DE3734438A1 - Verfahren zur herstellung eines reflexionshologramms - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines reflexionshologrammsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
Reflexionshologramms durch Belichten einer
lichtempfindlichen Schicht mit interferierender
Laserstrahlung, durch die in der lichtempfindlichen Schicht
parallel zur Schichtoberfläche Ebenen gleicher
Phasendifferenz mit einem von der Wellenlänge des von dem
Hologramm zu reflektirenden Lichtes vorgegebenen Abstand
gebildet werden.
Die auf diese Weise belichteten lichtempfindlichen
Schichten werden anschließend in bekannter Weise
entwickelt. Als lichtempfindliche Schichten haben sich für
die Herstellung solcher holographischer Spiegel
insbesondere Dichromat-Gelatine-Schichten bewährt.
Bei dem bekannten Verfahren erfolgt die Herstellung von
Reflexionshologrammen in der Weise, daß der
lichtempfindliche Film als Schicht auf einem ebenen
transparenten Substrat parallel zu einem Spiegel
positioniert und auf seiner gesamten Fläche mit einem
entsprechend zweidimensional aufgeweiteten
Laserstrahlenbündel von entsprechendem Querschnitt
großflächig belichtet wird. Das Laserlicht durchdringt
als Referenzwelle den lichtempfindlichen Film und das
Substrat, wird von der Spiegelfläche reflektiert,
durchläuft von neuem den Film als Objektwelle und bildet
in dem Film die gewünschten Interferenzebenen.
Dieses bekannte Verfahren hat verschiedene Nachteile, wenn
homogen reflektierende Hologramme erzeugt werden sollen. So
ist es z. B. insbesondere bei großflächigen Hologrammen
außerordentlich schwierig, die erforderliche hohe Konstanz
des senkrechten Abstandes zwischen der lichtempfindlichen
Schicht und der Spiegelfläche für die Dauer der
Belichtungszeit einzuhalten. 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 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.
Für bestimmte Anwendungszwecke werden verhältnismäßig
großflächige homogene Reflexionshologramme benötigt. Das
ist zum Beispiel der Fall, wenn die Windschutzscheibe eines
Kraftfahrzeugs ganz oder teilweise mit einem solchen
Reflexionshologramm versehen werden soll, wie es in der
DE-OS 31 36 946 beschrieben ist. In diesem Fall ist das
Hologramm als Weißlichthologramm ausgebildet und soll die
von oben einfallende Sonnenstrahlung reflektieren, während
in horizontaler Richtung die Lichtstrahlen ungehindert
hindurchtreten sollen. Ebenso sind verhältnismäßig
großflächige Reflexionshologramme erforderlich, wenn
beispielsweise im Sichtfeld einer Windschutzscheibe ein
Reflexionshologramm angeordnet werden soll, das zur
Sichtbarmachung von optischen Informationen oder Signalen
im Sichtfeld des Fahrers dient. Die Verwendung eines
Reflexionshologramms für diesen Zweck ist beispielsweise
in der DE-OS 35 32 120 beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs
genannte Verfahren zur Herstellung von
Reflexionshologrammen dahingehend weiterzuentwickeln, daß
die Herstellung von großflächigen Reflexionshologrammen
vereinfacht und verbessert wird.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
daß die lichtempfindliche Schicht mit wenigstens einem
Laserstrahlenbündel unter einem vorgegebenen
Einfallswinkel in einer ersten Richtung linien- bzw.
streifenförmig belichtet und zwischen der
lichtempfindlichen Schicht und dem Laserstrahlenbündel
eine kontinuierliche Relativbewegung in einer zweiten
Richtung mit einer Geschwindigkeit erzeugt wird, die die
ausreichende Belichtung der Schicht sicherstellt.
Gemäß einer ersten Ausführungsform des neuen Verfahrens
wird als Laserstrahlenbündel ein im wesentlichen
zweidimensionales divergentes statisches
Laserstrahlenbüschel verwendet, das auf der
lichtempfindlichen Schicht ein sich in der ersten Richtung
erstreckendes Lichtband bildet.
