DE1901822A1 - Process for the production of holograms visible in white light - Google Patents
Process for the production of holograms visible in white lightInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hologrammen, die in weißem Licht sichtbar sind.The invention relates to a method for producing holograms, which are visible in white light.
Im Jahre 1947 wurde von Gabor gefunden, daß die einem Gegenstand zugeordnete Information nicht nur wie bisher mit Hilfe einer photographischen Linse auf einer lichtempfindlichen Emulsion aufgezeichnet werden kann, sondern daß es auch möglich ist, die von einem mit kohären tem Licht beleuchteten Objekt ausgehenden Wellenfronten mit einem anderen kohärenten Wellenzug zur Interferenz zu bringen und diese Interferenzen unmittelbar auf einer photographischen Schicht als Hologramm aufzuzeichnen. Ein Nachteil des genannten Verfahrens besteht darin, daß sowohl die Herstellung als auch die Betrachtung des Hologramms mit kohärentem Licht erfolgen muß. In der deutschen Patentanmeldung P 15 72 684. 8 wird ein Verfahren zur Herstellung von Hologrammen mittels inkohärentem Licht angegeben, bei dem eine sogenannte'Fliegenaugenlinse" Verwendung findet. In der Literatur stelle "Applied Physics Letters", Vol. 10, Nr. 2, Januar 15, 1957, Seite 35 ff, "Low Spatial Frequency Holograms of Solid Objects" wird ein Verfahren zur Herstellung von in weißem Licht sichtbaren Hologrammen In 1947 Gabor found that it was associated with an object Information can not only be recorded on a light-sensitive emulsion with the help of a photographic lens, as was previously the case, but that it is also possible that of one with coherent light to cause the outgoing wavefronts of the illuminated object to interfere with another coherent wave train and to cause this interference to occur immediately to be recorded on a photographic layer as a hologram. A disadvantage of the process mentioned is that both the production as well as viewing the hologram with coherent light. In the German patent application P 15 72 684. 8 is a Process for the production of holograms by means of incoherent light specified, in which a so-called "fly's eye lens" is used. In the literature put "Applied Physics Letters", Vol. 10, No. 2, January 15, 1957, page 35 ff, "Low Spatial Frequency Holograms of Solid Objects" is a process for the production of holograms visible in white light
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angegeben, bei dem die beiden zur interferenz zu bringenden Lichtstrahlen entgegengesetzte Fortpflanzungsrichtungen haben müssen. Der bei diesemspecified in which the two light beams to be brought to interference must have opposite directions of reproduction. The one with this one
derthe
Verjähren erforderliche große technische Aufwand und die beiMTustage auftretenden Schwierigkeiten beschränken die Anwendbarkeit dieses Verfahrens sehr stark.The statute of limitations is due to the great technical effort required and those that occur on MTu days Difficulties severely limit the applicability of this method.
Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, ein Verfahren zur Herstellung von in weißem Licht sichtbaren Hologrammen anzugeben, das mit geringemtechnischem Aufwand und ohne schwierige Justagen durchzuführen ist.The invention is based on the object, a method for production of holograms visible in white light to indicate that with little technical Effort and without difficult adjustments.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung von in weißem Licht sichtbaren Hologrammen gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein aus einer lichtempfindlichen Schicht mit hohem Auflösungsvermögen und aus einer das Entstehen von stehenden Wellen in der lichtempfindlichen Schicht ermöglichenden reflektierenden Schicht bestehendes lichtempfindliches Element durch ein nach bekanntem Verfahren hergestelltes, im kohärenten Licht sichtbares Hologramm belichtet und anschließend entwickelt und fixiert wird.This object is achieved according to the invention by a method of manufacture solved by holograms visible in white light, which is characterized in that one of a light-sensitive layer with high resolution and one of the creation of standing waves in the light-sensitive Layer enabling reflective layer existing photosensitive element by a produced by a known method, im coherent light visible hologram is exposed and then developed and fixed.
Gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedanken wird ein Verfahren vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Belichtung des lichtempfindlichen Element durch kohärentes Licht mittels eines in einem oder in mehreaen Wellenbereichen emittierenden Laser erfolgt.According to a further development of the concept of the invention, a method is proposed, which is characterized in that the exposure of the photosensitive element to coherent light by means of one or more Laser emitting wave ranges takes place.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß ein aus einer lichtempfindlichen Silberhalogenschicht mit hohem Auflösungsvermögen und aus einer dünnen, das Entstehen von stehenden Wellen ermöglichenden spiegelnden Schicht bestehendes Element durch ein nach bekanntem Verfahren hergestelltes, in kohärenten Licht sichtbares Hologramm belichtet, anschließend entwickelt und" fixiert, dann zwecks Umwandlung der durch den Belichtungs- und Fixiervorgang entwickelten metallischen Silbers und der spiegelnden Schicht in Silberhalogen gebleichtA further advantageous development of the method according to the invention is characterized in that an element consisting of a light-sensitive silver halogen layer with high resolution and a thin reflective layer that enables the creation of standing waves is exposed by a hologram made according to a known method and visible in coherent light developed and " fixed, then bleached for the purpose of converting the metallic silver developed by the exposure and fixing process and the reflective layer into silver halogens
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und anschließend ohne Hologramm wieder belichtet, entwickelt und fixiert wird.and then re-exposed, developed and fixed without a hologram will.
Eine andere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß das nach bekanntem Verfahren hergestellte Hologramm während der Belichtung in Kontakt mit dem lichtempfindlichen Element ist.Another embodiment of the method according to the invention is thereby characterized in that the hologram produced by a known method is in contact with the photosensitive element during the exposure.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist schließlich dadurch gekennzeichnet, daß die Belichtung der lichtempfindlichen Anordnung anstatt durch ein gewöhnliches Hologramm durch die Korabination einer Fliegenaugenlinse und eines dazu in Brennweitenabstand liegenden Filters erfolgt, das durch Belichtung des abzubildenden Objekts mittels der Fliegenaugenlinse hergestellt ist.Another advantageous embodiment of the method according to the invention is finally characterized in that the exposure of the photosensitive Arrangement instead of an ordinary hologram through the coordination of a fly's eye lens and one that is at a focal distance from it Filter is made, which is made by exposing the object to be imaged by means of the fly's eye lens.
Unter Hologramm wird im allgemeinem eine in Form von Phasen- und Amplitudenmodulation vorliegende Information, beispielsweise der Form eines Objekts, verstanden, bei der die Interferenz zweier Wellenzüge mit Hilfe fotographischer Verfahren aufgezeichnet ist. Dabei wird eine der Wellenfronten am wieder zugebenden Objekt gebeugt und reflektiert während die andere Wellenfront der lichtempfindlichen Schicht unmoduliert als Bezugswelle zugeführt wird. Das aufgezeichnete Interferenzmuster besitzt keine Ähnlichkeit mit dem abgebildeten Objekt; bei geeigneter Beleuchtung wird jedoch ein dreidimenaonales Bild des Objekts sichtbar.A hologram is generally one in the form of phase and amplitude modulation present information, for example the shape of an object, understood, in which the interference of two wave trains with the help photographic process is recorded. One of the wave fronts is bent and reflected on the object to be added again, while the other Wavefront of the light-sensitive layer fed unmodulated as a reference wave will. The recorded interference pattern has no resemblance to the object depicted; with suitable lighting, however, a three-dimensional image of the object visible.
Eine im folgenden als konventionell bezeichnete Art von Hologrammen wird durch die Interferenz zweier Lichtstrahlen erzeugt, die von der gleichen Seite auf die Ii chtempfindliche Schicht fallen. Derartige Hologramme müssen im kohärenten Licht, beispielsweise in von einem Laser erzeugten Licht, betrachtet werden.One type of hologram referred to below as conventional is generated by the interference of two light beams which fall from the same side on the Ii chtsensitive layer. Such holograms must can be viewed in coherent light, for example in light generated by a laser.
