DE2132328C - Oberflachen Rehefhologramm fur Reflexionsholografie mit einem hohem Wirkungsgrad bei der Rekonstruktion - Google Patents
Oberflachen Rehefhologramm fur Reflexionsholografie mit einem hohem Wirkungsgrad bei der RekonstruktionInfo
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Description
55
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Oberflächcn-Reliefhologramni
für Reflexionsholografie mit hohem Wirkungsgrad bei der Rekonstruktion, bestehend aus
einem Träger, einem Aufnahmemedium und einer auf dem Aufnahmemedium aufgebrachten, rctlektierenden
Schicht und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
W ird cn· fur die holografische Aufnahme geeignetes
Medium derart verarbeitet, daß die Dicke des Mediums einsprechend der Belichtung variiert, die
Oberfläche also reliefartig gewellt ist, so spricht man ■.'.n einem Oberflächen-Reliefhologramm. Derartige
Oberflächen-Reliefhologramme lassen sich sowohl in fotografischen Emulsionen, als auch in Fotolacken.
Thermoplasten und ätzbaren Materialien mit aufcebrachter Fotolackschicht herstellen.
Bei der Rekonstruktion wirkt ein Oberflachen-ReliefholoTamm
dadurch, daß seine örtlich variierende Schichtdicke die Phase der einstrahlten
Wiedcr-ubewelle dreht. 1st das Aufnahmemedium
transparent, so erfotet die Rekonstruktion in Transmission.
Wird dagegen auf die Reliefobcrfläche eine
reflektierende Metallschicht aufgebracht, so erhält man ein Refiexionshologramm. das durch Einstrahlung
der Wiedergabewelle auf die Außenseite der MeuU-schicht
rekonstruiert v.ird.
Zu den wichtigsten Forderungen, die an ein Hologramm
iiestellt werden, zählen höchstmögliche Helligkeit
und -\ufUSung. Lm eine möglichst hohe He]Ugleit
zu erzielen. ist'ein möglichst großer Wirkungsgrad
■ löiiii. der LiN d.is Verhältnis der Intensitäten der
rekonstruierten Welle zur eingestrahlten Wiederg.-h.--welle
definiert ist.
Per Wirkungsgrad seinerseits wird durch die A;:-
steueruna der Gradationskennlinie des Aufnah"-.. materials
mit de:; imerisUatsvariationen des Inu·-
feren/feldes. durch die Natur des Materials, und .■ _·
Art des lioiogramms bestimmt.
Bei Verwendung von Fotolack oder thermoph--;
schem Materia!.. - Aufnahmemedium kann oftmals |·:·;-ein
geringer Wirkungsgrad bei der Rekonstruktion erzielt
werden, insbesondere, wenn im Interesse lineare
Aufzeichnung nur mit „ehr kleinen Relieftiefen .;.-arbeite!
werden kann oder wenn nur geringe Lk:,'-ener'jien
bei der Belichtung zur Verfügung stehe;-.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Obertlächcn-Reüefhologramm. insbesondere
ein RetlevionsholograniiTi anzugeben, dabei
eermeer Relieftiefe bei der Rekonstruktion einen
besonders hohen Wirkungsgrad aufweist.
/ur 1 lisung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die reflektierende Schicht eine weitere Schicht autransparentem
Material mit einem für die Wiedergabi wellenlange
hohen Brechungsindex trägt, deren der Reliefseite abgewandie Oberfläche eben ist.
Bei einer ersten vor/ugsweisen Ausgestaltung lsi
das transparente Material mit hohem Brechungsinde·. ein Festkörper aus einem organischen polymerisierbaren
Stoff, wie härtendes Harz, Thermoplast ode; aus Glas.
Bei einer anderen vorzugsweisen Ausgestaltung nach der Erfindung ist das transparente Material mit
hohem Brechungsindex eine Immersionsflüssigkeii. wie hochbrechendes Öl.
Ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Oberflächen- Relief hologramms besteht darin, daß
nach der Belichtung der lichtempfindlichen Schicht diese entwickelt und fixiert wird, mit einer reflektierenden
Schicht versehen wird und anschließend mit einem transparenten, hochbrechenden Material beschichtet
wird.
