JP2016126814A - ホログラフィック記憶層、それを適用するホログラフィックディスク及びその製造方法 - Google Patents

ホログラフィック記憶層、それを適用するホログラフィックディスク及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ホログラフィック記憶層、それを適用するホログラフィックディスク及びその製造方法を提供する【解決手段】キャビティを含む格子状の反射構造と、前記キャビティの中に設けられる感光ユニットと、を備え、前記反射構造は、複数の感光ユニットのそれぞれを囲み、それぞれ感光ユニットを暴露する第１の開口及び第２の開口を定義するホログラフィック記憶層。【選択図】図２

Description

本発明は、ホログラフィックディスク、ホログラフィック記憶層及びその製造方法に関する。
科学技術の発展に伴って、電子ファイルに必要な記憶用量は、向上しつつある。磁気ディスクや光ディスク等のようなよく見られる記憶方式は、記憶するデータの依拠対象として、記憶媒体の表面における磁気又は光の変化を記録する。しがしながら、電子ファイルに必要な記憶用量の増加に従って、ホログラフィックメモリーの技術発展は、注目されるようになる。
ホログラフィックメモリー技術は、信号光及び参照光によって干渉を発生させ、映像データを記憶媒体（感光材料）に書き込む。データを読み取る場合、改めて参照光を記憶媒体（感光材料）に照射することによって、映像データを生成させることができる。そして、生成された映像データが検出器に読み取られる。つまり、ホログラフィックメモリー技術の記憶容量とその記憶媒体（感光材料）とに関連性があり、ホログラフィックメモリー技術の記憶容量を如何に向上させるかについても、現在の関連分野で研究される目標となっている。
本発明の一実施形態は、書き込みビームの拡散面積を制限するためのキャビティを含む反射構造を備えるホログラフィックディスクを提供する。従って、ホログラフィック記憶層に対して書き込む場合、参照光と信号光からなるビームは、キャビティが定義する領域内に限定されて、参照光と信号光との混合程度が向上し、これにより、キャビティにおける感光材料の使用率が向上する。
本発明の一実施形態は、キャビティを含む格子状の反射構造と、前記キャビティの中に設けられる感光ユニットと、を備え、前記反射構造は、複数の感光ユニットのそれぞれを囲み、それぞれ前記感光ユニットを暴露する第１の開口及び第２の開口を定義するホログラフィック記憶層を提供する。
ある実施形態では、第１の開口及び第２の開口の面積は、０．１平方マイクロメートル（μｍ２）〜２４平方ミリメートル（ｍｍ２）にある。
ある実施形態では、反射構造は、円状であり、キャビティは、反射構造の円の中心に対して対称であるように配置される。
ある実施形態では、キャビティは、扇形であり、それぞれ反射構造と同一の中心を有する２つの弧状境界を有する。
ある実施形態では、前記第１の開口又は第２の開口から暴露される感光ユニットの面積は、ホログラフィック記憶層の面積の５０％〜９９％を占める。
ある実施形態では、複数のキャビティのそれぞれの少なくとも１つの側壁とホログラフィック記憶層の法線ベクトルとの間の夾角はゼロではない。
ある実施形態では、夾角は、−４５度〜４５度にある。
ある実施形態では、感光ユニットの一部は、対応する第１の開口から対応する第２の開口へ向かって広くなり、他の感光ユニットは、対応する第１の開口から対応する第２の開口へ向かって狭くなる。
ある実施形態では、ホログラフィック記憶層は、反射構造における第１の開口及び第２の開口以外の領域に位置するように、反射構造の表面に設けられる吸光ユニットを更に備える。
ある実施形態では、ホログラフィック記憶層は、感光ユニットの一部に対応する第１の開口及び他の感光ユニットに対応する第２の開口に設けられる反射ユニットを更に備える。
ある実施形態では、感光ユニットの一部と他の感光ユニットとは、互に交互に配列する。
ある実施形態では、キャビティがホログラフィック記憶層に垂直な形状は、円状、矩形、三角形又は多角形である。
ある実施形態では、反射構造は、キャビティを定義するための側壁と、前記側壁の間に設けられて側壁を固定する固定用接着剤と、を更に含む。
本発明の一実施形態は、第１の基板と、第２の基板と、ホログラフィック記憶層と、を備えるホログラフィックディスクを提供する。
ある実施形態では、第１の基板及び第２の基板の何れも透過性基板である。
ある実施形態では、第１の基板は透過性基板であり、第２の基板は反射性基板である。
