板）、１５は所定の大きさ、形状（例え
ば矩形状）の開口１５ａを備え、ホログラム記録材料の
他の部分の感光を防止するための遮光マスク、１６は遮
光マスクの開口１５ａに対応する形状、大きさを有する
ホログラムセル（描画セル）内の干渉縞の空間周波数を
可変するための空間周波数可変機構、１７はホログラム
記録材料を回転するモ−タ等で構成された回転機構、１
８は回転テ−ブル、１９は回転テ−ブル上に左右方向に
移動可能に載置された移動テ−ブル、２０は回転テ−ブ
ル上で移動テ−ブルを左右方向に移動させるボ−ルスク
リュ−、モ−タ等で構成された直線移動機構、２１は露
光時間を調整するためのシャッタ、２２は露光量を調整
するためのＮＤフィルタである。
１はコヒ−レント光であるレ−ザ光を発生する半導体レ
−ザ（例えば、He-Cd、Arレ-ザ)、１２はコヒ−レント
の光束を分割して再び重畳するための第１のレンズ系，
１３は第１のレンズ系で２分割された光束をそれぞれ球
面波に変換するための第２のレンズ系、１４はホログラ
ム記録材料（乾板）、１５は所定の大きさ、形状（例え
ば矩形状）の開口１５ａを備え、ホログラム記録材料の
他の部分の感光を防止するための遮光マスク、１６は遮
光マスクの開口１５ａに対応する形状、大きさを有する
ホログラムセル（描画セル）内の干渉縞の空間周波数を
可変するための空間周波数可変機構、１７はホログラム
記録材料を回転するモ−タ等で構成された回転機構、１
８は回転テ−ブル、１９は回転テ−ブル上に左右方向に
移動可能に載置された移動テ−ブル、２０は回転テ−ブ
ル上で移動テ−ブルを左右方向に移動させるボ−ルスク
リュ−、モ−タ等で構成された直線移動機構、２１は露
光時間を調整するためのシャッタ、２２は露光量を調整
するためのＮＤフィルタである。
【００１２】第１、第２のレンズ系 第１のレンズ系１２は、半導体レ−ザ１１から入射する
コヒ−レントの光束を分割するビ−ムスプリッタ１２ａ
と、分割された第１、第２の光束を反射するミラ−１２
ｂ，１２ｃと、位相調整用の位相調整器１２ｄと、偏光
を回転するための偏光子１２ｅ，１２ｆを有している。
コヒ−レントの光束を分割するビ−ムスプリッタ１２ａ
と、分割された第１、第２の光束を反射するミラ−１２
ｂ，１２ｃと、位相調整用の位相調整器１２ｄと、偏光
を回転するための偏光子１２ｅ，１２ｆを有している。
【００１３】２つの光束の光路差により干渉縞の位相が
決まる。そこで、一方の光路に挿入された位相調整器
（例えば、プリズム、ソレイユバビネ位相板）１２ｄに
より、あるいはミラ−１２ｂ，１２ｃの位置調整によ
り、２光束の相対的な光路長を調整して干渉縞の位相を
決定する。なお、ホログラム記録材料１４に対する２つ
の球面波（作製波）のなす角度によりホログラム干渉縞
の方向が決まる。
決まる。そこで、一方の光路に挿入された位相調整器
（例えば、プリズム、ソレイユバビネ位相板）１２ｄに
より、あるいはミラ−１２ｂ，１２ｃの位置調整によ
り、２光束の相対的な光路長を調整して干渉縞の位相を
決定する。なお、ホログラム記録材料１４に対する２つ
の球面波（作製波）のなす角度によりホログラム干渉縞
の方向が決まる。
【００１４】又、ホログラム角度によりレ−ザ光の偏光
方向とのずれが生じて可干渉性が低下する場合がある。
これを防止するために、偏光子１２ｅ，１２ｆが光路中
に設けられ偏光を回転するようにしている。尚、偏光子
としては、例えばλ／２板、旋光子、ファラディ回転子
が使用できる。
方向とのずれが生じて可干渉性が低下する場合がある。
これを防止するために、偏光子１２ｅ，１２ｆが光路中
に設けられ偏光を回転するようにしている。尚、偏光子
としては、例えばλ／２板、旋光子、ファラディ回転子
が使用できる。
【００１５】第２レンズ系１３は、２つに分割された光
束をそれぞれ球面波に変換するための２つのスペ−シャ
ルフイルタ１３ａ，１３ｂを有している。各スペ−シャ
