(57)【要約】  本発明は偏光ホログラムの発生方法に関するが、そこでは第１ステップで位相ホログラムが計算され（１）、第２ステップで該計算されたホログラムは、配向された複屈折が露光により局所的に作られる物質を有する材料キャリア（５）へ、移送される。本発明は更に、偏光ホログラムの発生用装置と、データ記憶用、セキュリテイの特徴付け用又は従来の光学的機能を行う回折光学要素用、としての本発明による偏光ホログラムの使用法と、に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの偏波ステージを有する偏光ホログラムが計算される第１ステップ、該計算された偏光ホログラムが、配向された複屈折が光により局所的に作られる物質を有する材料キャリアへ移送される第２ステップを有することを特徴とする偏光ホログラムの発生方法。
【請求項２】
光学的にアドレス可能なポリマーが該材料キャリアとして使われることを特徴とする請求項１による方法。
【請求項３】
該偏光ホログラムに加えて、なお更に進んだ構造が該材料キャリア内に書き込まれることを特徴とする請求項１又は２による方法。
【請求項４】
該計算された偏光ホログラムの該計算が反復フーリエ変換によりもたらされ、該ホログラム面内の該計算された位相分布が、各繰り返しサイクル内で、該計算された偏光ホログラムが少なくとも２つの偏波ステージを有する様な仕方で量子化されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つによる方法。
【請求項５】
該ホログラム面内の該計算された位相分布が、各繰り返しサイクル内で、該計算された偏光ホログラムが４つの偏光ステージを有する仕方で量子化されることを特徴とする請求項４による方法。
【請求項６】
数学的計算が行われる計算ユニット（１）と、調整可能な偏光方向を有する偏光（３）が作られる光源（２）と、該偏光が材料（５）上に、特に、該材料の中及び／又は材料の上の種々の点が、種々の偏光方向の光で照明できる様な仕方で、偏光が導かれるユニット（４）と、を具備することを特徴とする偏光ホログラムの製作装置。
【請求項７】
該偏光方向が少なくとも２つのステージで設定される書き込みレーザーが使われることを特徴とする請求項６による装置。
【請求項８】
各々が少なくとも１つの種々の偏光方向を有する複数のレーザーが使われることを特徴とする請求項６による装置。
【請求項９】
請求項１〜５の何れか１つの方法によることを特徴とする偏光ホログラム。
【請求項１０】
データ記憶装置としての請求項９による偏光ホログラムの使用法。
【請求項１１】
セキュリテイ要素としての請求項９による偏光ホログラムの使用法。
【請求項１２】
特殊波面を発生するための回折光学要素としての請求項９による偏光ホログラムの使用法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は偏光ホログラムの発生方法、該偏光ホログラムの発生用装置、そしてデータ記憶用、セキュリテイの特徴発揮用、又は従来の光学的機能を行う回折光学要素用としての本発明の偏光ホログラムの使用法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ発生ホログラム（ＣＧＨ）はデジタルホログラムである。該コンピュータ発生ホログラムの構造は特殊アルゴリズムを使用して計算されるが、該アルゴリズムは仮想的サンプリンググレーティング上にコンピュータ内でのホログラフィー記録過程をシミュレートする。これらの構造は次いで例えば、リゾグラフィー的方法により材料キャリアへ移送される。
【０００３】
コンピュータ発生ホログラムと対照的に、古典的アナログ記録法では、該ホログラフィー構造はレーザービームの干渉、すなわち、一定位相重ね合わせにより作られる。
【０００４】
コンピュータ発生ホログラムの利点は、数学的記述で表される、真でない、コンピュータ計算されたオブジェクト、又はオブジェクト画像、のホログラムを作ることが可能なことである。かくして、コンピュータ発生ホログラムの使用は、アナログ的アプローチに比較して回折構造の製作での柔軟性を増す。更に、デジタルホログラム用の書き込みデバイスの設計は、アナログホログラム用よりローバストであり、何故なら少なくとも２つのレーザービームの一定時期位相カップリングを考慮する必要がないからである。
