[發(fā)明專利]記錄全息圖的曝光設(shè)備，記錄全息圖的方法和控制用于記錄全息圖的曝光設(shè)備的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880067739.0
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN111247488B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R·菲斯;M·吉克
• 申請（專利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G03H1/04
• 分類號: G03H1/04;G02B21/33;G03H1/26;G03H1/02;G03H1/22
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 郭毅

本發(fā)明提出一種用于記錄全息圖的曝光設(shè)備(300)。該曝光設(shè)備(300)包括至少一個調(diào)制單元(304)，所述調(diào)制單元構(gòu)造用于通過將代表全息圖的至少一個全息元件的調(diào)制施加到激光束(308，338)上來產(chǎn)生代表參考射束和/或?qū)ο笊涫恼{(diào)制射束(310)。此外，該曝光設(shè)備(300)包括至少一個縮小單元(312)，所述縮小單元構(gòu)造用于在使用所述調(diào)制射束(310)的情況下產(chǎn)生改變的調(diào)制射束(318)，其中，所述改變的調(diào)制射束(318)具有比所述調(diào)制射束(310)更小的射束直徑。此外，該曝光設(shè)備(300)包括至少一個物鏡單元(320)，所述物鏡單元構(gòu)造用于將所述改變的調(diào)制射束(318)通過浸沒介質(zhì)引導(dǎo)到記錄材料(302)上，以便通過借助所述改變的調(diào)制射束(318)對記錄材料(302)的曝光來記錄全息圖。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明從根據(jù)獨立權(quán)利要求的類別的一種設(shè)備或一種方法出發(fā)。

背景技術(shù)

通過市場上新的可用的全息材料和激光源的小型化為全息光學(xué)元件(簡稱HOE)開拓越來越多的新市場和應(yīng)用領(lǐng)域。諸如數(shù)據(jù)眼鏡或平視顯示器之類的可能的應(yīng)用領(lǐng)域變得越來越有趣，并且可以通過使用全息光學(xué)元件來實現(xiàn)或改善。

為了記錄全息圖，例如，使彼此相干的兩個激光源(參考波和對象波)在光敏全息層上發(fā)生干涉。然后將產(chǎn)生的干涉圖樣記錄到全息層上。通過用參考波照射該干涉結(jié)構(gòu)，可以重建對象波。例如，可以使用兩種不同的記錄方法將體積全息圖的光學(xué)功能寫入全息層。一方面，可以將兩個激光束在大面積的或模擬的記錄中如此強烈地擴展，使得可以在一個工作步驟中將整個全息層照亮。因此，在此產(chǎn)生的干涉圖樣被立即記錄到全息圖的整個面上。一種替代的記錄方法基于如下事實：使具有非常小的射束直徑的激光束發(fā)生干涉，并且由此將子全息圖(也稱為Hogel或Voxel)順序地記錄到光敏層中——如圖1中所示。順序地曝光或印制的(數(shù)字)全息圖具有如下優(yōu)點：可以為每個Hogel分配一個另外的光學(xué)功能。如此可以生產(chǎn)出完全新類型的光學(xué)器件。此外，與大面積記錄的全息圖相比，順序地印制的全息圖的生產(chǎn)通常需要明顯較低的激光功率。在記錄大面積全息圖時，可用功率通常是全息圖尺寸的限制因子。

當(dāng)前市場上可用的全息打印機可以產(chǎn)生具有在大約200到500μm之間的最小Hogel尺寸的全息圖。在此，單個Hogel的光學(xué)功能例如通過光的空間調(diào)制器(也稱為空間光調(diào)制器或縮寫SLM)定義。如果這些全息打印機主要用于創(chuàng)建圖像全息圖，而不必對真實的三維對象進行全息化。因此，通常使用所謂的全息立體圖打印機。借助這種打印機產(chǎn)生的全息圖使用立體效果，以便實現(xiàn)打印內(nèi)容的三維顯示。能夠重構(gòu)全息照相對象的原始波前的常規(guī)全息圖通常不能用這種全息立體圖打印機產(chǎn)生。為此需要所謂的全息波前打印機，與立體圖打印機相反，所述全息波前打印機也適用于打印全息光學(xué)元件。至今已知的波前打印機例如可以在+/-40°的最大像角下打印具有約400μm的最小尺寸的Hogel。

發(fā)明內(nèi)容

在這種背景下，借助在此提出的方案根據(jù)主要權(quán)利要求提出一種用于記錄全息圖的曝光設(shè)備、一種用于記錄全息圖的方法、一種用于控制用于記錄全息圖的曝光設(shè)備的方法以及一種使用該方法的控制設(shè)備。從屬權(quán)利要求中列出的措施使在獨立權(quán)利要求中說明的設(shè)備的有利的擴展方案和改善成為可能。

提出一種用于記錄全息圖的曝光設(shè)備，其中，該曝光設(shè)備具有以下特征：

至少一個調(diào)制單元，所述至少一個調(diào)制單元構(gòu)造用于通過將代表全息圖的至少一個全息元件的調(diào)制施加到激光束上來產(chǎn)生代表參考射束和/或?qū)ο笊涫恼{(diào)制射束；

至少一個縮小單元，所述至少一個縮小單元構(gòu)造用于在使用所述調(diào)制射束的情況下產(chǎn)生改變的調(diào)制射束，其中，所述改變的調(diào)制射束具有比所述調(diào)制射束更小的射束直徑；

至少一個物鏡單元，所述至少一個物鏡單元構(gòu)造用于將所述改變的調(diào)制射束引導(dǎo)穿過浸沒介質(zhì)到記錄材料上，以便通過借助改變的調(diào)制射束對記錄材料的曝光來記錄全息圖。