ホログラフィック・3-Dプリンタ用光学ヘッドの研究

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ホログラフィック・3-Dプリンタは、立体像のハードコピーを出力する3次元画像システムの端末装置として研究が行われており、この3-Dプリンタのために開発されたマルチドット記録法により、水平・垂直方向に視差を持つ立体像を自動的に記録し、歪のない立体像表示が可能である。本研究の目的は、デスクトップ型の3-Dプリンタを実現するために、小型で振動の影響を受けにくい光学系としてコンパクトな光学ヘッドを開発することである。マルチドット法においては、一度に露光する要素ホログラムの面積が非常に小さいため、従来のホログラム記録系よりも光学系が周囲の振動などに対して安定であるが、リップマン型のホログラムを記録するために物体光と参照光をホログラム面に対して反対方向から入射する必要があることにより、光学系の安定性が低下していた。本研究では物体光と参照光の光路をできるだけ共通にすることで安定性の向上を図る方法の検討を行った。光学系の安定性を改善するために物体光と参照光の光学系を一体化した光学ヘッドを用いるには、物体光または参照光がホログラム感材を通過する光学系にしなければならず、不要光のカブリによりホログラムの回折効率が低下する。しかし、ホログラム記録媒体として高分子感光材料を用いれば、材料の特性から不要光の入射による影響を低減できると考えられる。そこで、半導体レーザを用いて小型の光学ヘッドのプロトタイプを作製し、上記の予測を確認するための実験を行った。その結果、銀塩感光材料を用いた場合には不要光の影響で回折効率は低下したが、高分子感光材料の場合には不要光が入射してもほとんど回折効率の低下はみられなかった。さらに物体光と参照光の光学系を一体化したことにより周囲の環境に対する安定性が改善されたことを実験により示した。しかし高分子感光材料の感度が不十分であり今後高分子材料の感度が改善されれば、上記手法は3-Dプリンタの振動に対する安定性の向上に有効な方法ということができる。