ルフィルタは集光レンズ（対物レンズ）13a-1,13b-1と
ピンホ−ル13a-2,13b-2で構成され、点光源として機能
する。
束をそれぞれ球面波に変換するための２つのスペ−シャ
ルフイルタ１３ａ，１３ｂを有している。各スペ−シャ
ルフィルタは集光レンズ（対物レンズ）13a-1,13b-1と
ピンホ−ル13a-2,13b-2で構成され、点光源として機能
する。
【００１６】全体の動作 図３に示すように、２つの点光源Ｌ１，Ｌ２からホログ
ラム記録材料１４に入射する球面波の入射角をθ1，θ2
とすると、入射位置に描画される格子縞の空間周波数ｆ
は光の波長をλとすると次式 ｆ＝（sinθ1＋sinθ2)／λ (1) となり、入射角をθ1′，θ2′とすると、空間周波数
ｆ′は ｆ′＝（sinθ1′＋sinθ2′)／λ (2) となる。
ラム記録材料１４に入射する球面波の入射角をθ1，θ2
とすると、入射位置に描画される格子縞の空間周波数ｆ
は光の波長をλとすると次式 ｆ＝（sinθ1＋sinθ2)／λ (1) となり、入射角をθ1′，θ2′とすると、空間周波数
ｆ′は ｆ′＝（sinθ1′＋sinθ2′)／λ (2) となる。
【００１７】従って、半導体レ−ザ１１（図２）から発
生するコヒ−レントのレ−ザ光を第１のレンズ系１２で
２分割し、それぞれを第２のレンズ系１３で球面波に変
換し、各球面波がホログラム記録材料上のＰ点に入射角
θ1，θ2で入射し、Ｑ点で入射角θ1′，θ2′で入射す
るようにすれば、Ｐ点からＱ点までの範囲内（ホログラ
ムセル内）で空間周波数がｆからｆ′まで連続的に変化
する格子縞のホログラムを形成できる。
生するコヒ−レントのレ−ザ光を第１のレンズ系１２で
２分割し、それぞれを第２のレンズ系１３で球面波に変
換し、各球面波がホログラム記録材料上のＰ点に入射角
θ1，θ2で入射し、Ｑ点で入射角θ1′，θ2′で入射す
るようにすれば、Ｐ点からＱ点までの範囲内（ホログラ
ムセル内）で空間周波数がｆからｆ′まで連続的に変化
する格子縞のホログラムを形成できる。
【００１８】記録位置の制御 格子縞の記録位置を変えたい場合には、直線移動機構２
０によりホログラム記録材料１４を遮光マスク１５に対
して移動して、遮光マスク１５の開口１５ａをホログラ
ム記録材料１４の任意の位置に対向させ開口範囲内（ホ
ログラムセル内）において空間周波数が連続的に変化す
る格子縞のホログラムを形成する。
０によりホログラム記録材料１４を遮光マスク１５に対
して移動して、遮光マスク１５の開口１５ａをホログラ
ム記録材料１４の任意の位置に対向させ開口範囲内（ホ
ログラムセル内）において空間周波数が連続的に変化す
る格子縞のホログラムを形成する。
【００１９】格子縞の向きの制御 ホログラム記録材料１４上に記録する回折格子における
格子縞の向きを制御するには、回転機構１７によりホロ
グラム記録材料１４を遮光マスク１５の開口１５ａに対
して回転する。これにより、格子縞の向きを３６０0内
の任意の方向に向けることが可能となる。
格子縞の向きを制御するには、回転機構１７によりホロ
グラム記録材料１４を遮光マスク１５の開口１５ａに対
して回転する。これにより、格子縞の向きを３６０0内
の任意の方向に向けることが可能となる。
【００２０】空間周波数の制御 ホログラムセル内に形成される格子縞の空間周波数分布
は、(1)式及び(2)式で与えられる。従って、入射角
θ1，θ2；θ1′，θ2′を変更できれば、空間周波数分
布を可変にできる。そこで、本発明では、空間周波数可
変機構１６により点光源となるスペ−シャルフィルタ１
３ａ(スペ−シャルフィルタ１３ｂでもよい）の位置を
光軸方向に移動させて入射角度θ1，θ1′を変更し、空
間周波数分布を可変制御する。
は、(1)式及び(2)式で与えられる。従って、入射角
θ1，θ2；θ1′，θ2′を変更できれば、空間周波数分
布を可変にできる。そこで、本発明では、空間周波数可
変機構１６により点光源となるスペ−シャルフィルタ１
