JP2004004434A - Hologram recording and reproducing method and apparatus - Google Patents

Hologram recording and reproducing method and apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hologram recording and reproducing method and apparatus which is suitable for high-density recording without requiring precise control of the incidence angle, etc. of reference light. <P>SOLUTION: By irradiating the recording layer 4 of only one area 132 among the plurally divided areas 131 of a medium with both of object light 6 and the reference light 71 selectively from the upper side or lower side of the medium, information is recorded as a hologram. Thereby, a plurality of pieces of information different from each other can be recorded in the recording layers 4 of the plurality of areas 131 of the medium 130, so that a recording capacity per medium 130 is increased. In this case, the object light 6 is temporarily focused or narrowed and thereafter, it is expanded outside of the medium to form an image on an optical detector which detects reproduced information. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度記録に適したホログラム記録再生方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホログラム記録は、１つの媒体に対して多くの情報を多重に記録することが可能であるため、情報を高密度に記録できる次世代の有力な記録方式として注目されている。
ホログラム記録において多重記録を行う具体的な方法として、いわゆる体積ホログラムによる角度多重（参考文献：Ｊ．Ｆ．Ｈｅａｎｕｅ　ｅｔ　ａｌ．，　”Ｖｏｌｕｍｅ　ＨｏｌｏｇｒａｐｈｉｃＳｔｏｒａｇｅ　ａｎｄ　Ｒｅｔｒｉｅｖａｌ　ｏｆ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｄａｔａ”，Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．２６５，ｐｐ．７４９−７５２，１９９４）等が提案されている。
【０００３】
図３８に、従来の体積ホログラムの記録再生方法の一例を示す。同図において、４００は光学的記録材料からなるホログラム媒体、６は物体光、７１は参照光、７は再生光である。参照光７１および物体光６は同一の波長を持ち、それはホログラム媒体４００が感光する波長である。
図３８において、記録を行う場合には、媒体４００に記録すべき情報を付与した物体光６と、ある特徴的な波面を有する参照光７１とを同時に照射する。これにより、媒体４００に物体光６と参照光７１によって形成された干渉縞が記録される。即ち、物体光６に付与されていた情報がホログラムとして記録されることになる。
【０００４】
再生を行う場合には、記録後の媒体４００に記録時に用いたものと等しい波面を有する参照光７１を照射する。これにより、参照光７１が媒体４００に記録された干渉縞によって回折され、この回折光が再生光７として得られる。このとき、再生光７の波面は記録時の物体光６の波面を再現したものとなるため、物体光６に付与されていた情報も再生光７から再生することができる。
ここで例えば、参照光７１として平面波を用い、これの媒体４００に入射する角度を変化させながら複数回の記録を行うと、物体光６と参照光７１とが形成する干渉縞は参照光７１の入射角度により各々互いに異なる独立したものとして、媒体４００に記録される。即ち、角度多重記録が実現することになる。
【０００５】
再生時には、記録時と等しい入射角度で参照光７１を媒体４００に入射させることにより、その入射角度に対応する１つの再生光７のみが得られる。これにより、多重記録したうちの所望の情報のみを分離して再生することができる。
ホログラム記録は、角度分解能が非常に高く、わずかな入射角度の違いでも独立した情報として記録されるため、高多重化が可能となり高密度記録が実現する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図３８の方法で角度多重記録する場合には、記録及び再生時の参照光７１の媒体４００に対する入射角度を高精度に制御する必要があるため、このように記録及び再生時ともに参照光７１を媒体４００の外部から入射させる方法では、ミラーなど光学系の駆動部の精度を十分高くしなければならず、その結果、機構が大型かつ高価になってしまうという問題があった。
【０００７】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、参照光の入射角度等の高精度な制御を行う必要がなく、かつ高密度記録に適したホログラム記録再生方法及び装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
従って本発明は、屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも１つの記録層とを有するホログラム媒体にホログラムを記録する方法であって、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から物体光を入射し、
いずれかのコア層の端面から該コア層に参照光を入射し、
前記物体光と、該参照光が入射されたコア層に対応する回折格子層により回折されて前記記録層に照射される回折光とにより、前記記録層に情報をホログラム記録する方法であって、
前記記録層中の少なくとも１つの小領域に前記物体光を集光して入射し、
前記参照光を、前記小領域が照射されるように入射するホログラム記録方法を提供する。
【０００９】
本発明はまた、同様のホログラム媒体にホログラムを記録する方法であって、前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から物体光を入射し、
前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光を入射し、前記物体光と前記参照光とにより、前記記録層に情報をホログラム記録する方法であって、
前記記録層中の少なくとも１つの小領域に前記物体光を集光して入射し、
前記参照光を、前記小領域が照射されるように入射するホログラム記録方法を提供する。
【００１０】
前記ホログラム媒体の記録において励起光が必要な場合、該ホログラム媒体のの上方あるいは下方のいずれか一方から、前記記録層に、前記小領域が照射されるように励起光を入射するようにすることができる
または、いずれかのコア層の端面から該コア層に励起光を入射し、該励起光が入射されたコア層に対応する回折格子層により回折され、前記記録層の前記小領域が照射されるように照射される回折光により、前記記録層に励起光を入射するようにしても良い。
また、前記物体光の照射エリアと照射エリアが部分的に重なるように、照射位置をシフトさせた別の物体光を照射しても良い。
【００１１】
本発明はまた、屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも１つの記録層とを有するホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する方法であって、
前記記録層中の少なくとも１つの小領域に情報が記録されており、
いずれかのコア層の端面から該コア層に参照光を入射し、該コア層に対応する回折格子層により回折されて前記記録層に照射される回折光により前記ホログラムを再生し、
前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように該再生光を部分的に遮光するホログラム再生方法を提供する。
【００１２】
本発明はまた、同様のホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する方法であって、
前記記録層中の少なくとも１つの小領域に情報が記録されており、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光を入射して前記ホログラムを再生し、
前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように該再生光を部分的に遮光するホログラム再生方法を提供する。
【００１３】
本発明はまた、同様のホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する方法であって、
前記記録層中の少なくとも１つの小領域に情報が記録されており、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光を入射して前記ホログラムを再生し、前記参照光は、前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように、選択的に照射するようにするホログラム再生方法を提供する。
【００１４】
本発明はまた、同様のホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する方法であって、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも１つの小領域に複数の情報が多重記録されており、
いずれかのコア層の端面から該コア層に参照光を入射し、該コア層に対応する回折格子層により回折されて前記記録層に照射される回折光により前記ホログラムを再生し、
前記複数の情報のうちのいずれかが選択的に再生されるように他の情報に対応する再生光を遮断するホログラム再生方法を提供する。
【００１５】
本発明はまた、同様のホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する方法であって、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも１つの小領域に複数の情報が多重記録されており、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光を入射して前記ホログラムを再生し、
前記複数の情報のうちのいずれかが選択的に再生されるように他の情報に対応する再生光を遮断するホログラム再生方法を提供する。
【００１６】
本発明はまた、同様のホログラム媒体にホログラムを記録する装置であって、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光を第１の光と第２の光とに分岐する光分岐部と、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記第１の光を空間光変調した物体光を、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から入射する物体光入射部と、
いずれかのコア層の端面から該コア層に前記第２の光を参照光として入射する参照光入射部とを有し、
前記物体光と、該参照光が入射されたコア層に対応する回折格子層により回折されて前記記録層に照射される回折光とにより、前記記録層に情報をホログラム記録するものであり、
前記物体光入射部は、ホログラム媒体の記録層中の少なくとも１つの小領域に前記物体光を集光して入射する集光入射部を有し、
前記参照光入射部は、前記参照光を、前記小領域が照射されるように入射するホログラム記録装置を提供する。
【００１７】
本発明はまた、同様のホログラム媒体にホログラムを記録する装置であって、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光を第１の光と第２の光とに分岐する光分岐部と、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記第１の光を空間光変調した物体光を、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から入射する物体光入射部と、
前記第２の光を、前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光として入射する参照光入射部とを有し、
前記物体光と前記参照光とにより、前記記録層に情報をホログラム記録するものであり、
前記物体光入射部は、ホログラム媒体の記録層中の少なくとも１つの小領域に前記物体光を集光して入射する集光入射部を有し、
前記参照光入射部は、前記参照光を、前記小領域が照射されるように入射するホログラム記録装置を提供する。
【００１８】
前記ホログラム媒体の記録において励起光が必要な場合、前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から、前記記録層に、前記小領域が照射されるように励起光を入射する励起光入射部を更に有するようにしても良い。
あるいは、いずれかのコア層の端面から該コア層に励起光を入射し、該励起光が入射されたコア層に対応する回折格子層により回折され、前記記録層の前記小領域が照射されるように照射される回折光により、前記記録層に励起光を入射する励起光入射部を更に有するようにしても良い。
典型例として、前記集光入射部は、レンズを用いた結像光学系を具備する。
前記集光入射部は、空間光位相変調器を具備しても良く、該空間光位相変調器は、透明誘電体板もしくは液晶パネルを含むようにしても良い。
【００１９】
本発明はまた、同様のホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する装置であって、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光の少なくとも一部を、いずれかのコア層の端面から該コア層に参照光として入射する参照光入射部とを有し、
前記参照光が入射されたコア層に対応する回折格子層により回折されて前記記録層に照射される回折光により、前記ホログラム記録された情報を再生光として検出するものであり、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも１つの小領域に情報が記録されており、
前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように部分的に遮光する空間光選択器を有するホログラム再生装置を提供する。
【００２０】
本発明はまた、同様のホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する装置であって、
光を出射する光源と、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光源から出射された光の少なくとも一部を、前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光として入射する参照光入射部とを有し、
前記参照光により、前記ホログラム記録された情報を再生光として検出するものであり、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも１つの小領域に情報が記録されており、
前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように部分的に遮光する空間光選択器を有するホログラム再生装置を提供する。
【００２１】
本発明はまた、同様のホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する装置であって、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光の少なくとも一部を第１の光、第２の光に分岐する光分岐部と、
前記第１の光を、いずれかのコア層の端面から該コア層に参照光として入射する第１の参照光入射部とを有し、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記第２の光を、前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光として入射する第２の参照光入射部と、
前記第１および第２の光のうちいずれかを遮断することにより、前記第１および第２の参照光入射部のいずれかを有効とする遮光部とを有し、
前記第１の参照光入射部が有効とされた場合、該第１の参照光入射部から入射された参照光が入射されたコア層に対応する回折格子層により回折されて前記記録層に照射される回折光により前記ホログラム記録された情報を再生光として検出し、前記第２の参照光入射部が有効とされた場合、該第２の参照光入射部から入射された参照光により当該情報を再生光として検出するものであり、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも１つの小領域に情報が記録されており、
前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように部分的に遮光する空間光選択器を有するホログラム再生装置を提供する。
【００２２】
本発明はまた、同様のホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する装置であって、
光を出射する光源と、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光源から出射された光の少なくとも一部を、前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光として入射する参照光入射部とを有し、
前記参照光により、前記ホログラム記録された情報を再生光として検出するものであり、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも１つの小領域に情報が記録されており、
前記参照光入射部は、前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように、前記参照光を選択的に照射するホログラム再生装置を提供する。
【００２３】
本発明はまた、同様のホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する装置であって、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光の少なくとも一部を第１の光、第２の光に分岐する光分岐部と、
前記第１の光を、いずれかのコア層の端面から該コア層に参照光として入射する第１の参照光入射部とを有し、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記第２の光を、前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光として入射する第２の参照光入射部と、
前記第１および第２の光のうちいずれかを遮断することにより、前記第１および第２の参照光入射部のいずれかを有効とする遮光部とを有し、
前記第１の参照光入射部が有効とされた場合、該第１の参照光入射部から入射された参照光が入射されたコア層に対応する回折格子層により回折されて前記記録層に照射される回折光により前記ホログラム記録された情報を再生光として検出し、前記第２の参照光入射部が有効とされた場合、該第２の参照光入射部から入射された参照光により当該情報を再生光として検出するものであり、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも１つの小領域に情報が記録されており、
前記第２の参照光入射部は、前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように、前記参照光を選択的に照射するホログラム再生装置を提供する。
【００２４】
本発明はまた、ホログラム媒体の記録層中の小領域に物体光を集光して入射し、
前記物体光の照射エリアと照射エリアが部分的に重なるように、照射位置をシフトさせた別の物体光を照射し、
参照光を、前記各物体光の照射エリアが照射されるように入射して複数の情報を記録するホログラム記録方法を提供する。
このような方法により情報記録されたホログラム媒体の再生において、
前記複数の情報のうちのいずれかが選択的に再生されるように他の情報に対応する再生光を遮断するようにしても良い。
また、前記ホログラム媒体の記録において励起光が必要な場合、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から、前記記録層に、前記各物体光の照射エリアが照射されるように励起光を入射しても良い。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の各実施の形態を説明する。各実施形態の図面間において、対応する部分には同一の参照番号を付し、その説明を省略もしくは簡略化するものとする。
【００２６】
＜第１実施形態＞
図１〜３に、本発明の第１実施形態としての、ホログラム記録方法を示す。
これらの図において、１３０はホログラム媒体、１３１は媒体１３０の複数に分割された領域、１３２はそのうちの記録再生を行う領域、１３３は領域１３１のうちの１つの情報を記録再生する領域の組、１及び２はそれぞれ光導波路（または平面導波路）を構成するためのコア層及びクラッド層、３はコア層１とクラッド層２の境界面に形成された回折格子層、４は前記光導波路の上面に配置した光学的記録材料からなる記録層、６は第１の光である記録すべき情報が付与された物体光、７１は第２の光である参照光である。
【００２７】
まず、図１（Ａ）（上面図）および（Ｂ）（図１（Ａ）中の”ａ−ｂ”線における断面図）に基づき、本実施形態のホログラム記録方法を説明する。
本実施例では、物体光６及び参照光７１をともに媒体１３０の複数に分割された領域１３１のうちの１つの領域１３２のみの記録層４に対して、選択的に、媒体の上方あるいは下方から照射することによって情報をホログラムとして記録する。これにより、媒体１３０の複数の領域１３１の記録層４に互いに異なる複数の情報を記録することが可能となり、媒体１３０当たりの記録容量を大きくすることができる。
【００２８】
この際、物体光６は媒体１３０の近傍または内部で一旦、集光あるいは絞られ、その後、媒体１３０の外部で拡大して、再生情報を検出する光検出器上に結像されるように設定しておく。これにより、記録情報を表示する空間光強度変調器及び光検出器のいずれの画素サイズにも依存することなく、領域１３１当たりの記録密度を高くすることが可能となる。
図１（Ｂ）では、物体光６が媒体１３０を透過後の媒体近傍で最も集光あるいは絞られる例を示している。これは、物体光６が最も集光あるいは絞られる位置を後述する空間光選択器１４の開口部１０１の位置に一致させるためであり、これにより、再生動作時における再生光の選択性が向上し、再生信号漏話を低減させることが可能となる。
【００２９】
また、参照光７１の記録層４内における波面は、後述する図７（Ｃ）のように、参照光７２をコア層１のうちの１つの端面から入射し、該コア層内に伝搬光７３を伝搬させ、記録層４に対して、伝搬光７３の回折格子層３による特有の回折光７４を照射した場合の記録層４内における波面と等しくなるように設定しておく。
さらに、別の参照光７１の記録層４内における波面は、図８のように、参照光７２をコア層１のうちの別の端面から入射し、記録層４に対して、別の回折格子層３による特有の先とは異なる回折光７４を照射した場合の記録層４内における波面と等しくなるように設定しておく。
これにより、後述する第４実施形態で説明するホログラム再生方法が可能となる。
【００３０】
なお、図１（Ｂ）では、媒体１３０の記録層４からみて物体光６を参照光７１と同方向から照射することによって透過型のホログラムを記録する例を示しているが、図２（図１（Ｂ）に対応する断面図）のように、媒体１３０の記録層４からみて物体光６を参照光７１と対向する方向から照射することによって反射型のホログラムを記録することも可能である。
【００３１】
次に、図３（Ａ）（上面図）および（Ｂ）（図３（Ａ）中の”ａ−ｂ”線における断面図）に基づき、別実施例の記録方法を説明する。
本実施例では、１つの記録情報を予め複数の部分に分割し、その各部分を媒体１３０の複数に分割された領域１３１のうちのそれぞれ異なる領域の記録層４にホログラムとして記録する。記録情報の分割された部分の各々については、これに対応した物体光６及び参照光７１をともに媒体１３０の複数に分割された領域１３１のうちの１つ以上の領域１３２のみの記録層４に対して、選択的に、媒体の上方あるいは下方から照射することによって分割された部分的な情報をホログラムとして記録する。
【００３２】
これにより、図１の場合と同様、媒体１３０の複数の領域１３１の記録層４に互いに異なる複数の情報を記録することが可能となり、媒体１３０当たりの記録容量を大きくすることができる。
この際、物体光６及び参照光７１の設定に関しては、図１における説明と全く同様の方法で行う。これにより、上述した記録方法と全く同様の効果が得られる。
【００３３】
但し、本実施例では、記録情報の全体を記録するために、前記記録動作を１つの記録情報に対して、少なくとも１回以上、最大で記録情報の分割数と等しい回数だけ繰り返して行う。その結果、媒体１３０には、ある１つの記録情報に対応した記録領域として、複数に分割された領域１３１のうちの記録情報の分割数と等しい数のある領域の組１３３が構成されることになる。
【００３４】
このように、本実施例では、１つの記録情報を複数の部分に分割し、その各部分を、記録層４中の複数に分割された領域１３１のうちのそれぞれ異なる領域にホログラムとして記録しているため、再生情報を検出する光検出器のサイズ及び媒体１３０と光検出器との距離を一定とすれは、物体光６の媒***置から光検出器位置まで、すなわち結像面までの拡大率を小さくすることが可能となり、物体光６の光学系を実現し易くなる。
【００３５】
なお、本実施例においても、反射型ホログラムの記録に関しては、図２に関する説明と同様の方法で行えはよい。
また、本実施形態では特に示していないが、物体光６及び参照光７１を媒体１３０の領域１３２のみの記録層４に選択的に照射するため、物体光６及び参照光７１のいずれか一方あるいは両方に対して、必要な開口を設けた空間光選択器を用いてもよい。
【００３６】
また、本実施形態では、光導波路内のコア層１及び回折格子層３が複数組積層され、回折格子層３がコア層１とクラッド層２の上側の境界面に形成され、記録層４が光導波路の上面に配置されている媒体構成例を示しているが、光導波路内のコア層１及び回折格子層３は各１層のみであっても、回折格子層３はコア層１とクラッド層２の下側の境界面、あるいはコア層１の内部のいずれに形成されていても、記録層４は光導波路の下面、あるいは上下両面のいずれに配置されていても、または２つの光導波路の間に挟み込まれるように配置されていても、あるいは光導波路と記録層とを交互に積層させても、本実施の形態と同様の効果が得られる。即ち、少なくとも１つの記録層と少なくとも１つの光導波路とが隣接配置されれば良い。
この点は、以下の同様の構成を有する各実施形態（再生方法も含む）においても同様である。
【００３７】
また、記録層４は光導波路の上下いずれの片面に配置されていても、あるいは両面に配置されていても同様の効果を奏し、また光導波路と空間的に離れて配置されていても同様の効果を奏する。
また、記録層４は光導波路と接着剤により接着されていても、接着剤なしで固定されていても同様の効果を奏し、さらに記録層４は上下いずれの片面あるいは両面を保護膜により挟まれていても、あるいは保護膜により周囲を覆われていても同様の効果を有する。
これらの点についても、以下の同様の構成を有する各実施形態（再生方法も含む）においても同様である。
【００３８】
＜第２実施形態＞
図４〜５に本発明の第２実施形態としてのホログラム記録方法を示す。図において、上記第１実施形態と異なる点は、第３の光である励起光８０を用いる点である。本実施の形態は、媒体１３０の記録層４を形成する光学的記録材料が、物体光６及び参照光７１によって記録されるにあたり、これら２つの光とは異なる波長の励起光８０による励起が必要な場合を想定している。
【００３９】
まず、図４（Ａ）（上面図）及び（Ｂ）（図４（Ａ）中の”ａ−ｂ”線における断面図）に基づき、本実施形態のホログラム記録方法を説明する。