Eine zweite Art von Hologrammen, die auch in weißem Licht betrachtet wer-Docket YO 9-67-092 909 836/0913A second type of hologram that can also be viewed in white light- docket YO 9-67-092 909 836/0913
den kann, wird durch die Interferenz von zwei Lichtstrahlen erzeugt, die aus
den gegengesetzten Richtungen, also
die lichtempfindliche Schicht fallen.den can is generated by the interference of two rays of light coming from opposite directions, ie
the photosensitive layer will fall.
den gegengesetzten Richtungen, also unter einem Winkel von l60 - 180 , aufthe opposite directions, i.e. at an angle of 160-180
Hologramme die auch in weißem Licht betrachtet werden können, werden in der Literatur stelle "White-Light Reconstruction of Holographie Images Using the Lippmann-Bragg Diffraction- Effect" von G. W. Stroke and A. E. Labyrie, Physics Letters, Volume 20, 1966, Seiten 368 bis 370, und in der Literaturstelle "Multicolor Holographie Image Reconstruction with White-Light Illumination" von L. H. Lin, K. S. Pennington, G. W. Stroke und A. E. Labeyrie in Bell System Technical Journal, Volume 45, Nr. 4, April 1966, Seiten 659 und 660 beschrieben. Bei konventionellen Hologrammen wird das Interferenzmuster in einer einzigen Ebene aufgezeichnet. Bei in weißem Licht sichtbaren Hologrammen wird eine Vielzahl von Interferenzmustern in einer Vielzahl von innerhalb der lichtempfindlichen Schicht liegenden Ebenen aufgezeichnet. Die Herstellung eines in weißem Licht sichtbaren Hologramms war mit dem bisher bekannten Verfahren sehr schwierig. U. a. waren innerhalb eines einzigen Frequenzbandes emittierende Laser, Laboratoriumsausrüstung höchster Präzision und sehr lange Belichtungszeiten erforderlich. Das hatte zur Folge,Holograms that can also be viewed in white light are found in the literature "White-Light Reconstruction of Holography Images Using the Lippmann-Bragg Diffraction Effect" by GW Stroke and AE Labyrie, Physics Letters, Volume 20, 1966, pages 368 to 370, and in the reference "Multicolor Holographie Image Reconstruction with White-Light Illumination" by LH Lin, KS Pennington, GW Stroke and AE Labeyrie in Bell System Technical Journal, Volume 45, No. 4, April 1966, pages 659 and 660 . With conventional holograms, the interference pattern is recorded in a single plane. In the case of holograms visible in white light, a large number of interference patterns are recorded in a large number of planes lying within the light-sensitive layer. The production of a hologram visible in white light was very difficult with the previously known method. I.a. Lasers emitting within a single frequency band, laboratory equipment of the highest precision and very long exposure times were required. As a result
nur
daß derartige Hologramme/unter großeronly
that such holograms / under great
bedingungen hergestellt werden konnten.conditions could be established.
nur
daß derartige Hologramme/unter großer Sorgfalt und unter Laboratoriums -only
that such holograms / with great care and under laboratory -
In der Figur ist ein lichtempfindliches Element dargestellt, das auf einer beispielsweise aus Pappkarton oder Glas bestehenden Trägerschicht 10 angeordnet ist. Die obere Seite der Trägerschicht ist mit einer Kunststoffschicht überzogen, die eine sehr glatte Oberfläche aufweist. Auf dieser Schicht liegt eine etwa 5 u. dicke Schicht 12 aus einer Gelatine, wie sie bei der Herstellung von lichtempfindlichen Schichten verwendet wird und die als Grundlage für die nächste, aus Silber bestehende Schicht dient. Das Aufbringen der Gelatineschicht kann durch Tauchen, Zentrifugieren oder Aufsprühen erfolgen. ÜberIn the figure, a light-sensitive element is shown, which is arranged on a carrier layer 10 consisting, for example, of cardboard or glass. The upper side of the carrier layer is covered with a plastic layer, which has a very smooth surface. On top of this layer lies a layer 12, about 5 µm thick, made of a gelatin, such as is used in the production of light-sensitive layers and which serves as the basis for the next layer consisting of silver. The gelatin layer can be applied by dipping, centrifuging or spraying. Above
der Gelatine schicht 12 wird eine etwa 700 - 2 000 A dicke Schicht 14 aus me-"the gelatin layer 12 is an approximately 700 - 2,000 Å thick layer 14 of me- "
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-5-tallischem Silber, beispielsweise durch Aufdampfen aufgetragen.-5-metallic silver, for example applied by vapor deposition.
