Способ записи синтезированных голограмм Советский патент 1980 года по МПК G03H1/08 

(54) СПОСОБ ЗАПИСИ СИНТЕЗИРОВАННЫХ ГОЛОГРАММ

Изобретение относится к технике оптической записи комплексных волновых полей в виде сиитаэированных гол грамм 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 графопо строителей различных конструкций f в котором используются:методы кодиро вания комплексных полей с помощью ячеек Ломана или Ли, что приводит к повышению требований,предъявляемых, к пространственному разрешению системы записи. Наиболее близким по технической сути является способ записи синтезированных голограмм путем сканирования поверхности регистрирующей среды сфокусированным лазерным пучком света, промодулированным сигналом от ЭВМ 2 . Существенный, недостаток данного способа, как и других известных, заключается в повышенных требованиях к пространственному разрешению системы 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 фор1У1ИРУЮЩИХ записывающий снетовой луч. Поставленная цель достигается тем, что в способе записи синтезированных голограмм путем сканирования поверхности регистрирующей среды сфокусированным лазерньгм 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 закону (t) (t) + arccosдля первого экспонирования и Л) t} (t) - агссоз для второго; где A(t) - временная развертка амплитудного распределения, a(})(t) - соответствующая функция фазового распределения синтезируемого комплексного поля. Предложенный способ реализуется следующим образом. Если необходимо записать на голограмме комплексное поле A(x,y))(x , у) ,то в соответствии с изобретением при первом экс понировании сигнальный пучок модули руется по фазе функцией ,Щ.агссо5 Связь между координатами пространст венными X, у и временем t определяется законом сканирования. В результате распределение экспозиции света на регистрирующей среде будет34i,yblepi4Ax.y expjslxl (p4x,(p(x, где SI пространственная частЬта. терференционного заполнения {опред ляется углом между сигнаЛьным и оп ным пучком). При второй экспозиции осуществляется фазовая модУЯйця - си нального пучка функцией 2(i} и, аналогично, функция экспозиции Зги.(р,г.(х,(р2{х. Пропускание голограммы после пр явления пропорционально сумме экспозиций 3 t(x.Ljb44.expj((,ybexpj(p,,{x,y)e- + ep-J4U.ybexp-jcji2(x.ij) При восстановлении такой голоrpaivnviH волна в первом пЬрядке дифракции . будет описана членом, стоящим в первых квадратных скобках вы ражения 4 Г(х.,4Ьехр(р,(х, -{exp i,ilx,yhjaPccosil l exp jiv(x,i|V arcco& - 2co& o.rccos expi ц.(х.у) -Alx.i,)expJ4 |x.yl, 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. Формула изобретения Способ записи синтезированных голограмм путем сканирования поверхности регистрирующей среды сфокусированHbtM лазерным пучком света, промодулированным сигналом от Эвм, отличающийся тем, что, с целью упрощения и удешевления систем записи, экспонирование регистрирующей среды выполняют двс1жды интерференционным световым пятном, которое формируют наложением под углом сигнального и опорного когерентных пучков, причем осуществляют фазовую модуляцию сигнального пучка во времени по закону tp jtlrCi ltl+afccos для первого экспонирования ис)2(-Ы tff{t)-arcco&- для второго, где A(t) временная развертка функции амплитудного распределения, а ц;(11 - соответствующая функция фазового распределения синтезируемого комплексного поля. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ярославский А.И., Мерзляков Н.С. Методы цифровой голографии, М., Наука, 1977, с.158. 2.Заявка ФРГ 2542680, кл. G 03 Н 1/72.- Изобр. за рубежом / вып.44, № 7, 1977 (прототип).