JPH08179680A - ホログラフィ露光システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ホログラム記録媒体にコンストラクション照明
を結合させるための小型の光学系を含むホログラム露光
システムを提供することにある。 【解決手段】このホログラム露光システムは、ホログラ
フィ記録媒体１１と、このホログラフィ記録媒体１１に
隣接され、所定の波長及び所定の入射角を有する光を最
も効果的に回折するためのホログラフィプリズム１３
と、所定の入射角でホログラフィプリズム１３に向けて
方向付けられた第１の単色ビームＢ１と、この第１の単
色ビームＢ１に対してコヒーレントな第２の単色ビーム
Ｂ２であり、第２の単色ビームＢ２を回折を伴わずにホ
ログラフィプリズム１３によって透過させることを許容
する入射角でホログラフィプリズム１３に向けて方向付
けられた第２の単色ビームＢ２と、を含むものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ホログラフィ露
光システムに係り、特に、ホログラム記録層に対してホ
ログラムの建設的なビーム、即ち強め合ったビームを効
率的に結合させるためのホログラフィプリズムを含むホ
ログラフィ露光システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ホログラフィ露光は、ビームが
建設的に干渉するホログラフィ記録媒体に方向付けられ
た２つのコヒーレントな建設的ビームを伴う。再構成
角、再構成波長、視野角、及び建設的ビームの波長など
のファクターに応じて、しばしば垂線に対する一方又は
両者の建設ビーム（以下、コンストラクションビームと
称する）の入射角を比較的大きくする必要がある。比較
的大きな入射角にするための最も簡単な方法は、比較的
大きな角度でホログラム記録層に一方のコンストラクシ
ョンビームを方向付けることであるが、ホログラム記録
層におけるビームの結合は、入射角が増加するほど減少
する。大きな入射角の一方のコンストラクションビーム
を結合するための通常の技術には、特に、ホログラム記
録層における所望する角度が臨界角より大きい場合に
は、適当な形状に形付けられたプリズムが用いられる。
このプリズムは、コンストラクションビームに対して比
較的小さな入射角を与える入射面と、ホログラム記録層
に屈折率整合させ、コンストラクションビームがホログ
ラム記録層の垂線に対して比較的大きな角度で出射され
るような他の面とを有する。他方のコンストラクション
ビームもまた、プリズムによって、例えば、他方のコン
ストラクションビームに対して利用される分離された入
射面または同一入射面によって、ホログラム記録層に結
合される。この場合、入射面の角度は、両者のビームに
対して最適条件とはならないように妥協される。このプ
リズムは、ガラス又はプラスチックプリズムであり、又
は流動体で満たされたガラスタンクであってもよい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ホログラム記録媒体に
コンストラクション照明を結合させるために、屈折プリ
ズムを使用することは、ガラスプリズムが大型化し、そ
れゆえ高価となる事実を含む。また、屈折プリズムの物
理的な大きさによって露光システムの設計における制限
が強いられ、同様に、大きなプリズムを使用することに
よる不具合が生じる。さらに、大量の流動体で満たされ
たプリズムは、光条の問題を有する傾向にあり、また、
大きなガラスプリズムは、複屈折の問題を生じることが
ある。

【０００４】従って、この発明の目的は、ホログラム記
録媒体にコンストラクション照明を結合させるための小
型の光学系を含むホログラム露光システムを提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記問題点
に基づきなされたもので、ホログラフィ記録媒体と、こ
のホログラフィ記録媒体に隣接され、所定の波長及び所
定の入射角を有する回折光に対して最も効果的に配置さ
れたホログラフィプリズムと、所定の波長を有し、所定
の入射角でホログラフィプリズムに向けて方向付けられ
た第１の単色ビームと、この第１の単色ビームに対して
コヒーレントな第２の単色ビームであり、第２の単色ビ
ームを本質的に回折を伴わずにホログラフィプリズムに
よって透過させる入射角でホログラフィプリズムに向け
て方向付けられた第２の単色ビームと、を含むホログラ
ム露光システムを提供するものである。ホログラフィプ
リズムは、第１の単色ビームを回折させ、第２の単色ビ
ームを回折なしに透過させる。これは、回折された第１
のコンストラクションビームと、回折されていない第２
のコンストラクションビームを生じさせ、ホログラフィ
記録媒体でホログラフィ縞を形成させるために干渉させ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について詳細に説明する。なお、同様の構成
要素には、同一の参照番号が付されている。

