JP2005302203A - Hologram recorder and hologram recording medium - Google Patents

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Norihiko Ishii
紀彦 石井
Nobuhiro Kinoshita
延博 木下
Koji Kamijo
晃司 上條
Naoki Shimizu
直樹 清水
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Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hologram recorder in which recording density can be improved by effectively utilizing a frequency dynamic range with which recording for a hologram recording medium can be performed. <P>SOLUTION: This recorder comprises a light source 10 radiating object light and reference light having interference properties with each other, a space optical modulation element 31 modulating the object light 21 radiated from the light source 10, a condenser lens 32 converging the object light 21 modulated by the space optical modulation element 31, a hologram recording medium 33 which is arranged at the focal point of the opposite side of the light source 10 of the condenser lens 32 and records a hologram image generated by the interference of the object light 21 with the reference light 22, a non-linear optical element 34 which is arranged between the condenser lens 32 and the hologram recording medium 33 and in which the higher intensity of the object light 21 is, the more light transmissivity is reduced, and an optical element 35 guiding the reference light 22 radiated from the light source 10 to the hologram recording medium 33. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ホログラム記録装置に係り、特に、記録密度を向上することのできるホログラム記録装置に関する。   The present invention relates to a hologram recording apparatus, and more particularly to a hologram recording apparatus that can improve recording density.

コンピュータ技術の発展に伴い、大容量記録装置の開発、実用化が進められている。   With the development of computer technology, development and commercialization of large-capacity recording devices are in progress.

現在実用化されているＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷのような書き換え型相変化光ディスク記録装置は、ディスクに設けられたグルーブに沿ってレーザを集光し、結晶状態にあるディスク上に非晶質のマークを形成することにより情報を記録している。なお、既に情報が記録されているディスクに上書きをするときは、非晶質のマークを結晶化して消去した後に非晶質のマークを再記録する。   A rewritable phase change optical disk recording apparatus such as DVD-RAM and DVD-RW currently in practical use concentrates a laser along a groove provided on the disk, and is amorphous on the disk in a crystalline state. Information is recorded by forming the mark. When overwriting a disk on which information has already been recorded, the amorphous mark is crystallized and erased, and then the amorphous mark is re-recorded.

記録容量をさらに大きくするために、マークを形成する方法ではなく、フォトポリマ製の記録媒体に光の位相情報も記録するホログラム記録装置の開発、実用化が進められている。   In order to further increase the recording capacity, development and practical use of a hologram recording apparatus that records not only the method of forming marks but also the phase information of light on a photopolymer recording medium is in progress.

図６は従来のホログラム記録装置のブロックダイヤグラムであって、レーザ６０１の照射光はハーフミラー６０２で物体光６０３と参照光６０４とに分割される。物体光６０３は、空間光変調器６０５で変調され、第１のレンズ６０６で集光されて、記録媒体６０７の中で結像する。   FIG. 6 is a block diagram of a conventional hologram recording apparatus. The irradiation light of the laser 601 is divided into object light 603 and reference light 604 by a half mirror 602. The object light 603 is modulated by the spatial light modulator 605, collected by the first lens 606, and imaged in the recording medium 607.

一方参照光６０４は、第１のミラー６０８及び第２のミラー６０９で反射され、記録媒体６０７に導かれ、物体光と干渉して生成されるホログラム像が記録媒体６０７に記録される。   On the other hand, the reference beam 604 is reflected by the first mirror 608 and the second mirror 609 and guided to the recording medium 607, and a hologram image generated by interference with the object beam is recorded on the recording medium 607.

ここで、空間光変調器６０５の変調角度、変調波長あるいは変調位相を変更することにより記録媒体６０７の同一領域にホログラム像を多重記録することも可能である。   Here, by changing the modulation angle, modulation wavelength, or modulation phase of the spatial light modulator 605, it is possible to multiplex record hologram images in the same region of the recording medium 607.

