CN1248203C - 全息照相术光信息记录再现装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种在因记录媒体的不同和、记录媒体的温度变化而最佳再现波长变化的情况下，也可以保持充分的再现信号强度，可以进行串扰少的稳定的信号再现的全息照相术光信息记录再现装置。光信息记录再现装置通过在全息照相盘(5)上照射参照相干光束(22)，用2维光检测器阵列(6A)接收衍射的再现信号光(21)，再现在全息照相盘(5)上以2个相干光束的干涉条纹的形态记录的数字数据。具有发射参照相干光束的波长可变相干光源(18)和，基于再现信号光的2维光检测器阵列2上的位置信息，将波长可变相干光源(18)的波长控制为最佳的波长控制电路(17)。

Description

全息照相术光信息记录再现装置
技术领域
本发明涉及使用具有全息照相媒质的光学记录媒体高密度进行信息的记录再现的全息照相术光信息记录再现装置。
背景技术
光盘(CD)使用波长780nm的光源和数值孔径0.45的物镜，可以录音74分钟的音乐数据或记录640MB的数字数据。另外，数字化视频光盘(DVD)使用波长650nm的光源和数值孔径0.6的物镜，可以记录2小时15分钟的MPEG2的动画或4.7GB的数字数据。近年，可以播送水平分辨率大于1000线的高清晰动画，个人计算机性能提高，期待出现密度更高、容量更大的光盘。针对此，提出了组合了波长400nm左右的光源和数值孔径0.85的物镜的光盘系统等，可以实现单面超过20GB的容量。
像这样，光盘装置通过使用波长更短的光源和数值孔径更大的物镜来实现高密度化。但是，使上述的波长更短和数值孔径更大的透镜会接近临界值。即，在波长小于400nm的区域，由于透镜所用的玻璃材料的波长分散变大，所以难以控制该像差。另外，为使数值孔径更大，若使用正在开发的固体液浸透镜技术，则透镜活动距离极短(50nm左右)，难以更换盘。为了克服这些问题而实现高密度化，着眼于全息照相术记录技术。
例如，图14示出Psaltis(正式名称：Demetri Psaltis etal.，“Holographicstorage using shift multiplexing”，Optics Letters Vol.20，No.7，pp782-784(1995))等提出的偏移多重记录方式的光盘光学系统的概要结构。对于来自激光源1的光，用光束扩展器7放大了光束径之后被半反射镜8分割。分割的一光束被反射镜10变更前进方向之后通过空间光调制器2，由付里叶变换透镜3聚光在全息照相盘5上，成为信号光。另一光束被聚光透镜12聚光并成为参照光22，照射与全息照相盘5上的信号光相同的位置。全息照相盘5构成为在2张玻璃基板之间密封光聚合物等全息照相媒质，记录信号光和参照光的干涉条纹。
空间光调制器2由2维排列的光开关列构成，与记录的输入信号23对应，独立接通、断开各光开关。例如，在使用了1024单元×1024单元的空间光调制器2时，可以同时显示1M位的信息。在信号光通过空间光调制器2时，显示在空间光调制器2的1M位的信息变换为2维的光束列，作为干涉条纹记录在全息照相盘5上。在再现记录的信号时，对全息照相盘5只照射参照光22，将作为来自全息照相的衍射光的再现信号光21通过付里叶变换透镜4之后，利用光检测器6受光并检测再现信号24。
图14所示的光记录系统的特征在于全息照相媒质的厚度为约1mm程度较厚，记录为干涉条纹宽的光栅，所谓布喇格光栅，所以可以进行角度多重记录，从而可以实现大容量的光记录系统。图14所示的系统中，代替参照光22的入射角变化，通过偏移球面波参照光的照射位置来实现角度多重。即，利用在稍微转动全息照相盘5而偏移记录位置时，媒体各部分受到的参照光入射角稍微变化。在全息照相媒质的厚度为1mm时，用再现信号强度规定的波长选择性成为半辐值0.014度。在参照光为NA0.5、全息照相尺寸为2mmΦ时，若以约20微米间隔多重记录全息照相，则此时实现的记录密度为600Gbit/inch2，换算为12cm盘容量实现730GB。
小型、稳定的激光源成为实现上述的高密度光记录再现系统的关键技术。特别是，由于布喇格光栅具有角度选择性和波长选择性，所以需要在记录、再现时控制光源波长，不能使用通常的光盘所用的半导体激光器。另外，从记录密度的观点希望使用波长更短的光源，但以前在试验中多采用可以较廉价取得高功率的Ar激光的绿色光。另外，近年，使用可用全固体实现的Nd掺杂的YAG激光的2次高次谐波光源等来实现小型化。