【０００７】図１によれば、この発明のホログラフィプ
リズムを含むホログラム露光システムが概略的に示され
ている。この露光システムは、基板１２によって支持さ
れているホログラフィ記録媒体１１と、ホログラフィ０
次フィルタ１５及び共に薄膜形成されたホログラフィプ
リズム１３を有するラミナー構造体と、及びホログラフ
ィ記録媒体１１に対してホログラフィプリズム及びホロ
グラフィ０次フィルタを有するラミナー構造体を屈折率
整合させるための屈折率整合流動体層１７と、を含み、
このホログラフィ０次フィルタは、屈折率整合流動体層
に、直接、接している。この発明によれば、ホログラフ
ィプリズム１３は、透過型ホログラムにおける狭い角度
帯域を有する。このホログラムは、所定の波長の光を最
も効率的に回折させて所定の入射角でホログラム上に入
射させ、さらに、コンストラクションビームがホログラ
ム記録媒体１１に結合するような所望する角度に相当す
る所定の回折角で光を回折させるように調整される。簡
単のために、ここで、所定の波長および所定の入射角が
ブラッグ条件と称されるものとする。光学的格子方程式
の特殊な形のブラッグ方程式によれば、最も効率的に回
折する所定の波長および所定の入射角に関するホログラ
ムの操作性が説明される。ホログラムは、再構成ビーム
がコンストラクションビームの一方に倣って照射される
とき、最も効率的である。また、こうしてブラッグ条件
が２つのビームによって満足される。２つのビームは、
ホログラムフリンジの反対側に位置するが、フリンジの
垂線に対して相対的に同じ入射角を有している。ホログ
ラムのブラッグ条件を満足する特定の入射角に対する回
折角は、ホログラムのブラッグ条件を満足する他の入射
角に相当することがわかる。また、ブラッグ条件を満足
する２つの入射角は、空気中には現れないがホログラム
媒質中のフリンジに対して対称であることがわかる。典
型的には、入射角は測定される。従来の技術によれば、
ホログラムは、以下のような光を回折する。（１）この
光は、ブラッグ条件を満足する所定の波長を有する。
（２）この光は、ブラッグ条件を満足する２つの入射角
を含む入射角の２つの範囲内にある。しかし、ブラッグ
条件を満足しない角度における回折は、ブラッグ条件を
満足する入射角における光の回折ほど効率的ではない。
この様に、ホログラムが所定の波長の光を回折する入射
角の範囲は、ここではホログラムの角度帯域と称する。
ブラッグ条件を満足するが、ホログラムの角度帯域から
外れた正しい角度で入射されるような所定波長の光は、
ホログラムによって回折されることなく透過される。ま
た、後述するように、ホログラムが回折なしにビームを
透過するように形成されているものとして記載されてい
る場合、回折なしに透過するためのホログラム、及び／
又はビームの角度帯域は、ビームがホログラムの角度帯
域を外れるように形成されている。

【０００８】この露光システムにおけるビームの実際の
角度に依存して、ホログラフィプリズム１３は、他方の
コンストラクションビームの回折を最小限に止めるため
に、十分に狭い角度帯域を有するように構成されてい
る。また、ホログラフィプリズム１３は、好ましくは、
ホログラム記録材料に結合される回折されたコンストラ
クション照明を最大にするために、実現可能なものと同
じ程度の高い効率を有するように構成されている。相対
的に狭い角度帯域および高い効率を有するホログラフィ
プリズム１３の例として、このホログラフィプリズム１
３は、約２０乃至４０μｍの範囲の厚さを有する。

【０００９】ホログラフィプリズム１３のブラッグ条件
を満足する波長および方向を有する第１の単色ビームＢ
１は、ホログラフィプリズム１３に方向付けられる。ま
た、第１の単色ビームに対してコヒーレントな第２の単
色ビームＢ２は、回折なしにホログラフィプリズムによ
って透過されるために、第２の単色ビームを許容する方
向にホログラフィプリズムで方向付けられている。特
に、第２の単色ビームＢ２が、回折なしにホログラフィ
プリズムによって透過されるように設定される。そし
て、第２の単色ビームＢ２及びホログラフィプリズム１
３の角度帯域は、第２の単色ビームＢ２がホログラフィ
プリズム１３の角度帯域を外れるように設定される。

【００１０】第１の単色ビームＢ１がホログラフィプリ
ズムに対するブラッグ条件に合うため、ホログラフィプ
リズムは、第１の単色ビームを回折する。これによっ
て、この発明に応じて、ホログラム記録媒体１１の垂線
に対して比較的高い角度にある第１のコンストラクショ
ンビームＣＢ１が生じる。第２の単色ビームＢ２は、ホ
ログラフィプリズム１３の角度帯域内に存在しないた
め、ホログラフィプリズムは、回折なしに第２の単色ビ
ームＢ２を透過する。これによって、第２のコンストラ
クションビームＣＢ２が生じる。ホログラフィ０次フィ
ルタ１５は、ホログラフィプリズムによる回折によって
生じたコンストラクションビームＣＢ１、及びホログラ
フィプリズムによる回折を受けることなく透過されて生
じたコンストラクションビームＣＢ２を回折なしに透過
するために形成されている。こうして、コンストラクシ
ョンビームＣＢ１、ＣＢ２は、ホログラム縞を形成する
ために干渉するホログラム記録媒体１１内で回折を受け
ることなしに、ホログラフィ０次フィルタ１５を通過す
る。

