JP3414011B2 - ホログラムの製造方法 - Google Patents
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，再生波長とは異なる波
長でホログラムを製作するホログラムの製造方法に関す
る。 【０００２】 【従来技術】感光材の高感度の波長域とホログラムを使
用する時の再生波長とが異なっているため，再生時の波
長とは異なった波長でホログラムを記録することが従来
より行われている。このような，波長シフト法によるホ
ログラム製造に対処する方法として，原理的には，ホロ
グラム記録時の光の入射角度と再生時の入射角度とを変
化させる方法と，ホログラムを記録するときの感光材の
膜厚と完成したホログラムの膜厚とを変化させる方法と
がある。 【０００３】入射角度を変化させる上記第１の方法は，
入射角度の変化によって収差が発生するので，収差を補
正する手段が必要である（例えば，特開昭６０−２４３
６８９号公報参照）。一方，膜厚を変化させる上記第２
の方法では，膜厚を所定の値に変化させることができれ
ば，再生時の照明光を記録時の入射角度と同一角度から
入射させることができるから，第１の方法のような角度
変化による収差の発生がない。 【０００４】 【解決しようとする課題】しかしながら，波長をシフト
させる上記ホログラムの製造方法には，いずれも次のよ
うな問題点がある。入射角度を変化させる第１の方法
は，上述した収差を補正するための光学系が極めて複雑
となり，製造装置が高価となる（特開昭６０−２４３６
８９号公報の第７図等参照）。 【０００５】一方，ホログラムの膜厚を変化させる第２
の方法では，感光材の種類によっては膜厚の変化率を容
易に設定できるものもあるが，膜厚の変化率がほぼ一定
でコントロールできない感光材が多く，このように膜厚
の変化率が一定の多くの感光材についてはこの方法は適
用できないという問題がある。本発明は，かかる従来の
問題点に鑑みてなされたものであり，再生時と異なった
波長の記録光を用い，かつ簡素な光学系により，高精度
のホログラムを製作することのできるホログラムの製造
方法を提供しようとするものである。 【０００６】 【課題の解決手段】本発明は，再生時の照明光の波長λ
2 がホログラム記録光の波長と異なった値である，波長
シフト法によるホログラムの製造方法であって，始め
に，ホログラム完成時における膜厚がホログラム記録時
の膜厚に対して一定の範囲内で調整可能である感光材を
用い，上記照明光の波長λ2 とは異なる波長λ0 の記録
光を照射すると共に，ホログラムの膜厚をホログラム記
録時の膜厚に対して所定の変化率Ｍ1 だけ変化させてマ
スタホログラムを製作し，次いで該マスタホログラムを
感光材に複製してコピーホログラムを製作し，かつ，上
記コピーホログラムの膜厚のホログラム記録時の膜厚に
対する変化率Ｍ2 と上記マスタホログラムにおける膜厚
の変化率Ｍ1 との積Ｍ1 Ｍ2 が，コピーホログラムの照
明光の波長λ2 とマスタホログラムの記録光の波長λ0
との比率λ2 ／λ0 となるように上記膜厚ホログラムに
おける変化率Ｍ1 を調整することを特徴とするホログラ
ムの製造方法にある。 【０００７】本発明において最も注目すべきことは，ホ
ログラムがマスタホログラムを複製して製作され，この
マスタホログラムは，ホログラム完成時の膜厚がホログ
ラム記録時の膜厚に対して一定の範囲内に調整可能な感
光材を用いて製作されていることである。そして，マス
タホログラムの膜厚の変化率（縮小率又は拡大率）Ｍ1
を所定の値に設定し，これによってコピーホログラムの
膜厚の変化率Ｍ2 とマスタホログラムの膜厚の積Ｍ1 Ｍ
2 が所定値λ2 ／λ0 となるようにすることだある（但
し，λ0 はマスタホログラムを記録する光の波長であ
り，λ2 はコピーホログラムの再生時の照明光の波長で
ある）。 【０００８】膜厚の変化率が調整可能な感光材として
は，例えば重クロム酸ゼラチンなど湿式工程（水洗，脱
水等の工程）を経てホログラムを定着させるものがあ
る。このような湿式工程を経て定着させる感光材は，露
光時における水分量を調整するなどの方法により，膜厚
の変化率を容易に調整することができるからである。 【０００９】なお，上記において，マスタホログラムの
記録光の波長λ0 は，マスタホログラムの感光材に対し
て高感度な波長域に選定することが好ましく，またマス
タホログラムを用いてコピーホログラムを記録するとき
