DE1805883A1 - Holographieverfahren sowie Einrichtung zu seiner Durchfuehrung - Google Patents

Description

OB.-INa. DIPL.-INO. M.SC. OIPI PHYS. DR. QIPL.-PHYS. HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 36 854 b 1805883

26. Ott. 1968

Texas Instruments Incorporated I3500 North Central Expressway

Dallas, Texas, U.S.A.

Holographieverfahren sowie Einrichtung zu seiner Durchführung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur -Herstellung eines Hologramms mittels zweier Strahlenbündel, bei dem die Fourier-Trans fo.rmi er te einer, eine gewünschte Funktion darstellenden ersten Wellenfront auf einer strahlungsempfindlichen Oberfläche erzeugt wird..

Übliche interferometrische Methoden zur Synthese räumlicher Frequenzfilter benutzen ein Aufzeichnungsverfahren, dem eine Überlagerung eines Signalstrahls mit einem Referenzstrahl zugrunde liegt. Eine optische Übertragung eines räumlichen Signalmusters stellt eine Lichtamplitudenverteilung her, die vor der fotografischen Aufnahme mit einer Referenzwelle addiert wird. E3 ist wesentlich bei üblichen interferometrischen Methoden, daß der Referenzstrahl einen Term mit linearer Äbhängig-

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keit von der Phase enthält. Die üblichen interferometrischen Methoden erzeugen einen reellen, positiven Ausdruck, wobei die fotografische Aufnahme der Summe aus räumlichem Signalmuster und ihm überlagertem Referenzstrahl Eigenschaften proportional dem Quadrat der aufgenommenen Punktionen aufweist (square law detection). Eine solche nach einem quadratischen Gesetz erfolgende Aufnahme erzeugt einen Autokorrelationsterm in der rekonstruierten Wellenfront, der auf die optische Wirksamkeit. des Hologramms einen nachteiligen Effekt ausübt.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die oben erwähnten Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zur Erzeugung eines Hologramms zu entwickeln, in dem bei der Rekonstruktion eine verbesserte, optische Wirksamkeit verwirklicht wird.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren der eingangs erwähnten Art gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß der ersten Wellenfront eine Zusatzwellenfront überlagert ■ wird, deren Achse parallel zu derjenigen der ersten Wellenfront ist und vorzugsweise mit dieser zusammenfällt, und daß die' Zusatzwellenfront so dimensioniert wird, daß die Summenfunktion am Ort der strahlungsempfindlichen Oberflächereell und positiv ist. · . ,

Erfindungsgemäß wird ein Hologramm zur Kodierung einer Punktion mit positiven, negativen,- reellen und imaginären Bestandteilen erzeugt durch Aufnahme einer Pourier-transformierten Wellenfront, der eine weitere Wellenfront überlagert wird, 30 daß eine Punktion entsteht, die ausschließlieh reelle und

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positive Komponenten aufweist. Im Rekonstruktionsprozeß führt die Fourier-Transformierte eines durch dieses Verfahren erzeugten Hologramms zu einem Muster, in dem die Autokorrelationsfunktion nicht vorkommt, und zwar infolge der nicht nach einem quadratischen Gesetz erfolgenden Aufnahme des aufgezeichneten Bilds. Das rekonstruierte Muster enthält die ursprüngliche Wellenfront sowie seine räumliche Umkehrform in der üblichen Art, jedoch versetzt zur optischen Achse, wobei der Abstand zwischen den zwei Mustern geringer sein kann, so daß eine Hologrammaufzeichnung mit geringerer Auflösung als dies bei der üblichen Aufzeichnungstechnik erforderlich wäre erfolgen kann. Das Hologramm kann so auf einem fotografischen Material aufgezeichnet werden, dessen Amplitudendurchlass funk ti on eine lineare Funktion der Quadratwurzel der Lichtintensität ist.

Gemäß der Erfindung wird ein Hologramm zweckmäßigerweise in der Weise erzeugt, daß die Achsen beider Y/ellenfronten parallel zueinander sind und vorzugsweise zusammenfallen (on-axis hologram), und zwar aus einer Signalwellenfront einer gewünschten Punktion, der an einer strahlungsempfindlichen Oberfläche die Wellenfront einer Energiewelle derart überlagert wird, daß die Summenfunktion positiv und reell (even) ist.

