Brevet FR2255647A1 — publié le 19750718

La présente invention concerne un procédé de réalisation d'un hologramme, et plus particulièrement un procédé pour réaliser un ensemble d'hologrammes superposés. Il est couramment pratiqué, pour réaliser un hologramme, d'utiliser un faisceau objet ayant un diamètre limité. Dans un tel cas, la quantité d'informations contenue dans celui-di dépend de son diamètre. Par ailleurs, un essai de réduction de son diamètre est également limité par les dimensions des miroirs et lentilles dans un système optique. Toutefois, si les faisceaux objet qui ont été transmis à travers des éléments d'information d'image tombent selon la direction N sur le matériau photosensible au même endroit pour ainsi réaliser un hologramme à l'aide d'un faisceau de référence, alors on peut obtenir une densité de stockage d'informations N fois à la fois. On a proposé de nombreuses tentatives pour atteindre ce but. Une de celles-ci est représentée à la Fig. I. Selon ce procédé, des faisceaux objet 3 et 4 qui ont été transmis à travers des éléments d'information objet 1 et 2 sont amenés à interférer avec un faisceau de référence 5 sur la surface d'un élément photosensible 6 pour produire un hologramme, lequel faisceau de référence 5 est positionné dans le meme plan que ceux des faisceaux objet et est cohérent avec ceux-ci.Toutefois, ce procédé souffre d'un inconvénient en ce que, dans le cas où on utilise un matériau de mémoire d'hologramme bidimensionnel pour emmagasiner un hologramme sous forme de variation du relief de la surface de l'élément photosensible tel qu'un photorésist, une matière thermoplastique et analogue; alors, comme représenté à la Fig. 3, une image fantme 12 produite par suite d'un faisceau diffracté d'ordre -1 pour l'hologramme d'une part est positionnée symétriquement à une image reconstituée 13 produite par le faisceau diffracté d'ordre +1, et alors l'image fantôme 12 est superposée à une image reconstituée 14 pour l'hologramme d'autre part, de sorte que l'image reconstituée prévue est perturbée. Pour éviter cet inconvénient, il a été proposé deux procédés tel que représenté à la Fig. 2.Pareillement au procédé cité en premier lieu, selon ce second procédé, des faisceaux d'information 3 et 4 qui ont été transmis à travers des éléments d'information objet 1 et 2 sont amenés à interférer avec un faisceau de référence 5 qui leur est cohérent et positionnés dans le meme plan pour produire un hologramme, avec des éléments d'information objet positionnés dissymétriquement par rapport au faisceau de référence 5. Dans ce cas, les images àntmes produites dans la position symétrique à l'image reconstituée n'interfèrent pas avec les autres images reconstituées, respectivement.Toutefois, le procédé cité en second lieu, cause un inconvénient par le fait qu'un angle formé par le faisceau de référence 5 et le faisceau objet 3 sera grand, avec pour résultat un pas rétréci de motif d'interférence, pour imposer ainsi une condition stricte sur le pouvoir de résolution de l'élément photosensible, c'est-à-dire qu'une résolution élevée est nécessaire. De plus, l'angle formé par la normale à.la surface de l'élément photosensible et le faisceau de référence 5 devient grand, de sorte qu'il provoque une perte d'énergie du faisceau de référence 5 par unité de surface du matériau photosensible. De plus un procédé a été proposé, selon lequel, comme représenté à la Fig. 4, les éléments d'information objet respectifs 1 et 2 sont situés dissymétriquement par rapport au faisceau de référence 5, et ainsi la superposition de l'image reconstituée sur l'image fantôme est évitée. Toutefois, puisque l'image reconstituée et l'image fantôme sont positionnées dans le même plan, les dimensions des éléments d'information objet sont limitées à une étendue ainsi définie. De plus, lorsque le nombre des éléments d'information objet n'est pas inférieur à trois, une telle limitation sera encore plus stricte. C'est le principal but de la présente invention de proposer un procédé de réalisation d'un hologramme, dans lequel il n' existe aucune perturbation entre les images reconstituées d'hologramme obtenues par superposition d'hologramme d'au moins deux éléments d'information objet indépendants entre eux sur un matériau photosensible au même endroit. C'est un autre but de la présente invention de proposer un procédé de réalisation d'hologramme, lequel procédé procure des hologrammes de qualité élevée et une densité de mémoire d'informations élevée. C'est par conséquent un des buts de la présente invention d'éviter les inconvénients précités en proposant un appareil de préparation d'hologramme ayant une densité de mémoire d'informations élevée d'une haute qualité. Conformément à la présente invention, on propose un procédé de réalisation d'un hologramme dans lequel des faisceaux objet qui ont été transmis à travers ou réfléchis sur les éléments d'infor- maton objet sont amenés à interférer avec le faisceau de référence qui leur est cohérent, pour