本実施例では、物体光６、参照光７１、及び励起光８０をすべて媒体１３０の複数に分割された領域１３１のうちの１つの領域１３２のみの記録層４に対して、選択的に、媒体の上方あるいは下方から照射することによって情報をホログラムとして記録する。これにより、媒体１３０の複数の領域１３１の記録層４に互いに異なる複数の情報を記録することが可能となり、媒体１３０当たりの記録容量を大きくすること　この際、物体光６及び参照光７１の設定に関しては、第１実施形態における説明と全く同様の方法で行う。これにより、本実施例においても、図１において説明した記録方法と全く同様の効果が得られる。
【００４０】
なお、図４（Ｂ）は、励起光８０を物体光６及び参照光７１とは独立に媒体１３０の上方あるいは下方から照射する例を示しているが、励起光８０は、図５（図４（Ｂ）に対応する断面図）のように、物体光６及び参照光７１のいずれか一方あるいは両方と重ね合わせて照射しても、全く同様の効果が得られる。また、いずれかのコア層の端面から励起光を入射し、回折格子層での回折光を利用して記録層に励起光を入射しても良く、これは以下の関連各実施形態においても可能である。
【００４１】
また、本実施の形態においても、反射型ホログラムの記録に関しては、第１実施形態における説明と全く同様の方法で行えはよい。
また、本実施形態においても、第１実施形態での説明と同様、１つの記録情報を予め複数の部分に分割し、その各部分を媒体１３０の複数に分割された領域１３１のうちのそれぞれ異なる領域の記録層４にホログラムとして記録することが可能である。これは、以下の関連各実施形態においても同様である。
また、本実施形態では特に示していないが、物体光６、参照光７１、及び励起光８０を媒体１３０の領域１３２のみの記録層４に選択的に照射するため、物体光６、参照光７１、及び励起光８０のいずれかあるいは全てに対して、必要な開口を設けた空間光選択器を用いてもよい。
【００４２】
＜第３実施形態＞
図６（Ａ）（上面図）及び（Ｂ）（図６（Ａ）中の”ａ−ｂ”線における断面図）に、本発明の第３実施形態としてのホログラム記録方法を示す。上記第２実施形態と異なる点は、図の参照光７１に代えて、参照光７２を用いた点である。また、７３及び７４はコア層１内の伝搬光及びそれの回折格子層３による回折光である。
本実施の形態も、第２実施形態と同様、記録層４を形成する光学的記録材料が、物体光６及び参照光７２によって記録されるために、これら２つの光とは異なる波長の励起光８０による励起が必要な場合を想定している。
【００４３】
本実施例では、物体光６及び励起光８０をともに媒体１３０の複数に分割された領域１３１のうちの１つの領域１３２のみの記録層４に対して、選択的に、媒体の上方あるいは下方から照射し、同時に、参照光７２をコア層１のうちの１つの端面から入射し、該コア層内に伝搬光７３を伝搬させ、領域１３２を含む１つ以上の領域の記録層４に対して、伝搬光７３の回折格子層３による特有の回折光７４を照射することによって情報をホログラムとして記録する。
これにより、媒体１３０の複数の領域１３１の記録層４に互いに異なる複数の情報を記録することが可能となり、媒体１３０当たりの記録容量を大きくすることができる。
【００４４】
この際、物体光６の設定に関しては、第１実施形態における説明と全く同様の方法で行う、これにより、本実施例においても、第１実施形態において説明した記録方法と全く同様の効果が得られる。
なお、回折光７４の記録層４内における波面は、回折格子層３を適切に設計することによって、任意に形成することが可能である。例えば、ある１つの回折格子層３によって、全面にわたり一様な波面の回折光（平行光あるいは収束光あるいは発散光）を発生させることも可能であるし、あるいは位置によって互いに異なる波面の回折光を発生させることも可能であるし、あるいは位置によって回折光を発生させたりさせなかったりすることも可能である。
【００４５】
即ち、ある１つの回折格子層３が、全面にわたり一様な平行光を発生し、かつ、各層の回折格子層３が発生する平行光の放射角度を互いに異なるように設定した場合は、従来技術における角度多重体積ホログラム方式に対応した記録再生が行われる。
また、ある１つの回折格子層３が、１つのまたは互いに異なる位置に収束する複数の収束光を発生し、かつ、各層の回折格子層３が発生する収束光の収束位置を互いに異なるように設定した場合は、従来技術においていわゆるシフト多重体積ホログラムと呼ばれる方式に対応した記録再生が行われる。
【００４６】
さらに、ある１つの回折格子層３が、ある位相分布の波面を有する光を発生し、かつ、各層の回折格子層３が発生する光の波面の位相分布が互いに直交するように設定した場合は、従来技術においていわゆる位相多重体積ホログラムと呼ばれる方式に対応した記録再生が行われる。いずれの場合でも、本発明の記録再生方法は有効である。
【００４７】
また、図６（Ｂ）は、励起光３を物体光６及び参照光７２とは独立に媒体１３０の上方あるいは下方から照射する例を示しているが、励起光３は、図５と同様に、物体光６と重ね合わせて照射しても、全く同様の効果が得られる。
また、図６（Ｂ）は、媒体１３０の記録層４からみて物体光６を回折光７４と同方向から照射することによって透過型のホログラムを記録する例を示しているが、本実施形態においても、媒体１３０の記録層４からみて物体光６を回折光７４と対向する方向から照射することによって反射型のホログラムを記録することも可能である。
【００４８】
また、本実施形態では特に示していないが、物体光６及び励起光８０を媒体１３０の領域１３２のみの記録層４に選択的に照射するため、物体光６及び励起光８０のずれか一方あるいは両方に対して、必要な開口を設けた空間光選択器を用いてもよい。
また、回折格子層３で回折された回折光７４の媒体１３０の表面における反射の影響を軽減するため、媒体１３０の上側、下側、あるいは上下両側の表面に無反射コーティングを施すことが有効である。この点について、以下の同様の構成を有する各実施形態においても同様である。
【００４９】
＜第４実施形態＞
図７〜１０に本発明の第４実施形態としてのホログラム再生方法を示す。各図において、図１以降と同様の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。１４は空間光選択器、１０１はその開口部、９は再生光である。
まず、図７〜８に基づき、本実施形態の再生方法を説明する。図７（Ａ）、（Ｂ）は上面図、図７（Ｃ）は図７（Ｂ）中の”ａ−ｂ”線における断面図である。
【００５０】
第１〜３実施形態で説明した方法で記録されたホログラム媒体に記録されたホログラムを再生するため、図７（Ｃ）のように、参照光７２をコア層１のうちの１つの端面から入射し、該コア層内に伝搬光７３を伝搬させ、媒体１３０の複数に分割された領域１３１のうち所望の情報が記録されている領域１３２を含む１つ以上の領域の記録層４に対して、伝搬光７３の回折格子層３による特有の回折光７４を照射する。
【００５１】
そのため、第３実施形態で説明した方法で記録した場合には、領域１３２の記録層４に対して、記録時と同じ回折光７４が照射されるために、また、第１または２実施形態で説明した方法で記録した場合には、領域１３２の記録層４に対して照射される回折光７４の記録層４内における波面が、記録時の参照光７１の記録層４内における波面と等しいために、いずれの場合にもホログラムが再生され、再生光７が得られることになる。
【００５２】
また、図８（図７（Ｃ）に対応する断面図）のように、参照光７２をコア層１のうちの別の端面から入射すれば、別の回折格子層３による特有の、先とは異なる回折光７４が照射されるため、別のホログラムが再生され、別の再生光７が得られることになる。
ここで、媒体１３０から出射する再生光は、回折光７４を照射された１つ以上の領域の記録層４に記録されたホログラムの再生光を重ね合わせたものとなる。これから所望の再生光７のみを取り出すためには、図７〜８に示すように、再生したい領域１３２の部分のみに開口部１０１を有する空間光選択器１４を媒体１３０に近接して配置する。これにより、領域１３２に記録された情報を有する再生光７のみが選択的に再生可能となる。
空間光選択器としては、開口位置が固定のマスク、あるいはこれを二次元的に移動させるもの、あるいは、液晶パネルを用いたマスクとし、電気的に開口の大きさ、数、位置を変える方法などが挙げられる。
【００５３】
なお、図７〜８は、空間光選択器１４を媒体１３０の上方に配置することによって透過型ホログラムを再生する例を示しているが、図９（（Ａ）は上面図、（Ｂ）は（Ａ）中の”ａ−ｂ”線における断面図、（Ｃ）は下面図）のように、空間光選択器１４を媒体１３０の下方に配置することによって反射型ホログラムを再生することも可能である。
また、図３（Ａ）のように１つの記録情報が複数の部分に分割されて記録された媒体を再生するには、図７に対応する図１０に示すように、再生したい領域の組１３３の部分のみに開口部１０１を有する空間光選択器１４を媒体１３０に近接して配置すればよい。
【００５４】
また、回折光７４の記録層４内における波面は、回折格子層３を適切に設計することによって、任意に形成することが可能であり、回折格子層３の構造を変えることによって様々な多重方式のホログラムが記録再生できることは、第３実施形態で説明した通りである。
【００５５】
また、所望の領域１３２に照射される以外の不要な回折光７４が再生情報を検出する光検出器に入射することを防ぐため、必要に応じ、所望の領域１３２の記録層４に対して照射される回折光７４を発生する回折格子層３の領域の周囲を回折光７４を発生しない領域とし、所望の領域１３２に隣接する他の領域の記録層４に対しては参照光７２を入射するコア層１を変えることにより他の層の回折格子層３から回折光７４が発生されるようにする方法が有効である。
これを実現するには、各層の回折格子層３において回折光７４を発生する領域を例えば、縞模様（ストライプ）状あるいは市松模様（チェッカー）状等とし、かつ、各層の回折格子層３の回折光７４を発生する領域を互い違いに配置すればよい。
【００５６】
＜第５実施形態＞
図１１〜１２に、本発明の第５実施形態としてのホログラム再生方法を示す。これらの図において、第４実施形態と異なる点は、図７（Ｃ）の参照光７２に代えて、参照光７１を用いた点である。即ち、図１１（図７に対応）に示すように、参照光７２に代えて、参照光７１を、媒体１３０の複数に分割された領域１３１のうち所望の情報が記録されている領域１３２を含む１つ以上の領域の記録層４に対して、媒体の上方あるいは下方から照射することによってホログラムを再生し、再生光７を得る。参照光７１の設定に関しては、第１実施形態における説明と全く同様の方法で行う。
【００５７】
ここで、媒体１３０から出射する再生光は、参照光７１を照射された１つ以上の領域の記録層４に記録されたホログラムの再生光を重ね合わせたものとなる。これから所望の再生光７のみを取り出すためには、図１１に示すように、再生したい領域１３２の部分のみに開口部１０１を有する空間光選択器１４を媒体１３０に近接して配置する。これにより、領域１３２に記録された情報を有する再生光７のみが選択的に再生可能となる。
【００５８】
なお、図３（Ａ）のように１つの記録情報が複数の部分に分割されて記録された媒体を再生するには、図１２（図１１に対応）に示すように、再生したい領域の組１３３の部分のみに開口部１０１を有する空間光選択器１４を媒体１３０に近接して配置すればよい。
【００５９】
＜第６実施形態＞
図１３〜１４に、本発明の第６実施形態としてのホログラム再生方法を示す。第５実施形態と違う点は、空間光選択器１４を用いず、参照光７１を第１実施形態で説明したように設定することである。
即ち、第１〜３のいずれかの実施形態による方法で記録されたホログラム媒体を再生するため、図１３（Ａ）（上面図）、（Ｂ）（図１３（Ａ）中の”ａ−ｂ”線における断面図）に示すように、参照光７１を媒体１３０の複数に分割された領域１３１のうち所望の情報が記録されている１つ以上の領域１３２のみの記録層４に対して、選択的に、媒体の上方あるいは下方から照射することによってホログラムを再生し、１つ以上の領域１３２に記録された情報を有する再生光７のみを得る。
【００６０】
なお、本実施形態では、媒体１３０の再生光７の出射側に空間光選択器を設ける必要は特にないが、第４または５実施形態と同様の空間光選択器１４及び開口１０１を設けてもよい。
また、図３（Ａ）のように１つの記録情報が複数の部分に分割されて記録された媒体を再生するには、図１３に対応する図１４に示すように、参照光７１を再生したい領域の組１３３のみの記録層４に対して、選択的に、媒体の上方あるいは下方から照射すればよい。
【００６１】
また、本実施形態では特に示していないが、参照光７１を媒体１３０の領域１３２のみの記録層４に選択的に照射するため、参照光７１に対して、必要な開口を設けた空間光選択器を用いてもよい。
また、図１３（Ｂ）及び図１４（Ｂ）は、媒体１３０の記録層４からみて参照光７１を下方から照射することによって透過型のホログラムを再生する例を示しているが、媒体１３０の記録層４からみて参照光７１を上方から照射することによって反射型のホログラムを再生することも可能である。
【００６２】
上記各実施形態において、記録層４としては、一般的なホログラム記録で用いられる光学的記録材料であれば良い。例えば、光照射により環状構造の変化に伴う光重合を生じるフォトポリマー等の光重合性材料、重クロム酸アンモニウム−ポリビニルアルコール系材料に代表されるような光架橋性材料、フォトクロミック材料、アゾ色素をＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）にドープした材料に代表されるような光異性化材料、あるいはＬｉＮｂＯ３，ＢａＴｉＯ３，Ｂａ１２ＳｉＯ２０（ＢＳＯ）などの無機誘電体結晶に代表されるフォトリフラクティブ材料もしくはポリマー系フォトリフラクティブ材料などがあげられる。
【００６３】
ホログラム媒体の具体的な形状としては、カード型、チップ型、ディスク型、テープ型、ドラム型等が考えられるが、いずれも本発明の手法が適用でき、いずれも同様の効果を奏する。
また、光導波路の導波面と記録層の面積が同一である必要は必ずしもなく、導波面の面積の方が大きくても小さくても良い。導波面の面積の方が小さい場合には、光導波路を一次元、二次元、三次元駆動することにより、より大きな記録層全面に対応させることができる。
【００６４】
ところで、コア層１を光が伝搬するためには、コア層１をコア層１の屈折率より低い屈折率を持つ媒質で挟めばよい。図１等では、クラッド層２の屈折率はコア層１の屈折率より低く設定されている。
クラッド層２は、光導波路の形状を維持、支持する働きのため、上記のような全部のコア層１を挟む位置に配置したが、コア層１内を光が伝搬されるようにコア層１が屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれていれば良い。
例えば自由空間の屈折率がコア層１の屈折率より低い場合（即ち、屈折率のより低い部分が空気、真空など）には、例えば最上層のクラッド層２、最下層のクラッド層２のいずれか一方あるいは両方がなくても、空気などにはさまれたコア層１に光が導波されるので、同様の効果を奏する。これは一般に、コア層が複数ある場合においても、各コア層に関して同様である。また、記録層の屈折率がコア層の屈折率より低い場合、記録層が、上記屈折率のより低い部分の働きをすることができる。
【００６５】
次に、図１５（Ａ）〜（Ｄ）は、回折格子層３の例を示す模式図である。
回折格子層３としては、図１５（Ａ）のように鋸歯状の形状をした溝から成るもの、図１５（Ｂ）のように正弦波状の形状をした溝から成るもの、および図１５（Ｃ）のように屈折率の変化により形成されるもの（図は、屈折率の異なる部分が交互に配置されている構成を示す）が挙げられる。
【００６６】
回折格子層は導波面内で一様であってもなくても良いが、ここでは、回折格子層による回折光が所望の強度を有するように、回折格子層の回折効率が所定の分布を有するようにした例を示す。
好適例として、回折格子層が、伝搬光の伝搬方向に、回折効率が漸次高くなるような分布を有しているものが挙げられる。このようにすれば、導波するに従って生じる光強度の減衰をキャンセルでき、各回折格子層からの回折光の強度プロファイルを層内方向で一様かあるいは同程度とすることができる。
図１６は、矩形波形状のグレーティングにより回折格子層を形成し、矩形の高さにより回折効率を右へいくほど漸次高くなるように分布させた例を示すものである。なお、この場合の回折効率は、矩形の高さの二乗に比例する。
【００６７】
また、多層光導波路において、２つ以上の回折格子層の回折効率が、積層方向に所定の分布を有するようにしても良い。好適例としては、２つ以上の回折格子層の回折効率が、回折光の出射方向に漸次低くなるような分布を有するものが挙げられる。このようにすれば、例えば回折光を光導波路の上方へ出射する場合、光導波路の下の方に位置する回折格子層からの回折光ほど光導波路に吸収されやすく減衰する現象をキャンセルでき、どの回折格子層から光導波路の外に出てくる回折光の強度も一様かあるいは同程度にすることができる。
【００６８】
図１７に、矩形波状のグレーティングにより回折格子層（上から順に回折格子層３１〜３５）を形成し、矩形の高さにより回折効率を、上に行くほど漸次低くなるように分布させた例を示す。図１７では、積層方向に沿った光導波路の一部の断面を示している。
また、上記両者を組み合わせ、回折格子層の回折効率が、コア層を伝搬する光の導波方向には漸次高くなり、回折光の出射方向には漸次低くなるような分布を持たせることもできる。これによれば、いずれの回折格子層のどの位置から出射する回折光の強度も一様かまたは同程度とすることができる。
【００６９】
以上の説明では、回折光の強度を層内方向、層厚方向で正確に一様あるいは等しくする例を示したが、部品仕様や用途により必ずしも正確に一様あるいは等しくなくても問題ないことも多く、同程度とすれば支障がない場合が多い。本発明によれば、回折格子層の回折効率を層内方向、層厚方向で適切に分布させることにより、回折光の強度を層内方向、層厚方向で同程度とすることも可能である。
【００７０】
また、以上では、回折光の強度を層内方向、層厚方向で一様あるいは等しくする点に着眼して記述したが、応用分野によっては、意図的に回折光の強度に分布を持たせると都合が良い場合も有り得る。本発明によれば、回折格子層の回折効率を層内方向、層厚方向で適切に分布させることにより、回折光の強度を所望の分布とすることも可能である。
【００７１】
また、回折格子層の面積をコア層の面積と同一にする必要はなく、回折格子層を部分的に設けたり、複数に分散配置させても良い。更に、全てのコア層に対応させて回折格子層を設けなくても良く、回折格子層が設けられていないコア層があっても良い。
【００７２】
また、記録／再生時において、参照光は、ホログラム媒体の下方、上方、いずれかのコア層端面から入射させることができ、いすれも同様の効果を奏する。また、記録時において、物体光は、ホログラム媒体の下方、上方のいずれかから入射させることができ、いすれも同様の効果を奏する。また、記録時に励起光が必要な場合は、励起光は、ホログラム媒体の下方、上方、いずれかのコア層端面から入射させることができ、いずれも同様の効果を奏する。
【００７３】
＜第７実施形態＞
図１８〜２１に、第１実施形態で説明したホログラム記録方法を実現するためのホログラム記録装置の実施形態例を示す。
これら図において、１３０は第１実施の形態で説明した構造を有するホログラム媒体、６は第１の光である物体光７１は第２の光である参照光、１４１は物体光及び参照光用の光源、１５１及び１５２は偏光制御器、１６１は光分岐器、１７０は遮光器、１８１及び１８２は反射器、２０は光束拡大器、２１は空間光強度変調器、２２は結像器、３０は空間光位相変調器、３３１は集光器である。
偏光制御器１５１及び１５２は光の偏光面を回転させる素子であり、例えば１／２波長板を用いる。
【００７４】
光分岐器１６１は光ビームを２方向に分岐する素子であり、例えばハーフミラーあるいは各種ビームスプリッタを用いる。
空間光強度変調器２１は媒体１３０に記録すべき情報を表示する素子であり、例えば液晶パネルやＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ）素子を用いる。
結像器２２は物体光６を媒体１３０を介して再生装置における光検出器すなわち図における結像面上に結像させるための光学系であり、例えば単一レンズや組合わせレンズを用いる。
【００７５】
まず、図１８に基づき、本発明に係るホログラム記録装置を説明する。
光源１４１から出射した光ビームは光分岐器１６１により２つに分岐されるとともに、分岐された各ビームは２枚の偏光制御器１５１及び１５２により記録に必要な偏光に制御される。分岐されたビームのうちの１つは反射器１８１で反射された後、光束拡大器２０で所望のビーム幅まで拡大され、さらに空間光強度変調器２１で媒体１３０に記録すべき情報を付与されて、結像器２２により物体光６となる。また、分岐されたビームのうちの他の１つは反射器１８２で反射されて参照光７１となる。
【００７６】
ここで、物体光６は、媒体１３０の相対的な位置を制御することにより、媒体１３０の所望の領域１３２のみの記録層４に対して、媒体の上方あるいは下方から照射できるものとする。また、参照光７１は、反射器１８２の角度及び位置、ならびに媒体１３０の相対的な位置を制御することにより、媒体１３０の所望の領域１３２のみの記録層４に対して、所望の入射角度で、媒体の上方あるいは下方から照射できるものとする。
【００７７】
以下、本実施例および各実施形態における記録動作の原理及び効果は、第１実施の形態における説明と全く同様である。
図１８では、参照光７１が平行光であり、かつ、反射器１８２の角度及び位置を制御することによって媒体１３０に対する入射角度を変化させることができるため、従来技術の角度多重体積ホログラム方式に対応した記録再生を行うことが可能である。従って、本実施形態で用いられる媒体１３０内の回折格子層３としては、例えば、平行光を発生し、かつ、各層の回折格子層３が発生する平行光の放射角度を互いに異なるように設定したものを用いる。
【００７８】
なお、図１８は、媒体１３０の記録層４からみて物体光６を参照光７１と同方向から照射することによって透過型のホログラムを記録する例を示しているが、図１９のように、媒体１３０の記録層４からみて物体光６を参照光７１と対向する方向から照射することによって反射型のホログラムを記録することも可能である。
【００７９】
次に、図２０に基づき、ホログラム記録装置の別例を説明する。
本実施例は、参照光７１の波面を集光器３３１によって変換する点、及び物体光６と参照光７１を媒体１３０の所望の領域１３２内の所望の位置の記録層４に対して照射できるものとする点を除いて、図１８と全く同様の構成となっている。集光器３３１は参照光７１を収束光に変換する素子であり、例えば単一レンズや組合わせレンズを用いる。
【００８０】
本実施例では、従来技術のシフト多重体積ホログラム方式に対応した記録再生を行うことが可能となる。従って、本実施例で用いられる媒体１３０内の回折格子層３としては、例えば、１つのまたは互いに異なる位置に収束する複数の収束光を発生し、かつ、各層の回折格子層３が発生する収束光の収束位置を互いに異なるように設定したものを用いる。
【００８１】
次に、図２１に基づき、更に別の記録装置例を説明する。本実施例は、参照光７１の波面を空間光位相変調器３０によって変調する点を除いて、図１８と全く同様の構成となっている。空間光位相変調器３０は参照光７１をある位相分布の波面を有する光に変調する素子であり、例えば液晶パネルや透明誘電体による位相板を用いる。本実施例においても、記録動作の原理及び効果は、第１実施形態における説明と全く同様である。
【００８２】
液晶パネルは、外部から電気信号または光信号等を印加することにより、透過光あるいは反射光の波面の位相分布を能動的に変調することができる。
位相板は、ガラス等の透明誘電体板の表面に、エッチングまたは蒸着等によって、微細な凹凸等のパターンを設けたものであり、そのパターンに応じて、透過光の波面の位相分布を変化させるものである。従って、透過光の波面の位相分布を種々変化させるためには、予め、互いに異なるパターンを有する位相板を複数枚用意しておき、これらを交換すればよい。あるいは、位置によって互いに異なる複数のパターンを有する位相板を用いれば、これを移動して、光の透過位置を変えるだけで、透過光の波面の位相分布を種々変化させることが可能となる。
【００８３】
図２２に位相板による空間光位相変調器の例を示す。これは１枚の円形の透明誘電体板上に互いに異なる複数のパターンを設けた位相板３０１の例であり、位相板３０１を回転することにより、透過光の波面の位相分布を種々変化させることができる。この空間光位相変調器の場合、位相板を高速回転させることにより、非常に高速な光位相変調が容易に実現できるという利点を有する。
図２３に、図２２で示した位相板を用いた装置の部分構成例を示す。このように位相板３０１を物体光６の周囲で回転させる構成とすることにより、装置の小型化が実現できる。
【００８４】
本実施例では、従来技術の位相多重体積ホログラム方式に対応した記録再生を行うことが可能となる。従って、本実施の形態で用いられる媒体１３０内の回折格子層３としては、例えば、ある位相分布の波面を有する光を発生し、かつ、各層の回折格子層３が発生する光の波面の位相分布が互いに直交するように設定したものを用いる。
なお、図２０及び図２１においても、反射型ホログラムの記録に関しては、図１８及び図１９における説明と全く同様の方法で行えばよい。これは以下の各実施形態においても同様である。
【００８５】
また、本実施形態および以下の関連各実施形態においても、第１実施形態での説明と同様、１つの記録情報を予め複数の部分に分割し、その各部分を媒体１３０の複数に分割された領域１３１のうちのそれぞれ異なる領域の記録層４にホログラムとして記録することが可能である。
また、本実施形態では特に示していないが、物体光６及び参照光７１を媒体１３０の領域１３２のみの記録層４に選択的に照射するため、物体光６及び参照光７１のいずれか一方あるいは両方に対して、必要な開口を設けた空間光選択器を用いてもよい。
これらのバリエーションについても、以下の各実施形態においても同様に有効である。
【００８６】
＜第８実施形態＞
図２４に、第１実施形態で説明した記録方法を実現するための記録装置の第２の実施例を示す。
本実施例は、媒体１３０を透過後の物体光を結像器２３を用いて再生装置における光検出器すなわち図における結像面上に結像させる点を除いて、図１８と全く同様の構成となっている。
結像器２３としては、例えば単一レンズや組合わせレンズを用いる。結像器２３は記録専用の装置では光検出器がないため不要であるが、ここでは説明のために図示してある。本実施例においても、記録動作の原理および効果は、第１実施形態における説明と同様である。
【００８７】
本実施例では、物体光６を媒体１３０に集光あるいは絞られるように照射し、かつ媒体１３０を透過後の物体光を拡大して図２４における結像面上に結像させるという機能を２つの結像器２２及び２３を用いて実現すればよいため、１つの結像器２２のみで同様の機能を実現する場合に比べ、光学系の設計が容易になるという利点がある。
【００８８】
また、本実施形態では、図１８と同様、角度多重体積ホログラム方式に対応した記録再生を行う構成を示しているが、第７実施形態で説明したように、空間光位相変調器３０または集光器３３１を付加し、さらに、物体光６及び参照光７１を媒体１３０の所望の領域内の所望の位置に対して照射できるようにすることによって、位相多重体積ホログラム方式またはシフト多重体積ホログラム方式に対応した記録再生を行うことができる。これは、以下の第９実施形態においても同様である。
【００８９】
＜第９実施形態＞
図２５及び図２６に、第１実施形態で説明した記録方法を実現するためのホログラム記録装置の第３実施例を示す。
本実施例は、結像器２２として、空間光位相変調器２２１を用いる点を除いて、図１８と全く同様の構成となっている。空間光位相変調器２２１は物体光６をある位相分布の波面を有する光に変調する素子であり、例えば液晶パネルや透明誘電体板を用いる。
【００９０】
図２５において、空間光強度変調器２１と空間光位相変調器２２１は密着して配置されているため、物体光６の波面において任意の強度及び位相分布を実現することができる。従って、本実施例は、結像器２２として通常の単一レンズあるいは組合わせレンズを用いた場合に比べ、より大きな自由度で、物体光６を媒体１３０に集光あるいは絞られるように照射するよう設定できるという利点がある。
【００９１】
また、空間光強度変調器２１及び空間光位相変調器２２１が、素子寸法等の制約により、密着して配置できない場合には、図２７のように、いわゆる４ｆ系レンズ２２２を介して配置し、これらを光結合する構成としてもよい。４ｆ系レンズ２２２は等しい焦点距離ｆを有する２つのレンズをｄ＝２ｆの間隔をおいて組合わせたものであり、各々のレンズには例えば単一レンズや組合わせレンズを用いる。こうすることにより、空間光強度変調器２１と空間光位相変調器２２１を密着して配置した場合と全く同様の効果が得られる。
【００９２】
次に、図２６に基づき、本発明に係るホログラム記録装置を説明する。本実施例は、結像器２２として、空間光位相変調器２２１と結像レンズ２２３を組合わせて用いる点を除いて、図１８と全く同様の構成となっている。結像レンズ２２３は空間光位相変調器２２１の結像機能を補助するための光学系であり、例えば単一レンズや組合わせレンズを用いる。
【００９３】
