JP2005352097A - Hologram recording method, hologram reproducing method, hologram recording apparatus, hologram reproducing apparatus and hologram recording medium - Google Patents

Hologram recording method, hologram reproducing method, hologram recording apparatus, hologram reproducing apparatus and hologram recording medium Download PDF

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Nobuhiro Kinoshita
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hologram recording method and an apparatus for recording and reproducing a hologram while suppressing decrease in the SN ratio of a necessary frequency component having lower intensity than that of a frequency component having the maximum intensity in Fourier transformed signal light, without saturating the frequency component having the maximum intensity in the Fourier transformed signal light within the dynamic range of an optical recording material. <P>SOLUTION: The hologram recording method is carried out by controlling reference light to have the intensity distribution which reduces the intensity of a frequency component having the maximum intensity in the Fourier transformed signal light, and allowing the reference light to interfere with Fourier transformed signal light so as to decrease the intensity of the frequency component having the maximum intensity in the Fourier transformed signal light. The hologram recording apparatus is equipped with a light intensity converting means which converts the intensity distribution of the reference light into intensity distribution which decreases the intensity of the frequency component having the maximum intensity in the Fourier transformed signal light. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ホログラム記録方法、ホログラム再生方法、ホログラム記録装置、ホログラム再生装置、及びホログラム記録媒体に関する。   The present invention relates to a hologram recording method, a hologram reproducing method, a hologram recording apparatus, a hologram reproducing apparatus, and a hologram recording medium.

近年、コンピュータ等において、画像及び音声などの様々な大容量の情報を高速に記録再生できる手段として、ホログラム光メモリが注目されてきている。ホログラム光メモリは、情報を記録再生するための光記録材料で形成されたホログラム記録媒体を有し、ホログラム記録媒体に三次元的に情報を記録再生することができる。   2. Description of the Related Art In recent years, holographic optical memory has attracted attention as a means for recording and reproducing various kinds of information such as images and sounds at high speed in computers and the like. The hologram optical memory has a hologram recording medium formed of an optical recording material for recording and reproducing information, and can record and reproduce information three-dimensionally on the hologram recording medium.

すなわち、光ディスク等の記録媒体が、記録媒体内のある特定の面にのみ情報を順次記録し、その特定の面に記録された二次元のデータの配列を順次再生するのに対して、ホログラム光メモリにおいては、ホログラム記録媒体に光を照射することで、ホログラム記録媒体内に複数の二次元のデータ配列が積層した多重のデータ構造を形成することができる。その結果、ホログラム記録媒体の三次元の方向に大量の情報を記録することができ、大容量のホログラム光メモリを実現することが可能となる。例えば、ホログラム光メモリにおけるホログラム記録媒体内の特定の面に限らず、ホログラム記録媒体の厚さ方向にも情報を記録することができるため、ホログラム記録媒体の厚さを増加させることで、ホログラム光メモリの容量を増加させることができる。   That is, a recording medium such as an optical disk sequentially records information only on a specific surface in the recording medium, and sequentially reproduces an array of two-dimensional data recorded on the specific surface. In, by irradiating the hologram recording medium with light, a multiple data structure in which a plurality of two-dimensional data arrays are stacked in the hologram recording medium can be formed. As a result, a large amount of information can be recorded in the three-dimensional direction of the hologram recording medium, and a large-capacity hologram optical memory can be realized. For example, since information can be recorded not only on a specific surface in the hologram recording medium in the hologram optical memory but also in the thickness direction of the hologram recording medium, the thickness of the hologram recording medium can be increased by increasing the thickness of the hologram optical recording medium. The capacity can be increased.

また、このようなホログラム光メモリにおいては、ホログラム記録媒体内の三次元的な位置に光を照射することで、ホログラム記録媒体の三次元的な位置に記録された情報にアクセスすることができる。このため、ホログラム記録媒体内のある特定の面に光を照射して、その特定の面に、二次元のデータ配列として一度に情報を記録することができる。一方、ホログラム記録媒体内に三次元的に積層して記録された各々の二次元のデータ配列に対して光を照射することで、各々の二次元データの配列からなる情報を一度に読み取り再生することができる。その結果、ホログラム光メモリを用いれば、ホログラム記録媒体に情報を高速に記録再生することができる。   In such a hologram optical memory, information recorded at a three-dimensional position of the hologram recording medium can be accessed by irradiating light to the three-dimensional position in the hologram recording medium. For this reason, light can be irradiated to a specific surface in the hologram recording medium, and information can be recorded on the specific surface at a time as a two-dimensional data array. On the other hand, by irradiating light to each two-dimensional data array recorded three-dimensionally in a hologram recording medium, information consisting of each two-dimensional data array is read and reproduced at a time. be able to. As a result, if a hologram optical memory is used, information can be recorded / reproduced on / from the hologram recording medium at high speed.

このようにして、ホログラム光メモリによれば、大容量の情報を高速に記録再生することができる。   Thus, according to the hologram optical memory, a large amount of information can be recorded and reproduced at high speed.

ホログラム記録媒体に対する情報の記録及び再生は、周知のホログラム記録再生方法を使用して実行することができる。すなわち、レーザー等の光源から発生した光を分割し、一方の光ビームを参照光として光記録材料からなるホログラム記録媒体に照射し、他方の光ビームを空間光変調素子などの物体に照射することで変調し、情報を有する信号光を得て、その信号光をホログラム記録媒体に照射する。そして、ホログラム記録媒体において参照光と信号光を干渉させて、ホログラム記録媒体に参照光及び信号光の干渉縞を記録する。このようして、信号光の情報(強度及び位相)をホログラム記録媒体に記録し、信号光の情報が記録されたホログラム記録媒体に参照光を照射することで、信号光の情報を再生することができる。   Information recording and reproduction with respect to the hologram recording medium can be performed using a well-known hologram recording and reproduction method. That is, splitting light generated from a light source such as a laser, irradiating a hologram recording medium made of an optical recording material with one light beam as reference light, and irradiating an object such as a spatial light modulator with the other light beam To obtain signal light having information and irradiate the hologram recording medium with the signal light. Then, the reference light and the signal light are caused to interfere with each other in the hologram recording medium, and the interference fringes of the reference light and the signal light are recorded on the hologram recording medium. In this way, the information (intensity and phase) of the signal light is recorded on the hologram recording medium, and the information on the signal light is reproduced by irradiating the hologram recording medium on which the information of the signal light is recorded with the reference light. Can do.

例えば、ホログラム記録方法の一例として、デジタルホログラムの記録について具体的に説明する。図1は、従来のデジタルホログラム記録装置及び記録方法を説明する図である。図1に示すように、従来のデジタルホログラム記録装置は、レーザー光源101、ハーフミラー102、ミラー103及び104、ビームエキスパンダー105、空間光変調素子106、及びレンズ系107を有する。従来のデジタルホログラム記録装置を用いて、ホログラム記録媒体110に情報を記録する場合には、まず、デジタルホログラム記録装置に、ホログラムが記録されていないホログラム記録媒体110を設置する。次に、レーザー光源101から一本の光ビームを発生させ、この光ビームは、ハーフミラー102によって二つの光ビームに分割される。二つの光ビームの一方は、ハーフミラー102によってレーザー光源から入射する光ビームに対して垂直な方向へ、ミラー103へ向かって反射される。ミラー103で反射された光ビームは、ミラー104でさらに反射されて、参照光としてホログラム記録媒体110に照射される。ハーフミラー102によって分割された他方の光ビームは、ハーフミラー102を透過し、ビームエキスパンダー105に入射する。ビームエキスパンダー105に入射した光ビームの直径は、ビームエキスパンダー105によって拡大され、拡大されたビーム径を有する光ビームは、空間光変調素子106に照射される。空間光変調素子106に照射された光ビームは、空間光変調素子106で変調されて、信号光としてレンズ系107に平行に入射する。デジタルホログラム記録装置において、空間光変調素子106は、光ビームを変調して、“1”及び“0”が二次元に配列した二次元のデータ配列に対応する信号光を形成する。よって、二次元のデータ配列の情報を有する光ビームが、レンズ系107に平行光として入射することとなる。なお、レンズ系107は、二次元のデータ配列の情報を有する光ビームがフランホーファー回折により回折するような光学系である。空間光変調素子106で変調された二次元のデータ配列の情報を有する信号光がレンズ系107を通過すると、信号光はフーリエ変換されて、フーリエ変換された信号光が、ホログラム記録媒体110に照射される。そして、ホログラム記録媒体110に照射された参照光とフーリエ変換された信号光とが、互いに干渉し、参照光とフーリエ変換された信号光との干渉縞が、ホログラム記録媒体110に記録される。   For example, digital hologram recording will be specifically described as an example of a hologram recording method. FIG. 1 is a diagram for explaining a conventional digital hologram recording apparatus and recording method. As shown in FIG. 1, the conventional digital hologram recording apparatus includes a laser light source 101, a half mirror 102, mirrors 103 and 104, a beam expander 105, a spatial light modulator 106, and a lens system 107. When recording information on the hologram recording medium 110 using a conventional digital hologram recording apparatus, first, the hologram recording medium 110 on which no hologram is recorded is installed in the digital hologram recording apparatus. Next, one light beam is generated from the laser light source 101, and this light beam is divided into two light beams by the half mirror 102. One of the two light beams is reflected by the half mirror 102 toward the mirror 103 in a direction perpendicular to the light beam incident from the laser light source. The light beam reflected by the mirror 103 is further reflected by the mirror 104 and applied to the hologram recording medium 110 as reference light. The other light beam split by the half mirror 102 passes through the half mirror 102 and enters the beam expander 105. The diameter of the light beam incident on the beam expander 105 is expanded by the beam expander 105, and the light beam having the expanded beam diameter is applied to the spatial light modulator 106. The light beam applied to the spatial light modulator 106 is modulated by the spatial light modulator 106 and enters the lens system 107 in parallel as signal light. In the digital hologram recording apparatus, the spatial light modulator 106 modulates the light beam to form signal light corresponding to a two-dimensional data array in which “1” and “0” are two-dimensionally arranged. Therefore, a light beam having information of a two-dimensional data array enters the lens system 107 as parallel light. The lens system 107 is an optical system in which a light beam having information of a two-dimensional data array is diffracted by Franhofer diffraction. When the signal light having the information of the two-dimensional data array modulated by the spatial light modulation element 106 passes through the lens system 107, the signal light is Fourier transformed, and the hologram recording medium 110 is irradiated with the Fourier transformed signal light. Is done. Then, the reference light applied to the hologram recording medium 110 and the Fourier-transformed signal light interfere with each other, and interference fringes between the reference light and the Fourier-transformed signal light are recorded on the hologram recording medium 110.

図2は、従来のデジタルホログラム記録装置におけるホログラム記録媒体に照射される参照光の強度分布を示す図である。図2において、横軸は、任意単位で表された空間的な位置を示し、縦軸は、任意単位で表された光ビームの強度を示す。一般に、参照光は、空間的な位置に対して、そのビームの中心で最も高い強度を有し、そのビームの中心からそのビームの周辺に向かって徐々に減少する強度分布を有する。   FIG. 2 is a diagram showing an intensity distribution of reference light irradiated on a hologram recording medium in a conventional digital hologram recording apparatus. In FIG. 2, the horizontal axis indicates the spatial position expressed in arbitrary units, and the vertical axis indicates the intensity of the light beam expressed in arbitrary units. In general, the reference light has the highest intensity at the center of the beam with respect to a spatial position, and has an intensity distribution that gradually decreases from the center of the beam toward the periphery of the beam.

図3は、空間光変調素子によって形成される二次元のデータ配列の例を示す図である。図3に示すように、空間光変調素子106によって、白色の四角で表した“1”のデータと黒色の四角で表した“0”のデータとからなる様々な二次元のデータ配列が形成され、空間光変調素子106に入射した光が、空間光変調素子106によって形成されたこのような二次元のデータ配列に対応して変調される。そして、空間光変調素子106によって形成される二次元のデータ配列に対応した光が、信号光としてレンズ系107に入射し、空間光変調素子106によって形成された二次元のデータ配列が、レンズ系107によってフーリエ変換される。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a two-dimensional data array formed by the spatial light modulation elements. As shown in FIG. 3, the spatial light modulator 106 forms various two-dimensional data arrays composed of “1” data represented by white squares and “0” data represented by black squares. The light incident on the spatial light modulator 106 is modulated in accordance with such a two-dimensional data array formed by the spatial light modulator 106. Then, light corresponding to the two-dimensional data array formed by the spatial light modulator 106 enters the lens system 107 as signal light, and the two-dimensional data array formed by the spatial light modulator 106 is converted into the lens system. A Fourier transform is performed by 107.

図4は、ホログラム記録媒体の記録位置におけるレンズ系によってフーリエ変換された信号光の強度分布を示す図である。図4において、横軸は、任意単位で表された空間的な位置を示し、縦軸は、任意単位で表された光ビームの強度を示す。一般に、フーリエ変換された信号光は、空間的な位置に対して、そのビームの中心で最も高い強度を有するピークを有し、最大強度を有するピークの周辺に対称的に、複数のピークを有する。フーリエ変換された信号光の複数のピークは、ビームの中心から離れるにつれて、ピークの強度は、減少する。ここで、ビームの中心で最も高い強度を有するピークは、空間光変調素子によって形成された二次元のデータ配列のパターンにおける(DC成分と呼ばれる)低周波成分に起因し、ビームの中心で最も高い強度を有するピークの周辺に現れる複数のピークは、二次元のデータ配列のパターンにおける高周波成分に起因する。そして、ビームの中心から離れたピークほど、二次元のデータ配列のより高い周波数成分に対応している。すなわち、フーリエ変換された信号光においては、一般に、二次元のデータ配列のパターンにおける低周波成分に対応するDC成分のピーク強度が、二次元のデータ配列のパターンにおける高周波成分のピーク強度に比べて大きい。次に、図4に示すような複数のピークからなる強度分布を有するフーリエ変換された信号光は、ビームの中心から周辺に向かって徐々に減少する強度分布を有する図2における参照光と、ホログラム記録媒体110の記録位置で干渉する。   FIG. 4 is a diagram showing the intensity distribution of the signal light Fourier-transformed by the lens system at the recording position of the hologram recording medium. In FIG. 4, the horizontal axis indicates a spatial position expressed in arbitrary units, and the vertical axis indicates the intensity of the light beam expressed in arbitrary units. In general, the Fourier-transformed signal light has a peak having the highest intensity at the center of the beam with respect to a spatial position, and has a plurality of peaks symmetrically around the peak having the maximum intensity. . As the peaks of the Fourier transformed signal light move away from the center of the beam, the intensity of the peaks decreases. Here, the peak having the highest intensity at the center of the beam is the highest at the center of the beam due to a low-frequency component (called a DC component) in the pattern of the two-dimensional data array formed by the spatial light modulator. The plurality of peaks appearing around the peak having intensity are caused by high frequency components in the pattern of the two-dimensional data array. The peak farther from the center of the beam corresponds to the higher frequency component of the two-dimensional data array. That is, in the signal light subjected to Fourier transform, generally, the peak intensity of the DC component corresponding to the low frequency component in the two-dimensional data array pattern is higher than the peak intensity of the high frequency component in the two-dimensional data array pattern. large. Next, the Fourier-transformed signal light having an intensity distribution composed of a plurality of peaks as shown in FIG. 4 includes the reference light and hologram in FIG. 2 having an intensity distribution that gradually decreases from the center of the beam toward the periphery. Interference occurs at the recording position of the recording medium 110.