３ａ(スペ−シャルフィルタ１３ｂでもよい）の位置を
光軸方向に移動させて入射角度θ1，θ1′を変更し、空
間周波数分布を可変制御する。
【００２１】図４は入射角により周波数分布が変化する
様子を説明するものであり、同図(a)は点光源Ｌ１，Ｌ
２（図３参照）がそれぞれＰ１、Ｐ２の対象点に位置し
ている時のホログラムセル内の周波数分布、同図(b)は
点光源Ｌ２のみをポイントＰ２′に移動させた時の周波
数分布、同図(c)はいくつかの隣接ホログラムセル内に
周波数分布が連続するように回折格子を記録した時の全
体の周波数分布である。尚、点光源Ｌ１のみをポイント
Ｐ１′に移動させた時の周波数分布は図４(b)の場合と
逆なる。
様子を説明するものであり、同図(a)は点光源Ｌ１，Ｌ
２（図３参照）がそれぞれＰ１、Ｐ２の対象点に位置し
ている時のホログラムセル内の周波数分布、同図(b)は
点光源Ｌ２のみをポイントＰ２′に移動させた時の周波
数分布、同図(c)はいくつかの隣接ホログラムセル内に
周波数分布が連続するように回折格子を記録した時の全
体の周波数分布である。尚、点光源Ｌ１のみをポイント
Ｐ１′に移動させた時の周波数分布は図４(b)の場合と
逆なる。
【００２２】以上から、空間周波数可変機構１６、回転
機構１７、直線移動機構２０をそれぞれ制御することに
より、ホログラム記録材料１４上の任意の位置に所望の
空間周波数分布、向きを有する回折格子を順次描画して
露光記録できる。この場合、隣接セルの境界点における
回折格子の位相合わせは、干渉縞の明暗位置を顕微鏡等
を用いた観察光学系でモニタしながら位相調整器等によ
り行う。尚、回折格子の空間周波数がホログラムセルの
大きさ（セルアレイ周期構造のもつ空間周波数）に対し
十分高ければ、再生時に所望の信号とサンプリングノイ
ズは空間的に分離できる。
機構１７、直線移動機構２０をそれぞれ制御することに
より、ホログラム記録材料１４上の任意の位置に所望の
空間周波数分布、向きを有する回折格子を順次描画して
露光記録できる。この場合、隣接セルの境界点における
回折格子の位相合わせは、干渉縞の明暗位置を顕微鏡等
を用いた観察光学系でモニタしながら位相調整器等によ
り行う。尚、回折格子の空間周波数がホログラムセルの
大きさ（セルアレイ周期構造のもつ空間周波数）に対し
十分高ければ、再生時に所望の信号とサンプリングノイ
ズは空間的に分離できる。
【００２３】以上では、光源であるスペ−シャルフィル
タを光軸方向に移動させて入射角を変更したが、スペ−
シャルフィルタ１３ａ，１３ｂのピンホ−ル13a-2,13b-
2とホログラム記録材料間の垂直距離、あるいは各光源
間の水平距離のうち一方のみを調整して入射角を変更す
るようにも構成できる。
タを光軸方向に移動させて入射角を変更したが、スペ−
シャルフィルタ１３ａ，１３ｂのピンホ−ル13a-2,13b-
2とホログラム記録材料間の垂直距離、あるいは各光源
間の水平距離のうち一方のみを調整して入射角を変更す
るようにも構成できる。
【００２４】又、レ−ザ光を２光束に分離した後にスペ
−シャルフィルタを配置したが、まずレ−ザ光をスペ−
シャルフィルタに入射し、スペ−シャルフィルタの後方
にビ−ムスプリッタを配置し、これにより２光束に分離
する構成も可能である。
−シャルフィルタを配置したが、まずレ−ザ光をスペ−
シャルフィルタに入射し、スペ−シャルフィルタの後方
にビ−ムスプリッタを配置し、これにより２光束に分離
する構成も可能である。
【００２５】(b) 本発明の第２の実施例 図５は空間周波数分布を変更するための別の実施例構成
図であり、Ｌ１，Ｌ２は対称に配置された２つの点光源
（図２のスペ−シャルフィルタ１３ａ，１３ｂに対
応）、１４はホログラム記録材料，１５は遮光マスク、
１５ａは開口、２０はホログラム記録材料１４を移動さ
せる直線移動機構、５１は遮光マスク１５の位置を移動
させるマスク移動機構である。
図であり、Ｌ１，Ｌ２は対称に配置された２つの点光源
