CN101359484A - 全息记录/再生装置 - Google Patents

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Abstract

一种全息记录/再生装置，包括：空间调制器，其中形成参考光束区域和再生光束区域；以及控制器，被配置为控制参考光束区域的范围以及再生光束区域的范围。根据全息记录介质在记录时的温度，控制器将参考光束区域的范围设置为第一预定范围，从而将参考光束在全息记录介质上的入射角度范围设置为第一预定角度范围。根据全息记录介质再生所记录的数据时的温度，控制器将再生光束区域的范围设置为第二预定范围，从而将再生光束在全息记录介质上的入射角度范围设置为第二预定角度范围。

Description

全息记录/再生装置
相关申请的交叉参考
本发明包含于2007年8月1日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2007-200543涉及的主题，将其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及全息记录装置和/或全息再生装置。
背景技术
近几年，全息存储器作为数据存储器件受到关注。在全息存储器中，全息记录装置用于记录全息图，而全息再生装置用于再生所记录的全息图。如下进行全息图的记录。即，根据所要记录的数据调制的信号光束和预定的参考光束由同一光源发射的激光产生，并施加到全息记录介质上，其中信号光束和参考光束相互干涉，从而形成干涉图样(全息图)。这样，所述数据作为全息图记录到全息记录介质上。所记录的全息图包含以页为单位记录的大量信息。所记录的数据逐页地进行识别和管理。
在这种全息存储器中，全息再生装置用于从全息记录介质中再生所记录的数据。如下进行全息再生。即，将再生光束施加到根据上述数据形成的全息图，所述再生光束是具有与记录中所使用的参考光束的特性相同的特性的光束。这样使得从全息记录介质产生衍射光束。包含一页记录数据的衍射光束被光检测器的二维阵列检测到，并进行信号处理。从而，可以再生所记录的数据。
此外，已经提出了能够实现全息记录装置和全息再生装置两种功能的全息记录/再生装置(记录和再生装置)。在以下说明中，使用术语“全息记录/再生装置(记录和/或再生装置)”来总称全息记录装置、全息再生装置和全息记录/再生装置，如果需要明确地区别，将作相应的说明。类似地，使用术语“记录/再生(记录和/或再生)”来总称记录、再生和记录/再生(记录和再生)，如果需要明确地区别，将作相应的说明。
信号光束、参考光束和再生光束的产生以及衍射光束的检测在由光学元件组合形成的全息记录/再生光学部中进行。设计光学部中光路的方法的实例包括所谓的同轴法(参见例如Nikkei Electronics，2005年1月17日，第106页～第114页)，其中信号光束和参考光束同轴排列，参考光束和再生光束的光路部分重叠，并且这些光束(信号光束、参考光束和再生光束)通过共同的光路。设计光学部中光路的另一种方法是双光束法，其中信号光束和参考光束(再生光束)经过不同的光路。
在全息存储器中，如果记录时的温度和再生时的温度彼此相差几摄氏度，那么由于全息记录介质的热膨胀或热收缩，很难再生所记录的数据。图17A～图17C示意性地示出了全息记录介质的热膨胀和热收缩。具体地，图17A～图17C分别示出了对应于全息记录介质的给定温度的全息图。为了易于说明，只示出了全息记录介质的基板48a、记录材料层48b和基板48c，而没有示出反射膜等。正如示出的那样，记录材料层48b置于基板48a和基板48c之间。在以下的说明中，广义地使用术语“热膨胀”，其包括热收缩，但是如果在有必要清楚地区分的地方，则两个术语“热膨胀”和“热收缩”都将使用。
当温度变化时，全息记录介质在记录材料层48b的热膨胀系数(典型值约为5×10-4/℃)的影响下，在Z-方向(参见图17C的左下方)发生热膨胀。通过来自具有小的热膨胀系数(约7×10-6/℃至8×10-6/℃)的硬质基板48a和48c的压力，在X-方向和Y-方向(参见图17C的左下方)全息图的所记录的干涉条纹的间隔和方向发生改变。图17B示意性地示出了当全息记录介质的温度为25℃(基准温度)时的全息图状态。在图17B中，L1表示记录材料层48b的厚度，d1表示相邻条纹间的距离，而α1表示条纹相对于全息记录介质表面的倾斜角。
如果全息记录介质的温度变为15℃，则在25℃(基准温度)的温度下记录的全息图变为图17A所示的状态。在图17A中，L2表示记录材料层48b的厚度，d2表示相邻条纹间的距离，而α2表示条纹相对于全息记录介质表面的倾斜角。由于记录材料层48b的热收缩，厚度L2变得小于厚度L1，距离d2变得小于距离d1，而倾斜角α2变得大于倾斜角α1。如果全息记录介质的温度变为35℃，则在25℃(参考温度)的温度下记录的全息图变为图17C所示的状态。在图17C中，L3表示记录材料层48b的厚度，d3表示相邻条纹间的距离，而α3表示条纹相对于全息记录介质表面的倾斜角。由于记录材料层48b的热膨胀，厚度L3变得大于厚度L1，距离d3变得大于距离d1，而倾斜角α3变得小于倾斜角α1。
如上所述，如果全息记录介质在记录时和再生时的温度之间存在差异，那么全息图的形状相应地发生变化。结果，当使用具有与记录时使用的参考光束相同的波长和入射方向的光束作为用于从全息记录介质获得衍射光束的再生光束，以再生所记录的数据时，由于未满足干涉条纹的布拉格条件并且没有衍射光束产生，所以很难由衍射光束再生所记录的数据。为了解决这个问题，本申请中所列的发明人提出了由参考光束的波长和入射方向而改变再生光束的波长和入射方向的方法，并且还提出了用于变化波长的可调(波长可变)激光(参见例如T.Tanaka，K.Sako，R.Kasegawa，M.Toishi，K.Watanabe，and S.Akao，″Tunable blue laser for holographic datastorage″Proceedings of Optical Data Storage，2006，pp.215～217)。对于入射方向，利用上述的双光束方法，很容易改变再生光束和参考光束中任意一种的入射方向。
发明内容
然而，利用信号光束和参考光束共享同一光路的同轴法，很难使再生光束的入射方向不同于参考光束的入射方向。因此，需要提供这样的记录和/或再生技术，可以使参考光束和再生光束的入射方向彼此不同，从而可以获得良好的记录和/或再生特性。