【００１１】ホログラフィ０次フィルタ１５は、さら
に、ホログラフィプリズムによって回折を受けずに透過
されたビームＢ１の一部をホログラム記録媒体から回折
させるように形成されている。これは、透過型ホログラ
ムが１００％の効率を達成できない事実に起因するもの
であり、反射型ホログラムの例もこれに含まれる。図１
に破線で示されているような０次の透過は、ホログラム
記録層における他のビームと他の方法で干渉して、不所
望なノイズホログラムを形成する。ホログラフィ０次フ
ィルタ１５の回折角は、特に、ホログラム露光システム
における１乃至それ以上のホログラフィ要素による次の
回折の結果として、ホログラム記録媒質から回折された
光が再びホログラム記録媒質のほうに方向付けられない
ように補償するように選択される。こうして、ホログラ
フィ０次フィルタ１５は、ホログラフィプリズム１３と
同様のブラッグ条件を有するように構成される。ただ
し、以下の場合は除く。即ち、ホログラフィ０次フィル
タ１５は、ホログラム記録媒質から透過され、回折され
ない０次のビームの一部を回折する。このビームは、回
折された光が、覆われているホログラフィプリズム１３
によってホログラフィ記録媒質側に回折されないような
回折角を有する。さらに、ホログラフィ０次フィルタの
角度帯域は、第２の単色ビームＢ２及び回折されたコン
ストラクションビームＣＢ１がホログラフィ０次フィル
タ１５の角度帯域から外れるように形成されている。特
別な例の場合、ホログラフィ０次フィルタ１５は、ホロ
グラフィプリズムを通過して戻ってくるビームであり、
透過され、回折されていない０次のビームＢ１の一部を
回折するように形成されている。図示しないが、反射防
止膜からなるカバーがホログラフィプリズム１３を覆う
ように位置されてもよい。これは、ホログラフィ０次フ
ィルタ１５によって反射されて戻るビームの反射を最小
限に止めるための従来の技術によるものである。また、
ホログラフィ０次フィルタ１５は、透過され、回折され
ずにホログラフィ０次フィルタ１５を通過したビームＢ
１の一部を回折するために形成されてもよい。その結
果、回折された光は、ホログラフィ０次フィルタ１５の
エッジで放射される。この場合、ビームダンプ被膜（図
示しない）が従来技術に基づいてホログラフィ０次フィ
ルタのエッジに配置されてもよい。

【００１２】ホログラフィ０次フィルタ１５は、透過さ
れ、回折されていない０次のビームＢ１の一部によって
形成されるノイズホログラムが許容されるように、この
様な適用において省略されてもよい。例えば、ノイズホ
ログラムは、初期の画像から不所望な光量を除去せず、
ノイズホログラムによって回折された光が初期の画像に
対して所望する視点で観察されない。

【００１３】この発明の露光システムの他の実施例を示
す図２によれば、コンストラクションビームを形成する
２つのホログラムがそれぞれホログラムプリズムによっ
てホログラム記録媒質内で結合されている。この露光シ
ステムは、基板１１２によって支持されているホログラ
ム記録媒質１１１と、第１のホログラフィプリズム１１
３を含むラミナー構造体と、第１のホログラフィ０次フ
ィルタ１１５と、共に薄膜形成された第２のホログラフ
ィプリズム及び第２のホログラフィ０次フィルタ２１５
と、及びホログラフィ記録媒体１１１に対してホログラ
フィプリズム及びホログラフィ０次フィルタを有するラ
ミナー構造体を屈折率整合させるための屈折率整合流動
体層１１７とを含む。さらに、ラミナー構造体の層は、
屈折率整合流動体１１７から最も離れた層からスタート
して、以下の順序で積層されている。即ち、第１のホロ
グラフィプリズム１１３、第１のホログラフィ０次フィ
ルタ、即ちガード反射ホログラム１１５、第２のホログ
ラフィプリズム２１３、及び第２のホログラフィ０次フ
ィルタ２１５の順序である。また、第１及び第２のホロ
グラフィプリズムは、互いに隣接するように位置されて
もよい。これに伴って、第１及び第２のホログラフィ０
次フィルタが互いに隣接するように位置されてもよい。
この場合、ホログラフィ０次フィルタは、屈折率整合流
動体１１７に近接して位置されてもよい。プリズム／ガ
ード層が交互に配列されるか、プリズム／プリズム層、
及びガード／ガード層のように配列されるかに拘らず、
第１及び第２のホログラフィプリズム１１３、２１３、
及び第１及び第２のホログラフィ０次フィルタ１１５、
２１５は、積層されず、それぞれ介在する屈折率整合流
動体層により互いに屈折率整合されてもよい。

【００１４】この発明によれば、第１のホログラフィプ
リズム１１３は、所定の波長及び入射角の光を回折する
ように調整する透過型ホログラムにおける狭い角度帯域
を有する。この所定の波長及び入射角は、所望する角度
に相当する所定の回折角で、そのブラッグ条件を満足し
ている。この所望する角度は、第１のコンストラクショ
ンビームがホログラム記録媒体１１１に結合するような
角度である。第２ホログラフィプリズム２１３は、同様
に、所定の波長及び入射角の光を回折するように調整す
る透過型ホログラムにおける狭い角度帯域を有する。こ
の所定の波長及び入射角は、所望する角度に相当する所
定の回折角で、そのブラッグ条件を満足している。この
所望する角度は、第２のコンストラクションビームがホ
ログラム記録媒体１１１に結合するような角度である。