Bei einer zweiten Ausführungsform wird als
Laserstrahlenbündel ein im wesentlichen eindimensionales
paralleles Laserstrahlenbündel verwendet, und dieses auf
der lichtempfindlichen Schicht einen Lichtpunkt bzw.
kleinen Lichtfleck bildenden Laserstrahlenbündel 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 streifenförmige Belichtung und
Relativbewegung zwischen dem Strahlenbündel und der
lichtempfindlichen Schicht. Dabei sind die
Relativgeschwindigkeit zwischen der lichtempfindlichen
Schicht und dem Strahlenbündel, sowie die Intensität und
die Breite bzw. der Durchmesser des Strahlenbündels so
aufeinander abzustimmen, daß die benötigte 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 Reflexionsfläche sehr genau konstantgehalten zu
werden. Das aber ist unvergleichlich einfacher als die
exakte Einhaltung dieses Abstandes auf der gesamten
Hologrammfläche. Aus diesem Grunde lassen sich mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren sehr viel gleichmäßigere
Reflexionshologramme herstellen als mit dem bekannten
Verfahren.
Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin,
daß im Gegensatz zu den 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 verstärkende holographische Bilder
diese Fehler erzeugen. Auch unter diesem Gesichtspunkt
ist als die optische Qualität der erfindungsgemäß
hergestellten Reflexionshologramme besser als die optische
Qualität der nach dem bekannten Verfahren hergestellten
Reflexionshologramme.
Die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen dem
Laserstrahlenbündel und der lichtempfindlichen Schicht in
deren Längsrichtung ist begrenzt durch die Leistung des
das Laserstrahlenbündel erzeugenden Lasers. Um die
Geschwindigkeit der Relativbewegung weiter zu erhöhen,
kann die lichtempfindliche Schicht gleichzeitig mit
mehreren Laserstrahlenbündeln belichtet werden, die aus
verschiedenen Lasern stammen. Bei einer Belichtung mit
mehreren Lasern muß lediglich gewährleistet sein, daß
die von den verschiedenen Lasern erzeugten
Interferenzstrukturen sich nicht gegenseitig auslöschen.
Dies ist jedoch bei den meisten Dauerstrichlasern gegeben.
So hat z. B. ein Argon-Ionen-Laser eine Breite der
Verstärkungslinie 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
ein parallel zur lichtempfindlichen Schicht angeordnete
spiegelnde Oberfläche dienen. Da bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren die Belichtung nur linien-
bzw. streifenförmig erfolgt, kann in diesem Fall ein
Spiegel mit einer in der Bewegungsrichtung der
lichtempfindlichen Schicht gekrümmten Oberfläche zur
Anwendung kommen, beispielsweise in 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 Verfahrens wird der Abstand zwischen der
lichtempfindlichen Schicht und der die Objektwelle
erzeugenden reflektierenden Fläche dadurch konstant
gehalten, daß die Grenzfläche lichtempfindliche
Schicht/Luft oder gegebenenfalls die Grenzfläche
Trägerfolie/Luft als Reflexionsfläche dient, das heißt
es wird auf eine zusätzliche Spiegelfläche für die
Erzeugung der Objektwelle verzichtet. 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 Flüssigkeit, wie
beispielsweise Quecksilber, in Kontakt bringen. Die
reflektierte Objektwelle entsteht auf diese Weise an der
Grenzfläche lichtempfindliche Schicht/Quechsilber bzw.
Trägerfolie/Quecksilber.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener
Ausführungsbeispiele für das neue Verfahren anhand der
Zeichnungen.
Von den Zeichnungen zeigt
Fig. 1a, 1b eine Anordnung für die Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens mit Hilfe
eines divergenten Laserstrahlenbüschels,
die sich für größere Einstrahlungswinkel
eignet,
Fig. 2a, 2b ein für kleinere Einstrahlungswinkel
geeignete Anordnung des neuen Verfahrens
mit Hilfe eines divergenten
Laserstrahlenbüschels,
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 Laserstrahlenbündels.
Den in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Verfahrens ist gemeinsam, daß
zunächst ein Laserstrahlbüschel 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
Laserstahlbündel 2 austritt. Der Querschnitt des
Strahlenbündels 2 wird durch die 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, in der
nun die Ausweitung des Strahlenbündels in einer Richtung
erfolgt. Die Zylinderlinse 8 ist dabei so ausgerichtet,
daß die von dem Strahlenbüschel 6 und der
lichtempfindlichen Schicht 10 gebildete Schnittlinie unter
einem rechten Winkel oder gegebenenfalls unter einem
beliebigen anderen Winkel ungleich Null zur
Bewegungsrichtung F der lichtempfindlichen Schicht
verläuft.
