CN108351613B - 用于产生射束成形全息光学元件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于在光聚合记录介质中记录多个散射体积全息图的方法，该方法至少包括以下步骤：提供第一激光源；提供包括基板和光活性层的光聚合记录介质，其中光聚合记录介质具有至少0.04的折射率调制△n，和至少25μm的光活性层的厚度d；利用由第一激光源生成的第一激光射束以3*D_i的最小照射能量剂量来照射光聚合记录介质，D_i是光活性层的抑制剂量，其中实行对光聚合记录介质的照射，以使得照射的第一激光射束的光在散射中心处被散射，通过由第一激光射束所引发的光活性层中的化学反应来生成该散射中心，由此通过照射的第一激光射束与第一激光射束的被散射光之间的相互作用形成多个散射体积全息图。

Description

用于产生射束成形全息光学元件的方法

技术领域

本发明涉及用于在光聚合记录介质中记录多个散射体积全息图的方法。本发明还涉及通过该方法记录的多个散射体积全息图以及具有至少一个均匀发光表面的照明系统。

背景技术

对于诸如（例如车辆的）液晶显示器或背光单元之类的多种应用而言，全息图变得越来越普及。对于记录具有期望光栅的全息图而言，可以由激光射束照射记录介质（例如：在H. M. Smith的“Principles of Holography”中，Wiley-Interscience，1969年）。一种已知方法是所谓的双射束方法。在该方法中，第一激光射束和第二激光射束优选地由单个激光源提供。通过利用两个激光射束照射记录介质，由于光学干涉，在记录介质的位置处生成了静态强度调制。根据所应用的强度调制，通过光反应来形成折射率调制。在所生成的光栅或调制内，存储全息信息。

在诸如用于一般电子设备的定向背光单元、汽车电子显示器、用于一般照明的扁平照明设备、被照明的标识应用之类的图示系统的例示应用中，根据上文所描述的方法所产生的全息图通常由一个或多个光源照亮，该一个或多个光源诸如是激光器或LED（发光二极管）。例如，可以将多个LED定位在至少包括被记录介质的光导堆叠的窄侧或边缘面处。

图6a中描绘了具有已经根据现有技术的方法而被记录的介质6.1’的根据现有技术的本质上平面的照明系统26’的例示实施例的顶视图。特别地，所描绘的实施例示出了在观察者的视角与照明系统26’的平面成90°的情况下由照明系统26’发射的光图。在示出的实施例中，诸如LED之类的三个光源20.1至20.3被布置在具有被记录介质6.1’的光导堆叠32’的（左）窄侧28’处。每个光源20.1至20.3生成由于全内反射而在被记录介质6.1’内传播的光束。由适合的耦出结构（未示出）对光进行耦出。如可以从图6a看到的，三个光源20.1至20.3生成三个本质上平行的光条带22.1至22.3。现有技术的被记录介质6.1’的缺点在于观察者没有觉察到大约是光导堆叠32’的宽表面的本质上总面积的均匀发光表面。例如，在光条带22.1与光条带22.2之间以及在光条带22.2与光条带22.3之间，可以觉察到未被照亮的条带。

图6b示出了与图6a中示出的示例相同的示例的另一示图。图6a与6b之间的区别是观察者的视角。图6b中的视角是60°。如可以从图6b看到的，与图6a中的光条带的轨迹（course）相比较，不同视角导致可见光条带在不同角度下被觉察到。然而，还是在该情况下（以及每个其他视角），无法觉察到大约是光导堆叠32’的（本质上）总表面的均匀发光表面。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种用于在光聚合记录介质中记录全息图的方法，该方法能够产生以下被记录介质，该被记录介质提供可由观察者觉察到的大约是被记录介质的本质上总表面的本质上均匀的发光表面。

根据本发明的第一方面，通过根据权利要求1所述的用于在光聚合记录介质中记录多个散射体积全息图的方法来解决该目的。

该方法至少包括以下步骤：

a. 提供第一激光源；

b. 提供包括基板和光活性层的光聚合记录介质，其中光聚合记录介质具有至少0.04的折射率调制△n和至少25μm的光活性层的厚度d。

c. 利用由第一激光源生成的具有3*D_i的最小照射能量剂量的第一激光射束来照射光聚合介质，D_i是光活性层的抑制剂量；

其中实行对光聚合记录介质的照射，以使得照射的第一激光射束的光在散射中心处被散射，该散射中心通过由第一激光射束所引起的光活性层中的化学反应来生成，因此通过照射的第一激光射束与第一激光射束的被散射光之间的相互作用来形成多个散射体积全息图。

