Способ записи синтезированных голограмм

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное н авт. свид-ву (22) Заявлено 190379 (21) 2738696/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 230980. Бюллетень ¹ 35

° Дата опубликования описания 230980 (51)М. Кл 3

6 03 Н 1/08

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 772.99 (088.8) (72) Авторы изобретения

А.Ф.Колесниченко и Е.К.ШМарев

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (11) За яв итель (54) СПОСОБ ЗАПИСИ СИНТЕЗИРОВАННЫХ ГОЛОГРАММ

Изобретение относится к технике оптической записи комплексных волновых полей в виде синтезированных голограмм и может быть использовано для записи сигналов и изображений, изготовления голографических элементов, синтеза комплексных пространственных фильтров с заданными характеристиками.

Известен способ записи синтезированных голограмм на базе использования полутоновых или бинарных графопостроителей различных конструкций (1J в котором исцольэуются методы кодирования комплексных полей с помощью 15 ячеек Ломана или Ли, что приводит к повышению требований, предъявляемых к пространственному разрешению системы записи.

Наиболее близким по технической 20 сути является способ записи синтезированных голограмм путем сканирования поверхности регистрирующей среды сфокусированным лазерным пучком света, промодулированным сигналом от

ЭВМ (2j .

Существенный. недостаток данного способа, как и других известных, заключается в повышенных требованиях к пространственному разрешению системы 30 записи. Так, даже при использовании полутоновой модуляции записывающего луча, его размер должен быть по крайней мере в 3-4 раза меньше минимального элемента разрешения синтезируемого комплексного поля, поскольку всегда необходимо зарегистрировать пространственную несущую на голограмме. При .использовании же бинарной

Модуляции требование по разрешению увеличивается еще на 1-2 порядка.

Целью изобретения является упрощение и удешевление систем записи синтезированных голограмм, за счет снижения требований, предъявляемых к разрешающей способности систем форМирующих записывающий световой луч.

Поставленная цель достигается тем, что в способе записи синтезированных голограмм путем сканирования поверхности регистрирующей среды сфокусированным лазерным пучком света, промодулированным сигналом от эВМ, экспонирование регистрирующей среды выполняют дважды интерференционным световым пятном, которое формируют наложением под углом сигнального и опорного когерентных пучков, причем осуществляют фазовую модуляцию сигнального пучка во времени по

765778

Р(к,ф=(екр (Р (х,4 екр1 (р (к,цЯ

:(ехр(уу (х,у ° j apccas ) exp(jtp j x, у 9,(Ц = (Ю

Редактор С.Суркова Техред Н. Варадулина Корректор,О.Ковинская

Заказ 6506/44 Тираж 526 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 сну ((1,(t) = (4 (t) + arcc

АИ)

= g (е) — arccos — для второго; где т2

A(t) — временная развертка амплитудного распределения, а ((() — соответствующая функция фазового распределения синтезируемого комплексного поля.

Предложенный способ реализуется следующим образом. Если необходимо записать на голограмме комплексное поле А(х,у)expj (х,у),то в соответствии с изобретением при первом экспонировании сигнальный пучок модули-. руется по фазе функцией

Связь между координатами пространственными х, у и временем t определяется законом сканирования. В результате распределение экспозиции света на регистрирующей среде будет

З, х,9j= (ехр 3 ср,1x,ô+ «р3 йх(=

=2+exp fj(p,(x,у1-jQ x)%exp(-j(p (х,q)y jg g) где 52 — пространственная частота йнтерференционного заполнения (определяется углом между сигнальным и опорным пучком), При второй экспозиции осуществляется фазовая моду йцйя сигнального пучка функцией 2(1) и, аналогично, функция экспозиции 2 х Ю =2 е, И 2 М j< x)« PБф2(Х q)+j S2 ") Пропускание голограммы после проявления пропорционально сумме экспозиции 3 + 32 . (,ф =4 (ех j (p (х,ф+ expj y („ )) 9 х+

4 (е" Р j 9„(x pl+ exp j q (x, 1) e

При восстановлении такой голограммы волна в первом пЬрядке дифракции будет описана членом, стоящим в первых квадратных скобках выражения (4) 5 2 а ссоэ ("Я2соь|агссоэ з )exp j ((х t(l x

=А(х,g)exp j ((х,>1, что соответствует требуемому комплекс-, ному волновому полю. Существенно, что размер пятна записывающего пучка при записи голограммы равен минимальному элементу разрешения в восстанавливаемом поле и не зависит от выбора частоты пространственной несущей и,диапазона задания амплитуды, которые определяются соответственно углом схождения интерферирующих пучков и точность задания фазы на модуляторе сигнального пучка.

2С Формула изобретения

Способ записи синтезированных голограмм путем сканирования поверхности регистрирующей среды сфокусированньМ лазерным пучком света, промодулированным cHI HBJIQM oT 3BN л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения и удешевления систем записи, экспонирование регистрирующей среды выполняют дважды интерференционным световым пятном, которое формируют наложением под углом сигнального и опорного когерентных пучков, причем осуществляют фазовую модуляцию сигнального пучка во времени по закону q,(Ö= (Ì+àãññîü -"ф для первого экспонирования и q (g)=

=(((Ц-arccoэ + для второго, где А(t)

2 временная развертка функции амплитудного распределения, а y(t) — соответствующая функция фазового распределения синтезируемого комплексного поля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ярославский A И., Мерзляков Н.С.

Методы цифровой голографии. М., "Нау4 ка", 1977, с.158.

2. Заявка ФРГ Р 2542680, кл. G 03 Н 1/72, "Изобр. за рубежом", вып.44, Р 7, 1977 (прототип), I