DE1965448A1

DE1965448A1 - Verfahren und Anordnung zur Aufnahme von Punkthologrammen

Info

Publication number: DE1965448A1
Application number: DE19691965448
Authority: DE
Inventors: Erhard Klotz
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1969-12-30
Filing date: 1969-12-30
Publication date: 1971-07-01
Also published as: CH535964A; FR2075094A5; NL7018828A; GB1342747A; BE761014A; CA933404A

Description

Patentanwalt

Anmelder: PhUI₁-J Pcftenivarwaifung GmbH.

Akte No. PHD- 1369
Anmeldung vom: "J 9 . DeZ . 1969

PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH., 2 HAMBURG 1, MÖNCKEBERGSTR.

"Verfahren und Anordnung zur Aufnahme von Punkthologrammen"

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zur Aufnahme von Punkthologrammen mit einem durch Verschiebung der Punktlichtquelle und wiederholtes Belichten hergestellten Punkthologramm.

Ein wichtiges Anwendungsgebiet der Punkthologramme liegt in der Halbleitertechnologie, wo man solche Hologramme zur Abbildung und Bildvervielfachung von IC-Ätzmasken ausnutzen möchte. Diese holographischen Verfahren sind bekannt. Andere Anwendungen liegen auf den Gebieten der optischen Datenverarbeitung, der optischen Datenspeicherung und der Herstellung synthetischer Hologramme.

Zur Aufnahme dieser Punkthologramme sind zwei grundsätzliche Verfahren bekannt:

a) Von einem Linsenraster wird ein Hologramm aufgenommen. Die Anforderungen der Halbleitertechnologie, großes Auflösungsvermögen und gute Abbildungsqualität, können diese bekannten Linsenraster nicht erfüllen. Mit einer Lochmatrix mit Bohrungen von ca. 1 yum 0, die man in die Brennpunkte dieses Linsenrasters stellt, könnte man die Abbildungsqualität und das Auflösungsvermögen entscheidend verbessern. Wegen der großen Pertigungatoleranz der Linsenraster ist die Herstellung einer solchen identischen Lochmatrix sehr schwierig»

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Man ist an bestimmte Rasterabstände gebunden. Die Rasterabstände können auch nicht beliebig klein gemacht werden.

b) Bei einer anderen Aufnahmetechnik wird durch schrittweises Verschieben einer Punktlichtquelle und wiederholtes Belichten das Punkthologramm aufgenommen. Bei dieser schrittweisen Aufnahme des Punkthologramms ist eine Strahlnachführung entsprechend der Verschiebung der Punktlichtquelle notwendig. Für diesen Zweck sind Strahlnachführungen mit Lichtleitern bekannt. Die Lichtleiter haben die nachteilige Eigenschaft, daß sie teilweise die räumliche Kohärenz des Laserstrahles zerstören oder zu große Verluste besitzen. Die schrittweise Herstellung des Hologramms hat grundsätzlich den Nachteil, daß die wiederholte Belichtung einen schlechten Hologrammwirkungsgrad zur Folge hat.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Linsenloch-Matrix mit ihren Nachteilen zu eliminieren. Das wird dadurch gelöst, daß von einem schrittweise aufgenommenen Punkthologramm das reelle Bild des Punktrasters erzeugt wird, die weiterlaufende Wellenfront mit einer neuen Referenzwelle einer in der Ebene der reellen Punkt-Raster-Konstruktion befindlichen Punktlicht-Referenzquelle zur Interferenz gebracht und das Interferenzmuster auf einer Photoplatte aufgezeichnet wird.

Bei diesem schrittweise hergestellten Punkthologramm sind für die Aufnahme nur zwei Lochblenden von je ca. 1 /um 0 erforderlich. Das nach der Erfindung hergestellte Hologramm hat bessere Abbildungseigenschaften als herkömmliche Linsenraster, während gegenüber der bisher bekannten schrittweisen Aufnahmetechnik mit ihrem schlechten Wirkungsgrad bei der beschriebenen neuen Aufnahmeart der Wirkungsgrad erheblich ver-

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bessert wird. Das schrittweise herzustellende Punkthologramm kann sehr leicht und mit guten Abbildungseigenschaften aufgenommen werden, wobei jedes beliebige Rastermaß einstellbar ist. Letzteres ist besonders wichtig, wenn man sogen, synthetische Hologramme aufnehmen will. Die Herstellung einer solchen Lochblende mit einem einzigen Loch bereitet keine Schwierigkeiten, und vor allem haben alle Bildpunkte dieselbe Qualität.

Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigen

Pig. 1 eine Anordnung zur Aufnahme des Hologramms,

Pig. 2 eine Anordnung zur schrittweisen Aufnahme von Punkthologrammen.

Der von einem Laser kommende Strahl wird durch einen Strahlenteiler 1 in die Teilstrahlen 2 und 3 zerlegt. Ein aus Reflexionsprismen bestehendes Umlenksystem 4 benötigt man für einen Weglängenabgleich der Teilstrahlen 2 und 3. Mit Teilstrahl 2 wird in bekannter Weise mit Hilfe der Punktlichtquelle 5 und der Abbildungsoptik 6 die konjugiert komplexe Referenzwelle erzeugt, die für die Rekonstruktion des reellen Punktrasters 7 vom Punkthologramm 8 benötigt wird. Hinter diesem Punktraster befindet sich ein optisches Abbildungssystem 9, das die Austrittspupille des Punkthologramms in die Ebene des neu herzustellenden Punkthologramms 10 abbildet. Dadurch wird eine vollständige Informationsübertragung erreicht.

