JP2000162950A

JP2000162950A - ホログラム記録装置

Info

Publication number: JP2000162950A
Application number: JP33396498A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Suganuma; 洋菅沼
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-11-25
Filing date: 1998-11-25
Publication date: 2000-06-16

Abstract

(57)【要約】【課題】ホログラム記録に用いる光の伝播方向の制御
を多数の分解点数にて高精度で行うことが可能であり、
しかも、波長多重記録と角度多重記録とを組み合わせた
多重記録を簡易な構成にて実現する。【解決手段】波長可変光源と分散光学素子とを用い
る。そして、光源から出射される光の波長を制御すると
ともに、その伝播方向を波長に応じて分散光学素子によ
り変化させることで、光の波長と伝播方向を同時に制御
し、この光を用いてホログラムの波長及び角度多重記録
を行う。更に、分散光学素子に光を入射するにあたり、
当該光の径を拡大させておくことで、分散光学素子によ
り光の伝播方向を変化させるときの分解点数を多くする
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホログラムの多重
記録を行うホログラム記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ホログラム記録媒体にホログラムを三次
元的に記録する体積ホログラムでは、参照光と物体光の
一方又は両方の角度を変えて記録再生を行うことで、ホ
ログラムの多重記録が可能である。なお、このような多
重記録は、角度多重記録と称されている。

【０００３】ホログラムの角度多重記録を行うために
は、光の伝播方向を変化させる偏向手段（いわゆるビー
ムデフレクター）が必要である。従来、ビームデフレク
ターとしては、ガルバノミラーなどを用いた機械的手段
や、音響光学偏向器（ＡＯＤ）や電気光学偏向器（ＥＯ
Ｄ）などを用いた電気的手段があった。図８に音響光学
偏向器１０１を用いたビームデフレクターの例を示すと
ともに、図９にガルバノミラー１０２を用いたビームデ
フレクターの例を示す。

【０００４】ホログラムの角度多重記録に用いるビーム
デフレクターは、角度多重記録時の多重度を増やすため
に、光の伝播方向を変化させる際の分解点数が多い方が
好ましい。ビームデフレクターの分解点数Ｎは、偏向器
のアパーチャーの幅をＤ、アパーチャーの形状ファクタ
ーをａ、光の波長をλ、光の伝播方向を変化させたとき
の角度振幅をφとすると、下記式（１）で表される。な
お、アパーチャーの形状ファクターａは、アパーチャー
が円形の場合はａ＝１．２２、アパーチャーが長方形の
場合はａ＝１となる。

【０００５】Ｎ＝φＤ／ａλ ・・・（１）上記式（１）から分かるように、偏向器のアパーチャー
が大きいほど、また、光の伝播方向を変化させたときの
角度振幅が大きいほど（すなわちビームの偏向角度が大
きいほど）、ビームデフレクターの分解点数は多くな
る。しかし、偏向器のアパーチャーが大きくなると、光
学系が大型化し実用性が低くなる。なお、ラグランジェ
ヘルムホルツの関係より、各面での入射高と入射角の積
は一定なので、図１０に示すようにビームデフレクター
１０３の前後にビーム整形光学系１０４，１０５を配置
したとしても、ビームデフレクターの分解点数は不変で
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ホログラムの角度多重
記録では、参照光と物体光の一方又は両方の角度を変え
て記録再生を行うが、記録密度を最大にするには、この
角度制御を１０００分の数度程度の精度にて再現性をも
って行わなければならない。しかし、ガルバノミラーな
どを用いた機械的なビームデフレクターでは、再現性を
含めた精度の点で問題がある。

【０００７】一方、音響光学偏向器や電気光学偏向器な
どを用いた電気的なビームデフレクターでは、分解点数
が少なく、角度多重記録時の多重度を増やすことができ
ないという問題がある。例えば、音響光学偏向器を用い
たビームデフレクターでは、分解点数が１０００点程度
しか得られない。また、電気光学偏向器を用いたビーム
デフレクターに至っては、分解点数がせいぜい数十点程
度しか得られない。