図5は、従来のデジタルホログラム記録装置におけるホログラム記録媒体の記録位置で参照光と信号光とが干渉して形成される干渉縞の強度分布を示す図である。図5において、横軸は、任意単位で表された空間的な位置を示し、縦軸は、任意単位で表された光ビームの強度を示す。ホログラム記録媒体の記録位置で参照光と信号光とが干渉して形成される干渉縞の強度分布は、フーリエ変換された信号光が、複数のピークからなる強度分布を有し、参照光が、ビームの中心から周辺に向かって徐々に減少する強度分布を有するため、ビームの中心付近で非常に高い強度分布を有し、ビームの中心付近における非常に高い強度分布を有するピークの周辺に、相対的に低い強度分布を有する複数のピークを有する。ここで、干渉縞の強度分布におけるビームの中心付近におけるピークの強度とビームの周辺付近におけるピークの強度との差は、フーリエ変換された信号光におけるビームの中心付近におけるピークの強度とビームの周辺付近におけるピークの強度との差よりも大きくなる。   FIG. 5 is a diagram showing an intensity distribution of interference fringes formed by interference of reference light and signal light at a recording position of a hologram recording medium in a conventional digital hologram recording apparatus. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the spatial position expressed in arbitrary units, and the vertical axis indicates the intensity of the light beam expressed in arbitrary units. The interference fringe intensity distribution formed by the interference of the reference light and the signal light at the recording position of the hologram recording medium has an intensity distribution in which the Fourier transformed signal light has a plurality of peaks, and the reference light is Since it has an intensity distribution that gradually decreases from the center of the beam toward the periphery, it has a very high intensity distribution near the center of the beam, and a relative to the periphery of the peak that has a very high intensity distribution near the center of the beam. It has a plurality of peaks with a very low intensity distribution. Here, in the intensity distribution of interference fringes, the difference between the peak intensity near the center of the beam and the peak intensity near the periphery of the beam is the peak intensity near the center of the beam in the Fourier transformed signal light and the periphery of the beam. It becomes larger than the difference with the intensity of the peak in the vicinity.

このように、複数のピークからなる強度分布を有するフーリエ変換された信号光と、ビームの中心から周辺に向かって徐々に減少する強度分布を有する参照光との干渉縞を記録すると、二次元のデータ配列のパターンにおける低周波成分に相当する光の強度が非常に大きく、二次元のデータ配列のパターンにおける高周波成分に相当する光の強度は、相対的に非常に小さくなる。ここで、ホログラム記録媒体に参照光と信号光との干渉縞を記録する際に、二次元のデータ配列のパターンにおける低周波成分及び必要な高周波成分の全てを記録することができればよいが、実際には、ホログラム記録媒体を形成する光記録材料は、記録する光の強度に関して制限されたダイナミックレンジを有する。その結果、現状では、ホログラム記録媒体に二次元のデータ配列のパターンにおける低周波成分及び必要な高周波成分の全てを記録することができない。すなわち、二次元のデータ配列のパターンにおける高周波成分を十分なSN比でホログラム記録媒体に記録しようとすると、二次元のデータ配列のパターンにおける低周波成分に該当する光の強度は、露出が過剰となって、飽和してしまい、低周波成分に該当する光の情報を記録することができない。逆に、二次元のデータ配列のパターンにおける低周波成分に相当する光を飽和させることなく、ホログラム記録媒体に記録しようとすると、ホログラム記録媒体の光記録材料のダイナミックレンジは、ほとんど、低周波成分に相当する光にさかれてしまう。その結果、二次元のデータ配列のパターンにおける高周波成分に相当する光の強度は弱くなり、高周波成分に相当する光の強度分布は、十分に記録されず、高周波成分に相当する光の強度に関するSN比が低下してしまう。よって、ホログラム記録媒体に参照光を照射して、信号光の情報を再生すると、二次元のデータ配列のパターンにおける高周波成分のSN比も低下してしまい、二次元のデータ配列のパターンにおける高周波成分の情報の再現性が低下してしまう。   As described above, when interference fringes between a Fourier-transformed signal light having an intensity distribution composed of a plurality of peaks and a reference light having an intensity distribution gradually decreasing from the center of the beam toward the periphery are recorded, a two-dimensional The light intensity corresponding to the low frequency component in the data array pattern is very large, and the light intensity corresponding to the high frequency component in the two-dimensional data array pattern is relatively very small. Here, when the interference fringes between the reference light and the signal light are recorded on the hologram recording medium, it is sufficient that all the low frequency components and necessary high frequency components in the two-dimensional data array pattern can be recorded. The optical recording material forming the hologram recording medium has a limited dynamic range with respect to the intensity of light to be recorded. As a result, at present, it is impossible to record all of the low frequency components and necessary high frequency components in the two-dimensional data array pattern on the hologram recording medium. That is, if an attempt is made to record a high frequency component in a two-dimensional data array pattern on a hologram recording medium with a sufficient SN ratio, the intensity of light corresponding to the low frequency component in the two-dimensional data array pattern is excessively exposed. As a result, it becomes saturated and information of light corresponding to the low frequency component cannot be recorded. Conversely, when recording on a hologram recording medium without saturating light corresponding to the low frequency component in the two-dimensional data array pattern, the dynamic range of the optical recording material of the hologram recording medium is almost low. Will be surrounded by light equivalent to. As a result, the light intensity corresponding to the high-frequency component in the two-dimensional data array pattern is weak, and the light intensity distribution corresponding to the high-frequency component is not sufficiently recorded, and the SN related to the light intensity corresponding to the high-frequency component is not recorded. The ratio will drop. Therefore, when the hologram recording medium is irradiated with the reference light and the information of the signal light is reproduced, the SN ratio of the high-frequency component in the two-dimensional data array pattern also decreases, and the high-frequency component in the two-dimensional data array pattern The reproducibility of information will be reduced.

そこで、図1に示すような従来のデジタルホログラム記録装置において、レンズ系107及びホログラム記録媒体110の間の間隔をわずかに増加又は減少させて、フーリエ変換された信号光の焦点を、ホログラム記録媒体110における記録位置からわずかにデフォーカスさせる方法がある。フーリエ変換された信号光の焦点を、ホログラム記録媒体110における記録位置からデフォーカスさせると、ホログラム記録媒体110における記録位置における信号光の強度を低下させることができ、二次元のデータ配列のパターンにおける低周波成分に相当する光の強度を減少させて、低周波成分に相当する光の強度が、ホログラム記録媒体110のダイナミックレンジの範囲内で飽和することを防止することが可能となる。しかしながら、フーリエ変換された信号光の焦点を、ホログラム記録媒体110における記録位置からデフォーカスさせるため、フーリエ変換された信号光の強度分布は、広がってしまい、ホログラム記録媒体110における信号光の情報の記録密度は低下してしまう。また、フーリエ変換された信号光の強度分布において、二次元のデータ配列のパターンにおける低周波成分に相当する光の強度及び高周波成分に相当する光の強度の両方に関するSN比も低下してしまう。   Therefore, in the conventional digital hologram recording apparatus as shown in FIG. 1, the distance between the lens system 107 and the hologram recording medium 110 is slightly increased or decreased to focus the Fourier-transformed signal light on the hologram recording medium. There is a method of slightly defocusing from the recording position at 110. When the focal point of the Fourier-transformed signal light is defocused from the recording position on the hologram recording medium 110, the intensity of the signal light at the recording position on the hologram recording medium 110 can be reduced, and the pattern of the two-dimensional data array By reducing the light intensity corresponding to the low frequency component, it is possible to prevent the light intensity corresponding to the low frequency component from being saturated within the dynamic range of the hologram recording medium 110. However, since the focus of the Fourier-transformed signal light is defocused from the recording position on the hologram recording medium 110, the intensity distribution of the Fourier-transformed signal light is widened, and the information on the signal light on the hologram recording medium 110 is spread. The recording density is lowered. Further, in the intensity distribution of the signal light subjected to Fourier transform, the S / N ratio relating to both the light intensity corresponding to the low frequency component and the light intensity corresponding to the high frequency component in the two-dimensional data array pattern also decreases.

また、特許文献1には、二値の二次元デジタルデータ画像の信号光をレンズによってフーリエ変換した後の光と参照光とを、光記録媒体の前方に配置した遮光体の一部に形成した、信号光のフーリエ変換像に対応した所定の形状及び大きさの光透過部を透過させて、光記録媒体に照射して、光記録媒体中に所定の形状及びホログラムを記録する光記録方法が開示されている。この方法によれば、フーリエ変換した信号光を、光透過部を有する遮光体に通過させるため、フーリエ変換した信号光における低周波成分の強度を減少させることができ、フーリエ変換した信号光における低周波成分及び高周波成分の強度の両方を、光記録材料のダイナミックレンジの範囲に含めることができる。しかしながら、フーリエ変換した信号光における低周波成分の強度だけでなく高周波成分の強度も同等に低下させてしまうため、フーリエ変換した信号光における低周波成分の強度と高周波成分の強度との比は、遮光体の有無に関わらず一定であり、高周波成分の強度に関するSN比は不十分のままである。よって、特許文献1に開示される光記録方法を用いても、二次元のデータ配列のパターンにおける高周波成分の情報の再現性を向上させることは困難である。   Further, in Patent Document 1, the light after the Fourier transform of the signal light of the binary two-dimensional digital data image by the lens and the reference light are formed on a part of the light shielding body arranged in front of the optical recording medium. There is provided an optical recording method of recording a predetermined shape and hologram in an optical recording medium by transmitting the light transmitting portion having a predetermined shape and size corresponding to the Fourier transform image of the signal light and irradiating the optical recording medium. It is disclosed. According to this method, since the Fourier-transformed signal light is passed through the light-shielding body having the light transmitting portion, the intensity of the low-frequency component in the Fourier-transformed signal light can be reduced, and the low-frequency in the Fourier-transformed signal light can be reduced. Both the frequency component and the intensity of the high frequency component can be included in the dynamic range of the optical recording material. However, since not only the intensity of the low frequency component in the Fourier transformed signal light but also the intensity of the high frequency component is reduced equally, the ratio between the intensity of the low frequency component and the intensity of the high frequency component in the Fourier transformed signal light is: The signal-to-noise ratio is constant regardless of the presence or absence of the light-shielding body, and the SN ratio related to the intensity of the high-frequency component remains insufficient. Therefore, even if the optical recording method disclosed in Patent Document 1 is used, it is difficult to improve the reproducibility of high-frequency component information in a two-dimensional data array pattern.

特に、信号光を通過させるレンズ系107や信号光を記録するホログラム記録媒体110には、二次元のデータ配列のパターンにおける周波数に対して特有の周波数応答性があり、二次元のデータ配列のパターンにおける周波数も無限大ではないため、二次元のデータ配列のパターンにおける周波数成分によって、ホログラム記録媒体に記録される光の強度分布が影響を受けることになる。このため、二次元のデータ配列のパターンにおける低周波数成分から高周波成分まで、可能な限り多くの周波数成分にわたって、フーリエ変換された信号光の強度分布を記録することが、二次元のデータ配列のパターンを正確に記録再生するためには望ましい。しかしながら、特許文献1に開示される方法などのように、フーリエ変換した信号光における低周波成分の強度と高周波成分の強度との差が大きい場合には、フーリエ変換した信号光における低周波成分を光記録材料のダイナミックレンジに含めると共にフーリエ変換した信号光における高周波成分に関するSN比は高めることは困難であり、二次元のデータ配列のパターンを正確に記録再生することは困難である場合もある。   In particular, the lens system 107 that transmits signal light and the hologram recording medium 110 that records signal light have a frequency response characteristic to the frequency in the two-dimensional data array pattern, and the two-dimensional data array pattern. Since the frequency at is not infinite, the intensity distribution of the light recorded on the hologram recording medium is affected by the frequency component in the pattern of the two-dimensional data array. For this reason, it is possible to record the intensity distribution of the signal light subjected to Fourier transform over as many frequency components as possible from low frequency components to high frequency components in the two-dimensional data array pattern. Is desirable for accurately recording and reproducing. However, as in the method disclosed in Patent Document 1, when the difference between the intensity of the low frequency component and the high frequency component in the Fourier transformed signal light is large, the low frequency component in the Fourier transformed signal light is It is difficult to increase the S / N ratio related to the high-frequency component in the signal light that is included in the dynamic range of the optical recording material and Fourier-transformed, and it may be difficult to accurately record and reproduce the two-dimensional data array pattern.

よって、フーリエ変換された信号光における低周波成分を光記録材料のダイナミックレンジの範囲で飽和させることなく、フーリエ変換された信号光における必要な高周波成分のSN比の低下を抑制してホログラムを記録することが可能なホログラム記録方法及びホログラム記録装置、フーリエ変換された信号光における低周波成分を光記録材料のダイナミックレンジの範囲で飽和させることなく、フーリエ変換された信号光における必要な高周波成分のSN比の低下を抑制してホログラムを再生することが可能なホログラム再生方法及びホログラム再生装置、並びにフーリエ変換された信号光における低周波成分を光記録材料のダイナミックレンジの範囲で飽和させることなく、フーリエ変換された信号光における必要な高周波成分のSN比の低下を抑制してホログラムが記録されたホログラム記録媒体が要求されている。
特開2000−66565号公報
Therefore, the hologram is recorded by suppressing the decrease in the SN ratio of the necessary high frequency component in the Fourier transformed signal light without saturating the low frequency component in the Fourier transformed signal light within the dynamic range of the optical recording material. Hologram recording method and hologram recording apparatus capable of performing the above processing without saturating the low-frequency component in the Fourier-transformed signal light within the dynamic range of the optical recording material, and the necessary high-frequency component in the Fourier-transformed signal light. A hologram reproducing method and hologram reproducing apparatus capable of reproducing a hologram while suppressing a decrease in the S / N ratio, and a low-frequency component in Fourier-transformed signal light without being saturated within the dynamic range of the optical recording material, SN of necessary high frequency component in signal light subjected to Fourier transform Hologram recording medium on which a hologram has been recorded by suppressing a decrease in is required.
JP 2000-66565 A

本発明は、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分を光記録材料のダイナミックレンジの範囲で飽和させることなく、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分よりも小さい強度を有する必要な周波数成分のSN比の低下を抑制してホログラムを記録することが可能なホログラム記録方法及びホログラム記録装置を提供することを目的とする。   The present invention requires that the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light is less than the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light without saturating the frequency component in the dynamic range of the optical recording material. An object of the present invention is to provide a hologram recording method and a hologram recording apparatus capable of recording a hologram while suppressing a decrease in the SN ratio of a frequency component.

また、本発明は、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分を光記録材料のダイナミックレンジの範囲で飽和させることなく、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分よりも小さい強度を有する必要な周波数成分のSN比の低下を抑制してホログラムを再生することが可能なホログラム再生方法及びホログラム再生装置を提供することを目的とする。   Further, the present invention provides an intensity smaller than the maximum intensity frequency component in the Fourier transformed signal light without saturating the maximum intensity frequency component in the Fourier transformed signal light within the dynamic range of the optical recording material. An object of the present invention is to provide a hologram reproducing method and a hologram reproducing apparatus capable of reproducing a hologram while suppressing a decrease in the SN ratio of necessary frequency components.