本発明の一実施形態は、線状の感光媒体の表面を覆う反射層を形成する工程と、線状の感光媒体を束状となるように平行配列し、反射層の間に固定用接着剤を埋め込み、束状となる感光媒体を定形する工程と、感光媒体を、感光媒体の束状の方向に垂直であるように切断する工程と、を備えるホログラフィック記憶層の製造方法を提供する。
本発明の一実施形態は、反射材料をモールドに埋め込み、反射材料からダイキャストによってキャビティを有する反射構造を形成する工程と、感光材料をキャビティの中に埋め込み、感光材料を硬化させる工程と、を備えるホログラフィック記憶層の製造方法を提供する。
ある実施形態では、ホログラフィック記憶層の製造方法は、硬化した感光材料及び反射構造を平坦化することを更に備える。
本発明に係るホログラフィックディスクの第１の実施例を示す分解図である。 図１に示す領域Ａを示す拡大図である。 本発明に係るホログラフィックディスクの第２の実施例を示す側面模式図である。 本発明に係るホログラフィックディスクの第３の実施例を示す上面模式図である。 図４Ａに示す反射構造における単一のキャビティを示す拡大図である。 本発明に係るホログラフィックディスクの第４の実施例を示す立体模式図である。 本発明に係るホログラフィックディスクの第４の実施例におけるキャビティが径方向に沿って配列される様子を示す側面模式図である。 本発明に係るホログラフィックディスクの第４の実施例におけるキャビティが接線方向に沿って配列される様子を示す側面模式図である。 本発明に係るホログラフィック記憶層の反射構造の複数の実施例における上面模式図である。 本発明に係るホログラフィック記憶層の反射構造の複数の実施例における上面模式図である。 本発明に係るホログラフィック記憶層の反射構造の複数の実施例における上面模式図である。 本発明に係るホログラフィック記憶層の反射構造の複数の実施例における上面模式図である。 本発明に係るホログラフィック記憶層の製造方法の一実施形態を示す立体模式図である。 本発明に係るホログラフィック記憶層の製造方法の一実施形態を示す立体模式図である。 本発明に係るホログラフィック記憶層の製造方法の一実施形態を示す立体模式図である。 本発明に係るホログラフィック記憶層の製造方法の一実施形態を示す立体模式図である。 本発明に係るホログラフィック記憶層の製造方法の別の実施形態を示す側面模式図である。 本発明に係るホログラフィック記憶層の製造方法の別の実施形態を示す側面模式図である。 本発明に係るホログラフィック記憶層の製造方法の別の実施形態を示す側面模式図である。 本発明に係るホログラフィック記憶層の製造方法の別の実施形態を示す側面模式図である。 本発明に係るホログラフィック記憶層の製造方法の別の実施形態を示す側面模式図である。 本発明に係るホログラフィック記憶層の製造方法の別の実施形態を示す側面模式図である。 本発明に係るホログラフィック記憶層の製造方法の別の実施形態を示す側面模式図である。
以下、図面及び詳しい説明で本発明の精神を明らかに説明する。当業者であれば、本発明の好適な実施例を理解する上で、本発明の教示した技術によって、本発明の精神と範囲から逸脱せずに、変更や修正を加えることができる。
ホログラフィックメモリーシステムにおいて、ホログラフィックメモリーディスクが記憶データを書き込む場合、信号光と参照光からなるビームが一定範囲の感光材料に対して干渉及び露出を行う必要がある。しがしながら、実際に、記憶データに必要な感光材料の範囲がこの露出範囲より小さいため、余分の感光材料が使用されず、更に、感光材料の使用率が減少する。ホログラフィック記憶ディスクにおける感光材料の使用率が減少すると、ホログラフィックメモリーディスクの記憶容量も同時に削減する。
これに鑑みて、本発明に係るホログラフィック記憶層は、書き込みビームの拡散面積を制限するためのキャビティを含む反射構造を備える。反射構造におけるキャビティによって、ビームは、記憶層に入射する場合、特定領域のみに限定されて、ビームの干渉する露出領域がこの領域内にある。従って、参照光と信号光との混合程度が向上し、感光材料の使用率も向上する。同様に、ホログラフィック記憶層における感光材料の使用率が向上すると、ホログラフィックディスクの記憶容量も向上する。
図１及び図２を同時に参照されたい。図１は、本発明に係るホログラフィックディスクの第１の実施例を示す分解図である。図２は、図１に示す領域Ａを示す拡大図である。