根据本发明一个实施例的全息记录/再生装置用信号光束和参考光束照射全息记录介质，从而在全息记录介质上将数据记录为全息图，用再生光束照射记录在全息记录介质上的全息图，从而获得衍射光束，并且由衍射光束再生所记录的数据。所述全息记录/再生装置包括空间调制器，其中形成用于产生参考光束的参考光束区域和用于产生再生光束的再生光束区域；以及控制器，被配置为控制参考光束区域的范围以及再生光束区域的范围。根据全息记录介质在记录时的温度，将参考光束区域的范围设置为第一预定范围，从而将参考光束在全息记录介质上的入射角度范围设置为第一预定角度范围。根据全息记录介质再生所记录的数据时的温度，将再生光束区域的范围设置为第二预定范围，从而将再生光束在全息记录介质上的入射角度范围设置为第二预定角度范围。
根据本发明一个实施例的全息记录/再生装置用信号光束和参考光束照射全息记录介质，从而在全息记录介质上将数据记录为全息图。另外，全息记录/再生装置用再生光束照射记录在全息记录介质上的全息图以获得衍射光束，从而由衍射光束再生所记录的数据。所述全息记录/再生装置包括空间调制器以及被配置为控制空间调制器中的参考光束区域和再生光束区域的范围的控制器。对于在全息记录介质上进行记录，根据全息记录介质在记录时的温度，将参考光束区域的范围设置为第一预定范围，从而将参考光束在全息记录介质上的入射角度范围设置为第一预定角度范围。对于从全息记录介质的再生，根据全息记录介质在再生时的温度，将再生光束区域的范围设置为第二预定范围，从而将再生光束在全息记录介质上的入射角度范围设置为第二预定角度范围。在这里，第二预定角度范围是最满足布拉格条件的入射角度范围(即再生光束的最佳入射角度范围)。因此，即使当全息记录介质上形成的全息图的形状根据全息记录介质的温度而变化时，通过根据全息图的形状变化适当地改变参考光束和再生光束的入射角度，也能获得良好的记录/再生特性。即，即使在记录时和再生时的全息记录介质的温度彼此不同，也可以获得良好的记录/再生特性。
根据本发明另一实施例的全息记录/再生装置用信号光束和参考光束照射全息记录介质，从而在全息记录介质上将数据记录为全息图，用再生光束照射记录在全息记录介质上的全息图，从而获得衍射光束，并且由衍射光束再生所记录的数据。所述全息记录/再生装置包括：空间调制器，其中形成用于产生参考光束的参考光束区域和用于产生再生光束的再生光束区域；以及控制器，被配置为控制参考光束区域的范围以及再生光束区域的范围。将参考光束区域的范围设置为预定范围，从而将参考光束在全息记录介质上的入射角度范围设置为预定角度范围。设置再生光束区域的范围，使得再生光束的入射角度范围包括在全息记录介质上进行记录时参考光束的预定角度范围。
根据本发明另一实施例的全息记录/再生装置用信号光束和参考光束照射全息记录介质，从而在全息记录介质上将数据记录为全息图。另外，全息记录/再生装置用再生光束照射记录在全息记录介质上的全息图以获得衍射光束，从而由衍射光束再生所记录的数据。所述全息记录/再生装置包括空间调制器以及被配置为控制空间调制器中的参考光束区域的范围和再生光束区域的范围的控制器。对于在全息记录介质上进行记录，根据全息记录介质在记录时的温度，将参考光束区域的范围设置为预定范围，从而将参考光束在全息记录介质上的入射角度范围设置为预定角度范围。对于从全息记录介质的再生，设置再生光束区域的范围，使得在全息记录/再生装置的操作温度范围内的任何温度下的再生光束的入射角度包括在全息记录介质上记录时的参考光束的预定角度范围。结果，不管全息图的形状是否根据全息记录介质的温度发生了变化，再生光束的入射角度范围都可包括照射全息图的参考光束的入射角度范围。即，用具有适当入射角度的再生光束和具有无助于再生的入射角度的再生光束共同照射由参考光束和信号光束所形成的全息图。然后，通过利用仅具有适当入射角度范围的再生光束才满足布拉格条件并且允许产生衍射光束的事实，即使当全息记录介质在记录和再生时的温度彼此不同时，也可以获得良好的记录/再生特性。
根据本发明一个实施例的全息记录装置用信号光束和参考光束照射全息记录介质，从而在全息记录介质上将数据记录为全息图。所述全息记录装置包括：空间调制器，其中形成用于产生参考光束的参考光束区域，以及控制器，被配置为控制参考光束区域的范围。对于在全息记录介质上进行记录，根据全息记录介质在记录时的温度，将参考光束区域的范围设置为预定范围，从而将参考光束在全息记录介质上的入射角度范围设置为预定角度范围。
根据本发明一个实施例的全息记录装置用信号光束和参考光束照射全息记录介质，从而在全息记录介质上将数据记录为全息图。所述全息记录装置包括空间调制器以及被配置为控制空间调制器中参考光束区域的范围的控制器。对于在全息记录介质上进行记录，根据全息记录介质在记录时的温度，将参考光束区域的范围设置为预定范围，从而将参考光束在全息记录介质上的入射角度范围设置为预定角度范围。从而，在全息记录介质上的记录完成。然后，当使用再生光束照射所记录的全息图来进行再生时，可以找到合适的再生光束入射角度。因此，即使当全息记录介质在记录和再生时的温度彼此不同时，也可以获得良好的记录/再生特性。
根据本发明一个实施例的全息再生装置用再生光束照射全息记录介质(其上通过使用信号光束和具有对应于全息记录介质在记录时的温度的第一预定角度范围的参考光束照射全息记录介质而将数据记录为全息图)，获得衍射光束，并且由衍射光束再生所记录的数据。所述全息记录/再生装置包括空间调制器，其中形成用于产生再生光束的再生光束区域；以及控制器，被配置为控制再生光束区域的范围。根据全息记录介质在再生所记录的数据时的温度，将再生光束区域的范围设置为预定范围，从而将再生光束在全息记录介质上的入射角度范围设置为第二预定角度范围。
通过根据本发明一个实施例的全息再生装置进行再生的全息记录介质，是一种在其上将数据记录为全息图(通过使用信号光束和具有对应于全息记录介质在记录时的温度的第一预定角度范围的参考光束照射全息记录介质来进行记录)的记录介质。即，在全息记录介质上进行记录，从而，通过将参考光束的入射角度范围设置为第一预定角度范围，即使当全息图的形状根据全息记录介质的温度而变化时，全息图形状的变化以及再生光束的最佳入射角度范围也是可预测的。所述全息再生装置包括空间调制器以及被配置为控制空间调制器中再生光束区域的范围的控制器。然后，根据全息记录介质在再生时的温度，将再生光束区域的范围设置为预定范围，从而将再生光束在全息记录介质上的入射角度范围设置为第二预定角度范围。在这里，第二预定角度范围是最满足布拉格条件的入射角度范围(即再生光束的最佳入射角度范围)。因此，即使当全息记录介质在记录全息图后温度改变并且全息图形状改变时，也可以找到再生光束的适当入射角度范围。通过使用具有适当入射角度范围的再生光束，即使当全息记录介质在记录和再生时的温度彼此不同，也可以获得良好的记录/再生特性。