の記録光の波長λ1 は，マスタホログラムに対する回折
効率が良好である波長であることが好ましい。このよう
な波長を選択することによって，いずれの場合も感光材
にシャープな干渉縞を形成することができるからであ
る。 【００１０】また，ホログラムに形成される干渉縞の方
向（山又は谷などの同一位相線の方向）は，ホログラム
の面に対して１０°以下に傾斜させること，即ち，参照
光と物体光の入射角の絶対値の差を１０°以下にするこ
とが好ましい。その理由は，次の通りである。ホログラ
ムの面と干渉縞とのなす傾きの角度αは，膜厚を変化さ
せることによって若干変化し，その角度の変化Δαは，
上記角度αが大きいほど大きくなる。 【００１１】そして，干渉縞の傾きの角度αが変化する
と，記録光と同一角度から入射した照明光に対して最大
効率となる照明光の波長（極大効率波長）が変化し，そ
の結果として所望の波長λ2 における回折効率の低下を
生ずるからである。または，波長λ2 で最大効率を得よ
うとすると，照明光の入射角度を記録光の入射角度に対
して変化させることとなり，前記第１の方法のような収
差を生ずることになる。 【００１２】 【作用及び効果】ホログラムの干渉縞は，ホログラムの
面（光の屈折面）に対して，一定の角度を有して互いに
平行に形成される。そのため，ホログラムの膜厚が変化
すると，その変化率Ｍに比例して干渉縞のピッチが拡大
又は縮小し，回折条件（ブラッグの条件）を満足する波
長の大きさも上記変化率Ｍに比例して変化する。 【００１３】即ち，図５（ａ），（ｂ）に示すように，
ホログラム記録時における感光材１５の膜厚ｔ0 が，ホ
ログラム完成時においてｔ0 ′に変化すると，干渉縞１
６のピッチｄはｄ′に変化し，その変化率は互いに等し
くなる（ｄ′／ｄ＝ｔ0 ′／ｔ0 ＝Ｍ）。その結果，同
一角度から入射する光に対してブラッグの条件を満たす
波長λも上記変化率Ｍにほぼ比例してλ′に変化する。 【００１４】即ち，ｎを正の整数とし，φを入射角とし
たとき，φが等しいとすると，λ＝２ｎｄｓｉｎφ，
λ′＝２ｎｄ′ｓｉｎφであるから，λ′／λ＝ｄ′／
ｄである。なお，正確には膜厚ｔ0 の変化に伴って，干
渉縞のホログラム面に対する傾き角αが若干変化する。 【００１５】従って，上式は近似式であり，近似式が精
度よく成立つためには，前記のように干渉縞とホログラ
ム面とのなす角αは１０°以下であることが好ましい。
それ故，製造対象とするホログラムは，リップマン形で
ある方が本発明の効果をより良く発揮することができ
る。 【００１６】一方，本発明にかかるホログラムの製造方
法においては，マスタホログラムを複製してホログラム
を製造するから，膜厚の変化はマスタホログラムを製作
する工程とマスタホログラムを複製する工程の２つの工
程において２度発生する。その結果，同一の角度から入
射する光に対して，上記ブラッグの条件を満たす極大効
率の波長は，マスタホログラムの製作時とコピーホログ
ラムの製作時の２段階において変化し，コピーホログラ
ムにおける照明光の波長λ2 とマスタホログラムにおけ
る記録光の波長λ0 との比率は，膜厚の変化率Ｍ1 ，Ｍ
2 の積Ｍ1Ｍ2 にほぼ比例する。 【００１７】そして，上記変化率Ｍ1 は可調整であるか
ら，変化率Ｍ1 を調整することにより変化率の積Ｍ1 Ｍ
2 を所定の値とし，同一入射角においてコピーホログラ
ムに対して極大効率条件を満たす波長を，所望の値λ2
とすることができる。即ち，マスタホログラム記録時と
全く同一の角度から所望の波長λ2 の照明光を照射し
て，物体光と同一の方向に向かう回折光を高効率に得る
ことができる。そして照明光の入射角度は，記録光と同
一の入射角度であるからホログラムには収差が生じな
い。 【００１８】それ故，収差を補正するために複雑な光学
系を用いる必要がなく，ホログラム記録時における光学
系は，非常に簡素である。上記のように，本発明によれ
ば，再生時とは異なった波長の記録光を用い，かつ簡素
な光学系により，高精度のホログラムを製作することの
できるホログラムの製造方法を提供することができる。 【００１９】 【実施例】本発明の実施例にかかるリップマンホログラ
ムの製造方法について，図１〜図４を用いて説明する。
本例は，再生時の照明光３５の波長λ2 （図１（ｂ））
がホログラムの記録光３１，３２の波長λ0 （図２
（ａ））と異なった値である波長シフト法によるホログ