Vorzugsweise wird bereits während der Belichtung der lichtempfindlichen Schicht zwischen Aufnahmeobjekt
und lichtempfindlicher Schicht ein Material mit gleicher Schichtdicke und gleichem Brechungsindex
wie bei der Rekonstruktion gebracht, das vor dem Entwickeln wieder entfernt wird.
Im Falle der Interferenz, zweier nicht diffuser Lichtwcllen
ist bei einem in Transmission betriebenen Oberflächen-Reliefhologramm nach dem Stand der
Technik die Phasenverschiebung Φ, der durchgelasse-
nen Lichtwelle eine Funktion der Amplitude der Reliefschwankung J, der Lichtwellenlänge/, und des
Brechungsindex η des HologrammateriaU und durch
die folgende Gleichung gegeben :
Bei einem in Reflexion beiriebenen Oherf.ächen-Reliefhologramm
ist die Phasenverschiebung Φ ^ der
retlektierten Lichtwelle gegeben durch:
0.
4π J
15
Bei einem Reflexionsholocramm nut aufgebrachter.
Iranspareiiter. hochbrechender
Erfindung beträgt die Phasen
reflektierten Liehtwelle
Erfindung beträgt die Phasen
reflektierten Liehtwelle
Schicht nach ^erschiebuncr '/·.
der der lichteten Stellen ablösen lassen. Auf diese Weise erhält man ein Oberflächen-Relief-Phasenhologramm.
Verwendet man dagegen thermoplastischen Kunststoff als Aufnahmemedium, so wird dieser am besten
auf eine Schicht transparenten, fotoleitender. Materials auf elektrisch leitender, klarer Spezialglasunterlage
aufgebracht, /ur Sensibilisierung wird der äußeren Oberfläche des Kunststoffes eine gleichmäßig verteilte
positive Ladung erteilt, die eine negative Ladung auf
ο der Grenzfläche Glas-Foioleiter influenziert Bei der
Belichtung wird der Fotoleiter dort leitend, wo Licht
auftritt, bei unbelichteten Stellen bleibt er dagegen
isolierend. An den leitenden Stellen wandern die negativen Ladungen durch den Fotoleiter hindurc'
an die Grenzfläche zur Kunststoffschicht. Nach uv.: Belichtung wird die Anordnung durch Viehlad'.ing
liLhtunempfni'"'ch gemacht.
/ar Fntwicklupg ν ml der Kunststoff bis /um
Schmelzpunkt erhitzt. Steller mit positiver, Ladungen werden dabei von den gegenüberliegenden negative "
Ladungen angezogen, wobei sicn ein der Ladungs-
V3 ■ . verteilung und damit der Belichtung ent-preclier-dj-
'■ Oberflächen-Relief ausbildet, das durch \bkiihlung
fixiert wird. Auf diese Weise entsteht ebenfalls. c\\\
der Brechungsindex der aufgebrachten 25 Oberflächen-Reliefhol.sgramm. wobei durch Aufdampfen
einer dünnen reflektierenden Metallschicht e::i Reflexionshologramm hergestellt werde:; kann.
Im folgenden soll die Frt.ndung an Hand der beiden
Figuren näher erläutert werden.
F: 1 g. I zeigt ein Oberflächen Relief hologramm nut
einem festen hoehbrechenden Material und
F 1 g. 2 ein Oberflächen-Reliefhologramm nut ein.·! ι
flussigen hochhrechenden Material.
Bei der in F i g. 1 dargestellton Anordnung ist w::
1 die Wiedergabewelle bezeichnet und mit ?. direkonstruierie
Ohiektwclle. 3 ist der Holo^rammlräL'er
4 die Reliefschicht. 5 die reflektierende Auflage, beispielsweise
eine dünne aufgedampfte Metallschicht Mit 6 ist die transparente hochbrechende Schiel·,
bezeichnet, die im Falle der F- i g. 1 aus einem Festkörper
bestellt. Besonders günstig sind organische
poivmerisierbare Stoffe, wie beispielsweise härtendes
Harz oder Thermoplast. Des weiteren sind auch hochhrechende Gläser geeignet. Mir 8 ist eine Anti-
VMO
ist.