根据本发明另一实施例的全息再生装置用再生光束照射全息记录介质(其上通过使用信号光束和参考光束照射全息记录介质而将数据记录为全息图)，获得衍射光束，并且由衍射光束再生所记录的数据。所述全息再生装置包括空间调制器，在其中形成用于产生再生光束的再生光束区域，以及控制器，被配置为控制再生光束区域的范围。设置再生光束区域的范围，使得再生光束的入射角度范围包括在全息记录介质上记录全息图时参考光束的入射角度范围。
对于从全息记录介质再生全息图，根据本发明另一实施例的全息再生装置控制再生光束区域的范围，使得再生光束的入射角度范围包括在全息记录介质上记录全息图时的参考光束的预定角度范围。结果，无论全息图的形状是否根据全息记录介质的温度变化，再生光束的入射角度范围都可包括照射全息图的参考光束的入射角度范围。即，用具有适当入射角度的再生光束和具有无助于再生的入射角度的再生光束共同照射全息图。那么，仅具有适当入射角度的再生光束才满足布拉格条件并且允许产生衍射光束。因此，即使当全息记录介质在记录和再生时的温度彼此不同并且全息图的形状根据全息记录介质的温度而变化时，也可以获得良好的记录/再生特性。
根据本发明的实施例，通过使参考光束和再生光束的入射角度范围彼此不同，可以获得良好的记录和/或再生特性。
附图说明
图1是主要示出了根据本发明实施例的全息记录/再生装置的光学部的示意图。
图2示出了参考光束区域和信号光束区域中显示的图样。
图3示出了带有具体尺寸的图2的参考光束区域和信号光束区域。
图4是示出了全息记录介质的温度和激光源发射的激光光束的最佳波长之间的关系的示图。
图5是示出了全息记录介质的温度、光束的最佳入射角度范围和最佳半径范围的关系的示图。
图6是示出了在记录时的参考光束区域与信号光束区域、物镜以及全息记录介质沿光束传播方向的相互关系的示意性截面图。
图7是示出了在再生时的再生光束区域与信号光束区域、物镜以及全息记录介质沿光束传播方向的相互关系的示意性截面图。
图8是示出了在再生时的再生光束区域与信号光束区域、物镜以及全息记录介质沿光束传播方向的相互关系的示意性截面图。
图9示出了在空间调制器的反射面上形成的参考光束区域和再生光束区域。
图10示出了在空间调制器的反射面上形成的参考光束区域和再生光束区域。
图11示出了在空间调制器的反射面上形成的参考光束区域和再生光束区域。
图12是主要示出了根据本发明另一实施例的全息记录/再生装置的光学部的示意图。
图13是示出了作为相位掩模实例的径向的相位掩模的平面图。
图14A～图14C是各种类型的相位掩模的断面。
图15示出了具有不同重复数量的凹部和凸部的相位掩模。
图16是示出了全息记录介质中光束的峰强度与相位掩模的分区数量之间的关系的示图。
图17A～图17C示意性地示出了全息记录介质的热膨胀和收缩。
具体实施方式
(实施例的记录和再生原理的概述)
使用同轴法来进行根据本发明实施例的全息图的记录和再生。通过用信号光束和参考光束照射全息记录介质，将数据作为全息图记录在全息记录介质上。实施例的全息记录装置和/或全息再生装置包括空间调制器以及被配置为控制空间调制器中参考光束区域的范围和/或再生光束区域的范围的控制器。对于在全息记录介质上进行记录，根据全息记录介质在记录时的温度，将参考光束区域的范围设置为预定范围(第一预定范围)，从而将参考光束在全息记录介质上的入射角度范围设置为预定角度范围(第一预定角度范围)。这样，完成在全息记录介质上的记录。为了使全息记录介质的温度与参考光束区域的范围(第一预定范围)相关联，可以使用方程式，或者可以对全息记录介质的温度与第一预定范围之间的关系建立映射并将其存储在随机存取存储器(RAM)等中。当使用该方程式时，控制部执行输入温度并且输出参考光束区域的范围的计算。当进行映射时，将温度用作地址空间，将对应于参考光束区域的范围的数据映射至该地址空间。
如果如上所述记录全息图，则可以唯一地确定全息图的形状是如何根据全息记录介质的温度而变化的。在这里，代表全息图形状变化的典型参数为全息图的倾斜角度以及全息图光栅条纹间的距离。全息图的倾斜角度与入射角度密切相关，该入射角度是光束在全息图上入射的角度。用于从全息图获得最佳衍射光束的光束入射角度由全息图的形状确定。而且，由于全息图是三维地形成，故对于各个温度的再生光束的最佳入射角度范围(第二预定角度范围)也是唯一确定的。在这里，再生光束的最佳入射角度范围表示最满足布拉格条件的入射角度。如果没有满足布拉格条件，则衍射光束的光量减少。因此，通过用具有最佳入射角度范围的再生光束照射全息图，可以获得最优选的再生特性，并且可以获得包括记录和再生两种特性的最优选的记录/再生特性。
为了获得具有最佳入射角度范围的再生光束，有必要提供用于改变参考光束的入射角度范围的构造。利用同轴法，在现有技术中很难实现这样的构造。然而，根据本发明的实施例，可通过变化空间调制器中形成的再生光束区域的范围，很容易地改变再生光束的入射角度范围。这同样适用于记录时的参考光束。即，通过在空间调制器的预定范围(第一预定范围)内形成参考光束区域，可以获得具有预定角度范围的参考光束(第一预定角度范围)，同时通过在空间调制器的预定范围(第二预定范围)内形成再生光束区域，可以获得具有预定角度范围的(第二预定角度范围)的再生光束。
全息图光栅的条纹之间的距离与全息图上的入射光束的波长紧密相关。用于从全息图获得最佳衍射光束的光束波长由全息图的形状确定。因此，如果使用具有预定波长的参考光束来记录全息图，可唯一地确定用于照射所记录的全息图以获得衍射光束的最合适的再生光束波长。即，通过如上所述地选择再生光束的合适波长以及设置再生光束的适当入射角度，可以获得更优选的再生特性以及更优选的记录/再生特性。为了使全息记录介质的温度与波长相关联，可以使用方程式，或者可以对温度与波长之间的关系建立映射并将其存储在RAM等中。
如果还提供参考光束从其通过的相位掩模，则可以防止所谓的零级光在全息记录介质的特定点上集中。在这里，再生时以及记录时需要使用相位掩模，从而获得良好的记录/再生特性。如果再生时全息记录介质的温度与记录时的温度相同，则仅仅需要在记录和再生时，使用相同的相位掩模，并且对相位掩模的构造没有特别的限制。然而，当在本发明的实施例中使用相位掩模时，如果参考光束区域的范围和再生光束区域的范围彼此不同，则必需考虑一些因素来构造相位掩模。即，需要将相位掩模构造为使得照射全息图上相同点的光束具有同样的相位特性。如上所述，全息图上的同一点(即，全息图的三维空间中的任何点)根据温度而移动。因此，即使在记录和再生时的温度彼此不同时，通过相位掩模获得的参考光束和通过相位掩模获得的再生光束需要在全息图上的同一点具有相同的作用。