与根据现有技术的用于在记录介质中记录全息图的方法相对比，根据本发明的方法引起在光聚合记录介质内生成散射体积全息图。进而，所生成的散射体积全息图允许相应产生的全息图在所产生的全息图和被记录介质的本质上总表面上相应地提供可由观察者觉察到的本质上均匀的发光表面。应当理解的是，假如仅照射记录介质的一部分，则仅记录介质的相应表面部分提供本质上均匀的发光表面。

发明人已经认识到的是，在根据现有技术已知的记录介质中，由于记录介质的有限辐射角分布，观察者觉察到光条带（而不是均匀发光表面）。根据现有技术方法产生的记录介质的全息图使得所照射光的量的确是均匀的。然而，由于记录介质的有限辐射角分布，所照射光的方向以及因此可由观察者觉察到的光的方向并不是均匀的。根据本发明，由于散射体积全息图的生成，辐射角范围分布被扩大，以使得观察者可以觉察到本质上均匀的发光表面。换言之，可以提供均匀的角辐射。

根据本方法，提供第一激光源。该第一激光源被配置成生成至少一个第一激光射束。可以将第一激光源布置为使得光聚合记录介质可以被第一激光射束照射。

应当理解的是，在记录布置中，第一激光射束可以由一个或多个光学模块引导和/或调制，该一个或多个光学模块诸如是透镜、反射镜、信息遮罩、散射模块等等。这允许以期望的方式照射光聚合记录介质。例如，可以将至少一个光学模块配置为使得撞击光聚合记录介质的激光射束包括期望的直径和/或期望的入射角。

光聚合记录介质包括至少一个基板和至少一个光活性层。基板可以支撑光活性层。例如，可以将光活性层层叠到基板上。基板可以是透明的或半透明的元件。在优选实施例中，基板可以是玻璃板，特别是浮动玻璃板或Nextrema®玻璃板。

为了在光聚合记录介质内生成散射体积全息图，提供特别形成的光聚合记录介质。所提供的光聚合记录介质包括特定的折射率调制范围。根据本发明，折射率调制△n必须是至少0.04。根据本发明，已经观察到的是，所使用的介质必须具有特定的折射率调制（△n≥0.04），以便使得能够实现在光聚合记录介质内生成散射体积全息图。该折射率调制△n可以优选地是至少0.05。

除此之外，提供了具有大厚度的光活性层。特别地，光活性层包括为至少25μm的厚度。根据现有技术记录方法所使用的记录介质通常是薄得多的。已经认识到的是，如果光活性层包括比25μm更小的厚度，则在光活性层内不可能生成足够量的散射体积全息图以便提供具有可由观察者觉察到的本质上均匀的光发射表面的记录介质。特别地，特定的折射率调制△n与光聚合记录介质的特定厚度的组合使得能够实现在光聚合记录介质内生成散射体积全息图。

此外，为了在光活性层内生成期望的散射体积全息图，需要形成具有3*D_i的特定最小照射能量剂量的第一激光射束。由此，D_i是光活性层的抑制剂量。如果生成具有低于D_i的照射能量剂量的激光射束，则几乎所有光子都被自由基捕获剂（radical catcher）拦截。因此，可能不会生成散射体积全息图。所以，为了发起以下所描述的化学过程，需要的是，第一激光源能够生成具有至少3*D_i的照射能量剂量的至少一个第一激光射束。

根据本发明，实行光聚合记录介质的照射以使得照射的第一激光射束的光在散射中心处被散射。更具体地，在总照射过程的开始阶段期间，第一激光射束可以生成散射中心（对于中间时间而言）。该开始阶段可以在照射过程的开始时间t_start=0与时间点t_x之间，其中t_x<<t_end。由此，t_end是照射过程的结束时间。例如，开始阶段可以是总照射过程时间的0.1%到10%。散射中心通过由第一激光射束所引起的光活性层中的化学反应而生成。

