JP4076815B2 - Hologram recording system, hologram reproducing system, hologram recording apparatus, hologram reproducing apparatus, method thereof, hologram recording / reproducing system, hologram recording / reproducing apparatus - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラム記録システム、ホログラム再生システム、ホログラム記録装置、ホログラム再生装置、及びその方法、並びにホログラム記録再生システム、ホログラム記録再生装置に関する。
【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 Holographic Storage and Retrieval of Digital Data"，Science，Vol.265，pp.749-752，1994）等が提案されている。
【０００３】
図１３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１３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１３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、角度多重記録する場合、記録時、再生時ともに、ホログラム媒体の外部から入射させる参照光の入射角度を容易に高い精度で制御することができるホログラム記録システム、ホログラム再生システム、ホログラム記録装置、ホログラム再生装置、及びその方法、並びにホログラム記録再生システム、ホログラム記録再生装置を提供することを目的とする。
【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と、当該ホログラム媒体にホログラムを記録するホログラム記録装置とを備えたホログラム記録システムであって、前記ホログラム媒体は、前記光導波路の各層が下方から上方に積層されており、前記回折格子層の回折効率が、前記コア層を伝搬する光の導波方向には漸次高くなる分布、あるいは回折光が出射する積層方向には漸次低くなる分布を有しており、前記ホログラム記録装置は、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ホログラム記録システムである。
【０００９】
また、本発明は、上記記載のホログラム記録システムと、前記第１の光を遮断可能な物体光遮光部とを有し、前記物体光遮光部により前記第１の光を遮断することにより、前記参照光もしくは回折光のみを前記記録層に照射することで前記ホログラム媒体に記録された情報を再生させるホログラム記録再生システムである。
【００１０】
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と、当該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ホログラム再生装置とを備えたホログラム再生システムであって、前記ホログラム媒体は、前記光導波路の各層が下方から上方に積層されており、前記回折格子層の回折効率が、前記コア層を伝搬する光の導波方向には漸次高くなる分布、あるいは回折光が出射する積層方向には漸次低くなる分布を有しており、前記ホログラム再生装置は、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ホログラム再生システムである。
【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おり、前記回折格子層の回折効率が、前記コア層を伝搬する光の導波方向には漸次高くなる分布、あるいは回折光が出射する積層方向には漸次低くなる分布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ホログラム記録方法である。
【００１２】
前記ホログラム記録過程において、前記ホログラム媒体が記録時に励起光を必要とする場合は、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、前記記録層に励起光を入射しても良い。
あるいはまた、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て前記記録層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。
【００１３】
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つの記録層とを有し、前記光導波路の各層が下方から上方に積層されており、前記回折格子層の回折効率が、前記コア層を伝搬する光の導波方向には漸次高くなる分布、あるいは回折光が出射する積層方向には漸次低くなる分布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、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するホログラム再生方法である。
【００１５】
前記ホログラム媒体が記録時に励起光を必要とする場合は、第３の光を出射する光源と、
前記ホログラム記録過程において、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、前記第３の光を、前記記録層に励起光として入射する励起光入射部と
を更に有するようにしても良い。
または、第３の光を出射する光源と、
前記ホログラム記録過程において、前記第３の光を、いずれかのコア層の端面から該コア層に励起光として入射し、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て前記記録層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と
を更に有するようにしても良い。
【００１６】
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、第２の光、第３の光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第１の参照光入射部と、
前記第３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２および第３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、前記物体光と、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とにより前記記録層に情報をホログラム記録し、前記第２の参照光入射部が有効とされた場合、前記物体光と該第２の参照光入射部から入射された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装置を提供する。
【００１７】
前記ホログラム媒体が記録時に励起光を必要とする場合は、第４の光を出射する光源と、
前記ホログラム記録過程において、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、前記第４の光を、前記記録層に励起光として入射する励起光入射部と
を更に有するようにしても良い。
あるいは、第４の光を出射する光源と、
前記ホログラム記録過程において、前記第４の光を、いずれかのコア層の端面から該コア層に励起光として入射し、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て前記記録層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と
を更に有するようにしても良い。
【００２０】
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ホログラム再生装置を提供する。
【００２１】
前記再生光を検出する光検出器を更に有するようにしても良い。この光検出器に前記再生光を結像する結像器を更に有するようにしても良い。
本発明はまた、上述したホログラム記録装置と、
前記第１の光を遮断可能な物体光遮光部とを有し、
前記物体光遮光部により前記第１の光を遮断することにより、前記参照光もしくは回折光のみを前記記録層に照射することで前記ホログラム媒体に記録された情報を再生させるホログラム記録再生装置を提供する。
【００２２】
これらのホログラム記録または再生方法、ホログラム記録または再生装置、およびホログラム記録再生装置によれば、記録時再生時に、ホログラム媒体へ入射させる参照光の入射角度を容易に制御することが可能となる。
【００２３】
【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。
【００２４】
＜第１実施形態＞
図１（Ａ）、（Ｂ）および図２（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１実施形態によるホログラム記録再生方法、ならびにホログラム媒体の構造を示す断面図である。
ホログラム記録再生には、１つのコア層１と、該コア層１を挟むように配置した２つのクラッド層２，２と、コア層１上部と上部のクラッド層２との境界に設けた１つの回折格子層３とから構成される光導波路と、該光導波路の上方片面に配置した記録層４とから構成されるホログラム媒体を用いる。
【００２５】
図１（Ａ）に示す例では、コア層１の端面からコア層１に参照光５を入射し、伝搬光５００が回折格子層３により回折され記録層４に照射される回折光９と、ホログラム媒体の上方から入射した物体光６とにより、記録層４に情報をホログラム記録する。
図１（Ｂ）に示す例では、ホログラム媒体の下方から入射した参照光５と、ホログラム媒体の上方から入射した物体光６とにより、記録層４に情報をホログラム記録する。なお、参照光５は上方から入射しても良い。
【００２６】
図２（Ａ）に示す例では、コア層１の端面からコア層１に参照光５を入射した際、伝搬光５００が回折格子層３により回折され、記録層４に照射される回折光９により、記録層４にホログラム記録した情報を再生光７として再生する。
図２（Ｂ）に示す例では、ホログラム媒体の下方から入射した参照光５により、記録層４にホログラム記録した情報を再生光７として再生する。なお、参照光５は上方から入射しても良い。
記録、再生の組合せとしては、図１（Ａ）と図２（Ａ）、図１（Ａ）と図２（Ｂ）、図１（Ｂ）と図２（Ａ）、図１（Ｂ）と図２（Ｂ）の４通りがあり、いずれも同様の効果を奏する。
【００２７】
記録過程では、回折光９あるいは参照光５と、物体光６とが形成する干渉縞が、記録層４に記録されることにより記録現象が実現する。また、再生過程では、回折光９あるいは参照光５が、記録層４に記録された干渉縞により回折され、再生光７が発生されることにより再生現象が実現する。
【００２８】
なお、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５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による励起が必要な場合がある。このような場合は、参照光５と同様に、いずれかの回折格子の端面から、もしくはホログラム媒体の上下いずれかから励起光を入射し、記録層４に励起光が照射されるようにすれば良い。即ち、励起光は、下方から入射しても、上方から入射しても同様の効果を奏する。
また、記録時、再生時のいずれにおいても、参照光５は、下方から入射しても、上方から入射しても同様の効果を奏し、物体光６（記録時のみ）も上方から入射しても下方から入射しても同様の効果を奏する。
上記励起光の使用、入射方向に関する自由度は、以下の多層光導波路に関しても同様に適用される。
【００２９】
次に、図３および図４は、本実施形態によるホログラム記録再生方法が適用される、ホログラム媒体の他の構造例を示す断面図である。図３および図４において、ホログラム媒体は、複数のコア層１，１，１…１と、各コア層１，１，１…１を挟むように配置した複数のクラッド層２，２，２，２…２と、各コア層１，１…１の上部と各クラッド層２，２，２…２との境界に設けた複数の回折格子層３，３，３…３とから構成される光導波路と、該光導波路の上方片面に配置した記録層４とから構成される。
【００３０】
図３および図４に示すような多層光導波路の場合においても、図１（Ａ）、図１（Ｂ）と同様、回折光９、あるいはホログラム媒体の下方から入射した参照光５と、ホログラム媒体の上方から入射した物体光６とにより形成される干渉縞が、記録層４に記録されることにより記録現象が実現する。また、図２（Ａ）、図２（Ｂ）と同様、回折光９あるいはホログラム媒体の下方から入射した参照光５が、記録層４に記録された干渉縞により回折され、物体光６の方向に再生光が再生されることにより再生現象が実現する。
【００３１】
次に、図３、図４の例を参照して本実施形態における多重記録を説明する。
回折光９とホログラム媒体の上方から入射した物体光６とにより記録層４に情報をホログラム記録する場合には、図３に示すように、各回折格子層３，３からの回折光９を平行光とし、記録層４への入射角度を各回折光９毎に異なるように設定する。これにより、各々の回折光９と物体光６とが形成する干渉縞が互いに異なる独立したものとして記録層４に記録される。すなわち、コア層１の選択、言い換えると、回折格子層３の選択によって入射角度を変えた回折光９と、物体光６とにより、角度多重記録が実現する。
【００３２】
再生時には、ホログラム媒体の下方から入射した参照光５の入射角度あるいは回折光９の入射角度を、記録時の回折光９の入射角度と等しくすることにより、多重記録した中から、入射角度に対応した１つの記録情報だけを再生することができる。回折光９の入射角度は、記録時と同じコア層１に参照光５を入射することにより、容易に記録時の回折光９の入射角度と等しくさせることができる。
【００３３】
また、ホログラム媒体の下方から入射した参照光５とホログラム媒体の上方から入射した物体光６とにより、記録層４に情報をホログラム記録する場合も同様に、図４に示すように、各参照光５を平行光とし、記録層４への入射角度を参照光５毎に異なるように設定する。これにより、各々の参照光５と物体光６とが形成する干渉縞も互いに異なる独立したものとして記録層４に記録される。すなわち、入射角度を変えた参照光５と、物体光６とにより、角度多重記録が実現する。