【０００８】以上のように、従来は、光の伝播方向を変
化させる際の分解点数を増やすことと、光の伝播方向を
変化させる際の角度制御を精度良く再現性をもって行う
こととを両立させることができなかった。そこで、光の
伝播方向を制御するにあたり、その分解点数が増やし、
且つ、その角度制御を高精度にて再現性をもって行える
ようにすることが望まれている。

【０００９】ところで、ホログラムは、例えば「Scott
Campbell et al. Optics Letter, pp.2161,19,1994」に
記載されているように、波長を変えることで多重記録す
ることもできる。この場合は、ビームデフレクターが無
くても、ホログラムの多重記録を行うことができる。な
お、このような多重記録は、波長多重記録と称されてい
る。

【００１０】そして、角度多重記録と波長多重記録とを
組み合わせて多重記録を行えば、ホログラムの多重度を
更に上げることができる。しかし、従来、角度多重記録
と波長多重記録とを組み合わせて多重記録を行うには、
多数の半導体レーザーや光学素子を組み合わせる必要が
あり、ホログラム記録装置が複雑になってしまい、その
制御が非常に難しかった。

【００１１】本発明は、以上のような従来の実情に鑑み
て提案されたものであり、光の伝播方向の制御を多数の
分解点数にて高精度で行うことが可能であり、しかも、
波長多重記録と角度多重記録とを組み合わせた多重記録
を簡易な構成にて実現することが可能なホログラム記録
装置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係るホログラム
記録装置は、出射する光の波長を変化させることが可能
な光源と、光源から出射された光が入射する分散光学素
子とを備える。そして、光源から出射される光の波長を
制御するとともに、その伝播方向を波長に応じて分散光
学素子により変化させることで、光の波長と伝播方向を
同時に制御し、この光を用いてホログラムの波長及び角
度多重記録を行う。このホログラム記録装置では、光の
波長を制御することで光の伝播方向を制御するので、光
の波長の制御と光の伝播方向の制御とを同時に容易に行
うことができる。

【００１３】また、本発明に係るホログラム記録装置で
は、光源から出射された光の径を光拡大手段により拡大
させた上で、光源から出射された光を分散光学素子に入
射させる。分散光学素子に光を入射するにあたり、当該
光の径を拡大させておくことで、分散光学素子により光
の伝播方向を変化させるときの分解点数を多くすること
ができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１５】本発明を適用したホログラム記録装置の要
部となるビームデフレクターの一例について、その概要
を図１に示す。このビームデフレクター１では、まず、
波長可変レーザー２の外部に設置した波長選択フィルタ
ー３で、特定の波長のみを波長可変レーザー２にフィー
ドバックし、外部共振器レーザー４を構成する。このフ
ィードバックにより、レーザー光の発振波長が狭帯域化
することとなる。つぎに、外部共振器レーザー４からの
出射光を分散光学素子５に入射させる。このとき、波長
選択フィルター３によりレーザー光の発振波長を変えれ
ば、分散光学素子５を通過して出射する光の伝播方向が
変化することとなる。

【００１６】このビームデフレクター１で光の伝播方向
を変化させるときの分解点数Ｎは、レーザー光の発振波
長のチューニング幅と、分散光学素子５に入射するレー
ザー光のビーム径とで決定される。

【００１７】例えば、分散光学素子５として、図２に示
すような周期Λの回折格子５ａを用いたとする。そし
て、レーザー光の中心波長をλ、発振波長をλ−Δλか
らλ＋Δλとし、回折格子５ａのアパーチャー（すなわ
ち回折格子５ａに入射するレーザー光のビーム径）を
Ｄ、アパーチャーの形状ファクターをａ（円形で１．２
２、長方形で１）とする。このとき、回折格子５ａの回
折角θは、θ＝λ／Λで与えられる。したがって、波長
変動Δλに対する回折角の変化Δθは、Δθ＝Δλ／Λ
で表される。

