DE3855997T2 - Verfahren zur Herstellung eines holographischen Spiegels - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines holographischen Spiegels

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines holographischen Spiegels durch Belichten einer lichtempfindlichen Schicht mit interferierender Laserstrahlung, mittels deren in der lichtempfindlichen Schicht parallel zu deren Oberfläche Ebenen gleicher Phasendifferenz mit einem Abstand gebildet werden, der von der Wellenlänge des von dem Hologramm zu reflektierenden Lichtes vorgegeben ist.
  • Die auf diese Weise belichteten lichtempfindlichen Schichten werden anschließend in bekannter Weise entwickelt. Als lichtempfindliche Schichten haben sich insbesondere Dichromat-Gelatine-Schichten für die Herstellung solcher holographischer Spiegel bewährt.
  • Bei dem bekannten Verfahren positioniert man zum Herstellen holografischer Spiegel die lichtempfindliche Schicht auf einem ebenen transparenten Substrat parallel zu einem Spiegel, und belichtet sie auf ihrer gesamten Fläche mit einem Laserbündel, das zweidimensional großflächig aufgeweitet ist, um ihm den gewünschten Querschnitt zu geben. Das Laserlicht durchdringt ein erstes Mal die lichtempfindliche Schicht und das Substrat als Referenzwelle, wird von der Spiegefläche reflektiert, durchläuft von neuem den Film als Objektwelle und bildet in der lichtempfindlichen Schicht die gewünschten Interferenzebenen.
  • Dieses bekannte Verfahren hat verschiedene Nachteile, wenn homogene holographische Spiegel erzeugt werden sollen. So ist es z.B. insbesondere bei großflächigen Hologrammen außerordentlich schwierig, den senkrechten Abstand zwischen der lichtempfindlichen Schicht und der Spiegelfläche für die Dauer der Belichtungszeit mit der erforderlichen Genauigkeit konstant zu halten. Dieser Abstand muß nämlich auf der gesamten Fläche auf Bruchteile der Wellenlänge des Lichts konstant gehalten werden, wenn man ein Hologramm mit gleichmäßigen Reflexionseigenschaften erzeugen will, da bereits kleinste Abstandsänderungen während der Belichtungszeit zu einer Auslöschung bzw. Schwächung des aufgezeichneten Interferenzmusters führen. Außerdem ist die maximal erreichbare Größe des so hergestellten Hologramms dadurch begrenzt, daß die notwendige homogene Ausleuchtung der gesamten Fläche schwierig zu erreichen ist. Man kann zwar die Belichtung segmentweise in der Art vornehmen, daß einzelne Flächenelemente nacheinander belichtet werden, doch ist es dabei unvermeidbar, daß die Nahtstellen sichtbar werden und stören.
  • So beschreibt das Dokument GB-A-2 071 866 eine Technik, bei der das Laserbündel eine Folge von parallelen Linien bestreicht, die von einander durch einen bestimmten vertikalen Abstand getrennt sind, wobei das Laserbündel am Ende einer jeden Linie abrupt in senkrechter Richtung zum Beginn der horizontalen folgenden Linie springt. Folglich sind die sukzessiven horizontalen Linien voneinander getrennt, und die Fugen werden sichtbar und stören.
  • Bestimmte Anwendungszwecke erfordern verhältnismäßig großflächige homogene holographische Spiegel. Das ist zum Beispiel der Fall, wenn die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs ganz oder teilweise mit einem solchen holographischen Spiegel versehen werden soll, wie es in der DE-OS 31 36 946 beschrieben ist. In diesem Fall bildet das Hologramm einen holographischen Spiegel für Weißlicht und soll die von oben einfallende Sonnenstrahlung reflektieren, während die Lichtstrahlen es in horizontaler Richtung ungehindert durchqueren sollen.
  • Ebenso sind verhältnismäßig großflächige holographische Spiegel erforderlich, wenn beispielsweise im Sichtfeld einer Windschutzscheibe ein holographischer Spiegel angeordnet werden soll, der zum Sichtbarmachen von optischen Informationen oder Signalen im Sichtfeld des Fahrers bestimmt ist. Die Verwendung eines holographischen Spiegels für diesen Zweck ist beispielsweise im Dokument EP-216 692 beschrieben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren zur Herstellung von holographischen Spiegeln dahingehend weiterzuentwickeln, daß die Herstellung von großflächigen holographischen Spiegeln vereinfacht und verbessert wird.
  • Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines flächigen holographischen Spiegels durch Belichten einer lichtempfindlichen Schicht mit interferierender Laserstrahlung, mit deren Hilfe im Innern der lichtempfindlichen Schicht parallel zu ihrer Oberfläche verlaufende Ebenen von gleichem Phasenunterschied in einem durch die Wellenlänge des durch das Hologramm zu reflektierenden Lichts vorbestimmten Abstand voneinander gebildet werden, wobei die lichtempfindliche Schicht entlang von Linien oder Streifen mit wenigstens einem unter einem gegebenen Einstrahlungswinkel in einer ersten Richtung einfallenden Laserbündel bestrahlt wird, und wobei man, in einer zweiten Richtung parallel zur Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht, eine Relativbewegung zwischen der lichtempfindlichen Schicht und dem Laserstrahl mit einer Geschwindigkeit erzeugt, die eine ausreichende Belichtung dieser Schicht sicherstellt, und wobei die Relativbewegung zwischen der lichtempfindlichen Schicht und dem Laserstrahl eine kontinuierliche Bewegung ist.
  • Gemäß einer ersten Ausführungsform des neuen Verfahrens wird als Laserbündel ein im wesentlichen eindimensionales divergentes statisches Laserstrahenbüschel verwendet, das auf der lichtempfindlichen Schicht ein sich in der ersten Richtung erstreckendes Lichtband bildet.
  • Bei einer zweiten Ausführungsform benutzt man als Laserbündel ein paralleles, im Querschnitt im wesentlichen kreisförmiges Laserbündel, und dieses Laserbündel, das auf der lichtempfindlichen Schicht einen Lichtpunkt bzw. kleinen Lichtfleck bildet, wird durch ein Lichtablenksystem dynamisch in der zweiten Richtung abgelenkt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Erzeugung der Interferenzstruktur in der lichtempfindlichen Schicht nicht auf rein statische Weise durch großflächige Belichtung der gesamten Fläche, sondern auf kontinuierliche Weise durch bündelförmige Belichtung und Relativbewegung zwischen dem Strahlenbündel und der lichtempfindlichen Schicht. Die Relativgeschwindigkeit zwischen der lichtempfindlichen Schicht und dem Strahlenbündel, sowie die Intensität und die Breite bzw. der Durchmesser des Strahlenbündels sind dabei so aufeinander abzustimmen, daß die notwendige Lichtenergie auf die lichtempfindliche Schicht aufgebracht wird. Infolge der kontinuierlichen Relativbewegung zwischen Strahlenbündel und lichtempfindlicher Schicht können auf diese Weise Hologramme von praktisch unbegrenzter Länge hergestellt werden.
  • Im Gegensatz zu dem bekannten statischen Belichtungsverfahren braucht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lediglich an der streifenförmigen Reflexionsfläche des schmalen Strahlenbündels, an der die mit der Referenzwelle interferierende Objektwelle erzeugt wird, der Abstand zwischen der lichtempfindlichen Schicht und der Refexionsfläche mit großer Genauigkeit konstantgehalten zu werden. Das aber erweist sich als unvergleichlich einfacher als die exakte Einhaltung dieses Abstandes auf der gesamten Hologrammfläche. Aus diesem Grunde erlaubt es das erfindungsgemäße Verfahren, sehr viel gleichmäßigere Reflexionshologramme herzustellen als das bekannte Verfahren.
  • Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, daß im Gegensatz zum Verlauf bei dem Verfahren mit statischer Belichtung optische Fehler in der lichtempfindlichen Schicht oder in dem Substrat, wie Einschlüsse oder Blasen, sowie Oberflächenstörungen wie Kratzer und Staub, keine diese Fehler noch verstärkenden holographischen Bilder dieser Fehler erzeugen. Auch unter diesem Gesichtspunkt ist also die optische Qualität
  • der erfindungsgemäß hergestellten holographischen Spiegels besser als die optische Qualität der nach dem bekannten Verfahren hergestellten holographischen Spiegel.