produire un hologramme, caractérisé en ce qu'au moins deux des hologrammes indépendants l'un de l'autre pour les éléments d'information objet précités sont superposés sur un élément photosensible au même endroit, meme si deux des éléments d'information objet précités sont choisis arbitrairement, l'axe optique du faisceau de référence est dévié du plan formé par les axes optiques des faisceaux objet précités.Ainsi, à la différence du procédé de l'art antérieur, l'endroit de l'image reconstituée ne doit pas nécessairement se trouver dans un plan ou etre bidimensionnelle, mais peut etre supposée tridimensionnelle. La présente invention se prête particulièrement à l'utilisation avec une série d'léments photosensibles, tel qu'un photorésist, une matière thermoplastique ou analogue, qui est destiné à 1 'utili- sation pour la mise en mémoire de l'hologramme sous la forme de variation de relief dans la surface du matériau photo sensible, présentant ainsi des avantages prédominants d'élimination de bruit fantôme , Une description sera maintenant donnée de façon plus détaillée en se référant aux modes de réalisation de la présente invention. La Fig. I est une vue représentant un exemple d'un procédé de réalisation d'hologrammes superposés classique. La Fig. 2 est une vue représentant un autre exemple du procédé de réalisation d'hologrammes superposés classique. La Fig. 3 est une vue montrant la relation de position entre l'image reconstituée et une image fantôme. La Fig. 4 est une vue représentant un troisième exemple de procédé classique de réalisation d'hologrammes superposés. La Fig. 5 est une vue représentant la réalisation d'un appareil de mise en oeuvre du procédé de réalisation d'hologramme selon la présente invention. Les Figs. 6a à 6c sont des vues représentant le procédé de réalisation d'un hologramme selon la présente invention. La Fig. 7 est une vue représentant les positions de l'image reconstituée et de l'image fantôme, lorsque l'hologramme réalisé selon la présente invention est reconstitué. La Fig. 8 représentant un autre mode de réalisation du procédé de réalisation d'hologramme selon la présente invention. La Fig. 9 est une vue représentant les positions de l'image reconstituée et d'une image fantôme, lorsque l'hologramme est réalisé selon le mode de réalisation représenté à la Fig. 8. La Fig. 5 est une vue représentant un appareil pour la mise en oeuvre du procédé de réalisation d'un hologramme selon la présente invention. Sur cette figure, un faisceau émis par une source defaisceau laser 22 est séparé en deux faisceaux par un diviseur de faisceau 23, et ensuite le faisceau transmis (faisceau de référence) est réfléchi surun miroir 24 et 21, et ensuite atteint une position 18 de réalisation d'hologramme dans un matériau photosensible 18.Un faisceau réfléchi par le diviseur de faisceau 23 est divisé en deux faisceaux par un diviseur de faisceau 25 et ensuite les faisceaux ainsi divisés sont transmis en tant que faisceaux objet 16 et 17 à travers des éléments d'information objet 19, 20 et atteignent l'endroit de réalisation d'hologramme dans le matériau photosensible, de sorte qu'une interférence se produit avec un faisceau de référence 15 pour ainsi réaliser un hologramme. La Fig. 6a représente le procédé pour réaliser un hologramme selon la présente invention avec un appareil représenté à la Fig. 5. Plus particulièrement, comme représenté à la Fig. 6a, l'axe optique du faisceau de référence 15 (en vue de la simplicité de la description, l'axe optique du faisceau de référence 15 est représenté en 15) est dévié d'un plan 26 formé par les axes des deux faisceaux objet 16 et 17 (pareillement, dans un but de simplicité de la description, les axes optiques des faisceaux objet 16 et 17 sont représentés en 16 et 17, respectivement). En d'autres termes, l'angle du faisceau de référence 15 tombant sur le matériau photosensible 18 est défini comme étant un angle a qui est mesuré dans la direction de la flèche à partir du plan 26.Pour réaliser un hologramme selon la présente invention, l'angle mesuré à partir du plan 26 est supposé être plus grand qu'un angle d'image des éléments d'information objet 19 et 20 tel que vu depuis l'endroit de réalisation d'hologrammé sur le matériau photosensible 18. Toutefois, l'angle d'image dépend des dimensions des éléments d'information objet respectifs.Ainsi, dans le cas où l'angle d'image est suffisamment petit, la prévision d'un tel angle d'image correspond au cas où l'axe optique du faisceau de référence 15 est dévié du plan 26, éventuellement. lia déviation de l'axe optique du faisceau de référence du plan formé par les axes optiques 16 et 17 des faisceaux objet est effectuée en réglant les endroits de réflexion des faisceaux sur les miroirs 21 et 24 dans l'appareil de production d'hologramme tel que représenté à la Fig. 5. Dans ce cas, les positions des éléments d'information objet9 et 20 doivent etre telles que les axes optiques 16 et 17 s'entrecoupent selon un angle donné e. De plus, la