DE2042161A1

DE2042161A1 - Aufzeichnungsverfahren und -vorrichtung

Info

Publication number: DE2042161A1
Application number: DE19702042161
Authority: DE
Inventors: Kazuya Matsumoto
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1969-08-25
Filing date: 1970-08-25
Publication date: 1971-03-18
Also published as: DE2042161B2; GB1323896A; JPS4822215B1; US3682526A

Description

Anmelder: Canon Kabushiki Kaisha, No. 30-2, 3-chome, Shimomaruko, Ohta-ku, Tokyo, Japan

Aufzeichnungsverfahren und -vorrichtung

Die Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsverfahren und eine Aufzeichnungsvorrichtung mittels Raum-Holografie, insbesondere ein Aufzeichnungsverfahren mittels Raum-Holografie, bei dem ein Strahl aus einer Quelle in zwei Strahlen aufgeteilt wird, ein Objekt mit einem der Teilstrahlen belichtet wird, der vom belichteten Objekt reflektierte Strahl analysiert wird, und bei dem der analysierte Strahl und der andere Teilstrahl von entgegengesetzten Seiten auf ein empfindliches Material gerichtet werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Aufzeichnungsvorrichtung mittels Raum-Holografie, die einen Strahlteiler zur Aufteilung eines Strahls aus einer Quelle, einen Analysator zur Reduzierung der Transmission eines direkt auf ihn gerichteten Strahls, eine Objektstufe und einen Halter für ein empfindliches Material aufweist.

In einer bevorzugten Ausführungsform zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, daß ein Analysator vor ein holografisch empfindliches Material und gleichzeitig ein Spiegel in die Nähe des empfindlichen Materials gebracht wird, wobei als Lichtquelle zur Belichtung eines Objektes ein linear polarisiertes Licht verwendet wird, dessen Polarisationsrichtung rechtwinklig zur Polarisationsebene des Analysators liegt. Das vom Spiegel

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reflektierte Licht wird zur Belichtung eines im vorderen Bereich liegenden Objektes verwendet. Das von einem Objekt reflektierte Licht wird durch den Analysator als Informationslicht auf dem Objekt auf die Vorderebene des holografisch empfindlichen Materials gegeben. Gleichzeitig wird solches linear polarisiertes Licht, dessen Polarisationsrichtung sich nicht mit der Polarisationsebene des Analysators schneidet und mit dem Informationslicht interferiert, als Bezugslicht auf die rückwärtige Ebene des holografisch empfindlichen Materials gegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine herkömmliche Raum-Holografie-Aufzeichnungsvorrichtung;

Fig. 2 ein Muster der in Tiefenrichtung eines empfindlichen Materials mittels Raum-Holografie gebildeten Interferenzstreifen;

Fig. 3 eine Raum-Holografie-Aufzeichnungsvorrichtung mit einer Abbildungs-Relais-Linse; und

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer beispielsweisen erfindungsgemäßen Aufzeichnungsvorrichtung.

Das Raum-Hologramm ist eine Hologrammart. Wie in Fig. 1 gezeigt, wird zur Aufzeichnung bzw. zur Herstellung eines Hologramms ein Bezugslicht von der einem Objekt 1 gegenüberliegenden Seite auf ein empfindliches Material 2 gerichtet. Bei einem derart hergestellten Hologramm, das sich von einem Flächen-Hologramm unterscheidet, bei dem ein empfindliches Material von einer Seite eines Objektes in die Bezugswelle gelegt wird und ein regeneriertes Bild nicht erhalten werden kann, wenn das Licht nicht so gute Interferenzexgenschaften aufweist wie ein Laser-Strahl, kann ein regeneriertes Licht leicht erhalten werden, auch mit einem weißen Strahl, beispielsweise Sonnenlicht oder Licht einer Haushalts-Glühbirne .

Fig. 1 bezieht sich auf dieses herkömmliche Aufzeichnungsverfahren. Hierbei wird eier vcn siriem Laser 3 abgestrahlte Strahl mittels eines Strählteilers 4 in zwei Teile aufgeteilt. Einer der Teilstrahlen wird durch eine Mikroskop-Objektivlinse 5 abge-

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lenkt bzw. gestreut, während der andere Teilstrahl mittels einer Mikroskop-Objektivlinse 6 abgelenkt bzw. gestreut und mittels eines Spiegels 7 als Bezugslicht auf das holografisch empfindliche Material 2 gelenkt wird.

Das vom Objekt reflektierte Licht interferiert mit dem Bezugslicht und es werden in einer Tiefenrichtung des empfindlichen Materials 2, wie in Fig. 2 gezeigt, Raum-Interferenzstreifen gebildet.