Nie fur verzerrungsfreie
ist der W !rkunesurad
wobei mit /I1
Schicht bezeichnet ist.
Schicht bezeichnet ist.
Bei kleiner Reliefhöhe.
Aufnahmen erforderlich
proportional zu Φ·.
Aufnahmen erforderlich
proportional zu Φ·.
Wird ein transparentes Material gcwahii. dessen 3-.-·
Brechungsindex /ι, 2 ist. so ergibt sich mit der uriindungsgemäßen Anordnung entweder eine Steigerung
des Wirkungsgrades .um den Faktor 4 im Vergleich
zum Reflexionshologramm ohne transparente Schicht, oder bei gleichem Wirkungsgrad eine um den
I aktor 2 kleinere Reliefhöhe, was einen ciliebiichen
Gewinn an Empfindlichkeit des Hologramms darstellt. Gegenüber einem Transmissionshologramm
erhält man sogar eine Steigerung des Wirkungsgrades um den Faktor 25 (für η 1.S).
Dabei ergibt sich mit der erfindungsgemä!:en Anordnung der große Vorteil, daß dir Linearität
der Aufzcichnuna auch bei dem erhöhten W'irkunusgrad
gewahrt bleibt. Da nämlich der W irkungsgrad
eine Funktion der Phasenverschiebung 0, und damit 45 retlexsiJiicht bezeichnet
auch der Amplitude der Reliefschwankung d ist. ist Dk Anordnung nach der
die Linearität der Wiedergabe nur dann gewährleistet,
wenn man beim Aufzeichnen des Holograms im
linearen Teil der Kennlinie des Aufnahmemateriais bleibt. Durch die aufgebrachte, transparente, hochbrechende
Schicht erreicht man nun eine lineare Verstärkung der Phasenverschiebung 0 um einen
- 1 g. 2 entspricht im
wesentlichen der der F ig. 1. mit dem Interschied.
dal.* das transparente hochbrechende Material 6 hier
aus einer Flüssigkeit besteht. Am geeignetsten ist Imniersiiinsflüssigkeit wie hochbrechendes OL
Mit 7 ist eine transparente Abschlußplatte bezeichne!.
die auf beiden Seiten Antireflexschichicn 8 trägt.
eine
Faktor, der gleich dem Brechungsindex H1 dieser
Schicht ist. und damit eine Verstärkung des Wirkungsgrades.
Fire lineare Verstärkung der Phasenverschiebung 0 durch lineare Vergrößerung der Amplitude der Reliefschwan
kung </ dagegen ist wegen der Nichtlmearität
der Kennlinie des Aufnahmematerials oft nicht möglich.
Als besonders geeignete Aufnahmemedien für Oherllächen-Reliefhologramnie haben sich Fotolacke
und Thermoplaste erwiesen.
überzieht man eine Glasplatte mit einer Schicht
im die zu
Die Antirellexschichten 8 bestehen vorzugsweise
dielektrischen Schichten und haben den /weck. !strahlengang liegende Gron/Iläehen his auf
eigentlich reflektierende Auflage 5 reflexionsfrei machen.
Zur Vermeidung von Abbildungsfehlern ist es
zweckmäßig, bei der Aufnahme des Hologramms dasselbe transparente Materi.il. oder ein anderes
desselben Brechungsindex, in jlucher Schichtdicke
der lichtempfindlichen Schicht vorzulagern. wie es für die Wiedergabe vorgesehen ist.
Besonders geeignet ist das erlindtingsgemäße llolo-
von beispielsweise, Negativ-F'otolack. so vernetzen 65 cramni zur Aufnahme von komplexen Objekten, wie
die organischen Moleküle des Lacks unter dem FinfluB beispielsweise Masken für die hologralische At/-der
Belichtung und werden dadurch für bestimmte maskenprojektion, >der Punktrastermasken für holol.ösungsmiltel
unlöslich, während sich die unbe grafische Datenspeicher.