然后，多个散射体积全息图通过照射的第一激光射束与第一激光射束的被散射光之间的相互作用来形成。第一激光射束的被散射光是由通过散射中心所散射的光所产生的。在生成第一散射体积全息图之后，另外的散射体积全息图可以通过照射的第一激光射束与由第一散射体积全息图所散射的光之间的相互作用来形成。所生成的散射体积全息图具有不同的且随机生成的属性。由于光活性层包括具有诸如不同光栅常数之类的不同属性的多个散射体积全息图，所以可以产生一种光聚合记录介质，该光聚合记录介质（被用于照明系统中）提供了可由观察者觉察到的本质上均匀的发光表面的。特别地，可以提供本质上均匀的角辐射。

换言之，所提出的全息记录方法是基于至少一个信号射束（诸如第一激光射束）与至少一个自生成的空间构造的参考射束的非线性相互作用。在散射中心处，信号射束被散射，因此形成自生成的空间构造的参考射束。该信号射束可以与参考射束相干、部分地相干或不相干。

特别地，已经认识到的是，通过生成用于形成散射中心的化学反应引起了一系列反应的开始，该一系列反应导致了光活性层内的多个散射体积全息图的形成。该被记录介质可以由照明系统的光导堆叠组成，该照明系统的光导堆叠允许在本质上总表面上可由观察者觉察到的本质上均匀的光场的发射。

根据按照本发明的方法的第一实施例，可以提供第二激光射束。第一激光射束可以与第二激光射束相互作用来记录除所述多个散射体积全息图以外的另外的体积全息图。另外的体积全息图可以能够使来自第一激光射束的光在本质上不同的方向上偏斜。第二激光射束可以优选地由第一激光源生成。第一激光射束和第二激光射束可以在光聚合记录介质的同一表面处或光聚合记录介质的相反表面处击中光聚合记录介质。

在根据本发明的方法的优选实施例中，第一和第二激光射束可以是参考射束和物体射束。物体射束可以是携带要被存储在光聚合记录介质中的信息的射束。例如，物体射束是被反射离开物体或者已经穿过要被记录的物体的射束。当物体射束和参考射束到达光聚合记录元件时，它们的光波可以互相交叉和干涉。正是这种被压印在光聚合记录介质上的干涉图案作为另外的体积全息图。通过使用第二激光射束，除多个散射体积全息图之外可以生成轮廓分明（well-defined）的体积全息图。

根据按照本发明的方法的另外优选的实施例，可以以侧光式配置提供第一激光射束和/或第二激光射束。例如，可以在光聚合记录介质的一个表面处提供光学导光元件。优选地，该光学导光元件可以直接接触光聚合记录介质的基板的表面。例如，可以布置棱形元件。该棱形元件的一个表面可以与基板的表面光学接触。应当理解的是，光学接触包括使用诸如粘合剂等等的连接手段。激光射束中的至少一束可以击中该棱形元件。激光射束可以被棱形元件引导到具有特定属性的光聚合记录介质上。该属性可以（除了别的之外）取决于所使用的棱形元件。

此外，光聚合介质可以包括任何适合的光聚合记录材料。在优选的实施例中，光聚合记录介质可以优选地包括光聚合物膜，该光聚合物膜包括交联基质和书写单体，优选地包括交联基质和丙烯酸酯基单体。这样的材料特别适合于形成包括多个散射体积全息图的全息元件。

本发明的另外方面是根据上文中所描述的方法所记录的多个散射体积全息图。

另外的方面是根据上文中所描述的方法的用于在光聚合记录介质中记录多个散射体积全息图的记录系统。

本发明的另一方面是根据权利要求13所述的具有可由观察者觉察到的至少一个均匀发光表面的照明系统。该照明系统包括至少一个光源。该照明系统包括光导堆叠，该光导堆叠包括光导板，其中光聚合记录介质附接到该光导板的至少一侧，该光聚合记录介质的光活性层具有根据权利要求1的方法所记录的多个散射体积全息图和根据权利要求2所记录的第二体积全息图。将该至少一个光源和光导堆叠关于彼此进行布置，以使得从该至少一个光源发射的光经由光导板的第一边缘面被耦合到光导板中。

光在自由空间中以半球体形式从光导堆叠耦出。从光导堆叠耦出的光在第一极截面中具有辐射角分布的第一FWHM角α以及在第二极截面中具有辐射角分布的第二FWHM角β，其中α>>β。