【００１５】図２に示したように、第１のホログラフィ
プリズム１１３は、第１の単色ビームＢ１を回折するよ
うに調整する。このビームは、第１のホログラフィプリ
ズム１１３のブラッグ条件を満足する波長及び方向を有
する。また、第１のホログラフィプリズム１１３は、第
１の単色ビームＢ１と同じ波長を有し、第２のホログラ
フィプリズム２１３のブラッグ条件を満足する方向を有
する第２の単色ビームＢ２を回折なしに透過するように
調整する。第２のホログラフィプリズム２１３のブラッ
グ条件は、第１のホログラフィプリズムの回折された出
力が回折を受けることなしに透過されるように選択され
る。こうして、第２の単色ビームＢ２及び第１のホログ
ラフィプリズムの角度帯域は、第２の単色ビームＢ２が
第１のホログラフィプリズム１１３の角度帯域から外れ
るように形成される。また、第２のホログラフィプリズ
ム２１３の角度帯域は、第１のホログラフィプリズムの
回折された出力が第２のホログラフィプリズム２１３の
角度帯域から外れるように形成される。第１及び第２の
ホログラフィプリズムが互いに隣接するようなホログラ
ム露光システムが実現される程度では、第１の単色ビー
ムＢ１及び第２のホログラフィプリズム２１３の角度帯
域は、第１の単色ビームＢ１が第２のホログラフィプリ
ズム１１５の角度帯域を外れるように配置される。これ
によって、回折を受けることなしに第１のホログラフィ
プリズムによって透過された第１の単色ビームＢ１の一
部は、第２のホログラフィプリズムによって回折を受け
ることなしに透過される。さらにここでは、第１のホロ
グラフィ０次フィルタ１１５は、第１のホログラフィプ
リズム１１３によって回折されていない第１の単色ビー
ムＢ１の一部をホログラム記録媒質から回折させるよう
に形成されている。

【００１６】この露光システムにおけるビームの実際の
角度に依存して、第１及び第２のホログラフィプリズム
は、それぞれ、回折を受けずに透過されるべきビームの
回折を最小限に止めるのに十分狭い角度帯域を有するよ
うに構成されている。また、ホログラフィプリズムは、
好ましくは、ホログラム記録材料に結合される回折され
たコンストラクション照明を最大にするために、実現可
能なものと同じ程度の高い効率を有するように構成され
ている。相対的に狭い角度帯域および高い効率を有する
ホログラフィプリズムの例として、第１及び第２のホロ
グラフィプリズム１１３、２１３は、それぞれ約２０乃
至４０μｍの範囲の厚さを有する。

【００１７】第１の単色ビームＢ１が第１のホログラフ
ィプリズムに対するブラッグ条件に合うため、第１のホ
ログラフィプリズム１１３は、第１の単色ビームＢ１を
回折する。これによって、この発明に応じて、ホログラ
ム記録媒体１１１の垂線に対して比較的高い角度にある
第１のコンストラクションビームＣＢ１が生じる。第２
の単色ビームＢ２は、第１のホログラフィプリズム１１
３の角度帯域内に存在しないため、第１のホログラフィ
プリズムは、回折なしに第２の単色ビームＢ２を透過す
る。第１のホログラフィ０次フィルタ１１５は、第１の
ホログラフィプリズム１１３による回折によって生じた
コンストラクションビームＣＢ１を回折なしに透過する
ように形成されている。また、第１のホログラフィプリ
ズム１１３による回折を受けることなく透過された第２
の単色ビームＢ２を回折なしに透過するように形成され
ている。こうして、第１のコンストラクションビームＣ
Ｂ１、及び第２の単色ビームＢ２は、第２のホログラフ
ィプリズム２１３で回折を受けることなく第１のホログ
ラフィ０次フィルタ１１５を通過する。

【００１８】第２の単色ビームＢ２が第２のホログラフ
ィプリズム２１３に対するブラッグ条件に合うため、第
２のホログラフィプリズム２１３は、第２の単色ビーム
Ｂ２を回折する。これによって、この発明に応じて、ホ
ログラム記録媒体１１１の垂線に対して比較的高い角度
にある第２のコンストラクションビームＣＢ２が生じ
る。回折された第１のコンストラクションビームＣＢ１
は、第２のホログラフィプリズム２１３の角度帯域内に
存在しないため、第２のホログラフィプリズムは、回折
なしに第１のコンストラクションビームＣＢ１を透過す
る。第２のホログラフィ０次フィルタ２１５は、第１の
ホログラフィプリズム１１３による回折によって生じた
第１のコンストラクションビームＣＢ１を回折なしに透
過するように形成されている。また、第２のホログラフ
ィプリズム２１３による回折によって生じた第２のコン
ストラクションビームＣＢ２を回折なしに透過するよう
に形成されている。こうして、コンストラクションビー
ムＣＢ１、ＣＢ２は、回折を受けることなしに第２のホ
ログラフィ０次フィルタ２１５を通過し、ホログラム縞
を形成するために干渉するホログラム記録媒体１１１内
の屈折率整合流動体層１１７を通過する。