【００３４】
再生時には、ホログラム媒体の下方から入射した参照光５の入射角度、あるいは回折光９の入射角度を、記録時の参照光５の入射角度と等しくすることにより、多重記録した中から、入射角度に対応した１つの記録情報だけを再生することができる。回折光９の入射角度は、適切なコア層１に参照光５を入射することにより、容易に記録時の参照光５の入射角度と等しくさせることができる。
【００３５】
図５（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態によるホログラム記録再生方法での多重記録を説明するための概念図である。
図５（Ａ），（Ｂ）には、図３中のある１つの回折格子層３での様子が示されている。回折格子層３では、図５（Ａ）に示すように、伝搬光５００と回折格子９９は直角に交差し、回折光９は、回折格子層３と直交し、伝搬光５００を含む面と同一面内に角度θで回折される。ここで、回折光９は平行光とする。
この角度θを、図３または図４に示す回折格子層３，３，３…３毎に変え、コア層１の選択、すなわち回折格子層３の選択によって入射角度を変えた回折光９と物体光６とで多重に記録する。これにより、上述した角度多重記録（θ方向の角度多重記録）が実現する。
【００３６】
参照光５および物体光６は同一の波長であり、記録層４が感光する波長である。なお、再生時の参照光の波長は通常記録時の参照光の波長と同一であるが、仕様により必ずしも同一でなくて良い。
ここで、図５（Ｂ）に示すように、回折格子９９の構造およびその配置を適切に設計することで、回折格子層３の面内に射影される回折光９の角度φを変化させることができる。
すなわち、伝搬光５００と回折格子９９とのなす角度を図５（Ａ）に示す角度よりφだけずらすと、回折光９は伝搬光５００の伝搬方向に対してφだけずれた面内に角度θで回折される。このような回折光９と物体光６とが形成する干渉縞は、角度φの値によって互いに異なる独立したものとして記録層４に記録される。
【００３７】
したがって、図３に示す回折格子層３，３，３…３の各々で、上述した角度θおよび角度φを変化させ、各回折格子層３，３，３…３からの回折光９と物体光６とで多重に記録することが可能となる。すなわち、コア層１の選択、言い換えると回折格子層３の選択によって入射角度θ、φを変えた回折光９と、物体光
６により、角度θおよび角度φ方向の角度多重記録が実現する。
【００３８】
再生時には、ホログラム媒体の下方から入射した参照光５の角度θ，φ、あるいは回折光９の角度θ，φを、記録時の回折光９の角度θ，φと等しくすることにより、多重記録した中から、角度θ，φに対応した１つの記録情報だけを再生することができる。回折光９の角度θ，φは、記録時と同じコア層１に参照光５を入射することにより、容易に記録時の回折光９の角度θ，φと等しくさせることができる。
【００３９】
また、図４と同様に、参照光５を平行光とし、参照光５と物体光６とにより、記録層４に情報をホログラム記録する場合も、参照光５と物体光６とが形成する干渉縞は、角度θおよび角度φの値によって互いに異なる独立したものとして記録層４に記録される。
【００４０】
すなわち、入射角度θ，φを変えた参照光５と、物体光６とにより、角度θおよび角度φ方向の角度多重記録が実現する。再生時には、ホログラム媒体の下方から入射した参照光５の角度θ，φ、あるいは回折光９の角度θ，φを、記録時の参照光５の角度θ，φと等しくすることにより、多重記録した中から、角度θ，φに対応した１つの記録情報だけを再生することができる。回折光９の角度θ，φは、適切なコア層１に参照光５を入射することにより、容易に記録時の参照光５の角度θ，φと等しくさせることができる。
【００４１】
以上、本実施形態によれば、角度多重する際、記録、再生のいずれか、あるいは双方で回折光９を利用することができ、後述するように、回折光９の角度θ，φ（記録層４への入射角度）は、回折格子層３の作製時に制御性良く設定できる。すなわち、回折光９を利用することにより、記録、再生時のいずれか、あるいは双方において、外部からの入射角度の制御が不要となるため、入射角度の制御が容易となる。
【００４２】
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ＬｉＮｂＯ_３，ＢａＴｉＯ_３，Ｂａ_１２ＳｉＯ_２０（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。
【００４３】
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。
【００４４】
そして、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、あるいは、１つの記録層をはさむように光導波路を両側に配置しても良い。あるいは、光導波路と記録層とを交互に積層させても良い。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。
【００４５】
さらに、記録層は、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する。また、記録層、光導波路は、上下いずれかの片面、あるいは両面を保護膜により挟まれていても、あるいは保護膜などにより周囲を覆われていても同様の効果を奏する。
【００４６】
図６（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施形態によるホログラム記録再生方法での参照光５および回折光９の波面の例を示す模式図である。
図６（Ａ）においては、回折格子層３における回折格子の形成された領域全面にわたり、一様な波面（平行光）を発生させた場合を図示してある。
【００４７】
しかし、本実施の形態では必ずしも一様な波面である必要はない。例えば、回折格子層３における回折格子の形成された領域を、複数の部分領域に分け、各々の領域内の回折格子については、回折格子の形状、配置、向きなどを変えることによって、互いに異なる回折光９を、同一の回折格子層３において同時に発生させることが可能である。
これにより、図６（Ｂ）のような発散光、あるいは図６（Ｃ）のような収束光、もしくは前述した平行光、発散光、収束光を多様に組み合わせることで、より多くの種類の参照光を容易に発生させることが可能になり、多種類の情報の記録を容易に行うことができる。
【００４８】
次に、図７（Ａ）〜（Ｄ）は、本実施形態によるホログラム記録再生方法における回折格子層３の例を示す模式図である。
回折格子層３としては、図７（Ａ）に示すように、矩形波状の形状をした溝から成るものが挙げられ、例えば矩形波の高さを高くすることにより、回折効率を大きくすることができ、矩形波の波長を変えることにより回折光の角度θを、また回折格子の角度φを変えることにより回折光の角度φを、各々、制御性良く容易に設定することができる。
【００４９】
また、その他に、図７（Ｂ）に示すように、鋸歯状の形状をした溝から成るもの、図７（Ｃ）に示すように、正弦波状の形状をした溝から成るもの、および図７（Ｄ）に示すように、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、いずれも同様の効果を奏する。
【００５０】
また、本実施形態では、各層の屈折率の違いによる屈折の効果を考慮していない。すなわち、厳密には、参照光５、回折光９などが各層を横断する際、これらの光は屈折し、また角度θ、φは値を変える。しかしながら、屈折の効果を考慮してもしなくても、本発明の本質に関わる点は何ら変わることはなく、いずれも同様の効果が実現される。
【００５１】
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。
【００５２】
また、上述したホログラム媒体において、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８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。
【００５３】
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。
【００５４】
図９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９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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
また、上述した実施形態では、回折格子層３の位置として、コア層１上部に設けた例を示したが、コア層１の下部や、コア層１の上部および下部両方、あるいはコア層内に設けても良く、いずれも同様の効果を奏する。
【００５８】
＜第２実施形態＞
図１０は、本発明の第２実施形態によるホログラム記録再生装置の構成を示す模式図である。なお、以下の各実施形態において、ホログラム記録再生装置は、記録機能、再生機能の各々を有する記録装置、再生装置単体として構成しても良い。
【００５９】
本ホログラム記録再生装置は、１つの光源５０と、２つの光分岐器５１１、５１２と、１つの空間光変調器５２と、１つの光検出器５３と、２つの結像器５４１、５４２と、３つの反射器５５１、５５２、５５３と、１つの集光器５６と、３つの偏光制御器５７１、５７２、５７３と、３つの遮光器６２１、６２２、６２３と、２つの空間光選択器６３１、６３２とから構成される。
光源５０は、例えばレーザなどの光を発生する発生源である。
光分岐器５１１、５１２は、ハーフミラーや各種ビームスプリッタなどの素子からなり、光を２方向に分岐する。
空間光変調器５２は、液晶表示素子やＤＭＤなどの素子からなり、記録すべき情報を表示する。
【００６０】
光検出器５３は、再生光６１を検出する。再生光６１は、光検出器５３上に歪が少なく結像するために、光検出器５３の面に対し垂直な方向から±４５度以内に入射することがより効果的である。
記録時には光検出器５３は使用しないが、再生時に再生光が６１が光検出器５３上に歪みが少なく結像されて検出されるために、記録時において物体光６０が光検出器５３の位置で歪みが少なく結像されるように調整される。そのため、物体光についても、光検出器５３の面に対し垂直な方向から±４５度以内に入射するように調整することがより効果的である。
【００６１】
光検出器５３の具体例としては、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光（再生像）を検出するものが挙げられる。
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。
【００６２】
結像器５４１、５４２は、単一あるいは組合せレンズなどの素子からなり、物体光６０および再生光６１を光検出器５３上に結像させる。
反射器５５１、５５２、５５３は、ミラーなどの素子からなり、光を反射する。
集光器５６は、シリンドリカルレンズなどの素子からなり、参照光５９を光導波路の特定のコア層に入射させるよう集光させる。
偏光制御器５７１、５７２、５７３は、１/２波長板などの素子からなり、光の偏光面を回転させる。
遮光器６２１、６２２、６２３は、シャッタなどの素子からなり、「ｏｐｅｎ」、「ｃｌｏｓｅ」の２つの状態を有し、「ｏｐｅｎ」で光を通過させ、「ｃｌｏｓｅ」で光を遮断する。
空間光選択器６３１、６３２は、参照光５９、物体光６０がホログラム媒体５８の所望の場所にのみ当たるよう制御する。あるいは、所望の再生光のみが光検出器に入るように制御する。
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。
【００６３】
光源５０から出た光は、光分岐器５１１、５１２を透過し、反射器５５１で反射され、偏光制御器５７１で参照光５９と偏光面が揃えられ、空間光変調器５２で記録すべき情報を得て物体光６０となり、結像器５４１を透過してホログラム媒体５８に入射する。
一方、光分岐器５１１を透過し、光分岐器５１２で９０度反射した光は、偏光制御器５７２で物体光６０と偏光面が揃えられ、反射器５５２で反射され、集光器５６でホログラム媒体５８の特定のコア層に参照光５９として入射する。
また、光分岐器５１１で９０度反射した光は、偏光制御器５７３で物体光６０と偏光面が揃えられ、反射器５５３で反射され、参照光５９としてホログラム媒体５８に入射する。いずれの参照光を用いるかは、遮光器６２２、６２３の開閉により制御される。
【００６４】
以下、図１（Ａ）、（Ｂ）、図２（Ａ）、（Ｂ）の記録再生方法に対応する動作を説明する。
図１（Ａ）に対応する記録方法は、遮光器６２１を「ｏｐｅｎ」、遮光器６２２を「ｏｐｅｎ」、遮光器６２３を「ｃｌｏｓｅ」とすることにより、参照光５９をホログラム媒体５８のコア層端面から、一方、物体光６０をホログラム媒体上面から各々入射することにより実行できる。
図１（Ｂ）に対応する記録方法は、遮光器６２１を「ｏｐｅｎ」、遮光器６２２を「ｃｌｏｓｅ」、遮光器６２３を「ｏｐｅｎ」とすることにより、参照光５９をホログラム媒体５８の下方から、一方、物体光６０をホログラム媒体上面から各々入射することにより実行できる。
【００６５】
図２（Ａ）に対応する再生方法は、遮光器６２１を「ｃｌｏｓｅ」、遮光器６２２を「ｏｐｅｎ」、遮光器６２３を「ｃｌｏｓｅ」とすることにより、参照光５９をホログラム媒体５８のコア層端面から入射することにより実行できる。
図２（Ｂ）に対応する再生方法は、遮光器６２１を「ｃｌｏｓｅ」、遮光器６２２を「ｃｌｏｓｅ」、遮光器６２３を「ｏｐｅｎ」とすることにより、参照光５９をホログラム媒体５８の下方から入射することにより実行できる。
なお、参照光５９、物体光６０のホログラム媒体５８に対する入射方向（上下）は、ホログラム媒体５８の上下を入れ替えて配置することにより上下いずれも実現することができる。
【００６６】
ホログラム媒体５８の特定のコア層の選択は、反射器５５２、集光器５６、ホログラム媒体５８のいずれか１つ以上を回転、移動させることにより実現することができる。また、参照光５９を下方から入射する場合、角度θ、φの制御は、反射器５５３あるいはホログラム媒体５８のいずれか１つ以上を回転、移動させることにより実現できる。