（図２のスペ−シャルフィルタ１３ａ，１３ｂに対
応）、１４はホログラム記録材料，１５は遮光マスク、
１５ａは開口、２０はホログラム記録材料１４を移動さ
せる直線移動機構、５１は遮光マスク１５の位置を移動
させるマスク移動機構である。
【００２６】遮光マスク１５の開口１５ａの位置をホロ
グラム記録材料１４に対して矢印方向に移動させると、
開口に対応するホログラムセルに入射する光の入射角を θ1，θ2→θ1′，θ2′→θ1″，θ2″ と変化でき、(1)式に従って該ホログラムセル内の干渉
縞の空間周波数を変更することができる。
グラム記録材料１４に対して矢印方向に移動させると、
開口に対応するホログラムセルに入射する光の入射角を θ1，θ2→θ1′，θ2′→θ1″，θ2″ と変化でき、(1)式に従って該ホログラムセル内の干渉
縞の空間周波数を変更することができる。
【００２７】図６(a)は開口１５ａが図５のＡに存在す
る場合のホログラムセルにおける空間周波数分布、図６
(b)は開口１５ａが図５のＢの対象位置に存在する場合
のホログラムセルにおける空間周波数分布、図６(c)は
開口１５ａが図５のＣに存在する場合のホログラムセル
における空間周波数分布でり、開口１５ａがＡの対称位
置に存在する場合には、空間周波数分布はセル中心に対
称となり、中心で空間周波数が最も高くなり、端に行く
程単調に低くなる分布となる。
る場合のホログラムセルにおける空間周波数分布、図６
(b)は開口１５ａが図５のＢの対象位置に存在する場合
のホログラムセルにおける空間周波数分布、図６(c)は
開口１５ａが図５のＣに存在する場合のホログラムセル
における空間周波数分布でり、開口１５ａがＡの対称位
置に存在する場合には、空間周波数分布はセル中心に対
称となり、中心で空間周波数が最も高くなり、端に行く
程単調に低くなる分布となる。
【００２８】以上から、回転機構１７（図２）、直線移
動機構２０、マスク移動機構５１により遮光マスク１５
の開口１５ａをホログラム記録材料１４上の任意の位置
に移動させ、該位置のホログラムセルに所望の空間周波
数分布、向きを有する回折格子を描画して露光記録す
る。
動機構２０、マスク移動機構５１により遮光マスク１５
の開口１５ａをホログラム記録材料１４上の任意の位置
に移動させ、該位置のホログラムセルに所望の空間周波
数分布、向きを有する回折格子を描画して露光記録す
る。
【００２９】(c) 本発明の第３の実施例 図７は空間周波数分布を変更するための別の実施例構成
図であり、Ｌ１，Ｌ２は対称に配置された２つの点光源
（図２のスペ−シャルフィルタ１３ａ，１３ｂに対
応）、１４はホログラム記録材料，１５は遮光マスク、
１５ａは開口、６１、６２は付加光学素子である。付加
光学素子６１、６２は例えば、レンズ、プリズム、回折
格子であり、それぞれ点光源Ｌ１．Ｌ２の後方の光路中
に挿入され、これらの光学特性（レンズの焦点距離、プ
リズムの頂角、回折格子の空間周波数）と位置を変える
ことにより、ホログラムセルに入射する球面波の入射角
を変更できる。
図であり、Ｌ１，Ｌ２は対称に配置された２つの点光源
（図２のスペ−シャルフィルタ１３ａ，１３ｂに対
応）、１４はホログラム記録材料，１５は遮光マスク、
１５ａは開口、６１、６２は付加光学素子である。付加
光学素子６１、６２は例えば、レンズ、プリズム、回折
格子であり、それぞれ点光源Ｌ１．Ｌ２の後方の光路中
に挿入され、これらの光学特性（レンズの焦点距離、プ
リズムの頂角、回折格子の空間周波数）と位置を変える
ことにより、ホログラムセルに入射する球面波の入射角
を変更できる。
【００３０】従って、所定の光学特性を有する付加光学
素子６１，６２を選択して、所定の光路中に挿入固定す
れば、ホログラムセルに所望の空間周波数分布を有する
回折格子を描画して露光記録できる。
素子６１，６２を選択して、所定の光路中に挿入固定す
れば、ホログラムセルに所望の空間周波数分布を有する