記録媒体６０７に記録されたホログラム像を再生するときは、参照光６０４だけを記録媒体６０７に照射し、その透過光を第２のレンズ６１０で集光してＣＣＤ６１１で電気信号に変換する。   When reproducing the hologram image recorded on the recording medium 607, only the reference light 604 is irradiated onto the recording medium 607, and the transmitted light is condensed by the second lens 610 and converted into an electric signal by the CCD 611.

ここで、記録媒体６０７中に結像される像は像中心を中心とする所定半径の円内外で約５０倍の強度比を有するが、記録媒体６０７中で一度に５０倍のダイナミックレンジを確保することはできない。   Here, the image formed in the recording medium 607 has an intensity ratio of about 50 times inside and outside a circle with a predetermined radius centered on the center of the image, but a dynamic range of 50 times is secured at once in the recording medium 607. I can't do it.

従って、従来のホログラム記録装置に２次元平面上に展開するページデータを記録する場合に、像中心を中心とする所定半径の円内の像を記録するようにレーザ６０１の放射光量を調整すると円外の像を記録することはできないので、像中心を中心とする所定半径の円外の像を記録できるようにレーザ６０１の放射光量を調整することが必要となる。   Accordingly, when recording page data to be developed on a two-dimensional plane in a conventional hologram recording apparatus, if the amount of radiation of the laser 601 is adjusted so as to record an image within a circle with a predetermined radius centered on the image center, the circle Since an outside image cannot be recorded, it is necessary to adjust the amount of radiation of the laser 601 so that an image outside a circle with a predetermined radius centered on the image center can be recorded.

なお、中心部の光強度を低下させるために、記録媒体６０７を第１のレンズ６０６の焦点距離からずれた位置に配置するデフォーカス法も提案されている（例えば非特許文献１参照）。
Applied Optics (vol.40, No.20, 3395-3401, 2001） In order to reduce the light intensity at the center, a defocus method in which the recording medium 607 is disposed at a position shifted from the focal length of the first lens 606 has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1).
Applied Optics (vol.40, No.20, 3395-3401, 2001)

しかしながら、従来のホログラム記録装置には、像中心を中心とする所定半径の円内で記録媒体６０７が飽和するが飽和域内では多重記録ができず、記録密度が低下するという課題がある。   However, the conventional hologram recording apparatus has a problem that the recording medium 607 is saturated within a circle having a predetermined radius centered on the center of the image, but multiple recording cannot be performed within the saturation region, and the recording density is lowered.

また、デフォーカス法を適応した場合にも、記録媒体６０７内に結像する像のサイズが大きくなるので、記録密度が低下する課題が発生する。   Even when the defocus method is applied, the size of the image formed in the recording medium 607 is increased, which causes a problem that the recording density is lowered.

本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであって、記録媒体の記録可能な周波数ダイナミックレンジを有効に利用して記録密度を向上することのできるホログラム記録装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the conventional problems, and provides a hologram recording apparatus capable of improving the recording density by effectively using the recordable frequency dynamic range of the recording medium. Objective.

本発明に係るホログラム記録装置は、互いに可干渉性を有する物体光および参照光を放射する光源と、前記光源から放射された前記物体光の強度分布を空間的に変調する空間光変調素子と、前記空間光変調素子で変調された前記物体光を集光する集光レンズと、前記集光レンズの前記光源と反対側の焦点位置に配置され前記物体光と前記参照光との干渉により発生するホログラム像を記録するホログラム記録媒体と、前記集光レンズと前記ホログラム記録媒体との間に配置され前記物体光の強度が大きくなるに従って光透過率が低下する特性を有する非線形光学素子と、前記光源から放射された前記参照光を前記ホログラム記録媒体に導く光学素子とを含む構成を有している。   A hologram recording apparatus according to the present invention includes a light source that emits coherent object light and reference light, a spatial light modulation element that spatially modulates the intensity distribution of the object light emitted from the light source, A condensing lens that condenses the object light modulated by the spatial light modulation element, and is disposed at a focal position opposite to the light source of the condensing lens, and is generated by interference between the object light and the reference light. A hologram recording medium for recording a hologram image, a non-linear optical element disposed between the condenser lens and the hologram recording medium and having a characteristic that light transmittance decreases as the intensity of the object light increases, and the light source And an optical element for guiding the reference light emitted from the hologram recording medium to the hologram recording medium.