【００１８】そして、図２に示すように、回折格子５ａ
によって回折された光（すなわちビームデフレクターか
ら出射される光）を焦点距離ｆのレンズ６で集光すると
き、その分解点数Ｎは、Δλがλに比べて十分小さけれ
ば、焦点面上での光スポットの最大移動距離と中心波長
でのスポット径との比で表される。したがって、図２に
示すような周期Λの回折格子５ａを用いた場合、ビーム
デフレクター１の分解点数Ｎは、下記式（２）で表され
る。

【００１９】Ｎ≒２・ｆ・Δθ／（ａ・λ／ＮＡ）＝２・ｆ・Δθ／｛ａ・λ・ｆ／（Ｄ／２）｝＝Ｄ・Δθ／（ａ・λ）＝Ｄ・Δλ／（ａ・λ・Λ）・・・（２）したがって、回折格子５ａに入射するレーザー光のビー
ム径Ｄを大きくすれば、分解点数Ｎを容易に増やすこと
ができる。そして、図１に示したような構成では、ビー
ム径Ｄを大きくすることは容易に可能である。例えば、
ａ＝１，λ＝０．６５μｍ、Δλ＝０．０２μｍ、Λ＝
０．４μｍ、Ｄ＝１３０ｍｍとすれば、分解点数Ｎ＝１
００００となる。これは、一般的な音響光学偏向器を用
いたビームデフレクターの分解点数に比べて、一桁も大
きな値である。

【００２０】音響光学偏向器では、二酸化テルル（Ｔｅ
Ｏ₂）やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ₃）などの光学結
晶を超音波の伝播媒体として用いるが、ビーム径Ｄを大
きくするためには、それに対応するために大型で高品質
の光学結晶が必要となる。しかし、大型で高品質の光学
結晶を用いようとすると、コストが著しく増大する。更
に、大型の光学結晶を用いる場合には、超音波の伝播距
離が長くなるため、音波の吸収などの材料的な困難も生
じる。このため、音響光学偏向器では、ビーム径Ｄを大
きくして、分解点数Ｎを増やすことは困難である。

【００２１】それに比べて、回折格子は大型のものが容
易に作製可能であり、したがって、ビーム径Ｄを大きく
して、分解点数Ｎを増やすことが容易に可能である。し
かも、回折格子はレプリカを作製することが可能なの
で、大量生産すればコストを大幅に下げることができ
る。

【００２２】なお、ガルバノミラーなどを用いた機械的
手段でも大型化は可能であるが、この場合は精度が機械
的に制限されることや、再現性が低いことなどが問題と
なる。また、一般に機械的なスキャニングでは変調帯域
を高くすることが困難である。更に、機械的なステージ
は震動要因ともなるので、ホログラム記録のように震動
の影響を受けやすいアプリケーションにとっては大きな
問題になる。これに対して、図１に示したような構成
は、高い分解点数と非機械的な動作との両立が可能であ
るという点で優位性がある。

【００２３】つぎに、本発明を適用したホログラム記録
装置の要部となるビームデフレクターについて、その具
体的な構成例を図３に示す。

【００２４】このビームデフレクター１１では、まず、
出射する光の波長を変化させることが可能なレーザー光
源からのレーザー光Ｌ１を、ビームスプリッター１２を
介して、超音波発生機構１３が取り付けられた音響光学
素子１４に入射させる。このとき、超音波発生機構１３
からの超音波を音響光学素子１４に印加すると、当該超
音波による光弾性効果により音響光学素子１４に屈折率
変化が生じ、音響光学素子１４の内部に回折格子が形成
される。そして、音響光学素子１４に形成された回折格
子により、音響光学素子１４に入射した入射光のうち、
ブラッグ条件を満たす特定の狭い波長範囲の光がブラッ
グ反射される。