ラム１０の製造方法である。初めに，図２に示すよう
に，ホログラム完成時における膜厚ｔ0 ′がホログラム
記録時の膜厚ｔ0 に対して一定の範囲で調整可能である
感光材２１を用いて，照明光３５の波長λ2 とは異なる
波長λ0 の記録光３１，３２を照射すると共にホログラ
ム膜厚ｔ0 ′をホログラム記録時の膜厚ｔ0 に対して所
定の変化率Ｍ1だけ変化させてマスタホログラム２０を
製作する（Ｍ1 ＝ｔ0 ′／ｔ0 ）。 【００２０】次いで，図１に示すように，マスタホログ
ラム２０を感光材１１に複製してコピーホログラム１０
を製作する。このとき，コピーホログラム１０の膜厚ｔ
1 ′のホログラム記録時の膜厚ｔ1に対する変化率Ｍ2
とマスタホログラム２０における上記変化率Ｍ1 との積
Ｍ1Ｍ2 が，コピーホログラム１０の照明光３５の波長
λ2 とマスタホログラム２０の記録光３１，３２の波長
λ0 との比率λ2 ／λ0 となるように上記マスタホログ
ラム２０における変化率Ｍ1 の値を調整する。 【００２１】それぞれについて説明を補足する。図２に
示すマスタホログラム２０の感光材２１は重クロム酸ゼ
ラチン（ＤＣＧ）であり，真空引きをして充分に乾燥さ
せた後，図２（ａ）に示すように，感光材２１の両側か
ら記録光３１，３２を照射し，干渉縞を形成する。この
ときの膜厚をｔ0 とする。そして，膜厚を調整してホロ
グラムを定着する次の工程において，図２（ｂ）に示す
ように，膜厚は上記ｔ0 からｔ0 ′に変化させる（膜厚
の変化率Ｍ1 ＝ｔ0 ／ｔ0 ′）。 【００２２】即ち，重クロム酸ゼラチンを用いた感光材
２１を，湿式の現象工程（水洗→硬膜→脱水→乾燥）を
経てホログラムを定着させるが，高温乾燥の工程におい
て感光材２１の水分量を調整してその膜厚を変化させ
る。また，このときに，適宜膨潤剤等を添加してもよ
い。 【００２３】その結果，図２（ｂ）に示すように，マス
タホログラム２０に対して同一の入射角度θで入射する
照明光３３は，記録光３１，３２の波長λ0 とは異なっ
た波長λ1 において極大の回折効率を示すようになる。
そして，この波長λ1 は，前記のように膜厚の変化率Ｍ
1 にほぼ比例する（λ1 ＝Ｍ1 λ0 ）。図２（ｂ）にお
いて，符号３４は回折光，また図２（ａ）において記録
光３１は参照光，記録光３２は物体光である。 【００２４】次に，このマスタホログラム２０を複製し
てコピーホログラム１０を作製する工程を説明する。図
１（ａ）に示すように，膜厚がｔ1 の感光材１１を屈折
率調整液１２（シリコンオイル等）を介してマスタホロ
グラム２０に接触させる。感光材１１の材料は，色素増
感された重クロム酸ゼラチン，フォトポリマ，銀塩乾板
などであり，ホログラム作製時における膜厚の変化率Ｍ
2 は，ほぼ一定である。 【００２５】そして，任意の波長λc の記録光３４１
（レーザー光など）を，マスタホログラム２０の回折効
率が良好となる角度θc で照射し，入射記録光３４１と
マスタホログラム２０の回折光である記録光３４２とに
よって，感光材１１にマスタホログラム２０を複製し，
マスタホログラム２０と同一の干渉縞を感光材１１に形
成する。 【００２６】その後，感光材１１に上記干渉縞を定着し
てホログラム１０を完成する。このホログラム１０の膜
厚ｔ1 ′は，上記膜厚ｔ1 と膜厚の変化率Ｍ2 の積とな
る。その結果，上記入射角度θで入射した照明光３５
の，ホログラム１０における効率極大の波長は，マスタ
ホログラム２０における効率極大波長λ1 からλ2 に変
化する（λ2 ＝Ｍ2 λ1 ＝Ｍ1 Ｍ2 λ0 ）。 【００２７】上記のように，本例によれば，ホログラム
１０の材料となる感光材１１の膜厚の変化率Ｍ2 が調整
できない一定の値であっても，マスタホログラムの膜厚
変化率Ｍ1 を調整することにより，トータルとして所望
の膜厚変化率Ｍ1 Ｍ2 を得ることができ，これによって
所望の波長λ2 の照明光３５において極大の回折効率が
得られるようにすることができる。図１（ｂ）におい
て，符号３６は照明光３５によって生ずる回折光であ
る。 【００２８】また，図１，図２から知られるように，ホ
ログラム１０を製作するための光学系は極めて簡素であ
り，収差を補正するための複雑な光学系を全く必要とせ
ず，製造スペースも少なくてよい。また，マスタホログ
ラム２０は，繰り返し使用するものであるから，マスタ
ホログラム２０を用いることによってホログラム１０の