この構成により、物体光の強度をホログラム記録媒体が記録可能なダイナミックレンジ内に圧縮した後にホログラム記録媒体に記録されることとなる。   With this configuration, the intensity of the object light is recorded on the hologram recording medium after being compressed within a dynamic range in which the hologram recording medium can be recorded.

本発明に係るホログラム記録装置は、前記非線形光学素子が、前記物体光の強度が大きくなるに従って光透過率が低下する薄膜の積層体である構成を有している。   The hologram recording apparatus according to the present invention has a configuration in which the nonlinear optical element is a thin film laminate in which light transmittance decreases as the intensity of the object light increases.

この構成により、物体光の強度は、ホログラム記録媒体が記録可能なダイナミックレンジ内に圧縮されることとなる。   With this configuration, the intensity of the object light is compressed within a dynamic range in which the hologram recording medium can be recorded.

本発明に係るホログラム記録装置は、前記非線形光学素子が、フォトクロミック材である構成を有している。   The hologram recording apparatus according to the present invention has a configuration in which the nonlinear optical element is a photochromic material.

この構成により、フォトクロミック材により物体光の強度が圧縮されることとなる。   With this configuration, the intensity of the object light is compressed by the photochromic material.

本発明に係るホログラム記録装置は、前記フォトクロミック材がカルコゲナイドガラスである構成を有している。   The hologram recording apparatus according to the present invention has a configuration in which the photochromic material is chalcogenide glass.

この構成により、カルコゲナイドガラスにより物体光の強度が圧縮されることとなる。   With this configuration, the intensity of the object light is compressed by the chalcogenide glass.

本発明に係るホログラム記録装置は、前記カルコゲナイドガラスが、三硫化二砒素（As2S3）である構成を有している。 The hologram recording apparatus according to the present invention has a configuration in which the chalcogenide glass is diarsenic trisulfide (As 2 S 3 ).

この構成により、三硫化二砒素により物体光の強度が圧縮されることとなる。   With this configuration, the intensity of object light is compressed by diarsenic trisulfide.

本発明に係るホログラム記録装置は、前記非線形光学素子が、ガウシャンプロファイルを有する前記物体光の最高強度域で不透過性を有し、前記最高強度域の周辺域で透過性を有するものである構成を有している。   In the hologram recording apparatus according to the present invention, the nonlinear optical element is impermeable in the highest intensity range of the object light having a Gaussian profile, and has transparency in the peripheral area of the highest intensity range. It has a configuration.

この構成により、物体光の最高強度域は遮断され、周辺光により書き込みがなされることとなる。   With this configuration, the highest intensity range of the object light is blocked, and writing is performed by the ambient light.

本発明に係るホログラム記録媒体は、光の強度が大きくなるに従って光透過率が低下する非線形光学素子がラミネートされた構成を有している。   The hologram recording medium according to the present invention has a configuration in which a non-linear optical element whose light transmittance decreases as the light intensity increases is laminated.

この構成により、光の強度はホログラム記録媒体の記録ダイナミックレンジ内に圧縮されることとなる。   With this configuration, the light intensity is compressed within the recording dynamic range of the hologram recording medium.

本発明に係るホログラム記録媒体は、前記非線形光学素子が、前記物体光の強度が大きくなるに従って光透過率が低下する薄膜の積層体である構成を有している。   The hologram recording medium according to the present invention has a configuration in which the nonlinear optical element is a thin film laminate in which the light transmittance decreases as the intensity of the object light increases.

この構成により、薄膜の積層体により光強度が圧縮されることとなる。   With this configuration, the light intensity is compressed by the thin film laminate.

本発明に係るホログラム記録媒体は、前記非線形光学素子がカルコゲナイドガラスである構成を有している。   The hologram recording medium according to the present invention has a configuration in which the nonlinear optical element is chalcogenide glass.

この構成により、カルゴケナイドガラスにより光強度が圧縮されることとなる。   With this configuration, the light intensity is compressed by the cargokenide glass.

