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JP4094372B2 - Hologram recording / reproducing method and apparatus - Google Patents
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JP4094372B2 - Hologram recording / reproducing method and apparatus - Google Patents

Hologram recording / reproducing method and apparatus Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度記録に適したホログラム記録再生方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ホログラム記録は、1つの媒体に対して多くの情報を多重に記録することが可能であるため、情報を高密度に記録できる次世代の有力な記録方式として注目されている。
ホログラム記録において多重記録を行う具体的な方法として、いわゆる体積ホログラムによる角度多重(参考文献:J.F.Heanue et al., "Volume 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38に、従来の体積ホログラムの記録再生方法の一例を示す。同図において、400は光学的記録材料からなるホログラム媒体、6は物体光、71は参照光、7は再生光である。参照光71および物体光6は同一の波長を持ち、それはホログラム媒体400が感光する波長である。
図38において、記録を行う場合には、媒体400に記録すべき情報を付与した物体光6と、ある特徴的な波面を有する参照光71とを同時に照射する。これにより、媒体400に物体光6と参照光71によって形成された干渉縞が記録される。即ち、物体光6に付与されていた情報がホログラムとして記録されることになる。
【0004】
再生を行う場合には、記録後の媒体400に記録時に用いたものと等しい波面を有する参照光71を照射する。これにより、参照光71が媒体400に記録された干渉縞によって回折され、この回折光が再生光7として得られる。このとき、再生光7の波面は記録時の物体光6の波面を再現したものとなるため、物体光6に付与されていた情報も再生光7から再生することができる。
ここで例えば、参照光71として平面波を用い、これの媒体400に入射する角度を変化させながら複数回の記録を行うと、物体光6と参照光71とが形成する干渉縞は参照光71の入射角度により各々互いに異なる独立したものとして、媒体400に記録される。即ち、角度多重記録が実現することになる。
【0005】
再生時には、記録時と等しい入射角度で参照光71を媒体400に入射させることにより、その入射角度に対応する1つの再生光7のみが得られる。これにより、多重記録したうちの所望の情報のみを分離して再生することができる。
ホログラム記録は、角度分解能が非常に高く、わずかな入射角度の違いでも独立した情報として記録されるため、高多重化が可能となり高密度記録が実現する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図38の方法で角度多重記録する場合には、記録及び再生時の参照光71の媒体400に対する入射角度を高精度に制御する必要があるため、このように記録及び再生時ともに参照光71を媒体400の外部から入射させる方法では、ミラーなど光学系の駆動部の精度を十分高くしなければならず、その結果、機構が大型かつ高価になってしまうという問題があった。
【0007】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、参照光の入射角度等の高精度な制御を行う必要がなく、かつ高密度記録に適したホログラム記録再生方法及び装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
従って本発明は、屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも1つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも1つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも1つの記録層とを有するホログラム媒体にホログラムを記録する方法であって、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から物体光を入射し、
前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光を入射し、
前記物体光と前記参照光とにより、前記記録層に情報をホログラム記録する方法であって、
前記記録層中の少なくとも1つの小領域に前記物体光を集光して入射し、
前記参照光を、前記小領域が照射されるように入射するホログラム記録方法を提供する。
【0009】
前記ホログラム媒体の記録において励起光が必要な場合、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から、前記記録層に、前記小領域が照射されるように励起光を入射するようにすることができる
または、いずれかのコア層の端面から該コア層に励起光を入射し、該励起光が入射されたコア層に対応する回折格子層により回折され、前記記録層の前記小領域が照射されるように照射される回折光により、前記記録層に励起光を入射するようにしても良い。
また、前記物体光の照射エリアと照射エリアが部分的に重なるように、照射位置をシフトさせた別の物体光を照射しても良い。
【0010】
本発明はまた、同様のホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する方法であって、
前記記録層中の少なくとも1つの小領域に情報が記録されており、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光を入射して前記ホログラムを再生し、
前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように該再生光を部分的に遮光するホログラム再生方法を提供する。
【0011】
本発明はまた、同様のホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する方法であって、
前記記録層中の少なくとも1つの小領域に情報が記録されており、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光を入射して前記ホログラムを再生し、前記参照光は、前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように、選択的に照射するようにするホログラム再生方法を提供する。
【0012】
本発明はまた、同様のホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する方法であって、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも1つの小領域に複数の情報が多重記録されており、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光を入射して前記ホログラムを再生し、
前記複数の情報のうちのいずれかが選択的に再生されるように他の情報に対応する再生光を遮断するホログラム再生方法を提供する。
【0013】
本発明はまた、同様のホログラム媒体にホログラムを記録する装置であって、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光を第1の光と第2の光とに分岐する光分岐部と、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記第1の光を空間光変調した物体光を、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から入射する物体光入射部と、
前記第2の光を、前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光として入射する参照光入射部とを有し、
前記物体光と前記参照光とにより、前記記録層に情報をホログラム記録するものであり、
前記物体光入射部は、ホログラム媒体の記録層中の少なくとも1つの小領域に前記物体光を集光して入射する集光入射部を有し、
前記参照光入射部は、前記参照光を、前記小領域が照射されるように入射するホログラム記録装置を提供する。
【0014】
前記ホログラム媒体の記録において励起光が必要な場合、前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から、前記記録層に、前記小領域が照射されるように励起光を入射する励起光入射部を更に有するようにしても良い。
あるいは、いずれかのコア層の端面から該コア層に励起光を入射し、該励起光が入射されたコア層に対応する回折格子層により回折され、前記記録層の前記小領域が照射されるように照射される回折光により、前記記録層に励起光を入射する励起光入射部を更に有するようにしても良い。
典型例として、前記集光入射部は、レンズを用いた結像光学系を具備する。
前記集光入射部は、空間光位相変調器を具備しても良く、該空間光位相変調器は、透明誘電体板もしくは液晶パネルを含むようにしても良い。
【0015】
本発明はまた、同様のホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する装置であって、
光を出射する光源と、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光源から出射された光の少なくとも一部を、前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光として入射する参照光入射部とを有し、
前記参照光により、前記ホログラム記録された情報を再生光として検出するものであり、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも1つの小領域に情報が記録されており、
前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように部分的に遮光する空間光選択器を有するホログラム再生装置を提供する。
【0016】
本発明はまた、同様のホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する装置であって、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光の少なくとも一部を第1の光、第2の光に分岐する光分岐部と、
前記第1の光を、いずれかのコア層の端面から該コア層に参照光として入射する第1の参照光入射部とを有し、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記第2の光を、前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光として入射する第2の参照光入射部と、
前記第1および第2の光のうちいずれかを遮断することにより、前記第1および第2の参照光入射部のいずれかを有効とする遮光部とを有し、
前記第1の参照光入射部が有効とされた場合、該第1の参照光入射部から入射された参照光が入射されたコア層に対応する回折格子層により回折されて前記記録層に照射される回折光により前記ホログラム記録された情報を再生光として検出し、前記第2の参照光入射部が有効とされた場合、該第2の参照光入射部から入射された参照光により当該情報を再生光として検出するものであり、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも1つの小領域に情報が記録されており、
前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように部分的に遮光する空間光選択器を有するホログラム再生装置を提供する。
【0017】
本発明はまた、同様のホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する装置であって、
光を出射する光源と、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光源から出射された光の少なくとも一部を、前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光として入射する参照光入射部とを有し、
前記参照光により、前記ホログラム記録された情報を再生光として検出するものであり、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも1つの小領域に情報が記録されており、
前記参照光入射部は、前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように、前記参照光を選択的に照射するホログラム再生装置を提供する。
【0018】
本発明はまた、同様のホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する装置であって、
光を出射する光源と、
前記光源から出射された光の少なくとも一部を第1の光、第2の光に分岐する光分岐部と、
前記第1の光を、いずれかのコア層の端面から該コア層に参照光として入射する第1の参照光入射部とを有し、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記第2の光を、前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光として入射する第2の参照光入射部と、
前記第1および第2の光のうちいずれかを遮断することにより、前記第1および第2の参照光入射部のいずれかを有効とする遮光部とを有し、
前記第1の参照光入射部が有効とされた場合、該第1の参照光入射部から入射された参照光が入射されたコア層に対応する回折格子層により回折されて前記記録層に照射される回折光により前記ホログラム記録された情報を再生光として検出し、前記第2の参照光入射部が有効とされた場合、該第2の参照光入射部から入射された参照光により当該情報を再生光として検出するものであり、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも1つの小領域に情報が記録されており、
前記第2の参照光入射部は、前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように、前記参照光を選択的に照射するホログラム再生装置を提供する。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の各実施の形態を説明する。各実施形態の図面間において、対応する部分には同一の参照番号を付し、その説明を省略もしくは簡略化するものとする。
【0026】
<第1実施形態>
図1〜3に、本発明の第1実施形態としての、ホログラム記録方法を示す。
これらの図において、130はホログラム媒体、131は媒体130の複数に分割された領域、132はそのうちの記録再生を行う領域、133は領域131のうちの1つの情報を記録再生する領域の組、1及び2はそれぞれ光導波路(または平面導波路)を構成するためのコア層及びクラッド層、3はコア層1とクラッド層2の境界面に形成された回折格子層、4は前記光導波路の上面に配置した光学的記録材料からなる記録層、6は第1の光である記録すべき情報が付与された物体光、71は第2の光である参照光である。
【0027】
まず、図1(A)(上面図)および(B)(図1(A)中の”a−b”線における断面図)に基づき、本実施形態のホログラム記録方法を説明する。
本実施例では、物体光6及び参照光71をともに媒体130の複数に分割された領域131のうちの1つの領域132のみの記録層4に対して、選択的に、媒体の上方あるいは下方から照射することによって情報をホログラムとして記録する。これにより、媒体130の複数の領域131の記録層4に互いに異なる複数の情報を記録することが可能となり、媒体130当たりの記録容量を大きくすることができる。
【0028】
この際、物体光6は媒体130の近傍または内部で一旦、集光あるいは絞られ、その後、媒体130の外部で拡大して、再生情報を検出する光検出器上に結像されるように設定しておく。これにより、記録情報を表示する空間光強度変調器及び光検出器のいずれの画素サイズにも依存することなく、領域131当たりの記録密度を高くすることが可能となる。
図1(B)では、物体光6が媒体130を透過後の媒体近傍で最も集光あるいは絞られる例を示している。これは、物体光6が最も集光あるいは絞られる位置を後述する空間光選択器14の開口部101の位置に一致させるためであり、これにより、再生動作時における再生光の選択性が向上し、再生信号漏話を低減させることが可能となる。
【0029】
また、参照光71の記録層4内における波面は、後述する図7(C)のように、参照光72をコア層1のうちの1つの端面から入射し、該コア層内に伝搬光73を伝搬させ、記録層4に対して、伝搬光73の回折格子層3による特有の回折光74を照射した場合の記録層4内における波面と等しくなるように設定しておく。
さらに、別の参照光71の記録層4内における波面は、図8のように、参照光72をコア層1のうちの別の端面から入射し、記録層4に対して、別の回折格子層3による特有の先とは異なる回折光74を照射した場合の記録層4内における波面と等しくなるように設定しておく。
これにより、後述する第4実施形態で説明するホログラム再生方法が可能となる。
【0030】
なお、図1(B)では、媒体130の記録層4からみて物体光6を参照光71と同方向から照射することによって透過型のホログラムを記録する例を示しているが、図2(図1(B)に対応する断面図)のように、媒体130の記録層4からみて物体光6を参照光71と対向する方向から照射することによって反射型のホログラムを記録することも可能である。
【0031】
次に、図3(A)(上面図)および(B)(図3(A)中の”a−b”線における断面図)に基づき、別実施例の記録方法を説明する。
本実施例では、1つの記録情報を予め複数の部分に分割し、その各部分を媒体130の複数に分割された領域131のうちのそれぞれ異なる領域の記録層4にホログラムとして記録する。記録情報の分割された部分の各々については、これに対応した物体光6及び参照光71をともに媒体130の複数に分割された領域131のうちの1つ以上の領域132のみの記録層4に対して、選択的に、媒体の上方あるいは下方から照射することによって分割された部分的な情報をホログラムとして記録する。
【0032】
これにより、図1の場合と同様、媒体130の複数の領域131の記録層4に互いに異なる複数の情報を記録することが可能となり、媒体130当たりの記録容量を大きくすることができる。
この際、物体光6及び参照光71の設定に関しては、図1における説明と全く同様の方法で行う。これにより、上述した記録方法と全く同様の効果が得られる。
【0033】
但し、本実施例では、記録情報の全体を記録するために、前記記録動作を1つの記録情報に対して、少なくとも1回以上、最大で記録情報の分割数と等しい回数だけ繰り返して行う。その結果、媒体130には、ある1つの記録情報に対応した記録領域として、複数に分割された領域131のうちの記録情報の分割数と等しい数のある領域の組133が構成されることになる。
【0034】
