Brevet FR2011325A1 — publié le 19700227

i 2011325 La présente invention concerne les procédés et les appareils permettant de créer et de reproduire des hologrammes et plus particulièrement un nouveau type d'hologramme appelé dans ce qui suit hologramme "annulaire". 5 Un hologramme est tin enregistrement des informations contenues dans un front d'onde lumineuse obtenu à partir d'un objet qui peut être tridimensionnel ou bidimensionnel et transparent, et qui est illuminé par line lumière monochromatique cohérente spatialement. Plus précisément, comme décrit dans un 10 artiole intitulé "Photography by Laser" de Emmett N. Leight et Juris Upatnieks, commençant page 24 du numéro de juin 1965 de la revue Scientific American, tin hologramme est constitué par l'enregistrement des franges d'interférence entre un faisceau lumineux de référence directement issu d'une source lumineuse 15 ■onoohromatique cohérente spatialement et un faisceau lumineux porteur d'informations issues de l'objet à photographier illuminé par la lumière de ladite source lumineuse. Le faisceau de référence est dirigé sur la surface du milieu d'enregistrement sous un angle prédéterminé différent au moins partiellement 20 de l'angle c&ncidence du faisceau d'informations sur la même surface. L'enregistrement de ce réseau d'interférences constitue ce que l'on appelle un hologramme. Une réplique du front d'onde du faisceau d'information peut être reconstituée en illuminant l'hologramme à l'aide 25 d'une source lumineuse monochromatique à cohérence spatiale; Ceci est dû au fait que l'hologramme diffracte la lumière incidente sous la forme de deux ensembles d'ondes diffractées du premier ordre dont chacune est la réplique des ondes issues de l'objet initial. L'un de ces deux ensembles, lorsqu'il est 30 renvoyé vers la source d'illumination, produit une image vir-tuélle de l'objet initial, alors que le second ensemble produit une image réelle de l'objet sans faire appel à une lentille,. Le degré de fidélité de la transmission des informa-35 tions de l'objet initial à l'image reconstituée au moyen de l'hologramme dépend du type de front d'onde constituant à la fols le faisceau de référence utilisé pour la 69 20610 2 2011325 création de l'hologramme et le faisceau de reconstitution, utilisé pour la reproduction de l'hologramme. Si de» 'dëtuc front s d'ondes sont composés d'une radiation de même fréquence et si les fronts d'ondes sont strictement plans ou si la convergence du faisceau 5 de référence est égale à la divergence propre du faisceau de reconstitution, la reproduction s'effectue sans aucune distorsion et sans grandissement positif ou négatif. La résolution théorique obtenue avec de tels hologrammes dépend à la fois de la surface de l'holograùme et de l'angle solide du faisceau d'in-10 formations issu de l'objet qui interfère avec le faisceau de référence dans le plan de la plaque d'enregistrement de l'hologramme et enfin de la longueur d'onde de la radiation utilisée. Les rprocédés et les appareils généralement utilisés pour la création et la reproduction d'hologrammes, notamàent 15 du type décrit dans l'article mentionné ci-dessus, rendent extrêmement difficile l'optimisation de la fidélité de l'hologramme et l'obtention simultanée d'une bonne résolution de reproduction, c'est-à-dire d'une résolution approchant de la longueur d'onde de la radiation utilisée. 20 Pour certaines applications, telles que la fabrication des circuits intégrés, il est nécessaire de transférer fidèlement vin ensemble ordonné de réseaux bidimensionnels complexes contenus dans un masque à haute résolution, sur la surface d'un matériau approprié pour le traitement ultérieur des circuits 25 intégrés. Un tel transfert d'information s'effectue normalement en imprimant au préalable par contact un masque sur une surface photosensible appropriée sur la surface du matériau de base du circuit intégré. L'impression par contact du masque pose de nombreux problèmes qu'il est possible d'éviter en 30 utilisant l'holographie pour effectuer ce transfert par projection lumineuse au lieu d'impression par contact, ce qui a pour résultat d'améliorer considérablement la fidélité et la résolution de l'ensemble. La présente invention concerne les procédés et les appareils permettant d'optimiser la fidélité et 35 la résolution de la reproduction d'un hologramme, tout en introduisant un certain nombre de simplifications dans le système optique comparativement aux procédés et aux appareils antérieurs du type décrit dans l'article mentionné plus haut. 69 20610 3 2011325 Les hologrammes réalisés par les procédés et l'appareil* selon la présente invention peuvent être qualifiés d'hologrammes "annulaires". Ce terme permet de les distinguer des hologrammes obtenus par les procédés et les systèmes classiques. 5 Le qualificatif "annulaire" est justifié par le fait que les hologrammes réalisés selon la présente invention ont la forme d'un anneau ou d'un secteur d'anneau. La présente invention a, par conséquent, pour objet la création et la reproduction d'hologrammes avec une fidélité et une résolution inhérente améliorée. 10 Selon une caractéristique essentielle de l'invention, les centres de l'objet et de la plaque d'hologrammes sont disposés sur l'axe du Msceau de référence, le plan objet (dans le cas d'un objet bidimensionnel) et le plan de la surface photo-pënslblt de il plaque étgxà, tous deux perpendiculaires à l'axe 15 du faisceau de référence qui, comme le faisceau d'illumination de l'objet, est issu d'un faisceau colimaté unique de radiation monochromatique. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description . 20 qui suit et des dessins sur lesquels : - la figure 1 illustre un appareil classique généralement utilisé pour l'enregistrement d'un hologramme j - la figure 2 représente une première forme de l'appareil selon la présente invention permettant l'enregistrement 25 d'un hologramme "annulaire" s - la figure 3 représente une seconde forme de l'appareil selon l'invention appliquée à la reconstitution d'un hologramme "annulaire" ; - la figure 4 représente une troisième forme de l'ap- 30 pareil selon l'invention appliquée à l'enregistrement d'un hologramme "annulaire" j - la figure 5 représente une quatrième forme de l'appareil de l'invention appliquée à l'enregistrement d'un hologramme "annulaire" ; 55 - la figure 6 représente une cinquième forme de l'ap pareil de l'invention montrant une première variante de la structure du diffuseur représenté sur les figures 2, 4 et 5 \ - la figure 7 représente une sixième forme de la présente invention montrant une autre variante de la structure du 69 20610 4 2011325 diffuseur des figures 2, 4 et 5 % - la figure 8 réprésente un hologramme annulaire divisé en plusieurs secteurs j - la figure 9 représente une septième forme de la 5 présente invention utilisant un faisceau de référence convergent pour l'enregistrement d'un hologramme "annulaire" ; - la figure 10 représente une huitième forme de l'invention utilisant un faisceau divergent pour la reconstitution de l'hologramme créé grâce à l'appareil de la fi- 10 gure 9 J - la figure 11 représente une neuvième forme de l'appareil de l'invention dans lequel l'enregistrement de l'hologramme se fait par interférence entre une onde énergétique cohérente qui n'est pas modulée spatialement par l'infor- 15 mation objet et une autre onde énergétique cohérente sur laquelle agit une structure complexe de modification d'onde telle qu'un ensemble de lentilles ; - la figure 12 représente l'appareil de reconstitution ou de lecture de l'hologramme créé par celui de la 20 figure 11 ; - la figure 13 représente un appareil d'enregistrement d'un hologramme annulaire contenant à la fois des informations relatives à l'objet et des informations optiques j - la figure 14 représente l'appareil de reconsti-25 tution de lecture de l'hologramme enregistré dans celui de la figure 13. La figure 1 représente un appareil classique permettant de créer un hologramme. Un faisceau 100 d'ureradiation à cohérence spatiale, tel qu'un rayon laser, tombe sur 30 un séparateur de faisceaux 102, tel qu'un miroir partiellement réflecteur, qui le divisé en un premier faisceau 104 et en un second faisceau 106. Le premier faisceau 104 est transformé en faisceau parallèle de préférence 108 pàr tin colimateur 11D composé de deux lentilles 112 et 114. Le fais-35 ceau de référence 108 arrive sur la surface photosensible d'une plaque d'hologramme 116. Le second faisceau 106,après réflexion totale sur un miroir 118 est élargi par tme lentille 120, puis appliqué à un diffuseur 122, par exemple une lame de verre dépoli. La lumière diffusée émergeant du diffuseur l&i 69 20610 5 2011325 traverse ensuite un objet constitué par un cliché photographique transparent 124 contenant l'information objet. La lumière diffusée émergeant de la diapositive 124 constitue le faisceau d'information 126. La propagation 4bs rayons du faisceau 126 ëst telle 5 qu'au moins une bonne partie d'entre eU3c tombe sur la même surface de la plaque d'hologrammes 116 que le faisceau de référence 108, pour y former la figure d'interférence qui constitue l'hologramme. Comme illustré à la figure 1, le faisceau de référence 10 108 et le faisceau d'information 126 sont essentiellement asymétriques l'un par rapport à l'autre. De plus, bien que le faisceau parallèle de référence 108 ou le faisceau d'information 126 (dans le cas illustré, il s'agit du faisceau 108) soit symétrique par rapport à la surface de la plaque d'hologramme 116, l'autre fais-15 ceau est essentiellement asymétrique par rapport à cette dernière. Cette asymétrie limite la résolution et rend difficile l'optimisation de la fidélité des hologrammes réalisés par de tels procédés, La figure 2 illustre une première forme de la présente invention permettant l'enregistrement d'un hologramme "annulaire". 20 Un faisceau de radiation à cohérence spatiale, tel qu'un faisceau laser 200, traverse un colimateur 202 comprenant les lentilles 204 et 206 pour former un faisceau élargi de lumière parallèle, constituant une onde plane de section droite circulaire coaxiale par rapport au faisceau laser 200, autour de l'axe 0-0'. Un atténua-25 teur de faisceau de référence 210 de forme annulaire est disposé normalement à l'axe 0-0', comme représenté, pour n'être illuminé que par la partie extérieure du faisceau parallèle 208. L'atténuateur 210 est réalisé en une matière ayant des caractéristiques d'absorption prédéterminées pour absorber une certaine fraction de 30 la radiation incidente et laisser passer le reste et peut être une lame plane optiquement transparente sur laquelle est déposé un film métallique semi-transparent. La radiation à onde ;|)lane symétrique autour de l'axe 0-0' et qui traverse l'atténuateur 210 constitue le faisceau de référence 212. 