本発明に係るホログラム記録媒体は、前記カルコゲナイドガラスが三硫化二砒素（As2S3）である構成を有している。 The hologram recording medium according to the present invention has a configuration in which the chalcogenide glass is diarsenic trisulfide (As 2 S 3 ).

この構成により、三硫化二砒素により光強度が圧縮されることとなる。   With this configuration, the light intensity is compressed by diarsenic trisulfide.

本発明に係るホログラム記録媒体は、ガウシャンプロファイルを有する光の最高強度域で不透過性を有し、前記最高強度域の周辺光で透過性を有するものである構成を有している。   The hologram recording medium according to the present invention has a configuration that is opaque at the highest intensity range of light having a Gaussian profile and is transmissive at ambient light in the highest intensity range.

この構成により、物体光の最高強度域は遮断され、周辺光により書き込みがなされることとなる。   With this configuration, the highest intensity range of the object light is blocked, and writing is performed by the ambient light.

本発明は、集光レンズとホログラム記録媒体との間に設けられた非線形光学素子により物体光の強度をホログラム記録媒体が記録可能なダイナミックレンジ内に圧縮することにより、記録密度を向上することのできるホログラム記録装置を提供することができる。   The present invention improves the recording density by compressing the intensity of the object light within a dynamic range that can be recorded by the hologram recording medium by a nonlinear optical element provided between the condenser lens and the hologram recording medium. A hologram recording apparatus that can be provided can be provided.

以下本発明に係るホログラム記録装置の実施形態について、図面を用いて説明する。   Embodiments of a hologram recording apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明に係るホログラム記録装置の実施形態は、図１に示すように、互いに可干渉性を有する物体光および参照光を放射する光源１０と、光源１０から放射された物体光２１を変調する空間光変調素子３１と、空間光変調素子３１で変調された物体光２１を集光する集光レンズ３２と、集光レンズ３２の光源１０と反対側の焦点位置に配置され物体光２１と参照光２２との干渉により発生するホログラム像を記録するホログラム記録媒体３３と、集光レンズ３２とホログラム記録媒体３３との間に配置され物体光２１の強度が高いほど光透過率が低下する非線形光学素子３４と、光源１０から放射された参照光２２をホログラム記録媒体３３に導く光学素子３５とを含む。   As shown in FIG. 1, an embodiment of a hologram recording apparatus according to the present invention includes a light source 10 that emits coherent object light and reference light, and a space that modulates object light 21 emitted from the light source 10. The light modulator 31, the condensing lens 32 that condenses the object light 21 modulated by the spatial light modulator 31, and the object light 21 and the reference light disposed at the focal position on the opposite side of the light source 10 of the condensing lens 32. 22 is a hologram recording medium 33 for recording a hologram image generated by the interference with the optical recording medium 22 and a non-linear optical element which is disposed between the condenser lens 32 and the hologram recording medium 33 and whose light transmittance decreases as the intensity of the object light 21 increases. 34 and an optical element 35 that guides the reference light 22 emitted from the light source 10 to the hologram recording medium 33.

光源１０は、可干渉光を放射するレーザ１１と、レーザ１１から放射された可干渉光を物体光２１と参照光２２とに分離するハーフミラー１２と、参照光２２を反射するミラー１３とを含む。   The light source 10 includes a laser 11 that emits coherent light, a half mirror 12 that separates coherent light emitted from the laser 11 into object light 21 and reference light 22, and a mirror 13 that reflects the reference light 22. Including.

なお、実施形態では、光源１０と空間光変調素子３１との間に、光源１０から放射された物体光２１を空間光変調素子３１の大きさ（２〜５センチメートル）にまで拡大するエキスパンダ４１が配置される。また、空間光変調素子３１と集光レンズ３２との間に、エキスパンダ４１で拡大された物体光２１を再び数マイクロメートルから数１００マイクロメートルの大きさに集光するために、第１のレンズ４２、空間フィルタ４３、第２のレンズ４４で構成される光学系４５が配置される。   In the embodiment, an expander that expands the object light 21 emitted from the light source 10 to the size of the spatial light modulator 31 (2 to 5 centimeters) between the light source 10 and the spatial light modulator 31. 41 is arranged. In order to collect again the object light 21 expanded by the expander 41 to a size of several micrometers to several hundred micrometers between the spatial light modulation element 31 and the condenser lens 32, the first An optical system 45 including a lens 42, a spatial filter 43, and a second lens 44 is disposed.