【００１９】第１及び第２のホログラフィ０次フィルタ
１１５、２１５が互いに隣接するようなホログラム露光
システムが実現される程度では、第１のホログラフィ０
次フィルタは、回折を受けることなしに第２のコンスト
ラクションビームＣＢ２を透過するように形成される。

【００２０】さらに、第１のホログラフィ０次フィルタ
１１５は、特に、ホログラム露光システムにおける１乃
至それ以上のホログラフィ要素による次の回折の結果と
してホログラム記録媒質から回折された光が再びホログ
ラム記録媒質のほうに方向付けられないように補償する
回折角で、第１のホログラフィプリズム１１３による回
折を受けずに透過された第１の単色ビームＢ１の一部を
ホログラム記録媒質から回折させるように形成されてい
る。また、第２のホログラフィ０次フィルタ２１５は、
特に、ホログラム露光システムにおける１乃至それ以上
のホログラフィ要素による次の回折の結果としてホログ
ラム記録媒質から回折された光が再びホログラム記録媒
質のほうに方向付けられないように補償する回折角で、
第２のホログラフィプリズム２１３による回折を受けず
に透過された第２の単色ビームＢ２の一部をホログラム
記録媒質１１１から回折させるように形成されている。
この例における、第１及び第２のホログラフィ０次フィ
ルタ１１５、２１５のそれぞれは、反射型ホログラムを
含む。

【００２１】こうして、第１のホログラフィ０次フィル
タ１１５は、第１のホログラフィプリズム１１３と同様
のブラッグ条件（波長及び角度）を有するように構成さ
れる。ただし、以下の場合は除く。即ち、第１のホログ
ラフィ０次フィルタ１１５は、図２に破線で示したよう
な、透過され、回折されない０次のビームＢ１の一部を
回折する。このビームは、ホログラム露光システムにお
ける１乃至それ以上のホログラフィ要素による次の回折
の結果としてホログラム記録媒質によって回折された光
が再びホログラム記録媒質の方に方向付けられないよう
に補償する角度で、ホログラム記録記録媒質１１１から
透過される。さらに、第１のホログラフィ０次フィルタ
１１５の角度帯域は、第２の単色ビームＢ２及びコンス
トラクションビームＣＢ１が第１のホログラフィ０次フ
ィルタ１１５の角度帯域から外れるように形成されてい
る。第１及び第２のホログラフィ０次フィルタ１１５、
２１５が互いに隣接するようなホログラム露光システム
が実現される程度では、第１のホログラフィ０次フィル
タの角度帯域は、さらに、第２のコンストラクションビ
ームＣＢ２が第１のホログラフィ０次フィルタの角度帯
域を外れるように形成される。特別な例の場合、第１の
ホログラフィ０次フィルタ１１５は、第１のホログラフ
ィプリズム１１３を通過して戻ってくるビームであり、
透過され、回折されていない０次のビームＢ１の一部を
回折するように形成されている。また、第１のホログラ
フィ０次フィルタ１１５は、透過され、回折されずに第
１のホログラフィ０次フィルタ１１５を通過したビーム
Ｂ１の一部を回折するために形成される。その結果、回
折された光は、第１のホログラフィ０次フィルタ１１５
のエッジで放射される。

【００２２】同様に、第２のホログラフィ０次フィルタ
２１５は、第２のホログラフィプリズム２１３と同様の
ブラッグ条件を有するように構成される。ただし、以下
の場合は除く。即ち、第２のホログラフィ０次フィルタ
２１５は、図２に破線で示したような、透過され、回折
されない０次のビームＢ２の一部を回折する。このビー
ムは、ホログラム露光システムにおける１乃至それ以上
のホログラフィ要素による次の回折の結果としてホログ
ラム記録媒質によって回折された光が再びホログラム記
録媒質の方に方向付けられないように補償する角度で、
ホログラム記録記録媒質１１１から透過される。さら
に、第２のホログラフィ０次フィルタ２１５の角度帯域
は、コンストラクションビームＣＢ１、ＣＢ２が第２の
ホログラフィ０次フィルタ２１５の角度帯域から外れる
ように形成されている。特別な例の場合、第２のホログ
ラフィ０次フィルタ２１５は、ホログラフィプリズムを
通過して戻ってくるビームであり、透過され、回折され
ていない０次のビームＢ２の一部を回折するように形成
されている。また、第２のホログラフィ０次フィルタ２
１５は、透過され、回折されずに第２のホログラフィ０
次フィルタ２１５を通過したビームＢ２の一部を回折す
るために形成される。その結果、回折された光は、第２
のホログラフィ０次フィルタ２１５のエッジで放射され
る。