ホログラフィックディスク１００は、第１の基板１０２と、第２の基板１０４と、ホログラフィック記憶層１１０と、を備える。ホログラフィック記憶層１１０は、第１の基板１０２と第２の基板１０４との間に設けられており、反射構造１２０と、感光ユニット１３２と、を含む。反射構造１２０は、キャビティ１３０を含む格子状のものである。感光ユニット１３２は、キャビティ１３０の中に設けられる。反射構造１２０は、複数の感光ユニット１３２のそれぞれを囲み、それぞれ感光ユニット１３２を暴露する第１の開口１２２及び第２の開口１２４を定義する。
図２において、反射構造１２０は、複数のキャビティ１３０のそれぞれを定義し、複数のキャビティ１３０のそれぞれおける感光ユニット１３２を隔てるための側壁１３４を含む。感光ユニット１３２は、光学記憶材料又は感光材料より構成される。この配置では、信号光Ｓと参照光Ｒからなる書き込みビームがキャビティ１３０に入る場合、書き込みビームは、キャビティ１３０の側壁１３４で反射される。つまり、キャビティ１３０は、書き込みビームの拡散面積を限定し、書き込みビームを単一のキャビティ１３０内に限定することに用いる。
例としては、ホログラフィックディスク１００の書き込み（又は、読み取り）の場合、信号光Ｓと参照光Ｒからなる書き込みビームは、キャビティ１３０に入って、感光ユニット１３２において干渉する。書き込みビームが単一のキャビティ１３０内に限定されるため、信号光Ｓと参照光Ｒとの混合程度が向上し、感光ユニット１３２の使用率が向上し、ホログラフィックディスク１１０の記憶容量も向上する。
ある実施形態では、第１の基板１０２は透過性基板であり、第２の基板１０４は反射性基板である。従って、書き込みビームは、第１の基板１０２に向かう第１の開口１２２から、ホログラフィック記憶層１１０に入る。第１の開口１２２からキャビティ１３０に入る信号光Ｓと参照光Ｒは、第２の開口１２４によりホログラフィック記憶層１１０から射出する場合、第２の基板１０４の設置によって、反射させてホログラフィック記憶層１１０に戻る。
また、書き込みビームが第１の基板１０２からホログラフィック記憶層１１０に入る場合、第１の開口１２２は、ビームのキャビティ１３０への入口と見なされ、この入口の面積が書き込みビームの必要な最小集束領域（Ｎｙｑｕｉｓｔ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）の大きさに相当する。
信号光Ｓ及び参照光Ｒが干渉する領域には、前記領域のキャビティ１３０における分布の最狭幅部の幅が、最小集束領域の幅の１倍〜２倍である。従って、信号光Ｓ及び参照光Ｒがキャビティ１３０の寸法からの影響を受けずに書き込みを完成できるように、ビームの入口である第１の開口１２２は、面積が信号光Ｓ及び参照光Ｒのキャビティ１３０での干渉の最狭幅部よりも大きくなければならない。以下、集束領域に対する制限について、更に説明する。
集束領域の計算式は、
Ｄｖ＝（ｆλ）／δｖ………………………………（１）であり、
Ｄｖはｖ方向における口径幅であり、ｆは集束レンズの焦点距離であり、λは光波の媒体における波長であり、δは信号のｖ方向における最小解像度である。
ホログラフィックディスク１００の空間光変調器（Ｓｐａｔｉａｌ ｌｉｇｈｔ ｍｏｄｕｌＡｔｏＲ；ＳＬＭ）による書き込みを例として、ＳＬＭの画素ユニットは、３．５マイクロメートル（μｍ）×３．５マイクロメートル（μｍ）である。中継レンズを介して書き込みビームを３．５倍小さくして結像した後で、焦距４ｍｍ、光波の媒体における波長０．４がマイクロメートル（μｍ）である対物レンズの前焦平面に、解像度１マイクロメートル（μｍ）×１マイクロメートル（μｍ）の入力信号が発生する。これにより、書き込みビームにキャビティ１３０を通過させるために、対物レンズの集束平面は１．６ミリメートル（ｍｍ）×１．６ミリメートル（ｍｍ）の口径が必要であることが判明される。つまり、この条件では、キャビティ１３０にビームを書き込む入口の面積として、少なくとも２．５６平方ミリメートル（ｍｍ２）が必要である。
そして、対物レンズの書き込みビームがまったく変調していない平面波である場合を例とする。この場合、この光分布の最狭幅部は、回折限界の集束スポットの大きさであり、つまりＤｖ＝０．６１λである。この条件では、書き込みビームの波長が０．４マイクロメートル（μｍ）である場合、キャビティ１３０にビームを書き込む入口の面積としては、少なくとも約０．２４４平方マイクロメートル（μｍ２）が必要である。
また、キャビティ１３０の最小入口面積は、全ての映像データの再建を確保しなければならない。例としては、集束領域の大きさが最小映像データを通過させるための寸法であるが、理論的に、キャビティ１３０の最小入口面積がおおよそ集束領域の１倍〜２倍である。しがしながら、Ｒｕｎｌｅｎｇｔｈ‐ｌｉｍｉｔｅＤコード（ＲＬＬ ＣｏＤｅ）を適用すれば、キャビティ１３０は、口径を更に小さくすることができる。一方、入力信号が２次元強度又は位相コード情報であれば、その光照視野の対物レンズ集束面における分布が軸対称となるため、キャビティ１３０の口径は、更に小さくされてもよい。