variante de disposition suivante des eléments d'information objet précités peut être utilisée. En d'autres termes, les éléments d'information objet respectifs sont disposes symétriquement et tridimensionnellement pour éliminer la non uniformité de qualité des images reconstituées respectives. Pour disposer les éléments d' information objet symétriquement et tridimensionnellement comme représenté à la Fig. 6a, le plan, qui coupe perpendiculairement le plan 26 formé par les axes optiques 16 et 17 des faisceaux objet et divise de façon égale l'angle précité e, est placé perpendiculairement au matériau photosensible 18.Toutefois, à la Fig. 6b, le plan divisant l'angle précité e n'est pas représenté pour la simplicité de la description, mais la droite selon laquelle le plan divisant de façon égale 1 'angle e coupe le plan 26, est représenté en 26'. La Fig. 6c a trait au cas où les angles a et e2 sont fixés à 45t, respectivement. Sur cette figure, les deux 2 e angles 2 t c'est-à-dire les angles formés par les axes optiques 16, 17 et la normale au matériau photosensible 18 sont disposés sur les côtés opposés par rapport à la normale dans le plan formé par la normale et les axes optiques 16 et 17.A la Fig. 6c, la ligne 26' coïncide avec la normale au matériau photosensible 18, de sorte que le plan comprenant la normale correspond au plan 26, et par suite l'angle a précité sera l'angle formé par la normale précitée et l'axe optique du faisceau de référence. D'autre part, le plan divisant de façon égale l'angle e est perpendiculaire au plan 26. Lorsque les hologrammes ainsi préparés sont reconstitués à l'aide d'un faisceau reconstitué 31, une image fantôme 29 d'une image reconstituée 27 d'une part apparat en une position symétrique à l'image 27 par rapport à l'axe optique du faisceau reconstitué 31, comme représenté à la Fig. 7. Toutefois, l'image fantôme 29 n'est plus superposée à une image reconstituée 28. Pareillement, l'image fantôme 30 d'une image reconstituée 28 n'est plus superposée à l'image reconstituée 27.Conformément aux hologrammes ainsi préparés, la densité de stockage d'informations peut être doublée en quantité en comparaison du cas dans lequel un ensemble d'éléments d'information objet sont préparés séparément. De plus, la qualité de l'imaqe reconstituée prévue n'est pas du tout altérée. Description sera donnée du procédé de réalisation d'un hologramme selon la présente invention, qui utilise trois sortes d'é- léments d'information objet. Par exemple, avec le signal vidéo couleur, un signal vocal est donné en tant qu'élément d'information objet, tel qu'un film photographique à deux dimensions et analogue au moyen d'un code PCM (modulation par impulsions codées), en plus d'un code de luminance 32 de l'information image et un signal couleur 33 lui correspondant, comme représenté à la Fig. 8. Dans ce cas, comme représenté à la Fig. 8, même si deux faisceaux objet sont choisis arbitrairement parmi les faisceaux objet 32', 33', et 34' obtenus à partir des trois éléments d'information objet précités, l'axe optique du faisceau de référence 35 est dévié des plans 42 et 43 formé par les axes optiques des deux faisceaux objet précités, tandis qu'un angle d'incidence sur la surface d'hologramme à l'endroit de réalisation de l'hologramme est accru en un angle plus grand qu'un angle d'image des éléments d'information objet, tel que vu de l'endroit de réalisation de l'hologramme, pour fournir un hologramme. Toutefois, l'angle d'image dépend des dimensions des éléments d'information objet. Ainsi, la prévision d'un angle d'image suffisamment petit correspond au cas où le faisceau de référence 35 a son axe optique dévié du plan précité, comme décrit plus haut. Dans ce cas également, il est inutile de mentionner que les éléments d'information .respectifs sont disposés tridimensionnellement mais symétriquement pour éliminer un manque d'uniformité de qualité des images reconstituées respectives. Plus particulièrement, l'axe optique du faisceau de référence 35 est supposé etre dans la direction normale au matériau photosensible 18, et l'angle formé par les axes optiques des faisceaux objet respectifs et l'axe optique du faisceau de référence est supposé être un angle de 450, de telle manière que les axes optiques des faisceaux objet respectifs coupent le matériau photosensible 18 selon un angle de 1200. En d'autres termes, les éléments d'information objet respectifs sont placés de sorte que la projection des axes optiques des faisceaux objet respectifs sur la surface du matériau photosensible divise de façon égale un angle de 3600. Avec l'hologramme ainsi préparé, lorsque les hologrammes sont reconstitués au moyen du faisceau de référence reconstitué 35 comme représenté à la Fig. 9, les images fantômes 41, 42, 43 des images reconstituées 38, 39, 40 des images hologrammes respectives pour les éléments d'information objet 32, 33 et 34 ne perturberont pas les images reconstituées 38, 39, 40. Dans ces modes de réalisation, des hologrammes pour