In kurzen Zügen läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren so beschreiben, daß ein kollimierter kohärenter Lichtstrahl eine Signalwellenfront einer bestimmten Punktion auf oder in einem Aufzeichnungsmedium erzeugt. Das die Punktion darstellende

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licht tritt durch eine sphärische Linse hindurch, wodurch eine Pourier-Transformierte auf dem Aufzeichnungsmedium entsteht, das sich in der vorderen Brennebene der Linse befindet· Ein zweiter koUiinierter, kohärenter Lichtstrahl ist zur Überlagerung mit der vorerwähnten Wellenfront so vorgesehen, daß diese auf dem Aufzeichnungsmedium stets positiv erscheint.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung können den beigefügten Ansprüchen und/oder der folgenden Beschreibung . entnommen werden, die, der Erläuterung einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele der Erfindung dient. Ee zeigen:

Pig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäQen Einrichtung zur Erzeugung eines Hologramms als erstem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Pig. 2 eine Darstellung einer überlagerten bzw. nicht überlagerten Wellenfront einer durch eine sphärische Linse geleiteten Objektwelle;

Pig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Erzeugung eines Hologramms;

Pig. 4 ein Schema einer Einrichtung zur Erzeugung eines Hologramms eines dreidimensionalen Gegenstands als drittem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

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Pig. 5 ein Schema einer Wiedergäbeeinrichtung, in der ein Hologramm, das mittels einer der Einrichtungen der Pig. 1 oder 3 erzeugt wurde, als räumliches Filter verwendet wird;

Pig. 6 eine symbolische Darstellung der Rekonstruktionsmuster eines üblichen interferometischen Hologramms sowie eines erfindungsgemäßen Hologramms, und

lasses Pig. 7 die Abhängigkeit des lichtamplitudendurch- als Punktion der Lichtintensität bei einer fotografischen Emulsion mit niedriger Auflösung.

In Pig. 1 wird eine Einrichtung zur Erzeugung eines Hologramms gezeigt, in der ein Laser 10 monochromatisches Licht erzeugt, das durch eine Zerstreuungslinse 11 gelenkt wird. Eine Sammellinse 12 erhält den von Linse 11 ausgehenden Lichtstrahl und bildet einen kollimierten, aber verbreiterten Lichtstrahl. Ein Teil des Lichtstrahls, der von der Sammellinse 12 ausgeht, beleuchtet einen Gegenstand 13» der in der Eingangsbrennebene einer sphärischen Linse 14 liegt. Der Gegenstand 13 soll irgendeine gewünschte Funktion darstellen, die reell oder komplex sein*kann und bei solcher Beleuchtung ein räumliches Signalmuster in der Eingangsbrennebene der Linse 14 erzeugt. Rechtwinklig zur optischen Achse der Linse 14 wird in deren Ausgangsbrennebene ein Fraunhofer Beugungsmuster der Punktion erzeugt, die vom Gegenstand 13 dargestellt wird. Ein Aufzeichnungsmedium 16, beispielsweise in Form einer fotografischen Emulsion, liegt in dieser Ebene rechtwink-

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lig zur optischen Achse der Linse 14.

Ein anderer Teil des durch die Linse 12 geschickten kollimierten Lichtstrahls wird von einer reflektierenden Oberfläche 17 auf einen Strahlteiler 18 geworfen. Das vom Strahlteiler 18 zum Aufzeichnungsmedium 16 reflektierte Licht sei als Überlagerungsstrahl ("bias beam) bezeichnet; er besteht aus einer ebenen ¥elle ohne linearen Phasenfaktor; der Überlagerungs strahl wird also in.die räumliche Frequenzebene der Linse 14 so geführt, daß seine Achse mit der des Signalstrahls zusammenfällt.