即ち、本実施形態によるホログラム記録再生装置を用いることにより、前述したホログラム記録再生方法のいずれも実現が可能である。
【００６７】
次に、図１１は、ホログラム記録再生装置の他の構成例を示す模式図である。前述した図１０では、参照光５９は、物体光６０と逆方向からホログラム媒体５８に入射する。これに対して、図１１に示す例では、参照光５９は、物体光６０と同方向からホログラム媒体５８に入射する。
図１１に示す例を用いても、前述したホログラム記録再生方法のいずれも実現が可能であり、図１０に示す構成例と同様の効果を奏する。
【００６８】
なお、図１０の構成において、光分岐器５１１で分岐した参照光５９を、ホログラム媒体５８の特定のコア層に端面から入射し、光分岐器５１２で分岐した参照光５９を、ホログラム媒体５８の下方から入射するようにしてもよい。同様に、図１１の構成においても、光分岐器５１１で分岐した参照光５９を、ホログラム媒体５８の特定のコア層に端面から入射し、光分岐器５１２で分岐した参照光５９を、ホログラム媒体５８の上方から入射するようにしてもよい。
【００６９】
次に、図１２（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の実施形態によるホログラム記録再生装置における結像器の構成例を示す模式図である。
図１２（Ａ）では、ホログラム媒体５８の両側に結像器５４１、５４２を配置している。図１２（Ｂ）では、ホログラム媒体５８と空間光変調器５２との間に結像器５４１を配置している。図１２（Ｃ）では、ホログラム媒体５８と光検出器５３との間に結像器５４２を配置している。図１２（Ｄ）では、ホログラム媒体５８の両側にいずれの結像器も配置していない。
いずれの構成においても、再生光６１（および物体光６０）が光検出器５３（の位置）に結像すれば、本実施形態によるホログラム記録再生方法を適用することが可能であり、いずれも同様の効果を奏する。
【００７０】
また、上述した実施形態では、空間光選択器６３１、６３２をホログラム媒体５８の両面に配置したが、いずれか片面に配置するか、あるいはいずれにも配置しなくても、本実施形態によるホログラム記録再生方法を適用することが可能であり、いずれも同様の効果を奏する。
また、上述した実施形態において、上記構成で使用した光学部品に加えて、光ビームの径を拡大する光束拡大器（ビームエキスパンダ）、光ビームを平面波にする光平面波器（コリメータ）、光の強度を減衰する光減衰器（フィルタ）を用いることが可能であり、同様の効果を奏する。
【００７１】
また、本実施形態によるホログラム記録再生装置において、ホログラム媒体５８の位置にあらかじめ媒体の光導波路部分のみを配置し、記録層４部分を随時入れ替えて用いても良い。この場合、従来の体積ホログラム等を記録層４として使用できるので、本実施形態によるホログラム記録再生装置を用いて、従来のホログラム媒体に対して、高精度で制御性の良い記録・再生動作を行うことができる。
【００７２】
また、記録層と光導波路とが空間的に離れて配置されていても同様の効果を奏する。即ち、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。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、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こと、もしくは、上記物体光と、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て記録層に情報をホログラム記録することができる。
【００７４】
また、同様のホログラム媒体の再生時には、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ホログラムを再生すること、もしくは、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てホログラムを再生することができる。
従って、記録時再生時に、ホログラム媒体へ入射させる参照光の入射角度を容易に高い精度で制御することが可能となり、角度多重記録を容易に行うことができる。
【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、ならびにホログラム媒体の構造を示す断面図である。
【図２】 同様に、第１実施形態によるホログラム再生方法、ならびにホログラム媒体の構造を示す断面図である。
【図３】 同実施形態において、ホログラム記録再生方法が適用されるホログラム媒体の他の構造例を示す断面図である。
【図４】 同様に、同実施形態のホログラム記録再生方法が適用されるホログラム媒体の他の構造例を示す断面図である。
【図５】 本ホログラム記録再生方法での多重記録を説明するための概念図である。
【図６】 本実施形態によるホログラム記録再生方法での参照光および回折光の波面の例を示す模式図である。
【図７】 本実施形態によるホログラム記録再生方法における回折格子層の例を示す模式図である。
【図８】 回折格子層部分の一構造例を示す断面図である。
【図９】 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１０】 本発明の第２実施形態によるホログラム記録再生装置の構成を示す模式図である。
【図１１】 同実施形態によるホログラム記録再生装置の他の構成例を示す模式図である。
【図１２】 本実施形態によるホログラム記録再生装置における結像器の構成例を示す模式図である。
【図１３】 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
５…参照光
５００…伝搬光
６…物体光
７…再生光
９…回折光
９９…回折格子
５０…光源
５１１、５１２…光分岐器
５２…空間光変調器
５３…光検出器
５４１、５４２…結像器
５５１、５５２、５５３…反射器
５６…集光器
５７１、５７２、５７３…偏光制御器
５８…ホログラム媒体
５９…参照光
６０…物体光
６１…再生光
６２１、６２２、６２３…遮光器
６３１、６３２…空間光選択器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present inventionHologram recording system, hologram reproducing system, hologram recording apparatus, hologram reproducing apparatus, method thereof, hologram recording / reproducing system, hologram recording / reproducing apparatusAbout.
[0002]
[Prior art]
Hologram recording is attracting attention as a next-generation powerful recording method capable of recording information with high density because it can record a large amount of information on a single medium.
As a specific method of performing multiplex recording in hologram recording, angle multiplexing by so-called volume hologram (reference: JFHeanue et al., “Volume Holographic Storage and Retrieval of Digital Data”, Science, Vol.265, pp.749- 752, 1994).
[0003]
FIG. 13 shows an example of a conventional volume hologram recording / reproducing method. In the figure, 400 is a hologram medium made of an optical recording material, 6 is object light, 71 is reference light, and 7 is reproduction light. The reference beam 71 and the object beam 6 have the same wavelength, which is the wavelength to which the hologram medium 400 is exposed.
In FIG. 13, when recording is performed, the object light 6 to which information to be recorded on the medium 400 is added and the reference light 71 having a certain wavefront are simultaneously irradiated. Thereby, the interference fringes formed by the object light 6 and the reference light 71 are recorded on the medium 400. That is, the information given to the object light 6 is recorded as a hologram.
[0004]
When reproduction is performed, the recording medium 400 is irradiated with reference light 71 having a wavefront equal to that used during recording. Accordingly, the reference light 71 is diffracted by the interference fringes recorded on the medium 400, and this diffracted light is obtained as the reproduction light 7. At this time, since the wavefront of the reproduction light 7 is a reproduction of the wavefront of the object light 6 at the time of recording, the information given to the object light 6 can also be reproduced from the reproduction light 7.
Here, for example, when a plane wave is used as the reference light 71 and recording is performed a plurality of times while changing the angle of incidence on the medium 400, the interference fringes formed by the object light 6 and the reference light 71 are the reference light 71. The information is recorded on the medium 400 as independent ones depending on the incident angle. That is, angle multiplex recording is realized.
[0005]
At the time of reproduction, the reference light 71 is incident on the medium 400 at the same incident angle as that at the time of recording, so that only one reproduction light 7 corresponding to the incident angle is obtained. Thereby, it is possible to reproduce only the desired information out of the multiplex recording.
Hologram recording has a very high angular resolution and is recorded as independent information even with a slight difference in incident angle, so that high multiplexing is possible and high-density recording is realized.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of angle multiplex recording by the method of FIG. 13, it is necessary to control the incident angle of the reference beam 71 with respect to the medium 400 at the time of recording and reproduction with high accuracy. In the method in which 71 is incident from the outside of the medium 400, the accuracy of the drive unit of the optical system such as a mirror must be made sufficiently high, resulting in a problem that the mechanism becomes large and expensive.