製作工数やコストは，殆ど増加しない。 【００２９】上記のように，本例によれば，再生時の照
明光３５とは異なった波長の記録光３４を用い，かつ簡
単な光学系により，高精度のホログラム１０を製作する
ことができるホログラムの製造方法を提供することがで
きる。 【００３０】更に，感光材１１の膜厚を変化させる本例
のホログラム製造方法は，マスタホログラム２０をコピ
ーする際に生ずる界面反射光によるノイズを減少させる
という，第二の効果がある。即ち，図３に示すように，
入射記録光３４１と正規の反射記録光３４２（マスタホ
ログラム２０の回折光）とによって感光材１１によって
所望の（正規の）干渉縞１７を形成するが，マスタホロ
グラム２０の界面２０１における界面反射光３４３と入
射記録光３４１とによって，ノイズとしての干渉縞１８
（ノイズホログラム）が形成される。 【００３１】しかしながら，このノイズの干渉縞１１２
は，図４に示すように，感光材１１の膜厚をｔ1 ′に変
化させることにより，その回折特性が変化し，これによ
って上記ノイズのレベルが低下する。その理由は，感光
材１１の膜厚が変化すると，正規の干渉縞１７とノイズ
の干渉縞１８とが非平行であるために，ノイズ干渉縞１
８のピッチと傾斜角とが干渉縞１７に対してわずかに変
化する。その結果，ノイズ干渉縞１８に対する極大効率
の波長λ3 は正規の干渉縞１７の波長λ2 と差が生ずる
からである（λ3 ≠λ2 ）。 【００３２】そのため，ホログラム１０に波長λ2 の照
明光３５を照射した場合に，ノイズ干渉縞１８による回
折光３７は，微弱となる。即ち，ホログラム１０を再生
した場合，マスタホログラム１０の界面反射光３４３に
よるノイズは抑制される。
長でホログラムを製作するホログラムの製造方法に関す
る。 【０００２】 【従来技術】感光材の高感度の波長域とホログラムを使
用する時の再生波長とが異なっているため，再生時の波
長とは異なった波長でホログラムを記録することが従来
より行われている。このような，波長シフト法によるホ
ログラム製造に対処する方法として，原理的には，ホロ
グラム記録時の光の入射角度と再生時の入射角度とを変
化させる方法と，ホログラムを記録するときの感光材の
膜厚と完成したホログラムの膜厚とを変化させる方法と
がある。 【０００３】入射角度を変化させる上記第１の方法は，
入射角度の変化によって収差が発生するので，収差を補
正する手段が必要である（例えば，特開昭６０−２４３
６８９号公報参照）。一方，膜厚を変化させる上記第２
の方法では，膜厚を所定の値に変化させることができれ
ば，再生時の照明光を記録時の入射角度と同一角度から
入射させることができるから，第１の方法のような角度
変化による収差の発生がない。 【０００４】 【解決しようとする課題】しかしながら，波長をシフト
させる上記ホログラムの製造方法には，いずれも次のよ
うな問題点がある。入射角度を変化させる第１の方法
は，上述した収差を補正するための光学系が極めて複雑
となり，製造装置が高価となる（特開昭６０−２４３６
８９号公報の第７図等参照）。 【０００５】一方，ホログラムの膜厚を変化させる第２
の方法では，感光材の種類によっては膜厚の変化率を容
易に設定できるものもあるが，膜厚の変化率がほぼ一定
でコントロールできない感光材が多く，このように膜厚
の変化率が一定の多くの感光材についてはこの方法は適
用できないという問題がある。本発明は，かかる従来の
問題点に鑑みてなされたものであり，再生時と異なった
波長の記録光を用い，かつ簡素な光学系により，高精度
のホログラムを製作することのできるホログラムの製造
方法を提供しようとするものである。 【０００６】 【課題の解決手段】本発明は，再生時の照明光の波長λ
2 がホログラム記録光の波長と異なった値である，波長
シフト法によるホログラムの製造方法であって，始め
に，ホログラム完成時における膜厚がホログラム記録時
の膜厚に対して一定の範囲内で調整可能である感光材を
用い，上記照明光の波長λ2 とは異なる波長λ0 の記録
光を照射すると共に，ホログラムの膜厚をホログラム記
録時の膜厚に対して所定の変化率Ｍ1 だけ変化させてマ
スタホログラムを製作し，次いで該マスタホログラムを
感光材に複製してコピーホログラムを製作し，かつ，上
記コピーホログラムの膜厚のホログラム記録時の膜厚に
対する変化率Ｍ2 と上記マスタホログラムにおける膜厚
の変化率Ｍ1 との積Ｍ1 Ｍ2 が，コピーホログラムの照