35 La plaque d'hologramme 214 est disposée symétriquement et normalement à l'axe 0-01 à une certaine distance de l'atténuateur 210 dans le sens de propagation du faisceau de référence 212. Le faisceau 212 étant une onde plane et la plaque d'hologramme 214 étant orientée parallèlement à l'atténuateur 210, la zone active 69 20610 6 2011325 de la plaque d'hologramme 214 qui est irradiée par le faisceau de référence 212 a une forme annulaire symétrique autour de l'axe 0-0' et de même dimension que l'atténuateur annulaire 210, mais avec un certain décalage axial. 5 Un diffuseur circulaire 216 dont le rayon est égal à celui de la circonférence interne de l'atténuateur 210, est disposé à l'intérieur de ce dernier symétriquement par rapport à l'axe 0-0'. Un cliché transparent objet 218 est disposé directement en face du diffuseur 216 entre ce dernier et la plaque d'ho-10 logramme 214. Le cliché transparent 218 est également symétrique par rapport à l'axe 0-0'. Un même bâti mécanique, non représenté, peut servir de support à l'atténuateur 210, au diffaeaur 216 et au cliché objet 218. La lumière émergeant du cliché objet 218 constitue le 15 faisceau d'information représenté shhématiquement pat4 les flèches 220, dont au moins une partie tombe sur la région annulaire active de la plaque d'hologramme 214 qui est irradiée par le faisceau de référence 212. On obtient ainsi un hologramme d'interférence dans cette zone annulaire de la plaque 214. Lé rôle de l'atténmateur 20 de faisceau de référence 210 est d'optimiser le rapport des intensités respectives du faisoeau d'information et du faisceau de référence. On verra par la suite que les éléments utilisés pour la création d'un hologramme "annulaire" présentent tous une symétrie de révolution autour de l'axe 0-0'. Cette symétrie permet de 25 simplifier la réalisation de l'appareil et de plus les lentilles utilisées, telles que les lentilles 204 et 206, ne sont sujettes qu'à une seule des nombreuses aberrations qui affectent généralement les lentilles, à savoir l'aberration de sphéricité. La cor= rection de cette aberration de sphéricité peut, en outre, être 30 limitée à une zone annulaire de la lentille au lieu de la totalité de sa section. Oh peut donc, ce qui est particulièrement important, optimiser la résolution d'un tel hologramme car sa forme annulaire permet de disposer de l'angle solide maximal d'onde porteuse d'informations relatives au cliché objet pour interférer avec l'onde 35 du faisceau de référence. On approche de cet angle solide maximal lorsque la dimension de l'objet devient faible comparée à la surface active de l'hologramme "annulaire" et lorsque la distance de l'objet à la plaque décroît. De tels angles solides permettent d'obtenir une image reconstituée dont la résolution est extrêmement éle 69 20610 7 2011325 vée, la limite étant voisine de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde de la radiation utilisée. Sur la figure 3, un hologramme "annulaire" enregistré à l'aide de l'appareil de la figure 2 est reconstitué en orientant 5 la plaque d'hologramme 300 de manière qu'elle soit symétrique de révolution autour de l'axe 0-0' de la figure 3# puis en l'irradiant à l'aide d'un faisceau de reconstitution 302 à front d'onde plan également symétrique de révolution autour de l'axe 0-0'„ Un masque opaque 304 également symétrique de révolution autour de 10 l'axe 0-0' est placé de manière à intercepter le faiseeau de reconstitution 302 devant la partie centrale de la plaque 300 pour n'illuminer que la zone annulaire active 306 sur laquelle a été préalablement enregistré l'hologramme "annulaire". Comme illustré, on obtient une image réelle 308 du cliché objet initial. L'imagé 15 réelle 308 est également symétrique de révolution par rapport à l'axe 0-0' de la figure 3. Le dispositif de la figure 4 pouf* l'enregistrement d'un hologramme "annulaire* est une variante de celui de la figure 2 dans laquelle un séparateur de faisceau remplace l'atténuateur' 20 de faisceau de référence pour optimiser le rapport d'intensité entre les faisceaux de référence et d'Information. Plus précisément, un faisceau de radiation laser 400 est divisé par un séparateur 402 en un faisceau 404 et en un faisceau 406. Les caractéristiques *àe réflexion et de transmission du séparateur de fais-25 ceau 402, qui peut être un miroir partiellement réflecteur, sont telles que le rapport des intensités du faisceau 404 et du faisceau 406 soient égales à une valeur prédéterminée. Le faisceau 404 après élargissement dans un collaateur comprenant les lentilles 410 et 412 constitue le faisceau de référence qui est di-30 rlgé sur la surface de la plaque d'hologramme 414. Le faisceau 406 après réflexion sur des miroirs 4l6 et 418, élargissement par une lentille 420 et nouvelle déviation par un miroir 422, traverse un diffuseur 424, puis un cliché transparent objet 426'pour constituer le faisceau d'information 428. Le miroir 422, le diffuseur 424 et ■35 le cliché transparent 426 sont disposés de manière à masquer la partie centrale de la plaque d'hologramme 4l4 pour le faisceau de référence 408 et à ne permettre l'interférence des faisceaux 408 et 428 que sur la surface annulaire active 430 de la plaque d'holo- 69 20610 8 2011325 gramme 414. Le rapport prédéterminé d'intensité entre les faisceaux 404 et 406, obtenu de la manière décrite plus haut, est établi pour un rapport optimal des portions des faisceaux de référence 408 et d'information 428 qui interfèrent dans la zone 5 annulaire active 430 de la plaqué 414. La figure 5 illustre une autre variante du dispositif de la figure 4. Sur La figure 5# l'onde plane du faisceau de .référence 502 est obtenue à l'aide d'un miroir parabolique 500. Plus précisément, deux faisceaùx séparés de radiation cohérente 504 et 10 506 sont introduits latéralement comme