[0007]
  The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and in the case of angle multiplex recording, the incident angle of the reference light incident from the outside of the hologram medium can be easily and accurately controlled during recording and reproduction.Hologram recording system, hologram reproducing system, hologram recording apparatus, hologram reproducing apparatus, method thereof, hologram recording / reproducing system, hologram recording / reproducing apparatusThe purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  Accordingly, the present invention provides at least one core layer that guides light by being sandwiched between lower refractive index portions, and a boundary between the core layer and the lower refractive index portion or in the core layer. 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 hologram recording system comprising a hologram recording apparatus for recording a hologram on the hologram medium, wherein the hologram medium is formed by laminating each layer of the optical waveguide from the bottom to the top, and the diffraction efficiency of the diffraction grating layer is A distribution that gradually increases in the waveguide direction of light propagating through the core layer, orIn the stacking direction where diffracted light is emittedThe hologram recording device has a gradually decreasing distribution, the hologram recording device includes a light source that emits light, a light branching unit that branches the light emitted from the light source into first light and second light, and An object light incident unit that receives object light from either above or below the hologram medium, and that receives the object light obtained by spatially modulating the first light from either above or below the hologram medium; A reference light incident portion that makes the second light incident on the core layer as a reference light from an end surface of any one of the core layers, and corresponds to the object light and the core layer on which the reference light is incident The hologram recording system records information on the recording layer by means of diffracted light that is diffracted by the diffraction grating layer and applied to the recording layer.
[0009]
  Further, the present invention includes the hologram recording system described above and an object light shielding unit capable of blocking the first light, and blocking the first light by the object light shielding unit, The hologram recording / reproducing system reproduces information recorded on the hologram medium by irradiating the recording layer with only reference light or diffracted light.
[0010]
  The present invention also provides at least one core layer that guides light by being sandwiched between lower refractive index portions, and a boundary between the core layer and the lower refractive index portion or in the core layer. 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 be incident through the optical waveguide; A hologram reproducing system comprising a hologram reproducing device that reproduces a hologram recorded on a recording layer of a hologram medium, wherein the hologram medium includes layers of the optical waveguide laminated from below to above, and the diffraction grating A distribution in which the diffraction efficiency of the layer gradually increases in the waveguide direction of light propagating through the core layer, orIn the stacking direction where diffracted light is emittedThe hologram reproducing device has a light source that emits light, and at least part of the light emitted from the light source is transmitted from the end face of any core layer to the core layer. The hologram-recorded information is reproduced by the diffracted light that is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the core layer on which the reference light is incident and irradiated on the recording layer. This is a hologram reproduction system that detects light.
[0011]
  The present invention also provides at least one core layer that guides light by being sandwiched between lower refractive index portions, and a boundary between the core layer and the lower refractive index portion or in the core layer. An optical waveguide having at least one diffraction grating layer; and at least one recording layer arranged outside the optical waveguide so that reference light can enter through the optical waveguide, and the hologram medium Each layer of the optical waveguide is laminated from the bottom to the top, and the diffraction efficiency of the diffraction grating layer gradually increases in the waveguide direction of the light propagating through the core layer, orIn the stacking direction where diffracted light is emittedA method of recording a hologram on a hologram medium having a gradually decreasing distribution, wherein object light is incident from either above or below the hologram medium, and the reference light is incident on the core layer from one of the end surfaces of the core layer. That records information on the recording layer using the object light and the diffracted light that is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the core layer on which the reference light is incident and is applied to the recording layer. It is a recording method.
[0012]
  In the hologram recording process, when the hologram medium requires excitation light at the time of recording, the excitation light may be incident on the recording layer from either above or below the hologram medium.
Alternatively, the excitation light is incident on the core layer from the end face of any one of the core layers, and is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the core layer on which the excitation light is incident, and is radiated on the recording layer. Excitation light may be incident on the recording layer.
[0013]
  The present invention also provides at least one core layer that guides light by being sandwiched between lower refractive index portions, and a boundary between the core layer and the lower refractive index portion or in the core layer. 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 be incident through the optical waveguide; Are distributed from below to above, and the diffraction efficiency of the diffraction grating layer gradually increases in the waveguide direction of light propagating through the core layer, orIn the stacking direction where diffracted light is emittedA method for reproducing a hologram recorded on a recording layer of a hologram medium having a gradually decreasing distribution, wherein a reference beam is incident on the core layer from an end face of any one of the core layers, and a diffraction grating corresponding to the core layer The hologram reproducing method reproduces the hologram by diffracted light that is diffracted by the layer and applied to the recording layer.
[0015]
When the hologram medium requires excitation light at the time of recording, a light source that emits third light;
In the hologram recording process, an excitation light incident portion that makes the third light enter the recording layer as excitation light from either above or below the hologram medium;
You may make it have further.
Or a light source that emits third light;
In the hologram recording process, the third light is incident on the core layer from one of the end faces of the core layer as excitation light, and is diffracted by a diffraction grating layer corresponding to the core layer on which the excitation light is incident. An excitation light incident portion that makes excitation light incident on the recording layer by diffracted light applied to the recording layer;
You may make it have further.
[0016]
The present invention also provides at least one core layer that guides light by being sandwiched between lower refractive index portions, and a boundary between the core layer and the lower refractive index portion or 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 arranged outside the optical waveguide so that reference light can enter through the optical waveguide. A recording device,
A light source that emits light;
A light branching section that branches light emitted from the light source into first light, second light, and third light;
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from the bottom to the top, the object light incident on the object light obtained by spatially modulating the first light from either above or below the hologram medium And
A first reference light incident portion that makes the second light incident on the core layer as a reference light from an end surface of any one of the core layers;
A second reference light incident part that makes the third light incident as reference light from either above or below the hologram medium;
A light-shielding portion that activates one of the first and second reference light incident portions by blocking any one of the second and third lights,
When the first reference light incident part is validated, the object light and the reference light incident from the first reference light incident part are diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the incident core layer. Information is recorded on the recording layer by diffracted light applied to the recording layer, and the object light and the second reference light incident part are incident when the second reference light incident part is enabled. There is provided an apparatus for holographically recording information on the recording layer by using the reference light.
[0017]
When the hologram medium requires excitation light at the time of recording, a light source that emits fourth light;
In the hologram recording process, an excitation light incident portion that makes the fourth light incident on the recording layer as excitation light from either above or below the hologram medium;
You may make it have further.
Alternatively, a light source that emits fourth light;
In the hologram recording process, the fourth light is incident on the core layer from one of the end faces of the core layer as excitation light, and is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the core layer on which the excitation light is incident. An excitation light incident portion that makes excitation light incident on the recording layer by diffracted light applied to the recording layer;
You may make it have further.
[0020]
The present invention also provides at least one core layer that guides light by being sandwiched between lower refractive index portions, and a boundary between the core layer and the lower refractive index portion or 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. An apparatus for reproducing a hologram recorded in
A light source that emits light;
A light branching portion for branching at least part of the light emitted from the light source into first light and second light;
A first reference light incident part that enters the first light as reference light from an end face of any one of the core layers;
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from the bottom to the top, a second reference light incident section that enters the second light as reference light from either the top or the bottom of the hologram medium When,
A light-shielding portion that activates one of the first and second reference light incident portions by blocking any one of the first and second lights,
When the first reference light incident part is validated, the reference light incident from the first reference light incident part is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the incident core layer and irradiated to the recording layer. When the information recorded in the hologram is detected as reproduction light by the diffracted light and the second reference light incident part is validated, the information is obtained by the reference light incident from the second reference light incident part. Is provided as a reproducing light.
[0021]
You may make it further have the photodetector which detects the said reproduction | regeneration light. The photodetector may further include an imager for imaging the reproduction light.
The present invention also provides the hologram recording apparatus described above,
An object light blocking portion capable of blocking the first light,
Provided is a hologram recording / reproducing apparatus that reproduces information recorded on the hologram medium by irradiating only the reference light or diffracted light to the recording layer by blocking the first light by the object light shielding unit. To do.
[0022]
According to these hologram recording / reproducing methods, hologram recording / reproducing apparatuses, and hologram recording / reproducing apparatuses, it is possible to easily control the incident angle of the reference light incident on the hologram medium during reproduction during recording.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Corresponding portions are denoted by the same reference numerals in the drawings of the respective embodiments, and the description thereof is omitted or simplified.
[0024]
<First Embodiment>
FIGS. 1A, 1B, 2A, and 2B are cross-sectional views showing the hologram recording / reproducing method and the structure of the hologram medium according to the first embodiment of the present invention.
For hologram recording / reproduction, one core layer 1, two clad layers 2 and 2 arranged so as to sandwich the core layer 1, and one core layer 1 provided at the boundary between the upper part of the core layer 1 and the upper clad layer 2 A hologram medium composed of an optical waveguide composed of the diffraction grating layer 3 and a recording layer 4 arranged on one upper surface of the optical waveguide is used.
[0025]
In the example shown in FIG. 1A, the reference light 5 is incident on the core layer 1 from the end face of the core layer 1, the diffracted light 9 is diffracted by the diffraction grating layer 3 and irradiated to the recording layer 4, and Information is hologram-recorded on the recording layer 4 by the object light 6 incident from above the hologram medium.
In the example shown in FIG. 1B, information is holographically recorded on the recording layer 4 by reference light 5 incident from below the hologram medium and object light 6 incident from above the hologram medium. The reference light 5 may be incident from above.
[0026]
In the example shown in FIG. 2A, when the reference light 5 is incident on the core layer 1 from the end face of the core layer 1, the propagating light 500 is diffracted by the diffraction grating layer 3, and the diffracted light 9 applied to the recording layer 4. Thus, the information recorded in the hologram on the recording layer 4 is reproduced as reproduction light 7.
In the example shown in FIG. 2B, information recorded on the recording layer 4 is reproduced as reproduction light 7 by reference light 5 incident from below the hologram medium. The reference light 5 may be incident from above.