Im wesentlichen stellt ein Hologramm eine Vorrichtung dar, in der eine Funktion mit positiven, negativen, reellen und . imaginären Bestandteilen kodiert wird als eine Funktion mit nur positiven und reellen Bestandteilen. Es sei angenommen, der Gegenstand 13 liege in einer xy-Ebene„ und stelle eine Funktion f (x,y) dar, die in ihrer allgemeinen Form

CO Kx,^/) = s(x-X₍v/) ⁺ s(-x + X,-y)

heiße, mit Έ als komplex konjugiertem Anteil. Da das Aufzeichnungsmedium 16 in der Ausgangsbrennebene der Linse 14 liegt, die als uv-Ebene bezeichnet werden soll, wird die Fourier-Transformierte der Funktion f (x,y) auf dem Aufzeichnungsmedium gespeichert. Aus der bekannten Fraunhofer Beugungsund Fourier-Transformationstheorie folgt für die Lichtwellenamplitude auf dem Aufzeichnungsmedium 16 als Folge eines vom Gegenstand 13 hervorgerufenen räumlichen Signals:

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mit ' ■ als Zeichen der Pourier-Transformation. Durch Addition des vom Strahlteiler 18 reflektierten Überlägerungsatrahls zum Fraunhofer Beugungsmuster f (x-X,y) folgt für das Intensitätsmuster der resultierenden lichtverteilung r - ₁)

mit B als der Intensität des Überlagerungsstrahls.

Gleichung 3 definiert das Wellenfrontmuster, das auf dem Aufzeichnungsmedium 16 mittels Linse 14 und Strahlteiler 18 gespeichert wurde. In Fig. 2 stellt die linke Kurve ein Lichtverteilungsmuster in der uv-Ebene dar, wie es durch die Linse 14 allein erzeugt wurcfc* Die rechte Kurve der Fig. 2 dagegen zeigt dieselbe Kurve bei Überlagerung durch einen Lichtstrahl vom Strahlteiler 18 in der Weise, daß die abgespeicherte Funktion des erzeugten Beugungsmusters in allen Werten positiv ist.

Auf solche Weise kann ein Hologramm bei einem holografischen Verfahren mit parallelen oder zusammenfallenden Strahlenachsen (on-axis-Holographie) erzeugt werden, wobei der Gegenstand 13 durch einen kollimierten,kohärenten Lichtstrahl aus einer Quelle, beispielsweise dem Laser 10, beleuchtet wird. Eine Wellenfront wird entsprechend der Fourier-Transformationstheorie durch die sphärische Linse 14 erzeugt, die um eine Brennweite vom Gegenstand 13 entfernt ist und die Fourier-Trans formierte am Aufzeichnungsmedium 16 erstellt, das ebenso um eine Brennweite von der Linse 14 entfernt liegt. Eine reelle und positive Funktion wird auf dem Aufzeichnungsmedium 16 durch den Strahlteiler 18 gebildet, der einen Über-

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lagerungsstrahl koaxial zur räumlichen Frequenzebene einführt. Zum dauerhaften Aufzeichnen des Lichtverteilungsmusters auf dem Aufzeichnungsmedium 16 kann dieses eine fotografische Emulsion enthalten, die entwickelt und fixiert wird.

In Pig. 3 wird ein anderes System zur Erzeugung eines koaxialen Hologramms gezeigt, in dem ein Gegenstand 31 und sein konjugiertes Spiegelbild 31a in der Eingangsbrennebene einer Sammellinse 32 liegen. Die Gegenstände 31 bzw. 31a entsprechen den Ausdrücken s(x-X,y) biw. S (-x+X,-^) der obigen Gleichung (1). Ein Laser 33 erzeugt einen Lichtstrahl, der durch eine Zerstreuungslinse 34 divergiert und anschließend durch eine Sammellinse 36 kollimiert wird. Der von der Linse 36 ausgehende, kohärente, kollimierte Lichtstrahl beleuchtet den Gegenstand 31 sowie sein konjugiertes Spiegelbild 31a und wird überdies vermittels einer Sammellinse 37 in der vorderen Brennebene der Linse 32 fokusiert. Ein Fraunhofer Beugungsmuster der durch den Gegenstand 31 und dessen konjugiertes Spiegelbild 31a geschickten Wellenfront entsteht an der Ausgangsbrennebene der Linse 32 auf einem Aufzeichnungsmedium 38. Das durch die Linse 37 fokusierte Licht wird durch *ie Linse 32 gesammelt und zu der räumlichen Frequenzebene geführt, wo es dem Fraunhofer Beugungsmuster in der Weise überlagert wird, daß das letztere stets reell und positiv ist.