  • Die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen dem Laserbündel und der lichtempfindlichen Schicht in deren Längsrichtung ist begrenzt durch die Leistung des das Laserbündel erzeugenden Lasers. Um die Geschwindigkeit der Relativbewegung weiter zu erhöhen, kann die Iichtempfindliche Schicht gleichzeitig mit mehreren Laserbündeln belichtet werden, die aus verschiedenen Lasern stammen. Bei einer Belichtung mit mehreren Lasern muß lediglich gewährleistet sein, daß sich die von den verschiedenen Lasern erzeugten Interferenzstrukturen nicht gegenseitig auslöschen. Dies ist jedoch bei den meisten Dauerstrichlasern gegeben. So hat z.B. ein Argon-Ionen-Laser eine Bandbreite von etwa 6 GHz. Damit unterscheiden sich die Interferenzstrukturen aus verschiedenen Lasern in einer Entfernung von bis zu mehreren Millimetern Abstand von der reflektierenden Grenzfläche um weniger als 1/10 Streifenabstand.
  • Für die Erzeugung der Objektwelle, die zusammen mit der Referenzwelle die Interferenzstruktur in der lichtempfindlichen Schicht bildet, kann in bekannter Weise eine parallel zur lichtempfindlichen Schicht angeordnete spiegelnde Oberfläche dienen. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Belichtung nur linien- bzw. streifenförmig erfolgt, kann man diesem Fall einen Spiegel mit einer in der Bewegungsrichtung der lichtempfindlichen Schicht gekrümmten Oberfläche anwenden, beispielsweise einen Spiegel mit einer zylinderförmig ausgebildeten Oberfläche. Vorzugsweise wird die Spiegelfläche dabei über eine Immersionsflüssigkeit an die lichtempfindliche Schicht oder an die Trägerfolie der lichtempfindlichen Schicht optisch angekoppelt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahren wird der Abstand zwischen der lichtempfindlichen Schicht und der die Objektwelle erzeugenden reflektierenden Fläche dadurch konstant gehalten, daß die Grenzfläche zwischen der lichtempfindlichen Schicht und der Luft oder gegebenenfalls die Grenzfläche zwischen der Trägerfolie und der Luft als Reflexionsfläche dient, das heißt, man verzichtet auf eine zusätzliche Spiegelfäche für die Erzeugung der Objektwelle. Dadurch ergibt sich der entscheidende weitere Vorteil, daß alle translatorischen Relativbewegungen zwischen der lichtempfindlichen Schicht und der reflektierenden Fläche vermieden werden.
  • Um bei kleinen Einstrahlungswinkeln, das heißt, bei Winkeln unterhalb des Grenzwinkels der Totalreflexion, das Reflexionsvermögen an der freien Oberfläche zu erhöhen, kann man diese Grenzfläche, das heißt, die freie Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht bzw. der Trägerfolie, mit einer reflektierenden Fiüssigkeit, wie beispielsweise Quecksilber, in Kontakt bringen. Die reflektierte Objektwelle entsteht auf diese Weise an der Grenzfläche zwischen der lichtempfindlichen Schicht und dem Quecksilber bzw. zwischen der Trägerfolie und dem Quecksilber.
  • Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbidungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele für das neue Verfahren anhand der Zeichnungen, in denen zeigen
  • Fig. 1a, 1b eine Anordnung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Hilfe eines divergenten Laserbüschels, die sich für größere Einstrahlungswinkel eignet,
  • Fig. 2a, 2b eine für kleinere Einstrahlungswinkel geeignete Anordnung für die Durchführung des neuen Verfahrens mit Hilfe eines divergenten Laserbüschels,
  • Fig. 3 eine Anordnung für die Durchführung des neuen Verfahrens mit verstärkter Reflexion an einer mit der lichtempfindlichen Schicht bzw. mit der Trägerfolie in Kontakt stehenden reflektierenden Flüssigkeit, und
  • Fig. 4 eine Anordnung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Hilfe eines im wesentlichen eindimensionalen parallelen Laserbündels.