Da diese Interferenzstreifen einer Kristallstruktur ähneln, tritt die sogenannte Bragg'sehe Reflektion auf. Wenn ein weißer Strahl eingeführt wird, ist die Farbe des reflektierten Lichts so, daß seine Wellenlänge die Bragg'sehe Reflektionsbedingung erfüllt und reflektiert wird. Unter Umständen treten die gleichen Ergebnisse auf, wie bei Belichtung des Hologramms mittels eines einfarbigen Strahls, so daß das regenerierte einfarbige Bild auch mit einem weißen Strahl erhalten werden kann.

Ist das Emulsionsmaterial ausreichend stark, so ist eine gute Wellenlängen-Selektivität möglich. Bei einer normalen fotografischen FJ&fcfcet' ist jedoch die im Emulsionsmaterial gebildete Schichtzahl von Interferenzstreifen gering, so daß eine gewisse Verbreiterung der reflektierten Welle von der monokromatischen Wellenlänge auftritt.

Infolgedessen wird das Auflösungsvermögen des regenerierten bzw. zurückgewonnenen Bildes verringert. Diese Verringerung ist beträchtlich, wenn das Objekt weit vom holografisch empfindlichen Material entfernt liegt und gering, wenn sich das Objekt nahe beim Material befindet. Daher kann bei der Raum-Holografie ein klares Bild gewonnen werden, wenn man das Objekt so nahe wie möglich an das holografisch empfindliche Material legt.

Aus dem gleichen Grunde kann bei der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung ein gutes Bild gewonnen werden, die mit einer Abbildungs-Relais-Linse versehen ist. Das heißt, es wird mittels einer Abbildungs-Linse L in der Nähe des empfindlichen Materials ein Objektbild 1' des Objektes 1 gebildet, so daß das Objekt gleichermaßen in die Nähe des empfindlichen Materials gebracht wird.

Wie oben erwähnt, kann ein besseres Bild erhalten werden, wenn das Objekt so nahe wie möglich an das holografisch empfindliche Material gebracht wird. Das Objekt kann jedoch, um es noch aus-

reichend beleuchten zu können, nicht über eine bestimmte Grenze hinaus angenähert werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Aufzeichnungsverfahren mittels Raum-Holografie sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben, die äußerst wirkungsvoll sind, wenn ein Objekt belichtet wird, indem es in die Nähe des empfindlichen Materials gebracht wird, und bei denen ein Bild entsteht, das klarer ist als bei herkömmlichen Verfahren mögliche Bilder.

Ein Beispiel der vorliegenden Erfindung soll im folgenden anhand der Fig. 4 näher erläutert werden. Der verwendete Laser sei mit innen hohlen Spiegeln versehen und elliptisch polarisiert.

Der von einer Lasereinrichtung 3 abgegebene Laser-Strahl wird mittels eines Strahlteilers 4, beispielsweise eines geeigneten Spiegels, in zwei Strahlen aufgeteilt. Einer der Teilstrahlen wird mittels einer Mikroskop-Objektivlinse 6 gestreut und belichtet als von einem Spiegel 7 reflektiertes Bezugslicht eine trockene Platte 2.

Der andere Teilstrahl wird mittels eines Polarisators 8 polarisiert und wird mit Hilfe eines Spiegels 9 auf eine Mikroskop-Objektivlinse 5 gelenkt. Von dieser wird er auf das Objekt 1 gestreut. Ein Teil des Lichtstroms belichtet direkt das Objekt 1, während der andere Teil von einem transparenten Spiegel 10, der vor dem holografisch empfindlichen Material 2 liegt, reflektiert wird und das Objekt 1 belichtet.

Ein Analysator 11 ist zwischen dem Spiegel 10 und dem holografisch empfindlichen Material 2 derart angeordnet, daß seine Polarisationsebene rechtwinklig zur Polarisationsrichtung des das Objekt belichtenden Lichtes liegt.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten Aufbau der Vorrichtung wird das das Objekt belichtende Licht, das den Spiegel 10 direkt von der Linse 5 erreicht und durch den Spiegel 10 hindurchdringt, durch den Analysator geschnitten, so daß es das holografisch empfindliche Material 2 nicht erreicht. Auf der anderen Seite ist das vom Objekt 1 reflektierte Licht allgemein elliptisch polarisiert, so daß ein Teil des reflektierten Lichtes durch den Analysator 11 hindurchdringt und das holografisch empfindliche Material 2 er-

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reicht. Es interferiert mit dem oben erwähnten Bezugslicht, so daß sich ein Raum-Hologramm bildet.

Der Polarisator 8 ist nicht notwendig, wenn entgegen dem obigen Beispiel an Stelle des zirkulär polarisierten Laserstrahls, wie er bei einem Laser mit innen hohlem Spiegel entsteht, ein linear polarisierter Laserstrahl verwendet wird, wie er bei einem Laser mit außen hohlem Spiegel mit Brester'schem Fenster entsteht. Da sich in diesem Fall die Polarisationsrichtung des vom Objekt reflektierten und durch den Analysator 11 hindurchgehenden Lichtes im rechten Winkel mit der Polarisationsrichtung des Bezugslichtes schneidet, muß die Polarisationsrichtung des Bezugslichtes gedreht oder das Bezugslicht zu zirkulär oder eliptisch polarisiertem Licht gemacht werden. Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine Kompensationsplatte mit einer Phasendifferenz von λ/4 in den optischen Weg des Bezugslichtes gebracht werden. Hierbei ist^die Wellenlänge des Lichtes.

