JP2004004434A - Hologram recording and reproducing method and apparatus - Google Patents
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Abstract
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
In FIG. 38, when recording is performed, the
[0004]
When performing reproduction, the
Here, for example, when a plane wave is used as the
[0005]
At the time of reproduction, the
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
[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
[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
[0028]
At this time, the
FIG. 1B shows an example in which the
[0029]
The wavefront of the
Further, as shown in FIG. 8, the wavefront of another
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
[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
[0032]
Thus, as in the case of FIG. 1, it is possible to record different pieces of information on the
At this time, the setting of the
[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
[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
[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
[0036]
In the present embodiment, a plurality of sets of the
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
The same effect can be obtained regardless of whether the
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
[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
[0040]
FIG. 4B shows an example in which the
[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
Although not particularly shown in the present embodiment, the
[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
In the present embodiment, similarly to the second embodiment, since the optical recording material forming the
[0043]
In the present embodiment, both the
Accordingly, it is possible to record a plurality of different information on the
[0044]
At this time, the setting of the
The wavefront of the diffracted light 74 in the
[0045]
That is, in the case where one
In addition, one
[0046]
Further, when one
[0047]
FIG. 6B shows an example in which the
FIG. 6B shows an example of recording a transmission type hologram by irradiating the
[0048]
Although not particularly shown in the present embodiment, since the
In order to reduce the influence of the reflection of the diffracted light 74 diffracted by the
[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
[0051]
Therefore, when the recording is performed by the method described in the third embodiment, the
[0052]
Further, as shown in FIG. 8 (a cross-sectional view corresponding to FIG. 7C), when the
Here, the reproduction light emitted from the medium 130 is obtained by superimposing the reproduction light of the hologram recorded on the
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
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
[0054]
Further, the wavefront of the diffracted light 74 in the
[0055]
In order to prevent unnecessary diffracted light 74 other than irradiating the desired
In order to realize this, the area where the diffracted
[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
[0057]
Here, the reproduction light emitted from the medium 130 is obtained by superimposing the reproduction light of the hologram recorded on the
[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
[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
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
[0060]
In this embodiment, it is not necessary to provide a spatial light selector on the emission side of the
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
[0061]
Although not particularly shown in the present embodiment, since the
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
[0062]
In each of the above embodiments, the
[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
The
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
[0065]
Next, FIGS. 15A to 15D are schematic diagrams illustrating examples of the
The
[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
The
[0074]
The
The spatial
The
[0075]
First, a hologram recording device according to the present invention will be described with reference to FIG.
The light beam emitted from the
[0076]
Here, it is assumed that the
[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
[0078]
FIG. 18 shows an example of recording a transmission hologram by irradiating the
[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
[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
[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
[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
FIG. 23 shows a partial configuration example of an apparatus using the phase plate shown in FIG. By thus rotating the
[0084]
In this embodiment, it is possible to perform recording / reproduction corresponding to the conventional phase multiplex volume hologram method. Therefore, as the
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
Although not particularly shown in the present embodiment, since the
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
As the
[0087]
In the present embodiment, the function of irradiating the
[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
[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
[0090]
In FIG. 25, since the spatial
[0091]
When the spatial
[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
[0093]
In FIG. 26, the spatial
[0094]
In this case, in the present embodiment, since the irradiation state of the
[0095]
Further, in the present embodiment, the
[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
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
[0097]
Also, in the configuration example shown in FIG. 29, except that the light beam emitted from the
The
For example, if a polarization beam splitter is used as the
[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
[0099]
Further, in the present embodiment, for example, a single lens or a combination lens is used as the
Although not particularly shown in the present embodiment, the
[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
The
Another one of the beams split by the
The
[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
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
Although not particularly shown in the present embodiment, since the
[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
[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
Here, it is assumed that the
[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
[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
[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
The light beam emitted from the
[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
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
[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
In the present embodiment, it is not particularly necessary to provide a spatial light selector on the emission side of the
[0110]
Although not specifically shown in the present embodiment, since the
FIGS. 13B and 14B show an example in which a
Further, in the present embodiment, the configuration is shown in which the
[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
The
[0112]
The light beam emitted from the
[0113]
Another one of the split beams is reflected by the
Here, it is assumed that the
[0114]
Furthermore, it is assumed that the
In this embodiment, the recording operation can be performed by first opening the
Further, by closing the light shields 170 and 171 and opening the
[0115]
Further, by opening the
Here, similarly to the fifteenth embodiment, the
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
[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
[0118]
Here, only the
This method can be applied to the combination of the
[0119]
In order to reproduce the multiplexed hologram recorded in one area in this manner, as shown in FIG. 37 (B), when the
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
[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)
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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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