Die Amplitude der Wellenfronten auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 38 bestimmt sich aus der Fourier-Trans-

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formierten des Gegenstands 31 und seines konjugierten Spiegelbilds 31a. Gemäß Gleichung (1) oben wird der Gegenstand 31 durch den Term s und sein konjugiertes Spiegelbild durch den Term s dargestellt. Die diesen Termen entsprechenden Wellenfronten werden durch die folgenden Ausdrücke dargestellt: _Ä(_X -_X/ sj) ===== ς(_υ|ν) txpf-jXu) (5) U^x+. X,-y) — ζ (υ, ν) tx t (,j X υ; mit X als Abstand des Gegenstands 31 bzw. seines konjugierten Spiegelbilds 31a, von der optischen Achse der Linse 32. Stellt man S (u,v) so dar:

£ςυ,ν) — R. Cu,ν) 4-i Uu,ν) , ^mLt R (u,v) und I (u,v) als Real-bzw. Imaginärteil von s(x,y),

so folgt:

P (υ,ν)— R.(u,v)«.xp^-iXu)+-jI(u,v)txp(-J^)

v) CosXu

Die Punktion F (u,v) -verläuft im Positiven und Negativen wie durch die linke Kurve der Fig. 2 dargestellt. Durch Überlagerung eines Terms B zu F (u,v) wird eine reelle, positive Ihanktion F (u,v) + B erzeugt, wie zuvor unter Bezug auf die Anordnung der Fig. 1 erläutert.

Wo die durch das Hologramm aufzuzeichnende Wellenfront einen dreidimensionalen Gegenstand darstellt, muß zunächst eine Objekt-Wellenfront und deren konjugiertes Spiegelbild erzeugt werden, ehe mittels einer koaxialen Holographie aufgezeichnet werden kann. In Fig. 4 wird eine Einrichtung für koaxiale, holographische Aufzeichnungen eines Gegenstands 41 gezeigt,

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der dreidimensional ist. Ein Laser 42 erzeugt kohärentes, kollimiertes Licht, das durch eine Zerstreuungslinse 43 divergiert und anschließend durch eine Sammellinse- 44 kollimiert wird. Ein Teil des aus der Linse 44 kommenden Lichtstrahls durchdringt den Gegenstand 41 bzw. wird von ihm reflektiert und gelangt so zu einem Strahlteiler 46. Ein den Strahlteiler 46 in gerader Richtung durchdringendes Licht wird an einer reflektierenden Fläche 47 und dann an einer weiteren reflektierenden Fläche 48 abgelenkt, um eine spiegelbildliche Wellenfront des Gegenstands 41 in der vorderen Brennebene einer Sammellinse 49 zu bilden. Die Flächen 47 und 48 sind so angeordnet, daß die Wellenfront um einen Abstand -X versetzt zur optischen Achse der Linse 49 verläuft. Ein dagegen vom Strahlteiler 46 reflektierter Lichtstrahl wird an einer reflektierenden Fläche 51 umgelenkt und durchdringt einen optischen Weglängenkompensator 52, wodurch eine Wellenfront des Gegenstands 41 in der vorderen Brennebene der Linse 49 erzeugt wird, die zum Abstand X gegenüber der optischen Achse dieser Linse versetzt ist. Der optische Weglängenkompensator 52 verursacht eine 180°- Phasenverschiebung der Wellenfront, um die Komplex-Konjugierte zu bilden. Die»Linse 49 erzeugt das Fraunhofer Beugungsmuster der Wellenfront des Gegenstands und ihrer Komplex-Konjugierten auf der Fläche eines Aufzeichnungsmediums 53» das in der Ausgangsbrennebene der Linse liegt.