Der Winkel Alpha, unter dem das Strahlenbüschel in die
lichtempfindliche Schicht eingestrahlt wird, bestimmt die
Interferenzstruktur in der lichtempfindlichen Schicht, das
heißt der Abstand der Interferenzebenen, und damit die
Charakteristik des Reflexionshologramms. Durch Veränderung
des Einstrahlungswinkels Alpha kann man die
Reflexionseigenschaften des Hologramms der Wellenlänge des
Lichts anpassen, das hauptsächlich reflektiert werden
soll.
Es ist auch möglich, Reflexionshologramme 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 Laserstrahlenbüschels ein
Absorptionsfilter mit sich entlang des Filters
verändernder Lichtabsorption einschaltet, so daß sich auf
der lichtempfindlichen Schicht ein Lichtband mit enem
gewünschten Intensitätsprofil ergibt. Eine andere
Möglichkeit, holographische Endlosspiegel mit einem
definierten Intensitätsprofil herzustellen, besteht darin,
mehrere Laserstrahlenbüschel, die von unterschiedlichen
Lasern mit verschiedenen Wellenlängen stammen,
aneinanderzufügen.
In dem in Fig. 1a und 1b dargestellten Fall ist der
gewünschte Einstrahlungswinkel Alpha größer als der
Grenzwinkel der Totalreflexion, so daß das
Strahlenbüschel 6 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, beipielsweise
Dichromat-Gelatine, befindet sich als dünne Schicht auf
einer geeigneten transparenten Trägerfolie 11. Die
Einstrahlung des Laserstrahlenbüschels 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 dargestellte Einstrahlung in die lichtempfindliche
Schicht von der Substratseite her hat außerdem die weitere
günstige Eigenschaft, daß das Verfahren
verhältnismäßig unempfindlich ist gegen Veränderungen
des Einstrahlungswinkels Alpha 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 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 Laserstrahlenbüschel 16
unter einem verhältnismäßig kleinen Winkel Alpha ′ in
die lichtempfindliche Schicht 17 eingestrahlt werden soll.
Da in diesem Fall Alpha ′ kleiner ist als der Grenzwinkel
der Totalreflexion, wird das Prisma überflüssig und das
Laserstrahlenbüschel wird unmittelbar in die Trägerfolie
18 eingestrahlt.
Infolge des kleinen Einfallswinkels Alpha ′ ist auch die
Reflexion an der Grenzfläche lichtempfindliche Schicht/
Luft verhältnismäßig gering, so daß der größte Teil
des Strahlenbüschels 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 Alpha ′, 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
Trägerfolie/Luft zu verringern bzw. auszuschalten. Diese
Reflexionen tragen dann nämlich wegen der geringeren
Winkeltoleranz, die im Falle der Reflexion an der
Grenzfläche Trägerfolie/Luft um den Faktor d/D
(d = Dicke der lichtempfindlichen Schicht, D = Dicke der
Trägerfolie) kleiner ist, 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 Laserstrahlenbüschels 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 lichtempfindliche Schicht/Quecksilber eine
100%ige Reflexion erreicht wird, können in diesem Fall
auch bei kleinen Einstrahlungswinkeln Alpha ′ Verhältnisse
von Objektwelle/Referenzwelle von nahezu 1 erzeugt werden.
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 30 trifft nach Durchlaufen einer
Fokussieroptik 31 auf die Spiegelfläche eines rotierenden
Spiegelpolygons 32. 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 Laserstrahlenbündel 30 jeweils reflektierende
Spiegelfläche 34 in der Brennebene eines Hohlspiegels 35
liegt. Durch Rotation des Spiegelpolygons 32 wird das
Laserstrahlenbündel 30 periodisch auf dem 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 Alpha ′ und Gamma
während des Scannvorganges nahezu kontant bleibe.
Wenn man ein Reflexionshologramm erzeugen will, das in der
Querrichtung und/oder in der Längsrichtung des Hologramms
unterschiedliche Reflexionseigenschaften aufweisen soll,
kann in den Strahlengang des Laserstrahlenbündels 30 ein
elektrooptischer Modulator 36 zwischengeschaltet werden.
