[发明专利]记录全息图的曝光设备，记录全息图的方法和控制用于记录全息图的曝光设备的方法

说明书

本发明提出一种用于记录全息图的曝光设备(300)。该曝光设备(300)包括至少一个调制单元(304)，所述调制单元构造用于通过将代表全息图的至少一个全息元件的调制施加到激光束(308，338)上来产生代表参考射束和/或对象射束的调制射束(310)。此外，该曝光设备(300)包括至少一个缩小单元(312)，所述缩小单元构造用于在使用所述调制射束(310)的情况下产生改变的调制射束(318)，其中，所述改变的调制射束(318)具有比所述调制射束(310)更小的射束直径。此外，该曝光设备(300)包括至少一个物镜单元(320)，所述物镜单元构造用于将所述改变的调制射束(318)通过浸没介质引导到记录材料(302)上，以便通过借助所述改变的调制射束(318)对记录材料(302)的曝光来记录全息图。

技术领域

本发明从根据独立权利要求的类别的一种设备或一种方法出发。

背景技术

通过市场上新的可用的全息材料和激光源的小型化为全息光学元件(简称HOE)开拓越来越多的新市场和应用领域。诸如数据眼镜或平视显示器之类的可能的应用领域变得越来越有趣，并且可以通过使用全息光学元件来实现或改善。

为了记录全息图，例如，使彼此相干的两个激光源(参考波和对象波)在光敏全息层上发生干涉。然后将产生的干涉图样记录到全息层上。通过用参考波照射该干涉结构，可以重建对象波。例如，可以使用两种不同的记录方法将体积全息图的光学功能写入全息层。一方面，可以将两个激光束在大面积的或模拟的记录中如此强烈地扩展，使得可以在一个工作步骤中将整个全息层照亮。因此，在此产生的干涉图样被立即记录到全息图的整个面上。一种替代的记录方法基于如下事实：使具有非常小的射束直径的激光束发生干涉，并且由此将子全息图(也称为Hogel或Voxel)顺序地记录到光敏层中——如图1中所示。顺序地曝光或印制的(数字)全息图具有如下优点：可以为每个Hogel分配一个另外的光学功能。如此可以生产出完全新类型的光学器件。此外，与大面积记录的全息图相比，顺序地印制的全息图的生产通常需要明显较低的激光功率。在记录大面积全息图时，可用功率通常是全息图尺寸的限制因子。

当前市场上可用的全息打印机可以产生具有在大约200到500μm之间的最小Hogel尺寸的全息图。在此，单个Hogel的光学功能例如通过光的空间调制器(也称为空间光调制器或缩写SLM)定义。如果这些全息打印机主要用于创建图像全息图，而不必对真实的三维对象进行全息化。因此，通常使用所谓的全息立体图打印机。借助这种打印机产生的全息图使用立体效果，以便实现打印内容的三维显示。能够重构全息照相对象的原始波前的常规全息图通常不能用这种全息立体图打印机产生。为此需要所谓的全息波前打印机，与立体图打印机相反，所述全息波前打印机也适用于打印全息光学元件。至今已知的波前打印机例如可以在+/-40°的最大像角下打印具有约400μm的最小尺寸的Hogel。

发明内容

在这种背景下，借助在此提出的方案根据主要权利要求提出一种用于记录全息图的曝光设备、一种用于记录全息图的方法、一种用于控制用于记录全息图的曝光设备的方法以及一种使用该方法的控制设备。从属权利要求中列出的措施使在独立权利要求中说明的设备的有利的扩展方案和改善成为可能。

提出一种用于记录全息图的曝光设备，其中，该曝光设备具有以下特征：

至少一个调制单元，所述至少一个调制单元构造用于通过将代表全息图的至少一个全息元件的调制施加到激光束上来产生代表参考射束和/或对象射束的调制射束；

至少一个缩小单元，所述至少一个缩小单元构造用于在使用所述调制射束的情况下产生改变的调制射束，其中，所述改变的调制射束具有比所述调制射束更小的射束直径；

至少一个物镜单元，所述至少一个物镜单元构造用于将所述改变的调制射束引导穿过浸没介质到记录材料上，以便通过借助改变的调制射束对记录材料的曝光来记录全息图。