例如，如果参考光束区域的范围和再生光束区域的范围是具有同一中心的圆环形区域时，可以如下构成使参考光束和再生光束对同一点具有相同的作用的相位掩模。即，可以形成沿通过其中心的径向线具有相同相位特性的相位掩模，所述中心对应于参考光束区域和再生光束区域的同一中心(即，界定圆环形区域的外圆和内圆的同一中心)。更具体地，例如，相位掩模具有简单的构造，其中，其相位仅在圆周方向上变化，而在径向没有变化。
在本实施例中，参考光束的适当的入射角度范围根据全息记录介质的温度来限定，并且再生光束的适当的入射角度范围也根据全息记录介质的温度来限定。在本发明另一实施例中，在记录时，将参考光束的入射角度范围设置为预定的固定范围或对应于记录时的全息记录介质的温度的入射角度范围；而在再生时，将再生光束的入射角度范围设置为大于参考光束的入射角度范围。因而，不管全息记录介质温度如何或者至少不管全息记录介质在再生时的温度如何，都可以获得良好的再生特性和记录/再生特性。尽管在此情况下产生了多余的再生光束，这些多余的再生光束并不满足布拉格条件，因此在获取衍射光束中不会引起任何严重的问题。
上述记录和再生的原理适用于全息记录装置、全息再生装置以及全息记录/再生装置。在下文中，将参照附图对上述记录和再生的原理进行详细的说明。
(实施例的全息记录/再生装置)
图1是主要示出了用作使用全息记录介质进行记录和再生的全息记录/再生装置的主要部分的光学部的示意图。图1中示出的全息记录/再生装置是进行记录和/或再生并且采用同轴法的装置。
图1的全息记录/再生装置中使用的全息记录介质48是圆盘形介质，如光盘(CD)或数字化多功能光盘(DVD)。在全息记录介质48的最中心部分设置用于定位全息记录介质48的旋转中心的孔。在全息记录介质48上进行记录/再生操作的全息记录/再生装置1包括作为主要构成部分的图1所示的光学部。另外，全息记录/再生装置1包括具有电路(未详细示出)的控制器100以及图1中部分示出的机械部。全息记录/再生装置1经由控制器100连接至外部设备(未示出)，例如主机以及视频显示装置(监视器)。如同图17A～图17C中示出的作为现有技术的全息记录介质一样，全息记录介质48包括记录材料层48b、基板48a和基板48c。对于采用同轴法的全息记录/再生装置1，全息记录介质48还包括反射膜(未示出)，用于将响应于再生光束而产生的衍射光束反射回光学部。
全息记录/再生装置1的光学部形成光路，光束从该光路通过。光学部包括激光源10、隔离器11、光闸12、傅立叶变换透镜13、傅立叶变换透镜14、活动反射镜16a、空间调制器19、偏振光束分离器20、傅立叶变换透镜21、傅立叶变换透镜24、偏振光束分离器27、傅立叶变换透镜41、傅立叶变换透镜42、四分之一波长板26、物镜28、傅立叶变换透镜29、反射镜30、傅立叶变换透镜31以及图像传感器32。将包括物镜28和反射镜(未示出)的物镜单元36、四分之一波长板26以及傅立叶变换透镜42固定在跟踪活动部分34。物镜单元36中包括的反射镜用于将图1中从左至右传播的光束方向改变为与图1平面垂直的方向。
图1中作为机械部的一部分示出的活动反射镜单元16中包括的活动反射镜致动器(未示出)控制活动反射镜16a的旋转角度。
从而，穿过物镜28并施加到全息记录介质48的光束在全息记录介质48的切线方向移动。跟踪活动部分34被配置为在全息记录介质48的径向方向上微小地一起移动傅立叶变换透镜42、四分之一波长板26与物镜单元36。跟踪活动部分34被用作机械部的一部分的活动部致动器60所移动。即，包括在活动反射镜单元16中的活动反射镜致动器用作机械部的一部分并且在全息记录介质48的切线方向上移动光点，而跟踪活动部分34也用作机械部的一部分并且在全息记录介质48的跟踪方向上移动光点。
用作机械部一部分以及图1中所示的其他组件包括使全息记录介质48旋转的组件以及进行聚焦伺服控制的组件。全息记录介质48通过磁铁吸盘等安装在转盘上，并且该转盘固定在主轴电机33的旋转轴上。利用机械部的这种结构，全息记录介质48通过主轴电机33的驱动力旋转。聚焦致动器55安装在主轴电机33和主轴电机基座58之间。聚焦致动器55可以在与图1平面垂直的方向(即聚焦方向)上改变全息记录介质48与主轴电机基座58之间的距离。固定在滑动进给电机56的旋转轴并与其一起旋转的第一齿轮57a与固定在主轴电机基座58的第二齿轮57b啮合。从而，滑动进给电机56的旋转引起整个全息记录介质48围绕同心圆的中心旋转。利用这种滑动进给机构，全息记录介质48可以响应于追踪伺服信号的低频部分的大量位移，在与全息记录介质48的半径相对应的距离上进行移动。
全息记录/再生装置1还包括检测全息记录介质48的温度的温度检测器70。温度检测器70使用热电偶温度计、全息术温度检测器、水银温度计等，以将全息记录介质48的温度或全息记录介质48附近的温度转化为电信号并对其进行检测。将被转化为电信号并且检测出的温度作为温度信号输入到控制器100。
(记录操作概述)
下面将与光学部的各个部分的操作一起来描述如何将数据记录为全息图。
激光源10具有例如发射405nm的波长的激光光束的激光器(所谓的蓝色激光器)。激光源10使来自蓝色激光器的光束通过外部共振器，从而可以改变光束的波长。当透镜等反射的光返回时，隔离器11防止所述光返回构成外部共振激光器的蓝色激光器，从而维持单一模式的振动。通过来自控制器100的信号控制激光光束的波长。
光闸12是允许或阻断光束透射的元件。根据来自控制器100的信号，光闸12控制是否允许光束通过。傅立叶变换透镜13和傅立叶变换透镜14用于增加光束的直径。增加直径后的光束进入活动反射镜16a，并且被反射到偏振光束分离器20。然后，光束通过偏振光束分离器20被导向空间调制器19。从而，光束可以照射空间调制器19中的所需区域。即，光束可以照射下述空间调制器19中的参考光束区域19a和信号光束区域19b(参见图3)。
空间调制器19在参考光束区域19a和信号光束区域19b中显示预定的图样。从而，空间调制器19空间调制光束以获得参考光束和信号光束。例如，将反射性铁电液晶显示器用作空间调制器19。反射性铁电液晶显示器形成为非常小的像素的二维阵列，每个像素为例如边长为10μm的正方形。空间调制器19包含1000×1000的像素矩阵，即配置在空间调制器19中的像素总数为1000000。这些像素构成参考光束区域19a、信号光束区域19b，并且还构成再生光束区域。上述各个预定图样均是像素的组合，用于确定是否反射施加到每个像素上的光线。这些预定图像的模式由控制器100控制。