また、実施形態では、光学素子３５は、ミラー１３で反射された参照光２２をホログラム記録媒体３３に導くもう１つのミラーで構成されている。   In the embodiment, the optical element 35 is configured by another mirror that guides the reference light 22 reflected by the mirror 13 to the hologram recording medium 33.

ホログラム記録媒体３３と非線形光学素子３４は、図２に示すように、ホログラム記録媒体３３の物体光入射面に非線形光学素子３４を貼り付け、ガラス５１および５２でサンドイッチ状に挟んだ構成を有する。   As shown in FIG. 2, the hologram recording medium 33 and the nonlinear optical element 34 have a configuration in which the nonlinear optical element 34 is attached to the object light incident surface of the hologram recording medium 33 and sandwiched between glasses 51 and 52.

非線形光学素子３４は、図３に示すように、光強度が大きくなるに従って光透過率が低下する特性を示す光学素子であって、光が遮断されると光透過特性は元に復帰する可逆性を有する。   As shown in FIG. 3, the non-linear optical element 34 is an optical element having a characteristic that the light transmittance decreases as the light intensity increases, and the light transmission characteristic is restored to its original state when the light is blocked. Have

非線形光学素子３４は、図３に示す透過特性を有する薄膜を積層して構成することが望ましい。なお、薄膜材料としては、フォトクロミック効果を有する物質を適用することができる。   The nonlinear optical element 34 is desirably formed by laminating thin films having transmission characteristics shown in FIG. Note that as the thin film material, a substance having a photochromic effect can be used.

フォトクロミック効果を有する物質としては、カルコゲナイドガラスを使用することができ、カルコゲナイドガラスとしては三硫化二砒素（As2S3）を使用することが望ましい。 As the material having a photochromic effect, chalcogenide glass can be used, and it is desirable to use diarsenic trisulfide (As 2 S 3 ) as the chalcogenide glass.

図４は、三硫化二砒素への入射光強度と透過率の減少量の関係を示すグラフであって、入射光強度が０．０１Ｗ／ｃｍ2であれば透過率の減少は１．２％程度、入射光強度が１０倍の０．１Ｗ／ｃｍ2であれば透過率の減少は７％程度、入射光強度がさらに１０倍の１．０Ｗ／ｃｍ2であれば透過率の減少は４０％程度となり、光強度が大きくなるに従って光透過率が低下する特性となる。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the incident light intensity to diarsenic trisulfide and the amount of decrease in transmittance. When the incident light intensity is 0.01 W / cm 2 , the decrease in transmittance is 1.2%. degree, the reduction is about 7% of the transmittance when the incident light intensity is 10 times the 0.1 W / cm 2, the reduction of transmittance as long as 1.0 W / cm 2 of more 10 times the intensity of incident light 40 The light transmittance decreases as the light intensity increases.

なお、ホログラム記録媒体３３は、開環重合型のフォトポリマを使用することが望ましい。   The hologram recording medium 33 is desirably a ring-opening polymerization type photopolymer.

試作したホログラム記録装置では、フォトポリマの感度を考慮して、直径２ミリメートルで２ミリワットの光強度を有するレーザを使用した。このレーザが放射するレーザ光線は、最高強度が０．０６４Ｗ／ｃｍ2のガウシャンプロファイルを有する。 In the prototype hologram recording apparatus, in consideration of the sensitivity of the photopolymer, a laser having a diameter of 2 millimeters and a light intensity of 2 milliwatts was used. The laser beam emitted by this laser has a Gaussian profile with a maximum intensity of 0.064 W / cm 2 .