照明系统包括用于将光发射到光导堆叠中的至少一个光源。光导堆叠包括根据上文所描述的方法所记录的光聚合记录介质。光导堆叠被配置成使用所生成的全息图将光耦出。由于光聚合记录介质内的多个散射体积全息图，该照明系统提供了可由观察者觉察到的至少一个均匀发光表面。

根据按照本发明的照明系统的第一实施例，系统可以包括至少一个第二光源，该至少一个第二光源被布置为使得来自至少第二光源的光经由至少第二边缘面耦合到光导板中。发光平面的均匀性可以被进一步改善。

此外，根据本发明的另一个实施例，至少一个光源和/或至少一个第二光源可以是发光二极管（LED）。特别地，可以提供LED的阵列作为至少一个光源和/或该至少一个第二光源。LED特别适合于照亮包括根据上文所描述的方法所记录的光聚合记录介质的光导堆叠。可以提供特定的均匀发光平面。

本专利申请的这些和其他方面将根据所附附图而变得显而易见并且将参照所附附图来阐明。如上文所呈现的本申请及其示例性实施例的特征被理解为也以彼此所有可能的组合而被公开。

附图说明

在附图中示出：

图1：用于实施根据本发明的在光聚合记录介质中记录多个散射体积全息图的方法的布置的实施例的示意图，

图2：用于实施根据本发明的在光聚合记录介质中记录多个散射体积全息图的另外的方法的布置的另外的实施例的示意图，

图3：用于实施根据本发明的在光聚合记录介质中记录多个散射体积全息图的另外的方法的布置的另外的实施例的示意图，

图4a：在实施根据本发明的用于在光聚合记录介质中记录多个散射体积全息图的方法的实施例期间的例示第一时间点处的光聚合记录介质的示意性截面图，

图4b：在实施根据本发明的用于在光聚合记录介质中记录多个散射体积全息图的方法的实施例期间的例示的另外的时间点处的图4a的光聚合记录介质的示意性截面图，

图4c：在实施根据本发明的用于在光聚合记录介质中记录多个散射体积全息图的方法的实施例期间的例示的另外的时间点处的图4a的光聚合记录介质的示意性截面图，

图5：在实施根据本发明的用于在光聚合记录介质中记录多个散射体积全息图的方法的另外的实施例期间的例示时间点处的光聚合记录介质的示意性截面图，

图6a：现有技术的照明系统的示意性顶视图，该照明系统包括根据现有技术的方法所记录的记录介质，

图6b：现有技术的照明系统的另外的示意图，该照明系统包括根据现有技术的方法所记录的记录介质，

图7a：根据本发明的照明系统的实施例的示意性顶视图，以及

图7b：根据本发明的照明系统的实施例的另外的示意性视图。

相同的附图标记在不同的附图中指示相同的要素。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的相应地用于在光聚合记录介质6中记录多个散射体积全息图的布置2或记录系统2的实施例的示意图，尤其是截面图。将借助于图1来描述根据本发明的方法的第一实施例。

如可以从图1看到的，提供光聚合记录介质6。所描绘的光聚合记录介质6包括基板6.2和光活性层6.1。在本发明的其他实施例中，光聚合记录介质可以包括另外的层，诸如在光活性层6.1的顶上的至少一层另外的层。

基板6.2可以是透明的或半透明的元件6.2。优选地，可以提供玻璃板6.2。可以将光活性层6.1层叠到基板6.2上。光活性层可以是光聚合物膜，该光聚合物膜包括交联基质和书写单体，优选地包括交联基质和丙烯酸酯基单体。

此外，光聚合记录介质6具有为至少0.04的折射率调制△n。光活性层6.1的厚度d为至少25μm，优选地为至少30μm。

此外，提供第一激光源（未示出）的第一激光射束4。注意的是，为清楚起见，在图1至3中已经省略了诸如透镜、反射镜等等的对于引导激光射束而言所需要的另外的光学元件。

在本实施例中，第一激光射束在（宽）表面上击中光聚合记录介质6。在本示例中，第一激光射束4击中到光活性层6.1上。

光聚合记录介质6由第一激光源以3*D_i的最小照射能量剂量进行照射，D_i是光活性层的抑制剂量。由此，实行对光聚合记录介质6的照射，以使得照射的第一激光射束的光在散射中心处被散射，该散射中心通过由第一激光射束所引发的光活性层中的化学反应来生成。因此，通过照射的第一激光射束与第一激光射束的被散射光之间的相互作用来形成多个散射体积全息图。这将在下文中被更详细地阐明。