【００２３】第１及び第２のホログラフィ０次フィルタ
１１５、２１５の一方、又は両方は、透過され、回折さ
れていない０次のビームＢ１及び／又はＢ２の一部によ
って形成されるノイズホログラムが許容されるように、
この様な適用において省略されてもよい。例えば、ノイ
ズホログラムは、初期の画像から不所望な光量を除去せ
ず、ノイズホログラムによって回折された光が初期の画
像に対して所望する視点で観察されない。

【００２４】この発明の露光システムの他の実施例を示
す図３によれば、単一のホログラム層に形成された２つ
のホログラフィプリズム、及び単一のホログラム層に形
成された２つのホログラフィ０次フィルタを含む。この
露光システムは、基板１６２によって支持されているホ
ログラム記録媒質１６１と、ホログラフィプリズム層１
６３及びホログラフィ０次フィルタ層１６５を含むラミ
ナー構造体と、及びホログラフィ記録媒体１６１をホロ
グラフィプリズム層１６３及びホログラム層１６５を有
するラミナー構造体に屈折率整合させるための屈折率整
合流動体層１６７とを含む。ホログラムプリズム層１６
３は、第１及び第２のホログラムプリズムを有する。ま
た、ホログラフィ０次フィルタ層１６５は、第１及び第
２のホログラフィ０次フィルタを有する。図３の露光シ
ステムは、図２のホログラム露光システムと同様に作用
する。ただし、以下の場合を除く。即ち、第１及び第２
の単色ビームＢ１、Ｂ２がそれぞれ、単一のホログラフ
ィプリズム層１６３の第１及び第２のホログラフィプリ
ズムによって回折され、図３の破線で示したような回折
されない単色ビームＢ１、Ｂ２の一部が、それぞれ、単
一の０次フィルタホログラム層１６５に形成された第１
及び第２の０次フィルタホログラムによって、ホログラ
フィ記録媒質１６１から回折される。

【００２５】この発明の露光システムの他の実施例を示
す図４によれば、単一のビームが、コンストラクション
ビームを形成する２つのホログラムを形成するために、
２つのホログラフィプリズムによって回折される。この
露光システムは、基板３１２によって支持されているホ
ログラム記録媒質３１１と、第１のホログラフィプリズ
ム３１３を含むラミナー構造体と、第２のホログラフィ
プリズム４１３及び共に薄膜形成されたホログラフィ０
次フィルタ３１５、及びホログラフィ記録媒体３１１に
ホログラフィプリズム及びホログラフィ０次フィルタを
有するラミナー構造体を屈折率整合させるための屈折率
整合流動体層３１７とを含む。さらに、ラミナー構造体
の層は、屈折率整合流動体３１７から最も離れた層から
スタートして、以下の順序で積層されている。即ち、第
１のホログラフィプリズム３１３、第２のホログラフィ
プリズム４１３、及びホログラフィ０次フィルタ３１５
の順序である。第１及び第２のホログラフィプリズム３
１３、４１３、及びホログラフィ０次フィルタ３１５
は、積層されず、それぞれ介在する屈折率整合流動体層
により互いに屈折率整合されてもよい。

【００２６】図４に示したように、第１のホログラフィ
プリズム３１３は、所定の波長及び入射角を有する単色
ビームＢの一部のみを回折するように調整された透過型
ホログラムを含む。この波長及び入射角は、所定の回折
角でそのブラッグ条件を満足している。この回折角は、
第１のコンストラクションビームがホログラム記録媒体
３１１に結合され、回折なしにその光の本質部分を透過
するような所望する角度に相当する。例えば、第１のホ
ログラフィプリズム３１３は、約５０％の効率を有す
る。即ち、そのブラッグ条件を満足するビームの略半分
を回折し、また、ブラッグ条件を満足するビームの略半
分を回折なしに透過する。第２のホログラフィプリズム
４１３は、それによって回折される光を最小限に止める
ために、本質的に第１のホログラフィプリズムと同じブ
ラッグ条件に調整され、実現可能なものと同等の効率を
有するような透過型ホログラムの狭い角度帯域を有す
る。また、第２のホログラフィプリズム４１３は、第１
のホログラフィプリズムとは異なる回折角で光を回折す
る。この回折角は、第２のコンストラクションビームが
ホログラム記録媒体３１１に結合するような所望する角
度に相当する。さらに、第１及び第２のホログラフィプ
リズムは、第１のホログラフィプリズムによって生じた
回折ビームが第２のホログラフィプリズムの角度帯域か
ら外れるように調整されている。そのため、この回折ビ
ームは、回折を受けることなく第２のホログラフィプリ
ズムによって透過される。

【００２７】好ましくは、第２のホログラフィプリズム
４１３は、第１のホログラフィプリズムによって回折さ
れたビームの回折を最小限に止めるために、相対的に狭
い角度帯域を有するように構成されている。また、第２
のホログラフィプリズム４１３は、ホログラム記録材料
に結合される回折されたコンストラクション照明を最小
限に止めるために、好ましくは、実現可能なものと同じ
くらい高い効率を有するように構成される。相対的に狭
い角度帯域及び高い効率を有する第２のホログラフィプ
リズム１１３は、約２０ないし４０μｍの範囲の厚さを
有する。