représenté. Ces faisceaux parallèles de radiation cohérente peuvent être obtenus à partir d'un laser unique par de nombreux procédés. L'un de ces procédés consiste à utiliser le faisceau issu de l'une des extrémités du laser et à dévier le faisceau issu de l'autre extrémité 15 par un système de prismes pour obtenir les deux faisceaux 504 et 506. Quelle que soit son origine, le faisceau 504 après réfléxion sur un miroir blanc 508 et élargissement par une lentille 510 est réfléchi par le miroir parabolique 500 pour former le faisceau de référence 502 à onde de référence plane. Le faisceau 506 après 20 réflexion sur un miroir 512 et élargissement par une lentille 514 traverse un diffuseur 516 ét le cliché transparent objet 518 pour constituer le faisceau d'information 520. Le faisceau 520 interfère avec le faisceau de référence 502"sur une zone annulaire active de la surface de la plaque d'hologramme, npn représentée, 25 pour former un hologramme "annulaire" de manière identique à celle des figures 2 et 4. La disposition des éléments mentionnés plus haut dans le cas des modifications des figures 4 et 5 est telle qu'elle assure le même type de symétrie de révolution entre le faisceau de réfé-30 rence et le faisceau d'information, ainsi que pour tous les éléments constitutifs du système, comme on l'a vu pour la forme de la figure 2. Dans c&acune des formes des figures 2, 4 et 5, l'hologramme "annulaire" a été créé par interférence entre une onde annulaire de référence et une radiation transmise à travers un cliché 35 transparent après avoir traversé un diffuseur qui constitue un élément dispersif. Ce diffuseur ne constitue pas un élément essentiel dans la formation d'hologrammes "annulaires", bien que de tels hologrammes possèdent la propriété d'une redondance totale des in 69 20610 9 2011325 formations enregistrées j il n'est donc nécessaire que d'utiliser un moyen quelconque pour réaliser une interférence annulaire entre une onde de référence et une onde porteuse d'information concernant le cliché transparent objet. Les figures 6 et 7 illustrent 5 deux procédés différents par lesquels une telle interférence peut être obtenue. Les hologrammes créés par de tels systèmes sont partiellement redondants. Sur la figure 6, un prisme annu aire 600 disposé symétriquement par rapport à l'axe 0-0' coopère avec les parties exté-10 rieures 602 d'un faisceau de référence 604 à onde plane. Seules les parties extérieures 602 du faisceau de référence 604 sont déviées par le prisme annulaire 600 en un faisceau conique convergent 606. La partie centrale 607 du faisceau de référence 604 reste sous la forme d'une onde plane. 15 Au sommet dti faisceau lumineux conique 606 est disposé symétriquement autour de l'axe 0-0' de la figure 6 un cliché transparent objet 610. Le diamètre du cliché 610 et l'extension radiale-du prisme annulaire 600 sont calculés de manière que le cliché 610 Intercepte exactement le sommet du faisceau conique 606, comme 20 illustré. Le faisceau émergeant du cliché objet 610 est un faisceau conique d'information 611. Une plaque d'hologramme 612 est disposée symétriquement autour de l'axe 0-0' de la figure 6 sur le trajet du faisceau d'information 611. La plaque d'hologramme 612 est sensiblement plus près de cliché objet 610 que le prisme 25 annulaire 600 de manière que la région annulaire de la plaque d'hologramme 614 interceptant le faisceau d'information 611 ait un diamètre extérieur plus petit que le diamètre intérieur du prisme annulaire 600. Ceci permet l'illumination de la surface de la région annulaire de la plaque d'hologramme 6l4 par la partie cen-30 traie 608 du faisceau de référence 604 qui interfère avec le faisceau d'information 611 pour constituer l'hologramme "annulaire" recherché. Dans la variante de la figure 7, le diffuseur des figures 2, 4 et 5 est remplacé par un réseàu de diffraction circu-35 laire 700 ayant des traits concentriques régulièrement espacés et disposés symétriquement dans un plan normale à l'axe 0-0La partie centrale du faisceau de référence à onde plane 704, après diffraction dans le réseau fOO traverss le cliché transparent objet 69 206 T 0 10 2011325 702 pour constituer le faisceau d'information 706. Ce faisceau est intercepté par une région annulaire 708 d'une plaque d'hologramme 710 dans laquelle il interfère avec la partie extérieure du faisceau de référence 704 qui illumine également la région an-5 nulaire 708 de la plaque d'hologramme 710. Un hologramme "airnu-lairi" est donc ainsi enregistré et l'on peut utiliser des réseaux plus complexes assurant une meilleure redondance. Il n'est pas obligatoire, bien qu'on l'ait? supposé jusqu'ici, que toute la région annulaire active de la plaque 10 d'hologramme soit utilisée pour l'enregistrement de l'hologramme d'un seul cliché transparent. Il est également possible de masquer la plus grande partie de la région active de la plaque d'hologramme, ne laissant à découvert qu'un secteur donné qui est exposé par les interférences produites par un seul cliché transparent 15 objet. En exposant successivement différents secteurs de la région annulaire de la plaque d'hologramme, 11 est possible d'enregistrer une série d'hologramme différents sur la même zone annulaire active de la plaque. La figure 8 illustre une plaque d'hologramme 800 dont la région annulaire active 802 est divisée en quatre 20 secteurs de 90° chacun. Pour l'enregistrement et la reconstitution des hologrammes "annulaires" décrits jusqu'ici on utilisait un faisceau de référence et un faisceau de reconstitution à front d'onde plan, mais ceci n'est pas obligatoire. 