  • Den in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gemeinsam, daß zunächst ein Laserbüschel mit geeignetem Querschnitt erzeugt wird. Eine mögliche Anordnung zur Erzeugung eines solchen Laserstrahlenbüschels ist in den Zeichnungen in ihrem grundsätzlichen Aufbau dargestellt. Sie umfaßt einen Dauerstrichlaser 1, aus dem das Laserbündel 2 austritt. Der Querschnitt des Laserbündels 2 wird durch Passieren der beiden Linsen 3 und 4 von geeigneter Brennweite gleichmäßig vergrößert. Zwischen den beiden Linsen 3 und 4 ist im Strahlengang eine Lochblende 7 angeordnet. Das aus der Linse 4 austretende Strahlenbündel 5 trifft auf eine Zylinderlinse 8, die das Strahlenbündel in einer Richtung aufweitet. Die Zylinderlinse 8 ist dabei so ausgerichtet, daß die Schnittlinie des Strahlenbüschels 6 und der lichtempfindlichen Schicht 10 einen rechten Winkel oder gegebenenfalls einen beliebigen anderen, von Null verschiedenen Winkel mit der Bewegungsrichtung F der lichtempfindlichen Schicht bildet.
  • Der Winkel α, unter dem das Strahlenbüschel in die lichtempfindliche Schicht eintritt, bestimmt darin die Interferenzstruktur, das heißt den Abstand der Interferenzebenen, und damit die Charakteristik des holographischen Spiegels. Durch Veränderung des Einstrahlungswinkels α kann man die Reflexionseigenschaften des Hologramms an die Wellenlänge des Lichts anpassen, das hauptsächlich reflektiert werden soll.
  • Es ist auch möglich, holographische Spiegel herzustellen, die über die Breite des Hologramms gesehen ein sich örtlich änderndes Reflexionsvermögen aufweisen. Das läßt sich zum Beispiel dadurch erreichen, daß man in den Strahlengang des Laserbüschels ein Absorptionsfilter mit sich entlang des Filters verändernder Lichtabsorption einschaltet, so daß sich auf der lichtempfindlichen Schicht ein Lichtband mit einem gewünschten lntensitätsprofil ergibt. Eine andere Möglichkeit, holographische Endlosspiegel mit einem definierten Intensitätsprofil herzustellen, besteht darin, mehrere Laserstrahenbüschel, die von unterschiedlichen Lasern mit verschiedenen Wellenlängen stammen, aneinanderzufügen.
  • In dem in Fig. 1a und 1b dargestellten Fall ist der gewünschte Einstrahlungswinkel α größer als der Grenzwinkel der Totalreflexion, so daß das Strahenbüschel 6 normalerweise nicht in die lichtempfindliche Schicht 10 eindringen würde. Um den Eintritt des Strahlenbüschels 6 in die Trägerfolie 11 zu ermöglichen, wird deshalb das Strahlenbüschel 6 über ein Prisma 12 in die Trägerfolie 11 eingeleitet, wobei das Prisma 12 an die Trägerfolie 11 über eine geeignete Immersionsflüssigkeit 13 optisch angekoppelt ist.
  • Die lichtempfindliche Schicht 10, beispielsweise Dichromat-Gelatine, befindet sich als dünne Schicht auf einer geeigneten transparenten Trägerfolie 11. Die Einstrahlung des Laserbüschels 6 erfolgt durch die Trägerfolie 11 hindurch. Das hat, wie bereits erwähnt, den besonderen Vorteil, daß der mit dem Referenzstrahl (eingestrahltes Strahlenbüschel 6) interferierende Objektstrahl (reflektiertes Strahlenbüschel) unmittelbar an der freien Grenzfläche der lichtempfindlichen Schicht reflektiert wird, und daß auf diese Weise die Fehler vermieden werden, die bei Anordnung einer Reflexionsfläche im Abstand von der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht bei der Bewegung der lichtempfindlichen Schicht zwangsläufig entstehen würden.