図２６において、空間光強度変調器２１と空間光位相変調器２２１は、図２５のように密着して、あるいは、図２７のようにいわゆる４ｆ系レンズ２２２を介して配置する。従って、本実施例は、結像器２２として通常の単一レンズあるいは組合わせレンズを用いた場合に比べ、より大きな自由度で、物体光６を媒体１３０に集光あるいは絞られるように照射するよう設定できる上に、結像レンズ２２３によって空間光位相変調器２２１の結像機能を補助することができるため、光学系の設計が容易になるという利点がある。
【００９４】
その場合、本実施形態においては、物体光６の媒体１３０に対する照射状態をより大きな自由度で設定できるため、媒体１３０の記録すべき領域の組１３３のうち複数の領域１３２に対して、物体光６を同時に照射することも可能となる。これにより、１つの記録情報に対して行う記録動作の繰り返し回数を減らすことができ、その結果、記録速度を向上することができる。
【００９５】
また、本実施形態では、１つの結像器２２のみを用いて、物体光６を媒体１３０に集光あるいは絞られるように照射し、かつ媒体１３０を透過後の物体光を拡大して図における結像面上に結像させる構成を示しているが、光学系の設計を容易にするため、第８実施形態で説明したように、結像器２３を付加した構成としてもよい。これは、後述する実施形態などでも同様である。
【００９６】
＜第１０実施形態＞
図２８及び図２９に、第２実施形態で説明したホログラム記録方法を実現するためのホログラム記録装置の第４実施例を示す。即ち、本実施形態は、記録層４を形成する光学的記録材料の記録時に励起光８０による励起を必要とする場合である。
まず、図２８に基づき、本実施例の記録装置を説明する。本実施例は、光源１４２から出射した光ビームが遮光器１７４を介した後、反射器１８４で反射されて励起光８０となる点、及び、励起光８０は、反射器１８４の角度及び位置、ならびに媒体１３０の相対的な位置を制御することにより、媒体１３０の所望の領域１３２のみの記録層４に対して、媒体の上方あるいは下方から照射できるものとする点を除いて、図１８と全く同様の構成となっている。以下、記録動作の原理及び効果は、第２実施形態における説明と全く同様である。
【００９７】
また、図２９に示す構成例では、光源１４２から出射した光ビームが遮光器１７４及び偏光制御器１５４を介した後、光分岐器１６１に入射されている点を除いて、図１８と全く同様の構成となっている。
偏光制御器１５４は光の偏光面を回転させる素子であり、例えば１／２波長板を用いる。本実施例においても、記録動作の原理及び効果は、第２実施形態における説明と全く同様である。
光分岐器１６１として例えは偏光ビームスプリッタを用いれば、光源１４２からの出射光の偏光面を偏光制御器１５４で制御することによって、励起光８０を物体光６及び参照光７１のいずれか一方あるいは両方に重ね合せることが可能である。
【００９８】
また、本実施形態では、図１８と同様、角度多重体積ホログラム方式に対応した記録再生を行う構成を示しているが、第７実施形態で説明したように、空間光位相変調器３０または集光器３３１を付加し、さらに、物体光６、参照光７１、及び励起光８０を媒体１３０の所望の領域内の所望の位置に対して照射できるようにすることによって、位相多重体積ホログラム方式またはシフト多重体積ホログラム方式に対応した記録再生を行うことができる。
【００９９】
また、本実施形態では、結像器２２として、例えば単一レンズや組合わせレンズを用いるとしているが、第９実施形態で説明したように、空間光位相変調器２２１を用いてもよいし、空間光位相変調器２２１と４ｆ系レンズ２２２や結像レンズ２２３を組合わせて用いてもよい。
また、本実施形態では特に示していないが、物体光６、参照光７１、及び励起光８０を媒体１３０の領域１３２のみの記録層４に選択的に照射するため、物体光６、参照光７１、及び励起光８０のいずれかあるいは全てに対して、必要な開口を設けた空間光選択器を用いてもよい。
【０１００】
＜第１１実施形態＞
図３０に、第３実施形態で説明した記録方法を実現するための、ホログラム記録装置の第５実施例を示す。図３０の構成は、第１０実施形態の図２８の構成の反射鏡１８２に代えて、反射鏡１８３および集光器３３２を設けた構成となっている。
集光器３３２は参照光７２を媒体１３０の特定のコア層に入射するために集光する素子であり、例えば、シリンドリカルレンズを用いる。
光分岐器１６１で分岐されたビームのうちの他の１つは反射器１８３で反射された後、集光器３３２で集光されて参照光７２となる。
また、参照光７２は、反射器１８３及び集光器３３２のいずれか一方あるいは両方の位置を制御することにより、媒体１３０の所望のコア層１の端面に入射できるものとする。
【０１０１】
以下、本実施例における記録動作の原理及び効果は、第３実施形態における説明と全く同様である。
なお、図３０では、励起光８０を物体光６及び参照光７２とは独立に媒体１３０の上方あるいは下方から照射する例を示しているが、励起光８０は、図２９と同様に、物体光６と重ね合わせて照射しても、全く同様の効果が得られる。
また、本実施の形態においても、反射型ホログラムの記録に関しては、図１８及び図１９における説明と全く同様の方法で行えばよい。
また、本実施形態では、結像器２２として、例えは単一レンズや組合わせレンズを用いるとしているが、第９実施形態で説明したように、空間光位相変調器２２１を用いてもよいし、空間光位相変調器２２１と４ｆ系レンズ２２２や結像レンズ２２３を組合わせて用いてもよい。
また、本実施形態では特に示していないが、物体光６及び励起光８０を媒体１３０の領域１３２のみの記録層４に選択的に照射するため、物体光６及び励起光８０のいずれか一方あるいは両方に対して、必要な開口を設けた空間光選択器を用いてもよい。
【０１０２】
＜第１２実施形態＞
図３１及び図３２に、第４実施形態で説明した再生方法を実現するための再生装置の第１の実施例を示す。
図において、１４１は参照光用の光源、１７３はシャッター、２４は光検出器である。光検出器２４は再生光７を検出する素子であり、１つもしくは複数のフォトダイオード、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等から成るドットセンサ、ラインセンサ、あるいはエリアセンサを、一次元、二次元、あるいは三次元駆動して再生像（再生光）を検出するものが挙げられる。
【０１０３】
また、上記のようなドットセンサ、ラインセンサ、あるいはエリアセンサを複数個敷き並べて光検出器としても良い。あるいは、これらの方法を組み合わせた方式の検出器でも良い。なお、複数のドットセンサ、ラインセンサ、あるいはエリアセンサを複数用いた場合、各センサを順次電気的にスイッチングして切り替えることにより、省電力化をはかることができる。
【０１０４】
まず、図３１に基づき、本発明の再生装置を説明する。光源１４１から出射した光ビームは反射器１８３で反射された後、集光器３３２で集光されて参照光７２となる。
ここで、参照光７２は、反射器１８３及び集光器３３２のいずれか一方あるいは両方の位置を制御することにより、媒体１３０の所望のコア層１の端面に入射できるものとする。
【０１０５】
以下、本実施例における再生動作の原理及び効果は、第４実施形態における説明と全く同様である。
なお、図３（Ａ）のように１つの記録情報が複数の部分に分割されて記録された媒体を再生するには、図３２のように、再生したい領域の組１３３の部分のみに開口部１０１を有する空間光選択器１４を媒体１３０に近接して配置すればよい。これは、以下の関連各実施形態についても同様である。
【０１０６】
＜第１３実施形態＞
図３３に、第４実施形態で説明した再生方法を実現するためのホログラム再生装置の第２実施例を示す。
本実施例は、第８実施形態で説明したホログラム記録装置によって記録された媒体を再生するため、再生光７を結像器２３を用いて光検出器２４上に結像させる点を除いて、図３１と全く同様の構成となっている。結像器２３は再生光７を光検出器２４上に結像させるための光学系であり、例えば単一レンズや組合わせレンズを用いる。本実施例においても、再生動作の原理及び効果は、第４実施形態における説明と全く同様である。
【０１０７】
＜第１４実施形態＞
図３４に、第５実施形態で説明したホログラム再生方法を実現するためのホログラム再生装置の第３実施例を示す。本構成は、図３１の構成における遮光器１７３、反射器１８３、集光器３３２に代えて、遮光器１７２及び反射器１８２が設けられたものである。
光源１４１から出射した光ビームは反射器１８２で反射されて参照光７１となる。ここで、参照光７１は、反射器１８２の角度及び位置、ならびに媒体１３０の相対的な位置を制御することにより、媒体１３０の所望の領域１３２を含む１つ以上の領域の記録層４に対して、所望の入射角度で、媒体の上方あるいは下方から照射できるものとする。
【０１０８】
以下、本実施例における再生動作の原理及び効果は、第５実施形態における説明と全く同様である。
また、本実施形態では、媒体１３０から出射した再生光７が特にレンズ等の光学系を介さずに直接、光検出器２４上に結像する構成を示しているが、第１３実施形態で説明したように、結像器２３を付加した構成としてもよい。
また、本実施形態では、図１８と同様、角度多重体積ホログラム方式に対応した再生を行う構成を示しているが、第７実施形態で説明したように、空間光位相変調器３０または集光器３３１を付加し、さらに、参照光７１を媒体１３０の所望の領域内の所望の位置に対して照射できるようにすることによって、位相多重体積ホログラム方式またはシフト多重体積ホログラム方式に対応した記録再生を行うことができる。これは、以下の第１５実施形態においても同様である。
【０１０９】
＜第１５実施形態＞
図３５に、第６実施形態で説明した再生方法を実現するためのホログラム再生装置の第４実施例を示す。
本実施例は、空間光選択器１４を省いている点、及び参照光７１を媒体１３０の所望の領域１３２のみの記録層４に対して照射できるものとする点を除いて、図３４と全く同様の構成となっている。以下、本実施例における再生動作の原理及び効果は、第１８実施形態における説明と全く同様である。
なお、本実施形態では、媒体１３０の再生光７の出射側に空間光選択器を設ける必要は特にないが、第１２実施形態及び第１４実施形態と同様の空間光選択器１４を設けてもよい。
【０１１０】
また、本実施の形態では特に示していないが、参照光７１を媒体１３０の領域１３２のみの記録層４に選択的に照射するため、参照光７１に対して、必要な開口を設けた空間光選択器を用いてもよい。
また、図１３（Ｂ）及び図１４（Ｂ）は、媒体１３０の記録層４からみて参照光７１を光検出器２４の反対側から照射することによって透過型のホログラムを再生する例を示しているが、図４１と同様に、媒体１３０の記録層４からみて参照光７１を光検出器２４の側から照射することによって反射型のホログラムを再生することも可能である。
また、本実施形態では、媒体１３０から出射した再生光７が特にレンズ等の光学系を介さずに直接、光検出器２４上に結像する構成を示しているが、第８実施形態で説明した記録装置によって記録された媒体を再生するため、第１３実施形態で説明したように、結像器２３を付加した構成としてもよい。
【０１１１】
＜第１６実施形態＞
図３６に、第１実施形態で説明したホログラム記録方法、ならびに第４〜６実施形態で説明したホログラム再生方法を実現するための、ホログラム記録再生兼用装置の実施例を示す。
本実施例は、図１８のホログラム記録装置と図３１のホログラム再生装置とを、偏光制御器１５３、光分岐器１６２、及び遮光器１７１を付加しつつ、組合わせた構成となっている。
偏光制御器１５３は光の偏光面を回転させる素子であり、例えば１／２波長板を用いる。光分岐器１６２は光ビームを２方向に分岐する素子であり、例えばハーフミラーあるいは各種ビームスプリッタを用いる。
【０１１２】
光源１４１から出射した光ビームは光分岐器１６１及び１６２により３つに分岐されるとともに、分岐された各ビームは３枚の偏光制御器１５１、１５２、及び１５３により記録に必要な偏光に制御される。分岐されたビームのうちの１つは反射器１８１で反射された後、光束拡大器２０で所望のビーム幅まで拡大され、さらに空間光強度変調器２１で媒体１３０に記録すべき情報を付与されて、結像器２２により物体光６となる。
【０１１３】
また、分岐されたビームのうちの他の１つは反射器１８２で反射されて参照光７１となる。さらに、分岐されたビームのうちの残りの１つは反射器１８３で反射された後、集光器３２で集光されて参照光７２となる。
ここで、物体光６は、媒体１３０の相対的な位置を制御することにより、媒体１３０の所望の領域１３２のみの記録層４に対して、媒体の上方あるいは下方から照射できるものとする。また、参照光７１は、反射器１８２の角度及び位置、ならびに媒体１３０の相対的な位置を制御することにより、媒体１３０の所望の領域１３２の記録層４に対して、所望の入射角度で、媒体の上方あるいは下方から照射できるものとする。
【０１１４】
さらに、参照光７２は、反射器１８３及び集光器３３２のいずれか一方あるいは両方の位置を制御することにより、媒体１３０の所望のコア層１の端面に入射できるものとする。
本実施例において、まず、遮光器１７０及び１７１を開、１７３を閉とすることにより、記録動作を行うことができる。この場合、本実施例における記録動作の原理及び効果は、第１実施形態における説明と全く同様である。
また、遮光器１７０及び１７１を閉、１７３を開とすることにより、参照光７２を用いた再生動作を行うことができる。この場合、本実施例における再生動作の原理及び効果は、第４実施形態における説明と全く同様である。
【０１１５】
さらに、遮光器１７０を開、１７１及び１７３を閉とすることにより、参照光７１を用いた再生動作を行うことができる。この場合、本実施例における再生動作の原理及び効果は、第５及び６実施形態における説明と全く同様である。
ここで、第１５実施形態と同様に、参照光７１を媒体１３０に対して選択的に照射するようにしてもよい。
図１８のホログラム記録装置と図３１のホログラム再生装置にそれぞれ対応する部分では、各装置により実現される機能が同様に実現され、同様の効果が得られる。
さらに、図２８〜３０で示したように、励起光８０用の光源１４２、偏光制御器１５４、遮光器１７４、及び反射器１８４等を付加することにより、第２、３実施形態で説明した記録方法を実現することも可能である。
【０１１６】
上記各実施形態において、記録層と光導波路とは、接していても、空間的に離れて配置されていても同様の効果を奏する。例えば、ホログラム記録／再生の動作例として、
（１）記録層と光導波路とが一体構成されており、これを記録／再生装置に装荷する。
（２）記録層と光導波路とが離れて構成されており、これらを重ねた後に記録／再生装置に装荷する。
（３）記録層と光導波路とが離れて構成されており、光導波路は記録／再生装置に前もって装備し、動作時に記録層部分を装荷することにより、両者が重なる。のいずれの形態も可能である。なお、記録／再生の動作時に、両者の間が空間的に離れていても良い。
【０１１７】
＜第１７実施形態＞
記録密度を高める実施形態例として、第１実施形態と同様に集光もしくは絞るように照射する物体光を複数用い、これらをシフトさせることにより、ホログラムを多重記録する方法を示す。
図３７（Ａ）に、３つの物体光６１〜６３を用いた例を示す。参照光７１に対し、物体光６１〜６３の順に、少しずつシフトさせて重畳させながら照射し、ホログラムを記録する。
【０１１８】
ここで、記録層４のみが記載されているが、このように従来型のホログラムに対し、参照光として平面波を用い、物体光をシフトさせることで、新規なホログラム多重記録を実現している。
本方式は、今まで説明してきた記録層４と光導波路とを組み合わせた形態にも適用でき、その場合、コア層の端面から参照光を入射して得られる回折光を記録層に入射しても良い。
【０１１９】
このように１つの領域に記録された多重ホログラムを再生するには、図３７（Ｂ）に示すように、記録時と同じ参照光７１を照射すると、物体光６１〜６３に対応する再生光７１〜７３が同時に発生する。
このうちの特定の再生光のみを発生させるには、再生光が出射する側に空間光選択器１４（例えば、メタルもしくは液晶マスク）を設け、開口部から上方に通過させ、それ以外の再生光を遮断すれば良い。開口は必要に応じて複数設けて良い。
【０１２０】
本方法によれば、記録層の１つの箇所に複数の情報を多重記録できるため、記録密度を高めることができる。また、参照光が平行（平面波）で角度一定で済むため、角度多重方法の場合のように角度の制御が不要である。更に、シフト多重方法のように参照光を集光させる（球面波とする）必要がない、位相多重方法のように、参照光の位相を変える必要がない、という利点がある。
【０１２１】
なお、この方法を上述した角度多重、シフト多重、位相多重方法と適宜組み合わせ、参照光の角度、波面、位相を変えるようにしても良い。即ち、参照光は必ずしも平行かつ角度一定である必要はなく、角度多重（参照光の角度を変える）、シフト多重（参照光は球面波）、位相多重（参照光の位相を変える）と組み合わせ、記録密度を一層高めることも可能である。
本方法において、励起光を使用しても良く、参照光、物体光、励起光の具体的な入射方法については、上述したホログラム記録再生方法に関する各実施形態の方法を適宜使用できる。
【０１２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のホログラム記録／再生方法及び記録／再生装置においては、ホログラム媒体を複数の領域に分割し、それぞれの領域に対して、参照光の入射角度等を高精度に制御する必要がない状態で、選択的、集中的に、物体光および、参照光、励起光を照射することができるので、高密度な多重記録を容易かつ効率的に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態によるホログラム記録方法を示し、透過型ホログラムを記録する例を示す説明図である。
【図２】同実施形態において、反射型ホログラムを記録する例を示す説明図である。
【図３】同実施形態において、情報を分割して記録する例を示す説明図である。
【図４】本発明の第２実施形態によるホログラム記録方法を示し、励起光を独立に照射する例を示す説明図である。
【図５】同実施形態において、励起光を物体光または参照光に重ね合わせて照射する例を示す説明図である。
【図６】本発明の第３実施形態によるホログラム記録方法を示す説明図である。
【図７】本発明の第４実施形態としてのホログラム再生方法を示す説明図である。
【図８】同実施形態において、透過型ホログラムを再生する例を示す説明図である。
【図９】同実施形態において、反射型ホログラムを再生する例を示す説明図である。
【図１０】同実施形態において、分割された情報を一括再生する例を示す説明図である。
【図１１】本発明の第５実施形態としてのホログラム再生方法を示し、分割されていない情報を再生する例を示す説明図である。
【図１２】同実施形態において、分割された情報を一括再生する例を示す説明図である。
【図１３】本発明の第６実施形態としてのホログラム再生方法を示し、分割されていない情報を再生する例を示す説明図である。
【図１４】同実施形態において、分割された情報を一括再生する例を示す説明図である。
【図１５】回折格子層の構成例を示す模式図である。
【図１６】回折格子層部分の一構造例を示す断面図である。
【図１７】積層された回折格子層部分の構造例を示す断面図である。
【図１８】本発明の第７実施形態としてのホログラム記録装置を示し、透過型ホログラムを記録する例を示す構成図である。
【図１９】同実施形態において、反射型ホログラムを記録する例を示す構成図である。
【図２０】同実施形態において、シフト多重記録を行う例を示す構成図である。
【図２１】同実施形態において、位相多重記録を行う例を示す構成図である。
【図２２】位相板による空間光位相変調器の例を示す説明図である。
【図２３】位相板による空間光位相変調器を用いた装置の構成例を示す説明図である。
【図２４】本発明の第８実施形態としてのホログラム記録装置を示す。
【図２５】本発明の第９実施形態としてのホログラム記録装置を示し、結像光学系として空間光位相変調器を用いた例を示す構成図である。
【図２６】同実施形態において、結像光学系に空間光位相変調器とレンズを用いた例を示す構成図である。
【図２７】同実施形態において、結像光学系に空間光位相変調器と４ｆ系レンズを組合わせた例を示す構成図である。
【図２８】本発明の第１０実施形態としてのホログラム記録装置を示し、励起光を独立に照射する例を示す構成図である。
【図２９】同実施形態において、励起光を物体光または参照光に重ね合わせて照射する例を示す構成図である。
【図３０】本発明の第１１実施形態としてのホログラム記録装置を示す構成図である。
【図３１】本発明の第１２実施形態としてのホログラム再生装置を示し、分割されていない情報を再生する例を示す構成図である。
【図３２】同実施形態において、分割された情報を一括再生する例を示す構成図である。
【図３３】本発明の第１３実施形態としてのホログラム再生装置を示す構成図である。
【図３４】本発明の第１４実施形態としてのホログラム再生装置を示す構成図である。
【図３５】本発明の第１５実施形態としてのホログラム再生装置を示す構成図である。
【図３６】本発明の第１６実施形態としての記録再生兼用装置の実施例を示す構成図である。
【図３７】本発明の第１７実施形態としてのホログラム記録再生方法を示す説明図である。
【図３８】従来のホログラム記録再生方法の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…コア層
２…クラッド層
３、３１〜３５…回折格子層
４…記録層
６…物体光
７１、７２…参照光
７３…伝搬光
７４…回折光
７…再生光
８０…励起光
１４…空間光選択器
１４１、１４２…光源
１５１〜１５４…偏光制御器
１６１、１６２…光分岐器
１７０〜１７４…遮光器
１８１〜１８４…反射器
２０…光束拡大器
２１…空間光強度変調器
２２、２３…結像器
２２１、３０…空間光位相変調器
２２２…４ｆ系レンズ
２２３…結像レンズ
２４…光検出器
３０１…位相板
３３１、３３２…集光光学系[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hologram recording / reproducing method and apparatus suitable for high-density recording.
[0002]
[Prior art]
Holographic recording is capable of recording a large amount of information in a single medium in a multiplex manner, and is therefore attracting attention as a next-generation powerful recording method capable of recording information at a high density.
As a specific method of performing multiplex recording in hologram recording, angle multiplexing using a so-called volume hologram (Reference: JF Heanue et al., "Volume Holographic Storage and Retrieval of Digital Data", Science, Vol. 749-752, 1994).
[0003]
FIG. 38 shows an example of a conventional volume hologram recording / reproducing method. In the figure, 400 is a hologram medium made of an optical recording material, 6 is object light, 71 is reference light, and 7 is reproduction light. The reference beam 71 and the object beam 6 have the same wavelength, which is the wavelength to which the hologram medium 400 is sensitive.
In FIG. 38, when recording is performed, the object light 6 having information to be recorded on the medium 400 and the reference light 71 having a certain characteristic wavefront are simultaneously irradiated. Thus, the interference fringes formed by the object light 6 and the reference light 71 are recorded on the medium 400. That is, the information given to the object light 6 is recorded as a hologram.
[0004]
When performing reproduction, the medium 400 after recording is irradiated with the reference light 71 having the same wavefront as that used at the time of recording. Thereby, the reference light 71 is diffracted by the interference fringes recorded on the medium 400, and the diffracted light is obtained as the reproduction light 7. At this time, since the wavefront of the reproduction light 7 is a reproduction of the wavefront of the object light 6 at the time of recording, the information given to the object light 6 can also be reproduced from the reproduction light 7.
Here, for example, when a plane wave is used as the reference light 71 and recording is performed a plurality of times while changing the angle of incidence of the plane light on the medium 400, the interference fringe formed by the object light 6 and the reference light 71 becomes The information is recorded on the medium 400 as being independent from each other depending on the incident angle. That is, angle multiplex recording is realized.
[0005]
At the time of reproduction, the reference light 71 is incident on the medium 400 at the same incident angle as at the time of recording, so that only one reproduced light 7 corresponding to the incident angle is obtained. As a result, only the desired information of the multiplexed recording can be separated and reproduced.
Holographic recording has very high angular resolution and is recorded as independent information even with a slight difference in the incident angle, so that high multiplexing is possible and high-density recording is realized.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when performing angle multiplex recording by the method of FIG. 38, it is necessary to control the incidence angle of the reference beam 71 with respect to the medium 400 during recording and reproduction with high precision. In the method in which the light 71 is incident from the outside of the medium 400, the accuracy of the drive unit of the optical system such as a mirror must be sufficiently high, and as a result, there is a problem that the mechanism becomes large and expensive.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a hologram recording / reproducing method and apparatus suitable for high-density recording without having to perform high-precision control of an incident angle of a reference beam and the like. And