图2示出了根据本发明的用于在光聚合记录介质6中记录多个散射体积全息图的布置2.1或记录系统2.1的另外的实施例的示意图。将借助于图2来描述根据本发明的方法的另外的实施例。为了避免重复，在下文中将仅描述图1的实施例与图2的实施例之间的区别。

与图1的实施例相对比，利用第二激光射束8来照射光聚合记录介质6。第二激光射束8优选地由第一激光源提供。例如，第一激光源的激光射束可以被分束器元件划分成第一激光射束4和第二激光射束8。作为示例，第一激光射束4可以是物体射束，以及第二激光射束8可以是参考射束。

可以使用透镜将第一激光射束4展开并且将其引导到光聚合记录介质6上。也可以通过使用透镜将第二激光射束8展开。在本实施例中，相应的激光射束4和8从相反侧照射光聚合记录介质6。在其他实施例中，第一和第二激光射束可以从同一侧照射光聚合记录介质。

当两束激光射束4和8到达光聚合记录介质时，它们的光波互相交叉和干涉。这种干涉图案被压印在光聚合记录介质上作为另外的体积全息图，该另外的体积全息图能够以定义的方式使所照射的光偏斜。

图3示出了根据本发明的用于在光聚合记录介质中记录多个散射体积全息图的布置2.2或系统2.2的另外的实施例的示意图，尤其是截面图。将借助于图3来描述根据本发明的方法的另外的实施例。为了避免重复，在下文中将仅描述图2的实施例与图3的实施例之间的区别。

如可以从图3看到的，在光聚合记录介质6的一个表面处布置了导光元件10。特别地，棱形元件10被布置在光聚合记录介质6的（底部）表面处。优选地，棱镜10与基板6.2直接接触。

所描绘的棱镜10被配置成使第二激光射束8进行折射。通过使经过棱镜10的第二激光射束8进行折射，激光射束8可以以高精确度被引导到光聚合记录介质6上。

如在上文中所描述的，图1至3仅示意性示出了用于记录光聚合记录介质的相应布置。为清楚起见，已经省略了记录系统中的若干部件。例如，可以在第一射束击中光聚合记录介质之前将其引导到强度成形遮罩上。此外，光聚合记录介质可以被提供有相位成形遮罩。替换地或附加地，可以提供（在第二激光射束的射束路径中的）一维散射膜和/或信息遮罩和/或（在第一射束的射束路径中的）射束光圈形成的遮罩。

此外，若干体积全息图可以被同时记录在记录介质6中。特别地，使用图2或3的布置，存在至少三条干涉射束：

A——由第一激光射束4和（通过第一激光射束在散射中心处和/或在已经形成的散射体积全息图处的散射生成的）被散射射束形成的散射体积全息图。

B——由第一激光射束4和第二激光射束8形成的另外的体积全息图（能够使来自第一激光射束的光在本质上不同的方向上偏斜）。

C——由第二激光射束8和（通过第二激光射束8在散射中心处和/或已经形成的散射体积全息图处的散射生成的）被散射射束形成的散射体积全息图。

相应的全息图（A-C）具有不同的布拉格光栅角度和周期，以使得与重构射束的相互作用也可以不同。被记录的体积全息图或光栅B可以具有对应于入射角的周期D（第一激光射束可以从法线向记录介质传播，以及第二激光射束角可以是β，其中

），

对于光栅B，可以得出以下公式：

. (a)

以及该光栅在记录介质中的取向α可以是对于法线的

(b)。

B-光栅提供光射束的耦出。然而，A光栅和C光栅二者都可以在激光光波与全息图的分布式相互作用期间引起光功率再分配。存在用于消除记录那些全息图之一的若干方法。

光射束的空间构造的另一变体可以是对于光聚合化记录材料的局部非均匀性的自衍射。在记录方法的变体之一中，这种散射或非均匀性可能作为记录信息而被特别地引发。所以全息图可以重构预定义的信息，但是其看起来像散射板。