回折格子を描画して露光記録できる。
【００３１】(d) 本発明の第４の実施例 図８は本発明のホログラム描画装置の別の実施例構成図
であり、図２と同一部分には同一符号を付している。図
中、１１はコヒ−レント光であるレ−ザ光を発生する半
導体レ−ザ、１３ａはレ−ザビ−ムの光束を球面波に変
換するためのスペ−シャルフイルタであり、集光レンズ
13a-1とピンホ−ル13a-2で構成され、点光源として機能
する。１４はホログラム記録材料（乾板）、１５は所定
の大きさ、形状（例えば矩形状）の開口１５ａを備えた
遮光マスク、１７はホログラム記録材料を回転する回転
機構、１８は回転テ−ブル、１９は回転テ−ブル上に左
右方向に移動可能に載置された移動テ−ブル、２０は回
転テ−ブル上で移動テ−ブルを左右方向に移動させる直
線移動機構、２１は露光時間を調整するためのシャッ
タ、２２は露光量を調整するためのＮＤフィルタであ
る。
であり、図２と同一部分には同一符号を付している。図
中、１１はコヒ−レント光であるレ−ザ光を発生する半
導体レ−ザ、１３ａはレ−ザビ−ムの光束を球面波に変
換するためのスペ−シャルフイルタであり、集光レンズ
13a-1とピンホ−ル13a-2で構成され、点光源として機能
する。１４はホログラム記録材料（乾板）、１５は所定
の大きさ、形状（例えば矩形状）の開口１５ａを備えた
遮光マスク、１７はホログラム記録材料を回転する回転
機構、１８は回転テ−ブル、１９は回転テ−ブル上に左
右方向に移動可能に載置された移動テ−ブル、２０は回
転テ−ブル上で移動テ−ブルを左右方向に移動させる直
線移動機構、２１は露光時間を調整するためのシャッ
タ、２２は露光量を調整するためのＮＤフィルタであ
る。
【００３２】また、７１はスペ−シャルフィルタ１３ａ
からの出射光の一部を反射し、該スペ−シャルフィルタ
からの直接光とホログラムセル上で重畳するミラ−、７
２はミラ−７１を左右あるいは上下に移動させるミラ−
移動機構であり、空間周波数可変機構として機能する。
ミラ−７１の位置を変えると、該ミラ−７１で反射して
ホログラムセルに入射する球面波の入射角が変化し、空
間周波数が(1)式により変化する。
からの出射光の一部を反射し、該スペ−シャルフィルタ
からの直接光とホログラムセル上で重畳するミラ−、７
２はミラ−７１を左右あるいは上下に移動させるミラ−
移動機構であり、空間周波数可変機構として機能する。
ミラ−７１の位置を変えると、該ミラ−７１で反射して
ホログラムセルに入射する球面波の入射角が変化し、空
間周波数が(1)式により変化する。
【００３３】従って、ミラ−移動機構７２によりミラ−
７１の位置を制御して空間周波数分布を所望の空間周波
数分布にし、かつ回転機構１７、直線移動機構２０によ
り開口１５ａをホログラム記録材料１４上の任意の位置
に移動させ、該位置でホログラムセルに所望の空間周波
数分布、向きを有する回折格子を描画して露光記録す
る。この実施例によれば、ミラ−だけで光束を２分割し
て重畳することができ、しかも点光源としてのスペ−シ
ャルフィルタが１つで良いため、ホログラム描画装置の
構成を簡単にできる。
７１の位置を制御して空間周波数分布を所望の空間周波
数分布にし、かつ回転機構１７、直線移動機構２０によ
り開口１５ａをホログラム記録材料１４上の任意の位置
に移動させ、該位置でホログラムセルに所望の空間周波
数分布、向きを有する回折格子を描画して露光記録す
る。この実施例によれば、ミラ−だけで光束を２分割し
て重畳することができ、しかも点光源としてのスペ−シ
ャルフィルタが１つで良いため、ホログラム描画装置の
構成を簡単にできる。
【００３４】以上、本発明を実施例により説明したが、
本発明は請求の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々
の変形が可能であり、本発明はこれらを排除するもので
はない。