25 Sur la figure 9, on peut voir un miroir parabolique 950 percé d'une ouverture centrale 952. Un masque opaque 956 est placé au-delà du foyer 954 du miroir parabolique 950. Une onde plane 958 est dirigée de la 'gauche vers le miroir parabolique 950. Le diamètre du masque opaque 956 est cependant calculé pour que seule 30 la partie extérieure 960 de l'onde plane 958 arrive sur le miroir parabolique 950. Ce miroir réfléchit donc ùn faisceau de référence convergent 962 en direction de la zone annulaire active 964:d'une plaque d'hologramme 966 placée entre le miroir parabolique'950 et son foyer 954. En même temps,.le faisceau lumineux 968 qui est co-35 hérent avec l'onde plane 958 est élargi par une lentille 970 qui éclaire un trou de petite dimension 972 dont le faisceau émergeant traverse un diffuseur 974 et un' cliché transparent objet 69 20610 » 2011325 976 pour constituer le faisceau d'information 978. Au moins une partie de ce faisceau tombe sur la zone annulaire active 964 de la plaque d'hologramme 966 sur laquelle il interfère avec le faisceau convergent de référence 962 pour y créer un hologramme 5 annulaire. La figure 10 représente un système de reconstitution d'un hologramme produit par l'appareil de la figure 9. Plus précisément, le faisceau lumineux de reconstitution 950 après avoir traversé un élargisseur de faisceau 952 est intercepté dans sa 10 partie centrale par un masque 954, pôur n'illuminer que la zone annulaire active 956 de la plaque d'hologramme 958. Ceci permet de reconstituer l'image 960 de l'objet initial. Dans le aystème des figures 9 et 10, on désire reconstituer une image de la même dimension que le cliché transparent 15 initial, ce qui nécessite que la distance entre la surface "annulaire" et le foyer de convergence de l'onde de référence utilisée pour l'enregistrement soit identique pendant la reconstitution à la distance comprise entre la source effective de l'onde divergente de reconstitution après dilatation du faisceau et la sur-20 face d'hologramme "annulaire". Dans ces conditions, la distance entre l'hologramme "annulaire" et l'image reconstituée est iden- ' tique à la distance entre l'hologramme "annulaire'1 et le cliché objet pendant l'enregistrement. On suppose évidemment que l'enregistrement et la reconstitution se font avec une radiation 25 de même longueur d'onde. Si la distance entre la source effective de l'onde divergente de reconstitution et la surface de l'hologramme "annulaire" est modifiée pendant la reconstitution, l'image résultante change de position et subit, en outre, un agrandissement ou une réduction dont la valeur est calôulable par les for-30 mules élémentaires de l'optique. L'agrandissement ou la réduction et le décalage de la position de l'image apparaissent également lorsque l'on utilise une radiation de longueur d'onde différente pour la reconstitution de l'image. Le principal avantage de l'em]3oi d'un faisceau de réfé-35 rence convergent pour l'enregistrement et d'un faisceau de reconstitution divergent pour la restitution;de l'image est que le système optique de reconstitution peut être plus simple et plus ramassé, le front d'onde nécessaire étant obtenu à partir d'une 69 20610 12 2011325 source d'illumination ponctuelle, par exemple par la .combinaison d'un objectif d'expansion de faisceau et d'un trou de diffraction placé de manière convenable sur le trajet d'un rayon laser. Un second avantage de ce système réside dans la possibilité d'agran-. 5 drir ou de réduire de manière simple l'image reconstituée. Les figures 11 et 12 représentent respectivement un système pour l'enregistrement et la lecture d'un hologramme formé par interférence entre un premier faisceau incident d'énergie ondulatoire cohérente, qui n'a pas subi de modulation spa-10 tiale par l'objet, et un second faisceau indident d'énergie ondulatoire cohérente modifié par une structure de modification complexe de l'onde, tel qu'un ensemble de lentilles. Les formes des figures 11 et 12,présentent l'avantage d'assurer la symétrie de révolution à la fois pour les premier et second faisceaux d'enre-15 gistrement de l'hologramme, pour le faisceau de lecture de l'hologramme et pour de nombreux constituants des systèmes d'enregistrement et de lecture. Plus précisément, un faisceau d'énergie ondulatoire cohérente 1020 issu d'un laser 1022 est réfléchi par un miroir 1064 20 pour constituer un faisceau d'énergie ondulatoire 1026 se déplaçant parallèlement à l'axe 0-0', comme illustré. Un ensemble de lentilles 1028 est composé d'une série de lentilles convexes similaires disposées symétriquement par rapport à l'axe 0-0' dans un plan perpendiculaire à ce dernier dont les foyers respectifs 25 sont dans un autre plan donné C-C également perpendiculaire à l'axe 0-0'. L'ensemble de lentilles 1028 comprend une lentille centrale 1030 dont l'axe coïncide avec l'axe 0-0' * Comme illustré, lé faisceau 1026 tombe sur la lentille centrale 1030 de l'ensemble 1028 qui focalise l'énergie ondula-30 toire en un point F. On obtient donc un faisceau d'énergie ondulatoire 1032 dont l'origine est au foyer F et qui est issu de l'énergie ondulatoire émergeant de la lentille 1030. Le faisceau divergent 1032 tombe sur la surface réfléchissante d'un miroir parabolique 1034 disposé symétriquement par rapport à l'axe 0-0' 35 et dont le foyer coïncide avec le point F. De plus, les dimensions du miroir 1034 et plus précisément l'aire de sa surface parabolique réfléchissante 1034 qui est illuminée par le faisceau.divergent 1032 sont sensiblement plus grandes que les dimensions totales de l'ensemble de lentilles 1028, comme représenté sur la fifeure 11. 