前記と同じように、キャビティ１３０の入口の面積は、書き込みビームの必要な最小集束領域の大きさに相当する。条件によっては、異なる書き込み方式に対応して、キャビティ１３０にビームを書き込む最小入口面積も少し異なっている。従って、異なる書き込み方式に対応できるために、ある実施形態では、第１の開口１２２及び第２の開口１２４の面積は、０．１平方マイクロメートル（μｍ２）〜２４平方ミリメートル（ｍｍ２）にある。
また、感光ユニット１３２のホログラフィック記憶層１１０に占める比例とホログラフィック記憶層１１０の記憶容量とが高い関連性を有するため、ある実施形態では、第１の開口１２２又は第２の開口１２４から暴露される感光ユニット１３２の面積は、ホログラフィック記憶層１１０の面積の５０％〜９９．９％を占める。感光ユニット１３２の面積がホログラフィック記憶層１１０の面積の５０％より小さい場合、ホログラフィック記憶層１１０は、記憶容量が不足であることがある。一方、感光ユニット１３２の面積がホログラフィック記憶層１１０の面積の９５％より大きい場合、反射構造１２０における側壁１３４には複雑すぎる製造プロセスが必要であるかもしれないため、ホログラフィック記憶層１１０の製造歩留まりが不足となる。
ある実施形態では、ホログラフィック記憶層１１０は、吸光ユニット１６０を更に含む。吸光ユニット１６０は、反射構造１２０における第１の開口１２２及び第２の開口１２４以外の領域に位置するように、反射構造１２０の表面に設けられる。具体的には、吸光ユニット１６０は、反射構造１２０の表面における側壁１３４に対応する領域を覆って、書き込みビームがホログラフィック記憶層１１０へ放射する場合、第１の開口１２２又は第２の開口１２４に入らない分は、吸光ユニット１６０より吸収される。また、吸光ユニット１６０は、感光ユニット１３２が設けられた後で吸光ユニット１６０と感光ユニット１３２との表面が面一となるように、反射構造１２０を製造する時に埋め込まれ、又は感光ユニット１３２がキャビティ１３０に設けられていない時に塗布されてもよい。
つまり、信号光Ｓと参照光Ｒとの入射位置が第１の開口１２２及び第２の開口１２４以外に当たる場合、吸光ユニット１６０は、信号光Ｓ及び参照光Ｒを吸収して、ホログラフィック記憶層１１０が書き込む時に発生するノイズを減少する。例としては、図２において、ホログラフィック記憶層１１０が書き込む期間、信号光Ｓ及び参照光Ｒがホログラフィック記憶層１１０の表面の側壁１３４に放射すると、吸光ユニット１６０は、信号光Ｓ及び参照光Ｒが側壁１３４の表面で反射しないように、信号光Ｓ及び参照光Ｒを吸収する。
図１及び図３を同時に参照されたい。図３は、本発明に係るホログラフィックディスクの第２の実施例を示す側面模式図である。本実施例は、ホログラフィックディスク１００のホログラフィック記憶層１１０には、複数のキャビティ１３０のそれぞれが書き込みビームに対応して単一の入口しか有しないように、第１の開口１２２の一部及び第２の開口１２４の一部に設けられる反射ユニット１７０を更に含むことにおいて、第１の実施例と異なっている。
ある実施形態では、図１に示す第１の基板１０２及び第２の基板１０４は、何れも透過性基板であってもよい。従って、書き込みビームは、第１の基板１０２に向かう第１の開口１２２からホログラフィック記憶層１１０に入る以外に、第２の基板１０４に向かう第２の開口１２４からホログラフィック記憶層１１０に入ってもよい。
本実施例では、感光ユニット１３２は、感光ユニット１３２ａ及び感光ユニット１３２ｂの２つの部分に分けられ、反射ユニット１７０は、感光ユニット１３２ａに対応する第１の開口１２２及び感光ユニット１３２ｂに対応する第２の開口１２４に設けられる。反射ユニット１７０の設置によって、感光ユニット１３２ａ及び感光ユニット１３２ｂの位置は、それぞれ第１の基板１０２及び第２の基板１０４からの書き込みビームを反射する。従って、感光ユニット１３２ａは、第２の開口１２４によって第２の基板１０４からの書き込みビームを受け入れ、感光ユニット１３２ｂは、第１の開口１２２によって第１の基板１０２からの書き込みビームを受け入れる。