本発明は請求の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々
の変形が可能であり、本発明はこれらを排除するもので
はない。
【００３５】
【発明の効果】以上本発明によれば、２つの球面波をホ
ログラムセル内で、それぞれの入射角が可変となるよう
に入射して重畳するように構成したから、ホログラムセ
ル内で空間周波数が連続的に変化し、かつ所定の空間周
波数分布を有するホログラムを作成することができる。
ログラムセル内で、それぞれの入射角が可変となるよう
に入射して重畳するように構成したから、ホログラムセ
ル内で空間周波数が連続的に変化し、かつ所定の空間周
波数分布を有するホログラムを作成することができる。
【００３６】又、本発明によれば、ホログラム記録材料
を遮光マスクの開口に対して移動可能なように構成した
から、任意の記録材料上の位置に所定の空間周波数を有
し、かつ空間周波数が連続的に変化するホログラムを作
成することができ、しかも、回転機構によりホログラム
記録材料を遮光マスクの開口に対して回転するように構
成したから、任意の記録材料上の位置に所定の空間周波
数及び向きを有するホログラムを作成することができ
る。
を遮光マスクの開口に対して移動可能なように構成した
から、任意の記録材料上の位置に所定の空間周波数を有
し、かつ空間周波数が連続的に変化するホログラムを作
成することができ、しかも、回転機構によりホログラム
記録材料を遮光マスクの開口に対して回転するように構
成したから、任意の記録材料上の位置に所定の空間周波
数及び向きを有するホログラムを作成することができ
る。
【００３７】更に、本発明によれば、点光源位置を移動
させ、あるいは遮光マスクの開口位置をホログラム記録
材料に対して移動させ、あるいは点光源となるスペ−シ
ャルフイルタとホログラム記録材料間に所定の光学特性
を備えた付加光学素子を配置して、ホログラムセルに入
射する光の入射角を変化して、該ホログラムセル内の干
渉縞の空間周波数を変更するように構成したから、簡単
に空間周波数分布を制御することができ、しかも数千本
／mm高い空間周波数分布のホログラムを短時間で作成す
ることができる。
させ、あるいは遮光マスクの開口位置をホログラム記録
材料に対して移動させ、あるいは点光源となるスペ−シ
ャルフイルタとホログラム記録材料間に所定の光学特性
を備えた付加光学素子を配置して、ホログラムセルに入
射する光の入射角を変化して、該ホログラムセル内の干
渉縞の空間周波数を変更するように構成したから、簡単
に空間周波数分布を制御することができ、しかも数千本
／mm高い空間周波数分布のホログラムを短時間で作成す
ることができる。
【００３８】又、本発明によれば、コヒ−レントの光束
を球面波に変換するためのレンズ系からの出射光の一部
を反射し、該反射光とレンズ系からの直接光とホログラ
ム記録材料上で重畳するように構成したから、ミラ−だ
けで光束を２分割して重畳することができ、しかも点光
源を１つにでき、簡単な構成で空間周波数が連続的に変
化するホログラムを描画して露光記録することができ
る。
を球面波に変換するためのレンズ系からの出射光の一部
を反射し、該反射光とレンズ系からの直接光とホログラ
ム記録材料上で重畳するように構成したから、ミラ−だ
けで光束を２分割して重畳することができ、しかも点光
源を１つにでき、簡単な構成で空間周波数が連続的に変
化するホログラムを描画して露光記録することができ
る。
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】本発明の実施例構成図である。
【図３】空間周波数制御の説明図である。
【図４】入射角による周波数分布の説明図である。
【図５】空間周波数分布を変更するための別の実施例構
成図である。
成図である。
【図６】開口位置による周波数分布の説明図である。
【図７】空間周波数分布を変更するための別の実施例構