Das Abbildungssystem 9 kann zusätzlich so beschaffen sein, daß es die Abbildungsfehler des neu hergestellten Punkthologramms bei der Rekonstruktion differentiell korrigiert.

Der Teilstrahl 3 dient zur Beleuchtung einer neu eingeführ-

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ten Punktlichtreferenzquelle 1.1, die sich in der Ebene der reellen Punktraster-Rekonstruktion befindet. Die Referenzwelle interferiert mit der Wellenfront des Punktrasters. Das Interferenzmuster wird auf einer Photoplatte 10 in an sich bekannter Weise als Amplituden- oder Phasenhologramm aufgezeichnet. Um evtl. durch die linse 9 bedingte Abbildungsfehler zu kompensieren, ist es zweckmäßig, bei der Rekonstruktion diese Linse in der der Aufnahme entsprechenden Position in den Strahlengang einzufügen.

Eine Strahlnachführung mit Umlenkprismen, für die auch Spiegel verwendet werden können, die die schrittweise Aufnahme von Punkthologrammen in einfacher Weise ermöglicht und die Nachteile einer Liehtnachführung mit einem Lichtleiter behebt, wird anhand der Fig. 2 beschrieben.

Ein Strahlenteiler 12 zerlegt einen ankommenden kollimierten Laserstrahl in die Teilstrahlen 13 und 14. Die optische Abgleichvorrichtung 15 ist für einen Weglängenabgleich der Teilstrahlen 13 und 14 erforderlich. Der Teilstrahl 13 dient zur Beleuchtung der Referenzpunktlichtquelle 16. Der Teilstrahl wird über den Strahlenteiler und ein festes Umlenkprisma 17 in eine festgelegte Position gelenkt. Die Umlenkprismen 18 und 19 und die Punktlichtquelle 20, bestehend aus einem kurzbrennweitigen Mikroskopobjektiv, in dessen Brennpunkt sich eine kleine Lochblende befindet, sind gemeinsam auf einem Support montiert. Eine seitliche Parallelverschiebung des Laserstrahls erreicht man, indem die Umlenkprismen 18 und gleichzeitig seitlich bewegt werden. Eine Höhenverstellung ist möglich durch eine vom Umlenkprisma 18 getrennte Höhenverstellung von Umlenkprisma 19. Die getrennte Bewegung ist erforderlich, weil die Strahlhöhe von Umlenkprisma 17 festliegt. Mit Umlenkprisma 19 kann weiterhin die Strahlrichtung parallel zum Teilstrahl 13 oder auch jede andere Richtung eingestellt werden. Die aus den Punktlichtquellen 16 und 20

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austretenden Kugelwellen werden zur Interferenz gebracht und das Interferenzmuster auf einer Photoplatte 21 aufgezeichnet. Die Vorteile der zweischrittigen Aufnahmetechnik wären mit herkömmlichen Techniken nur bei größerem Aufwand erreichbar.

PATENTANSPRÜCHE:

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Claims

PATENTANSPRÜCHE:

Verfahren und Anordnung zur Aufnahme von Punkthologrammen mit einem durch Verschiebung der Punktlichtquelle und wiederholtes Belichten hergestellten Punkthologramm, dadurch gekennzeichnet, daß von einem schrittweise aufgenommenen Punkthologramm das reelle Bild des Punktrasters erzeugt wird, die weiterlaufende Wellenfront mit einer neuen Referenzwelle einer in der Ebene der reellen Punktraster-Konstruktion befindlichen Punktlicht-Referenzwelle zur Interferenz gebracht und das Interferenzmuster auf einer Photoplatte aufgezeichnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des Ausgangshologramms für die schrittweise Verschiebung der Punktlichtquelle der beleuchtende koilimierte Laserstrahl über Umlenkelemente nacheinander Ln Richtung der Verschiebekoordinaten gelentt wird, und daß für die Verschiebung In einer Koordinatenrichtung jeweils das in der entsprechenden Ausbreitungsrichtung stehende Umlenke lernent so verschoben wird, daß der auf treffende Strahl verkürzt- oder verlängert wird, und die Positionen der jeweils folgenden Umlenkelemente in bezug auf day bewegte Umlenkelftmerit konstant bleiben.
3. Anordnung zur Durchführung des Verfahron^ n-ich Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß sich hin to?.¹ der Ebene dea reellen Bildes (7) ein optischen A.bbi idungöB.y j te:ii (Q) befindet, day die Aus tr Lttopupille des yunächat Punkbho Logramins (8) in die Ebene des neu a Punkbho Logramms (K)J abbildet,
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekeimt ei ei daß daa Abbildungssystem (9) so beschaffen Ujt, daß so bei dar Rekonstruktion mit dem neu herden te llben Punittho lograiam (10)

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dessen Abbildungsfehler bei derselben Position wie bei der Aufnahme differentiell korrigiert.
5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktlichtquelle eine durch den mittels eines Strahlenteilers (12) abgeteilten laserstrahl beleuchtete Lochblende (20) ist und die Umlenkelemente aus Spiegeln oder Prismen (17, 18, 19) bestehen.
6. Anordnung nach Anspruch 3 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus Reflexionsprismen bestehende optische Abgleichsvorrichtung (4 bzw. 5) im Strahlengang der konjugierten komplexen Referenzwelle (2 bzw. 13) angeordnet ist.

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