【０００５】
コンピュータ発生ホログラムは、例えば、加工物の干渉計での形状テスト用、偽造から保護するためのセキュリテイ要素の製作用、そして従来の光学的機能（レンズ、プリズム）を行う回折光学要素（ＤＯＥ）として、広く使われる。
【０００６】
コンピュータ発生ホログラムの製作法及びセキュリテイ要素としてのその使用法は従来技術の１部であり、例えば特許文献１で説明される。これらは位相又は振幅ホログラムである。
【０００７】
偏光ホログラムは特殊形のホログラムであり、該ホログラムは今日までアナログ技術、すなわちレーザービームの干渉、により作られて来た。偏光方向のパターンはレーザービームの重なり合いにより作られ、光学的異方性材料内に固定される。
【０００８】
特に、セキュリテイ要素では、偏光ホログラムは、従来の確立された位相又は振幅ホログラムに優る幾つかの利点を有する。例えば、偏光ホログラムは円偏光読み出しビームの回転方向に感応性であり；偏光ホログラムは右及び左円偏光を異なる方向に回折させる（非特許文献１）。従って、偏光ホログラムは偽造からのより高い保護を提供する。
【０００９】
偏光ホログラムの製作用媒体へのコンピュータ発生ホログラムの移送用には、書き込みビームの偏光方向を記憶出来る材料が求められる。これは、コンピュータ発生ホログラムが通常移送される通例材料では不可能である。更に、材料キャリアへのコンピュータ発生ホログラムの通常のリゾグラフィー的移送では、修正され得ない恒久的な回折構造が作られる。コンピュータ発生ホログラムの書き換え可能媒体内への移送は実質的にもっと柔軟である。
【００１０】
両側面はいわゆる光学的にアドレス可能なポリマーにより果たされる。光学的にアドレ
ス可能なポリマーは公知である（非特許文献２）。これらの物質は、偏光への露光時、配向された複屈折を形成する能力により特徴付けされる。書き込まれた複屈折パターンは、偏光で可視化され得る。この種の例は特許文献２のサイドグループポリマーであり、それはアゾベンゼングループを含む。
【００１１】
更に、局所化複屈折は、偏光を使って、どんな望ましい点のこれらポリマー層内にも書き込まれ得て、その複屈折の好ましい軸線は、偏光方向の回転時に移動することが知られている（非特許文献３）。
【００１２】
特許文献３は如何に光学的にアドレス可能なポリマーの書き込みが一般的にもたらされるかを、すなわちオーダーステーツが化学線の光の影響によりポリマー層内に発生することを、説明している。好ましくは、使用光は直線偏光又は円偏光であるのがよく、その波長は光誘起可能に構成変化するサイドグループの吸収バンドの領域内にあるのがよい。膜の法線面に沿った偏光の入射時、結果は該膜面内の好ましい配向となり、該配向は該直線偏光の場合は該膜を通して均一であるが、円偏光使用の場合は該好ましい方向は法線面に沿う励起光の電氣ベクトルにより周期的に変型される。偏波されない光への露光は該膜面の垂直の好ましい配向を生じる。
【００１３】
特許文献３は更に、光学的にアドレス可能なポリマーは、ホログラムによる画像の処理及び情報処理に特に好適であり、該ホログラムの再生は基準波を用いた照明によりもたらされ得ることを述べる。該特許文献ではホログラムは、該記憶材料内で２つの一定位相光源を重ね合わすことにより作られる。
【００１４】
更に、アナログ記憶の場合、グレイスケール値は連続的にそして位置的解像度を有するよう調整され得ることが述べられている。
【００１５】
偏光方向のデジタル化されたパターンを書くことによる偏光ホログラムの製作は説明されてない。
【００１６】
光学的にアドレス可能なポリマー内へのアナログ書き込み技術により書かれた偏光ホログラムは従来技術の部分である。２つの円偏光レーザービームの重ね合わせにより光学的にアドレス可能なポリマー内に偏光ホログラムが書き込まれる装置は特許文献４で説明されている。しかしながら、該装置を用いては、コンピュータで発生された偏光ホログラムを光学的にアドレス可能なポリマーに直接書き込むことは出来ない。
【００１７】
特許文献５は上記方法と異なり、光学的にアドレス可能なポリマーに書き込むよう意図された方法を説明する。
【００１８】