非線形光学素子３４として三硫化二砒素を使用すると、レーザ光線の強度が最高の０．０６４Ｗ／ｃｍ2となるレーザ光線の中心では透過率の減少率は５％程度に達するのに対し、レーザ光線の強度が１／１０となるレーザ光線周辺部では透過率の減少率は１％程度に低下する。 When diarsenic trisulfide is used as the nonlinear optical element 34, the transmittance reduction rate reaches about 5% at the center of the laser beam where the intensity of the laser beam is 0.064 W / cm 2 , which is the highest, whereas the laser beam In the periphery of the laser beam where the intensity becomes 1/10, the reduction rate of the transmittance decreases to about 1%.

次に本発明に係るホログラム記録装置の動作を説明する。   Next, the operation of the hologram recording apparatus according to the present invention will be described.

レーザ１１は、直径数マイクロメートルから数百マイクロメートルのガウシャンプロファイルの強度分布を有する光線を放射する。   The laser 11 emits a light beam having a Gaussian profile intensity distribution with a diameter of several micrometers to several hundred micrometers.

光線の半分はハーフミラー１２を透過して物体光２１となり、残りの半分はハーフミラー１２で反射され参照光２２となる。   Half of the light beam passes through the half mirror 12 to become object light 21, and the other half is reflected by the half mirror 12 to become reference light 22.

物体光２１は、エキスパンダ４１通過中に直径２〜５センチメートルにまで拡大し、空間光変調素子３１に入射する。   The object light 21 expands to a diameter of 2 to 5 centimeters while passing through the expander 41 and enters the spatial light modulator 31.

空間光変調素子３１は物体光２１の強度分布を空間的に変調する素子であり、液晶パネルを空間光変調素子３１として使用することが可能である。   The spatial light modulation element 31 is an element that spatially modulates the intensity distribution of the object light 21, and a liquid crystal panel can be used as the spatial light modulation element 31.

例えば、液晶パネルに２次元の２値画像を表示することにより、物体光２１の強度分布は２次元の２値画像によって変調されることとなる。   For example, by displaying a two-dimensional binary image on the liquid crystal panel, the intensity distribution of the object light 21 is modulated by the two-dimensional binary image.

変調された物体光２１は、第１のレンズ４２、空間フィルタ４３、第２のレンズ４４で構成される光学系４５により、エキスパンダ４１により拡大される前の大きさに縮小され、集光レンズ３２に入射する。   The modulated object light 21 is reduced to a size before being expanded by the expander 41 by the optical system 45 including the first lens 42, the spatial filter 43, and the second lens 44. 32 is incident.

集光レンズ３２で集光された物体光２１は、非線形光学素子３４に入射するが、非線形光学素子３４は物体光２１の強度が大きくなるに従って透過率が飽和する性質を有するため、非線形光学素子３４通過後の物体光２１の強度分布は、中心部でほぼ平坦となり、周辺部で入射する物体光２１の分布とほぼ同一となる。   The object light 21 collected by the condenser lens 32 is incident on the nonlinear optical element 34. The nonlinear optical element 34 has a property that the transmittance is saturated as the intensity of the object light 21 increases. The intensity distribution of the object light 21 after passing through 34 is substantially flat at the center and substantially the same as the distribution of the object light 21 incident at the periphery.

なお、図５に、非線形光学素子３４への入射する物体光２１の強度分布（実線）と、非線形光学素子３４通過後の物体光２１の分布（点線）を示す。   FIG. 5 shows an intensity distribution (solid line) of the object light 21 incident on the nonlinear optical element 34 and a distribution (dotted line) of the object light 21 after passing through the nonlinear optical element 34.

非線形光学素子３４通過後の物体光は、ホログラム記録媒体３３中に導かれる。   The object light after passing through the nonlinear optical element 34 is guided into the hologram recording medium 33.

光源１０から放射された参照光２２は、光学素子３５によりホログラム媒体中に導かれ、ホログラム記録媒体３３中で物体光と干渉し、ホログラムを形成する。   The reference light 22 emitted from the light source 10 is guided into the hologram medium by the optical element 35 and interferes with the object light in the hologram recording medium 33 to form a hologram.