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, according to the present invention, at least one core layer for guiding light sandwiched between portions having lower refractive indexes, and a boundary between the core layer and the portion having lower refractive index or provided in the core layer. A hologram is formed on a hologram medium having an optical waveguide having at least one diffraction grating layer, and at least one recording layer disposed outside the optical waveguide so that reference light can enter through the optical waveguide. A method of recording,
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is stacked from below to above, the object light is incident from either above or below the hologram medium,
Reference light is incident on the core layer from an end face of one of the core layers,
A method of holographically recording information on the recording layer, by diffracting the object light and the diffraction light that is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the core layer on which the reference light is incident, and irradiates the recording layer,
Condensing and entering the object light into at least one small area in the recording layer;
A hologram recording method is provided in which the reference light is incident so that the small area is irradiated.
[0009]
The present invention also relates to a method for recording a hologram on a similar hologram medium, wherein each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, from either above or below the hologram medium. Inject object light,
A method of irradiating reference light from above or below the hologram medium and recording hologram information on the recording layer by the object light and the reference light,
Condensing and entering the object light into at least one small area in the recording layer;
A hologram recording method is provided in which the reference light is incident so that the small area is irradiated.
[0010]
When excitation light is required for recording the hologram medium, the excitation light may be incident on the recording layer from above or below the hologram medium so that the small region is irradiated. Can
Alternatively, excitation light is incident on the core layer from an end face of any of the core layers, and the excitation light is diffracted by a diffraction grating layer corresponding to the incident core layer, and the small area of the recording layer is irradiated. The excitation light may be incident on the recording layer by the diffracted light irradiated as described above.
Further, another object light whose irradiation position is shifted may be irradiated so that the irradiation area of the object light partially overlaps the irradiation area.
[0011]
The present invention also provides at least one core layer for guiding light sandwiched between lower refractive index portions, and a boundary between the core layer and the lower refractive index portion or provided in the core layer. A recording layer of a hologram medium, comprising: an optical waveguide having at least one diffraction grating layer; and at least one recording layer disposed outside the optical waveguide so that reference light can enter through the optical waveguide. A method for reproducing a hologram recorded in
Information is recorded in at least one small area in the recording layer,
Reference light is incident on the core layer from an end face of any of the core layers, and the hologram is reproduced by diffracted light that is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the core layer and applied to the recording layer,
Provided is a hologram reproducing method that partially blocks the reproduction light emitted from the recording layer so that the reproduction light is intensively emitted from the small area.
[0012]
The present invention is also a method of reproducing a hologram recorded on a recording layer of a similar hologram medium,
Information is recorded in at least one small area in the recording layer,
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, the reference hologram is reproduced from the hologram medium by inputting reference light from either above or below,
Provided is a hologram reproducing method that partially blocks the reproduction light emitted from the recording layer so that the reproduction light is intensively emitted from the small area.
[0013]
The present invention is also a method of reproducing a hologram recorded on a recording layer of a similar hologram medium,
Information is recorded in at least one small area in the recording layer,
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, the reference light is incident from either above or below the hologram medium to reproduce the hologram, and the reference light is recorded on the hologram medium. Provided is a hologram reproducing method for selectively irradiating reproduction light emitted from a layer so as to be intensively emitted from the small area.
[0014]
The present invention is also a method of reproducing a hologram recorded on a recording layer of a similar hologram medium,
A plurality of pieces of information are multiplex-recorded in at least one small area in a recording layer of the hologram medium,
Reference light is incident on the core layer from an end face of any of the core layers, and the hologram is reproduced by diffracted light that is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the core layer and applied to the recording layer,
Provided is a hologram reproducing method for blocking reproduction light corresponding to other information so that any one of the plurality of information is selectively reproduced.
[0015]
The present invention is also a method of reproducing a hologram recorded on a recording layer of a similar hologram medium,
A plurality of pieces of information are multiplex-recorded in at least one small area in a recording layer of the hologram medium,
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, the reference hologram is reproduced from the hologram medium by inputting reference light from either above or below,
Provided is a hologram reproducing method for blocking reproduction light corresponding to other information so that any one of the plurality of information is selectively reproduced.
[0016]
The present invention is also an apparatus for recording a hologram on a similar hologram medium,
A light source for emitting light,
A light splitting unit that splits light emitted from the light source into first light and second light;
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, the object light obtained by spatially modulating the first light is incident on the hologram medium from above or below. Department and
A reference light incident portion that enters the second light as reference light from the end face of any of the core layers to the core layer,
The object light, and by diffracted light irradiated on the recording layer is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the core layer on which the reference light is incident, to record hologram information on the recording layer,
The object light incident portion has a light condensing incident portion that condenses and enters the object light into at least one small region in the recording layer of the hologram medium,
The reference light incidence unit provides a hologram recording device that enters the reference light so that the small region is irradiated.
[0017]
The present invention is also an apparatus for recording a hologram on a similar hologram medium,
A light source for emitting light,
A light splitting unit that splits light emitted from the light source into first light and second light;
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, the object light obtained by spatially modulating the first light is incident on the hologram medium from above or below. Department and
A reference light incident portion, which receives the second light as reference light from above or below the hologram medium, and
By the object light and the reference light, to record hologram information on the recording layer,
The object light incident portion has a light condensing incident portion that condenses and enters the object light into at least one small region in the recording layer of the hologram medium,
The reference light incidence unit provides a hologram recording device that enters the reference light so that the small region is irradiated.
[0018]
When excitation light is required for recording of the hologram medium, an excitation light incidence unit that emits excitation light from above or below the hologram medium to the recording layer so that the small area is irradiated on the recording layer. It may be further provided.
Alternatively, excitation light is incident on the core layer from an end face of any of the core layers, and the excitation light is diffracted by a diffraction grating layer corresponding to the incident core layer, and the small area of the recording layer is irradiated. An excitation light incident portion for injecting excitation light into the recording layer by the diffracted light irradiated as described above may be further provided.
As a typical example, the condensing / incident unit includes an imaging optical system using a lens.
The condensing and incident part may include a spatial light phase modulator, and the spatial light phase modulator may include a transparent dielectric plate or a liquid crystal panel.
[0019]
The present invention is also an apparatus for reproducing a hologram recorded on a recording layer of a similar hologram medium,
A light source for emitting light,
At least a portion of the light emitted from the light source has a reference light incident portion that enters the core layer as reference light from an end surface of any of the core layers,
The diffracted light irradiated to the recording layer is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the core layer on which the reference light is incident, and detects the hologram-recorded information as reproduction light,
Information is recorded in at least one small area in the recording layer of the hologram medium,
Provided is a hologram reproducing apparatus having a spatial light selector that partially blocks light so that reproduction light emitted from the recording layer is intensively emitted from the small area.
[0020]
The present invention is also an apparatus for reproducing a hologram recorded on a recording layer of a similar hologram medium,
A light source for emitting light,
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is stacked from below to above, at least a part of the light emitted from the light source is input as reference light from above or below the hologram medium as reference light. A light incident portion,
With the reference light, the information recorded in the hologram is detected as reproduction light,
Information is recorded in at least one small area in the recording layer of the hologram medium,
Provided is a hologram reproducing apparatus having a spatial light selector that partially blocks light so that reproduction light emitted from the recording layer is intensively emitted from the small area.
[0021]
The present invention is also an apparatus for reproducing a hologram recorded on a recording layer of a similar hologram medium,
A light source for emitting light,
A light branching unit that branches at least a part of the light emitted from the light source into a first light and a second light;
A first reference light incident portion that enters the first light as reference light from one end face of the core layer into the core layer,
Assuming that the layers of the optical waveguide of the hologram medium are stacked from below to above, a second reference light incidence unit that enters the second light as reference light from above or below the hologram medium When,
A light-shielding portion that makes any of the first and second reference light incident portions effective by blocking any one of the first and second lights,
When the first reference light incident portion is enabled, the reference light incident from the first reference light incident portion is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the incident core layer and irradiates the recording layer. The hologram-recorded information is detected as reproduced light by the diffracted light, and when the second reference light incident part is validated, the information is detected by the reference light incident from the second reference light incident part. Is detected as reproduction light.