【００２８】単色ビームＢが第１のホログラフィプリズ
ム３１３に対するブラッグ条件に合うため、第１のホロ
グラフィプリズムは、第１の単色ビームを回折する。こ
れによって、この発明に応じて、ホログラム記録媒体３
１１の垂線に対して比較的高い角度にある第１のコンス
トラクションビームＣＢ１が生じる。第１のホログラフ
ィプリズム３１３は比較的効率が悪いため、単色ビーム
Ｂの一部を回折なしに透過する。これによって、回折さ
れずに透過されたビームが生じる。第１のホログラフィ
プリズム３１３によって透過された回折されていないビ
ームは、第２のホログラフィプリズム４１３のブラッグ
条件に合うため、第２のホログラフィプリズムは、回折
されずに透過されたビームを回折する。これによって、
この発明に応じて、ホログラム記録媒体３１１の垂線に
対して比較的高い角度にある第２のコンストラクション
ビームＣＢ２が生じる。回折された第１のコンストラク
ションビームＣＢ１が第２のホログラフィプリズム４１
３の角度帯域内に存在しないため、第２のホログラフィ
プリズムは回折なしに第１のコンストラクションビーム
ＣＢ１を透過する。

【００２９】ホログラフィ０次フィルタ３１５は、コン
ストラクションビームＣＢ１、ＣＢ２を回折なしに透過
するように形成されている。それゆえ、コンストラクシ
ョンビームＣＢ１、ＣＢ２は、回折を受けることなしに
ホログラフィ０次フィルタ３１５を通過し、ホログラム
縞を形成するために干渉するホログラム記録媒体３１１
内の屈折率整合流動体層３１７を通過する。

【００３０】ホログラフィ０次フィルタ３１５は、さら
に、第１及び第２のホログラフィプリズム３１３、４１
３の両者によって回折を受けずに透過されたビームＢの
一部をホログラム記録媒体から回折させるように形成さ
れている。この時、回折角は、特に、ホログラム露光シ
ステムにおける１乃至それ以上のホログラフィ要素によ
る次の回折の結果として、ホログラム記録媒質から回折
された光が再びホログラム記録媒質のほうに方向付けら
れないように補償するように選択される。こうして、ホ
ログラフィ０次フィルタ３１５は、第１及び第２のホロ
グラフィプリズム３１３、４１３と同様のブラッグ条件
を有するように構成される。ただし、以下の場合は除
く。即ち、ホログラフィ０次フィルタ３１５は、図４に
破線で示すように、透過され、回折されない０次のビー
ムの一部をホログラム記録媒質からある角度で回折す
る。この角度は、ホログラム露光システムにおける１乃
至それ以上のホログラフィ要素による次の回折の結果と
して、ホログラム記録媒質から回折された光が再びホロ
グラム記録媒質のほうに方向付けられないように補償す
るように選択される。さらに、ホログラフィ０次フィル
タ３１５の角度帯域は、第１及び第２のコンストラクシ
ョンビームＣＢ１、ＣＢ２がホログラフィ０次フィルタ
３１５の角度帯域から外れるように形成されている。特
別な例の場合、ホログラフィ０次フィルタ３１５は、第
２及び第１のホログラフィプリズム４１３、３１３を通
過して戻ってくるビームであり、透過され、回折されて
いない０次のビームＢの一部を回折するように形成され
ている。また、ホログラフィ０次フィルタ３１５は、透
過され、回折されずにホログラフィ０次フィルタ３１５
を通過したビームＢの一部を回折するために形成されて
もよい。その結果、回折された光は、ホログラフィ０次
フィルタ３１５のエッジで放射される。

【００３１】上述したこの発明の実施例では、ホログラ
フィ記録媒体に到達する光から０次光を遮断するため
に、ホログラフィ０次フィルタを有しているが、０次の
フィルティング作用を提供するものであれば他の構造の
ものが用いられてもよい。

【００３２】以上、説明したように、屈折プリズムを用
いることなしにホログラフィ記録媒体にコンストラクシ
ョンビームを効率的に結合させるホログラム露光システ
ムが提供できる。

【００３３】なお、以上のように、この発明のいくつか
の実施例を図示して説明してきたが、当業者によって、
添付したクレームに規定されるこの発明の範囲及び精神
を逸脱することなく、種々の変形及び変更がなされ得る
ものである。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のホログ
ラフィ露光プリズムによれば、ホログラム記録媒体にコ
ンストラクション照明を結合させるための小型の光学系
を含むホログラム露光システムを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明のホログラム露光システムを
概略的に示す図である。