このように、本実施例では、1つの記録情報を複数の部分に分割し、その各部分を、記録層4中の複数に分割された領域131のうちのそれぞれ異なる領域にホログラムとして記録しているため、再生情報を検出する光検出器のサイズ及び媒体130と光検出器との距離を一定とすれは、物体光6の媒体位置から光検出器位置まで、すなわち結像面までの拡大率を小さくすることが可能となり、物体光6の光学系を実現し易くなる。
【0035】
なお、本実施例においても、反射型ホログラムの記録に関しては、図2に関する説明と同様の方法で行えはよい。
また、本実施形態では特に示していないが、物体光6及び参照光71を媒体130の領域132のみの記録層4に選択的に照射するため、物体光6及び参照光71のいずれか一方あるいは両方に対して、必要な開口を設けた空間光選択器を用いてもよい。
【0036】
また、本実施形態では、光導波路内のコア層1及び回折格子層3が複数組積層され、回折格子層3がコア層1とクラッド層2の上側の境界面に形成され、記録層4が光導波路の上面に配置されている媒体構成例を示しているが、光導波路内のコア層1及び回折格子層3は各1層のみであっても、回折格子層3はコア層1とクラッド層2の下側の境界面、あるいはコア層1の内部のいずれに形成されていても、記録層4は光導波路の下面、あるいは上下両面のいずれに配置されていても、または2つの光導波路の間に挟み込まれるように配置されていても、あるいは光導波路と記録層とを交互に積層させても、本実施の形態と同様の効果が得られる。即ち、少なくとも1つの記録層と少なくとも1つの光導波路とが隣接配置されれば良い。
この点は、以下の同様の構成を有する各実施形態(再生方法も含む)においても同様である。
【0037】
また、記録層4は光導波路の上下いずれの片面に配置されていても、あるいは両面に配置されていても同様の効果を奏し、また光導波路と空間的に離れて配置されていても同様の効果を奏する。
また、記録層4は光導波路と接着剤により接着されていても、接着剤なしで固定されていても同様の効果を奏し、さらに記録層4は上下いずれの片面あるいは両面を保護膜により挟まれていても、あるいは保護膜により周囲を覆われていても同様の効果を有する。
これらの点についても、以下の同様の構成を有する各実施形態(再生方法も含む)においても同様である。
【0038】
<第2実施形態>
図4〜5に本発明の第2実施形態としてのホログラム記録方法を示す。図において、上記第1実施形態と異なる点は、第3の光である励起光80を用いる点である。本実施の形態は、媒体130の記録層4を形成する光学的記録材料が、物体光6及び参照光71によって記録されるにあたり、これら2つの光とは異なる波長の励起光80による励起が必要な場合を想定している。
【0039】
まず、図4(A)(上面図)及び(B)(図4(A)中の”a−b”線における断面図)に基づき、本実施形態のホログラム記録方法を説明する。
本実施例では、物体光6、参照光71、及び励起光80をすべて媒体130の複数に分割された領域131のうちの1つの領域132のみの記録層4に対して、選択的に、媒体の上方あるいは下方から照射することによって情報をホログラムとして記録する。これにより、媒体130の複数の領域131の記録層4に互いに異なる複数の情報を記録することが可能となり、媒体130当たりの記録容量を大きくすること この際、物体光6及び参照光71の設定に関しては、第1実施形態における説明と全く同様の方法で行う。これにより、本実施例においても、図1において説明した記録方法と全く同様の効果が得られる。
【0040】
なお、図4(B)は、励起光80を物体光6及び参照光71とは独立に媒体130の上方あるいは下方から照射する例を示しているが、励起光80は、図5(図4(B)に対応する断面図)のように、物体光6及び参照光71のいずれか一方あるいは両方と重ね合わせて照射しても、全く同様の効果が得られる。また、いずれかのコア層の端面から励起光を入射し、回折格子層での回折光を利用して記録層に励起光を入射しても良く、これは以下の関連各実施形態においても可能である。
【0041】
また、本実施の形態においても、反射型ホログラムの記録に関しては、第1実施形態における説明と全く同様の方法で行えはよい。
また、本実施形態においても、第1実施形態での説明と同様、1つの記録情報を予め複数の部分に分割し、その各部分を媒体130の複数に分割された領域131のうちのそれぞれ異なる領域の記録層4にホログラムとして記録することが可能である。これは、以下の関連各実施形態においても同様である。
また、本実施形態では特に示していないが、物体光6、参照光71、及び励起光80を媒体130の領域132のみの記録層4に選択的に照射するため、物体光6、参照光71、及び励起光80のいずれかあるいは全てに対して、必要な開口を設けた空間光選択器を用いてもよい。
【0042】
<第3実施形態>
図6(A)(上面図)及び(B)(図6(A)中の”a−b”線における断面図)に、本発明の第3実施形態としてのホログラム記録方法を示す。上記第2実施形態と異なる点は、図の参照光71に代えて、参照光72を用いた点である。また、73及び74はコア層1内の伝搬光及びそれの回折格子層3による回折光である。
本実施の形態も、第2実施形態と同様、記録層4を形成する光学的記録材料が、物体光6及び参照光72によって記録されるために、これら2つの光とは異なる波長の励起光80による励起が必要な場合を想定している。
【0043】
本実施例では、物体光6及び励起光80をともに媒体130の複数に分割された領域131のうちの1つの領域132のみの記録層4に対して、選択的に、媒体の上方あるいは下方から照射し、同時に、参照光72をコア層1のうちの1つの端面から入射し、該コア層内に伝搬光73を伝搬させ、領域132を含む1つ以上の領域の記録層4に対して、伝搬光73の回折格子層3による特有の回折光74を照射することによって情報をホログラムとして記録する。
これにより、媒体130の複数の領域131の記録層4に互いに異なる複数の情報を記録することが可能となり、媒体130当たりの記録容量を大きくすることができる。
【0044】
この際、物体光6の設定に関しては、第1実施形態における説明と全く同様の方法で行う、これにより、本実施例においても、第1実施形態において説明した記録方法と全く同様の効果が得られる。
なお、回折光74の記録層4内における波面は、回折格子層3を適切に設計することによって、任意に形成することが可能である。例えば、ある1つの回折格子層3によって、全面にわたり一様な波面の回折光(平行光あるいは収束光あるいは発散光)を発生させることも可能であるし、あるいは位置によって互いに異なる波面の回折光を発生させることも可能であるし、あるいは位置によって回折光を発生させたりさせなかったりすることも可能である。
【0045】
即ち、ある1つの回折格子層3が、全面にわたり一様な平行光を発生し、かつ、各層の回折格子層3が発生する平行光の放射角度を互いに異なるように設定した場合は、従来技術における角度多重体積ホログラム方式に対応した記録再生が行われる。
また、ある1つの回折格子層3が、1つのまたは互いに異なる位置に収束する複数の収束光を発生し、かつ、各層の回折格子層3が発生する収束光の収束位置を互いに異なるように設定した場合は、従来技術においていわゆるシフト多重体積ホログラムと呼ばれる方式に対応した記録再生が行われる。
【0046】
さらに、ある1つの回折格子層3が、ある位相分布の波面を有する光を発生し、かつ、各層の回折格子層3が発生する光の波面の位相分布が互いに直交するように設定した場合は、従来技術においていわゆる位相多重体積ホログラムと呼ばれる方式に対応した記録再生が行われる。いずれの場合でも、本発明の記録再生方法は有効である。
【0047】
また、図6(B)は、励起光3を物体光6及び参照光72とは独立に媒体130の上方あるいは下方から照射する例を示しているが、励起光3は、図5と同様に、物体光6と重ね合わせて照射しても、全く同様の効果が得られる。
また、図6(B)は、媒体130の記録層4からみて物体光6を回折光74と同方向から照射することによって透過型のホログラムを記録する例を示しているが、本実施形態においても、媒体130の記録層4からみて物体光6を回折光74と対向する方向から照射することによって反射型のホログラムを記録することも可能である。
【0048】
また、本実施形態では特に示していないが、物体光6及び励起光80を媒体130の領域132のみの記録層4に選択的に照射するため、物体光6及び励起光80のずれか一方あるいは両方に対して、必要な開口を設けた空間光選択器を用いてもよい。
また、回折格子層3で回折された回折光74の媒体130の表面における反射の影響を軽減するため、媒体130の上側、下側、あるいは上下両側の表面に無反射コーティングを施すことが有効である。この点について、以下の同様の構成を有する各実施形態においても同様である。
【0049】
<第4実施形態>
図7〜10に本発明の第4実施形態としてのホログラム再生方法を示す。各図において、図1以降と同様の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。14は空間光選択器、101はその開口部、9は再生光である。
まず、図7〜8に基づき、本実施形態の再生方法を説明する。図7(A)、(B)は上面図、図7(C)は図7(B)中の”a−b”線における断面図である。
【0050】
第1〜3実施形態で説明した方法で記録されたホログラム媒体に記録されたホログラムを再生するため、図7(C)のように、参照光72をコア層1のうちの1つの端面から入射し、該コア層内に伝搬光73を伝搬させ、媒体130の複数に分割された領域131のうち所望の情報が記録されている領域132を含む1つ以上の領域の記録層4に対して、伝搬光73の回折格子層3による特有の回折光74を照射する。
【0051】
そのため、第3実施形態で説明した方法で記録した場合には、領域132の記録層4に対して、記録時と同じ回折光74が照射されるために、また、第1または2実施形態で説明した方法で記録した場合には、領域132の記録層4に対して照射される回折光74の記録層4内における波面が、記録時の参照光71の記録層4内における波面と等しいために、いずれの場合にもホログラムが再生され、再生光7が得られることになる。
【0052】
また、図8(図7(C)に対応する断面図)のように、参照光72をコア層1のうちの別の端面から入射すれば、別の回折格子層3による特有の、先とは異なる回折光74が照射されるため、別のホログラムが再生され、別の再生光7が得られることになる。
ここで、媒体130から出射する再生光は、回折光74を照射された1つ以上の領域の記録層4に記録されたホログラムの再生光を重ね合わせたものとなる。これから所望の再生光7のみを取り出すためには、図7〜8に示すように、再生したい領域132の部分のみに開口部101を有する空間光選択器14を媒体130に近接して配置する。これにより、領域132に記録された情報を有する再生光7のみが選択的に再生可能となる。
空間光選択器としては、開口位置が固定のマスク、あるいはこれを二次元的に移動させるもの、あるいは、液晶パネルを用いたマスクとし、電気的に開口の大きさ、数、位置を変える方法などが挙げられる。
【0053】
なお、図7〜8は、空間光選択器14を媒体130の上方に配置することによって透過型ホログラムを再生する例を示しているが、図9((A)は上面図、(B)は(A)中の”a−b”線における断面図、(C)は下面図)のように、空間光選択器14を媒体130の下方に配置することによって反射型ホログラムを再生することも可能である。
また、図3(A)のように1つの記録情報が複数の部分に分割されて記録された媒体を再生するには、図7に対応する図10に示すように、再生したい領域の組133の部分のみに開口部101を有する空間光選択器14を媒体130に近接して配置すればよい。
【0054】
また、回折光74の記録層4内における波面は、回折格子層3を適切に設計することによって、任意に形成することが可能であり、回折格子層3の構造を変えることによって様々な多重方式のホログラムが記録再生できることは、第3実施形態で説明した通りである。
【0055】
また、所望の領域132に照射される以外の不要な回折光74が再生情報を検出する光検出器に入射することを防ぐため、必要に応じ、所望の領域132の記録層4に対して照射される回折光74を発生する回折格子層3の領域の周囲を回折光74を発生しない領域とし、所望の領域132に隣接する他の領域の記録層4に対しては参照光72を入射するコア層1を変えることにより他の層の回折格子層3から回折光74が発生されるようにする方法が有効である。
これを実現するには、各層の回折格子層3において回折光74を発生する領域を例えば、縞模様(ストライプ)状あるいは市松模様(チェッカー)状等とし、かつ、各層の回折格子層3の回折光74を発生する領域を互い違いに配置すればよい。
【0056】
<第5実施形態>
図11〜12に、本発明の第5実施形態としてのホログラム再生方法を示す。これらの図において、第4実施形態と異なる点は、図7(C)の参照光72に代えて、参照光71を用いた点である。即ち、図11(図7に対応)に示すように、参照光72に代えて、参照光71を、媒体130の複数に分割された領域131のうち所望の情報が記録されている領域132を含む1つ以上の領域の記録層4に対して、媒体の上方あるいは下方から照射することによってホログラムを再生し、再生光7を得る。参照光71の設定に関しては、第1実施形態における説明と全く同様の方法で行う。
【0057】
ここで、媒体130から出射する再生光は、参照光71を照射された1つ以上の領域の記録層4に記録されたホログラムの再生光を重ね合わせたものとなる。これから所望の再生光7のみを取り出すためには、図11に示すように、再生したい領域132の部分のみに開口部101を有する空間光選択器14を媒体130に近接して配置する。これにより、領域132に記録された情報を有する再生光7のみが選択的に再生可能となる。
【0058】
なお、図3(A)のように1つの記録情報が複数の部分に分割されて記録された媒体を再生するには、図12(図11に対応)に示すように、再生したい領域の組133の部分のみに開口部101を有する空間光選択器14を媒体130に近接して配置すればよい。
【0059】
<第6実施形態>
図13〜14に、本発明の第6実施形態としてのホログラム再生方法を示す。第5実施形態と違う点は、空間光選択器14を用いず、参照光71を第1実施形態で説明したように設定することである。
即ち、第1〜3のいずれかの実施形態による方法で記録されたホログラム媒体を再生するため、図13(A)(上面図)、(B)(図13(A)中の”a−b”線における断面図)に示すように、参照光71を媒体130の複数に分割された領域131のうち所望の情報が記録されている1つ以上の領域132のみの記録層4に対して、選択的に、媒体の上方あるいは下方から照射することによってホログラムを再生し、1つ以上の領域132に記録された情報を有する再生光7のみを得る。
【0060】
なお、本実施形態では、媒体130の再生光7の出射側に空間光選択器を設ける必要は特にないが、第4または5実施形態と同様の空間光選択器14及び開口101を設けてもよい。
また、図3(A)のように1つの記録情報が複数の部分に分割されて記録された媒体を再生するには、図13に対応する図14に示すように、参照光71を再生したい領域の組133のみの記録層4に対して、選択的に、媒体の上方あるいは下方から照射すればよい。
【0061】
また、本実施形態では特に示していないが、参照光71を媒体130の領域132のみの記録層4に選択的に照射するため、参照光71に対して、必要な開口を設けた空間光選択器を用いてもよい。
また、図13(B)及び図14(B)は、媒体130の記録層4からみて参照光71を下方から照射することによって透過型のホログラムを再生する例を示しているが、媒体130の記録層4からみて参照光71を上方から照射することによって反射型のホログラムを再生することも可能である。
【0062】
上記各実施形態において、記録層4としては、一般的なホログラム記録で用いられる光学的記録材料であれば良い。例えば、光照射により環状構造の変化に伴う光重合を生じるフォトポリマー等の光重合性材料、重クロム酸アンモニウム−ポリビニルアルコール系材料に代表されるような光架橋性材料、フォトクロミック材料、アゾ色素をPMMA(ポリメチルメタアクリレート)にドープした材料に代表されるような光異性化材料、あるいはLiNbO,BaTiO,Ba12SiO20(BSO)などの無機誘電体結晶に代表されるフォトリフラクティブ材料もしくはポリマー系フォトリフラクティブ材料などがあげられる。
【0063】
ホログラム媒体の具体的な形状としては、カード型、チップ型、ディスク型、テープ型、ドラム型等が考えられるが、いずれも本発明の手法が適用でき、いずれも同様の効果を奏する。
また、光導波路の導波面と記録層の面積が同一である必要は必ずしもなく、導波面の面積の方が大きくても小さくても良い。導波面の面積の方が小さい場合には、光導波路を一次元、二次元、三次元駆動することにより、より大きな記録層全面に対応させることができる。
【0064】
ところで、コア層1を光が伝搬するためには、コア層1をコア層1の屈折率より低い屈折率を持つ媒質で挟めばよい。図1等では、クラッド層2の屈折率はコア層1の屈折率より低く設定されている。
クラッド層2は、光導波路の形状を維持、支持する働きのため、上記のような全部のコア層1を挟む位置に配置したが、コア層1内を光が伝搬されるようにコア層1が屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれていれば良い。
例えば自由空間の屈折率がコア層1の屈折率より低い場合(即ち、屈折率のより低い部分が空気、真空など)には、例えば最上層のクラッド層2、最下層のクラッド層2のいずれか一方あるいは両方がなくても、空気などにはさまれたコア層1に光が導波されるので、同様の効果を奏する。これは一般に、コア層が複数ある場合においても、各コア層に関して同様である。また、記録層の屈折率がコア層の屈折率より低い場合、記録層が、上記屈折率のより低い部分の働きをすることができる。
【0065】
次に、図15(A)〜(D)は、回折格子層3の例を示す模式図である。
回折格子層3としては、図15(A)のように鋸歯状の形状をした溝から成るもの、図15(B)のように正弦波状の形状をした溝から成るもの、および図15(C)のように屈折率の変化により形成されるもの(図は、屈折率の異なる部分が交互に配置されている構成を示す)が挙げられる。
【0066】
回折格子層は導波面内で一様であってもなくても良いが、ここでは、回折格子層による回折光が所望の強度を有するように、回折格子層の回折効率が所定の分布を有するようにした例を示す。
好適例として、回折格子層が、伝搬光の伝搬方向に、回折効率が漸次高くなるような分布を有しているものが挙げられる。このようにすれば、導波するに従って生じる光強度の減衰をキャンセルでき、各回折格子層からの回折光の強度プロファイルを層内方向で一様かあるいは同程度とすることができる。
図16は、矩形波形状のグレーティングにより回折格子層を形成し、矩形の高さにより回折効率を右へいくほど漸次高くなるように分布させた例を示すものである。なお、この場合の回折効率は、矩形の高さの二乗に比例する。
【0067】
また、多層光導波路において、2つ以上の回折格子層の回折効率が、積層方向に所定の分布を有するようにしても良い。好適例としては、2つ以上の回折格子層の回折効率が、回折光の出射方向に漸次低くなるような分布を有するものが挙げられる。このようにすれば、例えば回折光を光導波路の上方へ出射する場合、光導波路の下の方に位置する回折格子層からの回折光ほど光導波路に吸収されやすく減衰する現象をキャンセルでき、どの回折格子層から光導波路の外に出てくる回折光の強度も一様かあるいは同程度にすることができる。
【0068】