  • Die mit der lichtempfindlichen Schicht 10 versehene Trägerfolie 11 wird mit gleichmäßiger Geschwindigkeit in Richtung des Pfeiles F gezogen, wobei die Ziehgeschwindigkeit so zu wählen ist, daß bei der gegebenen Breite B des Strahlenbüschels 6 und seiner gegebenen Lichtintensität die lichtempfindliche Schicht 10 richtig belichtet wird.
  • Die Einstrahlung in die lichtempfindliche Schicht von der Substratseite her hat außerdem den weiteren Vorteil, daß das Verfahren verhältnismäßig unempfindlich ist gegen Veränderungen des Einstrahlungswinkels α während der Belichtung. Die zulässige Toleranz im Einstrahlungswinkel, das heißt die zulässige Änderung des Einstrahlungswinkels während der Belichtung, hängt außer von der Größe des Einstrahlungswinkels selbst von dem Abstand der lichtempfindlichen Schicht von der den Objektstrahl erzeugenden reflektierenden Fläche ab. Je größer dieser Abstand ist, umso höher sind die Anforderungen an die Konstanz des Einstrahlungswinkels. Liegt der Einstrahlungswinkel in die lichtempfindliche Schicht beispielsweise bei etwa 45 Grad, dann kann bei Winkeländerungen während der Belichtung von bis zu 0,1 Grad bis zu einem Abstand von 20 Mikrometern von der reflektierenden Fläche ein einwandfreies Hologramm aufgezeichnet werden, da unter diesen Umständen in dem aufzuzeichnenden Interferenzsystem nur Verschiebungen erfolgen, die kleiner sind als 1/10 des gegenseitigen Abstandes der Interferenzstreifen.
  • Eine Winkeltoleranz von 0,1 Grad ist durchaus realisierbar und stellt keine allzu hohen Anforderungen an die mechanische Konstruktion der Vorrichtung. Dagegen würde die Winkeltoleranz bei Einstrahlung auf der Seite der lichtempfindlichen Schicht wegen des größeren Abstandes der lichtempfindlichen Schicht von der reflektierenden Fläche der Trägerfolie einen wesentlich geringeren Wert als 0,1 Grad betragen, so daß in diesem Fall wesentlich höhere Anforderungen an die Präzision einer hierfür geeigneten mechanischen Einrichtung gestellt würden.
  • Die in Fig. 2a und 2b dargestellte Anordnung eignet sich für solche Fälle, in denen das Laserbüschel 16 unter einem verhältnismäßig kleinen Winkel α' in die lichtempfindliche Schicht 17 eingestrahlt werden soll. Da in diesem Fall α' kleiner ist als der Grenzwinkel der Totalreflexion, ist das Prisma überflüssig und das Büschel von Laserstrahlen wird unmittelbar in die Trägerfolie 18 eingestrahlt.
  • Infolge des kleinen Einfallswinkels α' ist auch die Reflexion an der Grenzfläche der lichtempfindliche Schicht und der Luft verhältnismäßig gering, so daß der größte Teil des Lichtbüschels 16 aus der lichtempfindlichen Schicht 18 wieder austritt und nur ein kleiner Teil des Strahlenbüschels 16 als reflektierter Objektstrahl für die Erzeugung der Interferenzstruktur zur Verfügung steht.
  • Bei bestimmten lichtempfindlichen Medien, so zum Beispiel auch bei der hier vorzugsweise verwendeten Dichromat-Gelatine, reicht jedoch schon ein sehr geringes Verhältnis von Objektstrahl zu Referenzstrahl aus, um effiziente holographische Spiegel zu erzeugen, deren Reflexionsgrad im Bereich der Lichtstrahlen, die die Bragg'sche Bedingung erfüllen, größer als 99 % ist.
  • Kleine Veränderungen des Einfallswinkels α', wie sie bei der Transportbewegung der mit der lichtempfindlichen Schicht 17 versehenen Trägerfolie 18 auftreten, sind nicht nur unschädlich, sondern sind sogar vorteilhaft, um die Wirkung von Reflexionen an der Grenzfläche zwischen der Trägerfolie und der Luft zu verringern bzw. auszuschließen. Wegen der geringeren Winkeltoleranz, die im Falle der Reflexion an der Grenzfläche zwischen der Trägerfolie und der Luft um den Faktor d/D (d= Dicke der lichtempfindlichen Schicht, D= Dicke der Trägerfolie) kleiner ist, tragen diese Reflexionen nämlich nicht mehr zum Aufbau des Hologramms bei. Das bedeutet mit anderen Worten, daß auch aus diesem Grund an die mechanische Führung der die lichtempfindliche Schicht tragenden Folie 18 keine hohen Anforderungen gestellt zu werden brauchen.
  • Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung unterscheidet sich von der Anordnung nach Fig. 2a und 2b in der Weise, daß der Reflexionsgrad an der Rückseite der lichtempfindlichen Schicht dadurch erhöht wird, daß die Rückseite der lichtempfindlichen Schicht 21 im Bereich der Einstrahlung des Laserbüschels mit der stark reflektierenden Oberfläche einer Flüssigkeit in Kontakt gebracht wird. Als Flüssigkeit hierfür eignet sich beispielsweise ein Quecksilberbad 22. Das Quecksilber befindet sich in einem geeigneten Behälter 23. Innerhalb des Behälters 23 sind zwei Walzen 24, 25 gelagert, deren untere Erzeugende etwa auf der Höhe der Quecksilberbad-Oberfläche liegen. Mit Hilfe dieser beiden Walzen 24, 25 wird die Folie 20 mit der lichtempfindlichen Schicht 21 auf einer Höhe gehalten, bei der die lichtempfindliche Schicht 21 in Kontakt mit der Badoberfläche gehalten wird. Da auf diese Weise an der Grenzfläche der lichtempfindlichen Schicht und des Quecksilbers eine 100 %ige Reflexion erreicht wird, können in diesem Fall auch bei kleinen Einstrahlungswinkeln α' Verhältnisse von Objektwelle/Referenzwelle von nahezu 1 erzeugt werden.
  • Die Fig. 4 zeigt beispielhaft eine Anordnung in schematischer Darstellung, die sich für die Durchführung des Verfahrens mit Hilfe eines im wesentlichen eindimensionalen parallelen Laserstrahlenbündels eignet. Das von dem Laser 1 erzeugte Strahlenbündel trifft auf die Spiegelfläche eines rotierenden Spiegelpolygons 32, nachdem es eine Fokussieroptik 31 durchlaufen hat. Die Fokussieroptik 31 dient dazu, die Größe des Lichtflecks 33 und damit die Breite B der Lichtspur auf der lichtempfindlichen Schicht festzulegen. Die Drehachse des Spiegelpolygons 32 ist so angeordnet, daß die das Laserbündel 30 jeweils reflektierende Spiegefläche 34 in der Brennebene eines Hohlspiegels 35 liegt. Durch Rotation des Spiegelpolygons 32 wird das Laserbündel 30 periodisch auf den Hohlspiegel 35 und von diesem auf die die lichtempfindliche Schicht 10 tragende Folie 11 reflektiert. Auf diese Weise wird das Strahlenbündel 30 mit einer gewünschten Frequenz, die mit der Bewegungsgeschwindigkeit der Folie 11 in Richtung des Pfeiles F abgestimmt ist, über die Breite der lichtempfindlichen Schicht 10 abgelenkt. Die optischen Bauelemente sind dabei so gestaltet, daß die Größe des Lichtflecks 33 und die Einstrahlungswinkel α' und γ während des Scannvorganges nahezu konstant bleiben.
  • Wenn man einen holographischen Spiegel erzeugen will, der in der Querrichtung und/oder in der Längsrichtung des Hologramms unterschiedliche Reflexionseigenschaften aufweisen soll, kann man in den Strahlengang des Laserbündels 30 einen elektrooptischen Modulator 36 zwischenschalte. Durch diesen elektrooptischen Modulator 36 läßt sich die Lichtintensität während des Scannvorgangs dynamisch von Punkt zu Punkt rechnergesteuert entsprechend einem gewünschten Programm variieren.