【００２５】音響光学素子１４からの反射光Ｌ２の一部
は、ビームスプリッター１２を透過して、レーザー光源
に帰還する。この帰還光によりレーザー光源はインジェ
クションロックされて、この帰還光の波長域にレーザー
光の発振波長は狭帯域化される。このとき、超音波発生
機構１３から音響光学素子１４に印加する超音波の周波
数を変えれば、音響光学素子１４によって反射される光
の波長が変化するので、レーザー光の発振波長が変化す
る。そこで、このビームデフレクター１１では、超音波
発生機構１３から音響光学素子１４に印加する超音波の
周波数を変えることで、レーザー光の発振波長を制御す
る。

【００２６】また、音響光学素子１４からの反射光Ｌ２
のうち、ビームスプリッター１２で反射された光は、ビ
ームエキスパンダー１５でビーム径が拡大された上で、
回折格子１６に入射し、当該回折格子１６で反射され
る。このとき、回折格子１６に入射するレーザー光の波
長が変化すれば、回折格子１６による回折光の方向が変
化する。

【００２７】したがって、上述のようにレーザー光の発
振波長を制御することで、回折格子１６によって回折さ
れ出射される出射光の波長とその伝播方向とを同時に制
御することができる。すなわち、このビームデフレクタ
ー１１は、レーザー光の発振波長を制御する機能と、レ
ーザー光の伝播方向を制御するビーム偏向器の機能とを
兼ね備えている。

【００２８】このビームデフレクター１１を用いたホロ
グラム記録装置の構成例を図４に示す。なお、図４では
必要量低限の光学系構成要素だけを示すが、必要に応じ
てレンズや波長板などの光学部品を光路中に配置しても
良いことは言うまでもない。

【００２９】図４に示すホログラム記録装置２１では、
まず、上記ビームデフレクター１１により波長及び伝播
方向が制御されたレーザー光を、ビームスプリッター２
２により２光束に分割する。一方の光は物体光となる光
であり、ミラー２３で反射されて空間変調器２４に入射
する。そして、ホログラム記録する映像に対応するよう
に、空間変調器２４により空間的に変調された上で、ホ
ログラム記録媒体２５に入射する。他方の光は参照光と
なる光であり、ミラー２６で反射されてホログラム記録
媒体２５に入射する。このようにホログラム記録媒体２
５に入射した物体光及び参照光は、ホログラム記録媒体
２５の内部で干渉し、これにより生じる干渉縞が、ホロ
グラム記録媒体２５にホログラムとして記録される。

【００３０】そして、このホログラム記録装置２１で
は、ビームデフレクター１１により、レーザー光の発振
波長と伝播方向を変化させながら、ホログラムを多重記
録していく。これにより、角度多重記録と波長多重記録
とを組み合わせた多重記録が達成され、ホログラムの多
重度を非常に高めることができる。

【００３１】なお、以上のように記録されたホログラム
を再生するときは、波長及び伝播方向が記録時と同じ参
照光のみをホログラム記録媒体２５に入射させる。そし
て、再生されたホログラムを、例えば、ＣＣＤ（charge
-coupled device）等のフォトディテクターアレイで検
出する。

【００３２】ところで、図３に示したビームデフレクタ
ー１１では、反射型の音響光学素子１４と回折格子１６
を組み合わせて、レーザー光の発振波長と伝播方向を制
御したが、その他の構成でも同様の機能を実現すること
ができる。

【００３３】例えば、図５に示すように、回折格子を２
枚用いることで、レーザー光の発振波長と伝播方向を制
御することもできる。

【００３４】図５に示すビームデフレクター３１Ａで
は、出射する光の波長を変化させることが可能な光源と
して半導体レーザー３２を用いている。そして、半導体
レーザー３２から出射されたレーザー光は、先ず、コリ
メーターレンズ３３により平行光とされた上で、ビーム
スプリッター３４に入射する。そして、ビームスプリッ
ター３４を透過した光は、第１の回折格子３５に入射
し、一方、ビームスプリッター３４によって反射された
光は、第２の回折格子３６に入射する。