69 20610 13 2011325 Le point F étant à la fois l'origine du faisceau divergent 1032 et le foyer du miroir parabolique 1034, ce dernier transforme le faisceau divergent incident 1032 en un faisceau parallèle IO36 comprenant une partie centrale IO38 délimitée par la surface 5 totale de l'ensemble de lentille 1028 et une partie extérieure annulaire 1040 entourant la partie IO38. Une plaque d'hologramme 1046 comportant une surface sensible d'enregistrement 1048 est disposée de l'autre côté de l'ensemble de lentilles 1028 par rapport au miroir parabolique 1034 et dans un plan parallèle à 10 celui de l'ensemble de lentilles 1028. La partie annulaire 1040 du faisceau parallèle IO36 passe autour de l'ensemble de lentilles 1028 et n'illumine la surface sensible 1048 de la plaque d'hologramme 1046 que dans une région annulaire délimitée par la section droite de la partie annulaire 1040. 15 Tous les rayons intérieurs 1038 du faisceau parallèle IO36 traversent l'ensemble de lentilles 1028. Le foyer de chacune des lentilles de l'ensemble 1028 est situé en un point différent d'un plan donné C-C qui correspond individuellement aux lentilles de l'ensemble 1028. Le plan C-C est perpendiculaire à l'axe 0-0' 20 et parallèle à la plaque d'hologramme 1046. Chaque foyer individuel situé dans le plan C-C agit donc comme une source ponctuelle séparée d'un faisceau divergent d'énergie ondulatoire 1050 dont l'ensemble illumine la surface d'enregistrement 1048 de la plaque d'hologramme 1046. L'interférence entre les faisceaux incidents 25 1050 et la partie annulaire 1040 du faisceau parallèle ne se produit que dans la région annulaire de la surface 1048 de la plaque d'hologramme car l'énergie ondulatoire incidente de la partie annulaire 1040 du faisceau parallèle IO36 est limitée à cette région annulaire de la surface 1048 de la plaque. Cette 30 surface enregistre donc un hologramme annulaire symétrique en révolution autour de l'axe 0-0'. La figure 12 représente un dispositif permettant la lecture de l'hologramme annulaire enregistré dans le système de la figure 11. L'énergie ondulatoire 1052 émise par un laser 1054, 35 après réflexion sur un miroir 1056 et élargissement dans une lentille 1058, traverse un diffuseur tournant 1060 et un objet 1062 qui peut également être un cliché transparent. Ce faisceau est donc transformé en un faisceau modulé spatialement d'énergie ondulatoire diffusé 1064 symétrique par rapport à l'axe 0-0'. Au moins une partie du faisceau 1064 tombe sur un miroir parabolique 69 20610 14 2011325 1066. Ce miroir est disposé symétriquement par rapport à l'axe 0-0 ' et placé de manière que son plan focal coïncide avec l'objet 1062„ Ceci permet l'obtention d'un faisceau de lecture parallèle 1068 codé par les informations de l'objet et qui se propage paral-5 lèlement à l'axe 0-0'. Le faisceau 1068 tombe sur la surface arrière de la plaque d'hologramme 1Ô46, qui, comme représenté, est disposé symétriquement par rapport à l'axe 0-0' dans un plan perpendiculaire au faisceau 1068. L'hologramme annulaire enregistré dans la surface sensible 1048 de la plaque d'hologramme 10 1046 diffracte l'onde incidente codée par l'objet du "faisceau de i.fnafcï*re 1068 pour produire une série d'images à haute fidélité et résolution 1070-1...- 1070-5 de l'objet 1062 correspondant à la position de chacune des lentilles de l'ensemble 1028 de la figure 11. La configuration des Images 1070 sera donc identique 15 à la configuration des lentilles de l'ensemble 1028. La figure 13 représente un appareil d'enregistrement d'un hologramme annulaire sur la surface sensible 1100 d'une plaque d'hologramme 1102 qui contient à là foi» une information relative à l'objet et une information optique. Plus précisément 20 l'énergie ondulatoire d'un laser 1104 après expansion et colli-mation dans un système constitué par une lentille 1106, un trou de diffraction 1108 et une lentille 1110, forme un faisceau parallèle d'énergie ondulatoire 1112. La partie de droite du faisceau 1112 après réflexion sur un miroir 1114, se propage vers 25 la droite parallèlement à l'axe 0-0' et au passage subit l'action d'un ensemble de lentilles 1116, le foyer de chacune de ces lentilles constituant une source ponctuelle séparée située dans un plan C-C donné parallèle à la surface 1100 de la plaque d'hologramme 1102. Les faisceaux divergents 1118 issus de chacune de 30 ces sources ponctuelles tombent sur la surface sensible 1100 de la plaque d'hologramme 1102. La partie de gauche du faisceau parallèle 1112 forme, après réflexion sur un miroir 1120, un faisceau d'énergie ondulatoire symétrique autour de l'axe 0-0' et se propageant vers la 35 gauche à traters un diffuseur 1122 et un objet 1124 qui module spatialement l'énergie ondulatoire. L'objet 1124 est placé dans le plan focal d'un miroir parabolique 1126 de manière que l'énergie 69 20610 15 2011325 ondulatoire diffusée et modulée spatialement qui tombe sur le miroir parabolique 1126 soit réfléchie sous forme d'un faisceau parallèle 1128 codé par les informations relatives à l'objet. Le faisceau parallèle 1128 comprend une partie intérieure 1130 5 délimitée par la forme de l'ensemble de lentilles 1116 et une partie annulaire extérieure 1132 entourant la partie 1130. Seule la partie annulaire 1132 du faisceau 1128 tombe sur la surface sensible 1100 de la plaque d'hologramme 1102 sur laquelle elle interfère avec l'énergie ondulatoire