图2示出了参考光束区域19a和信号光束区域19b中显示的图样。在图2中，具有与图的背景相同的颜色的部分(下文中称为白色部分)反射光束，而黑色所示部分(下文中称为黑色部分)不反射光束。控制器100将待记录的数据编码为二进制分组码，给每个白色部分赋值“1”，给每个黑色部分赋值“0”。内部多边形部分对应于用于产生信号光束的信号光束区域19b，而亮的圆环形部分对应于用于产生参考光束的参考光束区域19a。例如，多边形部分和圆环形部分可以通过如图2所示随机排列白色和黑色部分而形成，或者可以通过仅仅排列白色部分而形成。信号光束和参考光束通过多边形部分和圆环形部分之间的黑色区域分隔。
图3用具体尺寸示出了图2的参考光束区域19a和信号光束区域19b。
将参照图1来描述其中所示的各个部分。由空间调制器19调制的参考光束和信号光束的偏振方向与具有π/2的相位差的入射光束正交。因此，参考光束和信号光束透射通过偏振光束分离器20，并且向傅立叶变换透镜21传播。这些已通过傅立叶变换透镜21和傅立叶变换透镜24的光束入射到偏振光束分离器27。
偏振光束分离器27被配置为将参考光束和信号光束导向傅立叶变换透镜41，并将衍射光束(以下描述)导向傅立叶变换透镜29。
已通过傅立叶变换透镜41和傅立叶变换透镜42的光束透射通过四分之一波长板26，被物镜单元36中的反射镜改变方向，并由物镜28聚集。然后，与参考光束和信号光束形成的干涉图样对应的全息图被记录在全息记录介质48的记录材料层48b中。
(再生操作概述)
下面将与光学部的各个部分的操作一起来简要说明如何再生全息图。
在现有技术中，典型地，在再生全息图时，将参考光束区域19a用作再生光束区域，并且显示与记录时所显示的图样相同的图样。本实施例的特征在于再生时的再生光束区域与记录时的参考光束区域19a不同。将在下文中详细说明本实施例的这种特征。信号光束区域19b中的像素全部由黑色部分形成，因而信号光束区域19b不反射光束。空间调制器19根据从控制器100供给空间调制器19的信号显示来上述图样。
在空间调制器19中显示图样后，与记录时一样，将光束施加到空间调制器19。与记录时一样，由空间调制器19调制的光束通过光学组件，并且通过物镜28聚集，最终聚集在全息记录介质48的记录材料层48b上。根据记录材料层48b中形成的全息图而产生的衍射光束被全息记录介质48的反射膜(未示出)所反射，并再次通过物镜28、四分之一波长板26以及其他光学组件，从而到达偏振光束分离器27。
在向外的路径中，四分之一波长板26使蓝色光束的偏振从线偏振转化为圆偏振。在返回路径中，如果在四分之一波长板26上入射的蓝色光束的偏振是圆偏振，那么四分之一波长板26使蓝色光束的偏振从圆偏振转化为线偏振。由于返回的蓝色光束的偏振平面与具有π/2的相位差的向外的蓝色光束的偏振平面正交，所以到达偏振光束分离器27的衍射光束被导向傅立叶变换透镜29。
反射镜30反射来自傅立叶变换透镜29的衍射光束，将其导入傅立叶变换透镜31。反射镜30用于使光束的光路转向，从而减小全息记录/再生装置1的光学部的尺寸。傅立叶变换透镜29和傅立叶变换透镜31被配置为使按比例缩放后获得的实像在图像传感器32上形成。图像传感器32是光学的光检测器，例如互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器或电荷耦合器件(CCD)，其中二维地配置了多个小型光接收元件(像素)。图像传感器32检测对应于施加到各个光接收元件的衍射光束的强度的电信号。控制器100被配置为输入电信号，从而进行用于再生所记录数据的信号处理。与现有技术的CD和DVD相比，全息记录介质48的特征在于可以在其上同时记录或者从其上同时再生1×103～1×106位的数据(即一页的数据)。
(全息记录介质的热膨胀的影响)
图4是示出了全息记录介质48的温度与最佳激光波长(光束波长)之间关系的图，所述最佳激光波长是从激光源10发射的激光光束(光束)的最佳波长。图5是示出了全息记录介质48的温度与入射角度范围之间的关系的示图，所述入射角度范围是参考光束和再生光束的最佳入射角度的范围(参见以下所述的图6)，以及示出了全息记录介质48的温度与参考光束区域19a1(参见以下所述的图6)和再生光束区域19a2(参见以下所述的图7)之间的关系的示图。尽管图4和图5的示图示出的是通过计算所获得的结果，但是这些计算结果与实验结果的一致程度非常高。这些计算结果是通过分析在背景技术的说明中参照图17讨论的全息记录介质48的基板48a、基板48c和记录材料层48b之间的热膨胀程度的差异引起的现象而获得的。
图4和图5的示图示出了可以获得最优选再生特性的条件。例如，在全息记录介质48的温度为25℃，参考光束的入射角度为31.3°～36.9°(参考光束区域19a1从2.6mm的半径扩展至3.0mm的半径)，并且激光波长为405nm的条件下进行记录时，如果再生时全息记录介质48的温度也是25℃，则最理想的是在再生光束的入射角度为31.3°～36.9°(再生光束区域19a2从2.6mm的半径扩展至3.0mm的半径)并且激光波长为405nm的条件下进行再生。在另一个实例中，当记录在上述的相同条件下进行时，如果再生时全息记录介质48的温度为35℃，则最理想的是在再生光束的入射角度为31.1°～36.6°(再生光束区域19a2从2.58mm的半径扩展至2.98mm的半径)并且激光波长为402.3nm的条件下进行再生。在又一实例中，当记录在上述相同的条件下进行时，如果再生时全息记录介质48的温度为15℃，则最理想的是在再生光束的入射角度为31.6°～37.1°(再生光束区域19a2从2.62mm的半径扩展至3.02mm的半径)并且激光波长为407.7nm的条件下进行再生。
也可如下使用图4和图5的示图。例如，当记录时全息记录介质48的温度为35℃时，最理想的是在参考光束的入射角度为31.1°～36.6°(参考光束区域19a1从2.58mm的半径扩展至2.98mm的半径)并且激光波长为402.3nm的条件下进行记录。如果在这些条件下进行记录，则在再生时全息记录介质48的任何温度下，最佳激光波长和再生光束的最佳入射角度(再生光束区域19a2的最佳范围)都可以参照图4和图5的示图来确定。
将图4和图5的示图所表示的数据存储在例如控制器100的RAM中。控制器100检测来自温度检测器70的温度，参考RAM，从而读出对应于所检测出的温度的激光波长以及参考光束或再生光束的入射角度(参考光束区域19a1或再生光束区域19a2的范围)，控制空间调制器19，由此可以限定最佳记录和/或再生条件。
(第一实施例)
将参照图6～图8详细描述本发明的第一实施例。图6是示出了在记录时空间调制器19(参见图1)中显示的参考光束区域19a1和信号光束区域19b、物镜28(参见图1)以及全息记录介质48(参见图1)沿光束传播方向的相互关系的示意性截面图。