図17に、矩形波状のグレーティングにより回折格子層(上から順に回折格子層31〜35)を形成し、矩形の高さにより回折効率を、上に行くほど漸次低くなるように分布させた例を示す。図17では、積層方向に沿った光導波路の一部の断面を示している。
また、上記両者を組み合わせ、回折格子層の回折効率が、コア層を伝搬する光の導波方向には漸次高くなり、回折光の出射方向には漸次低くなるような分布を持たせることもできる。これによれば、いずれの回折格子層のどの位置から出射する回折光の強度も一様かまたは同程度とすることができる。
【0069】
以上の説明では、回折光の強度を層内方向、層厚方向で正確に一様あるいは等しくする例を示したが、部品仕様や用途により必ずしも正確に一様あるいは等しくなくても問題ないことも多く、同程度とすれば支障がない場合が多い。本発明によれば、回折格子層の回折効率を層内方向、層厚方向で適切に分布させることにより、回折光の強度を層内方向、層厚方向で同程度とすることも可能である。
【0070】
また、以上では、回折光の強度を層内方向、層厚方向で一様あるいは等しくする点に着眼して記述したが、応用分野によっては、意図的に回折光の強度に分布を持たせると都合が良い場合も有り得る。本発明によれば、回折格子層の回折効率を層内方向、層厚方向で適切に分布させることにより、回折光の強度を所望の分布とすることも可能である。
【0071】
また、回折格子層の面積をコア層の面積と同一にする必要はなく、回折格子層を部分的に設けたり、複数に分散配置させても良い。更に、全てのコア層に対応させて回折格子層を設けなくても良く、回折格子層が設けられていないコア層があっても良い。
【0072】
また、記録/再生時において、参照光は、ホログラム媒体の下方、上方、いずれかのコア層端面から入射させることができ、いすれも同様の効果を奏する。また、記録時において、物体光は、ホログラム媒体の下方、上方のいずれかから入射させることができ、いすれも同様の効果を奏する。また、記録時に励起光が必要な場合は、励起光は、ホログラム媒体の下方、上方、いずれかのコア層端面から入射させることができ、いずれも同様の効果を奏する。
【0073】
<第7実施形態>
図18〜21に、第1実施形態で説明したホログラム記録方法を実現するためのホログラム記録装置の実施形態例を示す。
これら図において、130は第1実施の形態で説明した構造を有するホログラム媒体、6は第1の光である物体光71は第2の光である参照光、141は物体光及び参照光用の光源、151及び152は偏光制御器、161は光分岐器、170は遮光器、181及び182は反射器、20は光束拡大器、21は空間光強度変調器、22は結像器、30は空間光位相変調器、331は集光器である。
偏光制御器151及び152は光の偏光面を回転させる素子であり、例えば1/2波長板を用いる。
【0074】
光分岐器161は光ビームを2方向に分岐する素子であり、例えばハーフミラーあるいは各種ビームスプリッタを用いる。
空間光強度変調器21は媒体130に記録すべき情報を表示する素子であり、例えば液晶パネルやDMD(Digital Micromirror Device)素子を用いる。
結像器22は物体光6を媒体130を介して再生装置における光検出器すなわち図における結像面上に結像させるための光学系であり、例えば単一レンズや組合わせレンズを用いる。
【0075】
まず、図18に基づき、本発明に係るホログラム記録装置を説明する。
光源141から出射した光ビームは光分岐器161により2つに分岐されるとともに、分岐された各ビームは2枚の偏光制御器151及び152により記録に必要な偏光に制御される。分岐されたビームのうちの1つは反射器181で反射された後、光束拡大器20で所望のビーム幅まで拡大され、さらに空間光強度変調器21で媒体130に記録すべき情報を付与されて、結像器22により物体光6となる。また、分岐されたビームのうちの他の1つは反射器182で反射されて参照光71となる。
【0076】
ここで、物体光6は、媒体130の相対的な位置を制御することにより、媒体130の所望の領域132のみの記録層4に対して、媒体の上方あるいは下方から照射できるものとする。また、参照光71は、反射器182の角度及び位置、ならびに媒体130の相対的な位置を制御することにより、媒体130の所望の領域132のみの記録層4に対して、所望の入射角度で、媒体の上方あるいは下方から照射できるものとする。
【0077】
以下、本実施例および各実施形態における記録動作の原理及び効果は、第1実施の形態における説明と全く同様である。
図18では、参照光71が平行光であり、かつ、反射器182の角度及び位置を制御することによって媒体130に対する入射角度を変化させることができるため、従来技術の角度多重体積ホログラム方式に対応した記録再生を行うことが可能である。従って、本実施形態で用いられる媒体130内の回折格子層3としては、例えば、平行光を発生し、かつ、各層の回折格子層3が発生する平行光の放射角度を互いに異なるように設定したものを用いる。
【0078】
なお、図18は、媒体130の記録層4からみて物体光6を参照光71と同方向から照射することによって透過型のホログラムを記録する例を示しているが、図19のように、媒体130の記録層4からみて物体光6を参照光71と対向する方向から照射することによって反射型のホログラムを記録することも可能である。
【0079】
次に、図20に基づき、ホログラム記録装置の別例を説明する。
本実施例は、参照光71の波面を集光器331によって変換する点、及び物体光6と参照光71を媒体130の所望の領域132内の所望の位置の記録層4に対して照射できるものとする点を除いて、図18と全く同様の構成となっている。集光器331は参照光71を収束光に変換する素子であり、例えば単一レンズや組合わせレンズを用いる。
【0080】
本実施例では、従来技術のシフト多重体積ホログラム方式に対応した記録再生を行うことが可能となる。従って、本実施例で用いられる媒体130内の回折格子層3としては、例えば、1つのまたは互いに異なる位置に収束する複数の収束光を発生し、かつ、各層の回折格子層3が発生する収束光の収束位置を互いに異なるように設定したものを用いる。
【0081】
次に、図21に基づき、更に別の記録装置例を説明する。本実施例は、参照光71の波面を空間光位相変調器30によって変調する点を除いて、図18と全く同様の構成となっている。空間光位相変調器30は参照光71をある位相分布の波面を有する光に変調する素子であり、例えば液晶パネルや透明誘電体による位相板を用いる。本実施例においても、記録動作の原理及び効果は、第1実施形態における説明と全く同様である。
【0082】
液晶パネルは、外部から電気信号または光信号等を印加することにより、透過光あるいは反射光の波面の位相分布を能動的に変調することができる。
位相板は、ガラス等の透明誘電体板の表面に、エッチングまたは蒸着等によって、微細な凹凸等のパターンを設けたものであり、そのパターンに応じて、透過光の波面の位相分布を変化させるものである。従って、透過光の波面の位相分布を種々変化させるためには、予め、互いに異なるパターンを有する位相板を複数枚用意しておき、これらを交換すればよい。あるいは、位置によって互いに異なる複数のパターンを有する位相板を用いれば、これを移動して、光の透過位置を変えるだけで、透過光の波面の位相分布を種々変化させることが可能となる。
【0083】
図22に位相板による空間光位相変調器の例を示す。これは1枚の円形の透明誘電体板上に互いに異なる複数のパターンを設けた位相板301の例であり、位相板301を回転することにより、透過光の波面の位相分布を種々変化させることができる。この空間光位相変調器の場合、位相板を高速回転させることにより、非常に高速な光位相変調が容易に実現できるという利点を有する。
図23に、図22で示した位相板を用いた装置の部分構成例を示す。このように位相板301を物体光6の周囲で回転させる構成とすることにより、装置の小型化が実現できる。
【0084】
本実施例では、従来技術の位相多重体積ホログラム方式に対応した記録再生を行うことが可能となる。従って、本実施の形態で用いられる媒体130内の回折格子層3としては、例えば、ある位相分布の波面を有する光を発生し、かつ、各層の回折格子層3が発生する光の波面の位相分布が互いに直交するように設定したものを用いる。
なお、図20及び図21においても、反射型ホログラムの記録に関しては、図18及び図19における説明と全く同様の方法で行えばよい。これは以下の各実施形態においても同様である。
【0085】
また、本実施形態および以下の関連各実施形態においても、第1実施形態での説明と同様、1つの記録情報を予め複数の部分に分割し、その各部分を媒体130の複数に分割された領域131のうちのそれぞれ異なる領域の記録層4にホログラムとして記録することが可能である。
また、本実施形態では特に示していないが、物体光6及び参照光71を媒体130の領域132のみの記録層4に選択的に照射するため、物体光6及び参照光71のいずれか一方あるいは両方に対して、必要な開口を設けた空間光選択器を用いてもよい。
これらのバリエーションについても、以下の各実施形態においても同様に有効である。
【0086】
<第8実施形態>
図24に、第1実施形態で説明した記録方法を実現するための記録装置の第2の実施例を示す。
本実施例は、媒体130を透過後の物体光を結像器23を用いて再生装置における光検出器すなわち図における結像面上に結像させる点を除いて、図18と全く同様の構成となっている。
結像器23としては、例えば単一レンズや組合わせレンズを用いる。結像器23は記録専用の装置では光検出器がないため不要であるが、ここでは説明のために図示してある。本実施例においても、記録動作の原理および効果は、第1実施形態における説明と同様である。
【0087】
本実施例では、物体光6を媒体130に集光あるいは絞られるように照射し、かつ媒体130を透過後の物体光を拡大して図24における結像面上に結像させるという機能を2つの結像器22及び23を用いて実現すればよいため、1つの結像器22のみで同様の機能を実現する場合に比べ、光学系の設計が容易になるという利点がある。
【0088】
また、本実施形態では、図18と同様、角度多重体積ホログラム方式に対応した記録再生を行う構成を示しているが、第7実施形態で説明したように、空間光位相変調器30または集光器331を付加し、さらに、物体光6及び参照光71を媒体130の所望の領域内の所望の位置に対して照射できるようにすることによって、位相多重体積ホログラム方式またはシフト多重体積ホログラム方式に対応した記録再生を行うことができる。これは、以下の第9実施形態においても同様である。
【0089】
<第9実施形態>
図25及び図26に、第1実施形態で説明した記録方法を実現するためのホログラム記録装置の第3実施例を示す。
本実施例は、結像器22として、空間光位相変調器221を用いる点を除いて、図18と全く同様の構成となっている。空間光位相変調器221は物体光6をある位相分布の波面を有する光に変調する素子であり、例えば液晶パネルや透明誘電体板を用いる。
【0090】
図25において、空間光強度変調器21と空間光位相変調器221は密着して配置されているため、物体光6の波面において任意の強度及び位相分布を実現することができる。従って、本実施例は、結像器22として通常の単一レンズあるいは組合わせレンズを用いた場合に比べ、より大きな自由度で、物体光6を媒体130に集光あるいは絞られるように照射するよう設定できるという利点がある。
【0091】
また、空間光強度変調器21及び空間光位相変調器221が、素子寸法等の制約により、密着して配置できない場合には、図27のように、いわゆる4f系レンズ222を介して配置し、これらを光結合する構成としてもよい。4f系レンズ222は等しい焦点距離fを有する2つのレンズをd=2fの間隔をおいて組合わせたものであり、各々のレンズには例えば単一レンズや組合わせレンズを用いる。こうすることにより、空間光強度変調器21と空間光位相変調器221を密着して配置した場合と全く同様の効果が得られる。
【0092】
次に、図26に基づき、本発明に係るホログラム記録装置を説明する。本実施例は、結像器22として、空間光位相変調器221と結像レンズ223を組合わせて用いる点を除いて、図18と全く同様の構成となっている。結像レンズ223は空間光位相変調器221の結像機能を補助するための光学系であり、例えば単一レンズや組合わせレンズを用いる。
【0093】
図26において、空間光強度変調器21と空間光位相変調器221は、図25のように密着して、あるいは、図27のようにいわゆる4f系レンズ222を介して配置する。従って、本実施例は、結像器22として通常の単一レンズあるいは組合わせレンズを用いた場合に比べ、より大きな自由度で、物体光6を媒体130に集光あるいは絞られるように照射するよう設定できる上に、結像レンズ223によって空間光位相変調器221の結像機能を補助することができるため、光学系の設計が容易になるという利点がある。
【0094】
その場合、本実施形態においては、物体光6の媒体130に対する照射状態をより大きな自由度で設定できるため、媒体130の記録すべき領域の組133のうち複数の領域132に対して、物体光6を同時に照射することも可能となる。これにより、1つの記録情報に対して行う記録動作の繰り返し回数を減らすことができ、その結果、記録速度を向上することができる。
【0095】
また、本実施形態では、1つの結像器22のみを用いて、物体光6を媒体130に集光あるいは絞られるように照射し、かつ媒体130を透過後の物体光を拡大して図における結像面上に結像させる構成を示しているが、光学系の設計を容易にするため、第8実施形態で説明したように、結像器23を付加した構成としてもよい。これは、後述する実施形態などでも同様である。
【0096】
<第10実施形態>
図28及び図29に、第2実施形態で説明したホログラム記録方法を実現するためのホログラム記録装置の第4実施例を示す。即ち、本実施形態は、記録層4を形成する光学的記録材料の記録時に励起光80による励起を必要とする場合である。
まず、図28に基づき、本実施例の記録装置を説明する。本実施例は、光源142から出射した光ビームが遮光器174を介した後、反射器184で反射されて励起光80となる点、及び、励起光80は、反射器184の角度及び位置、ならびに媒体130の相対的な位置を制御することにより、媒体130の所望の領域132のみの記録層4に対して、媒体の上方あるいは下方から照射できるものとする点を除いて、図18と全く同様の構成となっている。以下、記録動作の原理及び効果は、第2実施形態における説明と全く同様である。
【0097】
また、図29に示す構成例では、光源142から出射した光ビームが遮光器174及び偏光制御器154を介した後、光分岐器161に入射されている点を除いて、図18と全く同様の構成となっている。
偏光制御器154は光の偏光面を回転させる素子であり、例えば1/2波長板を用いる。本実施例においても、記録動作の原理及び効果は、第2実施形態における説明と全く同様である。
光分岐器161として例えは偏光ビームスプリッタを用いれば、光源142からの出射光の偏光面を偏光制御器154で制御することによって、励起光80を物体光6及び参照光71のいずれか一方あるいは両方に重ね合せることが可能である。
【0098】
また、本実施形態では、図18と同様、角度多重体積ホログラム方式に対応した記録再生を行う構成を示しているが、第7実施形態で説明したように、空間光位相変調器30または集光器331を付加し、さらに、物体光6、参照光71、及び励起光80を媒体130の所望の領域内の所望の位置に対して照射できるようにすることによって、位相多重体積ホログラム方式またはシフト多重体積ホログラム方式に対応した記録再生を行うことができる。
【0099】
また、本実施形態では、結像器22として、例えば単一レンズや組合わせレンズを用いるとしているが、第9実施形態で説明したように、空間光位相変調器221を用いてもよいし、空間光位相変調器221と4f系レンズ222や結像レンズ223を組合わせて用いてもよい。
また、本実施形態では特に示していないが、物体光6、参照光71、及び励起光80を媒体130の領域132のみの記録層4に選択的に照射するため、物体光6、参照光71、及び励起光80のいずれかあるいは全てに対して、必要な開口を設けた空間光選択器を用いてもよい。
【0100】
<第11実施形態>
図30に、第3実施形態で説明した記録方法を実現するための、ホログラム記録装置の第5実施例を示す。図30の構成は、第10実施形態の図28の構成の反射鏡182に代えて、反射鏡183および集光器332を設けた構成となっている。
集光器332は参照光72を媒体130の特定のコア層に入射するために集光する素子であり、例えば、シリンドリカルレンズを用いる。
光分岐器161で分岐されたビームのうちの他の1つは反射器183で反射された後、集光器332で集光されて参照光72となる。
また、参照光72は、反射器183及び集光器332のいずれか一方あるいは両方の位置を制御することにより、媒体130の所望のコア層1の端面に入射できるものとする。
【0101】
以下、本実施例における記録動作の原理及び効果は、第3実施形態における説明と全く同様である。
なお、図30では、励起光80を物体光6及び参照光72とは独立に媒体130の上方あるいは下方から照射する例を示しているが、励起光80は、図29と同様に、物体光6と重ね合わせて照射しても、全く同様の効果が得られる。
また、本実施の形態においても、反射型ホログラムの記録に関しては、図18及び図19における説明と全く同様の方法で行えばよい。
また、本実施形態では、結像器22として、例えは単一レンズや組合わせレンズを用いるとしているが、第9実施形態で説明したように、空間光位相変調器221を用いてもよいし、空間光位相変調器221と4f系レンズ222や結像レンズ223を組合わせて用いてもよい。
また、本実施形態では特に示していないが、物体光6及び励起光80を媒体130の領域132のみの記録層4に選択的に照射するため、物体光6及び励起光80のいずれか一方あるいは両方に対して、必要な開口を設けた空間光選択器を用いてもよい。
【0102】
<第12実施形態>
図31及び図32に、第4実施形態で説明した再生方法を実現するための再生装置の第1の実施例を示す。
図において、141は参照光用の光源、173はシャッター、24は光検出器である。光検出器24は再生光7を検出する素子であり、1つもしくは複数のフォトダイオード、CCD、CMOS等から成るドットセンサ、ラインセンサ、あるいはエリアセンサを、一次元、二次元、あるいは三次元駆動して再生像(再生光)を検出するものが挙げられる。
【0103】
また、上記のようなドットセンサ、ラインセンサ、あるいはエリアセンサを複数個敷き並べて光検出器としても良い。あるいは、これらの方法を組み合わせた方式の検出器でも良い。なお、複数のドットセンサ、ラインセンサ、あるいはエリアセンサを複数用いた場合、各センサを順次電気的にスイッチングして切り替えることにより、省電力化をはかることができる。
【0104】
まず、図31に基づき、本発明の再生装置を説明する。光源141から出射した光ビームは反射器183で反射された後、集光器332で集光されて参照光72となる。
ここで、参照光72は、反射器183及び集光器332のいずれか一方あるいは両方の位置を制御することにより、媒体130の所望のコア層1の端面に入射できるものとする。
【0105】
以下、本実施例における再生動作の原理及び効果は、第4実施形態における説明と全く同様である。
なお、図3(A)のように1つの記録情報が複数の部分に分割されて記録された媒体を再生するには、図32のように、再生したい領域の組133の部分のみに開口部101を有する空間光選択器14を媒体130に近接して配置すればよい。これは、以下の関連各実施形態についても同様である。
【0106】
<第13実施形態>
図33に、第4実施形態で説明した再生方法を実現するためのホログラム再生装置の第2実施例を示す。