des faisceaux diver-10 gents 1118 dans une région annulaire définie par la partie annulaire du faisceau parallèle 1128, sur laquelle se forme un hologramme annulaire. La figure 14 représente le dispositif de lecture de l'hologramme enregistré dans le système de la figure 13. Plus 15 précisément, l'énergie ondulatoire issue d'un laser 1200, après réflexion sur un miroir 1202 et élargissement par une lentille 1204 et un trou de diffraction 1206, tombe sur un miroir parabolique 1208 dont le foyer coïncide avec le foyer de la lentille 1204. L'énergie ondulatoire réfléchie par le miroir parabolique 20 1208 constitue le faisceau de lecture 1210 qui est un faisceau parallèle non modulé et symétrique autour de l'axe 0-0'."Le faisceau de lecture 1210 tombe sur la surface arrière de la plaque d'hologramme 1102. L'hologramme annulaire enregistré sur cette dernière produit une série d'images distinctes à haute 25 fidélité et résolution 1212-1... 1212-5 de l'objet 1124 correspondant à la position de chacune des lentilles de l'ensemble 1116. Bien qu'à titre illustratif l'invention ait été décrite dans le cas d'hologrammes "annulaires"'obtenus avec des longueurs d'onde correspondant à la lumière, on comprendra que 30 d'autres figures d'interférence analogues peuvent être créées avec d'autres énergies ondulatoires, par exemple avec une énergie électromagnétique située à l'extérieur du spectre lumineux ou avec une énergie acoustique. De telles figures d'interférence annulaire analogues à des hologrammes lumineux annulaires entrent 35 donc dans le cadre de l'invention. Dans la description qui précède la zone active de la plaque d'hologramme a été décrite comme un anneau circulaire 69 20610 16 2011325 ou un secteur d'anneau. Dans une application pratique de l'holographie annulaire, et notamment lorsque l'on utilise, un.diffuseur pour créer le faisceau d'illumination de l'objet, la géométrie de la plaque d'hologramme et du cliché transparent détermine la 5 forme de la zone active de la plaque qui peut par exemple être carrée ou rectangulaire avec une région centrale inactive de même forme. Le terme "annulaire" utilisé dans la présente invention couvre donc toutes les formes qui possèdent néanmoins une symétrie axiale. 69 20610 i7 2011325 REVENDICATIONS 1 - Appareil pour l'enregistrement d'un hologramme "annulaire" d'un objet sur une plaque d'hologramme placée à distance, comprenant un système d'illumination de l'objet avec 5 une lumière cohérente pour constituer le faisceau lumineux d'information, caractérisé par un dispositif permettant d'exposer la plaque d'hologramme à l'aide dudit faisceau d'information, la partie exposée de la plaque étant au moins une région annulaire dont le diamètre intérieur est au moins égal au diamètre de la 10 partie de l'objet qui est illuminé par ledit faisceau, et un dispositif de projection d'un faisceau de référence annulaire de la même lumière cohérente vers la plaque d'hologramme de manière à exposer au moins ladite partie de région annulaire de cette dernière au faisceau de référence qui se propage autour 15 de l'objet. 2 - Appareil selon la revendication 1 pour l'enregistrement sur une plaque d'hologramme disposée normalement & un axe donné, d'un hologramme "annulaire" d'un objet décalé axialement de ladite plaque, et entièrement situé dans une région 20 intérieure possédant une symétrie de révolution par rapport audit axe et un diamètre maximal donné, ledit appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend un premier dispositif d'exposition d'au moins un secteur d'une région annulaire d'un diamètre . intérieur au moins égal audit diamètre maximal donné de la 25 surface de la plaque d'hologramme à l'aile d'un faisceau d'information obtenu par illumination dudit objet avec un faisceau de lumière cohérente, et un second dispositif d'exposition simultanée d'au moins ledit secteur de la région annulaire avec un faisceau annulaire de référence de lumière cohérente limité à une 30 région annulaire extérieure symétrique de révolution par rapport audit axe donné et qui est distincte de la région intérieure tout en l'entourant, de manière que l'hologramme formé par interférence entre les faisceaux d'information et de référence soient limités à ladite région annulaire de la surface de la plaque d'hologramme. 35 3 - Appareil selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'objet est un cliché transparent disposé symétriquement dans un plan normal audit axe. 69 20610 is 2011325 4 - Appareil selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'il comprend un diffuseur coopérant avec le cliché pour diffuser la lumière cohérente qui illumine ce dernier. 5 - Appareil selon la revendication 3 caractérisé 5 en ce qu'il comprend en outre un réseau de diffraction circulaire disposé symétriquement par rapport audit axe et coopérant avec le cliché pour diffracter la lumière cohérente qui Illumine ce dernier. 6 - Appareil selon la revendication 3 caractérisé 10 en ce qu'il comprend un prisme annulaire dont le diamètre intérieur est ■'supérieur au diamètre extérieur de ladite région annulaire de la plaque d'hologramme, ledit prisme étant disposé symétriquement dans un plan normal audit suce à une distance axiale donnée du côté du cliché transparent opposé à la plaque 15 d'hologramme, la réfraction du prisme et ladite distance donnée étant calculées pour qu'un faisceau de lumière cohérente traversant le prisme soit dirigé à travers le cliché transparent et ne tombe que sur la région annulaire de la plaque d'hologramme. 