【００３５】そして、第１の回折格子３５に入射した入
射光のうち、特定の狭い波長範囲の光がブラッグ反射さ
れ、この反射光がビームスプリッター３４を介して半導
体レーザー３２に帰還する。すなわち、第１の回折格子
３５は、ブラッグ条件を満たす波長のみを半導体レーザ
ー３２に向けて反射する。そして、このように半導体レ
ーザー３２に帰還した光により、半導体レーザー３２は
インジェクションロックされて、この帰還光の波長域に
レーザー光の発振波長は狭帯域化される。

【００３６】このとき、第１の回折格子３５の角度を変
えれば、ブラッグ条件を満たす波長が変化するので、第
１の回折格子３５によって反射されて半導体レーザー３
２に帰還する光の波長が変化し、その結果、レーザー光
の発振波長が変化する。そこで、このビームデフレクタ
ー３１Ａでは、第１の回折格子３５の角度を変えること
で、レーザー光の発振波長を制御する。

【００３７】また、半導体レーザー３２からのレーザー
光のうち、ビームスプリッター３４で反射された光は、
第２の回折格子３６に入射し、当該第２の回折格子３６
によりブラッグ反射される。このとき、第２の回折格子
３６に入射するレーザー光の波長が変化すれば、当該第
２の回折格子３６による回折光の方向が変化する。

【００３８】したがって、上述のように第１の回折格子
３５を用いてレーザー光の発振波長を制御することで、
第２の回折格子３６によって回折され出射される出射光
の波長とその伝播方向とを同時に制御することができ
る。すなわち、このビームデフレクター３１Ａでは、第
１の回折格子３５の角度を変化させるだけで、上述のビ
ームデフレクター１１と同様に、レーザー光の発振波長
と、レーザー光の伝播方向とを同時に制御することがで
きる。

【００３９】なお、このビームデフレクター３１Ａで
は、第１の回折格子３５の角度を機械的に制御する必要
がある。しかし、第１の回折格子３５に要求される角度
振幅は、ガルバノミラーなどを用いてビームデフレクタ
ーを構成する場合に比べて遥かに微小で済む。したがっ
て、第１の回折格子３５の角度の制御には、ピエゾ素子
等のように高精度且つ低震動にて動作する素子を用いる
ことが可能であり、この場合は、機械的な機構は殆ど問
題とならない。

【００４０】また、図６に示すように、図５に示したビ
ームデフレクター３１Ａにおける第１の回折格子３５を
位相共役鏡３７で置き換えても、レーザー光の発振波長
と伝播方向を同時に制御することができる。

【００４１】図６に示すビームデフレクター３１Ｂで
は、ピエゾ素子等を用いた回転機構を用いて位相共役鏡
３７の角度を変化させ、位相共役鏡３７へのレーザー光
の入射角を変えることで、レーザー光の発振波長を制御
する。このビームデフレクター３１Ｂでも、位相共役鏡
３７の角度を変化させるだけで、上述のビームデフレク
ター１１，３１Ａと同様に、レーザー光の発振波長と、
レーザー光の伝播方向とを同時に制御することができ
る。

【００４２】なお、位相共役鏡３７は入射波面と全く同
じ波面の光を反射するので、位相共役鏡３７を用いた場
合は、正確にインジェクションロックをかけることがで
きるという利点がある。特に自己誘起型の配置をとれ
ば、簡単な構成で位相共役光を高効率で発生させること
ができる（M.Lobel et al. pp.2000,Vol.15,Journal of
Optical Society of America B, 1998）。