本実施例は、第8実施形態で説明したホログラム記録装置によって記録された媒体を再生するため、再生光7を結像器23を用いて光検出器24上に結像させる点を除いて、図31と全く同様の構成となっている。結像器23は再生光7を光検出器24上に結像させるための光学系であり、例えば単一レンズや組合わせレンズを用いる。本実施例においても、再生動作の原理及び効果は、第4実施形態における説明と全く同様である。
【0107】
<第14実施形態>
図34に、第5実施形態で説明したホログラム再生方法を実現するためのホログラム再生装置の第3実施例を示す。本構成は、図31の構成における遮光器173、反射器183、集光器332に代えて、遮光器172及び反射器182が設けられたものである。
光源141から出射した光ビームは反射器182で反射されて参照光71となる。ここで、参照光71は、反射器182の角度及び位置、ならびに媒体130の相対的な位置を制御することにより、媒体130の所望の領域132を含む1つ以上の領域の記録層4に対して、所望の入射角度で、媒体の上方あるいは下方から照射できるものとする。
【0108】
以下、本実施例における再生動作の原理及び効果は、第5実施形態における説明と全く同様である。
また、本実施形態では、媒体130から出射した再生光7が特にレンズ等の光学系を介さずに直接、光検出器24上に結像する構成を示しているが、第13実施形態で説明したように、結像器23を付加した構成としてもよい。
また、本実施形態では、図18と同様、角度多重体積ホログラム方式に対応した再生を行う構成を示しているが、第7実施形態で説明したように、空間光位相変調器30または集光器331を付加し、さらに、参照光71を媒体130の所望の領域内の所望の位置に対して照射できるようにすることによって、位相多重体積ホログラム方式またはシフト多重体積ホログラム方式に対応した記録再生を行うことができる。これは、以下の第15実施形態においても同様である。
【0109】
<第15実施形態>
図35に、第6実施形態で説明した再生方法を実現するためのホログラム再生装置の第4実施例を示す。
本実施例は、空間光選択器14を省いている点、及び参照光71を媒体130の所望の領域132のみの記録層4に対して照射できるものとする点を除いて、図34と全く同様の構成となっている。以下、本実施例における再生動作の原理及び効果は、第18実施形態における説明と全く同様である。
なお、本実施形態では、媒体130の再生光7の出射側に空間光選択器を設ける必要は特にないが、第12実施形態及び第14実施形態と同様の空間光選択器14を設けてもよい。
【0110】
また、本実施の形態では特に示していないが、参照光71を媒体130の領域132のみの記録層4に選択的に照射するため、参照光71に対して、必要な開口を設けた空間光選択器を用いてもよい。
また、図13(B)及び図14(B)は、媒体130の記録層4からみて参照光71を光検出器24の反対側から照射することによって透過型のホログラムを再生する例を示しているが、図41と同様に、媒体130の記録層4からみて参照光71を光検出器24の側から照射することによって反射型のホログラムを再生することも可能である。
また、本実施形態では、媒体130から出射した再生光7が特にレンズ等の光学系を介さずに直接、光検出器24上に結像する構成を示しているが、第8実施形態で説明した記録装置によって記録された媒体を再生するため、第13実施形態で説明したように、結像器23を付加した構成としてもよい。
【0111】
<第16実施形態>
図36に、第1実施形態で説明したホログラム記録方法、ならびに第4〜6実施形態で説明したホログラム再生方法を実現するための、ホログラム記録再生兼用装置の実施例を示す。
本実施例は、図18のホログラム記録装置と図31のホログラム再生装置とを、偏光制御器153、光分岐器162、及び遮光器171を付加しつつ、組合わせた構成となっている。
偏光制御器153は光の偏光面を回転させる素子であり、例えば1/2波長板を用いる。光分岐器162は光ビームを2方向に分岐する素子であり、例えばハーフミラーあるいは各種ビームスプリッタを用いる。
【0112】
光源141から出射した光ビームは光分岐器161及び162により3つに分岐されるとともに、分岐された各ビームは3枚の偏光制御器151、152、及び153により記録に必要な偏光に制御される。分岐されたビームのうちの1つは反射器181で反射された後、光束拡大器20で所望のビーム幅まで拡大され、さらに空間光強度変調器21で媒体130に記録すべき情報を付与されて、結像器22により物体光6となる。
【0113】
また、分岐されたビームのうちの他の1つは反射器182で反射されて参照光71となる。さらに、分岐されたビームのうちの残りの1つは反射器183で反射された後、集光器32で集光されて参照光72となる。
ここで、物体光6は、媒体130の相対的な位置を制御することにより、媒体130の所望の領域132のみの記録層4に対して、媒体の上方あるいは下方から照射できるものとする。また、参照光71は、反射器182の角度及び位置、ならびに媒体130の相対的な位置を制御することにより、媒体130の所望の領域132の記録層4に対して、所望の入射角度で、媒体の上方あるいは下方から照射できるものとする。
【0114】
さらに、参照光72は、反射器183及び集光器332のいずれか一方あるいは両方の位置を制御することにより、媒体130の所望のコア層1の端面に入射できるものとする。
本実施例において、まず、遮光器170及び171を開、173を閉とすることにより、記録動作を行うことができる。この場合、本実施例における記録動作の原理及び効果は、第1実施形態における説明と全く同様である。
また、遮光器170及び171を閉、173を開とすることにより、参照光72を用いた再生動作を行うことができる。この場合、本実施例における再生動作の原理及び効果は、第4実施形態における説明と全く同様である。
【0115】
さらに、遮光器170を開、171及び173を閉とすることにより、参照光71を用いた再生動作を行うことができる。この場合、本実施例における再生動作の原理及び効果は、第5及び6実施形態における説明と全く同様である。
ここで、第15実施形態と同様に、参照光71を媒体130に対して選択的に照射するようにしてもよい。
図18のホログラム記録装置と図31のホログラム再生装置にそれぞれ対応する部分では、各装置により実現される機能が同様に実現され、同様の効果が得られる。
さらに、図28〜30で示したように、励起光80用の光源142、偏光制御器154、遮光器174、及び反射器184等を付加することにより、第2、3実施形態で説明した記録方法を実現することも可能である。
【0116】
上記各実施形態において、記録層と光導波路とは、接していても、空間的に離れて配置されていても同様の効果を奏する。例えば、ホログラム記録/再生の動作例として、
(1)記録層と光導波路とが一体構成されており、これを記録/再生装置に装荷する。
(2)記録層と光導波路とが離れて構成されており、これらを重ねた後に記録/再生装置に装荷する。
(3)記録層と光導波路とが離れて構成されており、光導波路は記録/再生装置に前もって装備し、動作時に記録層部分を装荷することにより、両者が重なる。
のいずれの形態も可能である。なお、記録/再生の動作時に、両者の間が空間的に離れていても良い。
【0117】
<第17実施形態>
記録密度を高める実施形態例として、第1実施形態と同様に集光もしくは絞るように照射する物体光を複数用い、これらをシフトさせることにより、ホログラムを多重記録する方法を示す。
図37(A)に、3つの物体光6〜6を用いた例を示す。参照光71に対し、物体光6〜6の順に、少しずつシフトさせて重畳させながら照射し、ホログラムを記録する。
【0118】
ここで、記録層4のみが記載されているが、このように従来型のホログラムに対し、参照光として平面波を用い、物体光をシフトさせることで、新規なホログラム多重記録を実現している。
本方式は、今まで説明してきた記録層4と光導波路とを組み合わせた形態にも適用でき、その場合、コア層の端面から参照光を入射して得られる回折光を記録層に入射しても良い。
【0119】
このように1つの領域に記録された多重ホログラムを再生するには、図37(B)に示すように、記録時と同じ参照光71を照射すると、物体光6〜6に対応する再生光7〜7が同時に発生する。
このうちの特定の再生光のみを発生させるには、再生光が出射する側に空間光選択器14(例えば、メタルもしくは液晶マスク)を設け、開口部から上方に通過させ、それ以外の再生光を遮断すれば良い。開口は必要に応じて複数設けて良い。
【0120】
本方法によれば、記録層の1つの箇所に複数の情報を多重記録できるため、記録密度を高めることができる。また、参照光が平行(平面波)で角度一定で済むため、角度多重方法の場合のように角度の制御が不要である。更に、シフト多重方法のように参照光を集光させる(球面波とする)必要がない、位相多重方法のように、参照光の位相を変える必要がない、という利点がある。
【0121】
なお、この方法を上述した角度多重、シフト多重、位相多重方法と適宜組み合わせ、参照光の角度、波面、位相を変えるようにしても良い。即ち、参照光は必ずしも平行かつ角度一定である必要はなく、角度多重(参照光の角度を変える)、シフト多重(参照光は球面波)、位相多重(参照光の位相を変える)と組み合わせ、記録密度を一層高めることも可能である。
本方法において、励起光を使用しても良く、参照光、物体光、励起光の具体的な入射方法については、上述したホログラム記録再生方法に関する各実施形態の方法を適宜使用できる。
【0122】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のホログラム記録/再生方法及び記録/再生装置においては、ホログラム媒体を複数の領域に分割し、それぞれの領域に対して、参照光の入射角度等を高精度に制御する必要がない状態で、選択的、集中的に、物体光および、参照光、励起光を照射することができるので、高密度な多重記録を容易かつ効率的に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態によるホログラム記録方法を示し、透過型ホログラムを記録する例を示す説明図である。
【図2】 同実施形態において、反射型ホログラムを記録する例を示す説明図である。
【図3】 同実施形態において、情報を分割して記録する例を示す説明図である。
【図4】 本発明の第2実施形態によるホログラム記録方法を示し、励起光を独立に照射する例を示す説明図である。
【図5】 同実施形態において、励起光を物体光または参照光に重ね合わせて照射する例を示す説明図である。
【図6】 本発明の第3実施形態によるホログラム記録方法を示す説明図である。
【図7】 本発明の第4実施形態としてのホログラム再生方法を示す説明図である。
【図8】 同実施形態において、透過型ホログラムを再生する例を示す説明図である。
【図9】 同実施形態において、反射型ホログラムを再生する例を示す説明図である。
【図10】 同実施形態において、分割された情報を一括再生する例を示す説明図である。
【図11】 本発明の第5実施形態としてのホログラム再生方法を示し、分割されていない情報を再生する例を示す説明図である。
【図12】 同実施形態において、分割された情報を一括再生する例を示す説明図である。
【図13】 本発明の第6実施形態としてのホログラム再生方法を示し、分割されていない情報を再生する例を示す説明図である。
【図14】 同実施形態において、分割された情報を一括再生する例を示す説明図である。
【図15】 回折格子層の構成例を示す模式図である。
【図16】 回折格子層部分の一構造例を示す断面図である。
【図17】 積層された回折格子層部分の構造例を示す断面図である。
【図18】 本発明の第7実施形態としてのホログラム記録装置を示し、透過型ホログラムを記録する例を示す構成図である。
【図19】 同実施形態において、反射型ホログラムを記録する例を示す構成図である。
【図20】 同実施形態において、シフト多重記録を行う例を示す構成図である。
【図21】 同実施形態において、位相多重記録を行う例を示す構成図である。
【図22】 位相板による空間光位相変調器の例を示す説明図である。
【図23】 位相板による空間光位相変調器を用いた装置の構成例を示す説明図である。
【図24】 本発明の第8実施形態としてのホログラム記録装置を示す。
【図25】 本発明の第9実施形態としてのホログラム記録装置を示し、結像光学系として空間光位相変調器を用いた例を示す構成図である。
【図26】 同実施形態において、結像光学系に空間光位相変調器とレンズを用いた例を示す構成図である。
【図27】 同実施形態において、結像光学系に空間光位相変調器と4f系レンズを組合わせた例を示す構成図である。
【図28】 本発明の第10実施形態としてのホログラム記録装置を示し、励起光を独立に照射する例を示す構成図である。
【図29】 同実施形態において、励起光を物体光または参照光に重ね合わせて照射する例を示す構成図である。
【図30】 本発明の第11実施形態としてのホログラム記録装置を示す構成図である。
【図31】 本発明の第12実施形態としてのホログラム再生装置を示し、分割されていない情報を再生する例を示す構成図である。
【図32】 同実施形態において、分割された情報を一括再生する例を示す構成図である。
【図33】 本発明の第13実施形態としてのホログラム再生装置を示す構成図である。
【図34】 本発明の第14実施形態としてのホログラム再生装置を示す構成図である。
【図35】 本発明の第15実施形態としてのホログラム再生装置を示す構成図である。
【図36】 本発明の第16実施形態としての記録再生兼用装置の実施例を示す構成図である。
【図37】 本発明の第17実施形態としてのホログラム記録再生方法を示す説明図である。
【図38】 従来のホログラム記録再生方法の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
1…コア層
2…クラッド層
3、31〜35…回折格子層
4…記録層
6…物体光
71、72…参照光
73…伝搬光
74…回折光
7…再生光
80…励起光
14…空間光選択器
141、142…光源
151〜154…偏光制御器
161、162…光分岐器
170〜174…遮光器
181〜184…反射器
20…光束拡大器
21…空間光強度変調器
22、23…結像器
221、30…空間光位相変調器
222…4f系レンズ
223…結像レンズ
24…光検出器
301…位相板
331、332…集光光学系
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hologram recording / reproducing method and apparatus suitable for high-density recording.
[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. 38 shows an example of a conventional volume hologram recording / reproducing method. In the figure, 400 is a hologram medium made of an optical recording material, 6 is object light, 71 is reference light, and 7 is reproduction light. The 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. 38, 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 characteristic 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. 38, 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 it is an object of the present invention to provide a hologram recording / reproducing method and apparatus suitable for high-density recording that do not require high-precision control of the incident angle of reference light and the like. It is said.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  Therefore, in 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 provided in the core layer is provided. 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 method of recording,
  As each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, object light is incident from either above or below the hologram medium,
The reference light is incident from either above or below the hologram medium,
A method for holographically recording information on the recording layer with the object beam and the reference beam,
  The object light is collected and incident on at least one small area in the recording layer,
  Provided is a hologram recording method in which the reference light is incident so that the small region is irradiated.
[0009]
  When excitation light is required for recording the hologram medium, the hologram mediumthe body'sExcitation light can be incident on the recording layer so that the small area is irradiated from either the upper side or the lower side..
  Alternatively, excitation light is incident on the core layer from the end face of any of the core layers, and the excitation light is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the incident core layer, and the small region of the recording layer is irradiated. The excitation light may be incident on the recording layer by the diffracted light irradiated as described above.