7 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé 20 en ce que le second dispositif comprend tin système de production d'un faisceau annulaire de référence dont le front d'onde présente un degré prédéterminé de convergence. 8 - Appareil selon la revendication 2 caractérisé en ce que le second dispositif comprend un système de production 25 d'un faisceau annulaire de référence dont le front d'onde est plan. 9 - Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le second dispositif comprend un système de colliœation symétrique autour dudit axe donné et transformant un étroit faisceau axial de lumière cohérente en un faisceau axial de 30 sortie d'énergie lumineuse à front d'onde plan dont le diamètre est égal au diamètre extérieur de ladite région annulaire et un dispositif incluant ledit objet pour empêcher que la partie centrale dudit faisceau de sortie ayant ledit diamètre maximum donné, contribue audit faisceau annulaire de référence. 35 10 - Appareil selon la revendication 8 caractérisé en ce que le système de collimation élargissant le faisceau comprend un miroir parabolique. 69 20610 19 2011325 11 - Appareil selon la revendication 9* caractérisé en ce que la partie centrale dudit faisceau de sortie est utilisée pour l'illumination de l'objet. 12- Appareil selon la revendication 11 caractérisé 5 en ce qu'il comporte un atténuateur annulaire de faisceau de référence disposé symétriquement autour dudit axe sur le trajet de la totalité du faisceau de sortie à l'exception de la partie centrale de ee dernier pour établir xin rapport prédéterminé, d'intensité entre le -faisceau cohérent de référence et le fais-10 ceau cohérent d'illumination de l'objet. 13 - Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un séparateur de faisceaux disposé su£ 20 14 - Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il établit un rapport prédéterminé entre les intensités respectives du faisceau cohérent de référence et du faisceau cohérent d'illumination de l'objet. 15 - Appareil de reconstitution d'un hologramme occu-25 pant au moins une partie d'une surface annulaire d'un support sur lequel a été préalablement enregistrée une figure d'interférence formée par interférence entre un faisceau de référence de lumière cohérente confinée à une région annulaire symétrique autour d'un axe donné, et une composante d'information obtenue 30 par illumination d'un objet par ladite lumière cohérente, ledit objet étant limité à une région intérieure distincte mais entourée par ladite région annulairej ledit appareil comprend un masque décalé axialement dudit support d'hologramme et disposé symétriquement dans vin plan normal audit axe.pour n'illuminer 35 avec un faisceau cohérent de reconstitution que la partie du support occupée par l'hologramme, à l'exclusion de la partie dudit support située à l'intérieur de ladite zone annulaire du support. 69 20610 2 2011325 16 - Appareil selon la revendication 15 caractérisé en ce que le faisceau de référence est une onde plane et en ce que le faisoeau de reconstitution est également une onde plaide. 17 - Appareil selon la revendication 15 caractérisé 5 en ce que le faisceau de référence est une onde à convergence prédéterminée et en ce que le faisceau de reconstitution est une onde à divergence prédéterminée, le degré de divergence étant sensiblement éggl au degré de convergence. 18 - Appareil selon la revendication 15 caractérisé 10 en ce que le faisceau de lumière cohérente de référence et le faisceau de lumière cohérente de reconstitution ont la même fréquence. 19 - Procédé d'enregistrement d'un hologramme sur la surface d'un support d'enregistrement par interférence sur ladite 15 surface entre un faisceau de référence d'énergie ondulatoire cohérente et un faisceau ou composante d'information obtenu par illumination d'un objet avec ladite énergie ondulatoire cohérente, ledit procédé étant caractérisé en ce que le faisceau de référence est limité à une région annulaire symétrique de révolution autour 20 d'un axe donné et en ce que l'objet est limité à une région intérieure distincte mais entourée par ladite région annulaire. 20 - Support d'enregistrement sur lequel est enregistré un hologramme réalisé selon le procédé de la revendication 19. 21 - Support sur lequel est enregistrée une figure 25 d'interférence constituant un hologramme "annulaire". 22 - Support selon la revendication 21 caractérisé en ce que la figure d'interférence est obtenue par interférence entre au moins une partie d'un faisceau de référence d'énergie ondulatoire cohérente limité à une région annulaire symétrique 30 autour d'un axe donné et un faisceau d'information obtenu par illumination d'un objet symétrique autour dudit axe avec ladite énergie ondulatoire cohérente. 23 - Support selon la revendication 21 caractérisé en ce que la figure d'interférence résulte d'une première inter- 35 férence entre un faisceau de référence d'énergie ondulatoire cohérente limité à un premier secteur d'une région annulaire symétrique autour d'un axe donné et un premier faisceau d'infor- 69 20610 21 2011325 mation obtenu à partie d'un premier objet symétrique par rapport audit axe donné et illuminé par ladite énergie ondulatoire cohérente, et une seconde interférence entre un faisceau de référence d'énergie ondulatoire cohérente limité à un second 5 secteur différent du premier de ladite région annulaire circulaire et un second faisceau d'information obtenu à partir d'un second objet disposé symétriquement par rapport audit axe et éclairé par ladite énergie ondulatoire cohérente.