在下文中，将描述根据本发明的方法的一个实施例。特别地，将借助于图4a至4c来更详细地描述多个散射体积全息图的生成。

图4a示出了在实施根据本发明的用于在光聚合记录介质中记录多个散射体积全息图的方法的实施例期间的例示第一时间点t₁处的光聚合记录介质的示意性截面图。如可以从图4a看到的，为清楚起见，仅示出了光活性层6.1。用第一激光射束4来照射光活性层6.1。例如，使用根据图1的布置2。

在图4a中，光活性层6.1被示为在第一时间点t₁处于第一状态中。第一时间点t₁是在记录过程的开始阶段中。在记录过程的开始阶段期间，由第一激光射束4生成散射中心12。通过由第一激光射束4所引发的光活性层6.1中的化学反应来生成多个散射中心12。激光射束4使光活性层6.1的分子改变它们的状态并且形成分子链。在中间状态中，所述分子形成散射中心12。如由圆点所指示的，在光活性层6.1内由第一射束4形成多个散射中心12。

图4b示出了光聚合记录介质的示意性截面图，特别是在实施根据本发明的用于在光聚合记录介质中记录多个散射体积全息图的方法的实施例期间的例示的另外的时间点t₂处的图4a的光活性层6.1的示意性截面图。该第二时间点t₂晚于第一时间点t₁。

在第二例示时间点t₂处，光活性层6.1仍被第一激光射束4照射。如在图4b中指示的，第一激光射束4的波4.1击中散射中心12。注意的是，为清楚起见，仅描绘了单个散射中心12。光或波4.1被散射中心12散射，以及因此形成散射波4.1’。该散射波4.1’与第一激光射束4的波4.2交叉和干涉。这种干涉图案被压印在光活性层6.1上作为散射体积全息图16.1。特别地，通过照射的第一激光射束波4.2与第一激光射束4的被散射光波4.1’之间的相互作用来形成多个散射体积全息图16.1。

图4c示出了光聚合记录介质的示意性截面图，特别是在实施根据本发明的用于在光聚合记录介质中记录多个散射体积全息图的方法的实施例期间的例示的另外的时间点t₃处的图4a的光活性层6.1的示意性截面图。该第三时间点t₃在第二时间点t₂之后。

如可以从图4c看到的，光活性层6.1仍被第一激光射束4照射。如上文中所描述的，第一散射体积全息图16.1已经被形成于光活性层6.1中。为清楚起见，在图4c中仅描绘了一个散射体积全息图16.1。第一激光射束4的波4.3击中到散射体积全息图16.1上。被散射的体积全息图将这些波4.4散射。散射的波4.3’与第一激光射束4的另外的波4.4交叉和干涉。该交叉和干涉引起另外的散射体积全息图16.2的生成。

在照射过程的末尾，光活性层6.1包括多个散射体积全息图16。

图5示出了在实施根据本发明的用于在光聚合记录介质中记录多个散射体积全息图的方法的另外的实施例期间的例示时间点t_e处的光聚合记录介质的示意性截面图。

在时间点t_e处，光活性层6.1被第一激光射束4和第二激光射束8照射。为清楚起见，在图5中仅描绘了光活性层6.1。如在图5中所指示的，光活性层6.1包括多个散射体积全息图16。这些散射体积全息图16已经如上文中所描述的那样被生成。除散射体积全息图16之外，所描绘的光活性层6.1包括轮廓分明的另外的体积全息图18。该另外的体积全息图18尤其能够使来自第一激光射束的光在本质上不同的方向上偏斜。通过第一射束4和第二射束8的光波的交叉和干涉来生成该另外的体积全息图18。

图7a示出了根据本发明的用于在光聚合记录介质中记录多个散射体积全息图的方法的实施例所记录的记录介质的示意性顶视图。

特别地，在图7a中示出了根据本发明的照明系统26的实施例。照明系统26包括第一光源20。第一光源20尤其是诸如LED 20.1至20.3之类的多个非相干光源20.1至20.3的阵列。作为示例，描绘了三个LED 20.1至20.3。

此外，照明系统26包括光导堆叠32。光导堆叠32优选地包括光导板30，其中光聚合记录介质附接到该光导板30的至少一侧。光聚合记录介质已经根据先前所描述的方法而被记录。特别地，光导板30可以包括根据图2、3和/或5的光活性层6.1。换言之，在本示例中，光导板30包括光活性层6.1，该光活性层6.1具有多个散射体积全息图和另外的轮廓分明的体积全息图。