成図である。
成図である。
【図８】本発明のホログラム描画装置の別の実施例構成
図である。
図である。
【図９】従来の問題点説明図である。
１１・・半導体レ−ザ １２・・第１のレンズ系 １２ａ・・ビ−ムスプリッタ １３・・第２のレンズ系 １３ａ，１３ｂ・・スペ−シャルフイルタ １４・・ホログラム記録材料（乾板） １５・・遮光マスク １５ａ・・開口 １６・・空間周波数可変機構 １７・・回転機構 ２０・・直線移動機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 信也 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 所定空間周波数分布をもつ干渉縞をホロ
グラム記録材料に感光記録するホログラム描画装置にお
いて、 コヒ−レントの光源(11)と、 コヒ−レントの光束を分割して再び重畳するためのレン
ズ系(12)と、 コヒ−レントの光束を球面波に変換するためのレンズ系
(13)と、 所定の大きさ、形状の開口(15a)を備え、ホログラム記
録材料(14)の手前に配置される遮光マスク(15)と、 前記遮光マスクの開口位置に応じたにホログラムセル内
の干渉縞の空間周波数を可変するための空間周波数可変
手段(16)と、 ホログラム記録材料を遮光マスクに対して相対的に移動
する移動手段(20)を有し、 ホログラム記録材料の所定位置におけるホログラムセル
上に所定周波数分布を有する干渉縞を記録することを特
徴とするホログラム描画装置。 - 【請求項２】 光束を分割して再び重畳するためのレン
ズ系(12)はビ−ムスプリッタ(12a)を有し、該ビ−ムス
プリッタの後方に分割された２つの光束を球面波に変換
するためのレンズ系(13)を設けたことを特徴とする請求
項１記載のホログラム描画装置。 - 【請求項３】 前記球面波に変換するレンズ系は、集光
レンズ(13a-1,13b-1)とピンホ−ル(13a-2,13b-2)で構成
されたスペ−シャルフィルタ(13a,13b)を含み、 前記空間周波数可変手段(16)は、スペ−シャルフィルタ
(13a)の位置を移動することによりホログラムセルに入
射する光の入射角を変更して該ホログラムセル内の干渉
縞の空間周波数を変更することを特徴とする請求項１又
は請求項２記載のホログラム描画装置。 - 【請求項４】 前記空間周波数可変手段は、遮光マスク
(15)のホログラム記録材料(14)に対する位置を変更する
ことによりホログラムセルに入射する光の入射角を変更
して該ホログラムセル内の干渉縞の空間周波数を変更す
ることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のホログ
ラム描画装置。 - 【請求項５】 前記球面波に変換するレンズ系(13)は、
集光レンズ(13a-1,13b-1)とピンホ−ル(13a-2,13b-2)で
構成されたスペ−シャルフィルタ(13a,13b)を含み、 前記空間周波数可変手段は、スペ−シャルフィルタとホ
ログラム記録材料(14)間に所定の光学特性を備えた付加
光学素子(61,62)を配置してホログラムセル内の干渉縞
の空間周波数を変更することを特徴とする請求項１又は
請求項２記載のホログラム描画装置。 - 【請求項６】 ホログラム記録材料(14)を遮光マスク(1
5)に対して相対的に回転する回転手段(17)を設け、該回
転手段によりホログラム記録材料を遮光マスクに対して
相対的に回転して、ホログラムセル内の干渉縞の方向を
制御することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
ホログラム描画装置。 - 【請求項７】 所定空間周波数分布をもつ干渉縞をホロ
グラム記録材料に感光記録するホログラム描画装置にお
いて、 コヒ−レントの光源(11)と、 コヒ−レントの光束を球面波に変換するためのレンズ系
(13a)と、 該レンズ系からの出射光の一部を反射し、レンズ系から