Information is recorded in at least one small area in the recording layer of the hologram medium,
Provided is a hologram reproducing apparatus having a spatial light selector that partially blocks light so that reproduction light emitted from the recording layer is intensively emitted from the small area.
[0022]
The present invention is also an apparatus for reproducing a hologram recorded on a recording layer of a similar hologram medium,
A light source for emitting light,
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is stacked from below to above, at least a part of the light emitted from the light source is input as reference light from above or below the hologram medium as reference light. A light incident portion,
With the reference light, the information recorded in the hologram is detected as reproduction light,
Information is recorded in at least one small area in the recording layer of the hologram medium,
The hologram reproducing device may be configured to selectively irradiate the reference light so that the reference light incident section emits the reproduction light from the recording layer intensively from the small area.
[0023]
The present invention is also an apparatus for reproducing a hologram recorded on a recording layer of a similar hologram medium,
A light source for emitting light,
A light branching unit that branches at least a part of the light emitted from the light source into a first light and a second light;
A first reference light incident portion that enters the first light as reference light from one end face of the core layer into the core layer,
Assuming that the layers of the optical waveguide of the hologram medium are stacked from below to above, a second reference light incidence unit that enters the second light as reference light from above or below the hologram medium When,
A light-shielding portion that makes any of the first and second reference light incident portions effective by blocking any one of the first and second lights,
When the first reference light incident portion is enabled, the reference light incident from the first reference light incident portion is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the incident core layer and irradiates the recording layer. The hologram-recorded information is detected as reproduced light by the diffracted light, and when the second reference light incident part is validated, the information is detected by the reference light incident from the second reference light incident part. Is detected as reproduction light.
Information is recorded in at least one small area in the recording layer of the hologram medium,
The second reference light incidence unit provides a hologram reproducing device that selectively irradiates the reference light so that reproduction light emitted from the recording layer is intensively emitted from the small area.
[0024]
The present invention also focuses the object light on a small area in the recording layer of the hologram medium and makes it incident,
Irradiate another object light shifted the irradiation position, so that the irradiation area and the irradiation area of the object light partially overlap,
Provided is a hologram recording method for recording a plurality of pieces of information by inputting reference light so that the irradiation area of each object light is irradiated.
In reproducing a hologram medium on which information is recorded by such a method,
The reproduction light corresponding to other information may be blocked so that any one of the plurality of information is selectively reproduced.
Further, when excitation light is required for recording on the hologram medium, excitation light is incident on the recording layer from either above or below the hologram medium such that the irradiation area of each object light is irradiated. You may.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Corresponding parts are denoted by the same reference numerals in the drawings of each embodiment, and the description thereof will be omitted or simplified.
[0026]
<First embodiment>
1 to 3 show a hologram recording method according to a first embodiment of the present invention.
In these figures, 130 is a hologram medium, 131 is a plurality of divided areas of the medium 130, 132 is a recording / reproducing area thereof, 133 is a set of areas for recording / reproducing information of one of the areas 131, Reference numerals 1 and 2 denote a core layer and a cladding layer, respectively, for constituting an optical waveguide (or a planar waveguide). Reference numeral 3 denotes a diffraction grating layer formed on an interface between the core layer 1 and the cladding layer 2; A recording layer 6 made of an optical recording material disposed on the upper surface, 6 is an object light to which information to be recorded is added as a first light, and 71 is a reference light as a second light.
[0027]
First, the hologram recording method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1A (top view) and 1B (cross-sectional view taken along line “ab” in FIG. 1A).
In the present embodiment, both the object light 6 and the reference light 71 are selectively applied to the recording layer 4 in only one area 132 of the plurality of divided areas 131 of the medium 130 from above or below the medium. The information is recorded as a hologram by irradiation. Accordingly, it is possible to record a plurality of different information on the recording layer 4 in the plurality of areas 131 of the medium 130, and it is possible to increase the recording capacity per medium 130.
[0028]
At this time, the object light 6 is set so as to be once condensed or stopped in the vicinity or inside of the medium 130, and then expanded outside the medium 130 to form an image on a photodetector for detecting reproduction information. Keep it. This makes it possible to increase the recording density per area 131 without depending on the pixel size of any of the spatial light intensity modulator and the photodetector for displaying the record information.
FIG. 1B shows an example in which the object light 6 is most condensed or stopped in the vicinity of the medium after passing through the medium 130. This is to make the position where the object light 6 is most converged or converged coincide with the position of the opening 101 of the spatial light selector 14 described later, thereby improving the selectivity of the reproduction light during the reproduction operation. Thus, it is possible to reduce the crosstalk of the reproduction signal.
[0029]
The wavefront of the reference light 71 in the recording layer 4 is such that the reference light 72 is incident from one end face of the core layer 1 and propagates into the core layer as shown in FIG. Is set to be equal to the wavefront in the recording layer 4 when the recording layer 4 is irradiated with the specific diffracted light 74 of the propagation light 73 by the diffraction grating layer 3.
Further, as shown in FIG. 8, the wavefront of another reference light 71 in the recording layer 4 is such that the reference light 72 is incident from another end face of the core layer 1, and another diffraction grating is applied to the recording layer 4. It is set to be equal to the wavefront in the recording layer 4 when the diffracted light 74 that is different from the specific one by the layer 3 is irradiated.
This enables the hologram reproducing method described in a fourth embodiment described later.
[0030]
FIG. 1B shows an example in which the transmission type hologram is recorded by irradiating the object light 6 from the same direction as the reference light 71 when viewed from the recording layer 4 of the medium 130. As shown in FIG. 1 (B), the reflection hologram can be recorded by irradiating the object light 6 from the direction facing the reference light 71 when viewed from the recording layer 4 of the medium 130. .
[0031]
Next, a recording method according to another embodiment will be described with reference to FIGS. 3A (a top view) and 3B (a cross-sectional view taken along line “ab” in FIG. 3A).
In this embodiment, one piece of recording information is divided in advance into a plurality of portions, and each portion is recorded as a hologram on the recording layer 4 in a different region among the plurality of regions 131 of the medium 130. For each of the divided parts of the recording information, the corresponding object light 6 and reference light 71 are both applied to the recording layer 4 of only one or more areas 132 of the plurality of divided areas 131 of the medium 130. On the other hand, selective information is selectively recorded as a hologram by irradiating the medium from above or below.
[0032]
Thus, as in the case of FIG. 1, it is possible to record different pieces of information on the recording layer 4 of the plurality of areas 131 of the medium 130, and it is possible to increase the recording capacity per medium 130.
At this time, the setting of the object light 6 and the reference light 71 is performed in exactly the same manner as described with reference to FIG. Thereby, exactly the same effects as those of the above-described recording method can be obtained.
[0033]
However, in the present embodiment, in order to record the entire recording information, the recording operation is repeatedly performed for one recording information at least once, and at most up to the number of divisions of the recording information. As a result, a set 133 of a certain number of areas equal to the number of divisions of the recording information in the plurality of divided areas 131 is configured as a recording area corresponding to one piece of recording information on the medium 130. Become.
[0034]
As described above, in this embodiment, one piece of recording information is divided into a plurality of portions, and each portion is recorded as a hologram in a different one of the plurality of divided regions 131 in the recording layer 4. Therefore, if the size of the photodetector for detecting the reproduction information and the distance between the medium 130 and the photodetector are constant, the magnification of the object light 6 from the medium position to the photodetector position, that is, from the medium position to the image plane, Can be reduced, and the optical system of the object light 6 can be easily realized.
[0035]
Note that, in this embodiment, recording of the reflection hologram may be performed in the same manner as described with reference to FIG.
Although not particularly shown in the present embodiment, since the object light 6 and the reference light 71 are selectively irradiated to the recording layer 4 only in the region 132 of the medium 130, either one of the object light 6 and the reference light 71 or For both, a spatial light selector provided with the necessary openings may be used.
[0036]
In the present embodiment, a plurality of sets of the core layer 1 and the diffraction grating layer 3 in the optical waveguide are stacked, the diffraction grating layer 3 is formed on the upper boundary surface between the core layer 1 and the cladding layer 2, and the recording layer 4 is formed. Although the example of the medium configuration arranged on the upper surface of the optical waveguide is shown, even though the core layer 1 and the diffraction grating layer 3 in the optical waveguide are each only one layer, the diffraction grating layer 3 is The recording layer 4 may be formed on the lower boundary surface of the layer 2 or on the lower surface of the optical waveguide, or on both upper and lower surfaces, or on the two optical waveguides. The same effect as in the present embodiment can be obtained even if the optical waveguide and the recording layer are alternately laminated, even if they are arranged so as to be sandwiched between them. That is, it is sufficient that at least one recording layer and at least one optical waveguide are arranged adjacent to each other.
This point is the same in the following embodiments (including the reproducing method) having the same configuration.
[0037]
Further, the same effect can be obtained even if the recording layer 4 is disposed on one of the upper and lower surfaces of the optical waveguide or on both surfaces, and the same effect is obtained even if the recording layer 4 is disposed spatially separated from the optical waveguide. It works.
The same effect can be obtained regardless of whether the recording layer 4 is adhered to the optical waveguide with an adhesive or fixed without an adhesive. Further, the recording layer 4 is sandwiched on one side or both sides by a protective film. The same effect is obtained even if the surroundings are covered with a protective film.
These points also apply to the following embodiments (including the reproducing method) having the same configuration.
[0038]
<Second embodiment>
4 and 5 show a hologram recording method according to a second embodiment of the present invention. In the figure, the difference from the first embodiment is that an excitation light 80 which is a third light is used. In this embodiment, when the optical recording material forming the recording layer 4 of the medium 130 is recorded by the object light 6 and the reference light 71, excitation by the excitation light 80 having a different wavelength from these two lights is necessary. Is assumed.
[0039]
First, the hologram recording method of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4A (top view) and 4B (cross-sectional view taken along the line “ab” in FIG. 4A).
In the present embodiment, the object light 6, the reference light 71, and the excitation light 80 are all selectively applied to the recording layer 4 in only one area 132 of the plurality of divided areas 131 of the medium 130. The information is recorded as a hologram by irradiation from above or below. This makes it possible to record a plurality of different information on the recording layer 4 of the plurality of areas 131 of the medium 130, and to increase the recording capacity per medium 130. At this time, the setting of the object light 6 and the reference light 71 Is performed in exactly the same manner as described in the first embodiment. Thus, also in this embodiment, the same effect as the recording method described with reference to FIG. 1 can be obtained.
[0040]
FIG. 4B shows an example in which the excitation light 80 is irradiated from above or below the medium 130 independently of the object light 6 and the reference light 71. However, the excitation light 80 is shown in FIG. The same effect can be obtained by overlapping and irradiating one or both of the object light 6 and the reference light 71 as shown in FIG. In addition, the excitation light may be incident from the end face of any of the core layers, and the excitation light may be incident on the recording layer using the diffracted light from the diffraction grating layer, which is also possible in the following related embodiments. It is.
[0041]
Also, in the present embodiment, the recording of the reflection type hologram may be performed in exactly the same manner as described in the first embodiment.
Also, in the present embodiment, as in the description of the first embodiment, one piece of recording information is divided into a plurality of portions in advance, and each portion is different from each of the plurality of divided regions 131 of the medium 130. It is possible to record as a hologram on the recording layer 4 in the region. This is the same in the following respective embodiments.
Although not particularly shown in the present embodiment, the object light 6, the reference light 71 and the excitation light 80 are selectively irradiated to the recording layer 4 only in the region 132 of the medium 130, so that the object light 6, the reference light 71 , And a spatial light selector provided with a necessary opening for any or all of the excitation light 80.
[0042]
<Third embodiment>
FIGS. 6A (top view) and (B) (cross-sectional views taken along line “ab” in FIG. 6A) show a hologram recording method according to a third embodiment of the present invention. The difference from the second embodiment is that a reference light 72 is used instead of the reference light 71 in the figure. Numerals 73 and 74 denote propagation light in the core layer 1 and its diffracted light by the diffraction grating layer 3.
In the present embodiment, similarly to the second embodiment, since the optical recording material forming the recording layer 4 is recorded by the object light 6 and the reference light 72, the excitation light having a wavelength different from these two lights is used. It is assumed that excitation by 80 is required.
[0043]
In the present embodiment, both the object light 6 and the excitation light 80 are selectively applied to the recording layer 4 in only one area 132 of the plurality of divided areas 131 of the medium 130 from above or below the medium. At the same time, the reference light 72 is incident from one end face of the core layer 1, propagates the propagation light 73 in the core layer, and transmits the reference light 72 to one or more areas of the recording layer 4 including the area 132. The information is recorded as a hologram by irradiating the propagation light 73 with a specific diffracted light 74 by the diffraction grating layer 3.
Accordingly, it is possible to record a plurality of different information on the recording layer 4 in the plurality of areas 131 of the medium 130, and it is possible to increase the recording capacity per medium 130.
[0044]
At this time, the setting of the object light 6 is performed in exactly the same manner as described in the first embodiment. Thus, in this embodiment, the same effect as the recording method described in the first embodiment is obtained. Can be
The wavefront of the diffracted light 74 in the recording layer 4 can be arbitrarily formed by appropriately designing the diffraction grating layer 3. For example, a single diffraction grating layer 3 can generate a diffracted light having a uniform wavefront (parallel light, convergent light, or divergent light) over the entire surface, or generate diffracted lights having different wavefronts depending on positions. It can be generated, or it can be generated or not generated depending on the position.
[0045]
That is, in the case where one diffraction grating layer 3 generates uniform parallel light over the entire surface and the radiation angles of the parallel light generated by the diffraction grating layers 3 of the respective layers are set to be different from each other, the conventional technique is used. The recording / reproduction corresponding to the angle multiplex volume hologram method is performed.
In addition, one diffraction grating layer 3 generates a plurality of converging lights converging at one or different positions, and the converging positions of the converging lights generated by the diffraction grating layers 3 of the respective layers are set to be different from each other. In such a case, recording and reproduction corresponding to a method called a so-called shift multi-volume hologram in the related art is performed.
[0046]
Further, when one diffraction grating layer 3 generates light having a wavefront having a certain phase distribution, and the phase distributions of the wavefronts of light generated by the diffraction grating layers 3 of the respective layers are set so as to be orthogonal to each other. In addition, recording and reproduction corresponding to a method called a so-called phase multiplex volume hologram in the related art are performed. In any case, the recording / reproducing method of the present invention is effective.
[0047]
FIG. 6B shows an example in which the excitation light 3 is irradiated from above or below the medium 130 independently of the object light 6 and the reference light 72, but the excitation light 3 is emitted similarly to FIG. The same effect can be obtained by irradiating the object beam 6 with the object beam 6.
FIG. 6B shows an example of recording a transmission type hologram by irradiating the object light 6 from the recording layer 4 of the medium 130 in the same direction as the diffracted light 74, but in this embodiment, Alternatively, it is also possible to record a reflection hologram by irradiating the object light 6 from the direction facing the diffracted light 74 when viewed from the recording layer 4 of the medium 130.
[0048]
Although not particularly shown in the present embodiment, since the object light 6 and the excitation light 80 are selectively irradiated to the recording layer 4 only in the region 132 of the medium 130, either the displacement of the object light 6 or the excitation light 80 or For both, a spatial light selector provided with the necessary openings may be used.
In order to reduce the influence of the reflection of the diffracted light 74 diffracted by the diffraction grating layer 3 on the surface of the medium 130, it is effective to apply an anti-reflection coating on the upper, lower, or both upper and lower surfaces of the medium 130. is there. This is the same in the following embodiments having the same configuration.
[0049]
<Fourth embodiment>
7 to 10 show a hologram reproducing method according to a fourth embodiment of the present invention. In each figure, the same parts as those shown in FIG. 14 is a spatial light selector, 101 is an opening thereof, and 9 is a reproduction light.
First, a reproduction method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7A and 7B are top views, and FIG. 7C is a cross-sectional view taken along line “ab” in FIG. 7B.
[0050]
In order to reproduce the hologram recorded on the hologram medium recorded by the method described in the first to third embodiments, the reference light 72 is incident from one end face of the core layer 1 as shown in FIG. Then, the propagating light 73 is propagated in the core layer, and the recording layer 4 in one or more areas including the area 132 where the desired information is recorded among the plurality of divided areas 131 of the medium 130 is recorded. Then, a specific diffracted light 74 of the propagation light 73 by the diffraction grating layer 3 is irradiated.
[0051]
Therefore, when the recording is performed by the method described in the third embodiment, the recording layer 4 in the area 132 is irradiated with the same diffracted light 74 as that at the time of recording. In the case of recording by the method described above, the wavefront of the diffracted light 74 applied to the recording layer 4 in the region 132 in the recording layer 4 is equal to the wavefront of the reference light 71 in the recording layer 4 at the time of recording. In any case, the hologram is reproduced, and the reproduction light 7 is obtained.
[0052]
Further, as shown in FIG. 8 (a cross-sectional view corresponding to FIG. 7C), when the reference light 72 is incident from another end face of the core layer 1, the characteristic light from the other diffraction grating layer 3 can be obtained. Is irradiated with different diffracted light 74, another hologram is reproduced, and another reproduced light 7 is obtained.
Here, the reproduction light emitted from the medium 130 is obtained by superimposing the reproduction light of the hologram recorded on the recording layer 4 in one or more areas irradiated with the diffracted light 74. In order to extract only the desired reproduction light 7 from this, as shown in FIGS. 7 and 8, the spatial light selector 14 having the opening 101 only in the area 132 to be reproduced is arranged close to the medium 130. As a result, only the reproduction light 7 having the information recorded in the area 132 can be selectively reproduced.
As a spatial light selector, a mask whose aperture position is fixed, or a mask that moves it two-dimensionally, or a mask that uses a liquid crystal panel, and electrically changes the size, number, and position of the aperture, etc. Is mentioned.
[0053]
7 and 8 show an example in which a transmission hologram is reproduced by disposing the spatial light selector 14 above the medium 130. FIG. 9 (A) is a top view, and FIG. (Refer to the cross-sectional view taken along the line “ab” in (A) and the bottom view in (C)), the reflection hologram can be reproduced by disposing the spatial light selector 14 below the medium 130. It is.
Also, in order to reproduce a medium in which one piece of recording information is divided into a plurality of parts as shown in FIG. 3A and recorded, as shown in FIG. 10 corresponding to FIG. The spatial light selector 14 having the opening 101 only in the portion may be arranged close to the medium 130.
[0054]
Further, the wavefront of the diffracted light 74 in the recording layer 4 can be arbitrarily formed by appropriately designing the diffraction grating layer 3, and various multiplexing methods can be realized by changing the structure of the diffraction grating layer 3. The hologram can be recorded and reproduced as described in the third embodiment.
[0055]
In order to prevent unnecessary diffracted light 74 other than irradiating the desired area 132 from being incident on the photodetector for detecting the reproduction information, the recording layer 4 in the desired area 132 is irradiated as necessary. The area around the area of the diffraction grating layer 3 that generates the diffracted light 74 to be generated is set as an area where no diffracted light 74 is generated, and the reference light 72 is incident on the recording layer 4 in another area adjacent to the desired area 132. It is effective to change the core layer 1 so that the diffracted light 74 is generated from the diffraction grating layer 3 of another layer.
In order to realize this, the area where the diffracted light 74 is generated in the diffraction grating layer 3 of each layer is, for example, a stripe pattern or a checkered pattern, and the diffraction grating layer 3 of each layer diffracts the light. The regions that generate the light 74 may be arranged alternately.
[0056]
<Fifth embodiment>
11 to 12 show a hologram reproducing method according to a fifth embodiment of the present invention. In these drawings, the difference from the fourth embodiment is that reference light 71 is used instead of reference light 72 in FIG. 7C. That is, as shown in FIG. 11 (corresponding to FIG. 7), instead of the reference light 72, the reference light 71 is used to divide the area 132 of the medium 130 into a plurality of divided areas 131 where desired information is recorded. A hologram is reproduced by irradiating the recording layer 4 in one or more areas including the medium from above or below the medium, and a reproduction light 7 is obtained. The setting of the reference light 71 is performed in exactly the same manner as described in the first embodiment.