明光の波長λ2 とマスタホログラムの記録光の波長λ0
との比率λ2 ／λ0 となるように上記膜厚ホログラムに
おける変化率Ｍ1 を調整することを特徴とするホログラ
ムの製造方法にある。 【０００７】本発明において最も注目すべきことは，ホ
ログラムがマスタホログラムを複製して製作され，この
マスタホログラムは，ホログラム完成時の膜厚がホログ
ラム記録時の膜厚に対して一定の範囲内に調整可能な感
光材を用いて製作されていることである。そして，マス
タホログラムの膜厚の変化率（縮小率又は拡大率）Ｍ1
を所定の値に設定し，これによってコピーホログラムの
膜厚の変化率Ｍ2 とマスタホログラムの膜厚の積Ｍ1 Ｍ
2 が所定値λ2 ／λ0 となるようにすることだある（但
し，λ0 はマスタホログラムを記録する光の波長であ
り，λ2 はコピーホログラムの再生時の照明光の波長で
ある）。 【０００８】膜厚の変化率が調整可能な感光材として
は，例えば重クロム酸ゼラチンなど湿式工程（水洗，脱
水等の工程）を経てホログラムを定着させるものがあ
る。このような湿式工程を経て定着させる感光材は，露
光時における水分量を調整するなどの方法により，膜厚
の変化率を容易に調整することができるからである。 【０００９】なお，上記において，マスタホログラムの
記録光の波長λ0 は，マスタホログラムの感光材に対し
て高感度な波長域に選定することが好ましく，またマス
タホログラムを用いてコピーホログラムを記録するとき
の記録光の波長λ1 は，マスタホログラムに対する回折
効率が良好である波長であることが好ましい。このよう
な波長を選択することによって，いずれの場合も感光材
にシャープな干渉縞を形成することができるからであ
る。 【００１０】また，ホログラムに形成される干渉縞の方
向（山又は谷などの同一位相線の方向）は，ホログラム
の面に対して１０°以下に傾斜させること，即ち，参照
光と物体光の入射角の絶対値の差を１０°以下にするこ
とが好ましい。その理由は，次の通りである。ホログラ
ムの面と干渉縞とのなす傾きの角度αは，膜厚を変化さ
せることによって若干変化し，その角度の変化Δαは，
上記角度αが大きいほど大きくなる。 【００１１】そして，干渉縞の傾きの角度αが変化する
と，記録光と同一角度から入射した照明光に対して最大
効率となる照明光の波長（極大効率波長）が変化し，そ
の結果として所望の波長λ2 における回折効率の低下を
生ずるからである。または，波長λ2 で最大効率を得よ
うとすると，照明光の入射角度を記録光の入射角度に対
して変化させることとなり，前記第１の方法のような収
差を生ずることになる。 【００１２】 【作用及び効果】ホログラムの干渉縞は，ホログラムの
面（光の屈折面）に対して，一定の角度を有して互いに
平行に形成される。そのため，ホログラムの膜厚が変化
すると，その変化率Ｍに比例して干渉縞のピッチが拡大
又は縮小し，回折条件（ブラッグの条件）を満足する波
長の大きさも上記変化率Ｍに比例して変化する。 【００１３】即ち，図５（ａ），（ｂ）に示すように，
ホログラム記録時における感光材１５の膜厚ｔ0 が，ホ
ログラム完成時においてｔ0 ′に変化すると，干渉縞１
６のピッチｄはｄ′に変化し，その変化率は互いに等し
くなる（ｄ′／ｄ＝ｔ0 ′／ｔ0 ＝Ｍ）。その結果，同
一角度から入射する光に対してブラッグの条件を満たす
波長λも上記変化率Ｍにほぼ比例してλ′に変化する。 【００１４】即ち，ｎを正の整数とし，φを入射角とし
たとき，φが等しいとすると，λ＝２ｎｄｓｉｎφ，
λ′＝２ｎｄ′ｓｉｎφであるから，λ′／λ＝ｄ′／
ｄである。なお，正確には膜厚ｔ0 の変化に伴って，干
渉縞のホログラム面に対する傾き角αが若干変化する。 【００１５】従って，上式は近似式であり，近似式が精
度よく成立つためには，前記のように干渉縞とホログラ
ム面とのなす角αは１０°以下であることが好ましい。
それ故，製造対象とするホログラムは，リップマン形で
ある方が本発明の効果をより良く発揮することができ
る。 【００１６】一方，本発明にかかるホログラムの製造方
法においては，マスタホログラムを複製してホログラム
を製造するから，膜厚の変化はマスタホログラムを製作
する工程とマスタホログラムを複製する工程の２つの工
程において２度発生する。その結果，同一の角度から入
射する光に対して，上記ブラッグの条件を満たす極大効
率の波長は，マスタホログラムの製作時とコピーホログ
ラムの製作時の２段階において変化し，コピーホログラ
