Brevet FR2103397A1 — publié le 19720414

L'invention concerne un procédé permettant de réaliser un hologramme à l'aide de matériaux d'enregistrement non linéaires. Par "matériau d'enregistrement non linéaire", il y a lieu d'entendre, dans la suite du présent mémoire, un matériau d'enregistrement présentant une 5 relation non linéaire entre l'intensité à laquelle le matériau est éclairé et la transmission d'amplitude résultant dudit éclairement. Comme on le sait, dans l'hologramme, une reproduction exempte de perturbations d'un hologramme n'est possible que s'il existe une relation linéaire entre la transmission d'amplitude de l'hologramme 10 réalisé et l'intensité de la lumière avec laquelle Ifhologramme est enregistré. Pour les matériaux utilisés en pratique, seule une très petite partie de la courbe indiquant la relation entre la transmission d'amplitude et l'intensité de 1'éclairement est linéaire. C'est pour cette raison que la profondeur de la modulation doit être limitée, de sorte 15 que le rendement de l'hologramme est faible. L'invention vise â fournir un procédé permettant de réaliser un hologramme â l'aide de matériaux d'enregistrement non linéaires, procédé qui obvie auxdits inconvénients. Le procédé conforme â l'invention est caractérisé en ce que, lors de l'enregistrement de l'holo-20 gramme, un éclairement réparti de façon perturbatrice est transformé en un éclairement spatialement constant â l'aide d'un éclairement auxiliaire. Le procédé conforme â l'invention permet de faire varier l'intensité dans une large gamme, du fait qu'on élimine la perturbation résultant de la variation quadratique de la transmission d'am-25 plitude en fonction de l'intensité. L'invention sera expliquée ci-après en détail à l'aide de plusieurs formules mathématiques simples. D'une façon générale, la répartition d'intensité se produisant pendant l'enregistrement d'un hologramme peut être représentée 30 par: l(*»y) = A2+^a(x,y)^2 + 2Aa(x,y).cos ( 0(x,y)j . (1) formule dans laquelle 0(x,y) représente la répartition d'intensité, A2 l'intensité de l'onde de référence, et |a(x,y)j2 l'intensité de l'onde de signal provenant 35 de l'objet à enregistrer. Dans cette équation, le dernier terme représente l'information holographique. La répartition de la transmission d'amplitude d'un hologramme est unefonction de la répartition d'intensité l(x,y). D'une 40 façon générale, lorsque la modulation n'est plus petite, cette fonction 71 3Ô079 2 2103397 est non linéaire e.t présente par exemple la forme suivante: t(x,y) = c.l(x,y) + d.[ l(x,y)^2 . (2) c et d étant des constantes qui peuvent être complexes. Une non linéarité représentée par l'équation (2) se 5 produit également dans les hologrammes de phase réalisés par exemple par blanchissement d'émulsions photographiques. On sait qu'il se forme dans l'image reproduite, des perturbations provoquées par le terme quadratique d.^l(x,y)^2, si la fonction £a(x,y)^2 de l'équation (1) n'est pas cons-. tante. L'intensité |a(x,y)|2 de l'onde du signal a(x,y) n'est générale-10 ment pas constante et représente par conséquent une répartition lumineuse perturbatrice. Dans le procédé conforme à l'invention, l'influence perturbatrice des fluctuations de la fonction £a(x,y)^2 est évitée du fait qu'à la répartition lumineuse selon l'équation (1) est superposée 15 une répartition lumineuse présentant la forme suivante: iz(*.y) - C2 - ^ a(x,y)^2 C2 représentant une constante. Le matériau d'enregistrement holographique réagit commes'il était éclairé par la somme des deux Répartitions lumineuses, comme il est connu entre autres pour les matériaux photogra-20 phiques. Cette somme l(x»y) + Iz(x»y) - A2 + C2 + 2A.a(x,y).cos [ 0(x,y)\ présente des termes constantes, à l'exception du dernier, qui représente l'information holographique. Dans le cas d'enregistrement non linéaire, 25 ce terme ne provoque pas de perturbations. La description ci-après, en se référant au dessin annexé, le" tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut etre réalisée. Les figures 1, 2 et 3 illustrent les étapes succes-30 sives du procédé conforme â l'invention. Comme matériau d'enregistrement holographique, on utilise une plaque photographique. Comme première étape pour l'enregistrement (voir la fig. 1), on réalise un masque M, dont la transmission d'intensité T (xfy) dépend de façon linéaire ou pratiquement linéaire de 35 l'intensité de l'onde de signal, de sorte que : Vx*y) = T0 - /3 • (s) Tq et fi sont des constantes. L'exigence concernant la linéarité pour l'équation (3) est notablement moins sévère que celle imposée pour 1'enregistrement de l'hologramme même. Lors de la réalisation du masque, 40 1'éclairement s'effectue par l'intermédiaire de la plaque êe verre G, 71 30079 3 2103397 afin d'assurer qu'au cours de l'étape suivante, l'émulsion E entre convenablement en contact avec la couche photosensible E' de la plaque d'hologramme H. Comme deuxième étape, on réalise, â l'aide du masque 5 M, un éclairement de contact sur la plaque d'hologramme H (voir la fig.2) La répartition lumineuse E^(x,y) dans la plaque d'hologramme H est alors s E.,(x,y) = T^po -/g ja(x,y)J2] (4) 7^ représentant la durée d'exposition et D2 l'intensité constante de 1'éclairement K. 10 Comme troisième étape (voir la fig» 3)> le masque M est enlevé et les plaques d'hologramme.H sont éclairées de façon usuelle par l'onde de signal S et l'onde de référence R, de façon à former la répartition lumineuse E(x,y) - 15 ^ représentant la durée d'exposition, l(x,y) étant représenté par l'équation (1). Afin d'assurer que 11éclairement soit effectué dans les mêmes conditions optiques que celles se produisant pendant la réalisation du masque, on applique une plaque en verre transparente G'. 20 L'éclairement total de la plaque d'hologramme consti tue la somme des éclairements séparés. ♦ r[* +H x»y)}2 + 2.A.a(x,y) cos | 0(x,y)] = ( A2 +riT0D8 +{ a(x,y)|2 25 + 2 X-Aa(x,y) cos^0(x,y)^. Si l'on choisit = Y^E2/3, on élimine l'influence de la répartition lumineuse perturbatrice | a(x,y)^8. L'information holographique peut être enregistrée entièrement ou partiellement comme information de phase et non comme 50 information d'amplitude. 71 30079 n 2103397 î S ï i I B I C H I p I B 1Procédé permettant^ de réaliser un hologramme à l'aide de matériaux d'enregistrement non linéaires, caractérisé en ce que, lors de l'enregistrement de l'hologramme, 5 v.:i éclairement réparti de façon perturbatrice est transformé en un éclairement spatialement constant à l'aide d'un éclairement auxiliaire• 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1'éclairement auxiliaire s'obtient en éclairant le K) matériau d'enregistrement en contact avec un masque qui est réalisé par éclairement d'un matériau d'enregistrement avec la répartition lumineuse perturbatrice. 3»- Hologramme réalisé par la mise en oeuvre du procédé mentionné sous l'une des revendications 1 ou 2.