【図２】図２は、２つのホログラフィプリズムを含むこ
の発明のホログラム露光システムを概略的に示す図であ
る。

【図３】図３は、単一のホログラム層に形成された２つ
のホログラフィプリズムを含むこの発明のホログラム露
光システムを概略的に示す図である。

【図４】図４は、この発明の他のホログラム露光システ
ムを概略的に示す図である。

【符号の説明】

１１、１１１、１６１、３１１…ホログラフィ記録媒質 １２、１１２、１６２、３１２…基板 １３…ホログラフィプリズム １５、３１５…ホログラフィ０次フィルタ １７、１１７、１６７、３１７…屈折率整合流動体層 １１３、３１３…第１のホログラフィプリズム １１５…第１のホログラフィ０次フィルタ ２１３、４１３…第２のホログラフィプリズム ２１５…第２のホログラフィ０次フィルタ １６３…ホログラフィプリズム層 １６５…ホログラフィ０次フィルタ層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェイムス・イー・スコット アメリカ合衆国、カリフォルニア州 90254、ハーモサ・ビーチ、アードモア・ アベニュー 2026 (72)発明者 ジョン・イー・リード アメリカ合衆国、カリフォルニア州 91702、アズサ、スプルース・コート 218

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ホログラフィ記録媒体と、 所定の波長及び第１の所定の方向を有する第１の単色ビ
   ームと、 前記所定の波長及び前記第１の所定の方向とは異なる所
   定の方向を有する第２の単色ビームと、 前記第１の単色ビームを前記ホログラフィ記録媒体に向
   けて回折させて回折ビームを生じさせると共に、前記第
   ２の単色ビームを前記ホログラフィ記録媒体に向けて回
   折させることなしに透過させて回折しないビームを生じ
   させるためのホログラフィプリズムと、 を有することを特徴とするホログラフィ露光システム。
2. 【請求項２】前記ホログラフィプリズムによって回折さ
   れない第１の単色ビームの一部を回折するために、前記
   ホログラフィプリズムと前記ホログラフィ記録媒体との
   間に介在されたホログラフィ０次フィルタを含み、前記
   ホログラフィ０次フィルタは前記第１の単色ビームの前
   記一部を前記ホログラフィ記録媒体から離れて回折する
   ことを特徴とする請求項１に記載のホログラフィ露光シ
   ステム。
3. 【請求項３】ホログラフィ記録媒体と、 所定の波長及び第１の所定の方向を有する第１の単色ビ
   ームと、 前記所定の波長及び前記第１の所定の方向とは異なる所
   定の方向を有する第２の単色ビームと、 前記第１の単色ビームを前記ホログラフィ記録媒体に向
   けて回折させて第１の回折ビームを生じさせると共に、
   前記第２の単色ビームを前記ホログラフィ記録媒体に向
   けて回折させることなしに透過させて透過された第２の
   単色ビームを生じさせるための第１のホログラフィプリ
   ズムと、 前記第１のホログラフィプリズムと前記ホログラフィ記
   録媒体との間に位置し、前記透過された第２の単色ビー
   ムを前記ホログラフィ記録媒体に向けて回折させて第２
   の回折ビームを生じさせると共に、前記第１の回折ビー
   ムを前記ホログラフィ記録媒体に向けて回折させること
   なしに透過させるための第２のホログラフィプリズム
   と、 を有するホログラフィ露光システムであって、 前記第１及び第２の回折ビームがホログラフィ縞を形成
   するために前記ホログラフィ記録媒体で干渉することを
   特徴とするホログラフィ露光システム。
4. 【請求項４】前記第１のホログラフィプリズムによって
   回折されない前記第１の単色ビームの一部を回折するた
   めに、前記第１のホログラフィプリズムと前記ホログラ
   フィ記録媒体との間に介在された第１のホログラフィ０
   次フィルタであって、前記第１の単色ビームの前記一部
   を前記ホログラフィ記録媒体から離れて回折させる前記
   第１のホログラフィ０次フィルタと、 前記第２のホログラフィプリズムによって回折されない
   前記透過された第２の単色ビームの一部を回折するため
   に、前記第２のホログラフィプリズムと前記ホログラフ
   ィ記録媒体との間に介在された第２のホログラフィ０次
   フィルタであって、前記透過された第２の単色ビームの
   前記一部を前記ホログラフィ記録媒体から離れて回折さ
   せる前記第２のホログラフィ０次フィルタと、 を有することを特徴とする請求項３に記載のホログラフ
   ィ露光システム。
5. 【請求項５】ホログラフィ記録媒体と、 所定の波長及び所定の方向を有する単色ビームと、 前記単色ビームの第１の部分を前記ホログラフィ記録媒
   体に向けて回折させて第１の回折ビームを生じさせると
   共に、前記単色ビームの一部を前記ホログラフィ記録媒
   体に向けて回折させることなしに透過させて回折されな
   いビームを生じさせるための第１のホログラフィプリズ
   ムと、 前記第１のホログラフィプリズムと前記ホログラフィ記
   録媒体との間に位置し、前記回折されないビームを前記
   ホログラフィ記録媒体に向けて回折させて第２の回折ビ
   ームを生じさせると共に、前記第１の回折ビームを前記
   ホログラフィ記録媒体に向けて回折させることなしに透
   過させるための第２のホログラフィプリズムと、 を有するホログラフィ露光システムであって、 前記第１及び第２の回折ビームがホログラフィ縞を形成
   するために前記ホログラフィ記録媒体で干渉することを
   特徴とするホログラフィ露光システム。