また、反射ユニット１７０は、反射ユニット１７０と第１の開口１２２又は第２の開口１２４によって暴露される感光ユニット１３２との表面が面一となるように、反射構造１２０を製造すると同時に形成されてもよい。又は、反射ユニット１７０は、感光ユニット１３２が設けられた後で形成され、また、形成された反射ユニット１７０を更に感光ユニット１３２と共に平坦化して、感光ユニット１３２の表面と面一となるようにしてもよい。
この配置では、信号光Ｓと参照光Ｒからなる書き込みビームは、同時にホログラフィックディスク１００の上方及び下方から入射して書き込みを完成してもよい。また、感光ユニット１３２ａの一部と他の感光ユニット１３２ｂとは、互に交互に配列する。具体的には、第２の開口１２４によって書き込みビームを受け入れる感光ユニット１３２ａと第１の開口１２２によって書き込みビームを受け入れる感光ユニット１３２ｂとは、互に交互に配列する。
図４Ａ及び図４Ｂを同時に参照されたい。図４Ａは、本発明に係るホログラフィックディスクの第３の実施例の上面模式図である。図４Ｂは、図４Ａに示す反射構造における単一のキャビティを示す拡大図である。本実施例は、ホログラフィック記憶層１１０及び反射構造１２０が円状であり、反射構造１２０におけるキャビティ１３０が円状の軌道に沿って設けられることにおいて、第１の実施例と異なっている。
本実施例では、ホログラフィック記憶層１１０及び反射構造１２０は、円状であり、キャビティ１３０は、反射構造１２０の円の中心に対して対称であるように配置される。つまり、反射構造１２０におけるキャビティ１３０は、ホログラフィック記憶層１１０及び反射構造１２０と同心の複数の円状の軌道となるように配列される。なお、キャビティ１３０は、扇状であり、それぞれホログラフィック記憶層１１０及び反射構造１２０と同心の２つの弧状境界を含む。更に言えば、反射構造１２０に対して、複数のキャビティ１３０は、２つの弧状で反射構造１２０と同心円上の側壁１３４を含む。
この配置では、反射構造１２０におけるキャビティ１３０は、より高密度の配列方式が実現される。一方、感光ユニット１３２がキャビティ１３０の中に設けられるため、この配列方式により感光ユニット１３２のホログラフィック記憶層１１０に占める比率も同様に増加し、ホログラフィック記憶層１１０の記憶容量が向上する。以下に、ホログラフィック記憶層１１０におけるキャビティ１３０の密度を向上させるための配列方式について、更に説明する。
図５Ａを参照されたい。図５Ａは、本発明に係るホログラフィックディスクの第４の実施例を示す立体模式図である。本実施例は、キャビティ１３０の対応する第１の開口１２２と第２の開口１２４とが異なる面積を有することにおいて、第３の実施例と異なっている。
前述の通り、キャビティ１３０の上面形状は、扇形である。キャビティ１３０が互いに最も密接に積み重ねられるように配列されるために、キャビティ１３０に対応する第１の開口１２２と第２の開口１２４とは、異なる面積を有し、キャビティ１３０及びキャビティ１３０の中に設けられる感光ユニット１３２は第１の開口１２２から第２の開口１２４へと、広く又は狭くなっていく。また、この配置では、キャビティ１３０を定義する２つの側壁１３４については、ホログラフィック記憶層１１０の表面との間でなす角が、直角ではない。
図５Ａ及び図５Ｂを同時に参照されたい。図５Ｂは、本発明に係るホログラフィックディスクの第４の実施例におけるキャビティが径方向に沿って配列される様子を示す側面模式図である。本実施例に係るキャビティ１３０の形状は、図５Ａと同じであり、簡単に説明するように、図５Ａ及び図５Ｂにおいて、同一の円柱座標系の径方向Ｘ、接線方向Ｙ及び軸方向Ｚが付けられる。また、同じく簡単に説明できるように、キャビティ１３０に対応する４つの側壁１３４の中で、２つの弧状の側壁１３４が側壁１３４ａと付けられ、別の２つの側壁１３４が１３４ｂと付けられる。
ある実施形態では、複数のキャビティ１３０のそれぞれの少なくとも１つの側壁１３４とホログラフィック記憶層１１０の法線ベクトル１５０との間に、−４５度〜４５度の夾角θがある。具体的には、複数の扇状キャビティ１３０の２つの弧状側壁１３４ａはホログラフィック記憶層１１０の表面に対して傾斜し、前記２つの弧状側壁１３４ａはホログラフィック記憶層１１０の径方向のＸ方向に沿って設けられる。扇状キャビティ１３０の別の２つの側壁１３４ｂはホログラフィック記憶層１１０の表面に対して垂直であり、前記２つの側壁１３４ｂはホログラフィック記憶層１１０の接線方向のＹ方向に沿って設けられる。
この配置では、感光ユニット１３２は、感光ユニット１３２ａと、感光ユニット１３２ｂとの２つの部分に分けられてもよい。第１部分の感光ユニット１３２ａは、対応する第１の開口１２２から対応する第２の開口１２４へ向かって広くなり、第２部分の感光ユニット１３２ｂは、対応する第１の開口１２２から対応する第２の開口１２４へ向かって狭くなる。