图7和图8均为示出了在再生时空间调制器19中显示的再生光束区域19a2和信号光束区域19b、物镜28以及全息记录介质48沿光束传播方向的相互关系的示意性截面图。
更准确地，在图6～图8中，光在全息记录介质48的表面上发生折射。然而，由于这不影响本发明的本质，故图6～图8中省略了对光的折射的说明。
图6中所示的入射角度A1表示从特定像素反射的参考光束的入射角度。在这里，尽管此像素的空间位置可以变化，但是对此像素指示“1”或“0”值的信号是确定的。即，此像素是预定的电限定的像素。在下文中，这样的像素位置被称为电位置。图7中所示的入射角度A2以及图8中所示的入射角度A3均表示从此特定像素反射的再生光束的入射角度。本实施例的特征是具有入射角度A1的光束、具有入射角度A2的光束以及具有入射角度A3的光束通过全息图上的同一点。在图6～图8中，示出的从空间调制器19反射的光束就像是从各个像素中心发射的点光源。然而，实际上，光束是从参考光束区域19a1的整个区域、再生光束区域19a2的整个区域以及信号光束区域19b的整个区域反射的，并且连续地分布。
如图6中所示(如同图3的情况)，参考光束区域19a1配置在空间调制器19的径向外部部分，而信号光束区域19b配置在空间调制器19的径向内部部分。下面将假设记录时全息记录介质48的温度为25℃而进行描述。从各个参考光束区域19a1和信号光束区域19b反射的光束发散，从而到达物镜28，通过物镜28，并且形成平行光束以照射全息记录介质48。
限定本实施例中的参数，使得当物镜28的焦距为5mm、物镜28的数值孔径(N.A.)为0.6、形成参考光束区域19a1和信号光束区域19b的各个像素是边长为10μm的正方形并且全息记录介质48的折射率为1.5时，来自各个像素的平行光束之间的距离为405μm。在此计算中，考虑到了全息记录介质48中的折射。如图3中所示，将信号光束区域19b设置在空间调制器19的2.3mm半径内(不管温度)，并且当全息记录介质48的温度为25℃时，将参考光束区域设置为从空间调制器19的2.6mm半径扩展为3.0mm半径。信号光束区域和参考光束区域的范围可以根据从控制器输出的电信号而设置为任何值。
在上述条件下进行记录时，如果再生时(其中信号光束区域19b将再生为黑色部分)全息记录介质48的温度与记录时的温度相差约10℃，由于全息记录介质48的热膨胀，如果参考光束区域19a1和再生光束区域19a2彼此重合、参考光束的入射角度和再生光束的入射角度都等于入射角度A1、并且参考光束的波长和再生光束的波长相同，那么很难再生所记录的数据。考虑到这一点，本实施例被配置为独立地限定参考光束区域19a1和再生光束区域19a2。这包括参考光束区域19a1和再生光束区域19a2彼此重合的情况。
图7示出了在上述条件下在全息记录介质48上进行记录后，当全息记录介质48的温度为15℃(比记录时的温度低10℃)时进行再生的最佳再生光束区域19a2。再生光束区域19a2通过数据(本实施例的记录/再生的原理基于该数据)进行限定(参照图4和图5来说明)。在这里，再生光束区域19a2限定为从空间调制器19的2.62mm半径扩展至3.02mm半径。这是根据从控制器100输出至空间调制器19的指令来进行限定的。具体地，当各个像素是边长为10μm的正方形时，再生光束区域19a2在再生光束区域19a2的内半径和外半径上均向外移动两个像素。激光波长根据从控制器100至激光源10的指令设置为407.7nm。入射角度A2设置为大于入射角度A1。
图8示出了在上述条件下在全息记录介质48上进行记录后，当全息记录介质48的温度为35℃(比记录时的温度高10℃)时进行再生的最佳再生光束区域19a2。再生光束区域19a2通过数据(本实施例的记录/再生的原理基于该数据)进行限定(参照图4和图5说明)。在这里，再生光束区域19a2限定为从空间调制器19的2.58mm半径扩展至2.98mm半径，同时激光波长限定为402.3nm。再生光束区域19a2的此范围(对应于31.3°～36.6°的再生光束的入射角度)根据从控制器100输出至空间调制器19的指令来进行限定。
具体地，当各个像素都是边长为10μm的正方形时，再生光束区域19a2在再生光束区域19a2的内半径和外半径上均向内移动两个像素。然而，当各个像素都是边长为10μm的正方形时，通常很难在所需半径的精确位置照射全息记录介质48。在此实例中，当再生光束区域19a2移动两个像素，所得的内半径为2.58mm。因此，在此情况下，这样来限定再生光束区域19a2，使得其内半径略微超过预期值。这样，由于覆盖了再生所必需的入射角度的范围，所以所记录的数据可没有任何问题地进行再生。具有略微过度的入射角度的光束不满足布拉格条件，因此不会对再生产生负面影响。激光波长根据从控制器100至激光源10的指令而设置为402.3nm。入射角度A3设置为小于入射角度A1。
图9和图10均示出了空间调制器19的反射面上形成的参考光束区域19a1和再生光束区域19a2。图9对应于图7的截面图，而图10对应于图8的截面图。
在图7中，参考光束区域19a1位于再生光束区域19a2的径向内侧。在此情况下，在图9中，当属于参考光束区域19a1和再生光束区域19a2的像素的空间位置在圆柱坐标中表示时，参考光束区域19a1中的点可以表示为点R1(实际上是边长为10μm的正方形)。根据此点的电位置，控制器100用“0”或“1”的信号控制此点是白色部分还是黑色部分。当在15℃的温度(比记录时的温度低10℃)下进行再生时，参考光束区域19a1中的点R1空间映射到再生光束区域19a2中的点R2，点R2具有与点R1相同的电位置。换言之，空间位置(θ1，r1)映射到空间位置(θ1，r2)。当点R1和点R2在圆柱坐标中表示时，θ1是点R1相对于基线B的角度，r1是中心O至点R1的半径，r2是中心O至点R2的半径。在这里，具有相同电位置的点R1和R2具有相同的角度θ1。根据全息记录介质48在记录时以及在再生时的温度，具有半径r1的点R1映射至具有不同于半径r1的半径r2的点R2。对于一次近似，在点R1的半径r1和点R2的半径r2之间建立以下方程式1的变换方程。
方程式1
r2＝r1+k(Tr-Tw)
其中，k为常数，Tw为记录时的温度，而Tr为再生时的温度。在这里，温度Tw为25℃，而温度Tr为15℃。同时，点R1的角度和点R2的角度均为θ1。
在图8中，参考光束区域19a1位于再生光束区域19a2的径向外侧。在此情况下，当在35℃的温度(比记录时的温度高10℃)下进行再生时，参考光束区域19a1中的点R1空间映射至再生光束区域19a2中的点R3，点R3具有与点R1相同的电位置。换言之，空间位置(θ1，r1)映射至空间位置(θ1，r3)。在这里，r3是从中心O至圆柱坐标中表示的点R3的半径。在方程式1中，通过用r3替代r2，将25℃代入Tw，并将35℃代入Tr，可以获得点R3(点R1映射至该点R3)的半径r3。