Ein anderer Teil des kollimierten Lichtstrahls aus der Linse. 44 wird an einem Spiegel 54 und dann an einem Spiegel 56 umgelenkt und zu einer Linse 57 geführt. Letztere leitet den

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Strahl zu der Ausgangsbrennebene der Linse 49» um ihn dem Fraunhofer Beugungsmuster so zu überlagern, daß dieses stets reell und positiv ist· Es ist also möglich, die aufgezeichnete Wellenfront entweder von der Vorder- oder Rückseite der Fläche des Aufzeichnungsmediums her zu Überlagern. Das auf der Fläche des Aufzeichnungsmediums 53 festgehaltene Wellenfrontauster ist durch Gleichung (7) dargestellt, wie in der Besprechung zur Fig. 3 dargelegt wurde.

Das resultierende Koaxial-Hologramm kann zur Bildrekonstruktion oder als räumliches Frequenzfilter verwendet werden. In Pig· 5 wird eine Anordnung gezeigt, in der ein wie oben beschrieben erzeugtes Koax-Hologramm als räumliches Frequenzfilter Anwendung findet. Ein Laser 21 erzeugt monochromatisches, kolliniertes Licht, das über eine Zerstreuungslinse divergiert und des weiteren über eine Sammellinse 23 kollifeiert wird. Daraufhin wird der Lichtstrahl über eine transformierende Linse 26 auf ein räumliches Frequenz-Filter 24 fokusiert. Zwischen die Linse 26 und das Filter 24 ist ein die zu filternde Funktion enthaltendes Muster 27 eingefügt. Sine transformierende linse 28 bildet das Lichtverteilungs-Buster des so gefilterten Musters 27 auf einer Wiedergabefläche 29 (correlation plane) ab. Eine Information wird also der optischen Anordnung dadurch mitgeteilt, daß der verbreiterte und kollimierte Laserlichstrahl durch das die zu filternde Funktion enthaltende Muster 27 geführt wird. Die Millionen von Informationsbits des Musters 27 werden in eine zweidimensionale Raumfrequenzebene (spatial frequency plane) transformiert und durch das räumliche Frequenzfilter 24

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(spatial frequency filter) modifiziert. Eine zweite, optische Transformation vermittels der Linse 28 stellt auf der Wiedergabefläche 29 als Korrelationsebene ein Ausgangsbild her, das eine gefilterte Modifikation des Musters 27 darstellt.

Durch die Arbeitsweise der Anordnung nach Figi 5 werden ge-r maß der Theorie der Fourier-Transformationen drei räumlich getrennte Bilder auf der Fläche 29 gebildet. Die Verteilung dieser Bilder ist im unteren Teil der Fig. 6 dargestellt und genügt dem Ausdruck:

Der erste Term stellt das Bild des reellen Gegenstands dar, der von der optischen Achse den Abstand X aufwies; der zweite Term stellt das Spiegelbild dieses Objekts (mit konjugierter Phase) dar, und der dritte Term ist eine annähernde Delta-Funktion mit einer Lage an der optischen Achse. Beugungseffekte durch den Überlagerungsstrahl (gleichförmige Lichtdurchlässigkeit) trägt zum dem Delta-Impuls an der optischen Achse bei. Ein wichtiger Vorteil bei Erzeugung eines Hologramms gemäß der Erfindung ist das NichtVorhandensein einer Autokorrelationsfunktion an der optischen Achse, wie dies durch die räumliche Verteilung 30 im oberen Teil der Fig. 6 dargestellt wird.

In Fällen räumlicher Filterung müssen das rekonstruierte Signal und seine Autokorrelationsfunktion durch den Abstand D getrennt werden, der der Breite entlang der x¹ Achse der zu filternden Daten entspricht. Dies ist netwendig, um ein Über-

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lappen der zu filternden Daten zu vermeiden. Pur einen gegebenen Abstand D zwischen dem Signal und der koaxialen Verteilung kann der Abstand X des unteren Verteilungsmusters der Fig. 6 kleiner gemacht werden, als der Abstand X des oberen Verteilungsmusters, und zwar um einen Abstand, der der Breite der aufgenommenen Punktion gleicht. Diese Verminderung erlaubt die Verwendung eines Aufzeichnungsmediums zur Aufnahme von Hologrammen, das eine niedrigere Auflösung zeigt, als sie bei üblichen nichtkoaxialen interfer~ometrisehen Verfahren erforderlich ist.