  Moreover, you may irradiate the other object light which shifted the irradiation position so that the irradiation area and irradiation area of the said object light may overlap partially.
[0010]
  The present invention is also a method for reproducing a hologram recorded on a recording layer of a similar hologram medium,
  Information is recorded in at least one small area in the recording layer,
  Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, the hologram is reproduced by entering reference light from either above or below the hologram medium,
  Provided is a hologram reproducing method for partially shielding the reproducing light so that the reproducing light emitted from the recording layer is concentratedly emitted from the small area.
[0011]
  The present invention is also a method for reproducing a hologram recorded on a recording layer of a similar hologram medium,
  Information is recorded in at least one small area in the recording layer,
  Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, reference light is incident from either above or below the hologram medium to reproduce the hologram, and the reference light is recorded on the recording medium. Provided is a hologram reproduction method for selectively irradiating reproduction light emitted from a layer so as to be intensively emitted from the small region.
[0012]
  The present invention is also a method for reproducing a hologram recorded on a recording layer of a similar hologram medium,
  A plurality of information is recorded in a multiplexed manner in at least one small region in the recording layer of the hologram medium,
  Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, the hologram is reproduced by entering reference light from either above or below the hologram medium,
  A hologram reproduction method is provided that blocks reproduction light corresponding to other information so that any one of the plurality of information is selectively reproduced.
[0013]
  The present invention is also an apparatus for recording a hologram on a similar hologram medium,
  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;
  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 reference light incident part that enters the second light as reference light from either above or below the hologram medium,
  Information is recorded on the recording layer by the object beam and the reference beam,
  The object light incident part has a condensing incident part that condenses and enters the object light into at least one small region in the recording layer of the hologram medium,
  The reference light incident section provides a hologram recording apparatus that makes the reference light incident so that the small area is irradiated.
[0014]
  When excitation light is required for recording on the hologram medium, an excitation light incident portion that makes the excitation light incident on the recording layer so as to irradiate the small area from either above or below the hologram medium is provided. You may make it have further.
  Alternatively, excitation light is incident on the core layer from the end face of any of the core layers, and the excitation light is diffracted by the diffraction grating layer corresponding to the incident core layer, and the small region of the recording layer is irradiated. An excitation light incident portion that makes excitation light incident on the recording layer by the diffracted light irradiated as described above may be further included.
  As a typical example, the condensing incident part includes an imaging optical system using a lens.
  The condensing incident part may include a spatial light phase modulator, and the spatial light phase modulator may include a transparent dielectric plate or a liquid crystal panel.
[0015]
  The present invention is also an apparatus for reproducing a hologram recorded on a recording layer of a similar hologram medium,
  A light source that emits light;
  Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, at least part of the light emitted from the light source is incident as reference light from either above or below the hologram medium A light incident part,
  The hologram-recorded information is detected as reproduction light by the reference light,
  Information is recorded in at least one small area in the recording layer of the hologram medium,
  Provided is a hologram reproducing apparatus having a spatial light selector that partially shields the reproducing light emitted from the recording layer so as to be emitted intensively from the small area.
[0016]
  The present invention is also an apparatus for reproducing a hologram recorded on a recording layer of a similar hologram medium,
  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 detected as reproduction light,
  Information is recorded in at least one small area in the recording layer of the hologram medium,
  Provided is a hologram reproducing apparatus having a spatial light selector that partially shields the reproducing light emitted from the recording layer so as to be emitted intensively from the small area.
[0017]
  The present invention is also an apparatus for reproducing a hologram recorded on a recording layer of a similar hologram medium,
  A light source that emits light;
  Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, at least part of the light emitted from the light source is incident as reference light from either above or below the hologram medium A light incident part,
  The hologram-recorded information is detected as reproduction light by the reference light,
  Information is recorded in at least one small area in the recording layer of the hologram medium,
  The reference light incident section provides a hologram reproducing apparatus that selectively irradiates the reference light so that the reproduced light emitted from the recording layer is emitted from the small area in a concentrated manner.
[0018]
  The present invention is also an apparatus for reproducing a hologram recorded on a recording layer of a similar hologram medium,
  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 detected as reproduction light,
  Information is recorded in at least one small area in the recording layer of the hologram medium,
  The second reference light incident section provides a hologram reproducing apparatus that selectively irradiates the reference light so that the reproduction light emitted from the recording layer is emitted intensively from the small area.
[0025]
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.
[0026]
<First Embodiment>
1 to 3 show a hologram recording method as a first embodiment of the present invention.
In these figures, 130 is a hologram medium, 131 is an area divided into a plurality of mediums 130, 132 is an area for recording and reproducing, 133 is a set of areas for recording and reproducing information of one of the areas 131, Reference numerals 1 and 2 denote a core layer and a clad layer for forming an optical waveguide (or a planar waveguide), respectively, 3 denotes a diffraction grating layer formed at the interface between the core layer 1 and the clad layer 2, and 4 denotes the optical waveguide. A recording layer made of an optical recording material disposed on the upper surface, 6 is object light to which information to be recorded, which is first light, is applied, and 71 is reference light, which is second light.
[0027]
First, the hologram recording method of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1A (top view) and B (cross-sectional view taken along the line “a-b” in FIG. 1A).
In this embodiment, both the object beam 6 and the reference beam 71 are selectively applied to the recording layer 4 of only one area 132 out of the plurality of areas 131 of the medium 130 from above or below the medium. Information is recorded as a hologram by irradiation. This makes it possible to record a plurality of different information on the recording layer 4 in the plurality of areas 131 of the medium 130 and increase the recording capacity per medium 130.
[0028]
At this time, the object light 6 is once condensed or narrowed in the vicinity of or inside the medium 130 and then enlarged outside the medium 130 so as to be imaged on a photodetector for detecting reproduction information. Keep it. As a result, the recording density per region 131 can be increased without depending on the pixel size of either the spatial light intensity modulator or the photodetector that displays the recording information.
FIG. 1B shows an example in which the object light 6 is most condensed or reduced in the vicinity of the medium after passing through the medium 130. This is because the position where the object light 6 is most condensed or narrowed is made to coincide with the position of the opening 101 of the spatial light selector 14 to be described later, thereby improving the selectivity of the reproduction light during the reproduction operation. It is possible to reduce the reproduction signal crosstalk.
[0029]
The wavefront of the reference light 71 in the recording layer 4 is incident on the reference light 72 from one end face of the core layer 1 and propagates in the core layer 73 as shown in FIG. And the recording layer 4 is set to be equal to the wavefront in the recording layer 4 when the propagating light 73 is irradiated with the specific diffracted light 74 of the diffraction grating layer 3.
Further, as shown in FIG. 8, the wavefront of another reference beam 71 in the recording layer 4 is incident on the reference layer 72 from another end face of the core layer 1, and another diffraction grating is applied to the recording layer 4. It is set so as to be equal to the wavefront in the recording layer 4 when the diffracted light 74 different from the unique tip of the layer 3 is irradiated.
Thereby, the hologram reproducing method described in the fourth embodiment to be described later becomes possible.
[0030]
FIG. 1B shows an example in which a transmission hologram is recorded by irradiating the object beam 6 from the same direction as the reference beam 71 when viewed from the recording layer 4 of the medium 130, but FIG. As shown in FIG. 1B, a reflection type hologram can be recorded by irradiating the object beam 6 from the direction facing the reference beam 71 when viewed from the recording layer 4 of the medium 130. .
[0031]
Next, a recording method according to another embodiment will be described with reference to FIGS. 3A (top view) and B (cross-sectional view taken along the line “a-b” in FIG. 3A).
In the present embodiment, one piece of recording information is divided into a plurality of parts in advance, and each part is recorded as a hologram on the recording layer 4 in a different area among the divided areas 131 of the medium 130. For each of the divided portions of the recording information, the object light 6 and the reference light 71 corresponding to each of the divided portions are recorded on the recording layer 4 of only one or more regions 132 of the regions 131 divided into a plurality of portions of the medium 130. On the other hand, partial information divided by irradiation from above or below the medium is selectively recorded as a hologram.
[0032]
As a result, similarly to the case of FIG. 1, a plurality of different information can be recorded on the recording layers 4 of the plurality of regions 131 of the medium 130, and the recording capacity per medium 130 can be increased.
At this time, the setting of the object beam 6 and the reference beam 71 is performed in the same manner as described in FIG. As a result, the same effect as the recording method described above can be obtained.
[0033]
However, in the present embodiment, in order to record the entire recording information, the recording operation is repeated at least once for a piece of recording information, and at most the same number of times as the number of divisions of the recording information. As a result, in the medium 130, as a recording area corresponding to a certain piece of recording information, a set 133 of areas having a number equal to the number of divisions of the recording information in the divided areas 131 is configured. Become.
[0034]
As described above, in this embodiment, one piece of recording information is divided into a plurality of parts, and each part is recorded as a hologram in a different area among the plurality of divided areas 131 in the recording layer 4. Therefore, if the size of the photodetector for detecting the reproduction information and the distance between the medium 130 and the photodetector are constant, the magnification of the object light 6 from the medium position to the photodetector position, that is, the imaging plane Can be reduced, and the optical system of the object light 6 can be easily realized.
[0035]
Also in the present embodiment, the recording of the reflection hologram can be performed by the same method as described with reference to FIG.
Although not particularly shown in the present embodiment, either the object light 6 or the reference light 71 or the object light 6 or the reference light 71 is selectively irradiated to the recording layer 4 only in the region 132 of the medium 130. For both, a spatial light selector provided with a necessary aperture may be used.
[0036]
In the present embodiment, a plurality of sets of the core layer 1 and the diffraction grating layer 3 in the optical waveguide are laminated, the diffraction grating layer 3 is formed on the upper boundary surface between the core layer 1 and the cladding layer 2, and the recording layer 4 is formed. Although an example of a medium configuration arranged on the upper surface of the optical waveguide is shown, even if the core layer 1 and the diffraction grating layer 3 in the optical waveguide are only one layer each, the diffraction grating layer 3 is formed of the core layer 1 and the cladding. Whether the recording layer 4 is formed on either the lower boundary surface of the layer 2 or the inside of the core layer 1, the recording layer 4 is disposed on either the lower surface or both upper and lower surfaces of the optical waveguide, or two optical waveguides Even if the optical waveguide and the recording layer are alternately stacked, the same effect as in the present embodiment can be obtained. That is, it is sufficient that at least one recording layer and at least one optical waveguide are adjacently disposed.
This point is the same in each embodiment (including the reproduction method) having the same configuration as described below.
[0037]
Further, the recording layer 4 has the same effect whether it is disposed on either one of the upper and lower surfaces of the optical waveguide or on both surfaces, and the same effect is obtained even if it is disposed spatially away from the optical waveguide. There is an effect.
The recording layer 4 has the same effect whether it is bonded to the optical waveguide with an adhesive or is fixed without an adhesive, and the recording layer 4 is sandwiched by a protective film on either the upper or lower side. Even if the periphery is covered with a protective film, the same effect is obtained.
These points are also the same in each embodiment (including the reproduction method) having the same configuration as described below.
[0038]
Second Embodiment
4 to 5 show a hologram recording method as a second embodiment of the present invention. In the figure, the difference from the first embodiment is that the excitation light 80 which is the third light is used. In the present embodiment, when the optical recording material forming the recording layer 4 of the medium 130 is recorded by the object light 6 and the reference light 71, excitation by the excitation light 80 having a wavelength different from these two lights is necessary. Is assumed.
[0039]
First, the hologram recording method of this embodiment will be described based on FIGS. 4A (top view) and B (cross-sectional view taken along the line “a-b” in FIG. 4A).
In this embodiment, the object beam 6, the reference beam 71, and the excitation beam 80 are selectively applied to the recording layer 4 of only one region 132 out of the plurality of regions 131 of the medium 130. Information is recorded as a hologram by irradiating from above or below. This makes it possible to record a plurality of different information on the recording layer 4 of the plurality of areas 131 of the medium 130 and increase the recording capacity per medium 130. At this time, the setting of the object light 6 and the reference light 71 is set. Is performed in the same manner as described in the first embodiment. Thereby, also in this embodiment, the same effect as the recording method described in FIG. 1 can be obtained.
[0040]
4B shows an example in which the excitation light 80 is irradiated from above or below the medium 130 independently of the object light 6 and the reference light 71, the excitation light 80 is shown in FIG. As shown in (B), the same effect can be obtained by irradiating the object beam 6 and the reference beam 71 with one or both of them. In addition, excitation light may be incident from the end face of any core layer, and excitation light may be incident on the recording layer using diffracted light from the diffraction grating layer. This is also possible in the following related embodiments. It is.
[0041]
Also in the present embodiment, the recording of the reflection hologram can be performed by the same method as described in the first embodiment.
Also in the present embodiment, similarly to the description in the first embodiment, one piece of recording information is divided into a plurality of parts in advance, and each part is different in each of the divided areas 131 of the medium 130. It is possible to record as a hologram on the recording layer 4 in the region. This also applies to the following related embodiments.
Although not specifically shown in the present embodiment, the object light 6, the reference light 71, and the excitation light 80 are selectively irradiated on the recording layer 4 only in the region 132 of the medium 130, and therefore the object light 6 and the reference light 71. A spatial light selector provided with necessary openings may be used for any or all of the excitation light 80.
[0042]
<Third Embodiment>
6A (top view) and FIG. 6B (a cross-sectional view taken along the line “a-b” in FIG. 6A) show a hologram recording method as a third embodiment of the present invention. The difference from the second embodiment is that a reference beam 72 is used instead of the reference beam 71 in the figure. Reference numerals 73 and 74 denote propagation light in the core layer 1 and its diffraction light by the diffraction grating layer 3.
In the present embodiment, similarly to the second embodiment, since the optical recording material forming the recording layer 4 is recorded by the object beam 6 and the reference beam 72, excitation light having a wavelength different from these two beams is used. The case where the excitation by 80 is required is assumed.
[0043]
In this embodiment, both the object light 6 and the excitation light 80 are selectively applied to the recording layer 4 of only one area 132 out of the plurality of areas 131 of the medium 130 from above or below the medium. At the same time, the reference light 72 is incident from one end face of the core layer 1 to propagate the propagation light 73 in the core layer, and to the recording layer 4 in one or more areas including the area 132 Information is recorded as a hologram by irradiating the propagating light 73 with the specific diffracted light 74 by the diffraction grating layer 3.
This makes it possible to record a plurality of different information on the recording layer 4 in the plurality of areas 131 of the medium 130 and increase the recording capacity per medium 130.
[0044]
At this time, the setting of the object beam 6 is performed by the same method as that described in the first embodiment. As a result, the same effect as the recording method described in the first embodiment can be obtained in this embodiment. It is done.
The wavefront of the diffracted light 74 in the recording layer 4 can be arbitrarily formed by appropriately designing the diffraction grating layer 3. For example, a single diffraction grating layer 3 can generate diffracted light with a uniform wavefront (parallel light, convergent light, or divergent light) over the entire surface, or diffracted light with different wavefronts depending on the position. It is possible to generate the diffracted light or not depending on the position.
[0045]
That is, when a certain diffraction grating layer 3 generates uniform parallel light over the entire surface and the radiation angles of the parallel light generated by the diffraction grating layers 3 of the respective layers are set to be different from each other, Recording / reproduction corresponding to the angular multiple volume hologram method is performed.
In addition, a single diffraction grating layer 3 generates a plurality of convergent lights that converge at one or different positions, and the convergence positions of the convergent lights generated by the diffraction grating layers 3 of the layers are set to be different from each other. In this case, recording and reproduction corresponding to a so-called shift multiple volume hologram in the prior art is performed.
[0046]
Furthermore, when one diffraction grating layer 3 generates light having a wavefront with a certain phase distribution, and the phase distribution of the wavefronts of the light generated by the diffraction grating layers 3 of each layer is set to be orthogonal to each other In the prior art, recording and reproduction corresponding to a so-called phase-multiplexed volume hologram is performed. In any case, the recording / reproducing method of the present invention is effective.
[0047]
6B shows an example in which the excitation light 3 is irradiated from above or below the medium 130 independently of the object light 6 and the reference light 72. However, the excitation light 3 is the same as in FIG. Even if the object light 6 is superimposed and irradiated, the same effect can be obtained.