このホログラムは、フォトポリマ製のホログラム記録媒体３３に記録される。   This hologram is recorded on a hologram recording medium 33 made of photopolymer.

なお、ホログラム記録媒体３３に記録されたホログラムを再生するときは、参照光２２だけをホログラム記録媒体３３に照射すると、再生レンズ４６を介してホログラム像が再生される。このホログラム像を、例えばＣＣＤである光電変換素子４７で電気信号に変換すれば、ホログラム記録媒体３３の記録情報を電気信号として再生することが可能となる。   When reproducing the hologram recorded on the hologram recording medium 33, the hologram image is reproduced via the reproducing lens 46 when only the reference light 22 is irradiated onto the hologram recording medium 33. If this hologram image is converted into an electric signal by the photoelectric conversion element 47, which is a CCD, for example, it becomes possible to reproduce information recorded on the hologram recording medium 33 as an electric signal.

なお、上記実施形態においては、非線形光学素子３４はホログラム記録媒体３３の光源１０側の表面に貼り付けられているものとしているが、非線形光学素子３４は集光レンズ３２とホログラム記録媒体３３との間であればどこに配置してもよい。   In the above-described embodiment, the nonlinear optical element 34 is attached to the surface of the hologram recording medium 33 on the light source 10 side. However, the nonlinear optical element 34 includes the condensing lens 32 and the hologram recording medium 33. It may be placed anywhere between them.

実際のホログラム記録装置ではホログラム記録媒体は着脱可能な構成となるので、非線形光学素子３４をホログラム記録装置の一部として組み込むようにしてもよい。   In an actual hologram recording apparatus, since the hologram recording medium is detachable, the nonlinear optical element 34 may be incorporated as a part of the hologram recording apparatus.

また、光源と記録媒体との間に非線形光学素子を配置することにより記録媒体が受光する光量が減少する場合は、光源の強度を増加する、あるいは露光時間を長くすることにより記録媒体が受光する光量を補正する必要があることは明らかである。   Further, when the amount of light received by the recording medium is reduced by arranging a nonlinear optical element between the light source and the recording medium, the recording medium receives light by increasing the intensity of the light source or extending the exposure time. It is clear that the amount of light needs to be corrected.

以上のように、本発明に係るホログラム記録装置は、物体光の強度をホログラム記録媒体が記録可能なダイナミックレンジ内に圧縮することにより記録密度を向上できるという効果を有し、記録装置等として有効である。   As described above, the hologram recording apparatus according to the present invention has the effect that the recording density can be improved by compressing the intensity of the object light within the dynamic range that can be recorded by the hologram recording medium, and is effective as a recording apparatus or the like. It is.

本発明に係るホログラム記録装置の実施形態のブロック線図Block diagram of an embodiment of a hologram recording apparatus according to the present invention 本発明に係るホログラム記録媒体の実施形態の断面図Sectional drawing of embodiment of the hologram recording medium which concerns on this invention 非線形光学素子の光透過特性Light transmission characteristics of nonlinear optical elements 三硫化二砒素の光透過量の減少特性Reduction characteristics of light transmission of diarsenic trisulfide 非線形光学素子通過前後の光強度分布Light intensity distribution before and after passing through a nonlinear optical element 従来のホログラム記録装置のブロック線図Block diagram of a conventional hologram recording device

符号の説明Explanation of symbols

１０ 光源
１１ レーザ
１２ ハーフミラー
１３ ミラー
２１ 物体光
２２ 参照光
３１ 空間光変調素子
３２ 集光レンズ
３３ ホログラム記録媒体
３４ 非線形光学素子
３５ 光学素子
４１ エキスパンダ
４２ 第１のレンズ
４３ 空間フィルタ
４４ 第２のレンズ
４５ 光学系
４６ 再生レンズ
４７ ＣＣＤ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Light source 11 Laser 12 Half mirror 13 Mirror 21 Object light 22 Reference light 31 Spatial light modulation element 32 Condensing lens 33 Hologram recording medium 34 Nonlinear optical element 35 Optical element 41 Expander 42 1st lens 43 Spatial filter 44 2nd Lens 45 Optical system 46 Playback lens 47 CCD