Die in Pig. 7 gezeigte Kurve stellt die durchgelassene Amplitude als Punktion der Belichtungsintensität einer belichteten Emulsion dar, die bei der Erstellung eines Koax-Hologramms Verwendung finden kann. Das Material hat eine auf die Amplitude bezogene Durchlässigkeit, die linear bezüglich der Quadratwurzel der Lichtintensität ist; dieses Charakteristikura wird annähernd durch Niederkontrastfilme mit einem Gamma von 1 erreicht. Bei der Erzeugung eines Hologramms tritt natürlich eine Aufnahme der Lichtintensität mit der quadratischen Gesetzmäßigkeit auf, da jedoch die Verteilung der Lichtamplitude auf dem Aufzeichnungsmedium reell und positiv ist, ist dieser Vorgang reversibel. Benutzt man also einen Uiederkonstrastfilm mit einer charakteristischen Kurve gemäß Pig. 7, so läßt sich der bei einer nach dem quadratischen Gesetz erfolgenden Aufzeichnung stattfindende Vorgang umkehren, wodurch die optische Wirksamkeit der rekonstruierten Vfelle verbessert wird.

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Claims (18)

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1. Verfahren zur Herstellung eines Hologramms mittels zweier Strahlenbündel, bei dem die Fourier-Transformierte einer eine gewünschte Funktion darstellenden ersten Wellenfront auf einer strahlungsempfindlichen Oberfläche erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Wellenfront eine Zusatzwellenfront überlagert wird, deren Achse parallel zu derjenigen der ersten Wellenfront ist und vorzugsweise mit dieser zusammenfällt, und daß die Zusatzwellenfront so dimensioniert wird, daß die Summenfunktion am Ort der strahlungsempfindlichen Oberfläche reell und positiv ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Wellenfront dadurch erzeugt wird, daß ein in der vorderen Brennebene einer Linse liegender Gegenstand mit einem kohärenten, kollimierten Lichtstrahl beleuchtet wird, ehe die Fourier-Transformation durchgeführt wird.

3. Verfahren nach -Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Wellenfronten mittels kohärenten Lichts erzeugt werden.

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4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Spiegelbild der ersten Wellenfront in der vorderen Brennebene der Linse so erzeugt wird, daß es von der optischen Achse der Linse denselben Abstand wie die erste Yfellenfront selbst aufweist, und daß dann die Fourier-Transformierte sowohl der ersten Wellenfront als auch von deren Spiegelbild auf der strahlungsempfindlichen Oberfläche erzeugt wird, auf der diesen Fourier-Transformierten die Zusatzwellenfront überlagert wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die "Verwendung einer strahlenempfindlichen Oberfläche, deren Amplituden-Durchlaßfunktion eine lineare Punktion der Quadratwurzel aus der Energiedichte ist.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Summenfunktion auf der strahlungsempfindlichen Oberfläche aufgezeichnet wird.

7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem die atrahlungsempfindliche Oberfläche bildenden Aufzeichnungsmedium sowie einer Lichtquelle zur Erzeugung eines ersten, kohärenten Lichtstrahls der auf einen Gegenstand gerichtet ist und die erste Wellenfront erzeugt, sowie mit einer Linse zur Erzeugung der Fourier-Trans formiert en der ersten Wellenfront auf dem Aufspeicherungsmedium und einem optischen System zur Erzeugung

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eines zweiten Lichtstrahls, dadurch gekennzeichnet, dass das optische System zur Erzeugung des die Zusatzwellenfront bildenden zweiten Lichtstrahls so angeordnet ist, dass die Achsen beider Wellenfronten zusammenfallen..

8. Einrichtung nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (14; 32; 49) derart angeordnet ist, dass die erste Wellenfront an deren vorderer Brennebene entsteht, während das Aufzeichnungsmedium in der hinteren Brennebene der Linse liegt.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle einen Laser aufweist, wobei ein Teil des Laserstrahls den ersten Lichtstrahl zur Beleuchtung des Gegenstandes bildet und ein anderer, zweiter Teil des Laserstrahls durch das optische System gerichtet ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass das optische System eine reflektierende Oberfläche (17) aufweist, die schräg zur optischen Achse so angeordnet ist, dass der andere Teil des Laserstrahls auf sie auftrifft, und dass ein Strahlteiler (18) so angeordnet ist, dass der reflektierte Strahl auf ihn auftrifft und nach Umlenkung als zweiter Lichtstrahl auf das Aufzeichnungsmedium (16) auftrifft.