Über der Schicht 14 liegt eine sogenannte "Lippmann"-Emulsion, die eine Dicke von etwa 5-25 .u aufweist und durch Tauchen, Zentrifugieren oder Aufsprühen bzw. Aufspritzen aufgebracht werden kann. Unter "Lippmann" Emulsion versteht man eine sehr feinkörnige fotographische Emulsion, die ein Auflösungsvermögen von mindestens 1 000 Striche je Millimeter hat. Lippmann-Emulsionen werden aus einer Lösung von Salz und Silbernitrat und durch Präzipitieren des Silberhalogens in hochkonzentrierte Gelatine hergestellt. Je grosser die Dicke der Emulsion ist desto grosser kann die Anzahl der in ihr entstehenden stehenden Wellen sein. Andererseits sinkt mit wachsender Schichtdicke das Auflösungsvermögen.Over the layer 14 is a so-called "Lippmann" emulsion, the one Thickness of about 5-25 .u and by dipping, centrifuging or Spraying on or spraying on can be applied. "Lippmann" emulsion is understood to be a very fine-grain photographic emulsion, which has a resolution of at least 1,000 lines per millimeter. Lippmann emulsions are made from a solution of salt and silver nitrate and by precipitating the silver halogen into highly concentrated gelatin manufactured. The greater the thickness of the emulsion, the greater the can Be the number of standing waves created in it. On the other hand, the higher the layer thickness, the lower the resolution.
Auf die Schicht 16 des oben beschriebenen Vielschichtelements wird ein konventionelles Hologramm 18 gelegt. Das Element wird anschliessend durch das Hologramm 18 hindurch mit von einem Laser 20 ausgehenden, parallel monochromatischen Licht belichtet. Das vom Laser 20 oder von einer anderen geeigneten monochromatischen Lichtquelle stammende Licht soll einen Wellenlangenbereich von höchstens 50 A umfassen. Auf diese Weise wird eine Kohärenzlänge von mehr als 100 Wellenlängen erreic ht. Das von der Lichtquelle 20 ausgehende Licht wird räumlich durch das konventionelle Hologramm 18 moduliert und wird dann an der spiegelnden Silberschicht 14 reflektiert. Das reflektierte Licht interferiert mit dem unmittelbar einfallenden modulierten Licht und bildet eine Vielzahl von stehenden Wellen, die durch die Schicht 16 aufgezeichnet werden. Zur Belich-Docket YO 9-67-092 909836/0913 A conventional hologram 18 is placed on the layer 16 of the multilayer element described above. The element is then exposed through the hologram 18 with parallel monochromatic light emanating from a laser 20. The light originating from the laser 20 or from another suitable monochromatic light source should have a wavelength range of at most 50 Å. In this way, a coherence length of more than 100 wavelengths is achieved. The light emanating from the light source 20 is spatially modulated by the conventional hologram 18 and is then reflected on the reflective silver layer 14. The reflected light interferes with the immediately incident modulated light and forms a plurality of standing waves which are recorded by the layer 16. To Belich-Docket YO 9-67-092 909836/0913
tung der Schicht 16 sind etwa 500 - 1000 Erg je cm erforderlich.About 500-1000 ergs per cm are required for layer 16.