As combinations of recording and reproduction, FIG. 1 (A) and FIG. 2 (A), FIG. 1 (A) and FIG. 2 (B), FIG. 1 (B) and FIG. 2 (A), and FIG. There are four types as shown in FIG. 2B, all of which have the same effect.
[0027]
In the recording process, the interference fringes formed by the diffracted light 9 or the reference light 5 and the object light 6 are recorded on the recording layer 4 to realize the recording phenomenon. In the reproduction process, the diffracted light 9 or the reference light 5 is diffracted by the interference fringes recorded on the recording layer 4 and the reproduction light 7 is generated, thereby realizing a reproduction phenomenon.
[0028]
Note that when the optical recording material forming the recording layer 4 is recorded by the object light 6 and the reference light 5, excitation with excitation light having a wavelength different from these two lights may be required. In such a case, as in the case of the reference light 5, excitation light is incident from either the end face of one of the diffraction gratings or from above and below the hologram medium so that the recording layer 4 is irradiated with the excitation light. good. That is, the excitation light has the same effect whether it is incident from below or incident from above.
In both recording and reproduction, the reference light 5 has the same effect whether it is incident from below or from above, and the object light 6 (only during recording) is also incident from above. Even if it enters from below, the same effect is produced.
The use of the excitation light and the degree of freedom regarding the incident direction are similarly applied to the following multilayer optical waveguide.
[0029]
Next, FIGS. 3 and 4 are cross-sectional views showing other structural examples of the hologram medium to which the hologram recording / reproducing method according to the present embodiment is applied. 3 and 4, the hologram medium includes a plurality of core layers 1, 1, 1,... 1 and a plurality of clad layers 2, 2, 2,. 2... 2 and a plurality of diffraction grating layers 3, 3, 3... 3 provided at the boundaries between the upper portions of the core layers 1, 1. It comprises a waveguide and a recording layer 4 disposed on one upper surface of the optical waveguide.
[0030]
Also in the case of the multilayer optical waveguide as shown in FIGS. 3 and 4, as in FIGS. 1A and 1B, the diffracted light 9 or the reference light 5 incident from below the hologram medium and the hologram medium are used. The recording phenomenon is realized by recording the interference fringes formed by the object light 6 incident from above on the recording layer 4. 2A and 2B, the diffracted light 9 or the reference light 5 incident from below the hologram medium is diffracted by the interference fringes recorded on the recording layer 4, and the direction of the object light 6 is reached. The reproduction phenomenon is realized by reproducing the reproduction light.
[0031]
Next, multiplex recording in the present embodiment will be described with reference to the examples of FIGS.
When information is recorded on the recording layer 4 by the diffracted light 9 and the object light 6 incident from above the hologram medium, the diffracted light 9 from the diffraction grating layers 3 and 3 is parallel as shown in FIG. The incident angle to the recording layer 4 is set to be different for each diffracted light 9. Thereby, the interference fringes formed by the diffracted light 9 and the object light 6 are recorded on the recording layer 4 as independent ones different from each other. That is, the angle multiplex recording is realized by the selection of the core layer 1, in other words, the diffracted light 9 whose incident angle is changed by the selection of the diffraction grating layer 3 and the object light 6.
[0032]
At the time of reproduction, the incident angle of the reference beam 5 or the incident angle of the diffracted beam 9 incident from below the hologram medium is made equal to the incident angle of the diffracted beam 9 at the time of recording. Only one recorded information can be reproduced. The incident angle of the diffracted light 9 can be easily made equal to the incident angle of the diffracted light 9 at the time of recording by making the reference light 5 incident on the same core layer 1 as at the time of recording.
[0033]
Similarly, in the case where information is recorded on the recording layer 4 by the reference light 5 incident from below the hologram medium and the object light 6 incident from above the hologram medium, as shown in FIG. 5 is parallel light, and the incident angle to the recording layer 4 is set to be different for each reference light 5. Thereby, the interference fringes formed by the reference light 5 and the object light 6 are also recorded on the recording layer 4 as different and independent ones. That is, angle multiplex recording is realized by the reference light 5 and the object light 6 with different incident angles.
[0034]
At the time of reproduction, by making the incident angle of the reference light 5 incident from the lower side of the hologram medium or the incident angle of the diffracted light 9 equal to the incident angle of the reference light 5 at the time of recording, Only one corresponding recorded information can be reproduced. The incident angle of the diffracted light 9 can be easily made equal to the incident angle of the reference light 5 at the time of recording by making the reference light 5 incident on an appropriate core layer 1.
[0035]
5A and 5B are conceptual diagrams for explaining multiplex recording in the hologram recording / reproducing method according to the present embodiment.
5A and 5B show the state of one diffraction grating layer 3 in FIG. In the diffraction grating layer 3, as shown in FIG. 5A, the propagating light 500 and the diffraction grating 99 intersect at a right angle, and the diffracted light 9 is orthogonal to the diffraction grating layer 3 and is the same as the plane including the propagating light 500. Diffracted at an angle θ in the plane. Here, the diffracted light 9 is parallel light.
This angle θ is changed for each of the diffraction grating layers 3, 3, 3... 3 shown in FIG. 3 or 4, and the diffracted light 9 and the object whose incident angle is changed by selecting the core layer 1, that is, selecting the diffraction grating layer 3. Multiple recording is performed with the light 6. Thereby, the above-described angle multiplex recording (angle direction multiplex recording in the θ direction) is realized.
[0036]
The reference light 5 and the object light 6 have the same wavelength, and are the wavelengths at which the recording layer 4 is exposed. Note that the wavelength of the reference light at the time of reproduction is the same as the wavelength of the reference light at the time of normal recording, but it is not necessarily the same depending on the specification.
Here, as shown in FIG. 5B, by appropriately designing the structure and arrangement of the diffraction grating 99, the angle φ of the diffracted light 9 projected in the plane of the diffraction grating layer 3 can be changed. Can do.
That is, when the angle formed by the propagation light 500 and the diffraction grating 99 is shifted by φ from the angle shown in FIG. 5A, the diffracted light 9 has an angle θ in the plane shifted by φ with respect to the propagation direction of the propagation light 500. It is diffracted by. The interference fringes formed by the diffracted light 9 and the object light 6 are recorded on the recording layer 4 as independent ones different from each other depending on the value of the angle φ.
[0037]
Therefore, the angle θ and the angle φ described above are changed in each of the diffraction grating layers 3, 3, 3,... 3 shown in FIG. 6 and multiple recording becomes possible. That is, the diffracted light 9 in which the incident angles θ and φ are changed by the selection of the core layer 1, in other words, the selection of the diffraction grating layer 3, and the object light
6, angle multiplex recording in the angle θ and angle φ directions is realized.
[0038]
During reproduction, multiple recording was performed by making the angles θ and φ of the reference light 5 incident from below the hologram medium or the angles θ and φ of the diffracted light 9 equal to the angles θ and φ of the diffracted light 9 at the time of recording. Only one piece of recorded information corresponding to the angles θ and φ can be reproduced. The angles θ and φ of the diffracted light 9 can be easily made equal to the angles θ and φ of the diffracted light 9 at the time of recording by making the reference light 5 incident on the same core layer 1 as at the time of recording.
[0039]
Similarly to FIG. 4, when the reference light 5 is parallel light and information is recorded on the recording layer 4 by the reference light 5 and the object light 6, the interference formed by the reference light 5 and the object light 6 is also used. The fringes are recorded on the recording layer 4 as independent ones depending on the values of the angle θ and the angle φ.
[0040]
That is, the angle multiplex recording in the direction of the angle θ and the angle φ is realized by the reference light 5 in which the incident angles θ and φ are changed and the object light 6. During reproduction, multiple recording was performed by making the angles θ and φ of the reference light 5 incident from below the hologram medium or the angles θ and φ of the diffracted light 9 equal to the angles θ and φ of the reference light 5 at the time of recording. Only one piece of recorded information corresponding to the angles θ and φ can be reproduced. The angles θ and φ of the diffracted light 9 can be easily made equal to the angles θ and φ of the reference light 5 at the time of recording by making the reference light 5 incident on an appropriate core layer 1.
[0041]
As described above, according to the present embodiment, when angle multiplexing is performed, the diffracted light 9 can be used for either or both of recording and reproduction. As will be described later, the angles θ and φ of the diffracted light 9 (recording layer) (Incident angle to 4) can be set with good controllability when the diffraction grating layer 3 is manufactured. In other words, by using the diffracted light 9, it is not necessary to control the incident angle from the outside during recording or reproduction, or both, and the incident angle can be easily controlled.
[0042]
The recording layer 4 may be an optical recording material used in general hologram recording. For example, a photopolymerizable material such as a photopolymer that causes photopolymerization due to a change in cyclic structure by light irradiation, a photocrosslinkable material represented by ammonium bichromate-polyvinyl alcohol material, a photochromic material, an azo dye Photoisomerized material represented by a material doped with PMMA (polymethyl methacrylate), or LiNbO₃, BaTiO₃, Ba₁₂SiO₂₀Examples thereof include a photorefractive material typified by an inorganic dielectric crystal such as (BSO) or a polymer photorefractive material.
[0043]
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. Any of the methods of the present invention can be applied, and all have the same effect.
The area of the waveguide surface of the optical waveguide and the recording layer are not necessarily the same, and the area of the waveguide surface may be larger or smaller. When the area of the waveguide surface is smaller, the optical waveguide is driven one-dimensionally, two-dimensionally, or three-dimensionally, so that the entire surface of the larger recording layer can be handled.
[0044]
The recording layer 4 has the same effect regardless of whether the recording layer 4 is arranged on either one of the upper and lower sides of the optical waveguide or on both sides, or the optical waveguide is disposed on both sides so as to sandwich one recording layer. It may be arranged. Alternatively, the optical waveguide and the recording layer may be alternately laminated. That is, it is sufficient that at least one recording layer and at least one optical waveguide are adjacently disposed.
[0045]
Further, the recording layer has the same effect whether it is bonded to the optical waveguide with an adhesive or fixed without an adhesive. In addition, the recording layer and the optical waveguide have the same effect even if either one of the upper and lower surfaces or both surfaces are sandwiched by a protective film, or the periphery is covered with a protective film.