Claims (11)

互いに可干渉性を有する物体光および参照光を放射する光源と、
前記光源から放射された前記物体光の強度分布を空間的に変調する空間光変調素子と、
前記空間光変調素子で変調された前記物体光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズの前記光源と反対側の焦点位置に配置され、前記物体光と前記参照光との干渉により発生するホログラム像を記録するホログラム記録媒体と、
前記集光レンズと前記ホログラム記録媒体との間に配置され、前記物体光の強度が大きくなるに従って光透過率が低下する特性を有する非線形光学素子と、
前記光源から放射された前記参照光を前記ホログラム記録媒体に導く光学素子とを含むホログラム記録装置。 A light source that emits object light and reference light that are coherent with each other;
A spatial light modulator that spatially modulates the intensity distribution of the object light emitted from the light source;
A condenser lens that condenses the object light modulated by the spatial light modulator;
A hologram recording medium that is disposed at a focal position opposite to the light source of the condenser lens and records a hologram image generated by interference between the object light and the reference light;
A non-linear optical element that is disposed between the condenser lens and the hologram recording medium and has a characteristic that light transmittance decreases as the intensity of the object light increases;
A hologram recording apparatus comprising: an optical element that guides the reference light emitted from the light source to the hologram recording medium. 前記非線形光学素子が、前記物体光の強度が大きくなるに従って光透過率が低下する薄膜の積層体である請求項１に記載のホログラム記録装置。 The hologram recording apparatus according to claim 1, wherein the nonlinear optical element is a thin film laminate in which light transmittance decreases as the intensity of the object light increases. 前記非線形光学素子が、フォトクロミック材である請求項１または請求項２に記載のホログラム記録装置。 The hologram recording apparatus according to claim 1, wherein the nonlinear optical element is a photochromic material. 前記フォトクロミック材がカルコゲナイドガラスである請求項３に記載のホログラム記録装置。 The hologram recording apparatus according to claim 3, wherein the photochromic material is chalcogenide glass. 前記カルコゲナイドガラスが、三硫化二砒素（As2S3）である請求項４に記載のホログラム記録装置。 The hologram recording apparatus according to claim 4, wherein the chalcogenide glass is diarsenic trisulfide (As 2 S 3 ). 前記非線形光学素子が、ガウシャンプロファイルを有する前記物体光の最高強度域で不透過性を有し、前記最高強度域の周辺域で透過性を有するものである請求項１に記載のホログラム記録装置。 2. The hologram recording apparatus according to claim 1, wherein the nonlinear optical element is opaque at the highest intensity range of the object light having a Gaussian profile and has transparency at a peripheral area of the highest intensity range. . 光の強度が大きくなるに従って光透過率が低下する非線形光学素子がラミネートされたホログラム記録媒体。 A hologram recording medium on which a non-linear optical element whose light transmittance decreases as the light intensity increases is laminated. 前記非線形光学素子が、前記物体光の強度が大きくなるに従って光透過率が低下する薄膜の積層体である請求項７に記載のホログラム記録媒体。 The hologram recording medium according to claim 7, wherein the nonlinear optical element is a thin film laminate in which light transmittance decreases as the intensity of the object light increases. 前記非線形光学素子がカルコゲナイドガラスである請求項８に記載のホログラム記録媒体。 The hologram recording medium according to claim 8, wherein the nonlinear optical element is chalcogenide glass. 前記カルコゲナイドガラスが、三硫化二砒素（As2S3）である請求項９に記載のホログラム記録媒体。 The hologram recording medium according to claim 9, wherein the chalcogenide glass is diarsenic trisulfide (As 2 S 3 ). 前記非線形光学素子が、ガウシャンプロファイルを有する光の最高強度域で不透過性を有し、前記最高強度域の周辺光で透過性を有するものである請求項７に記載のホログラム記録媒体。 The hologram recording medium according to claim 7, wherein the nonlinear optical element is opaque at a highest intensity range of light having a Gaussian profile and is transmissive at ambient light in the highest intensity range.
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