11. Einrichtung nach Anspruch 9₃ dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zur Erzeugung eines konjugierten Spiegelbildes (31a) des Gegenstands vorgesehen ist, v/elchletzteres im Strahlengang eines v/eiteren Teils des Laserstrahls

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liegt, und dass eine Abbildungslinse (32) zur Erzeugung der Fourier-Trans formiert en sowohl der ersten Viellenfront als auch der von konjugierten Spiegelbild ausgehenden Wellenfront auf dem Aufzeichnungsmedium (38) vorgesehen ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand und sein konjugiertes Spiegelbild (31 bzw. 31a) in der vorderen Brennebene der Abbildungslinse einander bezüglich deren optischer Achse symmetrisch gegenüberliegen.

13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass da3 optische System eine Sammellinse (37) aufweist, die so angeordnet ist, dass der zweite Teil des Laserstrahls auf die vordere Brennebene der Abbildungslinse (32) fokusiert ist, und dass dieser von der Abbildungslinse kollimierte zweite Teil des Laserstrahls den die Zusatzwellenfront erstellenden zweiten Lichtstrahl bildet.

14. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand dreidimensional ist und dass ihm in Strahlrichtung des ersten Lichtstrahls ein Strahlteiler (46) nachgeordnet ist, dass dferner im Strahlengang des ersten Teilstrahls hinter dem Strahlteiler eine reflektierende Fläche (51) sowie ein optischer Weglüngenkompensator (52) so angeordnet sind, dass in der vorderen Brennebene der Abbildungslinse (49) im Abstand von deren optischer Achse eine für den Gegenstand charakteristische

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Wellenfront entsteht, und daß hinter dem Strahlteiler im Strahlengang des zweiten Teilstrahls zwei reflektierende Flächen (47, 48) so angeordnet sind, daß in der vorderen Brennebene der Abbildungslinse (49) eine Spiegelwellenfront des Gegenstands (41) entsteht, die bezüglich der optischen Achse der Abbildungslinse spiegelbildlich zur Lage der für den Gegenstand charakteristischen ersten Wellenfront ist, und daß das Aufzeichnungsmedium (53) in der hinteren Brennebene der Abbildungslinse und im Strahlengang des die Zusatzwellenfront erstellenden zweiten Lichtstrahls liegt.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System zwei im Strahlengang des zweiten Teils des Laserstrahls derart angeordnete reflektierende Flächen (54,56) sowie eine Linse (57) aufweist, daß dieser den zweiten Lichtstrahl bildende zweite Laserstrahlteil auf das Aufzeichnungsmedium trifft.

16. Einrichtung nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß die beiden reflektierenden Flächen (54,56) so angeordnet sind, daß der zweite Lichtstrahl von hinten auf das Aufzeichnungsmedium (53) auftrifft.

17. Verfahren zum optischen Abbilden unter Verwendung einer Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines räumlichen Filters auf einer photoempfindlichen Oberfläche die Fourier-Transformierte einer Wellenfront einer ausgewählten Funktion erzeugt wird, wobei dieser Fourier-Transformierten ein solcher Lichtstrahl derart überlagert wird, daß die Achse sei-

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ner Wellenfront mit derjenigen der ersten Wellenfront zusammenfällt und eine reelle und positive Punktion auf der photoempfindlichen Oberfläche gebildet wird, worauf die letztere entwickelt wird, und daß ein Energiestrahl durch ein die zu filternde Punktion enthaltendes Muster (27) geschickt und anschließend auf das räumliche Filter (24) fokusiert sowie schließlich auf eine Wiedergabefläche (29) geleitet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiestrahl durch einen Laser erzeugt wird.

19· Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das räumliche Filter auf einer photoempfindlichen Oberfläche erstellt wird, dessen Amplitudendurchlaßfunktion proportional zur Quadratwurzel aus der Lichtintensität ist.

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