如可以从图7a进一步看到的，将光源20和光导板30关于彼此布置为使得从光源20发射的光经由光导板30的第一边缘面28而被耦合到光导板30中。此外，光在自由空间中以半球体形式从光导堆叠耦出。由此，从光导堆叠耦出的光在第一极截面中具有辐射角分布的第一FWHM角α以及在第二极截面中具有辐射角分布的第二FWHM角β，其中α>>β。

此外，图7a中描绘的实施例示出了在观察者的视角是90°的情况下可由观察者觉察到的所得到的光图。与根据现有技术的光导堆叠（参见图6a）相对比，光导板30的（本质上）总表面34提供可由观察者觉察到的均匀光表面。特别地，由图7a中示出的照明系统生成可由观察者觉察到的（本质上）均匀发光表面。仅为阐明起见，将若干光条带22和24描绘在光导板30的表面上。

第一光条带22.1至22.3由通过第一激光射束4和第二激光射束8的交叉所生成的轮廓分明的体积全息图产生。该体积全息图用来使从边缘面28照射的光在相对于光活性层6.1的延伸的法线方向上偏斜。由此，由LED 22.1创建光条带22.1，由LED 22.2创建光条带22.2以及由LED 22.3创建光条带22.3。

除这些光条带22.1至22.3以外，生成另外的光条带24.1至24.3。这些光条带24.1至24.3由光导板30的光活性层6.1的多个散射体积全息图产生。LED 20.1的光波被散射体积全息图散射并且所述光波生成光条带24.1。相应地生成另外的光条带24.2和24.3。

注意的是，实际测试已经表明，生成了几乎均匀的场，其中光条带22.1至22.3和24.1至24.3的轮廓（如果出现的话）是由观察者轻微可见的。

图7b示出了根据本发明的用于在光聚合记录介质中记录多个散射体积全息图的方法的实施例所记录的记录介质的另外的示意性顶视图。特别地，在图7b中示出（已经描述的）照明系统26。图7a与7b之间的区别是观察者的视角。图7b中的视角是（大约）60°。

如可以从图7b看到的，与图7a中的光条带22.1至22.3的轨迹相比，不同的视角使光条带22.1至22.3被观察者在不同角度下觉察到。此外，由散射体积全息图产生的光条带24.1至24.3也在不同角度下被觉察到。然而，如可以从图7b看到的，观察者仍在光导板30的（几乎）总面积上觉察到本质上均匀的发光表面。

注意的是，根据另外的实施例，诸如另外的LED阵列之类的至少第二光源（未示出）可以至少被布置在第二边缘面处。可以将第二光源布置为使得来自这一光源的光经由至少第二边缘面被耦合到光导板中。

最后，注意以下内容：

根据本发明的实施例，用于光学元件以及光分布记录和再生的全息记录系统和方法可以包括：至少一个光源；至少一个光学光构造元件，用于对由上文提到的光源所产生的光射束进行空间调制；在光源的波长方面灵敏的光折射记录介质；信息调制器，用于在记录系统中输入信息；多个辅助光学元件，用于光学射束变换和引导；其中当在由上文提到的光学光构造元件所构造的光射束与由所提到的信息调制器所调制的光射束之间发生干涉时，在光折射记录介质中实行信息的记录。

根据另一实施例，所提到的空间构造的射束可以被形成于记录介质和空气的总内部光学边界上。此外，根据另一实施例，所提到的空间构造的射束可以由空间周期小于信号和参考射束干涉的空间频率的布拉格光栅形成。

此外，所提到的空间构造的射束可以被形成于所提到的光学边界散射的自散射之上。所提到的空间构造的射束可以由信息调制器直接调制。所提到的空间构造的射束可以被形成于直接在光折射介质中的光的散射之上。此外，所提到的散射可以在记录曝光期间由记录介质的相位非均匀性所引起，以使得该散射在全息图的记录期间发生。根据另一实施例，所提到的光学边界的相位解除可以实行所提到的信息调制器的功能。所提到的光源可以具有低相干性，以使得传播经过信息调制器的射束与由光学光构造元件所形成的射束之间的有效干涉是不可能的。该系统可以应用彼此不相干的两个所提到的光源，以使得全息图可以被记录为信息射束自记录和空间构造参考射束自记录的单独全息图，所述全息图之间的相互作用由于光折射记录介质而发生。