また、本実施例に係るホログラフィック記憶層１１０も、同様に第１の開口１２２の一部及び第２の開口１２４の一部に設けられる反射ユニット１７０を含むことは第２の実施例と同じである。反射ユニット１７０は、感光ユニット１３２ａの対応する第１の開口１２２及び感光ユニット１３２ｂの対応する第２の開口１２４に設けられる。つまり、本実施例に係るホログラフィック記憶層１１０は、同様にホログラフィック記憶層１１０の上方及び下方から書き込みビームを受け入れて書き込んでもよい。なお、側壁１３４ａとホログラフィック記憶層１１０の法線ベクトルとの間に夾角θがあるため、信号光及び参照光（図２参照）が側壁１３４ａで反射するチャンスは増加し、信号光と参照光との混合程度が更に向上し、更に、ホログラフィックディスク１１０の記憶容量も向上する。
図５Ａ及び図５Ｃを同時に参照されたい。図５Ｃは、本発明に係るホログラフィックディスクの第４の実施例におけるキャビティが接線方向に沿って配列される様子を示す側面模式図である。本実施例におけるキャビティ１３０の形状は、図５Ａと同じであり、簡単に説明できるように、図５Ａ及び図５Ｃにおいて、同一の円柱座標系の径方向Ｘ、接線方向Ｙ及び軸方向Ｚが付けられる。また、図５Ｃに示す配列方式は、キャビティ１３０が接線方向に沿って展開する模式図である。
前述の通り、キャビティ１３０の弧状境界に対向する別の２つの側壁１３４ｂは、ホログラフィック記憶層１１０に垂直である。従って、接線方向において、キャビティ１３０の間の側壁１３４ｂは、ホログラフィック記憶層１１０の表面に垂直であり、軸方向のＺ方向と平行する。
要するに、本実施例に係る反射構造１２０のキャビティ１３０が互いに最も密接に積み重ねられるように配列され、この配列方式により、ホログラフィック記憶層１１０が上方及び下方からの書き込みビームを受け入れる（信号光及び参照光を含む）ようにすることができる。また、本実施例のキャビティ１３０において、径方向のＸ方向に沿って設けられる２つの側壁１３４ａは、ホログラフィック記憶層１１０の表面に対して傾斜し、接線方向のＹ方向に沿う２つの側壁１３４ｂがホログラフィック記憶層１１０の表面に垂直である。しがしながら、理解すべきなのは、以上で挙げられた側壁１３４の傾斜方式は例示だけであり、本発明を制限するためのものではなく、当業者であれば、実際の要求に応じて、側壁１３４の傾斜方式を柔軟的に選択してもよい。例えば、キャビティ１３０の弧状境界の２つの側壁１３４ａがホログラフィック記憶層１１０の表面に垂直であり、キャビティ１３０の弧状境界に対向する別の２つの側壁１３４ｂがホログラフィック記憶層１１０の表面に対して傾斜しているものが挙げられる。
図６Ａ〜図６Ｄを参照されたい。図６Ａ〜図６Ｄは、本発明に係るホログラフィック記憶層の反射構造を複数実施例に示す上面模式図である。ある実施形態では、反射構造１２０におけるキャビティ１３０のホログラフィック記憶層及び反射構造１２０に垂直な方向から見た形状は、円状、三角形、矩形又は多角形（別々に図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ及び図６Ｄに示す）である。同様に、キャビティ１３０の間に、依然として最も密接に積み重ねるように配列されるため、感光ユニット１３２の使用率が向上し、更に、ホログラフィック記憶層の記憶容量が増加する。
また、ある実施形態では、反射構造１２０は、側壁１３４及び固定用接着剤１８０を更に含む。側壁１３４は、キャビティ１３０を定義することに用いる。固定用接着剤１８０は、側壁１３４を接続するように側壁１３４の間に設けられる。図６Ａを例として、複数の円状のキャビティ１３０のそれぞれの境界に、対応する側壁１３４があり、固定用接着剤１８０が側壁１３４の間の隙間に設けられて、側壁１３４が固定されてから反射構造１２０を構成する。しがしながら、理解すべきなのは、以上で挙げられた反射構造１２０が例示だけで、本発明を制限するためのものではなく、当業者であれば、実際の要求に応じて、反射構造１２０の構成方式を柔軟的に選択してもよい。例えば、反射構造１２０の側壁１３４は、一体成形してもよい。
図７Ａ〜図７Ｄを参照されたい。図７Ａ〜図７Ｄは、本発明に係るホログラフィック記憶層の製造方法の一実施形態を示す立体模式図である。ホログラフィック記憶層の製造方法は、下記の工程を備える。まず、線状の感光媒体１９２の表面を覆う反射層１９０を形成する。そして、線状の感光媒体１９２を束状となるように平行配列して、固定用接着剤１８０を反射層１９０の間に埋め込み、束状となる感光媒体１９２を定形する。最後に、感光媒体１９２の束状の方向に垂直である切断方向に感光媒体１９２を切断する。以下、各工程について更に説明する。