Als weiteres Beispiel ist auch eine Anordnung möglich, bei der an Stelle des Spiegels 10 ein total reflektierender Spiegel verwendet wird. Der Analysator 11 und das holografisch empfindliche Material 2, die als in der Nähe der Lage direkt hinter dem Ana lysator beschrieben wurden, sind an einer Umfangsseite des Spie gels angeordnet. Der total reflektierende Spiegel wird in diesem Fall zur Belichtung der zum empfindlichen Material hin liegenden Seite des Objektes lyund das vom Objekt 1 reflektierte Licht tritt über den Analysator 11 in das empfindliche Material 2 ein. In diesem Fall muß der Analysator 11 das direkt in das empfindliche Material 2 von der Lichtquelle eintretende Licht schneiden.

Erfindungsgemäß wird also ein Analysator verwendet, wenn das Objekt-Informationslicht, das als das vom Objekt reflektierte Objekt-Belichtungelicht erhalten wird, mit einem Bezugslicht interferiert. Somit kann die Objektinformation mit großem Kontrast aufgezeichnet und fotografiert werden. Indem das Objekt in der Nähe des holografisch empfindlichen Materials angeordnet wird, kann das Auflösungsvermögen des regenerierten Bildes im Vergleich zu herkömmlichen Geritten vergrößert werden. Der Teil eines Objektes, 4er einem holografisch empfindlichen Material gegenüberliegt, kann

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mit Hilfe eines Spiegels belichtet werden, so daß dieser Teil, der dem holografisch empfindlichen Material gegenüberliegt, fotografiert werden kann. Die Vorrichtung selbst ist kompakt aufgebaut.

Ist das Objekt transparent und eben, so kann der Spiegel 10 durch das Objekt selbst ersetzt werden. In diesem Fall wird in direkter Nähe zum Analysator ein Objekthalter angeordnet und es werdenvon.einander gegenüberliegenden Seiten Strahlen mit unterschiedlicher Polarität gerichtet.

Patentan Sprüche

Claims

-7-Patentansprüche

fl.JAufzeichnungsverfahren mittels Raum-Holografie, dadurch gekennzeichnet , daß der Strahl aus einer Strahlenquelle in zwei Teilstrahlen aufgeteilt wird, daß mit einem der Teilstrahlen ein Objekt belichtet wird, daß der vom belichteten Objekt reflektierte Strahl analysiert wird, und daß der analysierte Strahl und der andere Teilstrahl von entgegengesetzten Seiten auf ein empfindliches Material gerichtet werden.
2. Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl aus der Strahlenquelle aus einem Laser-Strahl besteht.
3. Aufzeichnungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennze ichnet , daß einer der Teilstrahlen zur Belichtung eines Objektes polarisiert ist.
4. Aufzeichnungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Teilstrahlen durch einen Phasenschieber geführt wird.
5. Aufzeichnungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt derart belichtet wird, daß ein Teil des BelichtungsStrahls auf im Schatten liegende Teile des Objektes gerichtet wird.
6. Aufzeichnungsverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein linear polarisierter Lichtstrahl, dessen Polarisationsrichtung sich mit der Polarisationsebene des Analysators schneidet, als Licht zur Objektbelichtung verwendet wird, um vom Objekt einen Objekt-Informationslichtstrahl zu erzeugen, und daß elliptisch, zirkulär oder linear polarisiertes Licht als Bezugslichtstrahl verwendet wird, dessen Polarisationsrichtung sich nicht mit der Bezugsebene des Analysators schneidet, so daß sich in einem fotografisch empfindlichen Material durch Interferenz mit dem Informationslicht Interferenzstreifen ergeben.

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7. Aufzeichnungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Strahl-Teiler (4) zur Aufteilung eines Strahls aus einer Quelle, durch einen Analysator (11) zur Reduzierung der Transmission eines direkt auf denselben gerichteten Strahls, durch eine Objektstufe (1) und durch einen Halter für ein empfindliches Material.
8· Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Strahlenquelle (3).
9. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch einen Polarisator (8), der in der Bahn eines BelichtungsStrahls für ein Objekt angeordnet ist.
10. Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch einen Phasenschieber, der im Weg eines Bezugsstrahls angeordnet ist.
11. Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch einen Spiegel (10) zur Belichtung im Schatten liegender Teile des Objektes.
12. Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, (daß der zweite Strahlteiler in der Nähe der Objektstufe angeordnet ist, und daß Strahlteiler, Analysator und Halter Seite an Seite angeordnet sind.

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