さらに、本発明は、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分を光記録材料のダイナミックレンジの範囲で飽和させることなく、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分よりも小さい強度を有する必要な周波数成分のSN比の低下を抑制してホログラムが記録されたホログラム記録媒体を提供することを目的とする。   Furthermore, the present invention provides an intensity smaller than the maximum intensity frequency component in the Fourier transformed signal light without saturating the maximum intensity frequency component in the Fourier transformed signal light within the dynamic range of the optical recording material. An object of the present invention is to provide a hologram recording medium on which a hologram is recorded while suppressing a decrease in the SN ratio of necessary frequency components.

請求項1に記載の発明は、参照光及びフーリエ変換光学系を通じてフーリエ変換された信号光をホログラム記録媒体に照射して前記ホログラム記録媒体にホログラムを記録するホログラム記録方法において、前記参照光は、前記フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有し、前記参照光及び前記フーリエ変換された信号光を干渉させて前記フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減することを特徴とする。   The invention according to claim 1 is a hologram recording method for recording a hologram on the hologram recording medium by irradiating the hologram recording medium with reference light and signal light Fourier-transformed through a Fourier transform optical system, wherein the reference light includes: It has an intensity distribution that reduces the intensity of the frequency component having the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light, and interferes with the reference light and the Fourier-transformed signal light to maximize the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light. The intensity of the frequency component is reduced.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のホログラム記録方法において、前記フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分は、前記フーリエ変換された信号光における最低周波数の周波数成分であることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the hologram recording method according to the first aspect, the frequency component having the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light is a frequency component having the lowest frequency in the Fourier-transformed signal light. It is characterized by that.

請求項3に記載の発明は、ホログラム再生方法において、フーリエ変換光学系を通じてフーリエ変換された信号光と前記フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有する参照光とを照射することによってホログラムが記録されたホログラム記録媒体に、前記参照光を照射して、前記ホログラムを再生することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the hologram reproducing method, the reference light having an intensity distribution for reducing the intensity of the frequency component having the maximum intensity in the signal light Fourier-transformed through the Fourier transform optical system and the Fourier-transformed signal light. The hologram is reproduced by irradiating the hologram recording medium on which the hologram is recorded by irradiating with the reference light.

請求項4に記載の発明は、参照光及びフーリエ変換光学系を通じてフーリエ変換された信号光をホログラム記録媒体に照射して前記ホログラム記録媒体にホログラムを記録するホログラム記録装置において、前記参照光の強度分布を、前記フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減するような強度分布に変換する、光強度変換手段を有することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the hologram recording apparatus for recording a hologram on the hologram recording medium by irradiating the hologram recording medium with the reference light and signal light Fourier-transformed through a Fourier transform optical system, the intensity of the reference light It has a light intensity conversion means for converting the distribution into an intensity distribution that reduces the intensity of the frequency component having the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light.

請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のホログラム記録装置において、前記参照光が、光ビームである場合であって、前記光強度変換手段に入射する前記光ビームの径を拡大するビームエキスパンダーをさらに有することを特徴とする。   A fifth aspect of the present invention is the hologram recording apparatus according to the fourth aspect, wherein the reference light is a light beam, and the diameter of the light beam incident on the light intensity converting means is enlarged. It further has a beam expander.

請求項6に記載の発明は、請求項4又は5に記載のホログラム記録装置において、前記光強度変換手段は、透明な基板及び前記透明な基板に設けられた金属の膜を有することを特徴とする。   A sixth aspect of the present invention is the hologram recording apparatus according to the fourth or fifth aspect, wherein the light intensity converting means includes a transparent substrate and a metal film provided on the transparent substrate. To do.

請求項7に記載の発明は、請求項4又は5に記載のホログラム記録装置において、前記光強度変換手段は、透明な基板及び前記透明な基板に設けられた誘電体多層膜を有することを特徴とする。   A seventh aspect of the present invention is the hologram recording apparatus according to the fourth or fifth aspect, wherein the light intensity conversion means includes a transparent substrate and a dielectric multilayer film provided on the transparent substrate. And

請求項8に記載の発明は、請求項4乃至7のいずれか一項に記載のホログラム記録装置において、外部共振器を備えたレーザー光源を有することを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the hologram recording apparatus according to any one of claims 4 to 7, further comprising a laser light source provided with an external resonator.

請求項9に記載の発明は、請求項4乃至7のいずれか一項に記載のホログラム記録装置において、半導体レーザー光源を有することを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, in the hologram recording apparatus according to any one of the fourth to seventh aspects, a semiconductor laser light source is provided.

請求項10に記載の発明は、フーリエ変換光学系を通じてフーリエ変換された信号光と前記フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有する参照光とを照射することによってホログラムが記録されたホログラム記録媒体から前記ホログラムを再生するホログラム再生装置において、前記参照光を前記ホログラム記録媒体へ照射する参照光照射手段を有することを特徴とする。   The invention according to claim 10 irradiates the signal light Fourier-transformed through the Fourier transform optical system and the reference light having an intensity distribution for reducing the intensity of the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light. In the hologram reproducing apparatus for reproducing the hologram from the hologram recording medium on which the hologram is recorded, reference light irradiating means for irradiating the hologram recording medium with the reference light is provided.

請求項11に記載の発明は、ホログラム記録媒体において、フーリエ変換光学系を通じてフーリエ変換された信号光と前記フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有する参照光とを照射することによってホログラムが記録されたことを特徴とする。   According to an eleventh aspect of the present invention, in the hologram recording medium, the reference light having an intensity distribution for reducing the intensity of the frequency component having the maximum intensity in the signal light Fourier-transformed through the Fourier transform optical system and the Fourier-transformed signal light. The hologram is recorded by irradiating.

本発明によれば、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分を光記録材料のダイナミックレンジの範囲で飽和させることなく、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分よりも小さい強度を有する必要な周波数成分のSN比の低下を抑制してホログラムを記録することが可能なホログラム記録方法及びホログラム記録装置を提供することができる。   According to the present invention, an intensity smaller than the maximum intensity frequency component in the Fourier transformed signal light is obtained without saturating the maximum intensity frequency component in the Fourier transformed signal light within the dynamic range of the optical recording material. It is possible to provide a hologram recording method and a hologram recording apparatus capable of recording a hologram while suppressing a decrease in the SN ratio of necessary frequency components.

また、本発明によれば、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分を光記録材料のダイナミックレンジの範囲で飽和させることなく、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分よりも小さい強度を有する必要な周波数成分のSN比の低下を抑制してホログラムを再生することが可能なホログラム再生方法及びホログラム再生装置を提供することができる。   In addition, according to the present invention, the maximum intensity frequency component in the Fourier transformed signal light is smaller than the maximum intensity frequency component in the Fourier transformed signal light without being saturated in the dynamic range of the optical recording material. It is possible to provide a hologram reproducing method and a hologram reproducing apparatus capable of reproducing a hologram while suppressing a decrease in the SN ratio of a necessary frequency component having intensity.

さらに、本発明によれば、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分を光記録材料のダイナミックレンジの範囲で飽和させることなく、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分よりも小さい強度を有する必要な周波数成分のSN比の低下を抑制してホログラムが記録されたホログラム記録媒体を提供することができる。   Further, according to the present invention, the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light is smaller than the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light without saturating in the dynamic range of the optical recording material. It is possible to provide a hologram recording medium on which a hologram is recorded while suppressing a decrease in the SN ratio of a necessary frequency component having strength.

次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明によるホログラム記録方法を説明する。   First, the hologram recording method according to the present invention will be described.

本発明によるホログラム記録方法は、参照光及びフーリエ変換光学系を通じてフーリエ変換された信号光をホログラム記録媒体に照射してホログラム記録媒体にホログラムを記録するホログラム記録方法であって、参照光は、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有し、その参照光及びフーリエ変換された信号光を干渉させてフーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する。   A hologram recording method according to the present invention is a hologram recording method for recording a hologram on a hologram recording medium by irradiating the hologram recording medium with reference light and signal light Fourier-transformed through a Fourier transform optical system. The intensity of the frequency component of the maximum intensity in the converted signal light has an intensity distribution that reduces the intensity of the frequency component of the maximum intensity, and the intensity of the frequency component of the maximum intensity in the signal light subjected to Fourier transform by interfering with the reference light and the signal light subjected to Fourier transform Reduce.

本発明によるホログラム記録方法においては、光源から発生する光ビームを二つの光ビームに分割し、二つの光ビームの一方を参照光として用いる。二つの光ビームの他方は、空間光変調素子及び液晶デバイスなどの物体に照射され、物体から反射された又は物体を透過した光は、物体の情報を有する信号光として、フーリエ変換光学系に平行光として入射する。なお、ホログラムが、デジタルホログラムである場合には、上記の物体として、DMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)又は液晶デバイスなどの空間光変調素子を使用し、空間光変調素子を駆動することで、空間光変調素子に“1”及び“0”の二値に対応する二次元のデータ配列を形成する。そして、空間光変調素子を通過する光は、空間光変調素子によって変調され、二値の二次元データを有する信号光が形成される。また、物体として空間光変調素子を用いる場合、空間光変調素子に入射する光ビームの直径が、空間光変調素子の光変調部分(DMDのミラー面や液晶デバイスの液晶画面)の大きさよりも小さい場合には、ビームエキスパンダーなどで、空間光変調素子に入射する光ビームの直径を拡大してもよい。   In the hologram recording method according to the present invention, the light beam generated from the light source is divided into two light beams, and one of the two light beams is used as the reference light. The other of the two light beams irradiates an object such as a spatial light modulator and a liquid crystal device, and the light reflected from or transmitted through the object is parallel to the Fourier transform optical system as signal light having information on the object. Incident as light. When the hologram is a digital hologram, a spatial light modulation element such as a DMD (digital micromirror device) or a liquid crystal device is used as the object, and the spatial light modulation element is driven, A two-dimensional data array corresponding to the binary values “1” and “0” is formed in the spatial light modulator. Then, the light passing through the spatial light modulation element is modulated by the spatial light modulation element to form signal light having binary two-dimensional data. When a spatial light modulation element is used as an object, the diameter of the light beam incident on the spatial light modulation element is smaller than the size of the light modulation part of the spatial light modulation element (mirror surface of DMD or liquid crystal screen of liquid crystal device). In this case, the diameter of the light beam incident on the spatial light modulation element may be enlarged by a beam expander or the like.

次に、フーリエ変換光学系に平行に入射した信号光は、フーリエ変換光学系を通じてフーリエ変換される。フーリエ変換光学系は、入射する信号光がフランホーファー回折により回折するようなレンズ光学系である。デジタルホログラムにおいては、“1”及び“0”の二値に対応する二次元のデータ配列をフーリエ変換することになり、“1”及び“0”の二値に対応する二次元のデータ配列のパターンに含まれる周波数成分に対応した強度分布を有する信号光に変換される。   Next, the signal light incident parallel to the Fourier transform optical system is Fourier transformed through the Fourier transform optical system. The Fourier transform optical system is a lens optical system in which incident signal light is diffracted by Franhofer diffraction. In the digital hologram, the two-dimensional data array corresponding to the binary values “1” and “0” is Fourier-transformed, and the two-dimensional data array corresponding to the binary values “1” and “0” is converted. It is converted into signal light having an intensity distribution corresponding to the frequency component included in the pattern.

参照光及びフーリエ変換された信号光の両方は、光記録材料を含むホログラム記録媒体に照射される。なお、参照光として、光源から発生した光ビームを直接使用してもよく、光源から発生した光ビームを適当なレンズ系で集光して、ホログラム記録媒体に照射してもよい。また、フーリエ変換光学系は、平行光を集光するレンズ系であるため、フーリエ変換された信号光もフーリエ変換光学系の焦点に集光される。ホログラム記録媒体の記録位置は、フーリエ変換光学系の焦点の位置に配置される。特に、物体として空間光変調素子を用いる場合には、空間光変調素子に形成される二次元のデータ配列の範囲は、ホログラム記録媒体の光記録範囲よりも大きいため、ホログラム記録媒体の記録位置において、空間光変調素子に形成された二次元のデータ配列の像を縮小する必要がある。すなわち、ホログラム記録媒体における情報の記録密度を向上させるためにも、信号光をフーリエ変換光学系によってホログラム記録媒体の記録位置に集光させる。そして、参照光及びフーリエ変換された信号光が、ホログラム記録媒体において、互いに干渉し、参照光及びフーリエ変換された信号光の干渉縞が、ホログラム記録媒体に記録される。   Both the reference light and the Fourier-transformed signal light are applied to the hologram recording medium including the optical recording material. Note that the light beam generated from the light source may be used directly as the reference light, or the light beam generated from the light source may be collected by an appropriate lens system and irradiated onto the hologram recording medium. In addition, since the Fourier transform optical system is a lens system that collects parallel light, the signal light that has undergone Fourier transform is also collected at the focal point of the Fourier transform optical system. The recording position of the hologram recording medium is arranged at the focal position of the Fourier transform optical system. In particular, when a spatial light modulation element is used as an object, the range of the two-dimensional data array formed on the spatial light modulation element is larger than the optical recording range of the hologram recording medium. It is necessary to reduce the image of the two-dimensional data array formed on the spatial light modulator. That is, in order to improve the recording density of information in the hologram recording medium, the signal light is condensed at the recording position of the hologram recording medium by the Fourier transform optical system. Then, the reference light and the Fourier-transformed signal light interfere with each other in the hologram recording medium, and interference fringes of the reference light and the Fourier-transformed signal light are recorded on the hologram recording medium.

ここで、空間的な位置に対するフーリエ変換された信号光の強度分布は、物体から来る信号光の情報によって変動するが、通常、最大強度の周波数成分と複数のより強度の小さい周波数成分を有する。   Here, the intensity distribution of the signal light subjected to the Fourier transform with respect to the spatial position varies depending on the information of the signal light coming from the object, but usually has a maximum intensity frequency component and a plurality of lower intensity frequency components.

本発明によるホログラム記録方法においては、参照光は、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有する。これにより、最大強度の周波数成分の強度を有するフーリエ変換された信号光と、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有する参照光とを、互いに干渉させることで、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度は、信号光によって低減される。すなわち、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を、参照光とフーリエ変換された信号光との干渉縞における最大強度の周波数成分の強度が、ホログラム記録媒体に含まれる光記録材料のダイナミックレンジの範囲で飽和しないように、低減することができる。   In the hologram recording method according to the present invention, the reference light has an intensity distribution that reduces the intensity of the frequency component having the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light. Thereby, the Fourier-transformed signal light having the maximum intensity of the frequency component and the reference light having an intensity distribution that reduces the intensity of the maximum-intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light are caused to interfere with each other. Thus, the intensity of the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light is reduced by the signal light. That is, the optical recording material in which the intensity of the frequency component with the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light and the intensity of the frequency component with the maximum intensity in the interference fringe between the reference light and the Fourier-transformed signal light are included in the hologram recording medium It can be reduced so as not to saturate within the dynamic range.