図７Ａにおいて、感光媒体１９２は、光学記憶材料又は感光材料からなる帯状のものである。そして、感光媒体１９２の表面に、塗布又は反射材料をめっきすることによって形成される反射層１９０を形成する。
図７Ｂにおいて、反射層１９０が覆う感光媒体１９２を束状又はアレーとなるように平行配列する。そして、反射層１９０が覆う感光媒体１９２を束状に定形するように、固定用接着剤１８０を反射層１９０が覆う感光媒体１９２の間に埋め込む。
図７Ｃにおいて、感光媒体１９２の束状の方向に垂直であり、つまり横切る切断方向に、束状に定形された感光媒体１９２を切断する。図７Ｄに示すように、切断の後、反射層１９０が覆う感光媒体１９２は、板状構造となる。この板状構造は、表裏の両面を更にポリッシングすることによって、図１に示すホログラフィック記憶層における反射構造となる。
図８Ａ〜図８Ｇを参照されたい。図８Ａ〜図８Ｇは、本発明に係るホログラフィック記憶層の製造方法の別の実施形態を示す側面模式図である。ホログラフィック記憶層の製造方法は、下記の工程を備える。まず、反射材料１９４をモールド１９６に埋め込み、反射材料１９４がダイキャストによってキャビティ１３０を有する反射構造１２０を形成する。そして、感光材料２００をキャビティに埋め込み、感光材料２００を硬化させる。以下、各工程について更に説明する。
図８Ａにおいて、反射材料１９４を、成形した溝１９８を有するモールド１９６に埋め込む。また、反射材料１９４がモールド１９６の溝１９８に埋め込まれる前に、反射材料１９４のダイキャスト成形に寄与するために、反射材料１９４をあらかじめ加熱してもよい。
図８Ｂにおいて、反射材料１９４は、モールド１９６の溝１９８に埋め込まれた後、溝１９８の中に染み込む。反射材料１９４の製造歩留まりを上げるために、このダイキャスト工程を少なくとも低真空環境において行ってもよく、これにより、鋳型１９６に残る空気を減らす。
図８Ｃにおいて、反射材料１９４に対して離型を行って、それをモールド１９６と分離させて反射構造１２０にする。同様に、反射材料１９４の製造歩留まりを上げるために、この離型工程を高真空環境において行ってもよく、これにより、モールド１９６に残る空気と外界とに圧力差を発生させて、成形した反射材料１９４の取り出しに寄与する。また、成形した反射材料１９４は、溝１９８に対応するキャビティ１３０を有する反射構造１２０である。
図８Ｄ及び図８Ｅにおいて、感光材料２００を反射構造１２０のキャビティ１３０に埋め込み、感光材料２００を硬化させて感光ユニット１３２を形成する。感光ユニット１３２の製造歩留まりを上げるために、この工程を高真空環境において行ってもよく、これにより、反射構造１２０のキャビティ１３０に残る空気を減らす。
また、ある実施形態では、製造方法は、硬化した感光材料２００及び反射構造１２０を平坦化することを更に含む。硬化プロセスの真空環境が不足である場合、感光材料２００は、収縮し変形して、図８Ｆに示すように、形成された感光ユニット１３２の表面が平らではなくなる。
図８Ｇにおいて、例えば、ポリッシャー２０２によって感光ユニット１３２及び反射構造１２０の表面をポリッシング又は平滑化するように、表面が平らではない感光ユニット１３２及び反射構造１２０の表面を平坦化する。
上記の工程によって、反射構造１２０及び反射構造１２０のキャビティ１３０内に位置する感光ユニット１３２を形成することができ、反射構造１２０と感光ユニット１３２との共通配置は、図１に示す全像記憶層配置と類似している。
要するに、本発明に係るホログラフィック記憶層は、書き込みビームの領域を制限するためのキャビティを含む反射構造を備える。ホログラフィック記憶層に書き込む場合、書き込みビームの干渉する露出領域がこの領域内にあり、書き込みビームにおける参照光と信号光との混合程度が向上する。従って、キャビティによって書き込みビームの領域を制限することで、ホログラフィック記憶層における感光材料の使用率が向上し、ホログラフィックディスク又はホログラフィック記憶層の記憶容量も向上する。
本発明を実施形態で前述の通り開示したが、これは本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、本発明の精神と範囲から逸脱しない限り、各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とするものである。
１００ ホログラフィックディスク
１０２ 第１の基板
１０４ 第２の基板