FIG. 6B shows an example in which a transmissive hologram is recorded by irradiating the object light 6 from the same direction as the diffracted light 74 when viewed from the recording layer 4 of the medium 130. In this embodiment, FIG. Alternatively, it is possible to record a reflection hologram by irradiating the object beam 6 from the direction facing the diffracted beam 74 when viewed from the recording layer 4 of the medium 130.
[0048]
Although not specifically shown in the present embodiment, the object light 6 and the excitation light 80 are selectively irradiated on the recording layer 4 only in the region 132 of the medium 130, so that either the deviation of the object light 6 and the excitation light 80 or For both, a spatial light selector provided with a necessary aperture may be used.
Further, in order to reduce the influence of the reflection of the diffracted light 74 diffracted by the diffraction grating layer 3 on the surface of the medium 130, it is effective to apply an anti-reflective coating on the upper, lower, or both upper and lower surfaces of the medium 130. is there. This also applies to the following embodiments having the same configuration.
[0049]
<Fourth embodiment>
7 to 10 show a hologram reproducing method as a fourth embodiment of the present invention. In each figure, the same parts as those in FIG. Reference numeral 14 denotes a spatial light selector, 101 denotes an opening thereof, and 9 denotes reproduction light.
First, the reproduction method of this embodiment will be described with reference to FIGS. 7A and 7B are top views, and FIG. 7C is a cross-sectional view taken along the line “ab” in FIG. 7B.
[0050]
In order to reproduce the hologram recorded on the hologram medium recorded by the method described in the first to third embodiments, the reference beam 72 is incident from one end face of the core layer 1 as shown in FIG. Then, the propagating light 73 is propagated in the core layer, and the recording layer 4 of one or more areas including the area 132 in which desired information is recorded among the plurality of areas 131 of the medium 130 is recorded. The characteristic diffraction light 74 of the diffraction grating layer 3 of the propagation light 73 is irradiated.
[0051]
Therefore, when recording is performed by the method described in the third embodiment, the recording layer 4 in the region 132 is irradiated with the same diffracted light 74 as in recording, and also in the first or second embodiment. When recording is performed by the method described, the wavefront in the recording layer 4 of the diffracted light 74 applied to the recording layer 4 in the region 132 is equal to the wavefront in the recording layer 4 of the reference light 71 at the time of recording. In either case, the hologram is reproduced and the reproduction light 7 is obtained.
[0052]
Further, as shown in FIG. 8 (a cross-sectional view corresponding to FIG. 7C), if the reference light 72 is incident from another end face of the core layer 1, a distinctive point from the other diffraction grating layer 3 is obtained. Since different diffracted light 74 is irradiated, another hologram is reproduced and another reproduced light 7 is obtained.
Here, the reproduction light emitted from the medium 130 is obtained by superimposing the reproduction light of the hologram recorded on the recording layer 4 in one or more regions irradiated with the diffracted light 74. In order to extract only the desired reproduction light 7 from this, as shown in FIGS. 7 to 8, the spatial light selector 14 having the opening 101 only in the area 132 to be reproduced is arranged close to the medium 130. As a result, only the reproduction light 7 having the information recorded in the area 132 can be selectively reproduced.
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.
[0053]
7 to 8 show an example of reproducing a transmission hologram by disposing the spatial light selector 14 above the medium 130. FIG. 9 (A) is a top view, and FIG. It is also possible to reproduce the reflection hologram by disposing the spatial light selector 14 below the medium 130 as shown in the cross-sectional view along the “a-b” line in FIG. It is.
Further, in order to reproduce a medium on which one piece of recording information is divided and recorded as shown in FIG. 3A, as shown in FIG. 10 corresponding to FIG. The spatial light selector 14 having the opening 101 only in the portion may be disposed close to the medium 130.
[0054]
The wavefront of the diffracted light 74 in the recording layer 4 can be arbitrarily formed by appropriately designing the diffraction grating layer 3, and various multiplexing methods can be achieved by changing the structure of the diffraction grating layer 3. The hologram can be recorded and reproduced as described in the third embodiment.
[0055]
In addition, in order to prevent unnecessary diffracted light 74 other than being irradiated to the desired region 132 from entering the photodetector for detecting reproduction information, the recording layer 4 in the desired region 132 is irradiated as necessary. The region of the diffraction grating layer 3 that generates the diffracted light 74 is set as a region that does not generate the diffracted light 74, and the reference light 72 is incident on the recording layer 4 in another region adjacent to the desired region 132. It is effective to change the core layer 1 so that the diffracted light 74 is generated from the other diffraction grating layer 3.
In order to realize this, a region where the diffracted light 74 is generated in the diffraction grating layer 3 of each layer is, for example, a stripe pattern or a checkered pattern, and the diffraction of the diffraction grating layer 3 of each layer. The regions that generate the light 74 may be arranged alternately.
[0056]
<Fifth Embodiment>
11 to 12 show a hologram reproducing method as a fifth embodiment of the present invention. In these drawings, a difference from the fourth embodiment is that a reference light 71 is used instead of the reference light 72 in FIG. That is, as shown in FIG. 11 (corresponding to FIG. 7), instead of the reference light 72, the reference light 71 is divided into a plurality of areas 131 of the medium 130 where desired information is recorded. The hologram is reproduced by irradiating the recording layer 4 in one or more regions including the recording layer 4 from above or below the medium, and the reproduction light 7 is obtained. The setting of the reference beam 71 is performed in the same manner as described in the first embodiment.
[0057]
Here, the reproduction light emitted from the medium 130 is obtained by superimposing the reproduction light of the hologram recorded on the recording layer 4 in one or more regions irradiated with the reference light 71. In order to extract only the desired reproduction light 7 from this, as shown in FIG. 11, the spatial light selector 14 having the opening 101 only in the region 132 to be reproduced is arranged close to the medium 130. As a result, only the reproduction light 7 having the information recorded in the area 132 can be selectively reproduced.
[0058]
Note that, as shown in FIG. 3A, in order to reproduce a medium in which one piece of recording information is recorded by being divided into a plurality of parts, as shown in FIG. 12 (corresponding to FIG. 11), a set of areas to be reproduced is recorded. The spatial light selector 14 having the opening 101 only at the portion 133 may be disposed close to the medium 130.
[0059]
<Sixth Embodiment>
13 to 14 show a hologram reproducing method as a sixth embodiment of the present invention. The difference from the fifth embodiment is that the spatial light selector 14 is not used and the reference light 71 is set as described in the first embodiment.
That is, in order to reproduce the hologram medium recorded by the method according to any one of the first to third embodiments, FIG. 13A (top view), FIG. 13B (“ab” in FIG. As shown in "Cross-sectional view in line", the reference beam 71 is recorded on the recording layer 4 of only one or more regions 132 in which desired information is recorded among the regions 131 divided into a plurality of media 130. Optionally, the hologram is reproduced by irradiating from above or below the medium, and only the reproduction light 7 having information recorded in one or more areas 132 is obtained.
[0060]
In the present embodiment, it is not particularly necessary to provide a spatial light selector on the output side of the reproduction light 7 of the medium 130, but the spatial light selector 14 and the opening 101 similar to those in the fourth or fifth embodiment may be provided. Good.
Further, in order to reproduce a medium in which one piece of recording information is recorded by being divided into a plurality of parts as shown in FIG. 3A, it is desired to reproduce the reference beam 71 as shown in FIG. 14 corresponding to FIG. The recording layer 4 having only the region set 133 may be selectively irradiated from above or below the medium.
[0061]
Although not specifically shown in the present embodiment, since the reference light 71 is selectively applied to the recording layer 4 of only the region 132 of the medium 130, the spatial light selection in which a necessary opening is provided for the reference light 71. A vessel may be used.
13B and 14B show an example in which a transmission hologram is reproduced by irradiating the reference beam 71 from below as viewed from the recording layer 4 of the medium 130. It is also possible to reproduce a reflection hologram by irradiating the reference beam 71 from above as viewed from the recording layer 4.
[0062]
In each of the above embodiments, 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.
[0063]
As a specific shape of the hologram medium, a card type, a chip type, a disk type, a tape type, a drum type, and the like can be considered. 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.
[0064]
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 and the like, 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.
[0065]
Next, FIGS. 15A to 15D are schematic views showing examples of the diffraction grating layer 3.
The diffraction grating layer 3 includes a sawtooth-shaped groove as shown in FIG. 15A, a sinusoidal groove as shown in FIG. 15B, and FIG. 15C. ) And the like formed by a change in refractive index (the figure shows a configuration in which portions having different refractive indexes are alternately arranged).
[0066]
The diffraction grating layer may or may not be uniform in the waveguide plane, but here the diffraction efficiency of the diffraction grating layer has a predetermined distribution so that the diffracted light from the diffraction grating layer has a desired intensity. An example of this 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. 16 shows an example in which a diffraction grating layer is formed by a rectangular wave grating and distributed so that the diffraction efficiency gradually increases 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.
[0067]
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.
[0068]
FIG. 17 shows an example in which a diffraction grating layer (diffraction grating layers 31 to 35 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. 17 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.
[0069]
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. .
[0070]
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.
[0071]
Further, the area of the diffraction grating layer does not need to be the same as the area of the core layer, and the diffraction grating layer may be partially provided or 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.
[0072]
Further, at the time of recording / reproducing, the reference light can be made incident from any one of the end faces of the hologram medium below and above the hologram medium, and both have the same effect. Further, at the time of recording, the object light can be incident from either the lower side or the upper side of the hologram medium, and both have the same effect. Further, when excitation light is required at the time of recording, the excitation light can be incident from any one of the end surfaces of the core layer below and above the hologram medium, and both have the same effect.
[0073]
<Seventh embodiment>
18 to 21 show an embodiment example of a hologram recording apparatus for realizing the hologram recording method described in the first embodiment.
In these figures, 130 is a hologram medium having the structure described in the first embodiment, 6 is object light 71 as first light, reference light is second light, and 141 is for object light and reference light. Light source, 151 and 152 are polarization controllers, 161 is an optical splitter, 170 is a light shield, 181 and 182 are reflectors, 20 is a beam expander, 21 is a spatial light intensity modulator, 22 is an imager, and 30 is A spatial light phase modulator 331 is a condenser.
The polarization controllers 151 and 152 are elements that rotate the polarization plane of light, and use, for example, a half-wave plate.
[0074]
The optical splitter 161 is an element that splits a light beam in two directions, and uses, for example, a half mirror or various beam splitters.
The spatial light intensity modulator 21 is an element that displays information to be recorded on the medium 130. For example, a liquid crystal panel or a DMD (Digital Micromirror Device) element is used.
The image forming unit 22 is an optical system for forming an image of the object light 6 on the light detector in the reproducing apparatus, that is, on the image forming surface in the drawing via the medium 130, and uses, for example, a single lens or a combination lens.
[0075]
First, a hologram recording apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
The light beam emitted from the light source 141 is branched into two by an optical branching device 161, and each branched beam is controlled by two polarization controllers 151 and 152 to a polarization necessary for recording. One of the branched beams is reflected by the reflector 181, expanded to a desired beam width by the beam expander 20, and further given information to be recorded on the medium 130 by the spatial light intensity modulator 21. Thus, the image light 22 becomes object light 6. Further, the other one of the branched beams is reflected by the reflector 182 and becomes the reference light 71.
[0076]
Here, it is assumed that the object light 6 can be irradiated from above or below the medium to the recording layer 4 of only the desired region 132 of the medium 130 by controlling the relative position of the medium 130. Further, the reference light 71 is controlled at the angle and position of the reflector 182 and the relative position of the medium 130, so that the reference light 71 is incident on the recording layer 4 of only the desired region 132 of the medium 130 at a desired incident angle. It is possible to irradiate from above or below the medium.
[0077]
Hereinafter, the principle and effect of the recording operation in this example and each embodiment are exactly the same as those described in the first embodiment.
In FIG. 18, since the reference beam 71 is a parallel beam and the incident angle with respect to the medium 130 can be changed by controlling the angle and position of the reflector 182, it corresponds to the conventional angle multiple volume hologram method. Recording and reproduction can be performed. Therefore, as the diffraction grating layer 3 in the medium 130 used in the present embodiment, for example, parallel light is generated and the radiation angles of the parallel light generated by the diffraction grating layers 3 of the layers are set to be different from each other. Use things.
[0078]
18 shows an example in which a transmission hologram is recorded by irradiating the object beam 6 from the same direction as the reference beam 71 when viewed from the recording layer 4 of the medium 130. However, as shown in FIG. It is also possible to record a reflection hologram by irradiating the object beam 6 from the direction facing the reference beam 71 as viewed from the 130 recording layers 4.
[0079]
Next, another example of the hologram recording apparatus will be described with reference to FIG.
In this embodiment, the wavefront of the reference beam 71 is converted by the condenser 331, and the object beam 6 and the reference beam 71 can be irradiated to the recording layer 4 at a desired position in the desired region 132 of the medium 130. Except for the point to be, the configuration is exactly the same as FIG. The condenser 331 is an element that converts the reference light 71 into convergent light. For example, a single lens or a combination lens is used.
[0080]
In this embodiment, it is possible to perform recording and reproduction corresponding to the conventional shift multiple volume hologram method. Therefore, as the diffraction grating layer 3 in the medium 130 used in the present embodiment, for example, a plurality of convergent lights that converge at one or different positions are generated, and the convergence generated by the diffraction grating layers 3 of each layer is generated. The light convergence positions are set to be different from each other.
[0081]
Next, another example of the recording apparatus will be described with reference to FIG. This embodiment has the same configuration as that shown in FIG. 18 except that the wavefront of the reference light 71 is modulated by the spatial light phase modulator 30. The spatial light phase modulator 30 is an element that modulates the reference light 71 into light having a wavefront with a certain phase distribution. For example, a liquid crystal panel or a phase plate made of a transparent dielectric is used. Also in this example, the principle and effect of the recording operation are exactly the same as described in the first embodiment.
[0082]
The liquid crystal panel can actively modulate the phase distribution of the wavefront of transmitted light or reflected light by applying an electric signal or an optical signal from the outside.
The phase plate is a surface of a transparent dielectric plate such as glass provided with a pattern such as fine irregularities by etching or vapor deposition, and changes the phase distribution of the wavefront of transmitted light according to the pattern. Is. Therefore, in order to change the phase distribution of the wavefront of the transmitted light in various ways, a plurality of phase plates having different patterns may be prepared in advance and these may be exchanged. Alternatively, when a phase plate having a plurality of patterns different from each other is used, it is possible to change the phase distribution of the wavefront of the transmitted light simply by moving this and changing the light transmission position.
[0083]
FIG. 22 shows an example of a spatial light phase modulator using a phase plate. This is an example of a phase plate 301 in which a plurality of different patterns are provided on a single circular transparent dielectric plate. By rotating the phase plate 301, the phase distribution of the wavefront of transmitted light can be changed variously. Can do. This spatial light phase modulator has the advantage that very high speed optical phase modulation can be easily realized by rotating the phase plate at high speed.
FIG. 23 shows a partial configuration example of an apparatus using the phase plate shown in FIG. By adopting a configuration in which the phase plate 301 is rotated around the object light 6 in this way, the apparatus can be reduced in size.
[0084]
In this embodiment, it is possible to perform recording / reproduction corresponding to the phase multiplexing volume hologram system of the prior art. Therefore, as the diffraction grating layer 3 in the medium 130 used in the present embodiment, for example, light having a wavefront with a certain phase distribution is generated and the wavefront phase of the light generated by the diffraction grating layer 3 of each layer is generated. A distribution set to be orthogonal to each other is used.
In FIGS. 20 and 21 as well, the recording of the reflection hologram may be performed by the same method as described in FIGS. The same applies to the following embodiments.
[0085]
Also in this embodiment and the following related embodiments, as described in the first embodiment, one piece of recording information is divided into a plurality of parts in advance, and each part is divided into a plurality of media 130. It is possible to record as a hologram on the recording layer 4 in different areas of the area 131.