また、参照光は、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分よりも強度の小さい複数の周波数成分の強度を低減するような強度分布を持たないので、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分よりも強度の小さい周波数成分の強度は、フーリエ変換された信号光と参照光とを互いに干渉させても、低減されない。これにより、参照光とフーリエ変換された信号光との干渉縞における最大強度の周波数成分の強度と最大強度の周波数成分よりも強度の小さい周波数成分の強度との比を調整することができる。よって、参照光とフーリエ変換された信号光との干渉縞における最大強度の周波数成分よりも強度の小さい周波数成分のSN比は、低減されない。このように、ホログラムの記録に関して、ホログラム記録媒体の光記録材料のダイナミックレンジを有効に利用することができる。   In addition, since the reference light does not have an intensity distribution that reduces the intensity of a plurality of frequency components whose intensity is lower than the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light, the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light The intensity of the frequency component having an intensity smaller than that of the frequency component is not reduced even if the Fourier-transformed signal light and the reference light interfere with each other. Thereby, it is possible to adjust the ratio between the intensity of the frequency component having the maximum intensity and the intensity of the frequency component having a smaller intensity than the frequency component having the maximum intensity in the interference fringes between the reference light and the signal light subjected to Fourier transform. Therefore, the S / N ratio of the frequency component whose intensity is lower than the maximum intensity frequency component in the interference fringe between the reference light and the Fourier-transformed signal light is not reduced. Thus, with respect to hologram recording, the dynamic range of the optical recording material of the hologram recording medium can be used effectively.

光源から発生する光ビームから、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有する参照光を生成するためには、光源から発生する光ビームの一部を遮光するマスクなどを用いることができる。より詳しくは、光源から発生する光ビームの一部を遮光するマスクは、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減するように、光源から発生する光ビームにおける、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分に相当する部分の強度を減少させる機能を有する。このようなマスクを参照光の光路中に挿入すればよい。   In order to generate reference light having an intensity distribution that reduces the intensity of the frequency component having the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light from the light beam generated from the light source, a part of the light beam generated from the light source is shielded. A mask or the like can be used. More specifically, the mask for shielding a part of the light beam generated from the light source is Fourier-transformed in the light beam generated from the light source so as to reduce the intensity of the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light. It has a function of reducing the intensity of the portion corresponding to the maximum intensity frequency component in the signal light. Such a mask may be inserted into the optical path of the reference light.

本発明によるホログラム記録方法によれば、参照光は、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有し、その参照光及びフーリエ変換された信号光を干渉させてフーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減することで、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分を光記録材料のダイナミックレンジの範囲で飽和させることなく、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分よりも小さい強度を有する必要な周波数成分のSN比の低下を抑制してホログラムを記録することが可能なホログラム記録方法を提供することができる。   According to the hologram recording method of the present invention, the reference light has an intensity distribution that reduces the intensity of the frequency component having the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light, and causes the reference light and the Fourier-transformed signal light to interfere with each other. By reducing the intensity of the maximum intensity frequency component in the Fourier transformed signal light, the Fourier transform is achieved without saturating the maximum intensity frequency component in the Fourier transformed signal light within the dynamic range of the optical recording material. It is possible to provide a hologram recording method capable of recording a hologram while suppressing a decrease in the SN ratio of a necessary frequency component having an intensity smaller than the maximum intensity frequency component in the signal light.

また、本発明によるホログラム記録方法によれば、フーリエ変換された信号光の像点が、ホログラム記録媒体の記録位置からデフォーカスする必要がないため、参照光及びフーリエ変換された信号光の干渉縞が、広がることもなく、参照光及びフーリエ変換された信号光の干渉縞の記録密度を低減させることもない。   In addition, according to the hologram recording method of the present invention, since the image point of the Fourier-transformed signal light does not need to be defocused from the recording position of the hologram recording medium, the interference fringes of the reference light and the Fourier-transformed signal light However, the recording density of the interference fringes of the reference light and the Fourier transformed signal light is not reduced.

さらに、本発明によるホログラム記録方法においては、フーリエ変換された信号光の一部を遮光して、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減するのではなく、参照光とフーリエ変換された信号光とが干渉したときに、参照光がフーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有するように、光源から発生する光ビームの一部を遮光している。このため、フーリエ変換された信号光において遮光による乱れが生じない。一方、参照光には、遮光による乱れ(例えば、マスクによる光の回折)が発生する場合もあるが、参照光とフーリエ変換された信号光との干渉縞の記録及び再生の際に同じ参照光を用いれば(同じマスクによる回折を発生させれば)、フーリエ変換された信号光は、ホログラム記録媒体に記録された参照光の強度分布に遮光による乱れがあっても、ホログラム記録媒体に記録された干渉縞における参照光の寄与が、同じ参照光を用いることで相殺されるため、正確に再生される。   Furthermore, in the hologram recording method according to the present invention, a part of the Fourier-transformed signal light is shielded to reduce the intensity of the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light. When the converted signal light interferes, a part of the light beam generated from the light source is shielded so that the reference light has an intensity distribution that reduces the intensity of the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light. doing. For this reason, disturbance due to light shielding does not occur in the Fourier-transformed signal light. On the other hand, the reference light may be disturbed by light shielding (for example, diffraction of light by a mask), but the same reference light is used when recording and reproducing interference fringes between the reference light and the Fourier-transformed signal light. (If diffraction is generated by the same mask), the Fourier-transformed signal light is recorded on the hologram recording medium even if the intensity distribution of the reference light recorded on the hologram recording medium is disturbed by light shielding. Since the contribution of the reference light in the interference fringes is canceled by using the same reference light, it is reproduced accurately.

なお、本発明によるホログラム記録方法においては、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減するため、所定の時間の間にホログラム記録媒体に記録されるフーリエ変換された信号光の強度は、減少する。よって、所定の時間の間にホログラム記録媒体に記録されるフーリエ変換された信号光の強度が不足する場合には、光源の光ビームの強度を増加させるか、又は参照光及びフーリエ変換された信号光の干渉縞をホログラム記録媒体に記録する(露光する)時間を延長すればよい。   In the hologram recording method according to the present invention, in order to reduce the intensity of the frequency component having the maximum intensity in the Fourier transformed signal light, the Fourier transformed signal light recorded on the hologram recording medium for a predetermined time is used. The intensity decreases. Therefore, when the intensity of the Fourier-transformed signal light recorded on the hologram recording medium for a predetermined time is insufficient, the intensity of the light beam of the light source is increased, or the reference light and the Fourier-transformed signal What is necessary is just to extend the time for recording (exposing) the light interference fringes on the hologram recording medium.

本発明によるホログラム記録方法においては、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減することは、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を0にすることとしてもよい。なお、本願の特許請求の範囲及び明細書において、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を0にするとは、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を、フーリエ変換された信号光における強度0の規準に対して、完全に0である場合も実質的に0であるとみなせる場合の両方を含む。もちろん、本発明によるホログラム記録方法においては、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を0にするのではなく、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を適度に減少させるような参照光を、ホログラム記録媒体に照射してもよい。   In the hologram recording method according to the present invention, reducing the intensity of the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light can be achieved by reducing the intensity of the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light to zero. Good. In the claims and specification of the present application, when the intensity of the maximum intensity frequency component in the Fourier transformed signal light is set to 0, the intensity of the maximum intensity frequency component in the Fourier transformed signal light is expressed as Fourier For the standard of zero intensity in the converted signal light, both the case where it is completely zero and the case where it can be regarded as substantially zero are included. Of course, in the hologram recording method according to the present invention, the intensity of the maximum intensity frequency component in the Fourier transformed signal light is not reduced to 0, but the intensity of the maximum intensity frequency component in the Fourier transformed signal light is appropriately set. You may irradiate the hologram recording medium with the reference light which decreases.

本発明によるホログラム記録方法において、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を0にすることで、参照光とフーリエ変換された信号光との干渉縞における、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分と異なる周波数成分に由来する周波数成分の強度分布を、ホログラム記録媒体における光記録材料のダイナミックレンジの範囲内で高いSN比で、ホログラム記録媒体の記録位置に記録することができる。すなわち、参照光とフーリエ変換された信号光との干渉縞における、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分と異なる周波数成分に由来する周波数成分の強度分布を記録するために、ホログラム記録媒体における光記録材料のダイナミックレンジの範囲を有効に用いることができる。   In the hologram recording method according to the present invention, the intensity of the frequency component of the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light is set to 0, so that the Fourier-transformed signal light in the interference fringe between the reference light and the Fourier-transformed signal light Intensity distributions of frequency components derived from frequency components different from the maximum intensity frequency component in can be recorded at the recording position of the hologram recording medium with a high S / N ratio within the dynamic range of the optical recording material in the hologram recording medium. it can. That is, in order to record the intensity distribution of the frequency component derived from the frequency component different from the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light in the interference fringe between the reference light and the Fourier-transformed signal light, the hologram recording medium The dynamic range of the optical recording material can be effectively used.

本発明によるホログラム記録方法においては、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分は、好ましくは、フーリエ変換された信号光における最低周波数の周波数成分である。   In the hologram recording method according to the present invention, the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light is preferably the lowest frequency component in the Fourier-transformed signal light.

本発明によるホログラム記録方法において、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分が、フーリエ変換された信号光における最低周波数の周波数成分であるときには、フーリエ変換された信号光における最低周波数の周波数成分の必要性が高くないため、参照光とフーリエ変換された信号光との干渉縞における、フーリエ変換された信号光における最低周波数の周波数成分に由来する周波数成分の強度を低減してもよい。これにより、参照光とフーリエ変換された信号光との干渉縞における、フーリエ変換された信号光における最低周波数の周波数成分と異なる周波数成分に由来する周波数成分の強度分布を、ホログラム記録媒体における光記録材料のダイナミックレンジの範囲内で高いSN比で、ホログラム記録媒体の記録位置に記録することができる。すなわち、参照光とフーリエ変換された信号光との干渉縞における、フーリエ変換された信号光における最低周波数の周波数成分と異なる周波数成分に由来する周波数成分の強度分布を記録するために、ホログラム記録媒体における光記録材料のダイナミックレンジの範囲を有効に用いることができる。   In the hologram recording method according to the present invention, when the frequency component of the maximum intensity in the Fourier transformed signal light is the lowest frequency component in the Fourier transformed signal light, the lowest frequency component in the Fourier transformed signal light. Therefore, the intensity of the frequency component derived from the frequency component of the lowest frequency in the Fourier-transformed signal light in the interference fringe between the reference light and the Fourier-transformed signal light may be reduced. As a result, in the interference fringes between the reference light and the Fourier-transformed signal light, the intensity distribution of the frequency component derived from a frequency component different from the frequency component of the lowest frequency in the Fourier-transformed signal light can be recorded on the hologram recording medium. Recording can be performed at a recording position of the hologram recording medium with a high S / N ratio within the dynamic range of the material. That is, in order to record the intensity distribution of the frequency component derived from the frequency component different from the lowest frequency component in the Fourier transformed signal light in the interference fringe between the reference light and the Fourier transformed signal light, the hologram recording medium The dynamic range of the optical recording material can be effectively used.

例えば、デジタルホログラムにおいて、“1”及び“0”の二次元のデータ配列に関して、“1”及び“0”の二次元のデータ配列のパターンにおける低周波成分は、二次元のデータ配列の情報を有する干渉縞をホログラム記録媒体に記録するためには、比較的重要性は低い。このため、二次元のデータ配列の情報を有するフーリエ変換された信号光の低周波成分の強度を、フーリエ変換された信号光の低周波成分の強度を低減する強度分布を有する参照光によって低減してもよい。これにより、参照光とフーリエ変換された信号光との干渉縞における、フーリエ変換された信号光の低周波成分に由来する周波数成分の強度を低減することができる。よって、参照光とフーリエ変換された信号光との干渉縞における、フーリエ変換された信号光の低周波成分と異なる周波数成分に由来する周波数成分の強度分布をホログラム記録媒体における光記録材料のダイナミックレンジの範囲内で記録することができる。   For example, in a digital hologram, regarding the two-dimensional data array of “1” and “0”, the low frequency component in the pattern of the two-dimensional data array of “1” and “0” is the information of the two-dimensional data array. In order to record the interference fringes having on the hologram recording medium, the importance is relatively low. For this reason, the intensity of the low-frequency component of the Fourier-transformed signal light having the information of the two-dimensional data array is reduced by the reference light having an intensity distribution that reduces the intensity of the low-frequency component of the Fourier-transformed signal light. May be. Thereby, the intensity | strength of the frequency component originating in the low frequency component of the signal light by which the Fourier transform was carried out in the interference fringe of the reference light and the signal light by which the Fourier transform was carried out can be reduced. Accordingly, in the interference fringes between the reference light and the Fourier-transformed signal light, the intensity distribution of the frequency component derived from the frequency component different from the low-frequency component of the Fourier-transformed signal light is expressed as the dynamic range of the optical recording material in the hologram recording medium. Can be recorded within the range.

また、フーリエ変換された信号光における最低周波数の周波数成分が不要である場合には、フーリエ変換された信号光における最低周波数の周波数成分の強度を、フーリエ変換された信号光における最低周波数の周波数成分の強度を0にするような強度分布を有する参照光を用いて、0としてもよい。ここで、フーリエ変換された信号光における最低周波数の周波数成分の強度を0にするとは、フーリエ変換された信号光における強度0の規準に対して、完全に0である場合も実質的に0であるとみなせる場合の両方を含む。   In addition, when the frequency component of the lowest frequency in the signal light subjected to Fourier transform is unnecessary, the intensity of the frequency component of the lowest frequency in the signal light subjected to Fourier transform is determined as the frequency component of the lowest frequency in the signal light subjected to Fourier transform. The reference light having an intensity distribution that makes the intensity of the light intensity zero may be set to zero. Here, setting the intensity of the frequency component of the lowest frequency in the signal light subjected to Fourier transform to 0 is substantially 0 even when it is completely 0 with respect to the criterion of 0 intensity in the signal light subjected to Fourier transform. This includes both cases where it can be considered to exist.

例えば、デジタルホログラムにおいて、“1”及び“0”の二次元のデータ配列に関してデータの配列におけるデータの信号反転を“1”とし、データの配列におけるデータの境界の間におけるデータの信号の非反転を“0”に割り当てる二次元のデータ配列の変調方式(NRZI方式:ノンリターン・トゥ・ゼロ・インバーテド)を採用する場合には、データの配列におけるデータの境界の間におけるデータの信号の非反転に対応するフーリエ変換された信号光における最低周波数の周波数成分は、不要となる。このような変調方式で二次元のデータ配列を変調する場合には、フーリエ変換された信号光における最大強度及び最低周波数の周波数成分の強度を低減するような参照光を、フーリエ変換された信号光と干渉させて、参照光とフーリエ変換された信号光との干渉縞における、フーリエ変換された信号光の最大強度及び最低周波数の周波数成分に該当する不要な最大強度及び最低周波数の周波数成分の強度を低減することができる。よって、参照光とフーリエ変換された信号光との干渉縞における必要なより高周波の周波数成分の強度分布を、ホログラム記録媒体における光記録材料のダイナミックレンジの範囲内で記録することができる。   For example, in a digital hologram, for a two-dimensional data array of “1” and “0”, the data signal inversion in the data array is set to “1”, and the data signal is not inverted between the data boundaries in the data array. When a two-dimensional data array modulation method (NRZI method: non-return-to-zero inverted) that assigns “0” to “0” is employed, the non-inversion of the data signal between the data boundaries in the data array The frequency component of the lowest frequency in the Fourier-transformed signal light corresponding to is unnecessary. When modulating a two-dimensional data array using such a modulation method, a reference light that reduces the intensity of the frequency component of the maximum intensity and the minimum frequency in the Fourier-transformed signal light is used as the Fourier-transformed signal light. In the interference fringes between the reference light and the Fourier-transformed signal light, the maximum intensity of the Fourier-transformed signal light and the intensity of the frequency component of the lowest frequency corresponding to the frequency component of the lowest frequency Can be reduced. Therefore, it is possible to record the intensity distribution of the required higher frequency components in the interference fringes between the reference light and the Fourier-transformed signal light within the dynamic range of the optical recording material in the hologram recording medium.