[0057]
Here, the reproduction light emitted from the medium 130 is obtained by superimposing the reproduction light of the hologram recorded on the recording layer 4 in one or more areas irradiated with the reference light 71. In order to extract only the desired reproduction light 7 from this, as shown in FIG. 11, the spatial light selector 14 having the opening 101 only in the area 132 to be reproduced is arranged close to the medium 130. As a result, only the reproduction light 7 having the information recorded in the area 132 can be selectively reproduced.
[0058]
To reproduce a medium in which one piece of recording information is divided into a plurality of parts and recorded as shown in FIG. 3A, as shown in FIG. 12 (corresponding to FIG. 11), The spatial light selector 14 having the opening 101 only in the portion 133 may be disposed close to the medium 130.
[0059]
<Sixth embodiment>
13 and 14 show a hologram reproducing method according to a sixth embodiment of the present invention. The difference from the fifth embodiment is that the reference light 71 is set as described in the first embodiment without using the spatial light selector 14.
That is, in order to reproduce the hologram medium recorded by the method according to any one of the first to third embodiments, FIG. 13 (A) (top view), (B) (“ab” in FIG. 13 (A)) As shown in a cross-sectional view taken along the line “), the reference beam 71 is applied to the recording layer 4 of only one or more regions 132 in which the desired information is recorded among the plurality of divided regions 131 of the medium 130. Optionally, the hologram is reproduced by irradiating the hologram from above or below the medium, and only the reproduction light 7 having information recorded in one or more regions 132 is obtained.
[0060]
In this embodiment, it is not necessary to provide a spatial light selector on the emission side of the reproduction light 7 of the medium 130. However, the spatial light selector 14 and the opening 101 similar to those in the fourth or fifth embodiment may be provided. Good.
In addition, in order to reproduce a medium in which one piece of recording information is divided into a plurality of parts and recorded as shown in FIG. 3A, it is desired to reproduce the reference light 71 as shown in FIG. 14 corresponding to FIG. It is sufficient to selectively irradiate the recording layer 4 of only the region set 133 from above or below the medium.
[0061]
Although not particularly shown in the present embodiment, since the reference light 71 is selectively applied to the recording layer 4 only in the region 132 of the medium 130, the reference light 71 has a spatial light A vessel may be used.
13 (B) and FIG. 14 (B) show an example in which a transmission type hologram is reproduced by irradiating the reference light 71 from below as viewed from the recording layer 4 of the medium 130. It is also possible to reproduce a reflection hologram by irradiating the reference beam 71 from above as viewed from the recording layer 4.
[0062]
In each of the above embodiments, the recording layer 4 may be an optical recording material used in general hologram recording. For example, a photopolymerizable material such as a photopolymer that causes photopolymerization accompanying a change in the cyclic structure by light irradiation, a photocrosslinkable material represented by an ammonium bichromate-polyvinyl alcohol-based material, a photochromic material, an azo dye A photoisomerization material such as a material doped with PMMA (polymethyl methacrylate), or LiNbO 3 , BaTiO 3 , Ba 12 SiO 20 Examples thereof include a photorefractive material represented by an inorganic dielectric crystal such as (BSO) or a polymer-based photorefractive material.
[0063]
As a specific shape of the hologram medium, a card type, a chip type, a disk type, a tape type, a drum type, and the like can be considered, but the method of the present invention can be applied to any of them, and all have the same effects.
Further, the area of the waveguide surface of the optical waveguide and the area of the recording layer are not necessarily the same, and the area of the waveguide surface may be larger or smaller. If the area of the waveguide surface is smaller, the optical waveguide can be driven one-dimensionally, two-dimensionally, or three-dimensionally to cover the entire recording layer.
[0064]
By the way, in order for light to propagate through the core layer 1, the core layer 1 may be sandwiched by a medium having a refractive index lower than the refractive index of the core layer 1. In FIG. 1 and the like, the refractive index of the cladding layer 2 is set lower than the refractive index of the core layer 1.
The clad layer 2 is disposed at a position sandwiching all the core layers 1 as described above in order to maintain and support the shape of the optical waveguide, but the core layer 1 is arranged so that light propagates through the core layer 1. May be sandwiched between portions having lower refractive indices.
For example, when the refractive index of the free space is lower than the refractive index of the core layer 1 (that is, the lower refractive index portion is air, vacuum, or the like), for example, either the uppermost cladding layer 2 or the lowermost cladding layer 2 Even if one or both are not provided, light is guided to the core layer 1 sandwiched between air and the like, so that the same effect can be obtained. This is generally the same for each core layer even when there are a plurality of core layers. When the refractive index of the recording layer is lower than the refractive index of the core layer, the recording layer can function as the portion having the lower refractive index.
[0065]
Next, FIGS. 15A to 15D are schematic diagrams illustrating examples of the diffraction grating layer 3.
The diffraction grating layer 3 is formed of a sawtooth-shaped groove as shown in FIG. 15A, a sine-wave-shaped groove as shown in FIG. 15B, and FIG. ) (The figure shows a configuration in which portions having different refractive indices are alternately arranged).
[0066]
The diffraction grating layer may or may not be uniform in the waveguide plane, but here, the diffraction efficiency of the diffraction grating layer has a predetermined distribution so that the light diffracted by the diffraction grating layer has a desired intensity. An example will be described.
As a preferred example, a diffraction grating layer having a distribution in which the diffraction efficiency gradually increases in the propagation direction of the propagating light may be mentioned. In this way, the attenuation of the light intensity generated as the light propagates can be canceled, and the intensity profile of the diffracted light from each diffraction grating layer can be made uniform or similar in the in-layer direction.
FIG. 16 shows an example in which a diffraction grating layer is formed by a grating having a rectangular wave shape, and the diffraction efficiency is distributed so as to gradually increase to the right according to the height of the rectangle. The diffraction efficiency in this case is proportional to the square of the height of the rectangle.
[0067]
In the multilayer optical waveguide, the diffraction efficiencies of two or more diffraction grating layers may have a predetermined distribution in the stacking direction. A preferred example is a diffraction grating having a distribution in which the diffraction efficiencies of two or more diffraction grating layers become gradually lower in the diffracted light emission direction. In this way, for example, when diffracted light is emitted above the optical waveguide, the phenomenon that the more the diffracted light from the diffraction grating layer located below the optical waveguide is more easily absorbed by the optical waveguide and attenuated, can be canceled. The intensity of the diffracted light coming out of the optical waveguide from the diffraction grating layer can be made uniform or similar.
[0068]
FIG. 17 shows an example in which the diffraction grating layers (diffraction grating layers 31 to 35 in order from the top) are formed by rectangular-wave gratings, and the diffraction efficiency is distributed so that the diffraction efficiency is gradually reduced toward the top according to the height of the rectangle. Show. FIG. 17 shows a cross section of a part of the optical waveguide along the stacking direction.
In addition, by combining the two, the diffraction efficiency of the diffraction grating layer may have a distribution such that the diffraction efficiency gradually increases in the waveguide direction of light propagating through the core layer and gradually decreases in the emission direction of the diffracted light. . According to this, the intensity of the diffracted light emitted from any position of any diffraction grating layer can be uniform or almost the same.
[0069]
In the above description, an example was described in which the intensity of the diffracted light was made exactly uniform or equal in the in-layer direction and the layer thickness direction. In many cases, there is no problem if they are the same. According to the present invention, by appropriately distributing the diffraction efficiency of the diffraction grating layer in the in-layer direction and the layer thickness direction, the intensity of the diffracted light can be made substantially the same in the in-layer direction and the layer thickness direction. .
[0070]
In the above, the description has been made focusing on the point that the intensity of the diffracted light is uniform or equal in the in-layer direction and the layer thickness direction. However, depending on the application field, if the intensity of the diffracted light is intentionally given a distribution. It may be convenient. According to the present invention, the intensity of the diffracted light can be made a desired distribution by appropriately distributing the diffraction efficiency of the diffraction grating layer in the in-layer direction and the layer thickness direction.
[0071]
Further, the area of the diffraction grating layer does not need to be the same as the area of the core layer, and the diffraction grating layer may be partially provided or may be dispersedly arranged in a plurality. Further, it is not necessary to provide a diffraction grating layer corresponding to all the core layers, and there may be a core layer having no diffraction grating layer.
[0072]
Further, at the time of recording / reproduction, the reference light can be made to enter from either the lower surface or the upper surface of the hologram medium or from the end face of the core layer, and both have the same effect. Further, at the time of recording, the object light can be made to enter from either below or above the hologram medium, and both have the same effect. Further, when excitation light is required at the time of recording, the excitation light can be made incident from below, above, or from the end face of the core layer of the hologram medium, and all have the same effect.
[0073]
<Seventh embodiment>
18 to 21 show an embodiment of a hologram recording apparatus for realizing the hologram recording method described in the first embodiment.
In these drawings, 130 is a hologram medium having the structure described in the first embodiment, 6 is a first light, an object light 71 is a second light, a reference light, and 141 is an object light and a reference light for the reference light. A light source, 151 and 152 are polarization controllers, 161 is a light splitter, 170 is a light shield, 181 and 182 are reflectors, 20 is a light beam expander, 21 is a spatial light intensity modulator, 22 is an imager, and 30 is The spatial light phase modulator 331 is a light collector.
The polarization controllers 151 and 152 are elements for rotating the polarization plane of light, and use, for example, a half-wave plate.
[0074]
The optical splitter 161 is an element that splits a light beam in two directions, and uses, for example, a half mirror or various beam splitters.
The spatial light intensity modulator 21 is an element that displays information to be recorded on the medium 130, and uses, for example, a liquid crystal panel or a DMD (Digital Micromirror Device) element.
The imager 22 is an optical system for forming an image of the object light 6 on the photodetector in the reproducing apparatus, that is, an image forming plane in the drawing via the medium 130. For example, a single lens or a combination lens is used.
[0075]
First, a hologram recording device according to the present invention will be described with reference to FIG.
The light beam emitted from the light source 141 is split into two by an optical splitter 161, and each split beam is controlled by two polarization controllers 151 and 152 to have a polarization necessary for recording. One of the split beams is reflected by a reflector 181, expanded to a desired beam width by a beam expander 20, and further provided with information to be recorded on a medium 130 by a spatial light intensity modulator 21. Thus, the image light 22 becomes the object light 6. Another one of the split beams is reflected by the reflector 182 and becomes the reference light 71.
[0076]
Here, it is assumed that the object light 6 can be irradiated from above or below the medium by controlling the relative position of the medium 130 to the recording layer 4 of only the desired area 132 of the medium 130. The reference light 71 is incident on the recording layer 4 of only the desired area 132 of the medium 130 at a desired incident angle by controlling the angle and position of the reflector 182 and the relative position of the medium 130. It can be irradiated from above or below the medium.
[0077]
Hereinafter, the principle and effect of the recording operation in the present embodiment and each embodiment are exactly the same as those described in the first embodiment.
In FIG. 18, since the reference beam 71 is a parallel beam and the angle of incidence on the medium 130 can be changed by controlling the angle and position of the reflector 182, the reference beam 71 corresponds to the conventional angle multiplex volume hologram method. Recording and reproduction can be performed. Accordingly, as the diffraction grating layer 3 in the medium 130 used in the present embodiment, for example, parallel light is generated, and the radiation angles of the parallel light generated by the diffraction grating layers 3 of each layer are set to be different from each other. Use something.
[0078]
FIG. 18 shows an example of recording a transmission hologram by irradiating the object light 6 from the same direction as the reference light 71 when viewed from the recording layer 4 of the medium 130. However, as shown in FIG. It is also possible to record a reflection hologram by irradiating the object light 6 from the direction facing the reference light 71 when viewed from the recording layer 4 of 130.
[0079]
Next, another example of the hologram recording device will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, the point at which the wavefront of the reference light 71 is converted by the condenser 331, and the object light 6 and the reference light 71 can be applied to the recording layer 4 at a desired position in a desired area 132 of the medium 130. Except for this point, the configuration is exactly the same as that of FIG. The condenser 331 is an element that converts the reference light 71 into convergent light, and uses, for example, a single lens or a combination lens.
[0080]
In the present embodiment, it is possible to perform recording and reproduction corresponding to the conventional shift multiplex volume hologram method. Therefore, as the diffraction grating layer 3 in the medium 130 used in the present embodiment, for example, a plurality of converging lights converging at one or different positions are generated, and the diffraction grating layers 3 of each layer generate convergence. Light convergence positions set differently from each other are used.
[0081]
Next, another example of the recording apparatus will be described with reference to FIG. This embodiment has the same configuration as that of FIG. 18 except that the wavefront of the reference light 71 is modulated by the spatial light phase modulator 30. The spatial light phase modulator 30 is an element that modulates the reference light 71 into light having a wavefront having a certain phase distribution, and uses, for example, a liquid crystal panel or a phase plate made of a transparent dielectric. Also in the present embodiment, the principle and effect of the recording operation are exactly the same as those described in the first embodiment.
[0082]
The liquid crystal panel can actively modulate the phase distribution of the wavefront of the transmitted light or the reflected light by applying an electric signal or an optical signal from the outside.
The phase plate is provided with a pattern of fine irregularities on the surface of a transparent dielectric plate such as glass by etching or vapor deposition, and changes the phase distribution of the wavefront of transmitted light according to the pattern. Things. Therefore, in order to variously change the phase distribution of the wavefront of the transmitted light, a plurality of phase plates having patterns different from each other may be prepared in advance, and these may be replaced. Alternatively, if a phase plate having a plurality of patterns different from each other depending on the position is used, it is possible to variously change the phase distribution of the wavefront of the transmitted light simply by moving the phase plate and changing the light transmission position.
[0083]
FIG. 22 shows an example of a spatial light phase modulator using a phase plate. This is an example of the phase plate 301 in which a plurality of different patterns are provided on one circular transparent dielectric plate. By rotating the phase plate 301, the phase distribution of the wavefront of the transmitted light can be variously changed. Can be. This spatial light phase modulator has an advantage that very high-speed optical phase modulation can be easily realized by rotating the phase plate at high speed.
FIG. 23 shows a partial configuration example of an apparatus using the phase plate shown in FIG. By thus rotating the phase plate 301 around the object light 6, the size of the apparatus can be reduced.
[0084]
In this embodiment, it is possible to perform recording / reproduction corresponding to the conventional phase multiplex volume hologram method. Therefore, as the diffraction grating layer 3 in the medium 130 used in the present embodiment, for example, light having a wavefront having a certain phase distribution is generated, and the phase of the wavefront of light generated by the diffraction grating layer 3 of each layer is generated. Use those whose distributions are set to be orthogonal to each other.
In FIGS. 20 and 21, the recording of the reflection hologram may be performed in exactly the same manner as described with reference to FIGS. This is the same in the following embodiments.
[0085]
Also, in this embodiment and the following related embodiments, similarly to the description of the first embodiment, one piece of recording information is divided into a plurality of portions in advance, and each portion is divided into a plurality of media 130. It is possible to record as a hologram on the recording layer 4 in different areas of the area 131.
Although not particularly shown in the present embodiment, since the object light 6 and the reference light 71 are selectively irradiated to the recording layer 4 only in the region 132 of the medium 130, either one of the object light 6 and the reference light 71 or For both, a spatial light selector provided with the necessary openings may be used.
These variations are similarly effective in the following embodiments.
[0086]
<Eighth embodiment>
FIG. 24 shows a second example of the recording apparatus for realizing the recording method described in the first embodiment.
This embodiment has the same configuration as that of FIG. 18 except that the object light transmitted through the medium 130 is imaged on the photodetector in the reproducing apparatus, that is, on the image forming plane in the drawing by using the imager 23. It has become.
As the imager 23, for example, a single lens or a combination lens is used. The imager 23 is unnecessary in a device dedicated to recording and has no photodetector, but is shown here for explanation. In this embodiment, the principle and effect of the recording operation are the same as those described in the first embodiment.
[0087]
In the present embodiment, the function of irradiating the object light 6 onto the medium 130 so as to be focused or focused, and expanding the object light transmitted through the medium 130 to form an image on the image forming plane in FIG. Since it is sufficient to use only one imager 22 and 23 to realize the same function, there is an advantage that the design of the optical system becomes easier as compared with the case where the same function is realized only by one imager 22.
[0088]
Further, in the present embodiment, as in FIG. 18, a configuration for performing recording and reproduction corresponding to the angle multiplex volume hologram method is shown. However, as described in the seventh embodiment, the spatial light phase modulator 30 By adding a device 331 and irradiating the object beam 6 and the reference beam 71 to a desired position in a desired area of the medium 130, a phase multiplex volume hologram system or a shift multiplex volume hologram system can be realized. Corresponding recording and reproduction can be performed. This is the same in the following ninth embodiment.
[0089]
<Ninth embodiment>
FIGS. 25 and 26 show a third example of the hologram recording apparatus for realizing the recording method described in the first embodiment.
This embodiment has the same configuration as that of FIG. 18 except that a spatial light phase modulator 221 is used as the imager 22. The spatial light phase modulator 221 is an element that modulates the object light 6 into light having a wavefront having a certain phase distribution, and uses, for example, a liquid crystal panel or a transparent dielectric plate.
[0090]
In FIG. 25, since the spatial light intensity modulator 21 and the spatial light phase modulator 221 are disposed in close contact with each other, an arbitrary intensity and phase distribution can be realized on the wavefront of the object light 6. Therefore, in the present embodiment, the object light 6 is radiated so as to be condensed or converged on the medium 130 with a greater degree of freedom than in the case where a normal single lens or a combination lens is used as the imager 22. There is an advantage that it can be set as follows.
[0091]
When the spatial light intensity modulator 21 and the spatial light phase modulator 221 cannot be arranged in close contact due to restrictions on element size and the like, they are arranged via a so-called 4f lens 222 as shown in FIG. These may be optically coupled. The 4f lens 222 is a combination of two lenses having the same focal length f at an interval of d = 2f. For each lens, for example, a single lens or a combination lens is used. By doing so, exactly the same effect as when the spatial light intensity modulator 21 and the spatial light phase modulator 221 are arranged in close contact can be obtained.
[0092]
Next, a hologram recording apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment has the same configuration as that of FIG. 18 except that the spatial light phase modulator 221 and the imaging lens 223 are used in combination as the imager 22. The imaging lens 223 is an optical system for assisting the imaging function of the spatial light phase modulator 221. For example, a single lens or a combination lens is used.
[0093]
In FIG. 26, the spatial light intensity modulator 21 and the spatial light phase modulator 221 are arranged in close contact as shown in FIG. 25 or via a so-called 4f lens 222 as shown in FIG. Therefore, in the present embodiment, the object light 6 is radiated so as to be condensed or converged on the medium 130 with a greater degree of freedom than in the case where a normal single lens or a combination lens is used as the imager 22. In addition to the above setting, since the imaging function of the spatial light phase modulator 221 can be assisted by the imaging lens 223, there is an advantage that the design of the optical system becomes easy.
[0094]
In this case, in the present embodiment, since the irradiation state of the object light 6 onto the medium 130 can be set with a greater degree of freedom, the object light 6 is applied to a plurality of areas 132 of the set 133 of areas to be recorded on the medium 130. 6 can be irradiated simultaneously. As a result, the number of repetitions of the recording operation performed on one piece of recording information can be reduced, and as a result, the recording speed can be improved.
[0095]
Further, in the present embodiment, the object light 6 is radiated so as to be converged or focused on the medium 130 by using only one imager 22, and the object light transmitted through the medium 130 is enlarged in FIG. Although the configuration in which an image is formed on the image forming plane is shown, a configuration in which the image forming device 23 is added as described in the eighth embodiment may be employed to facilitate the design of the optical system. This is the same in the embodiments described later.
[0096]
<Tenth embodiment>
FIGS. 28 and 29 show a fourth embodiment of the hologram recording apparatus for realizing the hologram recording method described in the second embodiment. That is, the present embodiment is a case where excitation by the excitation light 80 is required at the time of recording the optical recording material forming the recording layer 4.