Although not specifically shown in the present embodiment, either the object light 6 or the reference light 71 or the object light 6 and the reference light 71 are selectively irradiated to the recording layer 4 of only the region 132 of the medium 130. For both, a spatial light selector provided with a necessary aperture may be used.
These variations are also effective in the following embodiments.
[0086]
<Eighth Embodiment>
FIG. 24 shows a second example of the recording apparatus for realizing the recording method described in the first embodiment.
This embodiment has the same configuration as that in FIG. 18 except that the object light after passing through the medium 130 is imaged on the photodetector in the reproducing apparatus, that is, the imaging plane in the drawing, using the imaging device 23. It has become.
As the imager 23, for example, a single lens or a combination lens is used. The image forming device 23 is unnecessary for a recording-only device because it does not have a photodetector, but is shown here for the purpose of explanation. Also in this example, the principle and effect of the recording operation are the same as those described in the first embodiment.
[0087]
In the present embodiment, the function of irradiating the object light 6 onto the medium 130 so as to be condensed or reduced, and enlarging the object light after passing through the medium 130 to form an image on the image plane in FIG. Since only one imager 22 and 23 need to be realized, there is an advantage that the design of the optical system becomes easier as compared with the case where the same function is realized with only one imager 22.
[0088]
Further, in the present embodiment, as in FIG. 18, a configuration for performing recording / reproduction corresponding to the angle-multiplexed volume hologram system is shown. However, as described in the seventh embodiment, the spatial light phase modulator 30 or the light collecting unit. In addition, a phase multiplex volume hologram method or a shift multivolume hologram method is realized by adding a device 331 and allowing the object beam 6 and the reference beam 71 to be irradiated to a desired position in a desired region of the medium 130. Corresponding recording and reproduction can be performed. The same applies to the following ninth embodiment.
[0089]
<Ninth Embodiment>
25 and 26 show a third example of the hologram recording apparatus for realizing the recording method described in the first embodiment.
This embodiment has the same configuration as that of FIG. 18 except that a spatial light phase modulator 221 is used as the imager 22. The spatial light phase modulator 221 is an element that modulates the object light 6 into light having a wavefront with a certain phase distribution. For example, a liquid crystal panel or a transparent dielectric plate is used.
[0090]
In FIG. 25, since the spatial light intensity modulator 21 and the spatial light phase modulator 221 are arranged in close contact with each other, an arbitrary intensity and phase distribution can be realized in the wavefront of the object light 6. Therefore, in this embodiment, the object light 6 is irradiated so as to be condensed or narrowed down on the medium 130 with a greater degree of freedom than when a normal single lens or a combination lens is used as the imager 22. There is an advantage that it can be set.
[0091]
In addition, when the spatial light intensity modulator 21 and the spatial light phase modulator 221 cannot be disposed in close contact due to restrictions such as element dimensions, they are disposed via a so-called 4f lens 222 as shown in FIG. It is good also as a structure which optically couples these. The 4f lens 222 is a combination of two lenses having the same focal length f with an interval of d = 2f. For example, a single lens or a combination lens is used as each lens. By doing so, the same effect as that obtained when the spatial light intensity modulator 21 and the spatial light phase modulator 221 are arranged in close contact with each other can be obtained.
[0092]
Next, a hologram recording apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment has the same configuration as that shown in FIG. 18 except that the imaging device 22 is a combination of the spatial light phase modulator 221 and the imaging lens 223. The imaging lens 223 is an optical system for assisting the imaging function of the spatial light phase modulator 221. For example, a single lens or a combination lens is used.
[0093]
In FIG. 26, the spatial light intensity modulator 21 and the spatial light phase modulator 221 are arranged in close contact as shown in FIG. 25, or are arranged via a so-called 4f lens 222 as shown in FIG. Therefore, in this embodiment, the object light 6 is irradiated so as to be condensed or narrowed down on the medium 130 with a greater degree of freedom than when a normal single lens or a combination lens is used as the imager 22. In addition, since the imaging lens 223 can assist the imaging function of the spatial light phase modulator 221, the optical system can be easily designed.
[0094]
In this case, in the present embodiment, since the irradiation state of the object light 6 on the medium 130 can be set with a greater degree of freedom, the object light is applied to a plurality of areas 132 in the set 133 of areas to be recorded on the medium 130. 6 can be irradiated simultaneously. As a result, the number of repetitions of the recording operation performed on one piece of recording information can be reduced, and as a result, the recording speed can be improved.
[0095]
Further, in the present embodiment, the object light 6 is irradiated on the medium 130 so as to be condensed or narrowed using only one imager 22, and the object light after passing through the medium 130 is enlarged in the drawing. Although a configuration in which an image is formed on the imaging surface is shown, in order to facilitate the design of the optical system, as described in the eighth embodiment, a configuration in which an imager 23 is added may be used. The same applies to the embodiments described later.
[0096]
<Tenth Embodiment>
28 and 29 show a fourth example of a hologram recording apparatus for realizing the hologram recording method described in the second embodiment. That is, the present embodiment is a case where excitation by the excitation light 80 is required at the time of recording the optical recording material forming the recording layer 4.
First, the recording apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, after the light beam emitted from the light source 142 passes through the light shield 174, it is reflected by the reflector 184 to become the excitation light 80, and the excitation light 80 includes the angle and position of the reflector 184, In addition, by controlling the relative position of the medium 130, the recording layer 4 of only the desired area 132 of the medium 130 can be irradiated from above or below the medium, and completely the same as FIG. It has the same configuration. Hereinafter, the principle and effect of the recording operation are exactly the same as described in the second embodiment.
[0097]
29 is exactly the same as FIG. 18 except that the light beam emitted from the light source 142 is incident on the optical branching device 161 after passing through the light shield 174 and the polarization controller 154. It becomes the composition of.
The polarization controller 154 is an element that rotates the polarization plane of light, and uses, for example, a half-wave plate. Also in this embodiment, the principle and effect of the recording operation are exactly the same as described in the second embodiment.
If, for example, a polarization beam splitter is used as the light splitter 161, the polarization light 154 controls the polarization plane of the emitted light by the polarization controller 154, so that the excitation light 80 is either the object light 6 or the reference light 71 or It is possible to superimpose both.
[0098]
Further, in the present embodiment, as in FIG. 18, a configuration for performing recording / reproduction corresponding to the angle-multiplexed volume hologram system is shown. However, as described in the seventh embodiment, the spatial light phase modulator 30 or the light collecting unit. A phase multiplex volume hologram method or shift by adding a device 331 and allowing the object beam 6, the reference beam 71, and the excitation beam 80 to be irradiated to a desired position in a desired region of the medium 130; Recording and reproduction corresponding to the multi-volume hologram method can be performed.
[0099]
In the present embodiment, for example, a single lens or a combination lens is used as the imager 22. However, as described in the ninth embodiment, a spatial light phase modulator 221 may be used. The spatial light phase modulator 221 may be used in combination with the 4f lens 222 or the imaging lens 223.
Although not specifically shown in the present embodiment, the object light 6, the reference light 71, and the excitation light 80 are selectively irradiated on the recording layer 4 only in the region 132 of the medium 130, and therefore the object light 6 and the reference light 71. A spatial light selector provided with necessary openings may be used for any or all of the excitation light 80.
[0100]
<Eleventh embodiment>
FIG. 30 shows a fifth example of the hologram recording apparatus for realizing the recording method described in the third embodiment. The configuration of FIG. 30 is a configuration in which a reflecting mirror 183 and a condenser 332 are provided instead of the reflecting mirror 182 of the configuration of FIG. 28 of the tenth embodiment.
The condenser 332 is an element that condenses the reference light 72 so as to enter a specific core layer of the medium 130, and uses, for example, a cylindrical lens.
The other one of the beams branched by the optical splitter 161 is reflected by the reflector 183 and then condensed by the condenser 332 to become the reference light 72.
Further, it is assumed that the reference light 72 can be incident on the desired end face of the core layer 1 of the medium 130 by controlling the position of one or both of the reflector 183 and the condenser 332.
[0101]
Hereinafter, the principle and effect of the recording operation in the present example are exactly the same as those described in the third embodiment.
30 shows an example in which the excitation light 80 is irradiated from above or below the medium 130 independently of the object light 6 and the reference light 72. However, the excitation light 80 is similar to FIG. The same effect can be obtained by irradiating with 6 superimposed.
Also in the present embodiment, the recording of the reflection hologram may be performed by the same method as described in FIGS.
In the present embodiment, a single lens or a combination lens is used as the imager 22, for example. However, as described in the ninth embodiment, a spatial light phase modulator 221 may be used. Alternatively, the spatial light phase modulator 221 and the 4f lens 222 or the imaging lens 223 may be used in combination.
Although not specifically shown in the present embodiment, either the object light 6 or the excitation light 80 or the excitation light 80 is selectively irradiated to the recording layer 4 only in the region 132 of the medium 130, or For both, a spatial light selector provided with a necessary aperture may be used.
[0102]
<Twelfth embodiment>
31 and 32 show a first example of a reproducing apparatus for realizing the reproducing method described in the fourth embodiment.
In the figure, 141 is a light source for reference light, 173 is a shutter, and 24 is a photodetector. The light detector 24 is an element for detecting the reproduction light 7, and is a one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional drive of a dot sensor, a line sensor, or an area sensor composed of one or a plurality of photodiodes, CCD, CMOS, or the like. Thus, there is a detection of a reproduced image (reproduced light).
[0103]
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.
[0104]
First, the reproducing apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. The light beam emitted from the light source 141 is reflected by the reflector 183 and then condensed by the condenser 332 to become the reference light 72.
Here, it is assumed that the reference light 72 can be incident on the desired end face of the core layer 1 of the medium 130 by controlling the position of one or both of the reflector 183 and the condenser 332.
[0105]
Hereinafter, the principle and effect of the reproduction operation in this example are exactly the same as those described in the fourth embodiment.
In order to reproduce a medium in which one piece of recorded information is divided into a plurality of parts as shown in FIG. 3A, an opening is provided only in the part 133 of the region set to be reproduced as shown in FIG. The spatial light selector 14 having 101 may be disposed close to the medium 130. The same applies to the following related embodiments.
[0106]
<13th Embodiment>
FIG. 33 shows a second example of the hologram reproducing apparatus for realizing the reproducing method described in the fourth embodiment.
In this example, in order to reproduce the medium recorded by the hologram recording apparatus described in the eighth embodiment, the reproduction light 7 is imaged on the photodetector 24 by using the imager 23. The configuration is exactly the same as in FIG. The image forming unit 23 is an optical system for forming an image of the reproduction light 7 on the photodetector 24. For example, a single lens or a combination lens is used. Also in this example, the principle and effect of the reproduction operation are exactly the same as those described in the fourth embodiment.
[0107]
<Fourteenth embodiment>
FIG. 34 shows a third example of the hologram reproducing apparatus for realizing the hologram reproducing method described in the fifth embodiment. In this configuration, a light shield 172 and a reflector 182 are provided instead of the light shield 173, the reflector 183, and the condenser 332 in the configuration of FIG.
The light beam emitted from the light source 141 is reflected by the reflector 182 and becomes the reference light 71. Here, the reference beam 71 controls the angle and position of the reflector 182 and the relative position of the medium 130, thereby controlling the recording layer 4 in one or more areas including the desired area 132 of the medium 130. Thus, it is possible to irradiate from above or below the medium at a desired incident angle.
[0108]
Hereinafter, the principle and effect of the reproduction operation in this example are exactly the same as those described in the fifth embodiment.
Further, in the present embodiment, a configuration is shown in which the reproduction light 7 emitted from the medium 130 forms an image directly on the photodetector 24 without using an optical system such as a lens, but will be described in the thirteenth embodiment. As described above, the image forming device 23 may be added.
Further, in the present embodiment, as in FIG. 18, a configuration for performing reproduction corresponding to the angle multiplex volume hologram system is shown. However, as described in the seventh embodiment, the spatial light phase modulator 30 or the condenser 331 is added, and the reference beam 71 can be irradiated to a desired position in a desired region of the medium 130, so that recording / reproduction corresponding to the phase multiple volume hologram method or the shift multiple volume hologram method can be performed. It can be carried out. The same applies to the following fifteenth embodiment.
[0109]
<Fifteenth embodiment>
FIG. 35 shows a fourth example of the hologram reproducing apparatus for realizing the reproducing method described in the sixth embodiment.
This embodiment is completely the same as FIG. 34 except that the spatial light selector 14 is omitted and the reference light 71 can be applied to the recording layer 4 in only the desired region 132 of the medium 130. It has the same configuration. Hereinafter, the principle and effect of the reproduction operation in this example are exactly the same as those described in the eighteenth embodiment.
In this embodiment, it is not particularly necessary to provide a spatial light selector on the output side of the reproduction light 7 of the medium 130. However, a spatial light selector 14 similar to that in the twelfth and fourteenth embodiments may be provided. Good.
[0110]
Although not specifically shown in the present embodiment, since the reference light 71 is selectively applied to the recording layer 4 only in the region 132 of the medium 130, the spatial light provided with a necessary opening with respect to the reference light 71. A selector may be used.
FIGS. 13B and 14B show an example in which a transmissive hologram is reproduced by irradiating the reference beam 71 from the opposite side of the photodetector 24 when viewed from the recording layer 4 of the medium 130. However, similarly to FIG. 41, it is also possible to reproduce a reflection hologram by irradiating the reference beam 71 from the side of the photodetector 24 when viewed from the recording layer 4 of the medium 130.
Further, in the present embodiment, a configuration is shown in which the reproduction light 7 emitted from the medium 130 is directly imaged on the photodetector 24 without using an optical system such as a lens, but will be described in the eighth embodiment. In order to reproduce the medium recorded by the recording device, the image forming device 23 may be added as described in the thirteenth embodiment.
[0111]
<Sixteenth Embodiment>
FIG. 36 shows an example of a combined hologram recording / reproducing apparatus for realizing the hologram recording method described in the first embodiment and the hologram reproducing method described in the fourth to sixth embodiments.
In this embodiment, the hologram recording apparatus of FIG. 18 and the hologram reproducing apparatus of FIG. 31 are combined with a polarization controller 153, an optical branching device 162, and a light shield 171 being added.
The polarization controller 153 is an element that rotates the polarization plane of light, and uses, for example, a half-wave plate. The optical splitter 162 is an element that splits the light beam in two directions, and uses, for example, a half mirror or various beam splitters.
[0112]
The light beam emitted from the light source 141 is branched into three by the optical branching devices 161 and 162, and each branched beam is controlled by the three polarization controllers 151, 152, and 153 to the polarization necessary for recording. The One of the branched beams is reflected by the reflector 181, expanded to a desired beam width by the beam expander 20, and further given information to be recorded on the medium 130 by the spatial light intensity modulator 21. Thus, the image light 22 becomes object light 6.
[0113]
Further, the other one of the branched beams is reflected by the reflector 182 and becomes the reference light 71. Further, the remaining one of the branched beams is reflected by the reflector 183 and then condensed by the condenser 32 to become the reference light 72.
Here, it is assumed that the object light 6 can be irradiated from above or below the medium to the recording layer 4 of only the desired region 132 of the medium 130 by controlling the relative position of the medium 130. Further, the reference light 71 is controlled at the angle and position of the reflector 182 and the relative position of the medium 130, so that the reference light 71 is incident on the recording layer 4 in the desired area 132 of the medium 130 at a desired incident angle. It can be irradiated from above or below the medium.
[0114]
Further, it is assumed that the reference light 72 can be incident on the desired end face of the core layer 1 of the medium 130 by controlling the position of one or both of the reflector 183 and the condenser 332.
In this embodiment, first, the recording operation can be performed by opening the light shields 170 and 171 and closing 173. In this case, the principle and effect of the recording operation in this example are exactly the same as those described in the first embodiment.
Further, by closing the light shields 170 and 171 and opening 173, the reproduction operation using the reference light 72 can be performed. In this case, the principle and effect of the reproduction operation in this example are exactly the same as those described in the fourth embodiment.
[0115]
Furthermore, the reproduction operation using the reference light 71 can be performed by opening the light shield 170 and closing the 171 and 173. In this case, the principle and effect of the reproducing operation in this example are exactly the same as those described in the fifth and sixth embodiments.