【００４３】また、図７に示すように、透過型の音響光
学素子と回折格子を組み合わせて、レーザー光の発振波
長と伝播方向を制御することもできる。

【００４４】図７に示すビームデフレクター４１では、
出射する光の波長を変化させることが可能な光源として
半導体レーザー４２を用いている。そして、半導体レー
ザー４２から出射されたレーザー光は、先ず、コリメー
ターレンズ４３により平行光とされた上で、ビームスプ
リッター４４に入射する。そして、ビームスプリッター
４４を透過した光は、超音波発生機構が取り付けられた
透過型の音響光学素子４５に入射し、一方、ビームスプ
リッター４４によって反射された光は、回折格子４６に
入射する。

【００４５】このとき、超音波発生機構からの超音波を
音響光学素子４５に印加すると、当該超音波による光弾
性効果により音響光学素子４５に屈折率変化が生じ、音
響光学素子４５の内部に回折格子が形成される。そし
て、音響光学素子４５に形成された回折格子により、音
響光学素子４５に入射した光のうち、ブラッグ条件を満
たす特定の狭い波長範囲の光のみが回折する。

【００４６】ここで、音響光学素子４５の後段にレンズ
４７及びピンホール４８を配しておく。そして、音響光
学素子４５により回折された一部の波長成分のみがレン
ズ４７によって集光されピンホール４８を通過するよう
にし、他の波長成分はレンズ４７によって集光された焦
点面上で遮光されるようにしておく。

【００４７】ピンホール４８を通過した光は、ピンホー
ル４８を焦点面とする位置に設置された凹面鏡４９で反
射されて元の光路を戻り、半導体レーザー４２に帰還す
る。そして、このように半導体レーザー４２に帰還した
光により、半導体レーザー４２はインジェクションロッ
クされて、この帰還光の波長域にレーザー光の発振波長
は狭帯域化される。

【００４８】ここで、音響光学素子４５に印加する超音
波の周波数を変えれば、ピンホール４８を透過する光の
波長が変化するため、半導体レーザー４２に戻ってくる
帰還光の波長が変化し、その結果、レーザー光の発振波
長を制御することができる。そこで、このビームデフレ
クター４１では、超音波発生機構から音響光学素子４５
に印加する超音波の周波数を変えることで、レーザー光
の発振波長を制御する。

【００４９】また、半導体レーザー４２からのレーザー
光のうち、ビームスプリッター４４で反射された光は、
回折格子４６に入射し、当該回折格子４６によりブラッ
グ反射される。このとき、回折格子４６に入射するレー
ザー光の波長が変化すれば、当該回折格子４６による回
折光の方向が変化する。

【００５０】したがって、上述のように音響光学素子４
５を用いてレーザー光の発振波長を制御することで、回
折格子４６によって回折され出射される出射光の波長と
その伝播方向とを同時に制御することができる。すなわ
ち、このビームデフレクター４１では、透過型の音響光
学素子４５に印加する超音波の周波数を変えるだけで、
上述のビームデフレクター１１，３１Ａ，３１Ｂと同様
に、レーザー光の発振波長と、レーザー光の伝播方向と
を同時に制御することができる。

【００５１】ところで、以上の例で挙げたビームデフレ
クター１１，３１Ａ，３１Ｂ，４１では、外部共振器を
用いてインジェクションロックをかけるとともに、外部
共振器の内部にビームスプリッターを配して、当該ビー
ムスプリッターにより光を取り出すような構成としてい
た。しかし、本発明において、インジェクションロック
の手法や外部共振器からの光の取り出し方は、特に限定
されるものではなく、任意の手法が適用可能である。し
たがって、例えば、外部共振器の一端をハーフミラーに
して外部共振器自体から光を取り出すようにしてもよい
し、或いは、レーザー光源の他端からの出射光を取り出
すようにしてもよい。

