[其他]全息圖的制作方法和裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101986000001630
• 申請(qǐng)日: 1986-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN1005224B
• 公開（公告）日: 1989-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 理查德·基思·霍華德;科林·肯伍德·馬歇爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英國(guó)通用電氣公司航空電子設(shè)備有限公司
• 代理公司: 中國(guó)專利代理有限公司
• 代理人: 李曉舒

在一種制作反射全息圖的方法和裝置中，產(chǎn)生全息圖的光敏材料膜層（２７）環(huán)繞一個(gè)第一軸（Ｙ－Ｙ）旋轉(zhuǎn)，而第一軸（Ｙ－Ｙ）本身又環(huán)繞一個(gè)第二軸（Ｘ－Ｘ）旋轉(zhuǎn)，第二軸與第一軸相交于與膜層間隔開來(lái)的某一點(diǎn)（Ｚ），因此，軸線通過兩軸交點(diǎn)的相干光束（２９）投射到膜層上，以重疊窄帶圖的花樣掃描膜層。重疊帶可以是直接或者圓。

本發(fā)明涉及一種制作反射全息圖的方法，用于執(zhí)行此種方法的裝置，以及由此而制作的反射全息圖。

近年來(lái)，很多光學(xué)系統(tǒng)都采用了全息光學(xué)元件，這可使系統(tǒng)的體積，重量減小，或者取到用傳統(tǒng)的方法不可能得到的光學(xué)效果。一組被用作波長(zhǎng)選擇反射鏡的特定的全息圖，被稱之為反射全息圖。這些全息圖，是在適當(dāng)?shù)挠涗浗橘|(zhì)中，一組形成折射率或吸收強(qiáng)度調(diào)制的干涉平面的記錄。這些調(diào)制的作用在于，它只反射那些干涉平面之間的光程差等于入射光波長(zhǎng)整數(shù)倍的光。這就是說(shuō)，由于光程差與入射角度有關(guān)，因此，反射光的波長(zhǎng)也將取決于角度，并遵從布拉格（Bragg）條件：

λ/COSθ＝常數(shù)

式中λ＝反射光的波長(zhǎng)

θ＝反射光對(duì)全息圖平面的入射內(nèi)角。

英國(guó)專利說(shuō)明書第2071866號(hào)和美國(guó)專利第4395088號(hào)，對(duì)利用回反射技術(shù)產(chǎn)生反射全息圖的方法，作了介紹，并提出了權(quán)利要求。

在這兩份說(shuō)明書中作了介紹并提出權(quán)利要求的產(chǎn)生反射全息圖的回反射法，是利用從一只激光器發(fā)出的相干光束，對(duì)光學(xué)透明的光敏膜層進(jìn)行光柵掃描，光束經(jīng)由一構(gòu)造點(diǎn)（Construction Point）射向膜層，通過膜層之后，再反射回膜層中從而產(chǎn)生干涉。

光束在水平方向進(jìn)行快掃描運(yùn)動(dòng)，而在垂直方向進(jìn)行慢掃描運(yùn)動(dòng)。由于光束直徑相對(duì)說(shuō)來(lái)很小，且光束的垂直漸近移動(dòng)十分緩慢，因此在光柵掃描過程中，光束多次入射在膜層的每一點(diǎn)上，這就是說(shuō)，在垂直掃描移動(dòng)等于一個(gè)光束直徑距離的時(shí)期，水平光束掃描多次重疊。因此，整個(gè)面積上的照度顯然是各處均勻的，由駐波圖樣在膜層中形成的潛象，相應(yīng)地也是規(guī)則的。

盡管此種方法具有廣泛的用處，但所介紹的該方法的實(shí)施方案卻具有一定的局限性。具體來(lái)說(shuō)就是，在所介紹的實(shí)施方案中，構(gòu)造點(diǎn)距光敏膜層必須相當(dāng)遠(yuǎn)，且由于產(chǎn)生反射全息圖的構(gòu)造點(diǎn)，就是使用全息圖時(shí)使用者眼睛的轉(zhuǎn)動(dòng)中心。當(dāng)全息圖接近眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)部位時(shí)，按所介紹的實(shí)施方案產(chǎn)生的全息圖，就不再有效。因此，在下述情況下，比如作為人的眼鏡使用時(shí)，每一目鏡的反射全息圖為組合的全息圖，此時(shí)依照所介紹的實(shí)施方案得到的反射全息圖，就不能使用。

上述的局限性起因于所采用的裝置。該裝置位于激光器和光敏膜層之間，它具有兩個(gè)協(xié)同工作的插流計(jì)，每一插流計(jì)帶有一個(gè)反射鏡。其中一個(gè)插流計(jì)稱作垂直掃描插流計(jì)，它執(zhí)行慢掃描任務(wù);另一個(gè)為水平掃描插流計(jì)，它執(zhí)行快掃描任務(wù)。由于光學(xué)元件必須放置在激光器和膜層之間的光路上，因此，構(gòu)造點(diǎn)和光敏膜層之間的光程必然比較長(zhǎng)。

本發(fā)明的目的正是要提供避免這種局限性的制作反射全息圖的方法。

本發(fā)明的制作反射全息圖的方法，包括：將一軸線通過構(gòu)造點(diǎn)的相干光束射到一光敏膜層上，讓其透過膜層;至少將透過該膜層的部分相干光加以反射，使得直接透過該膜層的光與反射的光之間在該膜層中產(chǎn)生干涉;使上述的光束和上述的膜層作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，于是該光束以重疊窄帶的圖樣掃描該膜層;將該膜層加以處理，以形成對(duì)應(yīng)于由上述相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的干涉圖樣的反射全息圖;上述的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是通過環(huán)繞一個(gè)第一軸旋轉(zhuǎn)上述的膜層以及環(huán)繞一個(gè)第二軸旋轉(zhuǎn)上述的第一軸實(shí)現(xiàn)的，而上述的第二軸與上述的第一軸相交于上述的構(gòu)造點(diǎn)。

在依照本發(fā)明的一種特定方法中，上述的膜層與上述的第一軸間隔開，且該第一軸以相當(dāng)緩慢的轉(zhuǎn)速環(huán)繞上述第二軸旋轉(zhuǎn)，因此，上述的圖樣基本上是線性重疊帶的多重組合。

根據(jù)本發(fā)明的另一種特定方法，上述的第一軸與上述的膜層相交，該膜層與上述的第二軸間隔開來(lái)，且說(shuō)第一軸慢速繞該第二軸旋轉(zhuǎn)，因此，上述的圖樣基本上是同心圓重疊帶的多重組合。