Durch diesen elektrooptischen Modulator 36 läßt sich die
Lichtintensität dynamisch während des Scannvorgangs von
Punkt zu Punkt rechnergesteuert entsprechend einem
gewünschten Programm variieren.
Gegenüber der statischen Einstrahlung mit einem
zweidimensionalen Laserstrahlenbüschel hat die dynamische
Einstrahlung mit einem eindimensionalen
Laserstrahlenbündel den Vorteil, daß für jedes zu
belichtende Flächenelement des Reflexionshologramms
nunmehr die gesamte Laserleistung zur Verfügung steht. Die
Belichtungszeit pro Flächenelement wird dadurch drastisch
reduziert (Faktor 1000 und mehr), so daß die
Stabilitätsanforderungen bei der Hologrammaufzeichnung im
jeweiligen Flächenelement deutlich unkritischer 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 Reflexionshologramms
durch Belichten einer lichtempfindlichen Schicht mit
interferierender Laserstrahlung, durch die in der
lichtempfindlichen Schicht parallel zur Oberfläche
der Schicht Ebenen gleicher Phasendifferenz mit einem
von der Wellenlänge des von dem Hologramm zu
reflektierenden Lichtes vorgegebenen Abstand gebildet
werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die lichtempfindliche Schicht mit wenigstens
einem Laserstrahlenbündel unter einem vorgegebenen
Einfallswinkel in einer ersten Richtung linien- bzw.
streifenförmig belichtet und zwischen der
lichtempfindlichen Schicht und dem
Laserstrahlenbündel eine kontinuierliche
Relativbewegung in einer zweiten Richtung mit einer
Geschwindigkeit erzeugt wird, die die ausreichende
Belichtung der Schicht sicherstellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Laserstrahlenbündel ein im wesentlichen
zweidimensionales divergentes statisches
Laserstrahlenbüschel verwendet wird, das auf der
lichtempfindlichen Schicht ein sich in der ersten
Richtung erstreckendes Lichtband bildet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Laserstrahlenbündel ein im wesentlichen
eindimensionales paralleles Laserstrahlenbündel
verwendet und dieses Laserstrahlenbündel durch ein
Lichtablenksystem dynamisch in der zweiten Richtung
abgelenkt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die linien- bzw. streifenförmige
Belichtung in Richtung quer zur Längsrichtung der
Relativbewegung erfolgt.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei ortsfester
Anordnung der Einrichtungen zur Erzeugung des
Laserstrahlenbündels die lichtempfindliche Schicht
bzw. das die lichtempfindliche Schicht tragende
Substrat kontinuierlich bewegt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der reflektierte
Objektstrahl für die Erzeugung der
Interferenzstruktur an einer Spiegelfläche erzeugt
wird, die über eine Immersionsflüssigkeit an die
lichtempfindliche Schicht oder an den Träger
angekoppelt wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung der
lichtempfindlichen Schicht auf einem
lichtdurchlässigen Träger, insbesondere eine Folie,
die Einstrahlung des Laserstrahlenbündels auf der der
Schicht abgekehrten Seite des Trägers erfolgt, und
daß als reflektierter Objektstrahl für die Erzeugung
der Interferenzstruktur der an der freien Grenzfläche
der lichtempfindlichen Schicht reflektierte Anteile des
Laserstrahlenbündels dient.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstrahlung
des Laserstrahlenbündels in den Träger oder
unmittelbar in die lichtempfindliche Schicht mit Hilfe
eines langgestreckten, mit dem Träger bzw. mit der
lichtempfindlichen Schicht über eine
Immersionsflüssigkeit in Kontakt stehenden
Prismenkörpers erfolgt.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des
Reflxionsgrades an der freien Oberfläche der
lichtempfindlichen Schicht diese Oberfläche mit der
Oberfläche einer lichtreflektierenden Flüssigkeit in
Kontakt gebracht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß als lichtreflektierende Flüssigkeit Quecksilber
verwendet wird.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3
bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität
des Lichtpunkts zur Erzeugung eines definierten
Intensitätsprofils in Ablenkrichtung rechnergesteuert
variiert wird.
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