Here, as in the fifteenth embodiment, the reference beam 71 may be selectively irradiated onto the medium 130.
In the portions corresponding to the hologram recording device of FIG. 18 and the hologram reproducing device of FIG. 31, the functions realized by the respective devices are similarly realized, and the same effects are obtained.
Further, as shown in FIGS. 28 to 30, the recording described in the second and third embodiments is performed by adding a light source 142 for the excitation light 80, a polarization controller 154, a light shield 174, a reflector 184, and the like. It is also possible to implement the method.
[0116]
In each of the above embodiments, the recording layer and the optical waveguide have the same effect regardless of whether they are in contact with each other or are spatially separated. For example, as an operation example of hologram recording / reproduction,
(1) The recording layer and the optical waveguide are integrally formed and 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.
[0117]
<Seventeenth Embodiment>
As an exemplary embodiment for increasing the recording density, a method for multiplex recording of holograms by using a plurality of object beams irradiated so as to be condensed or narrowed as in the first embodiment and shifting them is described.
FIG. 37A shows three object lights 6.1~ 63An example using is shown. Object light 6 with respect to reference light 711~ 63The hologram is recorded by irradiating while superimposing by shifting little by little in this order.
[0118]
Here, only the recording layer 4 is described, but novel hologram multiplex recording is realized by shifting the object light by using the plane wave as the reference light as compared with the conventional hologram.
This method can also be applied to a combination of the recording layer 4 and the optical waveguide described so far, in which case diffracted light obtained by making reference light incident from the end face of the core layer is incident on the recording layer. Also good.
[0119]
In order to reproduce a multiplex hologram recorded in one area in this way, as shown in FIG. 37B, when the same reference beam 71 as in recording is irradiated, the object beam 61~ 63Reproducing light 7 corresponding to1~ 73Occur simultaneously.
In order to generate only the specific reproduction light, a spatial light selector 14 (for example, a metal or a liquid crystal mask) is provided on the side from which the reproduction light is emitted, and is passed upward from the opening, and the other reproduction light is provided. Should be cut off. A plurality of openings may be provided as necessary.
[0120]
According to this method, a plurality of pieces of information can be multiplex-recorded at one location on the recording layer, so that the recording density can be increased. Further, since the reference light is parallel (plane wave) and the angle is constant, it is not necessary to control the angle as in the case of the angle multiplexing method. Further, there is an advantage that it is not necessary to collect the reference light (use a spherical wave) as in the shift multiplexing method, and it is not necessary to change the phase of the reference light as in the phase multiplexing method.
[0121]
Note that this method may be appropriately combined with the angle multiplexing, shift multiplexing, and phase multiplexing methods described above to change the angle, wavefront, and phase of the reference light. That is, the reference light does not necessarily have to be parallel and constant in angle, and is combined with angle multiplexing (changing the angle of the reference light), shift multiplexing (reference light is a spherical wave), phase multiplexing (changing the phase of the reference light), It is also possible to further increase the recording density.
In this method, excitation light may be used, and the method of each embodiment relating to the hologram recording / reproducing method described above can be appropriately used as a specific incident method of reference light, object light, and excitation light.
[0122]
【The invention's effect】
As described above, in the hologram recording / reproducing method and recording / reproducing apparatus of the present invention, the hologram medium is divided into a plurality of areas, and the incident angle of the reference light is controlled with high accuracy in each area. Since it is possible to irradiate the object beam, the reference beam, and the excitation beam selectively and intensively in a state where it is not necessary, high-density multiple recording can be realized easily and efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of recording a transmission hologram, showing a hologram recording method according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of recording a reflection hologram in the embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example in which information is divided and recorded in the embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of irradiating excitation light independently, showing a hologram recording method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example in which excitation light is irradiated with object light or reference light superimposed in the embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a hologram recording method according to a third embodiment of the invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a hologram reproducing method as a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of reproducing a transmission hologram in the embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of reproducing a reflection hologram in the embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of collectively reproducing divided information in the embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of reproducing undivided information, showing a hologram reproducing method as a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of collectively reproducing divided information in the embodiment.
FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating an example of reproducing undivided information, showing a hologram reproducing method according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of collectively reproducing divided information in the embodiment.
FIG. 15 is a schematic diagram showing a configuration example of a diffraction grating layer.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing one structural example of a diffraction grating layer portion.
FIG. 17 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a laminated diffraction grating layer portion.
FIG. 18 is a configuration diagram showing an example of recording a transmission hologram, showing a hologram recording apparatus as a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a configuration diagram showing an example of recording a reflection hologram in the embodiment.
FIG. 20 is a configuration diagram showing an example in which shift multiplex recording is performed in the embodiment.
FIG. 21 is a configuration diagram showing an example in which phase multiplexing recording is performed in the embodiment.
FIG. 22 is an explanatory diagram showing an example of a spatial light phase modulator using a phase plate.
FIG. 23 is an explanatory diagram showing a configuration example of an apparatus using a spatial light phase modulator using a phase plate.
FIG. 24 shows a hologram recording apparatus as an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 25 shows a hologram recording apparatus as a ninth embodiment of the present invention, and is a configuration diagram showing an example using a spatial light phase modulator as an imaging optical system.
FIG. 26 is a configuration diagram showing an example in which a spatial light phase modulator and a lens are used in the imaging optical system in the embodiment.
FIG. 27 is a configuration diagram showing an example in which a spatial light phase modulator and a 4f lens are combined in the imaging optical system in the embodiment.
FIG. 28 is a block diagram showing an example of irradiating excitation light independently, showing a hologram recording apparatus as a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a configuration diagram showing an example in which excitation light is superimposed on object light or reference light and irradiated in the embodiment.
FIG. 30 is a block diagram showing a hologram recording apparatus as an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a block diagram showing an example of reproducing undivided information, showing a hologram reproducing device as a twelfth embodiment of the present invention.
FIG. 32 is a configuration diagram showing an example of collectively reproducing divided information in the embodiment.
FIG. 33 is a block diagram showing a hologram reproducing device as a thirteenth embodiment of the present invention.
FIG. 34 is a block diagram showing a hologram reproducing apparatus as a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 35 is a block diagram showing a hologram reproducing device as a fifteenth embodiment of the present invention.
FIG. 36 is a block diagram showing an example of a recording / reproducing apparatus as a sixteenth embodiment of the present invention.
FIG. 37 is an explanatory diagram showing a hologram recording / reproducing method as a seventeenth embodiment of the invention.
FIG. 38 is a perspective view showing an example of a conventional hologram recording / reproducing method.
[Explanation of symbols]
1 ... Core layer
2 ... Clad layer
3, 31-35 ... Diffraction grating layer
4. Recording layer
6 ... Object light
71, 72 ... Reference light
73 ... Propagating light
74 ... Diffracted light
7 ... Reproducing light
80 ... Excitation light
14 ... Space light selector
141, 142 ... Light source
151-154 ... Polarization controller
161, 162: Optical splitter
170-174 ... Shading device
181 to 184 ... reflectors
20 ... Flux expander
21 ... Spatial light intensity modulator
22, 23 ... Imager
221, 30 ... Spatial optical phase modulator
222 ... 4f lens
223 ... Imaging lens
24. Photodetector
301 ... Phase plate
331, 332 ... Condensing optical system

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にホログラムを記録する方法であって、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から物体光を入射し、
前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光を入射し、
前記物体光と前記参照光とにより、前記記録層に情報をホログラム記録する方法であって、
前記記録層中の少なくとも1つの小領域に前記物体光を集光して入射し、
前記参照光を、前記小領域が照射されるように入射するホログラム記録方法。
At least one core layer for guiding light sandwiched between lower refractive index portions, and at least one diffraction grating provided in the boundary between the core layer and the lower refractive index portion or in the core layer A hologram is recorded on a hologram medium having an optical waveguide having a layer and at least one recording layer disposed outside the optical waveguide so that reference light can be incident through the optical waveguide. And
As each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, object light is incident from either above or below the hologram medium,
The reference light is incident from either above or below the hologram medium,
A method for holographically recording information on the recording layer with the object beam and the reference beam,
The object light is collected and incident on at least one small area in the recording layer,
A hologram recording method in which the reference light is incident so that the small region is irradiated.
前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から、前記記録層に、前記小領域が照射されるように励起光を入射する請求項1記載のホログラム記録方法。The hologram recording method according to claim 1 , wherein excitation light is incident on the recording layer so as to irradiate the small region from above or below the hologram medium. いずれかのコア層の端面から該コア層に励起光を入射し、該励起光が入射されたコア層に対応する回折格子層により回折され、前記記録層の前記小領域が照射されるように照射される回折光により、前記記録層に励起光を入射する請求項1記載のホログラム記録方法。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 so that the small region of the recording layer is irradiated. The hologram recording method according to claim 1 , wherein excitation light is incident on the recording layer by irradiated diffracted light. 前記物体光の照射エリアと照射エリアが部分的に重なるように、照射位置をシフトさせた別の物体光を照射する請求項1記載のホログラム記録方法。The hologram recording method according to claim 1, wherein another object light whose irradiation position is shifted is irradiated so that the irradiation area of the object light and the irradiation area partially overlap. 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも1つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも1つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも1つの記録層とを有するホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する方法であって、
前記記録層中の少なくとも1つの小領域に情報が記録されており、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光を入射して前記ホログラムを再生し、
前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように該再生光を部分的に遮光するホログラム再生方法。
At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided 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 be incident through the optical waveguide Is a method of playing
Information is recorded in at least one small area in the recording layer,
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, the hologram is reproduced by entering reference light from either above or below the hologram medium,
A hologram reproduction method for partially shielding the reproduction light so that the reproduction light emitted from the recording layer is concentratedly emitted from the small area.
屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも1つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも1つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも1つの記録層とを有するホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する方法であって、
前記記録層中の少なくとも1つの小領域に情報が記録されており、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光を入射して前記ホログラムを再生し、前記参照光は、前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように、選択的に照射するようにするホログラム再生方法。
At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided 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 be incident through the optical waveguide Is a method of playing
Information is recorded in at least one small area in the recording layer,
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, reference light is incident from either above or below the hologram medium to reproduce the hologram, and the reference light is recorded on the recording medium. A hologram reproduction method for selectively irradiating reproduction light emitted from a layer so as to be emitted intensively from the small region.
屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも1つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも1つの回折格子層とを有する光導波路と、前記光導波路の外側に、参照光が前記光導波路を介して入射可能なように配置される少なくとも1つの記録層とを有するホログラム媒体の記録層に記録されたホログラムを再生する方法であって、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも1つの小領域に複数の情報が多重記録されており、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光を入射して前記ホログラムを再生し、
前記複数の情報のうちのいずれかが選択的に再生されるように他の情報に対応する再生光を遮断するホログラム再生方法。
At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided 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 be incident through the optical waveguide Is a method of playing
A plurality of information is recorded in a multiplexed manner in at least one small region in the recording layer of the hologram medium,
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, the hologram is reproduced by entering reference light from either above or below the hologram medium,
A hologram reproduction method for blocking reproduction light corresponding to other information so that any one of the plurality of information is selectively reproduced.
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の光と第2の光とに分岐する光分岐部と、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記第1の光を空間光変調した物体光を、該ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から入射する物体光入射部と、
前記第2の光を、前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光として入射する参照光入射部とを有し、
前記物体光と前記参照光とにより、前記記録層に情報をホログラム記録するものであり、
前記物体光入射部は、ホログラム媒体の記録層中の少なくとも1つの小領域に前記物体光を集光して入射する集光入射部を有し、
前記参照光入射部は、前記参照光を、前記小領域が照射されるように入射するホログラム記録装置。
At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided 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;
A light branching unit for branching the light emitted from the light source into a first light and a second 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 reference light incident part that enters the second light as reference light from either above or below the hologram medium,
Information is recorded on the recording layer by the object beam and the reference beam,
The object light incident part has a condensing incident part that condenses and enters the object light into at least one small region in the recording layer of the hologram medium,
The reference light incident unit is a hologram recording apparatus that makes the reference light incident so that the small region is irradiated.
前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から、前記記録層に、前記小領域が照射されるように励起光を入射する励起光入射部を更に有する請求項8記載のホログラム記録装置。The hologram recording apparatus according to claim 8 , further comprising an excitation light incident unit that makes excitation light incident on the recording layer so that the small region is irradiated from either above or below the hologram medium. いずれかのコア層の端面から該コア層に励起光を入射し、該励起光が入射されたコア層に対応する回折格子層により回折され、前記記録層の前記小領域が照射されるように照射される回折光により、前記記録層に励起光を入射する励起光入射部を更に有する請求項8記載のホログラム記録装置。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 so that the small region of the recording layer is irradiated. The hologram recording apparatus according to claim 8 , further comprising an excitation light incident portion that causes excitation light to be incident on the recording layer by irradiated diffracted light. 前記集光入射部は、レンズを用いた結像光学系を具備する請求項8記載のホログラム記録装置。The hologram recording apparatus according to claim 8 , wherein the condensing incident unit includes an imaging optical system using a lens. 前記集光入射部は、空間光位相変調器を具備する請求項8または11記載のホログラム記録装置。The hologram recording apparatus according to claim 8 , wherein the condensing incident part includes a spatial light phase modulator. 前記空間光位相変調器は、透明誘電体板を含む請求項12記載のホログラム記録装置。The hologram recording apparatus according to claim 12 , wherein the spatial light phase modulator includes a transparent dielectric plate. 前記空間光位相変調器は、液晶パネルを含む請求項12記載のホログラム記録装置。The hologram recording apparatus according to claim 12 , wherein the spatial light phase modulator includes a liquid crystal panel. 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、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光源から出射された光の少なくとも一部を、前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光として入射する参照光入射部とを有し、
前記参照光により、前記ホログラム記録された情報を再生光として検出するものであり、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも1つの小領域に情報が記録されており、
前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように部分的に遮光する空間光選択器を有するホログラム再生装置。
At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided 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;
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, at least part of the light emitted from the light source is incident as reference light from either above or below the hologram medium A light incident part,
The hologram-recorded information is detected as reproduction light by the reference light,
Information is recorded in at least one small area in the recording layer of the hologram medium,
A hologram reproducing apparatus having a spatial light selector that partially shields the reproducing light emitted from the recording layer so as to be intensively emitted from the small area.
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ものであり、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも1つの小領域に情報が記録されており、
前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように部分的に遮光する空間光選択器を有するホログラム再生装置。
At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided 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. Is detected as reproduction light,
Information is recorded in at least one small area in the recording layer of the hologram medium,
A hologram reproducing apparatus having a spatial light selector that partially shields the reproducing light emitted from the recording layer so as to be intensively emitted from the small area.
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、
前記ホログラム媒体の光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光源から出射された光の少なくとも一部を、前記ホログラム媒体の上方あるいは下方のいずれか一方から参照光として入射する参照光入射部とを有し、
前記参照光により、前記ホログラム記録された情報を再生光として検出するものであり、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも1つの小領域に情報が記録されており、
前記参照光入射部は、前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように、前記参照光を選択的に照射するホログラム再生装置。
At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided 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;
Assuming that each layer of the optical waveguide of the hologram medium is laminated from below to above, at least part of the light emitted from the light source is incident as reference light from either above or below the hologram medium A light incident part,
The hologram-recorded information is detected as reproduction light by the reference light,
Information is recorded in at least one small area in the recording layer of the hologram medium,
The hologram reproduction apparatus that selectively irradiates the reference light so that the reproduction light emitted from the recording layer is intensively emitted from the small region.
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ものであり、
前記ホログラム媒体の記録層中の少なくとも1つの小領域に情報が記録されており、
前記第2の参照光入射部は、前記記録層から出射される再生光が前記小領域から集中的に出射されるように、前記参照光を選択的に照射するホログラム再生装置。
At least one core layer for guiding light sandwiched between portions having a lower refractive index, and at least one diffraction grating provided 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. Is detected as reproduction light,
Information is recorded in at least one small area in the recording layer of the hologram medium,
The second reference light incident section selectively irradiates the reference light so that the reproduction light emitted from the recording layer is intensively emitted from the small area.
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