生産の第１過程では、光学的にアドレス可能なポリマー層は、偏光ソースで全範囲上を照明され、かくして異方性複屈折が作られる。第２過程で、この様に準備された材料は短い光パルスで照明され、全範囲上に作られた異方性は局所的領域で変えられる。コンピュータで発生される偏光ホログラムの書き込みは説明されてない。
【特許文献１】ドイツ出願第ＤＥ１９９２６６９８Ａ１号明細書
【特許文献２】米国特許第５，１７３，３８１号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第ＥＰ０６２２７８９  Ａ１号明細書
【特許文献４】国際公開第ＷＯ９９／５７７１９Ａ１号パンフレット（１０頁１行−１４頁１５行）
【特許文献５】ドイツ出願第ＤＥ１９６２０５８８Ａ１号明細書（３−４頁）
【特許文献６】欧州特許出願公開第ＥＰ０６２２７８９  Ｂ１号明細書（３−５頁）
【特許文献７】ドイツ出願第ＤＥ４４３４９６６  Ａ１号明細書（２−５頁）
【特許文献８】ドイツ出願第ＤＥ１９６３１８６４  Ａ１号明細書（２−１６頁）
【特許文献９】ドイツ出願第ＤＥ１９７２０２８８  Ａ１号明細書（２−８頁）
【特許文献１０】ドイツ出願第ＤＥ４２０８３２８  Ａ１明細書（３頁、３−４，９−１１，３４−４０，５６−６０行）
【特許文献１１】ドイツ出願第ＤＥ１００２７１５３  Ａ１明細書（２−８頁６１行）
【特許文献１２】ドイツ出願第ＤＥ１０００２７１５２  Ａ１明細書（２−８頁）
【特許文献１３】国際公開第ＷＯ１９６０３８４１０Ａ１号パンフレット
【特許文献１４】米国特許第５，４９６，６７０号明細書（１節４２−６７行、６節２２行−１２節２０行）
【特許文献１５】米国特許第５，５４３，２６７号明細書（２節４８行−５節３行）
【特許文献１６】欧州特許出願公開第ＥＰ０６２２７８９Ｂ１号明細書（３頁１７行−５頁３１行）
【特許文献１７】国際公開第ＷＯ９２０２９３０Ａ１号パンフレット（６頁２６−３５行、７頁２５行−１４頁２０行）
【特許文献１８】国際公開第ＷＯ１９９２００２９３０Ａ１号パンフレット
【非特許文献１】Ｐ．Ｒｏｃｈｏｎ、Ｖ．Ｄｒｏｎｙａｎ、Ａ．Ｎａｔａｎｓｏｈｎ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｇｒａｔｉｎｇｓ  ｉｎ  Ａｚｏｐｏｌｙｍｅｒｓ  ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  Ｃｉｒｃｕｌａｒｌｙ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  Ｌｉｇｈｔ、ｓｕｂｍｉｔｔｅｄ  ｆｏｒ  ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＳＰＩＥ）、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ  Ｎｏ．４８、Ｏｆｆｉｃｅ  ｏｆ  Ｎａｖａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ、Ｇｒａｎｔ：Ｎ０００１４−９３−１−０６１５、Ｒ＆Ｔ  Ｃｏｄｅ：３１３２０８１
【非特許文献２】Ｖ．Ｐ．Ｓｈｉｂａｅｖ（ｅｄｉｔｏｒ）：Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ａｓ  Ｅｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｐｈｏｔｏｏｐｔｉｃａｌ  Ａｃｔｉｖｅ  Ｍｅｄｉａ、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ  Ｖｅｒｌａｇ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ  １９９５
【非特許文献３】Ｋ．Ａｎｄｅｒｌｅ、Ｒ．Ｂｉｒｅｎｈｅｉｄｅ，Ｍ．Ｅｉｃｈ，Ｊ．Ｈ．Ｗｅｎｄｏｒｆｆ，Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．、Ｒａｐｉｄ  Ｃｏｍｍｕｎ．１０，４７７−４８３，（１９８９）