ムにおける照明光の波長λ2 とマスタホログラムにおけ
る記録光の波長λ0 との比率は，膜厚の変化率Ｍ1 ，Ｍ
2 の積Ｍ1Ｍ2 にほぼ比例する。 【００１７】そして，上記変化率Ｍ1 は可調整であるか
ら，変化率Ｍ1 を調整することにより変化率の積Ｍ1 Ｍ
2 を所定の値とし，同一入射角においてコピーホログラ
ムに対して極大効率条件を満たす波長を，所望の値λ2
とすることができる。即ち，マスタホログラム記録時と
全く同一の角度から所望の波長λ2 の照明光を照射し
て，物体光と同一の方向に向かう回折光を高効率に得る
ことができる。そして照明光の入射角度は，記録光と同
一の入射角度であるからホログラムには収差が生じな
い。 【００１８】それ故，収差を補正するために複雑な光学
系を用いる必要がなく，ホログラム記録時における光学
系は，非常に簡素である。上記のように，本発明によれ
ば，再生時とは異なった波長の記録光を用い，かつ簡素
な光学系により，高精度のホログラムを製作することの
できるホログラムの製造方法を提供することができる。 【００１９】 【実施例】本発明の実施例にかかるリップマンホログラ
ムの製造方法について，図１〜図４を用いて説明する。
本例は，再生時の照明光３５の波長λ2 （図１（ｂ））
がホログラムの記録光３１，３２の波長λ0 （図２
（ａ））と異なった値である波長シフト法によるホログ
ラム１０の製造方法である。初めに，図２に示すよう
に，ホログラム完成時における膜厚ｔ0 ′がホログラム
記録時の膜厚ｔ0 に対して一定の範囲で調整可能である
感光材２１を用いて，照明光３５の波長λ2 とは異なる
波長λ0 の記録光３１，３２を照射すると共にホログラ
ム膜厚ｔ0 ′をホログラム記録時の膜厚ｔ0 に対して所
定の変化率Ｍ1だけ変化させてマスタホログラム２０を
製作する（Ｍ1 ＝ｔ0 ′／ｔ0 ）。 【００２０】次いで，図１に示すように，マスタホログ
ラム２０を感光材１１に複製してコピーホログラム１０
を製作する。このとき，コピーホログラム１０の膜厚ｔ
1 ′のホログラム記録時の膜厚ｔ1に対する変化率Ｍ2
とマスタホログラム２０における上記変化率Ｍ1 との積
Ｍ1Ｍ2 が，コピーホログラム１０の照明光３５の波長
λ2 とマスタホログラム２０の記録光３１，３２の波長
λ0 との比率λ2 ／λ0 となるように上記マスタホログ
ラム２０における変化率Ｍ1 の値を調整する。 【００２１】それぞれについて説明を補足する。図２に
示すマスタホログラム２０の感光材２１は重クロム酸ゼ
ラチン（ＤＣＧ）であり，真空引きをして充分に乾燥さ
せた後，図２（ａ）に示すように，感光材２１の両側か
ら記録光３１，３２を照射し，干渉縞を形成する。この
ときの膜厚をｔ0 とする。そして，膜厚を調整してホロ
グラムを定着する次の工程において，図２（ｂ）に示す
ように，膜厚は上記ｔ0 からｔ0 ′に変化させる（膜厚
の変化率Ｍ1 ＝ｔ0 ／ｔ0 ′）。 【００２２】即ち，重クロム酸ゼラチンを用いた感光材
２１を，湿式の現象工程（水洗→硬膜→脱水→乾燥）を
経てホログラムを定着させるが，高温乾燥の工程におい
て感光材２１の水分量を調整してその膜厚を変化させ
る。また，このときに，適宜膨潤剤等を添加してもよ
い。 【００２３】その結果，図２（ｂ）に示すように，マス
タホログラム２０に対して同一の入射角度θで入射する
照明光３３は，記録光３１，３２の波長λ0 とは異なっ
た波長λ1 において極大の回折効率を示すようになる。
そして，この波長λ1 は，前記のように膜厚の変化率Ｍ
1 にほぼ比例する（λ1 ＝Ｍ1 λ0 ）。図２（ｂ）にお
いて，符号３４は回折光，また図２（ａ）において記録
光３１は参照光，記録光３２は物体光である。 【００２４】次に，このマスタホログラム２０を複製し
てコピーホログラム１０を作製する工程を説明する。図
１（ａ）に示すように，膜厚がｔ1 の感光材１１を屈折
率調整液１２（シリコンオイル等）を介してマスタホロ
グラム２０に接触させる。感光材１１の材料は，色素増
感された重クロム酸ゼラチン，フォトポリマ，銀塩乾板
などであり，ホログラム作製時における膜厚の変化率Ｍ
2 は，ほぼ一定である。 【００２５】そして，任意の波長λc の記録光３４１
（レーザー光など）を，マスタホログラム２０の回折効
率が良好となる角度θc で照射し，入射記録光３４１と
マスタホログラム２０の回折光である記録光３４２とに