また、フーリエ変換光学系が、円形開口を有するレンズ系である場合には、信号光が、円形開口を通じてフランホーファー回折によって回折されると共にフーリエ変換される。フーリエ変換された信号光は、フーリエ変換光学系の焦点位置に置かれたホログラム記録媒体の記録位置で信号光の周波数成分応じた強度分布を有する。ここで、信号光に含まれる最低周波数の周波数成分は、円形開口による回折像と同様の強度分布を有し、いわゆるエアリーディスクの範囲に分布する。よって、信号光に含まれる最低周波数の周波数成分のエアリーディスクの直径に相当する部分の強度が低減された参照光を用いることで、信号光に含まれる最低周波数の周波数成分の強度を、参照光によって有効に低減することができる。なお、信号光に含まれる最低周波数の周波数成分のエアリーディスクの直径は、信号光の波長及びフーリエ変換光学系の開口の大きさによって異なる。   In addition, when the Fourier transform optical system is a lens system having a circular aperture, the signal light is diffracted by Franhofer diffraction and Fourier transformed through the circular aperture. The Fourier-transformed signal light has an intensity distribution corresponding to the frequency component of the signal light at the recording position of the hologram recording medium placed at the focal position of the Fourier transform optical system. Here, the frequency component of the lowest frequency included in the signal light has the same intensity distribution as the diffraction image by the circular aperture, and is distributed in a so-called Airy disk range. Therefore, by using the reference light in which the intensity of the portion corresponding to the diameter of the Airy disk of the frequency component of the lowest frequency included in the signal light is reduced, the intensity of the frequency component of the lowest frequency included in the signal light is changed to the reference light. Can be effectively reduced. The diameter of the Airy disk having the lowest frequency component contained in the signal light varies depending on the wavelength of the signal light and the size of the aperture of the Fourier transform optical system.

次に、本発明によるホログラム記録装置を説明する。   Next, the hologram recording apparatus according to the present invention will be described.

本発明によるホログラム記録装置は、参照光及びフーリエ変換光学系を通じてフーリエ変換された信号光をホログラム記録媒体に照射してホログラム記録媒体にホログラムを記録するホログラム記録装置であって、参照光の強度分布を、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減するような強度分布に変換する、光強度変換手段を有する。   A hologram recording apparatus according to the present invention is a hologram recording apparatus for recording a hologram on a hologram recording medium by irradiating the hologram recording medium with reference light and signal light Fourier-transformed through a Fourier transform optical system, and the intensity distribution of the reference light Is converted into an intensity distribution that reduces the intensity of the frequency component having the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light.

本発明によるホログラム記録装置によれば、参照光の強度分布を、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減するような強度分布に変換する、光強度変換手段を有するので、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分を光記録材料のダイナミックレンジの範囲で飽和させることなく、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分よりも小さい強度を有する必要な周波数成分のSN比の低下を抑制してホログラムを記録することが可能なホログラム記録装置を提供することができる。   According to the hologram recording apparatus of the present invention, since the light intensity conversion means for converting the intensity distribution of the reference light into an intensity distribution that reduces the intensity of the frequency component of the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light, Without saturating the frequency component of the maximum intensity in the signal light subjected to Fourier transform within the range of the dynamic range of the optical recording material, the necessary frequency component having an intensity smaller than the frequency component of the maximum intensity in the signal light subjected to Fourier transform. It is possible to provide a hologram recording apparatus capable of recording a hologram while suppressing a decrease in the SN ratio.

本発明によるホログラム記録装置は、より詳しくは、光ビームを発生する光源、光源から射出される光ビームを二つの光ビームに分割する分割光学系、二つの光ビームの一方を参照光としてホログラム記録媒体に照射する光学系、二つの光ビームの他方を物体に照射して、平行光の信号光を得る光学系、物体からの信号光をフーリエ変換するフーリエ変換光学系、ホログラム記録媒体における記録位置をフーリエ変換光学系の焦点位置に設定する設定機構を有する。   More specifically, the hologram recording apparatus according to the present invention includes a light source that generates a light beam, a splitting optical system that divides the light beam emitted from the light source into two light beams, and hologram recording using one of the two light beams as reference light. Optical system for irradiating the medium, optical system for illuminating the object with the other of the two light beams to obtain parallel signal light, Fourier transform optical system for Fourier transforming the signal light from the object, and recording position on the hologram recording medium Is set to the focal position of the Fourier transform optical system.

光ビームを発生する光源は、好ましくは、光ビームがコヒーレント光であるために、レーザー光源である。   The light source that generates the light beam is preferably a laser light source because the light beam is coherent light.

特に、本発明によるホログラム記録装置においては、好ましくは、外部共振器を備えたレーザー光源を有する。外部共振器を備えたレーザー光源については、外部共振器内で光を共振させて、レーザー光を射出し、レーザー光のコヒーレント長(干渉距離)は、外部共振器の長さに依存する。よって、公知の固体レーザーなどの長さが大きい外部共振器を用いる場合には、コヒーレント長が大きく干渉性の高いレーザー光を得ることができ、参照光と信号光の光路差を正確にあわせなくても、参照光と信号光との干渉縞が得られる。このため、ホログラム記録装置を構成することが容易となる。   In particular, the hologram recording apparatus according to the present invention preferably has a laser light source provided with an external resonator. For a laser light source including an external resonator, light is resonated in the external resonator to emit laser light, and the coherent length (interference distance) of the laser light depends on the length of the external resonator. Therefore, when using a long external resonator such as a known solid-state laser, it is possible to obtain a laser beam having a large coherent length and high coherence, and the optical path difference between the reference light and the signal light cannot be accurately adjusted. Even so, interference fringes between the reference light and the signal light can be obtained. For this reason, it becomes easy to constitute a hologram recording apparatus.

また一方で、本発明によるホログラム記録装置においては、好ましくは、半導体レーザー光源を有する。光ビームを発生する光源として半導体レーザーを用いた場合には、半導体レーザーが小型のレーザー光源であるため、ホログラム記録装置を小型化することができる。   On the other hand, the hologram recording apparatus according to the present invention preferably has a semiconductor laser light source. When a semiconductor laser is used as a light source for generating a light beam, the hologram recording apparatus can be miniaturized because the semiconductor laser is a small laser light source.

光源から射出される光ビームを二つの光ビームに分割する分割光学系としては、ハーフミラーを用いることができる。また、二つの光ビームの一方を参照光としてホログラム記録媒体に照射する光学系としては、単数又は複数のミラーを適宜用いることができる。二つの光ビームの他方を物体に照射して、平行光の信号光を得る光学系としては、物体から来る光を平行光にするコリメータレンズ又はアフォーカル光学系を用いることができる。ここで、物体における光を照射する部分の大きさが、物体に照射される光ビームの直径よりも大きい場合には、光ビームの直径を、物体における光を照射する部分の大きさ以上にする必要があり、好ましくは、物体における光を照射する部分の大きさと同じ大きさにする。光ビームの直径を広げるためには、アフォーカル光学系で構成されるビームエキスパンダーを使用することができる。   A half mirror can be used as a splitting optical system that splits a light beam emitted from a light source into two light beams. As an optical system for irradiating the hologram recording medium with one of the two light beams as reference light, a single mirror or a plurality of mirrors can be used as appropriate. As an optical system that obtains parallel signal light by irradiating an object with the other of the two light beams, a collimator lens or an afocal optical system that converts light coming from the object into parallel light can be used. Here, when the size of the portion of the object that irradiates light is larger than the diameter of the light beam that irradiates the object, the diameter of the light beam is set to be equal to or larger than the size of the portion of the object that irradiates light. It is necessary, and preferably the same size as the size of the portion of the object that irradiates light. In order to widen the diameter of the light beam, a beam expander composed of an afocal optical system can be used.

ここで、物体は、特に限定されないが、デジタルホログラムにおいては、DMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)又は液晶デバイスのような空間光変調素子が用いられる。すなわち、空間光変調素子の画像表示面に、それぞれ、“1”及び“0”に相当する白色及び黒色の二次元のパターンを形成する。この白色及び黒色の二次元のパターンが、“1”及び“0”からなる二次元のデータ配列となる。空間光変調素子を含む物体を透過した光又は物体から反射した光は、光軸に対して平行な平行光である信号光として、フーリエ変換光学系に入射する。すなわち、“1”及び“0”からなる二次元のデータ配列の情報を有する信号光が、フーリエ変換光学系によって、フーリエ変換される。なお、物体として空間光変調素子を用いる場合には、空間光変調素子を制御する制御機構が必要である。   Here, the object is not particularly limited, but in the digital hologram, a spatial light modulation element such as a DMD (digital micromirror device) or a liquid crystal device is used. In other words, white and black two-dimensional patterns corresponding to “1” and “0” are formed on the image display surface of the spatial light modulator. The white and black two-dimensional patterns form a two-dimensional data array composed of “1” and “0”. The light transmitted through the object including the spatial light modulation element or the light reflected from the object enters the Fourier transform optical system as signal light that is parallel light parallel to the optical axis. That is, signal light having information of a two-dimensional data array composed of “1” and “0” is Fourier transformed by the Fourier transform optical system. In addition, when using a spatial light modulation element as an object, a control mechanism for controlling the spatial light modulation element is necessary.

物体からの信号光をフーリエ変換するフーリエ変換光学系は、平行光を集束する光学系であれば、特に限定されないが、通常は、単数又は複数のレンズを含む集束光学系である。フーリエ変換光学系は、レンズが通常円形開口を有するので、平行光の信号光をフランホーファー回折によって回折させて、信号光をフーリエ変換する。また、フーリエ変換光学系は、信号光の不要な部分を除去するための開口を有してもよい。   A Fourier transform optical system that Fourier-transforms signal light from an object is not particularly limited as long as it is an optical system that focuses parallel light, but is usually a focusing optical system including one or more lenses. In the Fourier transform optical system, since the lens usually has a circular aperture, the signal light of parallel light is diffracted by Franhofer diffraction to Fourier transform the signal light. Further, the Fourier transform optical system may have an opening for removing an unnecessary portion of the signal light.

本発明によるホログラム記録装置の設定機構で、ホログラム記録媒体における記録位置をフーリエ変換光学系の焦点位置に設定する。   With the setting mechanism of the hologram recording apparatus according to the present invention, the recording position on the hologram recording medium is set to the focal position of the Fourier transform optical system.

本発明によるホログラム記録装置は、参照光の強度分布を、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減するような強度分布に変換する、光強度変換手段を有する。光強度変換手段は、参照光が通過する光路中に挿入される。光強度変換手段は、光源から発生する光ビームの所定の部分を透過させ、光源から発生する光ビームの別の部分を反射又は部分的に透過させる(減光する)部分を有する。例えば、光強度変換手段は、透明な基板及び透明な基板に設けられた透明な基板よりも参照光の透過率が低い又は透明な基板に設けられた参照光を反射する所定の部分を有する。この所定の部分は、光源から発生する光の波長及び信号光をフーリエ変換するフーリエ変換光学系の開口の形状及び大きさによって変動する。   The hologram recording apparatus according to the present invention has light intensity conversion means for converting the intensity distribution of the reference light into an intensity distribution that reduces the intensity of the frequency component of the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light. The light intensity conversion means is inserted into an optical path through which the reference light passes. The light intensity converting means has a portion that transmits a predetermined portion of the light beam generated from the light source and reflects or partially transmits (reduces) another portion of the light beam generated from the light source. For example, the light intensity conversion means includes a transparent substrate and a predetermined portion that reflects the reference light provided on the transparent substrate or having a lower transmittance of the reference light than the transparent substrate provided on the transparent substrate. This predetermined portion varies depending on the wavelength of the light generated from the light source and the shape and size of the aperture of the Fourier transform optical system that Fourier transforms the signal light.

本発明によるホログラム記録装置においては、光強度変換手段は、好ましくは、透明な基板及び透明な基板に設けられた金属の膜を有する。光強度変換手段は、光源から発生した光ビームの一部を、透明な基板に設けられた金属の膜で反射するか、又は透明な基板に設けられた金属の膜を通じて透過させる。すなわち、透明な基板に設けられた金属の膜の厚さが厚い場合には、光源から発生した光ビームの一部を、金属の膜によって、反射させることができ、透明な基板に設けられた金属の膜の厚さが薄い場合には、光源から発生した光ビームの一部を、金属の膜を通じて、透過させることができる。金属の膜を通じて透過した参照光の強度は、金属の膜によって低減される。また、参照光の強度分布を、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減するような強度分布にするために、光源から発生した光ビームにおける強度を低減させる部分の範囲は、透明な基板に設けられる金属の膜の大きさによって決定される。光源から発生した光ビームにおける強度を低減させる部分の範囲は、光源から発生する光の波長及び信号光をフーリエ変換するフーリエ変換光学系の開口によって変動する。例えば、光源から発生した光ビームにおける強度を低減させる部分の範囲は、信号光をフーリエ変換するフーリエ変換光学系の開口が円形開口であれば、フーリエ変換された信号光のエアリーディスクの直径を有する円盤型としてもよい。ここで、金属の膜の材料としては、反射率の高いアルミニウム及び銀などの金属材料を用いることが好ましい。このような、反射率の高い金属材料を用いることで、光源から発生した光ビームの一部の強度を有効に低減させることができる。また、光源から発生した光ビームの残りの部分を、透明な基板に通過させる。光源から発生した光ビームの残りの部分における強度を、ほとんど低下させない。透明な基板としては、光源から発生した光ビームを透過させるガラス基板及びプラスチック基板などが挙げられる。よって、光源から発生した光ビームにおける金属の膜に入射する部分の強度と透明な基板に入射する部分の強度との差を大きくすることができる。このように、光強度変換手段が、透明な基板及び透明な基板に設けられた金属の膜を有することで、参照光の強度分布を、金属の膜の大きさ及び厚さを設定することで、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減するような強度分布に簡便に変換することができる。なお、金属の膜は、透明な基板上に金属をスパッタリングすることで作製することができる。   In the hologram recording apparatus according to the present invention, the light intensity conversion means preferably includes a transparent substrate and a metal film provided on the transparent substrate. The light intensity conversion means reflects a part of the light beam generated from the light source by the metal film provided on the transparent substrate or transmits the light beam through the metal film provided on the transparent substrate. That is, when the thickness of the metal film provided on the transparent substrate is thick, a part of the light beam generated from the light source can be reflected by the metal film and provided on the transparent substrate. When the metal film is thin, a part of the light beam generated from the light source can be transmitted through the metal film. The intensity of the reference light transmitted through the metal film is reduced by the metal film. In addition, in order to make the intensity distribution of the reference light an intensity distribution that reduces the intensity of the frequency component of the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light, the range of the portion that reduces the intensity in the light beam generated from the light source is It is determined by the size of the metal film provided on the transparent substrate. The range of the portion where the intensity of the light beam generated from the light source is reduced varies depending on the wavelength of the light generated from the light source and the aperture of the Fourier transform optical system that Fourier transforms the signal light. For example, the range of the portion that reduces the intensity of the light beam generated from the light source has the diameter of the Airy disk of the Fourier-transformed signal light if the aperture of the Fourier transform optical system that Fourier transforms the signal light is a circular aperture It is good also as a disk type. Here, as a material of the metal film, it is preferable to use a metal material such as aluminum and silver having high reflectivity. By using such a metal material having a high reflectance, the intensity of a part of the light beam generated from the light source can be effectively reduced. Further, the remaining portion of the light beam generated from the light source is passed through a transparent substrate. The intensity of the remaining portion of the light beam generated from the light source is hardly reduced. Examples of the transparent substrate include a glass substrate and a plastic substrate that transmit a light beam generated from a light source. Therefore, the difference between the intensity of the portion incident on the metal film and the intensity of the portion incident on the transparent substrate in the light beam generated from the light source can be increased. In this way, the light intensity conversion means has the transparent substrate and the metal film provided on the transparent substrate, so that the intensity distribution of the reference light can be set by setting the size and thickness of the metal film. The intensity distribution of the frequency component having the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light can be easily converted to an intensity distribution. Note that the metal film can be manufactured by sputtering a metal on a transparent substrate.