First, a recording apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the point that the light beam emitted from the light source 142 passes through the light shield 174 and is reflected by the reflector 184 to become the excitation light 80, and the excitation light 80 18 except that the recording layer 4 in only the desired area 132 of the medium 130 can be irradiated from above or below the medium by controlling the relative position of the medium 130. It has a similar configuration. Hereinafter, the principle and effect of the recording operation are exactly the same as those described in the second embodiment.
[0097]
Also, in the configuration example shown in FIG. 29, except that the light beam emitted from the light source 142 is incident on the optical splitter 161 after passing through the light shield 174 and the polarization controller 154, it is completely the same as FIG. Configuration.
The polarization controller 154 is an element for rotating the polarization plane of light, and uses, for example, a half-wave plate. Also in the present embodiment, the principle and effect of the recording operation are exactly the same as those described in the second embodiment.
For example, if a polarization beam splitter is used as the optical splitter 161, the polarization plane of the light emitted from the light source 142 is controlled by the polarization controller 154, so that the excitation light 80 is converted into one of the object light 6 and the reference light 71 or It is possible to overlap both.
[0098]
Further, in the present embodiment, as in FIG. 18, a configuration for performing recording and reproduction corresponding to the angle multiplex volume hologram method is shown. However, as described in the seventh embodiment, the spatial light phase modulator 30 A phase multiplexing volume hologram method or a shift method by adding a device 331 and irradiating the object beam 6, the reference beam 71, and the excitation beam 80 to a desired position in a desired region of the medium 130. Recording and reproduction corresponding to the multiple volume hologram method can be performed.
[0099]
Further, in the present embodiment, for example, a single lens or a combination lens is used as the imager 22, but as described in the ninth embodiment, the spatial light phase modulator 221 may be used, The spatial light phase modulator 221 and the 4f-system lens 222 or the imaging lens 223 may be used in combination.
Although not particularly shown in the present embodiment, the object light 6, the reference light 71 and the excitation light 80 are selectively irradiated to the recording layer 4 only in the region 132 of the medium 130, so that the object light 6, the reference light 71 , And a spatial light selector provided with a necessary opening for any or all of the excitation light 80.
[0100]
<Eleventh embodiment>
FIG. 30 shows a fifth example of the hologram recording apparatus for realizing the recording method described in the third embodiment. The configuration of FIG. 30 has a configuration in which a reflecting mirror 183 and a condenser 332 are provided instead of the reflecting mirror 182 of the configuration of FIG. 28 of the tenth embodiment.
The light collector 332 is an element that collects the reference light 72 so as to be incident on a specific core layer of the medium 130, and uses, for example, a cylindrical lens.
Another one of the beams split by the optical splitter 161 is reflected by the reflector 183 and then collected by the collector 332 to become the reference light 72.
The reference light 72 can be incident on a desired end face of the core layer 1 of the medium 130 by controlling the position of one or both of the reflector 183 and the light collector 332.
[0101]
Hereinafter, the principle and effect of the recording operation in the present embodiment are exactly the same as those described in the third embodiment.
FIG. 30 shows an example in which the excitation light 80 is irradiated from above or below the medium 130 independently of the object light 6 and the reference light 72. The same effect can be obtained even when the irradiation is performed while being superimposed on 6.
Also, in the present embodiment, the recording of the reflection hologram may be performed in exactly the same manner as described with reference to FIGS.
In the present embodiment, a single lens or a combination lens is used as the imager 22, for example, but the spatial light phase modulator 221 may be used as described in the ninth embodiment. Alternatively, the spatial light phase modulator 221 and the 4f lens 222 or the imaging lens 223 may be used in combination.
Although not particularly shown in the present embodiment, since the object light 6 and the excitation light 80 are selectively irradiated to the recording layer 4 only in the region 132 of the medium 130, one of the object light 6 and the excitation light 80 or For both, a spatial light selector provided with the necessary openings may be used.
[0102]
<Twelfth embodiment>
FIGS. 31 and 32 show a first example of a reproducing apparatus for realizing the reproducing method described in the fourth embodiment.
In the figure, 141 is a light source for reference light, 173 is a shutter, and 24 is a photodetector. The photodetector 24 is an element for detecting the reproduction light 7, and drives one or more photodiodes, a dot sensor including CCD, CMOS, etc., a line sensor, or an area sensor by one-dimensional, two-dimensional, or three-dimensional driving. To detect a reproduced image (reproduced light).
[0103]
Further, a plurality of dot sensors, line sensors, or area sensors as described above may be arranged and used as a light detector. Alternatively, a detector that combines these methods may be used. When a plurality of dot sensors, line sensors, or area sensors are used, power can be saved by sequentially and electrically switching each sensor.
[0104]
First, a reproducing apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. The light beam emitted from the light source 141 is reflected by the reflector 183 and then collected by the light collector 332 to become the reference light 72.
Here, it is assumed that the reference light 72 can be incident on a desired end face of the core layer 1 of the medium 130 by controlling the position of one or both of the reflector 183 and the light collector 332.
[0105]
Hereinafter, the principle and effect of the reproducing operation in the present embodiment are exactly the same as those described in the fourth embodiment.
In order to reproduce a medium in which one piece of recording information is divided into a plurality of portions and recorded as shown in FIG. 3 (A), an opening is provided only in the portion 133 of the region to be reproduced as shown in FIG. The spatial light selector 14 having 101 may be arranged close to the medium 130. This is the same for the related embodiments below.
[0106]
<Thirteenth embodiment>
FIG. 33 shows a second example of the hologram reproducing apparatus for realizing the reproducing method described in the fourth embodiment.
This example is for reproducing the medium recorded by the hologram recording apparatus described in the eighth embodiment, except that the reproduction light 7 is imaged on the photodetector 24 using the imager 23 except for the point. The configuration is exactly the same as that of FIG. The imager 23 is an optical system for forming an image of the reproduction light 7 on the photodetector 24, and uses, for example, a single lens or a combination lens. Also in the present embodiment, the principle and effect of the reproducing operation are exactly the same as those described in the fourth embodiment.
[0107]
<14th embodiment>
FIG. 34 shows a third example of the hologram reproducing apparatus for realizing the hologram reproducing method described in the fifth embodiment. In this configuration, a light shield 172 and a reflector 182 are provided instead of the light shield 173, the reflector 183, and the light collector 332 in the configuration of FIG.
The light beam emitted from the light source 141 is reflected by the reflector 182 and becomes the reference light 71. Here, by controlling the angle and position of the reflector 182 and the relative position of the medium 130, the reference light 71 is transmitted to one or more areas of the recording layer 4 including the desired area 132 of the medium 130. Thus, irradiation can be performed from above or below the medium at a desired incident angle.
[0108]
Hereinafter, the principle and effect of the reproducing operation in the present embodiment are exactly the same as those described in the fifth embodiment.
Further, in the present embodiment, a configuration is shown in which the reproduction light 7 emitted from the medium 130 forms an image directly on the photodetector 24 without particularly passing through an optical system such as a lens. As described above, a configuration in which the imager 23 is added may be adopted.
Further, in the present embodiment, as in FIG. 18, a configuration for performing reproduction corresponding to the angle multiplex volume hologram method is shown. However, as described in the seventh embodiment, the spatial light phase modulator 30 331 is added, and the reference beam 71 can be irradiated to a desired position in a desired area of the medium 130, so that recording and reproduction corresponding to the phase multiplex volume hologram system or the shift multiplex volume hologram system can be performed. It can be carried out. This is the same in the following fifteenth embodiment.
[0109]
<Fifteenth embodiment>
FIG. 35 shows a fourth example of the hologram reproducing apparatus for realizing the reproducing method described in the sixth embodiment.
This embodiment is completely the same as FIG. 34 except that the spatial light selector 14 is omitted and that the reference light 71 can be applied to the recording layer 4 of only the desired area 132 of the medium 130. It has a similar configuration. Hereinafter, the principle and effect of the reproducing operation in this embodiment are exactly the same as those described in the eighteenth embodiment.
In the present embodiment, it is not particularly necessary to provide a spatial light selector on the emission side of the reproduction light 7 of the medium 130. However, the spatial light selector 14 similar to the twelfth and fourteenth embodiments may be provided. Good.
[0110]
Although not specifically shown in the present embodiment, since the reference light 71 is selectively applied to the recording layer 4 only in the region 132 of the medium 130, a spatial light having a necessary aperture is provided for the reference light 71. A selector may be used.
FIGS. 13B and 14B show an example in which a reference hologram 71 is irradiated from the opposite side of the photodetector 24 when viewed from the recording layer 4 of the medium 130 to reproduce a transmission hologram. However, similarly to FIG. 41, it is also possible to reproduce a reflection hologram by irradiating the reference light 71 from the photodetector 24 side as viewed from the recording layer 4 of the medium 130.
Further, in the present embodiment, the configuration is shown in which the reproduction light 7 emitted from the medium 130 forms an image directly on the photodetector 24 without passing through an optical system such as a lens, but will be described in an eighth embodiment. In order to reproduce the medium recorded by the recording device described above, a configuration in which the imager 23 is added may be adopted as described in the thirteenth embodiment.
[0111]
<Sixteenth embodiment>
FIG. 36 shows an example of a hologram recording / reproducing apparatus for realizing the hologram recording method described in the first embodiment and the hologram reproducing method described in the fourth to sixth embodiments.
This embodiment has a configuration in which the hologram recording device of FIG. 18 and the hologram reproducing device of FIG. 31 are combined while adding a polarization controller 153, an optical splitter 162, and a light shield 171.
The polarization controller 153 is an element for rotating the polarization plane of light, and uses, for example, a half-wave plate. The optical splitter 162 is an element for splitting a light beam in two directions, and uses, for example, a half mirror or various beam splitters.
[0112]
The light beam emitted from the light source 141 is split into three by the light splitters 161 and 162, and each split beam is controlled by the three polarization controllers 151, 152, and 153 to the polarization required for recording. You. One of the split beams is reflected by a reflector 181, expanded to a desired beam width by a beam expander 20, and further provided with information to be recorded on a medium 130 by a spatial light intensity modulator 21. Thus, the image light 22 becomes the object light 6.
[0113]
Another one of the split beams is reflected by the reflector 182 and becomes the reference light 71. Further, the remaining one of the split beams is reflected by the reflector 183 and then collected by the collector 32 to become the reference light 72.
Here, it is assumed that the object light 6 can be irradiated from above or below the medium by controlling the relative position of the medium 130 to the recording layer 4 of only the desired area 132 of the medium 130. Further, the reference light 71 controls the angle and the position of the reflector 182 and the relative position of the medium 130 so that the reference light 71 is incident on the recording layer 4 in a desired area 132 of the medium 130 at a desired incident angle. Irradiation can be performed from above or below the medium.
[0114]
Furthermore, it is assumed that the reference light 72 can be incident on a desired end face of the core layer 1 of the medium 130 by controlling the position of one or both of the reflector 183 and the light collector 332.
In this embodiment, the recording operation can be performed by first opening the light shields 170 and 171 and closing the light shield 173. In this case, the principle and effect of the recording operation in the present embodiment are exactly the same as those described in the first embodiment.
Further, by closing the light shields 170 and 171 and opening the light shield 173, a reproducing operation using the reference light 72 can be performed. In this case, the principle and effect of the reproducing operation in the present embodiment are exactly the same as those described in the fourth embodiment.
[0115]
Further, by opening the light shield 170 and closing 171 and 173, a reproducing operation using the reference light 71 can be performed. In this case, the principle and effect of the reproducing operation in the present embodiment are exactly the same as those described in the fifth and sixth embodiments.
Here, similarly to the fifteenth embodiment, the reference light 71 may be selectively applied to the medium 130.
In portions corresponding to the hologram recording device of FIG. 18 and the hologram reproducing device of FIG. 31, the functions realized by the devices are realized in the same manner, and the same effects are obtained.
Further, as shown in FIGS. 28 to 30, by adding a light source 142 for the excitation light 80, a polarization controller 154, a light shield 174, a reflector 184, and the like, the recording described in the second and third embodiments is performed. It is also possible to implement the method.
[0116]
In each of the above embodiments, the same effect can be obtained regardless of whether the recording layer and the optical waveguide are in contact with each other or are spatially separated. For example, as an operation example of hologram recording / reproduction,
(1) The recording layer and the optical waveguide are integrally formed, and this is loaded on the recording / reproducing apparatus.
(2) The recording layer and the optical waveguide are configured to be separated from each other.
(3) The recording layer and the optical waveguide are configured to be separated from each other. The optical waveguide is provided in advance in the recording / reproducing apparatus, and the recording layer portion is loaded during operation, so that the two overlap. Both forms are possible. During the recording / reproducing operation, the two may be spatially separated from each other.
[0117]
<Seventeenth embodiment>
As an example of an embodiment for increasing the recording density, a method of multiplex-recording a hologram by using a plurality of object beams that are radiated so as to condense or converge as in the first embodiment and shifting them is shown.
FIG. 37A shows three object beams 6. 1 ~ 6 3 Here is an example using. Object light 6 with respect to reference light 71 1 ~ 6 3 In this order, the holograms are irradiated while being shifted little by little and superimposed to record a hologram.
[0118]
Here, only the recording layer 4 is described, but a novel hologram multiplex recording is realized by shifting the object light using a plane wave as the reference light with respect to the conventional hologram.
This method can be applied to the combination of the recording layer 4 and the optical waveguide described above. In this case, the diffracted light obtained by inputting the reference light from the end face of the core layer is input to the recording layer. Is also good.
[0119]
In order to reproduce the multiplexed hologram recorded in one area in this manner, as shown in FIG. 37 (B), when the same reference light 71 as in the recording is applied, the object light 6 1 ~ 6 3 Reproduction light 7 corresponding to 1 ~ 7 3 Occur simultaneously.
In order to generate only a specific reproduction light among them, a spatial light selector 14 (for example, a metal or liquid crystal mask) is provided on the side from which the reproduction light is emitted, and the spatial light selector 14 is allowed to pass upward through the opening, and the other reproduction light is What should I do? A plurality of openings may be provided as needed.
[0120]
According to this method, since a plurality of pieces of information can be multiplex-recorded in one place of the recording layer, the recording density can be increased. Further, since the reference light beam is parallel (plane wave) and has a constant angle, there is no need to control the angle as in the angle multiplexing method. Further, there is an advantage that it is not necessary to condense the reference light (to be a spherical wave) as in the shift multiplexing method, and it is not necessary to change the phase of the reference light as in the phase multiplexing method.
[0121]
Note that this method may be appropriately combined with the above-described angle multiplexing, shift multiplexing, and phase multiplexing methods to change the angle, wavefront, and phase of the reference light. That is, the reference light does not necessarily have to be parallel and constant in angle, and is combined with angle multiplexing (changing the angle of the reference light), shift multiplexing (the reference light is a spherical wave), and phase multiplexing (changing the phase of the reference light). It is also possible to further increase the recording density.
In the present method, the excitation light may be used, and as a specific incident method of the reference light, the object light, and the excitation light, the method of each embodiment relating to the hologram recording / reproducing method described above can be appropriately used.
[0122]
【The invention's effect】
As described above, in the hologram recording / reproducing method and the recording / reproducing apparatus of the present invention, the hologram medium is divided into a plurality of regions, and the incident angle of the reference light and the like are controlled with high accuracy for each region. Since it is possible to selectively and intensively irradiate the object light, the reference light, and the excitation light in a state where there is no need to perform, high-density multiplex recording can be easily and efficiently realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a hologram recording method according to a first embodiment of the present invention, showing an example of recording a transmission hologram;
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of recording a reflection hologram in the embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of dividing and recording information in the embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a hologram recording method according to a second embodiment of the present invention and showing an example in which excitation light is independently irradiated.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example in which the excitation light is irradiated while being superimposed on the object light or the reference light in the embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a hologram recording method according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a hologram reproducing method according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of reproducing a transmission hologram in the embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of reproducing a reflection hologram in the embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of collectively reproducing divided information in the embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a hologram reproducing method as a fifth embodiment of the present invention and showing an example of reproducing non-divided information.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of collectively reproducing divided information in the embodiment.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a hologram reproducing method as a sixth embodiment of the present invention and showing an example of reproducing non-divided information.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of collectively reproducing divided information in the embodiment.
FIG. 15 is a schematic view illustrating a configuration example of a diffraction grating layer.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing one structural example of a diffraction grating layer portion.
FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a structural example of a stacked diffraction grating layer portion.
FIG. 18 is a configuration diagram illustrating a hologram recording device as a seventh embodiment of the present invention and illustrating an example of recording a transmission hologram.
FIG. 19 is a configuration diagram showing an example of recording a reflection hologram in the embodiment.
FIG. 20 is a configuration diagram showing an example of performing shift multiplex recording in the embodiment.
FIG. 21 is a configuration diagram showing an example of performing phase multiplex recording in the embodiment.
FIG. 22 is an explanatory diagram illustrating an example of a spatial light phase modulator using a phase plate.
FIG. 23 is an explanatory diagram showing a configuration example of an apparatus using a spatial light phase modulator using a phase plate.
FIG. 24 shows a hologram recording device as an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a configuration diagram showing a hologram recording device as a ninth embodiment of the present invention, showing an example in which a spatial light phase modulator is used as an imaging optical system.
FIG. 26 is a configuration diagram showing an example in which a spatial light phase modulator and a lens are used for an imaging optical system in the embodiment.
FIG. 27 is a configuration diagram showing an example in which a spatial light phase modulator and a 4f lens are combined with an imaging optical system in the embodiment.
FIG. 28 is a configuration diagram showing a hologram recording device as a tenth embodiment of the present invention, showing an example in which excitation light is independently irradiated.
FIG. 29 is a configuration diagram showing an example in which the excitation light is irradiated while being superimposed on the object light or the reference light in the embodiment.
FIG. 30 is a configuration diagram showing a hologram recording device as an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a configuration diagram illustrating an example of reproducing a hologram reproducing device according to a twelfth embodiment of the present invention, which reproduces information that is not divided.
FIG. 32 is a configuration diagram showing an example of collectively reproducing divided information in the embodiment.
FIG. 33 is a configuration diagram showing a hologram reproducing device as a thirteenth embodiment of the present invention.
FIG. 34 is a configuration diagram showing a hologram reproducing device as a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 35 is a configuration diagram showing a hologram reproducing device as a fifteenth embodiment of the present invention.
FIG. 36 is a configuration diagram showing an example of a recording / playback apparatus according to a sixteenth embodiment of the present invention.
FIG. 37 is an explanatory diagram showing a hologram recording / reproducing method as a seventeenth embodiment of the present invention.
FIG. 38 is a perspective view showing an example of a conventional hologram recording / reproducing method.