よって，感光材１１にマスタホログラム２０を複製し，
マスタホログラム２０と同一の干渉縞を感光材１１に形
成する。 【００２６】その後，感光材１１に上記干渉縞を定着し
てホログラム１０を完成する。このホログラム１０の膜
厚ｔ1 ′は，上記膜厚ｔ1 と膜厚の変化率Ｍ2 の積とな
る。その結果，上記入射角度θで入射した照明光３５
の，ホログラム１０における効率極大の波長は，マスタ
ホログラム２０における効率極大波長λ1 からλ2 に変
化する（λ2 ＝Ｍ2 λ1 ＝Ｍ1 Ｍ2 λ0 ）。 【００２７】上記のように，本例によれば，ホログラム
１０の材料となる感光材１１の膜厚の変化率Ｍ2 が調整
できない一定の値であっても，マスタホログラムの膜厚
変化率Ｍ1 を調整することにより，トータルとして所望
の膜厚変化率Ｍ1 Ｍ2 を得ることができ，これによって
所望の波長λ2 の照明光３５において極大の回折効率が
得られるようにすることができる。図１（ｂ）におい
て，符号３６は照明光３５によって生ずる回折光であ
る。 【００２８】また，図１，図２から知られるように，ホ
ログラム１０を製作するための光学系は極めて簡素であ
り，収差を補正するための複雑な光学系を全く必要とせ
ず，製造スペースも少なくてよい。また，マスタホログ
ラム２０は，繰り返し使用するものであるから，マスタ
ホログラム２０を用いることによってホログラム１０の
製作工数やコストは，殆ど増加しない。 【００２９】上記のように，本例によれば，再生時の照
明光３５とは異なった波長の記録光３４を用い，かつ簡
単な光学系により，高精度のホログラム１０を製作する
ことができるホログラムの製造方法を提供することがで
きる。 【００３０】更に，感光材１１の膜厚を変化させる本例
のホログラム製造方法は，マスタホログラム２０をコピ
ーする際に生ずる界面反射光によるノイズを減少させる
という，第二の効果がある。即ち，図３に示すように，
入射記録光３４１と正規の反射記録光３４２（マスタホ
ログラム２０の回折光）とによって感光材１１によって
所望の（正規の）干渉縞１７を形成するが，マスタホロ
グラム２０の界面２０１における界面反射光３４３と入
射記録光３４１とによって，ノイズとしての干渉縞１８
（ノイズホログラム）が形成される。 【００３１】しかしながら，このノイズの干渉縞１１２
は，図４に示すように，感光材１１の膜厚をｔ1 ′に変
化させることにより，その回折特性が変化し，これによ
って上記ノイズのレベルが低下する。その理由は，感光
材１１の膜厚が変化すると，正規の干渉縞１７とノイズ
の干渉縞１８とが非平行であるために，ノイズ干渉縞１
８のピッチと傾斜角とが干渉縞１７に対してわずかに変
化する。その結果，ノイズ干渉縞１８に対する極大効率
の波長λ3 は正規の干渉縞１７の波長λ2 と差が生ずる
からである（λ3 ≠λ2 ）。 【００３２】そのため，ホログラム１０に波長λ2 の照
明光３５を照射した場合に，ノイズ干渉縞１８による回
折光３７は，微弱となる。即ち，ホログラム１０を再生
した場合，マスタホログラム１０の界面反射光３４３に
よるノイズは抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のコピーホログラムの複製の光学系系統
図（ａ）とコピーホログラムの再生時の光学系系統図
（ｂ）。 【図２】実施例のマスタホログラムの記録時の光学系系
統図（ａ）と再生時の光学系系統図（ｂ）。 【図３】図２（ａ）に示すマスタホログラムの記録時の
界面反射光とその干渉縞。 【図４】図２（ｂ）に示すマスタホログラムのノイズに
よる干渉縞の回折光と正規の回折光。 【図５】本発明にかかるリップマンホログラムの干渉縞
の形成図（ａ）と再生時の回折光の光路図（ｂ）。 【符号の説明】 １０．．．コピーホログラム， １１，１５．．．感光材， ２０．．．マスタホログラム， ３５．．．照明光， ｔ0 ，ｔ0 ′，ｔ1 ，ｔ1 ′．．．膜厚， λ0 ，λ1 ，λc ，ｔ2 ．．．波長，
図（ａ）とコピーホログラムの再生時の光学系系統図
（ｂ）。 【図２】実施例のマスタホログラムの記録時の光学系系
統図（ａ）と再生時の光学系系統図（ｂ）。 【図３】図２（ａ）に示すマスタホログラムの記録時の
界面反射光とその干渉縞。 【図４】図２（ｂ）に示すマスタホログラムのノイズに
よる干渉縞の回折光と正規の回折光。 【図５】本発明にかかるリップマンホログラムの干渉縞
