Download (2495Kb) - tuprints - Technische Universität Darmstadt

24 Kapitel 2. Grundlagen
genüber Schwingungen und einer einfacheren Umsetzung. Es kann dabei allerdings nur
eine vorhandene Streuvorlage gleicher Größe holografisch kopiert werden, wobei die Streucharakteristik
unverändert erhalten bleibt.
Eine Alternative stellt die Verwendung einer vollständigen Zweistrahlgeometrie (Abb. 2.16)
dar. Hierbei ist es möglich, für jeden einzelnen holografischen Pixel eine optimierte Streucharakteristik
zu generieren. Die Implementierung dieses Verfahrens ist allerdings erheblich
aufwändiger, da Objekt- und Referenzstrahl synchron über die Oberfläche des holografischen
Substrats bewegt werden müssen. Außerdem ist bei der Aufnahme entscheidend,
dass die optische Wegdifferenz der beiden Strahlen innerhalb der Kohärenzlänge des Lasers
bleibt.
Die allgemeinen Einschränkungen bei der gescannten Aufnahme, die einzuhaltenden Stabilitätsbedingungen
und die Zusammenhänge zwischen möglicher Größe der Einzelhologramme
und dem Abstand zwischen Vorlage und holografischer Schicht wurden bereits
detailliert in anderen Arbeiten ([15, 16]) untersucht. Dort wurde unter anderem gezeigt,
dass bei einer gescannten Aufnahme die laterale Scanbewegung für die Hologrammaufnahme
tolerabel ist, falls die optische Wegdifferenz zwischen Objekt- und Referenzwelle
sich im Vergleich zur Wellenlänge nur wenig ändert. In [15] erfolgte die Herleitung der
Änderung der optischen Weglänge (∆OD) für eine gescannte Hologramm-Aufnahme in
Denisyuk-Geometrie:
d · (1 − cos ∆β)
∆OD =
cos β
Hierbei repräsentiert d den Abstand zwischen holografischem Material und der Streuvorlage
(bzw. dem Masterhologramm), β den Scanwinkel und ∆β die maximale Winkeländerung
des Referenzstrahls während einer Pixel-Belichtung. Für typische Werte bei einer Kontaktkopie
(d < 100µm, λ = 500nm, maximaler Ablenkwinkel β max = 20 ◦ ) und mit einer
erlaubten Obergrenze für die Variation der optischen Weglänge von λ/10 erhält man für
die erlaubte Winkeländerung:
∆β = arccos(1 − 1 λ
10 d · cos β max) ≈ 1.7 o
Dies entspricht bei einer Entfernung von 1m zwischen Scanner und Hologramm einem maximalen
Pixeldurchmesser von über 30mm. Aus diesem Grund kann kontinuierlich über die
Fläche gescannt werden, ohne den Laser zwischen zwei Einzelpixel-Belichtungen abzuschalten.
Insgesamt besitzt die Kontaktkopie damit mehrere gravierende Vorteile gegenüber der
Zweistrahlgeometrie:
• Es ist bei der Kontaktkopie möglich, den Scanvorgang mit cw-Lasern durchzuführen,
ohne den Strahl an- und abzuschalten. Die laterale Scanbewegung hat dabei vernachlässigbare
Auswirkungen auf den Kontrast der eingeschriebenen Hologramme[15].
• Benachbarte Pixel und Zeilen können überlappt werden, ohne dass die vorher eingeschriebenen
Hologramme gelöscht werden. So kann die Gesamteffizienz und Homoge-