Abstract
Low-aberration holographic scanners that eliminate the need for lenses and mirrors promise to greatly reduce the cost of laser printers and image scanners. In this study, a holographic optical element that can simultaneously scan and focus a laser beam is designed with analytic ray tracing method. An analytic and experimental work is conducted in which we investigated the hologram structure and hologon configuration for linear aberration-free scanning. For a prototype scanner, a He-Ne laser is used to manufacture and reconstruct the hologram, and the measured bow is about $\pm$133$\mu\textrm{m}$ and spot size(half-intensity beamwidth) in under 100$\mu\textrm{m}$ for a 300 mm scan length without using a correcting lens or mirror. The diffraction efficiency is about 55$\pm$5%, which is acceptably flat. The experimentally measured results agrees with the computed values. From this fact, we can conclude that the computed results using ray tracing method are practical and useful values, and have a potential for use in high resolution laser printers.
수차가 적은 홀로그래픽 스캐너는 기존의 렌즈나 거울과 같은 광학 소자의 사용 매수를 줄임으로써 제작 가격을 낮출 수 있다는 잠재적인 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 홀로그래픽 스캐너 설계에 광선 추적버블 적용하여 스캔 기능과 초점을 맺는 기능을 동시에 할 수 있는 홀로그래픽 광학 소자를 설계하였으며, 수차가 없는 직선의 스캔 라인을 얻기 위한 기록 및 재생 구조와 hologon 구조에 대해 조사하였다. Prototype으로 제작된 홀로그래픽 스캐너에서 bow는 전체 스캔 폭 300 mm에서 $\pm$133$\mu\textrm{m}$이었으며, spot의 크기는 100 $\mu\textrm{m}$ 이하로 얻을 수 있었다. 실험 결과 광선 추적을 이용한 설계 데이터의 유용성을 검증하였고 레이저 프린터나 디스플레이 분야 등으로의 응용 가능성을 제시하였다.
