Brevet FR2047925A1 — publié le 19710319

L'invention concerne un dispositif pour représenter un objet éclairé ou rayonnant de la lumière, dont l'image est formée simultanément à plusieurs endroits arbitraires prédéterminés, représentation pour laquelle un hologramme est formé à partir d'une trame ponctuelle 5 correspondant à la répartition spatiale désirée et utilisée comme moyen de représentation, alors que pour la reconstruction de ladite trame ponctuelle à partir de cet hologramme, la source de référence usuelle est remplacée par l'objet ou par une image correspondant à cet objet. Un tel dispositif est connu de la demande de brevet 10 néerlandais 68 10$j6 (PHD.863)• Bans le dispositif connu, un hologramme est formé â partir d'une série de sources ponctuelles. Pour l'enregistrement de l'hologramme, on utilise une onde de référence provenant de préférence également d'une source ponctuelle. En faisant projeter l'objet à représenter pendant la reconstruction de l'hologramme â l'endroit de la 15 source de référence, on obtient une série d'images de l'objet aux endroits où se trouvaient les sources ponctuelles pendant l'enregistrement de 1'hologramme. Le dispositif connu présente l'inconvénient que les images formées â partir d'un objet présentent des défauts d'image. Au 20 centre de chacune des imagés dont les coordonnées correspondent à celles de la source ponctuelle initiale, la qualité de l'image n'est limitée, il est vrai, que par l'ouverture numérique de l'hologramme; â d'autres endroitB, la qualité de chaque image est cependant plus mauvaise. Il s'est avéré pratiquement impossible de maintenir les écarts des images formées 25 entre les tolérances admises pour la réalisation de circuits intégrés par exemple. Les défauts d'image peuvent approximativement être décrits comme les premiers différentiels de coma, d'astigmatisme, de courbure de champ d'image et de distorsion. L'invention vise â fournir un dispositif qui ne pré-30 sente pas les susdits inconvénients. Elle est caractérisée en ce qu'au moins une lentille de correction est insérée entre le plan image et l'hologramme, tant pendant l'enregistrement de 1'hologramme que pendant la reconstruction de la trame ponctuelle. L'invention est basée sur l'idée que des défauts d'image 55 pouvant être décrits comme différentiels de défauts d'image du troisième ordre peuvent être compensés par un système de lentilles, qui présente des défauts d'image du troisième ordre de signe opposé et dont la valeur absolue des différentiels des défauts d'image du troisième ordre est égale â celle des défauts d'image introduits par l'hologramme. 40 Le dispositif conforme â l'invention permet d'obtenir 70 23124 2 2047925 line qualité d'image qui suffit â un grand nombre d'applications pour la réalisation de circuits semiconducteurs intégrés. La description ci-après, en se référant au dessin annexé, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. 5 La fig. 1 représente m dispositif conforme à l'inven tion permettant de réaliser un hologramme à partir d'une trame ponctuelle. La fig. 2 représente un dispositif conforme â l'invention permettant d'0btenir une image multiple â l'aide de l'hologramme réalisé dans le dispositif représenté sur la fig. 1. 10 La fig. 3 illustre une variante d'une partie du dis positif représenté sur la fig. 1. Dans le dispositif représenté sur la fig. 1, un front d'ondes cohérent monochromatique 1, provenant par exemple d'un laser est divisé par le miroir diviseur 2 en fronts d'onde 5 et 4. Après ré-15 flexion par le miroir 19, le front d'cnde 3est focalisé par la lentille 5 au point 6. Le front d'onde ^ provenant du point 6 frappe la plaque photographique 8. Le front d'onde 4 atteint la plaque 9 dans laquelle est appliquée une trame ponctuelle. L'onde 10 émergeant de cette trame ponctuelle atteint également la plaque photographique 8 et y interfère avec 20 l!0nde de référence 7« Là- trame ponctuelle 9 et la source de référenoe 6 sont de préférence situées dans un plan parallèle â la plaque photographique. Tout près de ce plan est disposée la lentille de correction 11; les ondes 7 et 10 la traversent avant d'atteindre la plaque photographique 8. 25 L'hologramme 15 formé après développement de la plaque photographique 6 à partir de la trame ponctuelle peut être utilisé pour obtenir des images multiples. Un dispositif approprié â cet effet est représenté sur la fig. 2. La lentille 13 forme taxe image 14 de l'objet -12. 30 L'hologramme 15 est écarté de l'image 14 d'une distance z qui est égale â celle existant entre la source de référence 6 et la plaque photographique 8 pendant l'enregistrement de l'hologramme. Devant le plan d'image 17 dans lequel se trouve l'image 14 est disposée la lentille de correction 11 (identique â la lentille de correction 11 de la fig. 1). Il est évi-35 dent que pendant la représentation de l'objet 12 dans l'image 14, les (faibles) aberrations de la lentille 11 doivent être corrigées dans la lentille 13» Dans le plan d'image 17, qui est parallèle â l'hologramme 15, ce dernier forme les images multiples 18. On peut prouver que la distorsion différentielle des 40 images obtenues à l'aide du dispositif décrit dans la demande de brevet 70 23124 2047925- néerlandais N0 68 10976 peut être corrigée â l'aide d'un système de lentilles présentant la distorsion A x x8 x -2F expression dans laquelle x représente une coordonnée dans le plan image 5 et z la distance entre l'ouverture de sortie et le plan image, Afin d'être actif pour la correction, le système de lentilles doit être inséré entre la trame ponctuelle et la plaque photographique ou entre l'hologramme et le plan image. L'hologramme forme alors l'ouverture d'entrée du système de lentilles. - 10 L'astigmatisme différentiel peut être compensé à l'aide d'un système présentant la courbure sagittale \-à et comme courbure d'image méridionale Bm ■ ar •' 15 La courbure de Petzval et le coma du système doivent être égaux à zéro. Une seule lentille, donc également la lentille 11 représentée sur la fig» 1, présente toujours une courbure de Petzval et ne peut donc pas éliminer toutes les aberrations. 20 Par contre, il est possible d'utiliser une seule len tille mince disposée devant le plan image et cfe isiuire la distorsion. En -utilisant une telle lentille d'une intensité y = ^ pour un indice de réfraction n * 3/2, l'astigmatisme est partiellement compensé. C'est que 1 1 les courbures d'image sont alors E » -s— et R * -r- , de sorte qu'on m d.7, s tï 25 satisfait le plus possible aux conditions posées ci-dessus. La distorsion différentielle eBt presque entièrement compensée si cette lentille présente les courbures S - * et R' ■ La courbure maximale doit a z être appliquée du côté de la plaque 8, ou de l'hologramme 15» Grâce au fait que la lentille est disposée tout juste 30 derrière la trame ponctuelle 9 (voir la fig. 1) ou tout juste devant le plan image 17 (voir la fig. 2), il ne se présente pas de coma. Outre derrière la trame ponctuelle ou tout juste devant le plan image, une seule lentille "mince" 11 peut également être disposée devant la plaque 8 (voir la fig. 1) respectivement tout juste derrière 35 l'hologramme 15 (voir la fig. 2). Cette lentille corrige l'astigmatisme et la distorsion ne subit pas de variations. Les paramètres de cette lentille sont par exemple» n ' 1*5» ? " Û » R' " " "h et R " " Â Dans ce cas, la courbure maximale doit être appliquée 70 23124 4 2047925 du côté de la trame ponctuelle 9 (voir la fig. 1), et du côté du plan image 17 (voir la fig. 2). La forme de la lentille est choisie de façon â éliminer le coma. Dans es cas» la courbure da Petzval P * subsiste n comme aberration résiduelle. Cette lentille introduit dans la représen-5 tation de la source de référence une aberration sphérique qui doit être compensée par la lentille 13. Au lieu d'un© seule lentille, on peut insérrer tm système de lentille entre le plan image et l'hologramme. Un système constitué par deux lentilles "minces" (voir la fig. 3) permet de corriger toutes les 10 aberrations du troisième ordre. Les lentilles peuvent être disposées par exemple tout juste derrière la trame ponctuelle $ (voir la lentille 20) ou tout juste devant la plaque photographique 8 (lentille 21). Les paramètres d'un système approprié sont» lentille 21 s n - 1.5, 4%, H - " E M 15 lentille 22, „ . 15, f-J- H , - fj , H' - ± Il est évident qu'un système ae lentilles plus compliqué inséré entre l'hologramme et le plan image permet de compenser les défauts d'image avec une plus grande exactitude. 70 23124 5 2047925 REVENDICATIONS: 1. Dispositif pour réprésenter un objet.éclairé ou rayonnant de la lumière, dont l'image est formée simultanément à plusieurs endroits arbitraires prédéterminés, représentation pour laquelle un holo- 5 gramme est formé â partir d'une trame ponctuelle correspondant à la répartition spatiale désirée et utilisée comme moyen de représentation, alors que pour la reconstruction de ladite trame ponctuelle â partir de ~ cet hologramme, la source de référence usuelle est remplacée par l'objet ou par une image correspondant â cet objet, ce dispositif étant caracté-10 risé en ce qu'au moins une lentille de correction est inséré entre le plan image et l'hologramme, tant pendant 1'enregistrement de 1(hologramme que pendant la reconstruction de la trame ponctuelle. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lentille de correction est constituée par une mince lentille 15 convexe-concave, qui est disposée tout près du plan image dont la surface à courbure «aximale est opposée â l'hologramme. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lentille de correction est constituée par une mince lentille convexe-concave, qui est disposée tout près de l'hologramme et dont la 20 surface à courbure maximale est opposée au plan image. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on a disposé une seconde lentille de correction tout près du plan image dont la surface concave opposée audit plan image présente un rayon de courbure supérieur à celui de la surface concave opposée à l'hologramme. 25 5. Produit, notamment circuit intégré, obtenu â l'aide d'un dispositif selon l'une des revendications 1 â 4#