Fraunhofer IPM

Doppelte Datendichte in holografischen Speichern

05.05.2009 | Redakteur: Hendrik Härter

Polarisationshologramm im Polymerfilm. Das neuartige Verfahren nutzt sowohl Amplitude (Helligkeit) und Phase (Farbton). Quelle: Fraunhofer IPM
Polarisationshologramm im Polymerfilm. Das neuartige Verfahren nutzt sowohl Amplitude (Helligkeit) und Phase (Farbton). Quelle: Fraunhofer IPM

Freiburger Forscher vom Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM haben in Zusammenarbeit mit dem Rowland Institute der Harvard University erstmals ein Verfahren entwickelt, mit dem in einem Hologramm gleichzeitig Phase und Amplitude eingestellt werden können.

Ein Hologramm erzeugt eine beliebige Lichtwelle, indem es einer einfallenden Lichtwelle entweder eine definierte Phase aufprägt oder deren Helligkeit, die Amplitude, verändert. Bisher existierten nur Hologramme, die entweder die Phase oder die Amplitude beeinflussen. Die Prägehologramme auf Kreditkarten zum Beispiel wirken überall gleich hell, weil das an einer strukturierten Metallfolie reflektierte Licht mit unterschiedlicher Laufzeit beim Betrachter ankommt. Eine Änderung der Amplitude ist hiermit nicht möglich: Das Motiv kann nicht fotorealistisch dargestellt werden.

Polarisiertes Licht erzeugt Hologramme

Für das neuentwickelte Verfahren nutzen die Wissenschaftler ein spezielles Photopolymer, das in einer dünnen Schicht auf einen reflektierenden Träger gebracht wird. Mit polarisiertem Licht werden in das Polymer Hologramme geschrieben. Dabei ändert ein Laserstrahl die Orientierung von optisch aktiven Molekülgruppen innerhalb des Materials.

Dadurch können erstmals sowohl die Stärke der Orientierung als auch der Winkel der Ausrichtung verändert werden. Wird eine Polarisatorfolie über den Polymerfilm gelegt, lassen sich so Hologramme für Phase und Amplitude belichten.

Neuartige optische Elemente

Neben einer doppelten Datendichte bieten diese Polarisationshologramme die Möglichkeit, völlig neuartige optische Elemente zu entwickeln. Fraunhofer IPM verfolgt Anwendungen in der Sicherheitstechnik, im Produktschutz und in der Strahlformung von Lasern. Hier sind zum Beispiel optische Pinzetten denkbar: Eingefangene Teilchen werden nicht nur fixiert, sondern rotieren auch an mehreren Stellen durch die Übertragung eines Drehimpulses. Dies ist etwa in biologischen Anwendungen von großem Interesse.

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