【非特許文献４】Ｒ．Ｗ．Ｇｅｒｂｅｒｇ、Ｗ．Ｏ．Ｓａｘｔｏｎ；Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｈａｓｅ  ｆｒｏｍ  Ｉｍａｇｅ  ａｎｄ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｐｉｃｔｕｒｅｓ；Ｏｐｔｉｋ  ３５（１９７２）、ｐａｇｅ  ２３７
【非特許文献５】Ｖ．Ｐ．Ｓｈｉｂａｅｖ（ｅｄｉｔｏｒ）：Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ａｓ  Ｅｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｐｈｏｔｏｏｐｔｉｃａｌ  Ａｃｔｉｖｅ  Ｍｅｄｉａ、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ  Ｖｅｒｌａｇ、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ  １９９５；Ｎａｔａｎｓｏｈｎ  ｅｔ  ａｌ．、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．１９９３，４０３−５１１
【非特許文献６】Ｒ．Ｈａｇｅｎ、Ｔ．Ｂｉｅｒｉｎｇｅｒ：Ｐｈｏｔｏａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  ｆｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄａｔａ  Ｓｔｏｒａｇｅ．Ｉｎ：Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、ＷＩＬＥＹ−ＶＣＨ  Ｖｅｒｌａｇ  ＧｍｂＨ（２００１）、Ｎｏ．１３／２３、ｐａｇｅｓ１８０５−１８１０
【発明の開示】
【００１９】
従って、偏光ホログラムが、計算され、そして書き込みシステムを使って材料キャリアへ移送される、方法を開発することが目的であった。
【００２０】
驚くべきことは、この目的は、本発明の下記方法と、偏光ホログラムを発生するための本発明の装置と、により達成されることが見出された。
【００２１】
本発明は第１に偏光ホログラムの作成法に関する。
【００２２】
偏光ホログラムを発生する本発明の方法は、第１ステップで、少なくとも２つの偏光ステージを有する偏光ホログラムを計算する過程と、第２ステップで、該計算された偏光ホログラムを、配向された複屈折が光により局所的に作られる物質を有する材料キャリアへ移送する過程と、を有する。
【００２３】
偏光ホログラムの計算
オブジェクトは、振幅と位相から成る複素数値により３次元空間内で記述される。該オブジェクトの振幅は、明るさ値の分布（振幅分布）であり、該オブジェクトの位相は任意に選ばれ得る。好ましくはランダム分布が選ばれるのがよい。
【００２４】
ホログラフィー的に記憶されるべきオブジェクトはデジタル化された形式で存在する、すなわち、振幅及び位相用の離散値のマトリックスが存在する。
【００２５】
偏光ホログラムは特殊形式の位相ホログラムであり、従って該オブジェクト用の位相ホログラムが計算される。この目的で、読み出しビームでの照明時、該オブジェクトを再生する位相ホログラムを見出すことが必要である。位相ホログラムは該読み出しビームの位相を変調する。これは、該オブジェクトの振幅分布が再生される様な仕方で、該読み出しビームの位相を変調する位相ホログラムを見出すことが必要なことを意味する。
【００２６】
文献は解用の多数のアプローチを説明しており、非特許文献４により説明される反復フーリエ変換アルゴリズム（ＩＦＴＡ）は１例と考えられるべきである（非特許文献４）。該アルゴリズムの狙いは出来るだけ誤差の無い、周波数空間内でのオブジェクトの表現を見出すことである。
【００２７】
規定
Ａ（Ｏ）：オブジェクトの振幅
Ｐ（Ｏ）：オブジェクトの位相
Ａ（Ｃ）：シージーエイチの振幅
Ｐ（Ｃ）：シージーエイチの位相
Ａ（Ｌ）：読み出し過程用に提供された読み出しビームの振幅
【００２８】
フーリエホログラムの場合、フーリエ変換は望まれるオブジェクトの再生を可能にする。フーリエコンピュータ発生ホログラムを作るために、該ホログラム面内の複素振幅／位相分布が、デジタル形式で存在するオブジェクト｛Ａ（Ｏ）、Ｐ（Ｏ）｝から、フーリエ変換により計算される。