Hierzu 1 Blatt Zeichnuncen
Claims (10)
1. Oberflächen-Reliefhologramm für Reflexionsholografie
mit hohem Wirkungsgrad bei der Rekonstruktion, bestehend aus einem Träger.
einen. Aufnahmemedium und einer auf dem Aufnahmemedium aufgebrachten reflektierenden
Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß
die reflektierende Schicht (5) eine weitere Schicht(6) aus transparentem Material mit einem für die
Wiedergabewellenlänge hohen Brechungsindex trägt, deren der Reliefseite (4) abgesandte Oberflache
eben ist.
2. Oberflächen- Reliefholoaramm nach Anspruch
dadurch gekennzeichnet, daü die
svhicht 16) Li ■ organisch pol >
me risi erbarer Stoff ist.
3 Oberflächen - Reliefhologramm nach A·.-sprucl:
2. dadurch gekennzeichnet, daß der organisch polv merisierbare Stoff ein hänerdes Harz
ist.
4. Oberflächen - Relief, ologramm nach Anspruch
2. dadurch gekennzeichnet, daß der organisch polynerisierhare Stoff ein Thermoplast ist.
5. Oberflachen-Reliefhologramm nach Anspruch
!. dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (6) Glas ist.
6. Oberflächen-Reliefhologramm nach einem der vorhergehenden .'.iisprüi'u. dadurch gekennzeichnet,
daß die Schicht (6) gleichzeitig HoIogranimträger
ist.
~. Oberflächen - Reliefhologramm nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die
Schicht (6) eine lmmersionsfliissigkeit ist.
S. Oberflächen - Peliefhologramm nach Anspiuch
7. dadurch gekennzeichnet, daß die Immersionsflüssigkeit
ein hochhrechendes Öl ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines OberflächiMi-Reliefhologramms
nach einem der Ansprüche 1 bis s. dadurch gekennzeichnet, daß eine auf einem
Träger aufgebrachte lichtempfindliche Schicht belichtet, entwickelt und fixiert wird, mit einer
reflektierenden Schicht verseilen wird und anschließend mit einem transparenten, hochbrechenden
Material beschichtet wird.
10. Verfahren zur Herstellung eines Oberflächen-Reliefhologranims
nacl; Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß während der Belichtung der lichtempfindlichen Schicht zwischen Aufnahmeobjekt
und lichtempfindlicher Schicht ein Materral mit gleicher Schichtdicke und gleichem Brechungsindex
wie bei der Rekonstruktion gebracht wird, das vor dem Entwickeln wieder entfernt wird.
Priority Applications (9)
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---|---|---|---|
DE19712132328 DE2132328C (de) | 1971-06-29 | Oberflachen Rehefhologramm fur Reflexionsholografie mit einem hohem Wirkungsgrad bei der Rekonstruktion | |
GB2692072A GB1397447A (en) | 1971-06-29 | 1972-06-09 | Surface relief holograms |
IT2609572A IT956787B (it) | 1971-06-29 | 1972-06-23 | Clogramma superficiale a rilievo presentante un alto rendimento nella ricostruzione |
NL7208675A NL7208675A (de) | 1971-06-29 | 1972-06-23 | |
CA145,674A CA1000082A (en) | 1971-06-29 | 1972-06-26 | Surface relief hologram with a high efficiency during reconstruction |
LU65603D LU65603A1 (de) | 1971-06-29 | 1972-06-27 | |
FR7223169A FR2143782B1 (de) | 1971-06-29 | 1972-06-27 | |
JP6538472A JPS5436566B1 (de) | 1971-06-29 | 1972-06-29 | |
BE785622A BE785622A (fr) | 1971-06-29 | 1972-06-29 | Hologramme a relief de surface a rendement eleve a la reconstitution |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712132328 DE2132328C (de) | 1971-06-29 | Oberflachen Rehefhologramm fur Reflexionsholografie mit einem hohem Wirkungsgrad bei der Rekonstruktion |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2132328B1 DE2132328B1 (de) | 1973-01-04 |
DE2132328A1 DE2132328A1 (de) | 1973-01-04 |
DE2132328C true DE2132328C (de) | 1973-07-26 |
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