【００５２】また、以上の例で挙げたビームデフレクタ
ー１１，３１Ａ，３１Ｂ，４１では、外部共振器を用い
てインジェクションロックをかけることにより、光の波
長を制御するようにしていた。このとき用いるレーザー
光源としては、ゲイン幅が広い半導体レーザーが好適で
ある。半導体レーザーを用いた場合には、装置を小型化
し、且つ光電変換効率を高めることが可能であり、実用
上非常に好ましい。

【００５３】しかし、使用可能なレーザー光源は半導体
レーザーに限定されるものではなく、様々なものが使用
可能である。例えば、その他の波長可変レーザーとし
て、例えば、Ｔｉ：Ｓａｐｈｉｒｅ、Ｃｒ：ＬｉＳＡ
Ｆ、Ｃｅ：ＬｉＳＡＦ又はアレキサンドライト等を用い
た波長可変固体レーザーや、エルビウム又はユーロビウ
ム等をドープしたファイバーレーザーや、各種の色素レ
ーザーなどもあり、これらも本発明における光源として
使用可能である。

【００５４】また、以上の例で挙げたビームデフレクタ
ー１１，３１Ａ，３１Ｂ，４１では、外部共振器を用い
てインジェクションロックをかけることにより、光の波
長を制御するようにしていたが、本発明において用いる
光源は、インジェクションロックの有無に関わらず、出
射する光の波長を変化させることが可能であればよい。
したがって、例えば、光パラメトリック発振やＤＦＢ，
ＤＢＲなどの狭帯域化波長可変半導体レーザーなどのよ
うに、レーザー光の波長を外部共振器を用いることなく
直接制御することができる光源を使用するようにしても
よい。また、必要であれば、以上の説明で挙げた手段を
複数組み合わせて用いるようにしてもよい。

【００５５】なお、波長を外部共振器を用いることなく
直接制御できる場合は、光源から出射された光を分散光
学素子に直接入射させればよい。この場合は、光源から
出射される光の波長を直接制御することにより、分散光
学素子に入射する光の波長が変化し、その結果、光線の
方向を制御できる。

【００５６】また、以上の例で挙げたビームデフレクタ
ー１１，３１Ａ，３１Ｂ，４１では、分散光学素子とし
て回折格子を用いていたが、本発明において用いる分散
光学素子は、光の伝播方向を波長に応じて変化させるこ
とが可能であれば良く、例えば、プリズム、ホログラム
素子又はフォトニクス結晶等も使用可能である。ただ
し、回折格子は波長に対する分解能を高めやすいので、
実用上は回折格子が最も好ましい。

【００５７】また、図４に示したホログラム記録装置２
１では、波長多重記録と角度多重記録を組み合わせてホ
ログラムの多重記録を行うようにしていたが、ホログラ
ムを多重記録する方法としては、その他にも、例えば、
シフト多重記録、位相コード多重記録、ペリストロフィ
ック多重記録、フラクタル多重記録など、様々な方法が
ある。本発明は、これらの多重記録と組み合わせること
も可能である。

【００５８】ところで、フォトリフラクティブ結晶など
からなるホログラム記録媒体に記録されたホログラム
が、再生時の露光により破壊されることを避けるため
に、２波長を用いてホログラムを記録する手法が考案さ
れており、その効果が実証されている（USP5665493 Bai
et al, Y.S.Bai and R.Kachru, Phys.Rev.Lett, 78,29
44,1997, D.Lande et al,22, 1722,1997, 特開平１０−
４５４９７号、特開平１０−４５４９８号）。これらに
おいては、Ｐｒ：ＬｉＮｂＯ₃やＰｒ：ＬｉＴａＯ₃など
の結晶をホログラム記録媒体として用いる。そして、ホ
ログラムを記録する際は、４５０ｎｍ前後の青色光で下
準位の電子を中間準位へ励起させ、その後、８５０ｎｍ
程度の赤外光でホログラムを記録するという二段階のプ
ロセスを用いる。そして、８５０ｎｍ近辺の波長域で
は、高出力且つ広いゲイン幅を持つ波長可変半導体レー
ザーが開発されている。したがって、本発明は、このよ
うな手法と組み合わせることも容易に可能である。