【００２９】
その結果はもう１度、複素振幅／位相分布｛Ａ（Ｃ），Ｐ（Ｃ）｝となる。該振幅分布Ａ（Ｃ）用には、該読み出し過程用に提供された読み出しビームの振幅分布Ａ（Ｌ）が使われ、｛Ａ（Ｌ）、Ｐ（Ｃ）｝の逆フーリエ変換が行われる。
【００３０】
結果はオブジェクト空間内の振幅及び位相分布｛Ａ’（Ｏ），Ｐ’（Ｏ）｝である。これは最早、元の分布｛Ａ（Ｏ），Ｐ（Ｏ）｝に対応せず、何故ならば、Ａ（Ｃ）はＡ（Ｌ）により置き換えられたからである。該位相分布Ｐ’（Ｏ）は保持され、Ａ’（Ｏ）はＡ（Ｏ）で置き換えられそして更に進んだフーリエ変換が行われる。
【００３１】
これは、ホログラム面内の複素振幅／位相分布のフーリエ変換が、該オブジェクト面内の複素振幅／位相分布に導く迄、続けられるが、該オブジェクト面内の分布は充分な精度
で元の分布Ａ（Ｏ），Ｐ（Ｏ）と合致する。
【００３２】
その結果は複素振幅／位相分布Ａ（Ｃ），Ｐ（Ｃ）を有するデジタル位相ホログラムであり、それは該読み出しビームで照明時、充分な精度で、該オブジェクト｛Ａ（Ｏ），Ｐ（Ｏ）｝を再生する。
【００３３】
この計算法に不可欠なのは該アルゴリズムが変型されることであるが、その変型は、該ホログラム面内の該位相分布が、該計算された偏光ホログラムが少なくとも２つの偏波ステージを有する仕方で、各繰り返しステップで量子化される（いわゆる“丸められる”）ことである。該量子化の理由は、技術的な理由であり、該計算された偏光ホログラムを材料キャリアへ移送時、該位相用に何等かの“任意値”は設定出来ないからである。使われる技術で、如何に多くの、及び、どの離散値が該材料内に設定され得るかに依り、Ｐ（Ｃ）の量子化がもたらされる。好ましい実施例では、量子化は計算された偏光ホログラムが４つの偏光ステージを有するようにもたらされる。
【００３４】
該計算される偏光ホログラムの該計算の最後のステップで、位相分布用の値Ｐ（Ｏ）は偏光方向により置き換えられる。該位相分布は０と２πの間の値を取る。これらの値は、０°と１８０°の間の偏光方向の分布に写像される。最も簡単な場合は、線形写像が行われ、すなわち、位相分布の０と２πの間の値は０°と１８０°の間の値に線形的に置き換えられる。線形より他の写像を行うことも可能である。どの偏光方向がどの位相シフトへ導くかを指定する材料特性は、実験的に決定することが好ましい。
【００３５】
変型されたアイエフテーエイの反復は下記の様である。
ステップ１：フーリエ変換による、Ａ（Ｏ）及びＰ（Ｏ）からのＡ（Ｃ）及びＰ（Ｃ）の計算
ステップ２：Ａ（Ｌ）によるＡ（Ｃ）の置き換え
ステップ３：Ｐ（Ｃ）の量子化がＰｑ（Ｃ）を与える
ステップ４：逆フーリエ変換によるＡ（Ｌ）及びＰｑ（Ｃ）からのＡ’（Ｏ）及びＰ’（Ｏ）の計算
ステップ５：Ａ（Ｏ）によるＡ’（Ｏ）の置き換えと、新しい値Ａ（Ｏ）及びＰ（Ｏ）；｛Ａ（Ｏ）、Ｐ’（Ｏ）｝を用いての１でのスタート
【００３６】
該方法は、該ホログラム面の複素振幅／位相分布のフーリエ変換が、オブジェクト面の複素振幅／位相分布に導いた時、終了し、該オブジェクト面の分布は充分精密に該元の分布Ａ（Ｏ），Ｐ（Ｏ）に対応する。その結果は計算された位相ホログラムである。
【００３７】
合致の精度は、アプリケーションにより決定される。もし、例えば、２進、２次元データコード（例えば、データマトリックスコードの様な、マトリックスコード）がホログラムとして書かれるならば、該再生は、該マトリクスコード内に含まれた誤差訂正が、該データを回復させるのに好適であるよう、充分に良好であらねばならない。ホログラフィー式に記憶される画像の場合、該再生は、元と再生の間に、人間の目で検出される差がないよう、充分良好であらねばならない。通常反復ステップは、計算結果が更に進む反復ステップで最早変化しない、又は各々の更に進んだステップで平均偏差で変化しない、様な数まで行われる。
【００３８】
該計算される位相ホログラムの該計算は好ましくはコンピュータを使ってもたらされるのがよい。
【００３９】
該位相ホログラムの計算後、該位相分布Ｐ（Ｏ）用値の、偏光分布による上記置き換えがもたらされる。偏光ホログラムが生じる。
【００４０】
偏光ホログラムが計算された後、それは第２ステップで材料キャリアへ移送される。