の形成図（ａ）と再生時の回折光の光路図（ｂ）。 【符号の説明】 １０．．．コピーホログラム， １１，１５．．．感光材， ２０．．．マスタホログラム， ３５．．．照明光， ｔ0 ，ｔ0 ′，ｔ1 ，ｔ1 ′．．．膜厚， λ0 ，λ1 ，λc ，ｔ2 ．．．波長，
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(56)参考文献 特開 平２−24691（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−109083（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−263282（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03H 1/04
G03H 1/20
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 再生時の照明光の波長λ2 がホログラム
記録光の波長と異なった値である，波長シフト法による
ホログラムの製造方法であって，始めに，ホログラム完
成時における膜厚がホログラム記録時の膜厚に対して一
定の範囲内で調整可能である感光材を用い，上記照明光
の波長λ2 とは異なる波長λ0 の記録光を照射すると共
に，ホログラムの膜厚をホログラム記録時の膜厚に対し
て所定の変化率Ｍ1 だけ変化させてマスタホログラムを
製作し，次いで該マスタホログラムを感光材に複製して
コピーホログラムを製作し，かつ，上記コピーホログラ
ムの膜厚のホログラム記録時の膜厚に対する変化率Ｍ2
と上記マスタホログラムにおける膜厚の変化率Ｍ1 との
積Ｍ1 Ｍ2 が，コピーホログラムの照明光の波長λ2 と
マスタホログラムの記録光の波長λ0 との比率λ2 ／λ
0 となるように上記マスタホログラムにおける変化率Ｍ
1 を調整することを特徴とするホログラムの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32159594A JP3414011B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | ホログラムの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32159594A JP3414011B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | ホログラムの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08152841A JPH08152841A (ja) | 1996-06-11 |
| JP3414011B2 true JP3414011B2 (ja) | 2003-06-09 |
Family
ID=18134303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32159594A Expired - Fee Related JP3414011B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | ホログラムの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3414011B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100739325B1 (ko) * | 2004-03-12 | 2007-07-12 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 마스터 디스크를 이용한 홀로그래픽 롬 디스크 복제 장치 |
| JP5494912B2 (ja) * | 2009-02-27 | 2014-05-21 | 大日本印刷株式会社 | ホログラム作製方法 |
-
1994
- 1994-11-29 JP JP32159594A patent/JP3414011B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08152841A (ja) | 1996-06-11 |
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