[Explanation of symbols]
1: Core layer
2 ... Clad layer
3, 31-35 ... Diffraction grating layer
4: Recording layer
6. Object light
71, 72: Reference light
73 ... propagating light
74 ... diffracted light
7 Reproduction light
80 ... excitation light
14. Spatial light selector
141, 142 ... light source
151 to 154: polarization controller
161, 162 ... Optical splitter
170-174 ... shader
181-184: Reflector
20: Beam expander
21 ... Spatial light intensity modulator
22, 23 ... imager
221, 30 ... spatial light phase modulator
222 ... 4f lens
223 ... Imaging lens
24 ... Photodetector
301 ... Phase plate
331, 332: Condensing optical system

Claims (26)

屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも１つの記録層とを有するホログラム媒体にホログラムを記録する方法であって、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から物体光を入射し、
いずれかのコア層の端面から該コア層に参照光を入射し、
前記物体光と、該参照光が入射されたコア層に対応する回折格子層により回折されて前記記録層に照射される回折光とにより、前記記録層に情報をホログラム記録する方法であって、
前記記録層中の少なくとも１つの小領域に前記物体光を集光して入射し、
前記参照光を、前記小領域が照射されるように入射するホログラム記録方法。At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided at a boundary between the core layer and the portion having a lower refractive index or in the core layer; A method for recording a hologram on a hologram medium comprising: an optical waveguide having a layer; and at least one recording layer disposed outside the optical waveguide so that reference light can enter through the optical waveguide. hand,
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is stacked from below to above, the object light is incident from either above or below the hologram medium,
Reference light is incident on the core layer from an end face of one of the core layers,
A method of holographically recording information on the recording layer, by diffracting the object light and the diffraction light that is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the core layer on which the reference light is incident, and irradiates the recording layer,
Condensing and entering the object light into at least one small area in the recording layer;
A hologram recording method in which the reference light is incident so that the small area is irradiated. 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも１つの記録層とを有するホログラム媒体にホログラムを記録する方法であって、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から物体光を入射し、
前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光を入射し、
前記物体光と前記参照光とにより、前記記録層に情報をホログラム記録する方法であって、
前記記録層中の少なくとも１つの小領域に前記物体光を集光して入射し、
前記参照光を、前記小領域が照射されるように入射するホログラム記録方法。At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided at a boundary between the core layer and the portion having a lower refractive index or in the core layer; A method for recording a hologram on a hologram medium comprising: an optical waveguide having a layer; and at least one recording layer disposed outside the optical waveguide so that reference light can enter through the optical waveguide. hand,
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is stacked from below to above, the object light is incident from either above or below the hologram medium,
Reference light is incident from either above or below the hologram medium,
A method for recording hologram information on the recording layer by the object light and the reference light,
Condensing and entering the object light into at least one small area in the recording layer;
A hologram recording method in which the reference light is incident so that the small area is irradiated. 前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から、前記記録層に、前記小領域が照射されるように励起光を入射する請求項１または２記載のホログラム記録方法。3. The hologram recording method according to claim 1, wherein excitation light is incident on the recording layer from one of an upper side and a lower side of the hologram medium so that the small area is irradiated. いずれかのコア層の端面から該コア層に励起光を入射し、該励起光が入射されたコア層に対応する回折格子層により回折され、前記記録層の前記小領域が照射されるように照射される回折光により、前記記録層に励起光を入射する請求項１または２記載のホログラム記録方法。Excitation light is incident on the core layer from an end face of any of the core layers, and the excitation light is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the incident core layer, so that the small area of the recording layer is irradiated. 3. The hologram recording method according to claim 1, wherein the excitation light is incident on the recording layer by the irradiated diffracted light. 前記物体光の照射エリアと照射エリアが部分的に重なるように、照射位置をシフトさせた別の物体光を照射する請求項１または２記載のホログラム記録方法。3. The hologram recording method according to claim 1, wherein another object light whose irradiation position is shifted is irradiated so that the irradiation area of the object light partially overlaps the irradiation area. 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも１つの記録層とを有するホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する方法であって、
前記記録層中の少なくとも１つの小領域に情報が記録されており、
いずれかのコア層の端面から該コア層に参照光を入射し、該コア層に対応する回折格子層により回折されて前記記録層に照射される回折光により前記ホログラムを再生し、
前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように該再生光を部分的に遮光するホログラム再生方法。At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided at a boundary between the core layer and the portion having a lower refractive index or in the core layer; A hologram recorded on a recording layer of a hologram medium, comprising: an optical waveguide having a layer; and at least one recording layer disposed outside the optical waveguide so that reference light can enter through the optical waveguide. A method of playing
Information is recorded in at least one small area in the recording layer,
Reference light is incident on the core layer from an end face of any of the core layers, and the hologram is reproduced by diffracted light that is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the core layer and applied to the recording layer,
A hologram reproducing method that partially blocks the reproduction light emitted from the recording layer such that the reproduction light is intensively emitted from the small area. 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも１つの記録層とを有するホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する方法であって、
前記記録層中の少なくとも１つの小領域に情報が記録されており、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光を入射して前記ホログラムを再生し、
前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように該再生光を部分的に遮光するホログラム再生方法。At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided at a boundary between the core layer and the portion having a lower refractive index or in the core layer; A hologram recorded on a recording layer of a hologram medium, comprising: an optical waveguide having a layer; and at least one recording layer disposed outside the optical waveguide so that reference light can enter through the optical waveguide. A method of playing
Information is recorded in at least one small area in the recording layer,
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, the reference hologram is reproduced from the hologram medium by inputting reference light from either above or below,
A hologram reproducing method that partially blocks the reproduction light emitted from the recording layer such that the reproduction light is intensively emitted from the small area. 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも１つの記録層とを有するホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する方法であって、
前記記録層中の少なくとも１つの小領域に情報が記録されており、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光を入射して前記ホログラムを再生し、前記参照光は、前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように、選択的に照射するようにするホログラム再生方法。At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided at a boundary between the core layer and the portion having a lower refractive index or in the core layer; A hologram recorded on a recording layer of a hologram medium, comprising: an optical waveguide having a layer; and at least one recording layer disposed outside the optical waveguide so that reference light can enter through the optical waveguide. A method of playing
Information is recorded in at least one small area in the recording layer,
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, the reference light is incident from either above or below the hologram medium to reproduce the hologram, and the reference light is recorded on the hologram medium. A hologram reproducing method for selectively irradiating reproduction light emitted from a layer so as to be intensively emitted from the small area. 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも１つの記録層とを有するホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する方法であって、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも１つの小領域に複数の情報が多重記録されており、
いずれかのコア層の端面から該コア層に参照光を入射し、該コア層に対応する回折格子層により回折されて前記記録層に照射される回折光により前記ホログラムを再生し、
前記複数の情報のうちのいずれかが選択的に再生されるように他の情報に対応する再生光を遮断するホログラム再生方法。At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided at a boundary between the core layer and the portion having a lower refractive index or in the core layer; A hologram recorded on a recording layer of a hologram medium, comprising: an optical waveguide having a layer; and at least one recording layer disposed outside the optical waveguide so that reference light can enter through the optical waveguide. A method of playing
A plurality of pieces of information are multiplex-recorded in at least one small area in a recording layer of the hologram medium,
Reference light is incident on the core layer from an end face of any of the core layers, and the hologram is reproduced by diffracted light that is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the core layer and applied to the recording layer,
A hologram reproducing method for blocking reproduction light corresponding to other information so that any one of the plurality of information is selectively reproduced. 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも１つの記録層とを有するホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する方法であって、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも１つの小領域に複数の情報が多重記録されており、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光を入射して前記ホログラムを再生し、
前記複数の情報のうちのいずれかが選択的に再生されるように他の情報に対応する再生光を遮断するホログラム再生方法。At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided at a boundary between the core layer and the portion having a lower refractive index or in the core layer; A hologram recorded on a recording layer of a hologram medium, comprising: an optical waveguide having a layer; and at least one recording layer disposed outside the optical waveguide so that reference light can enter through the optical waveguide. A method of playing
A plurality of pieces of information are multiplex-recorded in at least one small area in a recording layer of the hologram medium,
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, the reference hologram is reproduced from the hologram medium by inputting reference light from either above or below,
A hologram reproducing method for blocking reproduction light corresponding to other information so that any one of the plurality of information is selectively reproduced. 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも１つの記録層とを有するホログラム媒体にホログラムを記録する装置であって、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光を第１の光と第２の光とに分岐する光分岐部と、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記第１の光を空間光変調した物体光を、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から入射する物体光入射部と、
いずれかのコア層の端面から該コア層に前記第２の光を参照光として入射する参照光入射部とを有し、
前記物体光と、該参照光が入射されたコア層に対応する回折格子層により回折されて前記記録層に照射される回折光とにより、前記記録層に情報をホログラム記録するものであり、
前記物体光入射部は、ホログラム媒体の記録層中の少なくとも１つの小領域に前記物体光を集光して入射する集光入射部を有し、
前記参照光入射部は、前記参照光を、前記小領域が照射されるように入射するホログラム記録装置。At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided at a boundary between the core layer and the portion having a lower refractive index or in the core layer; An apparatus for recording a hologram on a hologram medium having an optical waveguide having a layer and at least one recording layer disposed outside the optical waveguide so that reference light can enter through the optical waveguide. hand,
A light source for emitting light,
A light splitting unit that splits light emitted from the light source into first light and second light;
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, the object light obtained by spatially modulating the first light is incident on the hologram medium from above or below. Department and
A reference light incident portion that enters the second light as reference light from the end face of any of the core layers to the core layer,
The object light, and by diffracted light irradiated on the recording layer is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the core layer on which the reference light is incident, to record hologram information on the recording layer,
The object light incident portion has a light condensing incident portion that condenses and enters the object light into at least one small region in the recording layer of the hologram medium,
The hologram recording device, wherein the reference light incidence unit enters the reference light so that the small area is irradiated. 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも１つの記録層とを有するホログラム媒体にホログラムを記録する装置であって、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光を第１の光と第２の光とに分岐する光分岐部と、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記第１の光を空間光変調した物体光を、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から入射する物体光入射部と、
前記第２の光を、前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光として入射する参照光入射部とを有し、
前記物体光と前記参照光とにより、前記記録層に情報をホログラム記録するものであり、
前記物体光入射部は、ホログラム媒体の記録層中の少なくとも１つの小領域に前記物体光を集光して入射する集光入射部を有し、
前記参照光入射部は、前記参照光を、前記小領域が照射されるように入射するホログラム記録装置。At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided at a boundary between the core layer and the portion having a lower refractive index or in the core layer; An apparatus for recording a hologram on a hologram medium having an optical waveguide having a layer and at least one recording layer disposed outside the optical waveguide so that reference light can enter through the optical waveguide. hand,
A light source for emitting light,
A light splitting unit that splits light emitted from the light source into first light and second light;
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, the object light obtained by spatially modulating the first light is incident on the hologram medium from above or below. Department and
A reference light incident portion, which receives the second light as reference light from above or below the hologram medium, and
By the object light and the reference light, to record hologram information on the recording layer,
The object light incident portion has a light condensing incident portion that condenses and enters the object light into at least one small region in the recording layer of the hologram medium,
The hologram recording device, wherein the reference light incidence unit enters the reference light so that the small area is irradiated. 前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から、前記記録層に、前記小領域が照射されるように励起光を入射する励起光入射部を更に有する請求項１１または１２記載のホログラム記録装置。13. The hologram recording apparatus according to claim 11, further comprising: an excitation light incidence unit that emits excitation light from above or below the hologram medium to the recording layer so that the small region is irradiated. いずれかのコア層の端面から該コア層に励起光を入射し、該励起光が入射されたコア層に対応する回折格子層により回折され、前記記録層の前記小領域が照射されるように照射される回折光により、前記記録層に励起光を入射する励起光入射部を更に有する請求項１１または１２記載のホログラム記録装置。Excitation light is incident on the core layer from an end face of any of the core layers, and the excitation light is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the incident core layer, so that the small area of the recording layer is irradiated. 13. The hologram recording apparatus according to claim 11, further comprising: an excitation light incident portion for injecting the excitation light into the recording layer by the irradiated diffracted light. 前記集光入射部は、レンズを用いた結像光学系を具備する請求項１１または１２記載のホログラム記録装置。13. The hologram recording device according to claim 11, wherein the light-collecting / incident unit includes an imaging optical system using a lens. 前記集光入射部は、空間光位相変調器を具備する請求項１１、１２、１５いずれか記載のホログラム記録装置。The hologram recording device according to any one of claims 11, 12, and 15, wherein the condensing / incident unit includes a spatial light phase modulator. 前記空間光位相変調器は、透明誘電体板を含む請求項１６載のホログラム記録装置。17. The hologram recording device according to claim 16, wherein the spatial light phase modulator includes a transparent dielectric plate. 前記空間光位相変調器は、液晶パネルを含む請求項１６記載のホログラム記録装置。17. The hologram recording device according to claim 16, wherein the spatial light phase modulator includes a liquid crystal panel. 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも１つの記録層とを有するホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する装置であって、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光の少なくとも一部を、いずれかのコア層の端面から該コア層に参照光として入射する参照光入射部とを有し、
前記参照光が入射されたコア層に対応する回折格子層により回折されて前記記録層に照射される回折光により、前記ホログラム記録された情報を再生光として検出するものであり、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも１つの小領域に情報が記録されており、
前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように部分的に遮光する空間光選択器を有するホログラム再生装置。At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided at a boundary between the core layer and the portion having a lower refractive index or in the core layer; A hologram recorded on a recording layer of a hologram medium, comprising: an optical waveguide having a layer; and at least one recording layer disposed outside the optical waveguide so that reference light can enter through the optical waveguide. Device for reproducing
A light source for emitting light,
At least a portion of the light emitted from the light source has a reference light incident portion that enters the core layer as reference light from an end surface of any of the core layers,
The diffracted light irradiated to the recording layer is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the core layer on which the reference light is incident, and detects the hologram-recorded information as reproduction light,
Information is recorded in at least one small area in the recording layer of the hologram medium,
A hologram reproducing device having a spatial light selector that partially blocks light so that reproduction light emitted from the recording layer is intensively emitted from the small area. 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも１つの記録層とを有するホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する装置であって、
光を出射する光源と、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光源から出射された光の少なくとも一部を、前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光として入射する参照光入射部とを有し、
前記参照光により、前記ホログラム記録された情報を再生光として検出するものであり、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも１つの小領域に情報が記録されており、
前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように部分的に遮光する空間光選択器を有するホログラム再生装置。At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided at a boundary between the core layer and the portion having a lower refractive index or in the core layer; A hologram recorded on a recording layer of a hologram medium, comprising: an optical waveguide having a layer; and at least one recording layer disposed outside the optical waveguide so that reference light can enter through the optical waveguide. Device for reproducing
A light source for emitting light,
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is stacked from below to above, at least a part of the light emitted from the light source is input as reference light from above or below the hologram medium as reference light. A light incident portion,
With the reference light, the information recorded in the hologram is detected as reproduction light,
Information is recorded in at least one small area in the recording layer of the hologram medium,
A hologram reproducing device having a spatial light selector that partially blocks light so that reproduction light emitted from the recording layer is intensively emitted from the small area. 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも１つの記録層とを有するホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する装置であって、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光の少なくとも一部を第１の光、第２の光に分岐する光分岐部と、
前記第１の光を、いずれかのコア層の端面から該コア層に参照光として入射する第１の参照光入射部とを有し、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記第２の光を、前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光として入射する第２の参照光入射部と、
前記第１および第２の光のうちいずれかを遮断することにより、前記第１および第２の参照光入射部のいずれかを有効とする遮光部とを有し、
前記第１の参照光入射部が有効とされた場合、該第１の参照光入射部から入射された参照光が入射されたコア層に対応する回折格子層により回折されて前記記録層に照射される回折光により前記ホログラム記録された情報を再生光として検出し、前記第２の参照光入射部が有効とされた場合、該第２の参照光入射部から入射された参照光により当該情報を再生光として検出するものであり、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも１つの小領域に情報が記録されており、
前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように部分的に遮光する空間光選択器を有するホログラム再生装置。At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided at a boundary between the core layer and the portion having a lower refractive index or in the core layer; A hologram recorded on a recording layer of a hologram medium, comprising: an optical waveguide having a layer; and at least one recording layer disposed outside the optical waveguide so that reference light can enter through the optical waveguide. Device for reproducing
A light source for emitting light,
A light branching unit that branches at least a part of the light emitted from the light source into a first light and a second light;
A first reference light incident portion that enters the first light as reference light from one end face of the core layer into the core layer,
Assuming that the layers of the optical waveguide of the hologram medium are stacked from below to above, a second reference light incidence unit that enters the second light as reference light from above or below the hologram medium When,
A light-shielding portion that makes any of the first and second reference light incident portions effective by blocking any one of the first and second lights,
When the first reference light incident portion is enabled, the reference light incident from the first reference light incident portion is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the incident core layer and irradiates the recording layer. The hologram-recorded information is detected as reproduced light by the diffracted light, and when the second reference light incident part is validated, the information is detected by the reference light incident from the second reference light incident part. Is detected as reproduction light.
Information is recorded in at least one small area in the recording layer of the hologram medium,
A hologram reproducing device having a spatial light selector that partially blocks light so that reproduction light emitted from the recording layer is intensively emitted from the small area. 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも１つの記録層とを有するホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する装置であって、
光を出射する光源と、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光源から出射された光の少なくとも一部を、前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光として入射する参照光入射部とを有し、
前記参照光により、前記ホログラム記録された情報を再生光として検出するものであり、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも１つの小領域に情報が記録されており、
前記参照光入射部は、前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように、前記参照光を選択的に照射するホログラム再生装置。At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided at a boundary between the core layer and the portion having a lower refractive index or in the core layer; A hologram recorded on a recording layer of a hologram medium, comprising: an optical waveguide having a layer; and at least one recording layer disposed outside the optical waveguide so that reference light can enter through the optical waveguide. Device for reproducing
A light source for emitting light,
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is stacked from below to above, at least a part of the light emitted from the light source is input as reference light from above or below the hologram medium as reference light. A light incident portion,
With the reference light, the information recorded in the hologram is detected as reproduction light,
Information is recorded in at least one small area in the recording layer of the hologram medium,
The hologram reproducing apparatus, wherein the reference light incidence unit selectively irradiates the reference light so that the reproduction light emitted from the recording layer is intensively emitted from the small area. 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも１つの記録層とを有するホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する装置であって、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光の少なくとも一部を第１の光、第２の光に分岐する光分岐部と、
前記第１の光を、いずれかのコア層の端面から該コア層に参照光として入射する第１の参照光入射部とを有し、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記第２の光を、前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光として入射する第２の参照光入射部と、
前記第１および第２の光のうちいずれかを遮断することにより、前記第１および第２の参照光入射部のいずれかを有効とする遮光部とを有し、
前記第１の参照光入射部が有効とされた場合、該第１の参照光入射部から入射された参照光が入射されたコア層に対応する回折格子層により回折されて前記記録層に照射される回折光により前記ホログラム記録された情報を再生光として検出し、前記第２の参照光入射部が有効とされた場合、該第２の参照光入射部から入射された参照光により当該情報を再生光として検出するものであり、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも１つの小領域に情報が記録されており、
前記第２の参照光入射部は、前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように、前記参照光を選択的に照射するホログラム再生装置。At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided at a boundary between the core layer and the portion having a lower refractive index or in the core layer; A hologram recorded on a recording layer of a hologram medium, comprising: an optical waveguide having a layer; and at least one recording layer disposed outside the optical waveguide so that reference light can enter through the optical waveguide. Device for reproducing
A light source for emitting light,
A light branching unit that branches at least a part of the light emitted from the light source into a first light and a second light;
A first reference light incident portion that enters the first light as reference light from one end face of the core layer into the core layer,
Assuming that the layers of the optical waveguide of the hologram medium are stacked from below to above, a second reference light incidence unit that enters the second light as reference light from above or below the hologram medium When,
A light-shielding portion that makes any of the first and second reference light incident portions effective by blocking any one of the first and second lights,
When the first reference light incident portion is enabled, the reference light incident from the first reference light incident portion is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the incident core layer and irradiates the recording layer. The hologram-recorded information is detected as reproduced light by the diffracted light, and when the second reference light incident part is validated, the information is detected by the reference light incident from the second reference light incident part. Is detected as reproduction light.
Information is recorded in at least one small area in the recording layer of the hologram medium,
The hologram reproducing device, wherein the second reference light incidence unit selectively irradiates the reference light so that the reproduction light emitted from the recording layer is intensively emitted from the small area. ホログラム媒体の記録層中の小領域に物体光を集光して入射し、
前記物体光の照射エリアと照射エリアが部分的に重なるように、照射位置をシフトさせた別の物体光を照射し、
参照光を、前記各物体光の照射エリアが照射されるように入射して複数の情報を記録するホログラム記録方法。Object light is focused and incident on a small area in the recording layer of the hologram medium,
Irradiate another object light shifted the irradiation position, so that the irradiation area and the irradiation area of the object light partially overlap,
A hologram recording method for recording a plurality of pieces of information by inputting reference light so that the irradiation area of each object light is irradiated. 前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から、前記記録層に、前記各物体光の照射エリアが照射されるように励起光を入射する請求項２４記載のホログラム記録方法。26. The hologram recording method according to claim 24, wherein the excitation light is incident on the recording layer from one of the upper side and the lower side of the hologram medium so that the irradiation area of the object light is irradiated. 請求項２４記載の方法により情報記録されたホログラム媒体の再生において、
前記複数の情報のうちのいずれかが選択的に再生されるように他の情報に対応する再生光を遮断するホログラム再生方法。In reproducing a hologram medium on which information has been recorded by the method according to claim 24,
A hologram reproducing method for blocking reproduction light corresponding to other information so that any one of the plurality of information is selectively reproduced.
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