在上述第一实施例中，各个参考光束区域19a1和再生光束区域19a2中显示的图样(即，与形成参考光束区域19a1和再生光束区域19a2的像素对应的白色和黑色部分的分布模式)并不限于特定一种，而可以是任何图样(例如预定图样、随机图样、或者仅仅由白色部分形成的图样)，只要方程式1所表示的关系适用于具有相同电位置的像素。
此外，在上述第一实施例中，当根据记录时以及再生时的全息记录介质48的温度来改变参考光束区域19a1和再生光束区域19a2之间的空间位置关系时，同时改变激光波长。然而，如果记录时与再生时的全息记录介质48的温度差异很小，那么只需要通过改变参考光束区域19a1和信号光束区域19b之间的空间位置关系，而不必改变激光波长，就能够从本质上改善记录/再生特性。
(第二实施例)
图11示出了空间调制器19的反射面上形成的参考光束区域19a1和再生光束区域19a2。下面将参照图11来描述本发明的第二实施例。
将全息记录/再生装置1设计为在5℃～45℃的操作温度范围内操作。因此，根据全息记录/再生装置1的操作温度范围，当全息记录介质48的温度在5℃～45℃的范围内时，进行记录和再生。参照图5，再生光束区域19a2从空间调制器19的2.56mm半径扩展至3.04mm半径。在第二实施例中，与全息记录介质48的温度无关，再生光束区域19a2从空间调制器19的2.56mm半径扩展至3.04mm半径，于是，这整个区域上的再生光束施加至全息记录介质48。另一方面，参考光束区域的范围19a1根据全息记录介质48的温度而变化。因而，在全息记录/再生装置1的操作温度范围内的任何温度下，具有所需入射方向的再生光束元件施加到全息记录介质48的记录材料层48b，并且可以获得良好的再生。即使多余的再生光束施加到记录材料层48b，也不影响再生。这是因为多余的具有不同于原先预期的入射角度的再生光束不满足布拉格条件。在这里，理想的是再生光束区域19a2完全由白色部分构成。
如果记录时与再生时的全息记录介质48的温度差异相对较小，那么即使激光波长保持恒定，也能够获得良好的记录/再生特性。然而，如果记录时与再生时的全息记录介质48的温度差异相对较大，则需要根据图4的示图改变激光波长，从而可以获得更为优选的记录/再生特性。
或者，可以不管全息记录介质48的温度，固定参考光束区域19a1和再生光束区域19a2。只要在全息再生装置的操作温度范围内，形成的再生光束区域19a2覆盖施加至全息的参考光束来自的整个区域，就不会引起任何有关再生特性的问题。
(第三实施例)
图12示出了根据本发明第三实施例的全息记录/再生装置2。通过在来自空间调制器19的实像形成的位置配置相位掩模40(参见图12)或者通过配置相位掩模40与空间调制器19相接触，可以防止在记录材料层48b(参见图17)产生零级光。零级光以下述方式影响记录和再生。即，记录时，局部浪费M数(M/#)，并且减少多重记录的次数，而再生时，由于光束集中在记录材料层48b的特定点上，促使记录材料层48b劣化。在第三实施例中，相位掩模40用于逐像素地移动相位，使得在记录材料层48b内施加零级光的位置上来自各个像素的光束的振幅之和基本为0(即振幅彼此抵消)。
在第一实施例中，改变参考光束区域19a1和再生光束区域19a2的范围。在第二个实施例中，改变参考光束区域的范围19a1，使得参考光束和再生光束的入射角度在径向上发生改变，或者使得参考光束的入射角度在径向上发生改变。当在上述的第一和第二实施例中的任何一个加入相位掩模(例如相位掩模40)后，为了获得良好的再生特性，必需确保再生时的相位与记录时的相位相同。因此，即使当改变参考光束区域19a1和再生光束区域19a2的范围时，再生时由相位掩模产生的相位也需要与记录时的相位相同。这样的相位掩模的实例包括径向的相位掩模。
图13是作为径向的相位掩模实例的相位掩模40的平面图。图13示出了相位掩模40的截面，所述截面沿垂直于光束传播方向的线得到。从相位掩模40的内半径扩展至外半径的区域覆盖上述第一和第二实施例中的参考光束区域和再生光束区域的整个范围。例如，相位掩模40的内半径为2.5mm，而相位掩模40的外半径为3.1mm。如图13中所示，凸部40a和凹部40b(参见图14A)以圆环形交替配置。图14A～图14C是不同类型的相位掩模的断面。相位掩模40的形状可以是图14A～图14C中所示的任何一种。图14A中所示的相位掩模具有矩形断面。凸部40a和凹部40b之间的高度差为mλ/(2n)，其中m为奇数，λ为光束的波长，n为折射率。图14B中所示的相位掩模具有正弦断面。图14C中所示的相位掩模具有梯形断面。
方程式2用于通过计算证实零级光能够被上述任何相位掩模消除。
方程式2
Figure A20081013490700331
Figure A20081013490700332
其中，2π是图14A～图14C中所示的任何相位掩模的断面的顶部和底部之间的相位差，p是整数，其表示相位掩模的每个圆周的凸部和凹部的循环数。
零级光的强度I0通过以下方程式3来表示：
方程式3
I0＝E*E＝0
其中E*为E的共轭函数。
如果相位掩模的断面的顶部和底部之间的相位差为2×2π，并且相位掩模的每个圆周有p个循环，方程式2中的p可以用2p替代，从而获得同样的结果。
图15示出了具有不同重复数量的凸部和凹部的相位掩模。在图15中，白色部分对应于凸部，而黑色部分对应于凹部。图15(P1)示出了具有16个分区或者每个圆周有8个循环的凸部和凹部的相位掩模。图15(P2)示出了具有32个分区或者每个圆周有16个循环的凸部和凹部的相位掩模。图15(P3)示出了具有64个分区或者每个圆周有32个循环的凸部和凹部的相位掩模。图15(P4)示出了具有128个分区或者每个圆周有64个循环的凸部和凹部的相位掩模。
图16是示出了全息记录介质48中光束的峰强度和相位掩模中分区数量之间的关系的示图，分区数量是每个圆周中凸部和凹部的重复数的两倍。示图的水平轴表示分区数量，而图的垂直轴表示光束的峰强度，所述峰强度是在一个点或多个其他点出现的较高强度中的最高强度。点P1代表具有16个分区的相位掩模对应的峰强度，点P2代表具有32个分区的相位掩模对应的峰强度，点P3代表具有64个分区的相位掩模对应的峰强度，而点P4代表具有128个分区的相位掩模对应的峰强度。点Pm代表没有相位掩模时出现的峰强度。点Pr代表使用具有两级随机图样的相位掩模时出现的峰强度。图16示出了相位掩模的使用具有减小峰强度的效果。图16还示出了减小峰强度的效果随相位掩模中分区数量的增加而增加。