１１０ ホログラフィック記憶層
１２０ 反射構造
１２２ 第１の開口
１２４ 第２の開口
１３０ キャビティ
１３２、１３２ａ、１３２ｂ 感光ユニット
１３４、１３４ａ、１３４ｂ 側壁
１５０ 法線ベクトル
１６０ 吸光ユニット
１７０ 反射ユニット
１８０ 固定用接着剤
１９０ 反射層
１９２ 感光媒体
１９４ 反射材料
１９６ モールド
１９８ 溝
２００ 感光材料
２０２ ポリッシャー
θ 夾角
Ａ 領域
Ｓ 信号光
Ｒ 参照光
Ｘ 径方向
Ｙ 接線方向
Ｚ 軸方向

Claims (17)

  1. 複数のキャビティを含む格子状の反射構造と、
    前記キャビティの中に設けられる複数の感光ユニットと、
    を備え、
    前記反射構造は、前記複数の感光ユニットのそれぞれを囲み、それぞれ前記感光ユニットを暴露する複数の第１の開口及び複数の第２の開口を定義するホログラフィック記憶層。
  2. 前記第１の開口及び前記第２の開口の面積が、０．１平方マイクロメートル（μｍ２）〜２４平方ミリメートル（ｍｍ２）にある請求項１に記載のホログラフィック記憶層。
  3. 前記反射構造は、円状であり、前記キャビティは、前記反射構造の円の中心に対して対称であるように配置される請求項１に記載のホログラフィック記憶層。
  4. 前記キャビティは、扇状であり、それぞれ前記反射構造と同一の中心を有する２つの弧状境界を有する請求項３に記載のホログラフィック記憶層。
  5. 前記第１の開口又は前記第２の開口から暴露される前記感光ユニットの面積は、前記ホログラフィック記憶層の面積の５０％〜９９％を占める請求項１に記載のホログラフィック記憶層。
  6. 前記複数のキャビティのそれぞれの少なくとも１つの側壁と前記ホログラフィック記憶層の法線ベクトルとの間に、−４５度〜４５度の夾角がある請求項１に記載のホログラフィック記憶層。
  7. 前記感光ユニットの一部は、対応する前記第１の開口から対応する前記第２の開口へ向かって広くなり、他の前記感光ユニットは、対応する前記第１の開口から対応する前記第２の開口へ向かって狭くなる請求項１又は請求項６に記載のホログラフィック記憶層。
  8. 前記反射構造における前記第１の開口及び前記第２の開口以外の領域に位置するように、前記反射構造の表面に設けられる複数の吸光ユニットを更に備える請求項１に記載のホログラフィック記憶層。
  9. 前記感光ユニットの一部に対応する前記第１の開口及び他の前記感光ユニットに対応する前記第２の開口に設けられる複数の反射ユニットを更に備え、前記感光ユニットの一部と他の前記感光ユニットとは、互に交互に配列する請求項１に記載のホログラフィック記憶層。
  10. 前記キャビティの前記ホログラフィック記憶層に垂直な方向から見た形状は、円状、矩形、三角形又は多角形である請求項１に記載のホログラフィック記憶層。
  11. 前記反射構造は、
    前記キャビティを定義するための側壁と、
    前記側壁の間に設けられて、前記側壁を固定する少なくとも１つの固定用接着剤と、
    を更に含む請求項１に記載のホログラフィック記憶層。
  12. 第１の基板と、
    第２の基板と、
    前記第１の基板と前記第２の基板との間に設けられる請求項１〜１１の何れか１項に記載のホログラフィック記憶層と、
    を備えるホログラフィックディスク。
  13. 前記第１の基板及び前記第２の基板の何れも透過性基板である請求項１２に記載のホログラフィック記憶層。
  14. 前記第１の基板は透過性基板であり、前記第２の基板は反射性基板である請求項１２に記載のホログラフィック記憶層。
  15. 複数の線状の感光媒体の表面に、複数の反射層を別々に形成する工程と、
    前記線状の感光媒体を束状となるように平行配列し、前記反射層の間に少なくとも１つの固定用接着剤を埋め込み、束状となる前記感光媒体を定形する工程と、
    前記感光媒体を、前記感光媒体の束状の方向に垂直であるように切断する工程と、
    を備えるホログラフィック記憶層の製造方法。
  16. 反射材料をモールドに埋め込み、前記反射材料からダイキャストによって複数のキャビティを有する反射構造を形成する工程と、
    感光材料を前記キャビティの中に埋め込み、前記感光材料を硬化させる工程と、
    を備えるホログラフィック記憶層の製造方法。
  17. 硬化した前記感光材料及び前記反射構造を平坦化することを更に備える請求項１６に記載のホログラフィック記憶層。
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