  • Gegenüber der statischen Einstrahlung mit einem zweidimensionalen Laserbüschel hat die dynamische Einstrahlung mit einem zylindrischen Laserbündel den Vorteil, daß man nunmehr für jedes zu belichtende Flächenelement des holographischen Spiegels über die gesamte Laserleistung verfügen kann. Die Belichtungszeit pro Flächenelement wird dadurch drastisch reduziert (Faktor 1000 und mehr), so daß die Stabilitätsanforderungen bei der Hologrammaufzeichnung im jeweiligen Flächenelement deutlich weniger kritisch werden. Die aufintegrierte Belichtungszeit über eine Hologrammbreite bleibt natürlich gleich der Belichtungszeit, die bei Verwendung des statischen Lichtbüschels erforderlich ist, sofern die Lichtempfindlichkeit der lichtempfindlichen Schicht nicht von der Lichtintensität abhängig ist.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung eines flächigen Reflexionshologramms durch Belichten einer lichtempfindlichen Schicht mit interferierender Laserstrahung, mit deren Hilfe im Inneren der lichtempfindlichen Schicht parallel zu ihrer Oberfläche verlaufende Ebenen von gleichem Phasenunterschied erzeugt werden, die mit einem durch die Wellenlänge des durch das Hologramm zu reflektierenden Lichts vorbestimmten Abstand voneinander entfernt sind, in dem die lichtempfindliche Schicht in einer ersten Richtung entlang von Linien oder Streifen mit wenigstens einem unter einem gegebenen Einstrahlungswinkel einfallenden Laserstrahlenbündel bestrahlt wird, und in einer zweiten Richtung parallel zur Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht eine Relativbewegung zwischen der lichtempfindlichen Schicht und dem Laserstrahl mit einer Geschwindigkeit erzeugt wird, die eine ausreichende Belichtung dieser Schicht bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung zwischen der lichtempfindlichen Schicht und dem Laserstrahl eine kontinuierliche Bewegung ist.
2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Laserstrahlenbündel ein divergierendes statisches Laserstrahlenbüschel mit im wesentlichen eindimensionalem Querschnitt verwendet wird, das auf der lichtempfindlichen Schicht (10) einen sich in der ersten Richtung erstreckenden Lichtstreifen bildet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Laserstrahlenbündel ein paralleles Laserstrahlenbündel mit im wesentlichen kreisförmigern Querschnitt verwendet wird, und dadurch, daß das Laserstrahlenbündel in der ersten Richtung durch ein Lichtablenksystem dynamisch abgelenkt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtung entlang der Linien oder Streifen in einer Richtung erfolgt, die quer zur Richtung der Relativbewegung verläuft.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Laserstrahenbündels fest angeordnete Vorrichtungen verwendet werden, während sich die lichtempfindliche Schicht und eventuell ein diese tragendes Substrat in kontinuierlicher Bewegung befinden.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das die interferentielle Struktur bildende Objektstrahlenbündel auf einer reflektierenden Oberfläche erzeugt wird, die unter Zwischenschaltung einer Immersionsflüssigkeit an die lichtempfindliche Schicht oder an ein diese tragendes Substrat angekoppelt wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Schicht auf ein transparentes Substrat, insbesondere auf einen Film, aufgebracht und das Laserstrahlenbündel auf die der Schicht gegenüberliegende Seite des Substrats eingestrahlt wird, und daß der Anteil der an der freien Grenzfläche der lichtempfindlichen Schicht reflektierten Laserstrahlen als reflektierter Objektstrahl zur Bildung der Interferenzstruktur dient.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstrahlung des Laserstrahlenbündels in ein die lichtempfindliche Schicht tragendes Substrat oder unmittelbar in die lichtempfindliche Schicht selbst mit Hilfe eines länglichen Prismas erfolgt, das mit dem Substrat oder mit der lichtempfindlichen Schicht über eine Immersionsflüssigkeit in Kontakt steht.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des Reflexionsgrades an der freien Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht diese Oberfläche in Kontakt mit der Oberfläche einer das Licht reflektierenden Flüssigkeit gebracht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als lichtreflektierende Flüssigkeit Quecksilber verwendet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität des zum Erzeugen eines definierten Intensitätsprofils bestimmten Lichtpunktes in der Ablenkungsrichtung rechnergesteuert modifiziert wird.
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