本発明によるホログラム記録装置においては、光強度変換手段は、好ましくは、透明な基板及び前記透明な基板に設けられた誘電体多層膜を有する。光強度変換手段は、光源から発生した光ビームの一部を、透明な基板に設けられた誘電体多層膜を通じて透過させる。誘電体多層膜を構成する各膜の材料(屈折率又は誘電率)及び厚さを設計することで、誘電体多層膜を通じて透過した参照光の透過率を適宜設定することができる。これにより、参照光が、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減するような強度分布を有するように、光源から発生した光ビームの一部を、誘電体多層膜を通じて低減させることができる。また、参照光の強度分布を、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減するような強度分布にするために、光源から発生した光ビームにおける強度を低減させる部分の範囲は、透明な基板に設けられる誘電体多層膜の大きさによって決定される。光源から発生した光ビームにおける強度を低減させる部分の範囲は、光源から発生する光の波長及び信号光をフーリエ変換するフーリエ変換光学系の開口によって変動する。例えば、光源から発生した光ビームにおける強度を低減させる部分の範囲は、信号光をフーリエ変換するフーリエ変換光学系の開口が円形開口であれば、フーリエ変換された信号光のエアリーディスクの直径を有する円盤型としてもよい。また、参照光の残りの部分を、透明な基板に通過させる。透明な基板は、参照光の残りの部分の強度を、ほとんど低下させない。透明な基板としては、光源から発生した光ビームを透過させるガラス基板及びプラスチック基板などが挙げられる。よって、光源から発生した光ビームにおける誘電体多層膜に入射する部分の強度と透明な基板に入射する部分の強度との差を大きくすることができる。このように、光強度変換手段が、透明な基板及び透明な基板に設けられた誘電体多層膜を有するので、参照光の強度分布を、誘電体多層膜の形状及び厚さを設定することで、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減するような強度分布に簡便に変換することができる。なお、誘電体多層膜は、透明な基板上に誘電体多層膜を構成する誘電体をスパッタリングすることで作製することができる。   In the hologram recording apparatus according to the present invention, the light intensity conversion means preferably includes a transparent substrate and a dielectric multilayer film provided on the transparent substrate. The light intensity converting means transmits a part of the light beam generated from the light source through the dielectric multilayer film provided on the transparent substrate. By designing the material (refractive index or dielectric constant) and thickness of each film constituting the dielectric multilayer film, the transmittance of the reference light transmitted through the dielectric multilayer film can be appropriately set. As a result, a part of the light beam generated from the light source is reduced through the dielectric multilayer film so that the reference light has an intensity distribution that reduces the intensity of the frequency component having the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light. Can be made. In addition, in order to make the intensity distribution of the reference light an intensity distribution that reduces the intensity of the frequency component of the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light, the range of the portion that reduces the intensity in the light beam generated from the light source is It is determined by the size of the dielectric multilayer film provided on the transparent substrate. The range of the portion where the intensity of the light beam generated from the light source is reduced varies depending on the wavelength of the light generated from the light source and the aperture of the Fourier transform optical system that Fourier transforms the signal light. For example, the range of the portion that reduces the intensity of the light beam generated from the light source has the diameter of the Airy disk of the Fourier-transformed signal light if the aperture of the Fourier transform optical system that Fourier transforms the signal light is a circular aperture It is good also as a disk type. Further, the remaining part of the reference light is passed through a transparent substrate. The transparent substrate hardly reduces the intensity of the remaining portion of the reference light. Examples of the transparent substrate include a glass substrate and a plastic substrate that transmit a light beam generated from a light source. Therefore, the difference between the intensity of the portion incident on the dielectric multilayer film and the intensity of the portion incident on the transparent substrate in the light beam generated from the light source can be increased. Thus, since the light intensity conversion means has a transparent substrate and a dielectric multilayer film provided on the transparent substrate, the intensity distribution of the reference light can be set by setting the shape and thickness of the dielectric multilayer film. The intensity distribution of the frequency component having the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light can be easily converted to an intensity distribution. The dielectric multilayer film can be produced by sputtering a dielectric that forms the dielectric multilayer film on a transparent substrate.

また、本発明によるホログラム記録装置においては、参照光が、光ビームである場合に、光強度変換手段に入射する光ビームの径を拡大するビームエキスパンダーをさらに有してもよい。強度変換手段に入射する光ビームの径を拡大するビームエキスパンダーとしては、強度変換手段に入射する光ビームを、より大きい径を有する平行光の光ビームに変換するアフォーカル光学系を用いることができる。光強度変換手段に入射する光ビームの径を拡大するビームエキスパンダーを有することで、光強度変換手段の大きさを大きくすることができ、光強度変換手段を作製することが容易となる。すなわち、透明な基板上に設けられた金属の膜及び誘電体多層膜のような参照光の一部を反射又は部分的に透過させる(減光する)部分の大きさを、参照光のビーム径の大きさよりも大きくすることができ、光強度変換手段を製作することが容易となる。なお、ビームエキスパンダーでビーム径を拡大した参照光を光強度変換手段に通過させ、光強度変換手段を通過した参照光は、ビーム径を縮小するレンズ系によって、光源から発生する光ビームと同じ径のビーム径を有する参照光に再度変換され、ホログラム記録媒体に照射される。   The hologram recording apparatus according to the present invention may further include a beam expander that expands the diameter of the light beam incident on the light intensity conversion means when the reference light is a light beam. As a beam expander that expands the diameter of the light beam incident on the intensity conversion means, an afocal optical system that converts the light beam incident on the intensity conversion means into a parallel light beam having a larger diameter can be used. . By having a beam expander that expands the diameter of the light beam incident on the light intensity conversion means, the size of the light intensity conversion means can be increased, and the light intensity conversion means can be easily manufactured. That is, the size of a part of the reference light such as a metal film and a dielectric multilayer film provided on a transparent substrate that reflects or partially transmits (decreases) the reference light beam diameter. The light intensity conversion means can be easily manufactured. The reference light whose beam diameter has been enlarged by the beam expander is passed through the light intensity conversion means, and the reference light that has passed through the light intensity conversion means has the same diameter as the light beam generated from the light source by the lens system that reduces the beam diameter. Is converted again into reference light having a beam diameter of 2 mm and irradiated onto the hologram recording medium.

次に、本発明によるホログラム記録媒体を説明する。   Next, the hologram recording medium according to the present invention will be described.

本発明によるホログラム記録媒体は、フーリエ変換光学系を通じてフーリエ変換された信号光とフーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有する参照光とを照射することによってホログラムが記録されたホログラム記録媒体である。   The hologram recording medium according to the present invention irradiates a hologram by irradiating signal light that has undergone Fourier transform through a Fourier transform optical system and reference light having an intensity distribution that reduces the intensity of the maximum intensity frequency component in the signal light that has undergone Fourier transform. Is a hologram recording medium on which is recorded.

本発明によるホログラム記録媒体は、フーリエ変換光学系を通じてフーリエ変換された信号光とフーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有する参照光とを照射することによってホログラムが記録されたホログラム記録媒体であるので、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分を光記録材料のダイナミックレンジの範囲で飽和させることなく、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分よりも小さい強度を有する必要な周波数成分のSN比の低下を抑制してホログラムが記録されたホログラム記録媒体を提供することができる。   The hologram recording medium according to the present invention irradiates a hologram by irradiating signal light that has undergone Fourier transform through a Fourier transform optical system and reference light having an intensity distribution that reduces the intensity of the maximum intensity frequency component in the signal light that has undergone Fourier transform. Is the hologram recording medium on which is recorded, so that the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light is not saturated in the dynamic range of the optical recording material, and the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light It is possible to provide a hologram recording medium on which a hologram is recorded while suppressing a decrease in the SN ratio of a necessary frequency component having a smaller intensity.

なお、ホログラム記録媒体は、ケイ酸ビスマス及びニオブ酸リチウムのような露光による誘電率の変化が大きい結晶、露光により屈折率差を生じるフォトポリマーなどの光記録材料で製作される。   Note that the hologram recording medium is made of an optical recording material such as bismuth silicate and lithium niobate that has a large change in dielectric constant upon exposure, and a photopolymer that produces a refractive index difference upon exposure.

次に、本発明によるホログラム再生装置を説明する。   Next, a hologram reproducing apparatus according to the present invention will be described.

本発明によるホログラム再生装置は、フーリエ変換光学系を通じてフーリエ変換された信号光とフーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有する参照光とを照射することによってホログラムが記録されたホログラム記録媒体からホログラムを再生するホログラム再生装置であって、上記の参照光をホログラム記録媒体へ照射する参照光照射手段を有する。この参照光照射手段は、本発明によるホログラム記録装置に含まれる光強度変換手段を含み、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有する参照光を、本発明によるホログラム記録媒体に照射する。これにより、本発明によるホログラム記録媒体に記録されたホログラムを再生することができる。なお、ホログラム再生装置においては、例えばCCDのような、上記の参照光によって再生したホログラムを検出する検出手段を設けてもよい。   The hologram reproducing apparatus according to the present invention irradiates a hologram by irradiating a signal light that has undergone Fourier transform through a Fourier transform optical system and a reference light having an intensity distribution that reduces the intensity of the maximum intensity frequency component in the signal light that has undergone Fourier transform. Is a hologram reproducing apparatus that reproduces a hologram from a hologram recording medium on which is recorded, and includes reference light irradiation means for irradiating the hologram recording medium with the reference light. The reference light irradiating means includes light intensity converting means included in the hologram recording apparatus according to the present invention, and the reference light having the intensity distribution for reducing the intensity of the frequency component of the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light. Irradiate the hologram recording medium. Thereby, the hologram recorded on the hologram recording medium according to the present invention can be reproduced. In the hologram reproducing device, for example, a detecting unit such as a CCD for detecting the hologram reproduced by the reference light may be provided.

本発明によるホログラム再生装置によれば、上記の参照光をホログラム記録媒体へ照射する参照光照射手段を有するので、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分を光記録材料のダイナミックレンジの範囲で飽和させることなく、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分よりも小さい強度を有する必要な周波数成分のSN比の低下を抑制してホログラムを再生することが可能なホログラム再生装置を提供することができる。   According to the hologram reproducing apparatus of the present invention, since it has the reference light irradiating means for irradiating the hologram recording medium with the above-mentioned reference light, the frequency component of the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light is in the range of the dynamic range of the optical recording material. A hologram reproducing apparatus capable of reproducing a hologram while suppressing a decrease in the SN ratio of a necessary frequency component having an intensity smaller than the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light without being saturated with can do.

次に、本発明によるホログラム再生方法を説明する。   Next, the hologram reproducing method according to the present invention will be described.

本発明によるホログラム再生方法は、フーリエ変換光学系を通じてフーリエ変換された信号光とフーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有する参照光とを照射することによってホログラムが記録されたホログラム記録媒体に、上記の参照光を照射して、ホログラムを再生するホログラム再生方法である。   According to the hologram reproducing method of the present invention, a hologram is obtained by irradiating a signal beam Fourier-transformed through a Fourier transform optical system and a reference beam having an intensity distribution that reduces the intensity of a frequency component having the maximum intensity in the Fourier-transformed signal beam. Is a hologram reproducing method for reproducing a hologram by irradiating the hologram recording medium on which is recorded with the reference light described above.

本発明によるホログラム再生方法によれば、フーリエ変換光学系を通じてフーリエ変換された信号光とフーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有する参照光とを照射することによってホログラムが記録されたホログラム記録媒体に、上記の参照光を照射して、ホログラムを再生するので、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分を光記録材料のダイナミックレンジの範囲で飽和させることなく、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分よりも小さい強度を有する必要な周波数成分のSN比の低下を抑制してホログラムを再生することが可能なホログラム再生方法を提供することができる。   According to the hologram reproducing method of the present invention, the signal light Fourier-transformed through the Fourier transform optical system and the reference light having an intensity distribution that reduces the intensity of the frequency component having the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light are irradiated. The hologram recording medium on which the hologram is recorded is irradiated with the above reference light to reproduce the hologram, so that the frequency component of the maximum intensity in the Fourier transformed signal light is saturated within the dynamic range of the optical recording material. There is provided a hologram reproduction method capable of reproducing a hologram while suppressing a decrease in the SN ratio of a necessary frequency component having an intensity smaller than the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light. it can.

本発明によるホログラム記録装置及びホログラム再生装置を組み合わせて、すなわち、ホログラム記録装置をホログラム再生装置として用いて、ホログラム記録再生装置としてもよい。このようなホログラム記録再生装置においては、本発明によるホログラム記録方法及びホログラム再生方法を実施することができる。具体的には、本発明によるホログラム記録装置において、本発明によるホログラム記録媒体に記録されたホログラムを再生するときには、物体として、物体に入射する光を遮断するものを用いるか、信号光の光路中に光を遮断する遮蔽体を挿入すればよい。このようにして、本発明によるホログラム記録媒体に参照光のみが照射され、ホログラム記録媒体に記録されたホログラムが再生される。なお、本発明によるホログラム記録装置に、再生されるホログラムを検出する検出手段を設けてもよい。   The hologram recording apparatus and the hologram reproducing apparatus according to the present invention may be combined, that is, the hologram recording apparatus may be used as a hologram reproducing apparatus to form a hologram recording / reproducing apparatus. In such a hologram recording / reproducing apparatus, the hologram recording method and the hologram reproducing method according to the present invention can be implemented. Specifically, in the hologram recording apparatus according to the present invention, when reproducing a hologram recorded on the hologram recording medium according to the present invention, an object that blocks light incident on the object is used, or in the optical path of the signal light What is necessary is just to insert the shielding body which interrupts | blocks light into. In this way, only the reference light is applied to the hologram recording medium according to the present invention, and the hologram recorded on the hologram recording medium is reproduced. The hologram recording apparatus according to the present invention may be provided with detection means for detecting the reproduced hologram.