Claims (15)

1.用于在光聚合记录介质（6）中记录多个散射体积全息图的方法，所述方法至少包括以下步骤：

a. 提供第一激光源；

b. 提供包括基板（6.2）和光活性层（6.1）的光聚合记录介质（6），其中所述光聚合记录介质（6）具有至少0.04的折射率调制△n，和至少25 μm的所述光活性层（6.1）的厚度d；

c. 利用由所述第一激光源生成的第一激光射束（4）以3*D_i的最小照射能量剂量来照射所述光聚合记录介质（6），D_i是所述光活性层（6.1）的抑制剂量；

其中实行对所述光聚合记录介质（6）的照射，以使得照射的第一激光射束（4、4.1、4.2、4.3、4.4）的光在散射中心（12）处被散射，通过由所述第一激光射束（4、4.1、4.2、4.3、4.4）所引发的所述光活性层（6.1）中的化学反应来生成所述散射中心（12），由此通过所述照射的第一激光射束（4、4.1、4.2、4.3、4.4）与所述第一激光射束（4、4.1、4.2、4.3、4.4）的被散射光（4.1’、4.3’）之间的相互作用形成多个散射体积全息图（16、16.1、16.2）。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于提供第二激光射束（8），其中所述第一激光射束（4、4.1、4.2、4.3、4.4）与所述第二激光射束（8）相互作用来记录除所述多个散射体积全息图（16、16.1、16.2）以外的另外的体积全息图（18），所述另外的体积全息图（18）能够使来自所述第一激光射束（4、4.1、4.2、4.3、4.4）的光在不同的方向上偏斜。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述第二激光射束（8）由所述第一激光源生成。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于将所述光活性层（6.1）层叠到所述基板（6.2）上。

5.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其特征在于所述基板（6.2）是透明的或半透明的。

6.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其特征在于在总照射过程的开始阶段期间，所述第一激光射束（4、4.1、4.2、4.3、4.4）生成所述散射中心（12）。

7.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其特征在于所述光聚合记录介质（6）可以包括光聚合物膜，所述光聚合物膜包括交联基质和书写单体。

8.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于以侧光式配置来提供所述第一激光射束（4、4.1、4.2、4.3、4.4）和/或所述第二激光射束（8）。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于在所述光聚合记录介质（6）的表面处提供至少一个光学导光元件（10）。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述光学导光元件（10）与所述光聚合记录介质（6）的表面光学接触。

11.根据权利要求1所述的方法所记录的多个散射体积全息图（16、16.1、16.2）。

12.用于根据权利要求1所述的方法在光聚合记录介质（6）中记录多个散射体积全息图（16、16.1、16.2）的记录系统（2、2.1、2.2）。

13.具有至少一个均匀发光表面（34）的照明系统（26），其包括：

a. 至少一个光源（20、20.1、20.2、20.3）；

b. 包括光导板（30）的光导堆叠（32），其中光聚合记录介质附接到所述光导板（30）的至少一侧，所述光聚合记录介质的光活性层（6.1）具有根据权利要求1的方法所记录的多个散射体积全息图（16、16.1、16.2）和根据权利要求2所记录的另外的体积全息图（18）；

其中将所述至少一个光源（20、20.1、20.2、20.3）和所述光导堆叠（32）关于彼此布置为使得从所述至少一个光源（20、20.1、20.2、20.3）发射的光经由所述光导板（30）的第一边缘面（28）被耦合到所述光导板（30）中，

其中所述光在自由空间中以半球体形式从所述光导堆叠（32）耦出，以及

其中从所述光导堆叠（32）耦出的光在第一极截面中具有辐射角分布的第一FWHM角α以及在第二极截面中具有辐射角分布的第二FWHM角β，其中α>>β。

14.根据权利要求13所述的照明系统（26），其中所述照明系统（26）包括至少一个第二光源，所述至少一个第二光源被布置为使得来自至少第二光源的光经由至少第二边缘面被耦合到所述光导板（30）中。

15.根据权利要求13或14所述的照明系统，其特征在于所述至少一个光源（20、20.1、20.2、20.3）和/或所述至少一个第二光源是发光二极管LED。

Images