[0046]
6A to 6C are schematic views showing examples of wavefronts of the reference light 5 and the diffracted light 9 in the hologram recording / reproducing method according to the present embodiment.
FIG. 6A shows a case where a uniform wavefront (parallel light) is generated over the entire area of the diffraction grating layer 3 where the diffraction grating is formed.
[0047]
However, the present embodiment does not necessarily have a uniform wavefront. For example, a region where the diffraction grating is formed in the diffraction grating layer 3 is divided into a plurality of partial regions, and the diffraction grating in each region is subjected to different diffraction by changing the shape, arrangement, orientation, etc. of the diffraction grating. Light 9 can be generated simultaneously in the same diffraction grating layer 3.
Thereby, divergent light as shown in FIG. 6 (B), convergent light as shown in FIG. 6 (C), or the above-mentioned parallel light, divergent light, and convergent light can be combined in various ways, so that more types of references can be made. Light can be easily generated, and various types of information can be easily recorded.
[0048]
Next, FIGS. 7A to 7D are schematic views showing examples of the diffraction grating layer 3 in the hologram recording / reproducing method according to the present embodiment.
As shown in FIG. 7A, the diffraction grating layer 3 includes a rectangular wave-shaped groove. For example, the diffraction efficiency can be increased by increasing the height of the rectangular wave. In addition, the angle θ of the diffracted light can be easily set by changing the wavelength of the rectangular wave, and the angle φ of the diffracted light can be easily set with good controllability by changing the angle φ of the diffraction grating.
[0049]
In addition, as shown in FIG. 7 (B), it is composed of a sawtooth-shaped groove, as shown in FIG. 7 (C), is composed of a sinusoidal-shaped groove, and FIG. As shown in (D), those formed by a change in refractive index (the figure shows a configuration in which portions having different refractive indexes are alternately arranged) can be cited, and all of them have the same effect.
[0050]
In this embodiment, the effect of refraction due to the difference in the refractive index of each layer is not taken into consideration. That is, strictly speaking, when the reference light 5, the diffracted light 9 and the like cross each layer, these lights are refracted, and the angles θ and φ change their values. However, whether or not the effect of refraction is taken into account, the points related to the essence of the present invention are not changed, and the same effect is realized in any case.
[0051]
By the way, in order for light to propagate through the core layer 1, the core layer 1 may be sandwiched between media having a refractive index lower than that of the core layer 1. In FIG. 1, the refractive index of the cladding layer 2 is set lower than the refractive index of the core layer 1.
The clad layer 2 is disposed at a position sandwiching all the core layers 1 as described above in order to maintain and support the shape of the optical waveguide, but the core layer 1 is arranged so that light propagates in the core layer 1. May be sandwiched between lower refractive indexes.
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, etc.), for example, either the uppermost cladding layer 2 or the lowermost cladding layer 2 Even if one or both of them are absent, light is guided to the core layer 1 sandwiched between air and the like, so that the same effect can be obtained. This is generally the same for each core layer even when there are a plurality of core layers. Further, when the refractive index of the recording layer is lower than the refractive index of the core layer, the recording layer can function as a portion having the lower refractive index.
[0052]
In the hologram medium described above, the diffraction grating layer may or may not be uniform in the waveguide plane. Here, the diffraction grating layer has a desired intensity so that the diffracted light from the diffraction grating layer has a desired intensity. An example in which the diffraction efficiency has a predetermined distribution is shown.
As a preferred example, the diffraction grating layer has a distribution in which the diffraction efficiency gradually increases in the propagation direction of the propagation light. In this way, attenuation of the light intensity that occurs as the light is guided can be canceled, and the intensity profile of the diffracted light from each diffraction grating layer can be made uniform or approximately the same in the in-layer direction.
FIG. 8 shows an example in which a diffraction grating layer is formed by a rectangular wave grating, and the diffraction efficiency is distributed so as to gradually increase toward the right depending on the height of the rectangle. In this case, the diffraction efficiency is proportional to the square of the height of the rectangle.
[0053]
In the multilayer optical waveguide, the diffraction efficiency of two or more diffraction grating layers may have a predetermined distribution in the stacking direction. Preferable examples include those having such a distribution that the diffraction efficiency of two or more diffraction grating layers gradually decreases in the direction of emission of diffracted light. In this way, for example, when diffracted light is emitted above the optical waveguide, the phenomenon that the diffracted light from the diffraction grating layer located below the optical waveguide is more easily absorbed by the optical waveguide can be canceled, and which phenomenon can be canceled. The intensity of the diffracted light coming out of the optical waveguide from the diffraction grating layer can be uniform or similar.
[0054]
FIG. 9 shows an example in which a diffraction grating layer (diffraction grating layers 31 to 35 is formed in order from the top) is formed by a rectangular wave grating, and the diffraction efficiency is distributed so as to gradually decrease toward the top by the height of the rectangle. Show. FIG. 9 shows a partial cross section of the optical waveguide along the stacking direction.
In addition, by combining both of the above, it is possible to have a distribution in which the diffraction efficiency of the diffraction grating layer 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 | strength of the diffracted light radiate | emitted from which position of which diffraction grating layer can be made uniform or comparable.
[0055]
In the above description, an example has been shown in which the intensity of diffracted light is accurately uniform or equal in the in-layer direction and in the layer thickness direction. In many cases, there is no hindrance if the same level. 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 approximately the same in the in-layer direction and the layer thickness direction. .
[0056]
In the above description, the intensity of the diffracted light has been described with a focus on making it uniform or equal in the in-layer direction and in the layer thickness direction. However, depending on the application field, the distribution of the intensity of the diffracted light may be intentionally made. It may be convenient. According to the present invention, the intensity of the diffracted light can be set to a desired distribution by appropriately distributing the diffraction efficiency of the diffraction grating layer in the in-layer direction and the layer thickness direction.
[0057]
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 distributed in a plurality. Furthermore, it is not necessary to provide the diffraction grating layer corresponding to all the core layers, and there may be a core layer in which the diffraction grating layer is not provided.
In the above-described embodiment, the example in which the diffraction grating layer 3 is provided at the upper part of the core layer 1 has been shown. However, the lower part of the core layer 1, both the upper and lower parts of the core layer 1, or the core layer 1 They may be provided, and both have the same effect.
[0058]
Second Embodiment
FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration of a hologram recording / reproducing apparatus according to the second embodiment of the present invention. In each of the following embodiments, the hologram recording / reproducing apparatus may be configured as a recording apparatus having a recording function and a reproducing function, or a reproducing apparatus alone.
[0059]
The hologram recording / reproducing apparatus includes one light source 50, two optical splitters 511 and 512, one spatial light modulator 52, one photodetector 53, two imagers 541 and 542, Three reflectors 551, 552, 553, one condenser 56, three polarization controllers 571, 572, 573, three light shields 621, 622, 623, two spatial light selectors 631, 632.
The light source 50 is a generation source that generates light such as a laser.
The optical splitters 511 and 512 are composed of elements such as half mirrors and various beam splitters, and split light in two directions.
The spatial light modulator 52 is composed of an element such as a liquid crystal display element or DMD, and displays information to be recorded.
[0060]
The photodetector 53 detects the reproduction light 61. Since the reproduction light 61 forms an image on the photodetector 53 with little distortion, it is more effective that the reproduction light 61 is incident within ± 45 degrees from a direction perpendicular to the surface of the photodetector 53.
Although the light detector 53 is not used during recording, the reproduction light 61 is imaged and detected on the light detector 53 with little distortion during reproduction, so that the object light 60 is positioned at the position of the light detector 53 during recording. The image is adjusted so that the image is formed with less distortion. Therefore, it is more effective to adjust the object light so that it is incident within ± 45 degrees from the direction perpendicular to the surface of the photodetector 53.
[0061]
As a specific example of the photodetector 53, one or a plurality of photodiodes, a dot sensor, a line sensor, or an area sensor composed of a CCD, a CMOS, etc. is driven one-dimensionally, two-dimensionally or three-dimensionally to reproduce light ( And the like that detect a reproduced image).
Further, a plurality of dot sensors, line sensors, or area sensors as described above may be laid out to form a photodetector. Or the detector of the system which combined these methods may be sufficient. When a plurality of dot sensors, line sensors, or area sensors are used, it is possible to save power by sequentially switching and switching each sensor.
[0062]
The imagers 541 and 542 are composed of elements such as single lenses or combination lenses, and form an image of the object light 60 and the reproduction light 61 on the photodetector 53.
The reflectors 551, 552, and 553 are composed of elements such as mirrors and reflect light.
The condenser 56 is composed of an element such as a cylindrical lens, and condenses the reference light 59 so as to be incident on a specific core layer of the optical waveguide.
The polarization controllers 571, 572, and 573 are composed of elements such as half-wave plates and rotate the polarization plane of light.
The light shields 621, 622, and 623 are composed of elements such as shutters, and have two states of “open” and “close”. The light is passed by “open” and is blocked by “close”.
The spatial light selectors 631 and 632 perform control so that the reference light 59 and the object light 60 strike only a desired location on the hologram medium 58. Alternatively, control is performed so that only desired reproduction light enters the photodetector.
As a spatial light selector, a method of changing the size, number, and position of the aperture electrically using a mask with a fixed aperture position, a mask that moves it in two dimensions, or a mask that uses a liquid crystal panel Is mentioned.
[0063]
The light emitted from the light source 50 passes through the optical splitters 511 and 512, is reflected by the reflector 551, is aligned with the reference light 59 by the polarization controller 571, and is to be recorded by the spatial light modulator 52. To become object light 60, which passes through the imager 541 and enters the hologram medium 58.
On the other hand, the light transmitted through the optical splitter 511 and reflected by 90 ° by the optical splitter 512 is aligned with the object light 60 by the polarization controller 572, reflected by the reflector 552, and reflected by the collector 56. The light enters the specific core layer of the medium 58 as the reference light 59.
Further, the light reflected by 90 degrees by the light splitter 511 is aligned with the object light 60 by the polarization controller 573, reflected by the reflector 553, and enters the hologram medium 58 as the reference light 59. Which reference light is used is controlled by opening and closing the light shields 622 and 623.
