[发明专利]利用衍射在单一像面产生多个图像的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及具有叠加伪全息图像的光学存储装置，更具体地说，本发明涉及在光学存储装置和其它光敏基体上产生伪全息图像的方法，其中在不同的选择角度下，所述图像是看得见的。

背景技术

目前借助透镜技术或全息技术实现在同一平面上创建多个有区别的图像。透镜技术依赖于借助辅助透镜片来分离图像，以便区分所述图像。图像被交织在一起，由模压到塑性基体中的一系列柱面透镜构成的透镜片被层叠在交织的图像之上。

全息图和光干涉是区分相同记录面上的多个图像的另一种方式。就全息图来说，目的是记录振幅和相位的完整波场。为了记录振幅和相位的完整波场，创建一个干涉曝光对象的参考光束，随后将其记录在记录介质上，厚度为几个微米。但是，这种厚度常常会造成图像记录时间和通用性方面的障碍。例如，在美国专利5452282中引用的欧洲专利No.91306316.0中描述的点阵全息图方法中，通过改变干扰光束的对准角度，从255个离散角度曝光，产生各个全息光栅。该过程通常非常缓慢，曝光一平方英寸的面积通常需要5-6个小时。

全息学先驱Emmett N.Leith和Juris Upatnieks示范的另一种技术利用从所述对象以不同于光束的角度记录的参考光束来分离图像。但是，类似于其它全息技术，这依赖于两个波前的干涉图样，导致对准和环境控制方面的困难和不精确性。

就光学存储介质来说，美国专利No.6011767描述一种提供全息图的方法，其中通过利用不同激光的连续曝光来形成相位干涉，在和数字记录相同的平面上创建全息图。为了创建全息图或者点阵化全息图，这种方法需要产生相位干涉衍射光栅的两次光波曝光。这些相位干涉衍射光栅是均匀的。包含这些均匀光栅的器件通常被称为光学可变器件，或者说OVD。这样，在原子力显微镜(AFM)下，OVD图像具有均匀分布的光栅，不存在离散分量。另外，这些均匀的相位干涉衍射光栅的产生需要昂贵且复杂的多激光器硬件。这极其不同于只使用单光束创建数字可记录、可重放刻痕的机器。

发明内容

本发明包括在光学存储装置和其它光敏基体上形成可在不同的选择角度下看见的伪全息图像的系统和方法。本发明还包括具有叠加的伪全息图像的新型光学存储装置。通常，用创建叠加的伪全息图像的多个衍射图曝光光敏基体。这些衍射图在光敏基体上形成可被人或计算机读取的叠加图像。本发明适用于一种或多种市场上可买到的光敏基体。

本发明包括使用单个激光束波前和衍射单元形成多个衍射的系统和方法。在一个实施例中，多个衍射中的第一阶衍射是最主要的，在随波长、衍射单元的尺寸和光的波前通过衍射单元的指数而变的远离波前的0阶的不同角度产生衍射。即，每个衍射图像的位置由等式nλ＝d sin θ表示，其中n是阶数，λ是波长，d是衍射单元之间的距离，θ是第n阶的角度布置(placement)。由于这些多个衍射的缘故，当在不同的角度下借助透射光和/或反射光观看时，多个衍射图像的第一图像可被配置成显示设计成具有布置在一个或多个不同角度的主要的第一阶强度的图像。即，本发明可用于产生与多个图像的像素匹配的螺纹曝光图案。所述多个图像也可被配置成记录在记录光敏基体内的不同深度。

更具体地，在一个实施例中，本发明包括一种形成伪全息图像的系统和方法：曝光光敏物质，以形成多个衍射单元；形成可在某一角度下观看的伪全息衍射图像，所述衍射图像包含所述多个衍射单元。

附图说明

在说明书的结束部分中特别指出并明确要求保护本发明的主题。不过结合附图，并且参考详细的说明和权利要求，能够更好地获得本发明的更全面的理解，附图中，相同的附图标记表示相同的单元，其中：

图1图解说明按照本发明的一个实施例的衍射单元的光波传播；

图2图解说明按照本发明的一个实施例的第二组衍射单元的光波传播；

图3图解说明按照本发明的例证实施例，记录可在不同的所选角度下看见的多个伪全息图像的例证系统；

图4图解说明按照本发明的例证实施例，创建第一伪全息图像的方法的流程图；

图5图解说明按照本发明的例证实施例，创建第二伪全息图像的方法的流程图；

图6图解说明按照本发明的例证实施例，利用多个伪全息图像创建可再现的掩模，以帮助复制的方法；

图7图解说明按照本发明的例证实施例，具有可在不同的选择角度下观看的多个伪全息图像的表面；

图8图解说明按照本发明的例证实施例，具有叠加的伪全息图像的新型光学存储装置；

图9图解说明按照本发明的例证实施例，衍射单元的原子力显微镜(AFM)图像。