les deux ou trois sortes d'éléments d'information objet sont produits en meme temps. I1 n'est pas nécessaire de mentionner que les hologrammes de N sortes d'éléments d'information objet peuvent etre préparés à la fois. Conformément à l'appareil de réalisation d'hologrammes de la présente invention, les faisceaux objet provenant des éléments d'information objet d'un nombre N' peuvent être mis en mémoire sur un élément photosensible au même endroit, sans altérer la qualité des images, et même la densité de stockage d'informations peut astre multipliée par N. Ainsi qu'il ressort de la description qui précède, le procédé de l'invention est particulièrement avantageux pour l'emploi dans un procédé de mise en mémoire d'bologramme qui est sujet à provoquer des images fantômes, par exemple, dans le cas où on utilise une série de matériaux photosensibles qui emmagasinent des hologrammes en tant que variation dans le relief de la surface du matériau photosensible. Ceci est particulièrement vrai dans le cas d'un signal vidéo couleur, dans lequel un signal de luminance et un signal de couleur correspondant à celui-ci sont donnés en tant qu'éléments d'information objet, tels que films photographiques bidimensionnels et analogue. Dans ce cas, il est de la plus haute importance de réaliser un certain nombre de signaux vidéo couleur reconstitués. A cet égard, il est tout à fait utile d'utiliser des matériaux qui sont destinés à stocker les informations sous forme de variation du relief de la surface d'un matériau photosensible, tel qu'un photorésist, une matière thermoplastique et analogue qui permettent la reconstitution en utilisant des matériaux de reconstitution telle qu'une résine époxy. RE;V:ENDIATIO'liS 1 - Procédé de réalisation d'un hologramme, dans lequel un hologramme est réalisé en amenant les faisceaux objet respectifs obtenus à partir d'un ensemble d'élément 'inormation objet à interfé- rer avec un faisceau de référence qui est cohérent auxdits faisceaux objet, caractérisé en ce que ledit procédé comporte l'opération de réalisation de ladite interférence, avec ledit faisceau de référence étant dévié selon un angle donné du plan formé par les axes optiques de deux faisceaux objet choisis arbitrairement parmi lesdits faisceaux objet. 2 - Procédé de réalisation d'un hologramme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise en tant que matériau photosensible un matériau qui est destiné à conserver en mémoire un hologramme sous la forme de la variation du relief de la surface du matériau photosensible. 3 - Procédé de réalisation d'un hologramme selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit angle est augmenté en un angle plus grand que l'angle d'image desdits éléments d'information objet tel que vu d'un endroit de réalisation d'hologramme sur la surface dudit matériau photosensible. 4 - Procédé de réalisation d'un hologramme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise deux éléments d'information objet, tels qu'un plan divisant de manière égale l'angle formé par les axes optiques de deux faisceaux objet obtenus à partir des éléments d'information objet respectifs soit positionné perpendiculairement audit matériau photosensible. 5 - Procédé de réalisation d'un hologramme selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit angle du faisceau de référence ainsi dévié est plus grand que l'angle d'image desdits éléments d'information objet tel que vu d'un endroit de réalisation d'hologramme sur ledit matériau photosensible. 6 - Procédé de réalisation d'un hologramme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise deux faisceaux objet tels que les axes optiques des deux faisceaux objet soient positionnés dans un plan comprenant la normale à la surface du matériau photosensible, les deux axes optiques des faisceaux objet sont placés selon un angle de 45 par rapport à ladite normale dans des directions opposées, respectivement, et l'angle dévié de l'axe optique dudit faisceau de référence est 450. 7 - Procédé de réalisation d'un hologramme selon la revendlca- tion 1, caractérisé en ce que l'axe optique dudit faisceau de référence est supposé s'étendre normalement à la surface dudit matériau photosensible, l'axe optique dudit faisceau de référence forme des angles de 450 avec les axes optiques desdits faisceaux objet, et les faisceaux objet respectifs sont projetés sur la surface dudit matériau photo sensible de telle manière que les axes optiques desdits faisceaux objet divisent de manière égale un angle de 3600'. 8 - Procédé de réalisation d'un hologramme selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments d'information objet sont des éléments représentant un signal de luminance d'une information image couleur et un élément représentant un signal de chrominance correspondant audit signal de luminance. 9 - Procédé de réalisation d'un hologramme selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits éléments d'information objet sont des éléments représentant des signaux vocaux.