[0064]
The operation corresponding to the recording / reproducing method of FIGS. 1A, 1B, 2A, 2B will be described below.
In the recording method corresponding to FIG. 1A, the light shield 621 is “open”, the light shield 622 is “open”, and the light shield 623 is “close”, whereby the reference light 59 is the core layer of the hologram medium 58. On the other hand, the object light 60 can be executed by being incident from the upper surface of the hologram medium.
In the recording method corresponding to FIG. 1B, the light shield 621 is set to “open”, the light shield 622 is set to “close”, and the light shield 623 is set to “open”, so that the reference light 59 is received from below the hologram medium 58. On the other hand, the object beam 60 can be executed by being incident from the upper surface of the hologram medium.
[0065]
The reproduction method corresponding to FIG. 2A is that the light shield 621 is “close”, the light shield 622 is “open”, and the light shield 623 is “close”, so that the reference light 59 is the core layer of the hologram medium 58. It can be executed by entering from the end face.
The reproduction method corresponding to FIG. 2B is that the light shield 621 is “close”, the light shield 622 is “close”, and the light shield 623 is “open”. It can be executed by entering.
Note that the incident direction (up and down) of the reference beam 59 and the object beam 60 with respect to the hologram medium 58 can be realized by changing the upper and lower sides of the hologram medium 58 and arranging them.
[0066]
Selection of a specific core layer of the hologram medium 58 can be realized by rotating and moving any one or more of the reflector 552, the condenser 56, and the hologram medium 58. When the reference light 59 is incident from below, the angles θ and φ can be controlled by rotating and moving one or more of the reflector 553 and the hologram medium 58.
That is, any of the hologram recording / reproducing methods described above can be realized by using the hologram recording / reproducing apparatus according to the present embodiment.
[0067]
Next, FIG. 11 is a schematic diagram showing another configuration example of the hologram recording / reproducing apparatus. In FIG. 10 described above, the reference beam 59 enters the hologram medium 58 from the opposite direction to the object beam 60. On the other hand, in the example shown in FIG. 11, the reference light 59 enters the hologram medium 58 from the same direction as the object light 60.
Even if the example shown in FIG. 11 is used, any of the hologram recording / reproducing methods described above can be realized, and the same effect as the configuration example shown in FIG. 10 can be obtained.
[0068]
In the configuration of FIG. 10, the reference light 59 branched by the optical branching unit 511 is incident on a specific core layer of the hologram medium 58 from the end face, and the reference light 59 branched by the optical branching unit 512 is You may make it inject from the downward direction. Similarly, in the configuration of FIG. 11, the reference light 59 branched by the optical branching device 511 is incident on a specific core layer of the hologram medium 58 from the end face, and the reference light 59 branched by the optical branching device 512 is converted into the hologram medium. The light may enter from above 58.
[0069]
Next, FIGS. 12A to 12D are schematic views showing a configuration example of an imager in the hologram recording / reproducing apparatus according to the embodiment of the present invention.
In FIG. 12A, imagers 541 and 542 are arranged on both sides of the hologram medium 58. In FIG. 12B, an imager 541 is disposed between the hologram medium 58 and the spatial light modulator 52. In FIG. 12C, an imager 542 is disposed between the hologram medium 58 and the photodetector 53. In FIG. 12D, no imager is arranged on either side of the hologram medium 58.
In any configuration, if the reproduction light 61 (and the object light 60) forms an image on the photodetector 53 (the position thereof), the hologram recording / reproduction method according to the present embodiment can be applied. The effect of.
[0070]
In the above-described embodiment, the spatial light selectors 631 and 632 are arranged on both sides of the hologram medium 58. However, the hologram recording according to the present embodiment can be arranged on either one side or neither side. It is possible to apply a reproduction method, and all have the same effect.
In the above-described embodiment, in addition to the optical components used in the above configuration, a light beam expander (beam expander) that expands the diameter of the light beam, an optical plane wave device (collimator) that converts the light beam into a plane wave, An optical attenuator (filter) that attenuates the intensity can be used, and the same effect can be obtained.
[0071]
In the hologram recording / reproducing apparatus according to the present embodiment, only the optical waveguide portion of the medium may be arranged in advance at the position of the hologram medium 58, and the recording layer 4 portion may be replaced as needed. In this case, since a conventional volume hologram or the like can be used as the recording layer 4, the recording / reproducing operation with high accuracy and good controllability is performed on the conventional hologram medium using the hologram recording / reproducing apparatus according to the present embodiment. be able to.
[0072]
Further, the same effect can be obtained even if the recording layer and the optical waveguide are spatially separated. That is, as an operation example of hologram recording / reproduction,
(1) The recording layer and the optical waveguide are integrally formed and loaded into the recording / reproducing apparatus.
(2) The recording layer and the optical waveguide are separated from each other, and after they are stacked, they are loaded into the recording / reproducing apparatus.
(3) The recording layer and the optical waveguide are separated from each other, and the optical waveguide is preliminarily mounted on the recording / reproducing device, and the recording layer portion is loaded during operation, so that they overlap each other. Either form is possible. Note that the recording / reproducing operation may be spatially separated from each other.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, at least one core layer that guides light by being sandwiched between lower refractive index portions and the boundary between the core layer and the lower refractive index portion or An optical waveguide having at least one diffraction grating layer provided in the core layer; and at least one recording layer disposed outside the optical waveguide so that reference light can enter through the optical waveguide; The object light is incident from one of the upper side and the lower side of the hologram medium including the reference light, and the reference light is incident on the core layer from the end face of one of the core layers. The object light and the core on which the reference light is incident Information is recorded on the recording layer by diffracted light that is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the layer and applied to the recording layer, or the object light and the hologram medium are above the hologram medium Can information be a hologram recorded on the recording layer with a reference light from one of the lower.
[0074]
When reproducing a similar hologram medium, the reference light is incident on the core layer from the end face of one of the core layers, and is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the core layer and irradiated on the recording layer. The hologram can be reproduced by the above, or the reference beam can be incident from either the upper side or the lower side of the hologram medium to reproduce the hologram.
Therefore, it is possible to easily control the incident angle of the reference light incident on the hologram medium at the time of reproduction during recording with high accuracy, and angle multiplexing recording can be easily performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a hologram recording method and a hologram medium structure according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing the structure of a hologram reproducing method and a hologram medium according to the first embodiment, similarly; FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another structural example of a hologram medium to which the hologram recording / reproducing method is applied in the same embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the structure of a hologram medium to which the hologram recording / reproducing method of the embodiment is similarly applied.
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining multiplex recording in the present hologram recording / reproducing method.
FIG. 6 is a schematic diagram showing examples of wavefronts of reference light and diffracted light in the hologram recording / reproducing method according to the present embodiment.
FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a diffraction grating layer in the hologram recording / reproducing method according to the present embodiment.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a structural example of a diffraction grating layer portion.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a structural example of laminated diffraction grating layer portions.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a configuration of a hologram recording / reproducing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic diagram showing another configuration example of the hologram recording / reproducing apparatus according to the embodiment.
FIG. 12 is a schematic diagram showing a configuration example of an imager in the hologram recording / reproducing apparatus according to the present embodiment.
FIG. 13 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
5 ... Reference light
500 ... Propagating light
6 ... Object light
7 ... Reproducing light
9 ... Diffracted light
99 ... Diffraction grating
50 ... Light source
511, 512 ... Optical splitter
52. Spatial light modulator
53. Photodetector
541, 542 ... Imager
551, 552, 553 ... reflectors
56 ... Condenser
571, 572, 573 ... Polarization controller
58 ... Hologram medium
59 ... Reference light
60 ... Object light
61 ... Reproducing light
621, 622, 623 ... Shading device
631, 632 ... Spatial light selector

Claims (18)

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と、当該ホログラム媒体にホログラムを記録するホログラム記録装置とを備えたホログラム記録システムであって、
前記ホログラム媒体は、
前記光導波路の各層が下方から上方に積層されており、前記回折格子層の回折効率が、前記コア層を伝搬する光の導波方向には漸次高くなる分布、あるいは回折光が出射する積層方向には漸次低くなる分布を有しており、
前記ホログラム記録装置は、
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ホログラム記録システム。At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided in a boundary between the core layer and the lower refractive index portion or in the core layer 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 be incident through the optical waveguide; and a hologram on the hologram medium A hologram recording system comprising a hologram recording device for recording,
The hologram medium is
Each layer of the optical waveguide is laminated from the bottom to the top, and the diffraction efficiency of the diffraction grating layer gradually increases in the waveguide direction of light propagating through the core layer, or the lamination direction in which diffracted light is emitted It has a gradually lower distribution in,
The hologram recording apparatus comprises:
A light source that emits light;
A light branching unit for branching the light emitted from the light source into a first light and a second light;
An object light incident unit that enters object light from either above or below the hologram medium and enters object light obtained by spatial light modulation of the first light from either above or below the hologram medium. When,
A reference light incident part that makes the second light incident on the core layer as a reference light from an end face of any of the core layers,
A hologram recording system for holographically recording information on the recording layer by the object light and diffracted light that is diffracted by a diffraction grating layer corresponding to the core layer on which the reference light is incident and irradiated on the recording layer. 前記ホログラム記録装置は、
第３の光を出射する光源と、前記ホログラム記録過程において、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、前記第３の光を、前記記録層に励起光として入射する励起光入射部とを更に有する請求項１記載のホログラム記録システム。The hologram recording apparatus comprises:
A light source that emits third light; and an excitation light incident unit that causes the third light to be incident on the recording layer as excitation light from either above or below the hologram medium in the hologram recording process; The hologram recording system according to claim 1, further comprising: 前記ホログラム記録装置は、
第３の光を出射する光源と、前記ホログラム記録過程において、前記第３の光を、いずれかのコア層の端面から該コア層に励起光として入射し、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て前記記録層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とを更に有する請求項１記載のホログラム記録システム。The hologram recording apparatus comprises:
A light source that emits third light, and a core layer in which the third light is incident on the core layer as excitation light from an end face of any of the core layers in the hologram recording process, and the excitation light is incident 2. The hologram recording system according to claim 1, further comprising an excitation light incident portion that causes excitation light to be incident on the recording layer by diffracted light that is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to and irradiated onto the recording layer. 請求項１記載のホログラム記録システムと、
前記第１の光を遮断可能な物体光遮光部とを有し、
前記物体光遮光部により前記第１の光を遮断することにより、前記参照光もしくは回折光のみを前記記録層に照射することで前記ホログラム媒体に記録された情報を再生させるホログラム記録再生システム。The hologram recording system according to claim 1;
An object light blocking portion capable of blocking the first light,
A hologram recording / reproducing system that reproduces information recorded on the hologram medium by irradiating only the reference light or diffracted light to the recording layer by blocking the first light by the object light shielding unit. 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と、当該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ホログラム再生装置とを備えたホログラム再生システムであって、
前記ホログラム媒体は、
前記光導波路の各層が下方から上方に積層されており、前記回折格子層の回折効率が、前記コア層を伝搬する光の導波方向には漸次高くなる分布、あるいは回折光が出射する積層方向には漸次低くなる分布を有しており、
前記ホログラム再生装置は、
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ホログラム再生システム。At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided in a boundary between the core layer and the lower refractive index portion or in the core layer 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 be incident through the optical waveguide; and a recording layer of the hologram medium A hologram reproducing system comprising a hologram reproducing device for reproducing the hologram recorded in
The hologram medium is
Each layer of the optical waveguide is laminated from the bottom to the top, and the diffraction efficiency of the diffraction grating layer gradually increases in the waveguide direction of light propagating through the core layer, or the lamination direction in which diffracted light is emitted It has a gradually lower distribution in,
The hologram reproducing device includes:
A light source that emits light;
A reference light incident part that enters at least part of the light emitted from the light source as reference light from the end face of any core layer to the core layer;
A hologram reproduction system that detects information recorded on the hologram as reproduction light by diffracted light that is diffracted by a diffraction grating layer corresponding to the core layer on which the reference light is incident and is applied to the recording layer. 前記ホログラム再生装置は、
前記再生光を検出する光検出器を更に有する請求項５記載のホログラム再生システム。The hologram reproducing device includes:
6. The hologram reproduction system according to claim 5, further comprising a photodetector for detecting the reproduction light. 前記光検出器に前記再生光を結像する結像器を更に有する請求項６記載のホログラム再生装置。The hologram reproducing apparatus according to claim 6, further comprising an imager that forms an image of the reproduction light on the photodetector. 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おり、前記回折格子層の回折効率が、前記コア層を伝搬する光の導波方向には漸次高くなる分布、あるいは回折光が出射する積層方向には漸次低くなる分布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 in a boundary between the core layer and the lower refractive index portion or in the core layer Each of the optical waveguides of the hologram medium, and at least one recording layer disposed outside the optical waveguide so that reference light can enter through the optical waveguide. Are distributed from the bottom to the top, and the diffraction efficiency of the diffraction grating layer gradually increases in the waveguide direction of light propagating through the core layer, or gradually decreases in the stack direction in which diffracted light is emitted. A method of recording a hologram on a hologram medium having a distribution,
Incident light is incident from either above or below the hologram medium,
Diffraction in which reference light is incident on the core layer from the end face of any of the core layers, and is diffracted by the object light and a diffraction grating layer corresponding to the core layer on which the reference light is incident to be irradiated on the recording layer A hologram recording method for hologram-recording information on the recording layer with light. 前記ホログラム記録過程において、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、前記記録層に励起光を入射する請求項８記載のホログラム記録方法。9. The hologram recording method according to claim 8, wherein in the hologram recording process, excitation light is incident on the recording layer from either above or below the hologram medium. 前記ホログラム記録過程において、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て前記記録層に照射される回折光により前記記録層に励起光を入射する請求項８記載のホログラム記録方法。In the hologram recording process, excitation light is incident on the core layer from the end face of any one of the core layers, and the excitation light is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the incident core layer and irradiated onto the recording layer. The hologram recording method according to claim 8, wherein excitation light is incident on the recording layer by diffracted light. 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つの記録層とを有し、前記光導波路の各層が下方から上方に積層されており、前記回折格子層の回折効率が、前記コア層を伝搬する光の導波方向には漸次高くなる分布、あるいは回折光が出射する積層方向には漸次低くなる分布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、
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 in a boundary between the core layer and the lower refractive index portion or in the core layer An optical waveguide having a layer, and at least one recording layer disposed outside the optical waveguide so that reference light can be incident through the optical waveguide. Layered upward, the diffraction efficiency of the diffraction grating layer has a distribution that gradually increases in the waveguide direction of light propagating through the core layer, or has a distribution that gradually decreases in the stack direction in which diffracted light exits. A method for reproducing a hologram recorded on a recording layer of a hologram medium,
A hologram reproducing method in which reference light is incident on the core layer from an end face of any one of the core layers, and the hologram is reproduced by diffracted light that is diffracted by a diffraction grating layer corresponding to the core layer and applied to the recording layer. 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも１つの記録層とを有するホログラム媒体にホログラムを記録する装置であって、
光を出射する光源と、前記光源から出射された光を第１の光、第２の光、第３の光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物体光を入射し、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第１の参照光入射部と、
前記第３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２および第３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、前記物体光と、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とにより前記記録層に情報をホログラム記録し、前記第２の参照光入射部が有効とされた場合、前記物体光と該第２の参照光入射部から入射された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 in a boundary between the core layer and the lower refractive index portion or in the core layer An apparatus 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 be incident through the optical waveguide. And
A light source that emits light, and a light branching unit that branches the light emitted from the light source into first light, second light, and third light,
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from the bottom to the top, the object light obtained by spatially modulating the first light is incident on the object light from either the top or the bottom of the hologram medium. , An object light incident portion that makes object light obtained by spatially modulating the first light incident from either above or below the hologram medium;
A first reference light incident portion that makes the second light incident on the core layer as a reference light from an end surface of any one of the core layers;
A second reference light incident part that makes the third light incident as reference light from either above or below the hologram medium;
A light-shielding portion that activates one of the first and second reference light incident portions by blocking any one of the second and third lights,
When the first reference light incident part is validated, the object light and the reference light incident from the first reference light incident part are diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the incident core layer. Information is recorded on the recording layer by diffracted light applied to the recording layer, and the object light and the second reference light incident part are incident when the second reference light incident part is enabled. An apparatus for holographically recording information on the recording layer by using the reference light. 第４の光を出射する光源と、前記ホログラム記録過程において、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、前記第４の光を、前記記録層に励起光として入射する励起光入射部とを更に有する請求項１２記載のホログラム記録装置。A light source that emits fourth light; and an excitation light incident unit that causes the fourth light to be incident on the recording layer as excitation light from either above or below the hologram medium in the hologram recording process; The hologram recording apparatus according to claim 12, further comprising: 第４の光を出射する光源と、前記ホログラム記録過程において、前記第４の光を、いずれかのコア層の端面から該コア層に励起光として入射し、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て前記記録層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とを更に有する請求項１２記載のホログラム記録装置。A light source that emits fourth light and the core layer in which the fourth light is incident on the core layer as excitation light from the end face of any of the core layers in the hologram recording process, and the excitation light is incident The hologram recording apparatus according to claim 12, further comprising an excitation light incident unit that causes excitation light to be incident on the recording layer by diffracted light that is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to and irradiated onto the recording layer. 請求項１２記載のホログラム記録装置と、
前記第１の光を遮断可能な物体光遮光部とを有し、
前記物体光遮光部により前記第１の光を遮断することにより、前記参照光もしくは回折光のみを前記記録層に照射することで前記ホログラム媒体に記録された情報を再生させるホログラム記録再生装置。A hologram recording apparatus according to claim 12,
An object light blocking portion capable of blocking the first light,
A hologram recording / reproducing apparatus that reproduces information recorded on the hologram medium by irradiating the recording layer with only the reference light or diffracted light by blocking the first light by the object light shielding unit. 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも１つの記録層とを有するホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する装置であって、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光の少なくとも一部を第１の光、第２の光に分岐する光分岐部と、
前記第１の光を、いずれかのコア層の端面から該コア層に参照光として入射する第１の参照光入射部とを有し、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記第２の光を、前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光として入射する第２の参照光入射部と、
前記第１および第２の光のうちいずれかを遮断することにより、前記第１および第２の参照光入射部のいずれかを有効とする遮光部とを有し、
前記第１の参照光入射部が有効とされた場合、該第１の参照光入射部から入射された参照光が入射されたコア層に対応する回折格子層により回折されて前記記録層に照射される回折光により前記ホログラム記録された情報を再生光として検出し、前記第２の参照光入射部が有効とされた場合、該第２の参照光入射部から入射された参照光により当該情報を再生光として検出する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 in a boundary between the core layer and the lower refractive index portion or in the core layer A hologram recorded on a recording layer of 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 A device for reproducing
A light source that emits light;
A light branching portion for branching at least part of the light emitted from the light source into first light and second light;
A first reference light incident part that enters the first light as reference light from an end face of any one of the core layers;
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from the bottom to the top, a second reference light incident section that enters the second light as reference light from either the top or the bottom of the hologram medium When,
A light-shielding portion that activates one of the first and second reference light incident portions by blocking any one of the first and second lights,
When the first reference light incident part is validated, the reference light incident from the first reference light incident part is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the incident core layer and irradiated to the recording layer. When the information recorded in the hologram is detected as reproduction light by the diffracted light and the second reference light incident part is validated, the information is obtained by the reference light incident from the second reference light incident part. Hologram reproducing device for detecting as a reproduction light. 前記再生光を検出する光検出器を更に有する請求項１６記載のホログラム再生装置。The hologram reproduction apparatus according to claim 16, further comprising a photodetector for detecting the reproduction light. 前記光検出器に前記再生光を結像する結像器を更に有する請求項１７記載のホログラム再生装置。The hologram reproducing apparatus according to claim 17, further comprising an imager that forms an image of the reproduction light on the photodetector.

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