本発明によるホログラム記録方法、ホログラム記録装置、ホログラム再生方法、ホログラム再生装置、及びホログラム記録媒体は、例えば、大容量の情報を高速で記録再生することが可能なホログラム光メモリに用いることができる。   The hologram recording method, hologram recording apparatus, hologram reproducing method, hologram reproducing apparatus, and hologram recording medium according to the present invention can be used, for example, in a hologram optical memory capable of recording and reproducing a large amount of information at high speed.

図6は、本発明によるホログラム記録装置及び記録方法の具体例を説明する図である。図6に示す本発明によるホログラム記録装置は、デジタルホログラム記録装置の例であって、レーザー光源1、ハーフミラー2、ミラー3及び4、信号光の光路上に設けられる図6において実線で表されたビームエキスパンダー5、空間光変調素子6、信号光の光路上に設けられる図6において実線で表されたレンズ系7、並びに、ガラス基板8及びアルミニウム膜9からなるマスクを有する。なお、レンズ系7は、空間光変調素子から入射する信号光の不要な部分を除去するために、収束レンズ、ピンホール、コリメータレンズを有してもよい。すなわち、収束レンズ及びコリメータレンズの焦点をピンホールの位置に設定し、収束レンズは、平行光である信号光を収束光としてピンホールに収束させ、コリメータレンズは、ピンホールを通過する発散光を平行光として、その平行光をホログラム記録媒体に集束させるレンズ(系)に入射させる。   FIG. 6 is a diagram for explaining a specific example of the hologram recording apparatus and the recording method according to the present invention. The hologram recording apparatus according to the present invention shown in FIG. 6 is an example of a digital hologram recording apparatus, and is represented by a solid line in FIG. 6 provided on a laser light source 1, a half mirror 2, mirrors 3 and 4, and an optical path of signal light. The beam expander 5, the spatial light modulator 6, the lens system 7 represented by the solid line in FIG. 6 provided on the optical path of the signal light, and the mask made of the glass substrate 8 and the aluminum film 9. The lens system 7 may include a converging lens, a pinhole, and a collimator lens in order to remove unnecessary portions of signal light incident from the spatial light modulator. That is, the focal point of the converging lens and the collimator lens is set at the pinhole position, the converging lens converges the parallel signal light into the pinhole as the converging light, and the collimating lens emits the diverging light passing through the pinhole As parallel light, the parallel light is incident on a lens (system) that focuses the hologram recording medium.

また、必要に応じて参照光の光路上に設けられる図6において点線で表されたビームエキスパンダー5及び参照光の光路上に設けられる図6において点線で表されたビーム径を縮小するレンズ系を備えていてもよい。本発明によるホログラム記録装置が、参照光の光路上に設けられる図6において点線で表されたビームエキスパンダー5及びレンズ系7を含む場合には、参照光のビーム径を拡大することができるため、アルミニウム膜9の大きさを大きくすることができ、マスクの製作が容易となる。ビームエキスパンダー5で拡大された光ビームは、マスクを通過し、レンズ系7によって光ビームの径が元に戻される。   Further, a beam expander 5 represented by a dotted line in FIG. 6 provided on the optical path of the reference light and a lens system for reducing the beam diameter represented by the dotted line in FIG. 6 provided on the optical path of the reference light as necessary. You may have. When the hologram recording apparatus according to the present invention includes the beam expander 5 and the lens system 7 represented by dotted lines in FIG. 6 provided on the optical path of the reference light, the beam diameter of the reference light can be enlarged. The size of the aluminum film 9 can be increased, and the mask can be easily manufactured. The light beam expanded by the beam expander 5 passes through the mask, and the diameter of the light beam is returned to the original by the lens system 7.

本発明によるホログラム記録装置を用いて、ホログラム記録媒体10に情報を記録する場合には、まず、ホログラム記録装置に、ホログラムが記録されていないホログラム記録媒体10を設置する。次に、レーザー光源1から一本の光ビームを発生させ、この光ビームは、ハーフミラー2によって二つの光ビームに分割される。二つの光ビームの一方は、ハーフミラー2によってレーザー光源から入射する光ビームに対して垂直な方向へ、ミラー3へ向かって反射される。ミラー3で反射された光ビームは、ガラス基板8及びアルミニウム膜9からなるマスクを通過し、ミラー4でさらに反射されて、参照光としてホログラム記録媒体10に照射される。ここで、ミラー3で反射された光ビームは、ガラス基板8及びアルミニウム膜9からなるマスクを通過する際に変調される。   When recording information on the hologram recording medium 10 using the hologram recording apparatus according to the present invention, first, the hologram recording medium 10 on which no hologram is recorded is installed in the hologram recording apparatus. Next, one light beam is generated from the laser light source 1, and this light beam is divided into two light beams by the half mirror 2. One of the two light beams is reflected by the half mirror 2 toward the mirror 3 in a direction perpendicular to the light beam incident from the laser light source. The light beam reflected by the mirror 3 passes through the mask made of the glass substrate 8 and the aluminum film 9, is further reflected by the mirror 4, and is applied to the hologram recording medium 10 as reference light. Here, the light beam reflected by the mirror 3 is modulated when passing through the mask made of the glass substrate 8 and the aluminum film 9.

ハーフミラー2によって分割された他方の光ビームは、ハーフミラー2を透過し、ビームエキスパンダー5に入射する。ビームエキスパンダー5に入射した光ビームの直径は、ビームエキスパンダー5によって拡大され、拡大されたビーム径を有する光ビームは、平行光として空間光変調素子6に照射される。空間光変調素子6に照射された光ビームは、空間光変調素子6で変調されて、信号光としてレンズ系7に平行に入射する。デジタルホログラム記録装置において、空間光変調素子6は、光ビームを変調して、“1”及び“0”が二次元に配列した二次元のデータ配列に対応する信号光を形成する。図3は、空間光変調素子によって形成される二次元のデータ配列の例を示す図である。図3に示すように、空間光変調素子6によって、白色の四角で表した“1”のデータと黒色の四角で表した“0”のデータとからなる様々な二次元のデータ配列が形成され、空間光変調素子6に入射した光が、空間光変調素子6によって形成されたこのような二次元のデータ配列に対応して変調される。このようにして、二次元のデータ配列の情報を有する光ビームが、レンズ系7に平行光として入射することとなる。   The other light beam divided by the half mirror 2 passes through the half mirror 2 and enters the beam expander 5. The diameter of the light beam incident on the beam expander 5 is expanded by the beam expander 5, and the light beam having the expanded beam diameter is irradiated onto the spatial light modulator 6 as parallel light. The light beam applied to the spatial light modulator 6 is modulated by the spatial light modulator 6 and enters the lens system 7 in parallel as signal light. In the digital hologram recording apparatus, the spatial light modulator 6 modulates the light beam to form signal light corresponding to a two-dimensional data array in which “1” and “0” are two-dimensionally arranged. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a two-dimensional data array formed by the spatial light modulation elements. As shown in FIG. 3, the spatial light modulator 6 forms various two-dimensional data arrays composed of “1” data represented by white squares and “0” data represented by black squares. The light incident on the spatial light modulation element 6 is modulated in correspondence with such a two-dimensional data array formed by the spatial light modulation element 6. In this way, the light beam having the information of the two-dimensional data array enters the lens system 7 as parallel light.

次に、空間光変調素子6によって形成される二次元のデータ配列に対応した光が、信号光としてレンズ系7に入射し、空間光変調素子6によって形成された二次元のデータ配列が、レンズ系7によってフーリエ変換される。なお、レンズ系7は、二次元のデータ配列の情報を有する光ビームがフランホーファー回折により回折するような光学系である。 図4は、ホログラム記録媒体の記録位置におけるレンズ系によってフーリエ変換された信号光の強度分布を示す図である。図4において、横軸は、任意単位で表された空間的な位置を示し、縦軸は、任意単位で表された光ビームの強度を示す。一般に、フーリエ変換された信号光は、空間的な位置に対して、そのビームの中心で最も高い強度を有するピークを有し、最大強度を有するピークの周辺に対称的に、複数のピークを有する。フーリエ変換された信号光の複数のピークは、ビームの中心から離れるにつれて、ピークの強度は、減少する。ここで、ビームの中心で最も高い強度を有するピークは、空間光変調素子6によって形成された二次元のデータ配列のパターンにおける(DC成分と呼ばれる)低周波成分に起因し、ビームの中心で最も高い強度を有するピークの周辺に現れる複数のピークは、二次元のデータ配列のパターンにおける高周波成分に起因する。そして、ビームの中心から離れたピークほど、二次元のデータ配列のより高い周波数成分に対応している。すなわち、フーリエ変換された信号光においては、一般に、二次元のデータ配列のパターンにおける低周波成分に対応するDC成分のピーク強度が、二次元のデータ配列のパターンにおける高周波成分のピーク強度に比べて大きい。フーリエ変換された信号光は、ホログラム記録媒体10に照射される。   Next, light corresponding to the two-dimensional data array formed by the spatial light modulator 6 enters the lens system 7 as signal light, and the two-dimensional data array formed by the spatial light modulator 6 Fourier transformed by the system 7. The lens system 7 is an optical system in which a light beam having information of a two-dimensional data array is diffracted by Franhofer diffraction. FIG. 4 is a diagram showing the intensity distribution of the signal light Fourier-transformed by the lens system at the recording position of the hologram recording medium. In FIG. 4, the horizontal axis indicates a spatial position expressed in arbitrary units, and the vertical axis indicates the intensity of the light beam expressed in arbitrary units. In general, the Fourier-transformed signal light has a peak having the highest intensity at the center of the beam with respect to a spatial position, and has a plurality of peaks symmetrically around the peak having the maximum intensity. . As the peaks of the Fourier transformed signal light move away from the center of the beam, the intensity of the peaks decreases. Here, the peak having the highest intensity at the center of the beam is caused by a low-frequency component (referred to as a DC component) in the pattern of the two-dimensional data array formed by the spatial light modulator 6, and is the highest at the center of the beam. A plurality of peaks appearing around a peak having a high intensity is caused by a high-frequency component in a two-dimensional data array pattern. The peak farther from the center of the beam corresponds to the higher frequency component of the two-dimensional data array. That is, in the signal light subjected to Fourier transform, generally, the peak intensity of the DC component corresponding to the low frequency component in the two-dimensional data array pattern is higher than the peak intensity of the high frequency component in the two-dimensional data array pattern. large. The hologram recording medium 10 is irradiated with the Fourier-transformed signal light.

図6に示すような本発明によるホログラム記録装置においては、ミラー3で反射された光ビームが、ガラス基板8及びアルミニウム膜9からなるマスクを通過する際に変調される。図7は、本発明によるホログラム記録装置におけるガラス基板及びアルミニウム膜からなるマスクの平面図である。マスクは、正方形の形状のガラス基板8及びガラス基板8上に設けられた円盤型のアルミニウム膜9を有する。なお、図7においては、マスクに入射する光ビームの径を点線で表してある。マスクを通過する光ビームの所定の部分は、正方形の形状のガラス基板8を透過するため、ガラス基板8を通過する光ビームの強度は、ほとんど変化しない。一方、マスクを通過する光ビームにおける別の所定の部分は、円盤型のアルミニウム膜9で反射されるか、又はアルミニウム膜9を通過する。マスクを通過する光ビームの所定の部分が、アルミニウム膜9を通過する場合には、その光ビームの所定の部分における強度は、顕著に減少させられる。円盤型のアルミニウム膜9の厚さ及び直径は、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度のみを減少させるような厚さ及び直径である。信号光をフーリエ変換するフーリエ変換光学系の開口が、円形である場合には、円盤型のアルミニウム膜9の直径は、フーリエ変換された信号光におけるエアリーディスクの直径であってもよい。   In the hologram recording apparatus according to the present invention as shown in FIG. 6, the light beam reflected by the mirror 3 is modulated when passing through the mask made of the glass substrate 8 and the aluminum film 9. FIG. 7 is a plan view of a mask made of a glass substrate and an aluminum film in the hologram recording apparatus according to the present invention. The mask has a glass substrate 8 having a square shape and a disk-shaped aluminum film 9 provided on the glass substrate 8. In FIG. 7, the diameter of the light beam incident on the mask is represented by a dotted line. Since a predetermined portion of the light beam that passes through the mask passes through the glass substrate 8 having a square shape, the intensity of the light beam that passes through the glass substrate 8 hardly changes. On the other hand, another predetermined portion of the light beam passing through the mask is reflected by the disc-shaped aluminum film 9 or passes through the aluminum film 9. When a predetermined portion of the light beam passing through the mask passes through the aluminum film 9, the intensity of the predetermined portion of the light beam is significantly reduced. The thickness and diameter of the disk-shaped aluminum film 9 are such that only the intensity of the frequency component of the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light is reduced. When the aperture of the Fourier transform optical system for Fourier transforming the signal light is circular, the diameter of the disk-shaped aluminum film 9 may be the diameter of the Airy disk in the signal light subjected to Fourier transform.

そして、ガラス基板8及びアルミニウム膜9からなるマスクによって変調された光ビームは、参照光としてホログラム記録媒体10に照射される。図8は、本発明によるホログラム記録装置におけるホログラム記録媒体に照射される参照光の強度分布を示す図である。図8において、横軸は、任意単位で表された空間的な位置を示し、縦軸は、任意単位で表された光ビームの強度を示す。図8に示すように、ホログラム記録媒体10に照射される参照光は、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有する。すなわち、参照光は、空間的な位置に対して、そのビームの中心で、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減するように、比較的減少した強度を有し、その減少した強度を有するビームの中心の周辺では、そのビームの中心付近からそのビームの周辺に向かって徐々に減少する強度分布を有する。   The light beam modulated by the mask made of the glass substrate 8 and the aluminum film 9 is applied to the hologram recording medium 10 as reference light. FIG. 8 is a diagram showing the intensity distribution of the reference light applied to the hologram recording medium in the hologram recording apparatus according to the present invention. In FIG. 8, the horizontal axis indicates the spatial position expressed in arbitrary units, and the vertical axis indicates the intensity of the light beam expressed in arbitrary units. As shown in FIG. 8, the reference light applied to the hologram recording medium 10 has an intensity distribution that reduces the intensity of the frequency component having the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light. That is, the reference light has a relatively reduced intensity so as to reduce the intensity of the highest intensity frequency component in the Fourier transformed signal light at the center of the beam with respect to the spatial position, In the vicinity of the center of the beam having a reduced intensity, there is an intensity distribution that gradually decreases from the vicinity of the center of the beam toward the periphery of the beam.