の直接光と重畳するミラ−(71)と、 所定の大きさ、形状の開口(15a)を備え、ホログラム記
録材料(14)の手前に配置される遮光マスク(15)と、 前記遮光マスクの開口位置に応じたにホログラムセル内
の干渉縞の空間周波数を可変するための空間周波数可変
手段(72)と、 ホログラム記録材料を遮光マスクに対して相対的に移動
する移動手段(20)を有し、 ホログラム記録材料の所定位置におけるホログラムセル
上に所定周波数分布を有する干渉縞を記録することを特
徴とするホログラム描画装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3218971A JP2725913B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | ホログラム描画装置 |
| EP92307769A EP0534616B1 (en) | 1991-08-29 | 1992-08-26 | Holographic recording apparatus and holographic optical element |
| DE69222918T DE69222918T2 (de) | 1991-08-29 | 1992-08-26 | Vorrichtung zum Aufzeichnen von Hologrammen und holographisches optisches Element |
| US08/877,581 US5892597A (en) | 1991-08-29 | 1997-06-17 | Holographic recording apparatus and holographic optical element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3218971A JP2725913B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | ホログラム描画装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0561397A true JPH0561397A (ja) | 1993-03-12 |
| JP2725913B2 JP2725913B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=16728232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3218971A Expired - Fee Related JP2725913B2 (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | ホログラム描画装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2725913B2 (ja) |
Cited By (5)
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| JP2017161942A (ja) * | 2017-06-07 | 2017-09-14 | デクセリアルズ株式会社 | 干渉露光装置及び干渉露光方法 |
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-
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- 1991-08-29 JP JP3218971A patent/JP2725913B2/ja not_active Expired - Fee Related
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