涉及图14A～图14C以及方程式2的说明是基于相位掩模具有规则图样的假设。然而，原则上，相位掩模的图样并不必须是点对称，而可以是任何图样，只要当参考光束区域和再生光束区域的范围变化时，相位掩模对照射全息图(其根据全息记录介质48的温度改变其形状)上同一点的光束赋予相同的相位特性。更具体地，当参考光束区域的范围和再生光束区域的范围为圆环形时，相位掩模可以是能够消除零级光并且为径向的任何图样。相位掩模与参考光束区域和再生光束区域一一对应。即使相位掩模具有非点对称图样，控制器100也如同在上述具有点对称图样的相位掩模的情况下一样，控制相位掩模的模式。
在上述空间调制器19中，属于信号光束区域19b、参考光束区域19a1以及再生光束区域19a2的像素是边长为10μm的正方形。然而，相位掩模的像素和空间调制器19的像素并不必须是同样的形状。例如，在相位掩模中，在对应于信号光束区域19b的区域中的像素可以是边长为10μm的正方形，而在对应于参考光束区域19a1和再生光束区域19a2的区域中的像素可以是圆环形的，而不是正方形。形成的圆环形像素均为约10μm宽(即形成圆环形的外圆和内圆的半径之差)。然后，通过组合多个圆环形像素(每个均具有10μm的宽度)形成的参考光束区域19a1和再生光束区域19a2的模式可以通过控制器100逐像素地来进行控制。
与上述第一实施例和第二实施例一样，第三实施例通过适当地限定光束的入射角度范围，也具有获得良好记录/再生特性的效果。此外，采用第三实施例，可以防止光束集中在特定点上，从而防止峰强度的增加。因此，在记录时，可以防止局部浪费M数(M/#)，从而增加多重记录的次数。另外，在再生时，可以防止光束集中在记录材料层的特定点上，从而防止记录材料层的劣化。
上述实施例的说明中使用的数值是本申请中所列的发明人以及其他相关人员在实验中使用的代表性的值。例如，如果使用具有不同于记录材料层48b的记录材料层的全息记录介质，则所得示图将与图4和图5的不同。此外，空间调制器中信号光束区域和参考光束区域的半径不限于上述说明中使用的半径。
本领域技术人员应当理解，根据设计要求和其他因素，可以在所附权利要求的范围内或其等同范围内进行各种修改、组合、子组合以及变化。

Claims (9)

1.一种全息记录/再生装置，用信号光束和参考光束照射全息记录介质，从而在该介质上将数据记录为全息图，用再生光束照射记录在所述全息记录介质上的所述全息图，从而获得衍射光束，并且由所述衍射光束再生所记录的数据，所述全息记录/再生装置包括：
空间调制器，其中形成用于产生所述参考光束的参考光束区域和用于产生所述再生光束的再生光束区域；以及
控制器，被配置为控制所述参考光束区域的范围和所述再生光束区域的范围，
其中，根据所述全息记录介质在记录时的温度，所述参考光束区域的范围被设置为第一预定范围，从而所述参考光束在所述全息记录介质上的入射角度范围被设置为第一预定角度范围；并且
根据所述全息记录介质在再生所记录的数据时的温度，所述再生光束区域的范围被设置为第二预定范围，从而所述再生光束在所述全息记录介质上的入射角度范围被设置为第二预定角度范围。
2.根据权利要求1所述的全息记录/再生装置，其中，根据所述全息记录介质在记录时的温度，所述参考光束的波长被设置为第一预定波长；并且
根据所述全息记录介质在再生所记录的数据时的温度，所述再生光束的波长被设置为第二预定波长。
3.根据权利要求1所述的全息记录/再生装置，还包括：
相位掩模，所述参考光束和所述再生光束从该相位掩模通过，
其中，当所述参考光束区域的范围和所述再生光束区域的范围变化时，所述相位掩模使照射所述全息图上同一点的光束具有相同的相位特性。
4.根据权利要求3所述的全息记录/再生装置，其中，所述参考光束区域和所述再生光束区域是具有同一中心的圆环形区域；并且
所述相位掩模被形成为沿通过其中心的径向线具有相同的相位特性，所述中心对应于所述圆环形区域的同一中心。
5.根据权利要求1所述的全息记录/再生装置，其中，所述控制器包括存储电路，其被配置为存储与所述全息记录介质的的温度相对应的、关于所述第一预定区域和所述第二预定区域的信息。
6.一种全息记录/再生装置，用信号光束和参考光束照射全息记录介质，从而在该介质上将数据记录为全息图，用再生光束照射记录在所述全息记录介质上的所述全息图，从而获得衍射光束，并且由所述衍射光束再生所记录的数据，所述全息记录/再生装置包括：
空间调制器，其中形成用于产生所述参考光束的参考光束区域和用于产生所述再生光束的再生光束区域；以及
控制器，被配置为控制所述参考光束区域的范围以及所述再生光束区域的范围，
所述参考光束区域的范围被设置为预定范围，从而所述参考光束在所述全息记录介质上的入射角度范围被设置为预定角度范围；并且
所述再生光束区域的范围被设置为使得所述再生光束的入射角度范围包括在所述全息记录介质上进行记录时所述参考光束的所述预定角度范围。
7.一种全息记录装置，用信号光束和参考光束照射全息记录介质，从而在该介质上将数据记录为全息图，所述全息记录装置包括：
空间调制器，其中形成用于产生所述参考光束的参考光束区域；以及
控制器，被配置为控制所述参考光束区域的范围，
其中，根据所述全息记录介质在记录时的温度，所述参考光束区域的范围被设置为预定范围，从而所述参考光束在所述全息记录介质上的入射角度范围被设置为预定角度范围。
8.一种全息再生装置，用再生光束照射全息记录介质，获得衍射光束，并且由所述衍射光束再生所记录的数据，其中在所述全息记录介质上，通过利用信号光束以及具有对应于所述全息记录介质在记录时的温度的第一预定角度范围的参考光束照射所述全息记录介质而将数据记录为全息图，所述全息再生装置包括：
空间调制器，其中形成用于产生所述再生光束的再生光束区域；以及
控制器，被配置为控制所述再生光束区域的范围，
其中，根据所述全息记录介质在再生所记录的数据时的温度，所述再生光束区域的范围被设置为预定范围，从而所述再生光束在所述全息记录介质上的入射角度范围被设置为第二预定角度范围。
9.一种全息再生装置，用再生光束照射全息记录介质，获得衍射光束，并且由所述衍射光束再生所记录的数据，其中在所述全息记录介质上，通过利用信号光束和参考光束照射所述全息记录介质而将数据记录为全息图，所述全息再生装置包括：
空间调制器，其中形成用于产生所述再生光束的再生光束区域；以及
控制器，被配置为控制所述再生光束区域的范围，
其中，所述再生光束区域的范围被设置为使得所述再生光束的入射角度范围包括在所述全息记录介质上记录所述全息图时所述参考光束的入射角度范围。
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