【００４１】
計算された偏光ホログラムの材料キャリアへの移送
もし該位相ホログラムが材料キャリアへ移送されるなら、それは読み出しビームの位相を変調する。該読み出しビームの位相は材料内の光路により影響される。該光路（ＯＰ）は層厚さｄと材料の屈折率ｎの積である。
【００４２】
ＯＰ＝ｎ・ｄ
例えば、特許文献１で説明した様に、従来の位相ホログラムの場合、読み出しビームの位相変調をもたらすために材料の層厚さが変えられる。
【００４３】
本発明の場合、該読み出しビームの位相変調をもたらすために材料の屈折率が変えられる。
【００４４】
材料キャリア
光により、配向された複屈折が局所的に作られ得る全ての物質は、該材料キャリアの材料として使われてもよい（非特許文献５）。特に好適なポリマーは、光により、配向された複屈折が局所的に作られるポリマーである。これらはここでは光学的にアドレス可能なポリマーと呼ばれる。これらは特に、本発明用に使われ、下記刊行物、すなわち、特許文献６，７、８，５、９，１０，１１，１２，１３、１４，１５，１６、１７、１８で説明される、サイドグループポリマーである。
【００４５】
偏光を用いた偏光ホログラムの照明時、個別波の方向は位相シフトを受ける。これは記憶材料内の局所的複屈折のレベルに依る。もし、いわゆる光学的にアドレス可能なポリマーが記憶材料として使われるなら、該複屈折が光により誘起され得る（非特許文献６）。
【００４６】
簡単な用語で表せば、直線偏光の入射の結果として発色団は偏光方向に直角に配向される。
【００４７】
偏光感応性材料内に該計算されたホログラムを書き込むために、３８０ｎｍから５８０ｎｍの範囲の波長を有するのが好ましい、直線偏光が使われる。特に好ましくは、書き込みは４００から４２０ｎｍ又は５００から５５０ｎｍの波長を有する光を使ってもたらされるのがよい。
【００４８】
材料キャリアへの計算された偏光ホログラムの移送用には、２つの可能性、すなわち、直列及び並列書き込み、がある。
【００４９】
直列書き込み
ホログラムを直列に、すなわち、点毎に書き込むためには、書き込みビームは２方向に進行することが出来ねばならない。この進行は高速ミラーチルトシステムにより可能となる。それは２つのピエゾアクチュエーターにより２つの角度にチルトされるミラーから成る。代わりに、各場合用に、１つの角度のみにチルトされ得る２つのミラーを使うことも可能である。
【００５０】
本発明の実施例では、レーザービームは固定され、記憶媒体は該レーザービームに対し２方向に動かされる。これは例えば、駆動可能な変位テーブルによりもたらされる。該レーザービームを動かすミラーと、該レーザービームに対する該記憶媒体の変位と、の組み合わせも考えられる。
【００５１】
偏光方向は少なくとも２つの偏光ステージを有して０°から１８０°の範囲内で連続的又は離散的に調整可能であるべきである。０°から１８０°の範囲内で等しく分布した少なくとも４つの偏光ステージが書き込まれるのが好ましい。
【００５２】
充分高い書き込み速度を達成するために、偏光方向を非常に急速に変えることが出来る必要がある。本発明の実施例では、図２に略図で示す、４つのレーザーを有する設計が使われる。この様な設計の利点は、偏光方向を書き込むための機械的部品を回避出来ることである。各レーザーは異なる偏光方向を有する光を作る。該偏光方向は好ましくは０°，４５°，９０°そして１３５°であるのがよい。
【００５３】
書き込み過程では、該レーザーは、望ましい偏光方向がコリメートされた出口ビーム内にあるよう、オン及びオフに交互にスイッチされる（図２参照）。この方法で、４つの偏光ステージは高速で材料内に書き込まれ得る。追加の、偏光が回転するπ／２位相シフター（図３参照）の助けを得て、更なる偏光を設定することは可能であり、それにより該記憶媒体は“フオーマット”され得る。第１ステップでは、該ホログラムの全範囲に亘り偏光方向が書き込まれる。その後、該追加のπ／２位相シフターは取り除かれ、第２ステップで、交互にオン及びオフにスイッチされるレーザーの助けを得て、残りの偏光方向がグレーティングモードで書き込まれる。この方法で、５つの偏光ステージを有するホログラムが説明した装置により書き込まれ得る。
【００５４】