次に、図4に示すような複数のピークからなる強度分布を有するフーリエ変換された信号光と、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有する参照光とが、ホログラム記録媒体10の記録位置で干渉する。そして、ホログラム記録媒体10に照射された参照光とフーリエ変換された信号光との干渉縞が、ホログラム記録媒体10に記録される。図9は、本発明によるホログラム記録装置におけるホログラム記録媒体の記録位置で参照光と信号光とが干渉して得られる干渉縞の強度分布を示す図である。図8において、横軸は、任意単位で表された空間的な位置を示し、縦軸は、任意単位で表された光ビームの強度を示す。本発明によるホログラム記録装置においては、フーリエ変換された信号光を、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有する参照光と干渉させることによって、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分を低減することができる。よって、ホログラム記録媒体の記録位置で参照光と信号光とが干渉して形成される干渉縞の強度分布において、フーリエ変換された信号光における低周波成分に関する中心付近の強度が著しく高くなることを抑制することができ、ホログラム記録媒体のダイナミックレンジの範囲内でフーリエ変換された信号光における低周波成分の強度に由来する干渉縞の強度の飽和を回避することができる。また、フーリエ変換された信号光における高周波成分に関する周辺付近の強度は、参照光によって低減されないので、フーリエ変換された信号光における高周波成分の強度に由来する干渉縞の強度は、マスクの有無に関わらずほとんど変動せず、フーリエ変換された信号光における高周波成分の強度に由来する干渉縞の強度のSN比は、ほとんど低下しない。よって、マスクを用いて参照光の強度分布を、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分を低減する強度分布とすることにより、参照光と信号光との干渉縞の強度分布において、ホログラム記録媒体のダイナミックレンジの範囲内でフーリエ変換された信号光における低周波成分の強度に由来する干渉縞の強度の飽和を回避すると共にフーリエ変換された信号光における高周波成分の強度に由来する干渉縞の強度のSN比の低下を抑制することができる。   Next, a Fourier-transformed signal light having an intensity distribution composed of a plurality of peaks as shown in FIG. 4, and a reference light having an intensity distribution for reducing the intensity of the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light, Interferes at the recording position of the hologram recording medium 10. Then, interference fringes between the reference light irradiated on the hologram recording medium 10 and the Fourier-transformed signal light are recorded on the hologram recording medium 10. FIG. 9 is a diagram showing the intensity distribution of interference fringes obtained by the interference of the reference light and the signal light at the recording position of the hologram recording medium in the hologram recording apparatus according to the present invention. In FIG. 8, the horizontal axis indicates the spatial position expressed in arbitrary units, and the vertical axis indicates the intensity of the light beam expressed in arbitrary units. In the hologram recording apparatus according to the present invention, the Fourier-transformed signal light is Fourier-transformed by interfering with the reference light having an intensity distribution that reduces the intensity of the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light. The maximum intensity frequency component in the signal light can be reduced. Therefore, in the intensity distribution of the interference fringes formed by the interference of the reference light and the signal light at the recording position of the hologram recording medium, the intensity near the center related to the low frequency component in the Fourier transformed signal light is significantly increased. It is possible to suppress the interference fringe intensity saturation derived from the intensity of the low frequency component in the signal light Fourier-transformed within the dynamic range of the hologram recording medium. Further, since the intensity near the periphery of the high-frequency component in the signal light subjected to Fourier transform is not reduced by the reference light, the intensity of the interference fringes derived from the intensity of the high-frequency component in the signal light subjected to Fourier transform is related to the presence or absence of the mask. The SN ratio of the interference fringe intensity derived from the intensity of the high frequency component in the Fourier-transformed signal light hardly changes. Therefore, the intensity distribution of the reference light using the mask is an intensity distribution that reduces the frequency component of the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light, so that in the intensity distribution of the interference fringes between the reference light and the signal light, the hologram Interference fringes derived from the intensity of high frequency components in the signal light subjected to Fourier transform while avoiding saturation of the intensity of the low frequency components in the signal light subjected to Fourier transform within the dynamic range of the recording medium It is possible to suppress a decrease in the SN ratio of the intensity.

このようにして参照光と信号光との干渉縞をホログラムとして記録したホログラム記録媒体を、図6に示すホログラム記録装置の所定の位置に設置し、空間光変調素子6を制御して、レンズ系7に入射する信号光を遮断することで、又は信号光の光路に遮蔽板を挿入することで、ホログラム記録媒体に、マスクを通過した参照光を照射することができる。これにより、ホログラム記録媒体に記録されたホログラムを再生することができる。   The hologram recording medium in which the interference fringes between the reference light and the signal light are recorded as a hologram in this way is placed at a predetermined position of the hologram recording apparatus shown in FIG. 6, and the spatial light modulation element 6 is controlled to control the lens system. By blocking the signal light entering 7 or inserting a shielding plate in the optical path of the signal light, the hologram recording medium can be irradiated with the reference light that has passed through the mask. Thereby, the hologram recorded on the hologram recording medium can be reproduced.

図6の実線に示す本発明によるホログラム記録装置において、本発明によるホログラム記録方法に従って、ホログラムの記録を行った。レーザー光源としては、YAGレーザーの第二高調波(SHG)(波長532nm)を用いた。また、空間光変調素子としてDMDを使用し、図3に示すような“1”(白色で示した反射面)及び“0”(黒色で示した非反射面)の二次元のランダムパターンを作成した。ホログラム記録媒体としては、フォトポリマーで形成されたホログラム記録媒体を用いた。また、マスクとして、図7に示すようなスライドガラスの基板の中央に円盤型のアルミニウム膜をスパッタリンクで形成したマスクを用いた。上述したように、ホログラム記録媒体に記録したホログラムを再生すると、参照光と信号光との干渉縞における低周波成分は、飽和しておらず、高周波成分のSN比も低下しないことを確認することができた。   In the hologram recording apparatus according to the present invention shown by the solid line in FIG. 6, hologram recording was performed according to the hologram recording method according to the present invention. As the laser light source, a second harmonic (SHG) (wavelength 532 nm) of a YAG laser was used. Also, using a DMD as a spatial light modulator, create a two-dimensional random pattern of “1” (reflecting surface shown in white) and “0” (non-reflecting surface shown in black) as shown in FIG. did. As the hologram recording medium, a hologram recording medium formed of a photopolymer was used. Further, as a mask, a mask in which a disk-shaped aluminum film was formed by sputtering links in the center of a slide glass substrate as shown in FIG. 7 was used. As described above, when a hologram recorded on the hologram recording medium is reproduced, it is confirmed that the low frequency component in the interference fringe between the reference light and the signal light is not saturated and the SN ratio of the high frequency component does not decrease. I was able to.

以上、本発明の実施の形態及び実施例を具体的に説明してきたが、本発明は、これらの実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、これら本発明の実施の形態及び実施例を、本発明の主旨及び範囲を逸脱することなく、変更又は変形することができる。   Although the embodiments and examples of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to these embodiments and examples, and the embodiments and examples of the present invention are not limited thereto. Can be changed or modified without departing from the spirit and scope of the present invention.

本発明は、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分を光記録材料のダイナミックレンジの範囲で飽和させることなく、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分よりも小さい強度を有する必要な周波数成分のSN比の低下を抑制してホログラムを記録/再生することが可能なホログラム記録/再生方法及びホログラム記録/再生装置に適用することができる。   The present invention requires that the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light is less than the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light without saturating the frequency component in the dynamic range of the optical recording material. The present invention can be applied to a hologram recording / reproducing method and a hologram recording / reproducing apparatus capable of recording / reproducing a hologram while suppressing a decrease in the SN ratio of frequency components.

また、本発明は、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分を光記録材料のダイナミックレンジの範囲で飽和させることなく、フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分よりも小さい強度を有する必要な周波数成分のSN比の低下を抑制してホログラムが記録されたホログラム記録媒体に適用することができる。   Further, the present invention provides an intensity smaller than the maximum intensity frequency component in the Fourier transformed signal light without saturating the maximum intensity frequency component in the Fourier transformed signal light within the dynamic range of the optical recording material. The present invention can be applied to a hologram recording medium on which holograms are recorded while suppressing a decrease in the SN ratio of necessary frequency components.

従来のデジタルホログラム記録装置及び記録方法を説明する図である。It is a figure explaining the conventional digital hologram recording device and recording method. 従来のデジタルホログラム記録装置におけるホログラム記録媒体に照射される参照光の強度分布を示す図である。It is a figure which shows intensity distribution of the reference light irradiated to the hologram recording medium in the conventional digital hologram recording device. 空間光変調素子によって形成される二次元のデータ配列の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the two-dimensional data arrangement | sequence formed with a spatial light modulation element. ホログラム記録媒体の記録位置におけるレンズ系によってフーリエ変換された信号光の強度分布を示す図である。It is a figure which shows intensity distribution of the signal light Fourier-transformed by the lens system in the recording position of a hologram recording medium. 従来のデジタルホログラム記録装置におけるホログラム記録媒体の記録位置で参照光と信号光とが干渉して形成される干渉縞の強度分布を示す図である。It is a figure which shows intensity distribution of the interference fringe formed by a reference light and signal light interfering in the recording position of the hologram recording medium in the conventional digital hologram recording device. 本発明によるホログラム記録装置及び記録方法の具体例を説明する図である。It is a figure explaining the specific example of the hologram recording apparatus and recording method by this invention. 本発明によるホログラム記録装置に使用するガラス基板及びアルミニウム膜からなるマスクの平面図である。It is a top view of the mask which consists of a glass substrate and aluminum film used for the hologram recording apparatus by this invention. 本発明によるホログラム記録装置におけるホログラム記録媒体に照射される参照光の強度分布を示す図である。It is a figure which shows intensity distribution of the reference light irradiated to the hologram recording medium in the hologram recording apparatus by this invention. 本発明によるホログラム記録装置におけるホログラム記録媒体の記録位置で参照光と信号光とが干渉して得られる干渉縞の強度分布を示す図である。It is a figure which shows intensity distribution of the interference fringe obtained by a reference light and signal light interfering in the recording position of the hologram recording medium in the hologram recording apparatus by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、101 レーザー光源
2、102 ハーフミラー
3、4、103、104 ミラー
5、105 ビームエキスパンダー
6、106 空間光変調素子
7、107 レンズ系
8 ガラス基板
9 アルミニウム膜
10、110 ホログラム記録媒体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Laser light source 2,102 Half mirror 3, 4, 103, 104 Mirror 5, 105 Beam expander 6, 106 Spatial light modulation element 7, 107 Lens system 8 Glass substrate 9 Aluminum film 10, 110 Hologram recording medium

Claims (11)

参照光及びフーリエ変換光学系を通じてフーリエ変換された信号光をホログラム記録媒体に照射して前記ホログラム記録媒体にホログラムを記録するホログラム記録方法において、
前記参照光は、前記フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有し、
前記参照光及び前記フーリエ変換された信号光を干渉させて前記フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減することを特徴とするホログラム記録方法。
In the hologram recording method of recording a hologram on the hologram recording medium by irradiating the hologram recording medium with a reference light and signal light Fourier-transformed through a Fourier transform optical system,
The reference light has an intensity distribution that reduces the intensity of the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light,
A hologram recording method, comprising: interfering the reference light and the Fourier-transformed signal light to reduce the intensity of the maximum intensity frequency component in the Fourier-transformed signal light.
前記フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分は、前記フーリエ変換された信号光における最低周波数の周波数成分であることを特徴とする請求項1に記載のホログラム記録方法。   2. The hologram recording method according to claim 1, wherein the frequency component having the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light is a frequency component having the lowest frequency in the Fourier-transformed signal light. フーリエ変換光学系を通じてフーリエ変換された信号光と前記フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有する参照光とを照射することによってホログラムが記録されたホログラム記録媒体に、前記参照光を照射して、前記ホログラムを再生することを特徴とするホログラム再生方法。   Hologram recording medium on which holograms are recorded by irradiating signal light that has undergone Fourier transform through a Fourier transform optical system and reference light having an intensity distribution that reduces the intensity of the maximum intensity frequency component in the signal light that has undergone Fourier transform And irradiating the reference light to reproduce the hologram. 参照光及びフーリエ変換光学系を通じてフーリエ変換された信号光をホログラム記録媒体に照射して前記ホログラム記録媒体にホログラムを記録するホログラム記録装置において、
前記参照光の強度分布を、前記フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減するような強度分布に変換する、光強度変換手段を有することを特徴とするホログラム記録装置。
In a hologram recording apparatus for recording a hologram on the hologram recording medium by irradiating the hologram recording medium with reference light and signal light Fourier-transformed through a Fourier transform optical system,
A hologram recording apparatus comprising: a light intensity converting unit that converts the intensity distribution of the reference light into an intensity distribution that reduces the intensity of the frequency component having the maximum intensity in the Fourier-transformed signal light.
前記参照光が、光ビームである場合であって、
前記光強度変換手段に入射する前記光ビームの径を拡大するビームエキスパンダーをさらに有することを特徴とする請求項4に記載のホログラム記録装置。
The reference light is a light beam,
The hologram recording apparatus according to claim 4, further comprising a beam expander that expands a diameter of the light beam incident on the light intensity conversion unit.
前記光強度変換手段は、透明な基板及び前記透明な基板に設けられた金属の膜を有することを特徴とする請求項4又は5に記載のホログラム記録装置。   6. The hologram recording apparatus according to claim 4, wherein the light intensity conversion means includes a transparent substrate and a metal film provided on the transparent substrate. 前記光強度変換手段は、透明な基板及び前記透明な基板に設けられた誘電体多層膜を有することを特徴とする請求項4又は5に記載のホログラム記録装置。   6. The hologram recording apparatus according to claim 4, wherein the light intensity conversion means includes a transparent substrate and a dielectric multilayer film provided on the transparent substrate. 外部共振器を備えたレーザー光源を有することを特徴とする請求項4乃至7のいずれか一項に記載のホログラム記録装置。   The hologram recording apparatus according to claim 4, further comprising a laser light source including an external resonator. 半導体レーザー光源を有することを特徴とする請求項4乃至7のいずれか一項に記載のホログラム記録装置。   The hologram recording apparatus according to claim 4, further comprising a semiconductor laser light source. フーリエ変換光学系を通じてフーリエ変換された信号光と前記フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有する参照光とを照射することによってホログラムが記録されたホログラム記録媒体から前記ホログラムを再生するホログラム再生装置において、
前記参照光を前記ホログラム記録媒体へ照射する参照光照射手段を有することを特徴とするホログラム再生装置。
Hologram recording medium on which holograms are recorded by irradiating signal light that has undergone Fourier transform through a Fourier transform optical system and reference light having an intensity distribution that reduces the intensity of the maximum intensity frequency component in the signal light that has undergone Fourier transform In the hologram reproducing apparatus for reproducing the hologram from
A hologram reproducing apparatus comprising reference light irradiation means for irradiating the hologram recording medium with the reference light.
フーリエ変換光学系を通じてフーリエ変換された信号光と前記フーリエ変換された信号光における最大強度の周波数成分の強度を低減する強度分布を有する参照光とを照射することによってホログラムが記録されたことを特徴とするホログラム記録媒体。   A hologram is recorded by irradiating signal light that has undergone Fourier transform through a Fourier transform optical system and reference light having an intensity distribution that reduces the intensity of the maximum intensity frequency component in the Fourier transformed signal light. Hologram recording medium.
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