Im nächsten Verfahrens schritt wird das konventionelle Hologramm 18 von dem aus mehreren Schichten bestehenden Element entfernt und dieses anschliessend durch bekannte Verfahren entwickelt und fixiert. Das Entwickeln kann beispielsweise durch Entwickler vom Typ des Methol-Hydrochi-In the next process step, the conventional hologram 18 removed from the element consisting of several layers and then developed and fixed this by known methods. The development can, for example, by developers of the type of methol-hydrochi-
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nons und das Fixieren durch Substanzen vom Typ des TMosulfats erfolgen. Nach dem Entwickeln und Fixieren wird das Element durch Eintauchen in eine Ferricyanid-Bromid-Bleiche gebleicht, so daß das metallische Silber sowohl der Emulsion 16 als auch der spiegelnden Silberschicht 14 in Bromsilber umgewandelt wird. Auf diese Weise verliert die Schicht 14 ihre spiegelnde Eigenschaft, die beim Betrachten des Hologramms in weißem Licht den Kontrast herabsetzen würde.nons and fixation by substances of the TMosulfate type. After developing and fixing, the element is bleached by dipping it in a ferricyanide-bromide bleach so that the metallic silver is both the emulsion 16 and the reflective silver layer 14 is converted into bromide silver. In this way, the layer 14 loses its reflective properties Property that would reduce the contrast when viewing the hologram in white light.
Nach dem Bleichen wird das aus mehreren Schichten bestehende lichtempfindliche Element erneut durch den Laser 20 jedoch ohne das konventionelle Hologramm belichtet. Anschließend wird das Element wieder entwickelt um in der Emulsion ein Silberbild zu erzeugen und um die glatte Oberflächenstruktur der Silberschicht 14 in eine körnige Struktur umzuwandeln durch die eine Reflexion an dieser Schicht vermieden wird. Das aus mehreren Schichten bestehende Element stellt nunmehr ein Hologramm dar, das in weißem Licht betrachtet werden kann. Das weiße Licht wird an den durch die stehenden Wellen erzeugten Muster in der Emulsion 16 unter dem Bragg-Winkel reflektiert, und ein virtuelles Bild des durch das konventionelle Hologramm aufgezeichneten Objektes wird sichtbar. Das sichtbar werdende Bild hat alle Eigenschaften eines bei der Betrachtung eines konventionellen Hologramms sichtbar werdenden Bildes, jedoch mit der Aus nähme, daß dieses Bild auch bei Betrachtung in weißem Licht sichtbar wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur Herstellung mehrfarbiger Hologramme verwendet werden. Zu diesem Zweck wird als Lichtquelle 20 anstatt eines einfarbigen Lasers ein mehrfarbiger Laser verwendet. Selbstverständlich ist es auch möglich an Stelle der obengenannten Substanzen zum Entwickeln, Fixieren und Bleichen, auch andere, die erforderlichen Eigenschaften aufweisende Substanzen zu verwenden. Auch der Aufbau des aus mehreren Schichten bestehenden lichtempfindlichen Elements kann beispielsweise durchweglassen der Gelatine schicht 12 geändert -werden.After bleaching, the multi-layered one becomes photosensitive Element re-exposed by laser 20 but without the conventional hologram. Subsequently, the item is designed around again to create a silver image in the emulsion and to create a smooth surface structure of the silver layer 14 to be converted into a granular structure by means of which a reflection on this layer is avoided. That from several layers existing element is now a hologram that can be viewed in white light. The white light is passed through the standing Waves generated patterns reflected in emulsion 16 at the Bragg angle, and a virtual image of the object recorded by the conventional hologram becomes visible. The image that becomes visible has all the properties an image that becomes visible when viewing a conventional hologram, but with the exception that this image also becomes visible when viewed in white light. The method according to the invention can also be used to produce multicolored holograms. For this purpose, a multicolored laser is used as the light source 20 instead of a single-color laser. Of course it is also possible to Instead of the above-mentioned substances for developing, fixing and bleaching, other substances having the required properties can also be used. The structure of the photosensitive element consisting of several layers can, for example, omit the gelatin layer throughout 12 can be changed.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |