JP6694376B2 - ホログラム記録装置およびホログラム記録方法 - Google Patents
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Description
信号光に強度分布が生じている場合、ページデータにその強度分布が重畳するため、強度が低い場所ではデータが記録できないことがある。
その一方、強度が低い場所でも記録できるようにレーザ光強度全体を高くし過ぎると、強度が高い場所では記録媒体の露光量が過剰となり、余計な光学ノイズの発生原因となる。さらに、部分的に記録媒体中のモノマーを必要以上に消費してしまい、高密度記録のための多重記録数を増加させることができない。
これまで、レーザ光の強度分布であるガウス分布を補償して、ページデータの強度分布を補正することが行われてきた。
るいは、信号光の強度分布を検出し、検出した情報に基づき、強度分布補正素子により、レーザ光強度分布を均一にしている(特許文献2)。また、信号光路中にホモジナイザーのような強度分布を均一にする光学素子を導入することにより、SLMで変調されたページデータの強度分布の均一化を図ることができる。
さらに、本願発明者等は、記録媒体の収縮や膨張に基づくホログラムの歪みを、再生時の参照光の波面を制御することにより光学的に補償し、再生されたページデータの強度分布を均一にすることを提案している(特許文献3)。
図3に、屈折率が異なる媒質に光が入射するときの入射角θと透過光強度の関係を示す(信号光がs偏光のときの透過光強度はTs、p偏光のときの透過光強度はTp、信号光がs偏光のときの反射光強度はRs、p偏光のときの反射光強度はRpである)。記録媒体中でのページデータの強度分布は記録媒体入射直前の強度分布から変化してしまい、記録媒体入射直前の強度分布が均一であっても、記録媒体中では均一になっておらず、記録情報の品質は、記録する前に劣化していることになる。
光源からのレーザ光を分離して形成された、ページデータに係る情報を担持した信号光と記録用参照光とを干渉させて、該情報に係る干渉縞を記録媒体に記録するホログラム記録装置において、
前記レーザ光に前記ページデータに係る情報を担持させて前記信号光とする空間光変調素子と、該空間光変調素子に表示するページデータに係る情報に対して所定の演算を施して、該空間光変調素子に出力する演算手段とを備え、
該所定の演算は、前記記録媒体に入射した信号光の強度分布が、該記録媒体への入射角に拘らず均一化されるように、該記録媒体への光入射角に対する透過率特性の逆数を前記ページデータの強度分布に重畳する演算である、ことを特徴とするものである。
光源からのレーザ光を分離して形成された、ページデータに係る情報を担持した信号光と記録用参照光とを干渉させて、該情報に係る干渉縞を記録媒体に記録するホログラム記録装置において、
前記レーザ光に前記ページデータに係る情報を担持させて前記信号光とする空間光変調素子と、該空間光変調素子に照射される該レーザ光の光路中に配された、該レーザ光に所定の強度分布を持たせる透過率制御フィルタとを備え、
該所定の強度分布は、前記記録媒体に入射した信号光の強度分布が、該記録媒体への入射角に拘らず均一化されるように、該記録媒体への光入射角に対する透過率特性の逆数を前記ページデータに重畳する強度分布である、ことを特徴とするものである。
光源からのレーザ光を分離して形成された、ページデータに係る情報を担持した信号光と記録用参照光とを干渉させて、該情報に係る干渉縞を記録媒体に記録するホログラム記録方法において、
前記記録媒体に入射した信号光の強度分布が、該記録媒体への入射角に拘らず均一化されるように、該記録媒体への光入射角に対する透過率特性の逆数を該ページデータに係る情報に乗算して、強度分布補正後ページデータ情報を得、この後、前記レーザ光を該強度分布補正後ページデータ情報を表示させた空間光変調素子に照射して、前記信号光に変換することを特徴とするものである。
光源からのレーザ光を分離して形成された、ページデータに係る情報を担持した信号光と記録用参照光とを干渉させて、該情報に係る干渉縞を記録媒体に記録するホログラム記録方法において、
前記レーザ光を、前記信号光に変換する前に透過率制御フィルタに入射させて、前記記録媒体に入射する信号光の強度分布が、該記録媒体への入射角に拘らず均一化されるように、該記録媒体への光入射角に対する透過率特性の逆数を特性として持たせ、この後、該特性を持たせた前記レーザ光を、前記ページデータを表示させた空間光変調素子に照射して前記信号光に変換することを特徴とするものである。
<実施例1>
図1に、実施例1に係るホログラム記録装置の主要構成を示す。
このホログラム記録装置は、再生機能も併せ有するホログラム記録再生装置である。
図1に示すホログラム記録装置は、ホログラムの記録機能および再生機能を備えた記録再生装置として構成されている。
なお、ホログラム記録媒体11はフォトポリマーで構成され、位相共役型に対応した構成とされている。
ただし、本発明の装置に係るホログラム記録媒体11の材料としては、フォトポリマーに限られるものではなく、また、光学系としても、必ずしも位相共役型に限られるものではない。
タを上記SLM9に表示させ、逐次、上記SLM9へのページデータの表示を更新しつつ、この更新毎に、参照光の記録媒体11への入射角θをガルバノメータミラー17によって少しずつ変化させることにより、互いに異なるページデータを記録媒体11中の同一位置へ多重記録することが可能となり、高密度な情報格納が可能となっている。
前述したように、図3には、屈折率が異なる媒質に光が入射するときの入射角θと透過光強度および反射光強度が示されている(信号光がs偏光のときの透過光強度はTs、p偏光
のときの透過光強度はTp、信号光がs偏光のときの反射光強度はRs、p偏光のときの反射光強度はRpである)。なお、この図3は、屈折率が1.0の媒質(空気)から屈折率が1.5の媒
質に光が入射する場合の例で表されており、この場合の、p偏光の透過率が100%(反射
率が0%)となる光入射角θBは56.31°である。
図3からも明らかなように、記録媒体11中でのページデータの強度分布は記録媒体入射直前の強度分布から変化してしまうことになり、記録媒体入射直前の強度分布が均一であっても、記録媒体中では均一になっておらず、記録情報の品質は記録媒体11に入射した段階で、すでに劣化していることになる。
したがって、本実施例1においては、予め、SLM9に表示させるページデータの強度分布として、記録媒体11への光入射角θに対する光透過率特性の逆数を重畳させているので、この信号光が記録媒体11に入射した際に、信号光の強度分布を均一化することができる。
図1に示すように、ホログラム記録媒体11に記録されたページデータ情報を再生する場合には、半波長板14の位置を調整することで、再生用参照光の偏光方向を(s偏光からp偏光に)変換する。この参照光は、ミラー15で反射された後、PBS16に到達するが、半波長板14によってp偏光とされているので、このPBS16を直進することになる。
は対向するような方向から照射される。
射出された再生光は、レンズ10を介してPBS8に照射される。このPBS8においては、p偏光である再生光は透過されることから、p偏光である再生光に担持されたページデータ情報はカメラ13に入射して撮像される。
ここで、ホログラム記録媒体11に入射する信号光の強度分布を求める。任意の点(x,y)におけるページデータの信号をA(x,y)とする。ここで、ビット1(輝点)に対応する強度をa、ビット0に対応する強度を0(黒レベル)とする。ページデータ上の点(x,y)を通過する信号光の光線の記録媒体11への入射角θを求める。
角度をβとすると、角度αおよび角度βは、下式(1)、(2)で表される。なお、レンズ10の焦点距離をfとする。
これにより、下式(4)が成立する。
図4によれば、再生像の上部で明るさが改善され、ページデータ全体で強度分布の均一
性が向上し、データ品質も改善された。これは、従来技術に係るホログラム記録装置を用いて得られた図5に示されたページデータの再生像と比較すると、その違いが明らかである。
この実施例2に係る、図6に示すホログラム記録装置は、上記実施例1のものと同様に、ホログラムの記録機能および再生機能を備えたホログラム記録再生装置として構成されている。
この実施例2のホログラム記録装置は、大部分は実施例1のものと同様の構成とされているので、これら同様の部材については、対応する実施例1の部材の符号に100を加えた符号を付して表し、詳細な説明は省略する。
透過率制御フィルタ151の透過率分布としては、上記実施例1において説明した式(6)のB(x,y)を用いることができる。これにより、SLM109に入射するレーザ光の信号
光強度分布もB(x,y)となり、SLM109に表示したページデータにより変調された信号光の強度分布はA(x,y)・B(x,y)となる。したがって、記録媒体111中での信号光の強度分布はA(x,y)となり、データ品質を改善したページデータを記録媒体111に記録することができる。
データ転送速度を向上させることができる。
一方、SLM109として階調表示が可能な素子を用いた場合、多値情報をSLM109に表示することにより振幅多値記録が可能になるため、記録密度およびデータ転送速度を向上させることができる。
例えば、上記ホログラム記録装置およびホログラム記録方法では再生機能を有するものが示されているが、必ずしも再生機能を有していなくとも良い。
また、装置の光学系の構成としても、上記実施形態のものに限られるものではない。
ラーの角度および位置を少しずつ変化させることになるが、具体的には、例えば、信号光の軸に対して参照光入射角θを55度〜75度の範囲(信号光および参照光を記録媒体に入射させる際に、光出射端構造および出射光が物理的に干渉(ケラレ)を起こさない範囲内)で、例えば0.2度ずつ変化させる度に該領域にページデータ情報の記録または再生が行な
われるようにすればよい。
また、上記実施例2に用いられる透過率制御フィルタは光透過タイプとされているが、これに替えて光反射タイプの透過率制御フィルタや反射率制御ミラー等を用いてもよい。
2、102 発散レンズ
3、103 空間フィルタ
4、104 コリメートレンズ
5、105 半波長板
6、15、21、106、115、121 ミラー
7、8、16、107、108、116 偏光ビームスプリッタ(PBS)
9、109 振幅変調SLM(SLM)
10、18、23、110、118、123 レンズ
11、111 ホログラム記録媒体(記録媒体)
13、113 カメラ
17、22、117、122 ガルバノメータミラー
30 演算装置
151 透過率制御フィルタ
Claims (4)
- 光源からのレーザ光を分離して形成された、ページデータに係る情報を担持した信号光と記録用参照光とを干渉させて、該情報に係る干渉縞を記録媒体に記録するホログラム記録装置において、
前記レーザ光に前記ページデータに係る情報を担持させて前記信号光とする空間光変調素子と、該空間光変調素子に表示するページデータに係る情報に対して所定の演算を施して、該空間光変調素子に出力する演算手段とを備え、
該所定の演算は、前記記録媒体に入射した信号光の強度分布が、該記録媒体への入射角に拘らず均一化されるように、該記録媒体への光入射角に対する透過率特性の逆数を前記ページデータの強度分布に重畳する演算である、ことを特徴とするホログラム記録装置。 - 光源からのレーザ光を分離して形成された、ページデータに係る情報を担持した信号光と記録用参照光とを干渉させて、該情報に係る干渉縞を記録媒体に記録するホログラム記録装置において、
前記レーザ光に前記ページデータに係る情報を担持させて前記信号光とする空間光変調素子と、該空間光変調素子に照射される該レーザ光の光路中に配された、該レーザ光に所定の強度分布を持たせる透過率制御フィルタとを備え、
該所定の強度分布は、前記記録媒体に入射した信号光の強度分布が、該記録媒体への入射角に拘らず均一化されるように、該記録媒体への光入射角に対する透過率特性の逆数を前記ページデータに重畳する強度分布である、ことを特徴とするホログラム記録装置。 - 光源からのレーザ光を分離して形成された、ページデータに係る情報を担持した信号光と記録用参照光とを干渉させて、該情報に係る干渉縞を記録媒体に記録するホログラム記録方法において、
前記記録媒体に入射した信号光の強度分布が、該記録媒体への入射角に拘らず均一化されるように、該記録媒体への光入射角に対する透過率特性の逆数を該ページデータに係る情報に乗算して、強度分布補正後ページデータ情報を得、この後、前記レーザ光を該強度分布補正後ページデータ情報を表示させた空間光変調素子に照射して、前記信号光に変換することを特徴とするホログラム記録方法。 - 光源からのレーザ光を分離して形成された、ページデータに係る情報を担持した信号光と記録用参照光とを干渉させて、該情報に係る干渉縞を記録媒体に記録するホログラム記録方法において、
前記レーザ光を、前記信号光に変換する前に透過率制御フィルタに入射させて、前記記録媒体に入射する信号光の強度分布が、該記録媒体への入射角に拘らず均一化されるように、該記録媒体への光入射角に対する透過率特性の逆数を特性として持たせ、この後、該特性を持たせた前記レーザ光を、前記ページデータを表示させた空間光変調素子に照射して前記信号光に変換することを特徴とするホログラム記録方法。
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