本発明のもう１つの実施法は、偏光方向は連続的に調整可能なレーザーを１つのみ使う。例えば、この目的で光フアイバー偏光調整器が使われる。これは古典光学の屈折平面波プレートと等価の仕方で動作する。該光フアイバーはコイルに捲かれる。該光フアイバーの曲率の結果として、その断面は変形され、楕円となり、従って複屈折性である。連続する光フアイバーに対し該コイルを回転させることにより、偏光状態を変え、全範囲を通して偏光面を回転することが可能である。
【００５５】
偏光子を回転可能な仕方で設置し、かくして偏光面を連続的に回転することも可能である。
【００５６】
偏光ホログラムに加えて、例えば、ホログラム検出用特殊位置マーカーの様な、更に進んだ構造がレーザーを使って材料キャリアに書き込まれることも可能である。
【００５７】
並列書き込み
並列書き込みでは、この偏光を有する、計算された偏光ホログラムの全ての点が、該材料キャリア内に同時に書き込まれる。これは、例えば、デジタル光処理（ＤＬＰ）技術により達成される。デジタル光処理技術はデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）チップ上に設置された極微の小さなミラーに基づいている。
【００５８】
該ミラーは、両端の安定状態を有し、その間を非常に短時間で換わり得る。該ミラーはコンピュータの助けを得て外部から駆動される。該デジタルマイクロミラーデバイスチップ上の個別マイクロミラーの傾斜の結果として、光は該光学的システムへ直接反射されるか、又は吸収器へ導かれるか、何れかである。
【００５９】
偏光ホログラムの並列書き込み用に、調整可能な偏光方向を有する、発散性の、直線偏光ビームが該デジタルマイクロミラーデバイスチップに向けられる。
【００６０】
該デジタルマイクロミラーデバイスチップのミラーは偏光ホログラムの画素を表す。該設定された偏光方向に属する全部のミラーは該光学システムの方向に傾斜される。全ての他のミラーは該吸収器の方へ傾斜する。
【００６１】
その後、新偏光方向が選ばれ、その過程は、存在する全偏光方向が書き込まれるまで同様の仕方で続けられる。
【００６２】
代わりに、並列書き込みは、偏光方向が制御可能な仕方で設定される配列要素を使ってもたらされてもよい。この場合、存在する個別偏光方向は続けて書き込まれる必要はなく、存在する全偏光方向は並んで同時に書かれる。液晶デイスプレーがこの様な配列要素として使われてもよい。
【００６３】
本発明は更に偏光ホログラムの発生用装置に関し、該装置は、数学的計算が行われる計算ユニット（１）を具備する（図１参照）。それは更に、調整可能な偏光方向を有する偏光（３）が作られる光源（２）を具備する。それは更に、該偏光が、材料（５）上に、特に、該材料の中及び／又は材料上の種々の点が異なる偏光方向の光で照明されるように、導かれるユニット（４）を具備する。
【００６４】
該装置の可能な実施例は、偏光方向が少なくとも２つのステージで設定され得る書き込みレーザーを使う。
【００６５】
該装置のもう１つの可能な実施例は複数のレーザーを使用するが、その各々は少なくとも１つの種々の偏光方向を有する、すなわち、種々のレーザーが、書き込まれるべき種々の偏光方向用に使われる。書き込まれる各偏光方向用に１つのレーザー。該レーザーのビーム路内に導入され、そして又取り除かれ得るπ／２位相シフターを使うことにより、レーザーが存在するよりも多くの偏光方向が書き込まれることも可能である。
【００６６】
参照数字
（１）計算ユニット
（２）調整可能な偏光方向を有する光源
（３）規定された偏光方向を有する光ビーム
（４）光ビームを材料キャリア上へ導くユニット
（５）材料キャリア
（６）ビームスプリッターキューブ
（７）ビームスプリッタープレート
（８）π／２位相シフター
【００６７】
本発明は更に、本発明による方法により得られる偏光ホログラムと、これらの偏光ホログラムのデータ記憶用、セキュリテイの特徴付け用又は従来の光学的機能を行う回折光学要素、例えば、レンズ又はプリズム、用としての使用と、に関する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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