【００５９】なお、本発明に係るホログラム記録装置
は、映像をホログラムとして記録する装置であるが、本
発明に係るホログラム記録装置は、任意の情報を映像に
変換して、その映像をホログラムとして記録するように
することで、記録する情報の種類を問わない汎用の情報
記録装置として使用することが可能であることは言うま
でもない。

【００６０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るホログラム記録装置では、簡易な構成で、波長多重記
録と角度多重記録を同時に行える。したがって、本発明
に係るホログラム記録装置では、簡易な構成で、ホログ
ラムの多重度を高めることができる。しかも、本発明に
係るホログラム記録装置では、光源から出射される光の
波長を制御するだけで、その伝播方向を同時に制御でき
るので、波長多重記録と角度多重記録を同時に行うよう
にしても、制御が非常に簡単である。

【００６１】また、本発明に係るホログラム記録装置で
は、分散光学素子により光の伝播方向を変化させるよう
にしているので、ガルバノミラーなどを用いた機械的な
ビームデフレクターを用いる場合に比べて、安定性や精
度が向上する。さらに、音響光学素子を用いたビームデ
フレクターを用いる場合に比べて、アパーチャーのアス
ペクト比を高くする必要がないので、光学系も比較的単
純で良く、小型化が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したホログラム記録装置で使用さ
れるビームデフレクターの一例について、その概要を示
す図である。

【図２】分散光学素子として回折格子を用いた場合の分
解点数Ｎを説明するための図である。

【図３】本発明を適用したホログラム記録装置で使用さ
れるビームデフレクターの一構成例を示す図である。

【図４】本発明を適用したホログラム記録装置の一構成
例を示す図である。

【図５】本発明を適用したホログラム記録装置で使用さ
れるビームデフレクターの他の構成例を示す図である。

【図６】本発明を適用したホログラム記録装置で使用さ
れるビームデフレクターの他の構成例を示す図である。

【図７】本発明を適用したホログラム記録装置で使用さ
れるビームデフレクターの他の構成例を示す図である。

【図８】従来のホログラム記録装置で使用されるビーム
デフレクターの一構成例を示す図である。

【図９】従来のホログラム記録装置で使用されるビーム
デフレクターの他の構成例を示す図である。

【図１０】ビームデフレクターの前後にビーム整形光学
系を配置した光学系を示す図である。

【符号の説明】

１ビームデフレクター、２波長可変レーザー、
３波長選択フィルター、４外部共振器レーザー、
５分散光学素子、１１ビームデフレクター、
１２ビームスプリッター、１３超音波発生機構、
１４音響光学素子、１５ビームエキスパンダ
ー、１６回折格子、２２ビームスプリッター、
２３ミラー、２４空間変調器、２５ホログ
ラム記録媒体、２６ミラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】出射する光の波長を変化させることが可
能な光源と、上記光源から出射された光が入射する分散光学素子とを
備え、上記光源から出射される光の波長を制御するとともに、
その伝播方向を波長に応じて上記分散光学素子により変
化させることで、光の波長と伝播方向を同時に制御し、
この光を用いてホログラムの波長及び角度多重記録を行
うことを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項２】上記光源は、波長選択手段を備えた外部
共振器により、出射する光の波長を変化させることを特
徴とする請求項１記載のホログラム記録装置。
【請求項３】上記光源は、出射する光の波長を変化さ
せることが可能な半導体レーザー、固体レーザー、ファ
イバーレーザー又は色素レーザーであることを特徴とす
る請求項１記載のホログラム記録装置。
【請求項４】上記分散光学素子は、回折格子、プリズ
ム、ホログラム素子又はフォトニクス結晶であることを
特徴とする請求項１記載のホログラム記録装置。