如上所述，在使用布喇格光栅的全息照相记录中，利用光的入射方向和波长来改变记录的衍射图形。因此，若记录时的波长和再现时的波长不同，会使串扰信号增加和信号光强度降低。另外，根据记录媒体的温度变化，最佳再现波长不同，同样使串扰信号增加和信号光强度降低。
图14的光盘中，信息是作为来自记录的干涉条纹的布喇格衍射光再现的。为了使再现信号光以充分的光通量再现，需要满足布喇格条件。即，必须将参照光束对媒质的入射角度和参照光束的波长分别调整为最佳值。
例如，若假设系统为全息照相媒质的厚度1mm、光源波长515nm、干涉条纹周期0.5μm的系统，对用衍射效率降低一半的波长的值定义的参照光束波长的布喇格条件的允许值为515nm±0.24nm。另外，图14的结构中，还需要考虑全息照相媒质的热膨胀。即，由于全息照相媒质的热膨胀，记录的干涉条纹的周期会发生变化，从而存在使满足布喇格条件的最佳再现波长发生变化的问题。
作为全息照相媒质使用Dupont制光聚合物、全方位352原版的例子。其热线膨胀率测定为7.1×10-5(植田等、特开平5-165388号公报)、对于25℃的温度变化，最佳波长的变化量为0.18％，若换算为氩激光的振荡波长，则成为515+0.9nm。该值为上述布喇格条件的允许幅度515±0.24nm的3倍以上的值，为了对于25℃的温度变化稳定地进行全息照相再现，需要与再现中的温度变化对应，将再现光源的波长调整为最佳。
发明内容
因此，本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种从最佳再现波长不同的媒体再现信号时和、因记录媒体的温度变化而最佳再现波长变化时，也可以保持充分的再现信号强度，串扰少、稳定地再现信号的全息照相术光信息记录再现装置。
本发明的全息照相术光信息记录再现装置是通过在记录媒体上照射相干光束，用2维光检测器阵列接收用记录媒体衍射的再现信号光，再现在记录媒体上以2个相干光束的干涉条纹的形态记录的数字数据。为了解决上述问题，具有发射相干光束的波长可变相干光源：将上述相干光束作为参照光向上述记录媒体进行聚光的透镜系统；将由记录媒体衍射上述参照光而得到的上述再现信号光聚光在2维光检测器阵列上的透镜系统；以及读取再现信号光的在2维光检测器阵列上的位置信息，基于该位置信息控制波长可变相干光源的波长的控制部件。
上述结构中，最好2维光检测器阵列的受光单元的至少一部分被分割为2个以上的区域，将光学系统配置为例如在正常状态下，将再现信号光的至少一部分的光束点入射到分割了的受光单元上的区域的分割线上。控制部件检测来自分割的受光单元的各区域的信号的差动信号，基于该差动信号控制波长可变相干光源的波长。
上述任一结构中，光学系统构成为在参照光的光路上在记录媒体前具备使相干光束的参照光束透过的象变光学系统，上述控制部件从2维光检测器阵列检测的再现像的变化，独立检测参照光束的聚焦方向的位置偏差和、波长可变相干光源的波长偏差。
上述任一结构中，最好具有在向上述记录媒体记录数据时，将从波长可变相干光源发射的相干光束分割为信号光和参照光的部件，对应记录数据将信号光进行2维强度调制的空间光调制元件，对空间光调制元件上的信号光给予2维相位分布的部件和，将透过上述空间光调制元件的信号光向上述记录媒体进行聚光的透镜系统。在给予2维相位分布的部件上的周边部分设有相干长度比中央部分还长的区域。
该结构中，最好给予2维相位分布的部件的各单元形成为2维直角格子状，各单元的相位位移量为0、π/2、π、3π/2的某一个，相互邻接的单元的相位差为π/2或3π/2。
上述任一结构中，最好具有将来自记录媒体的衍射光聚光在2维光检测器阵列上的透镜系统，记录媒体配置在与透镜系统的焦点不同的位置。
另外，上述任一结构中，最好记录为再现信号光的伺服用光束一直接通的状态，或记录为以比其它光束点更高的概率成为接通状态。
另外，上述任一结构中，最好将波长可变相干光源作为使用波长可变半导体激光器和2次高次谐波发生元件的相干光源。
另外，上述结构中，最好上述分割的受光单元位于上述2维光检测器阵列的四角。
附图说明
图1是本发明实施例1的全息照相术光信息记录再现装置的概要结构图。
图2是本发明实施例1的全息照相术光信息记录再现装置的整体结构图。
图3是与受光图形同时表示本全息照相术光信息记录再现装置的2维光检测器阵列的结构例的图。
图4是表示光波导型2次高次谐波发生激光源的概要结构的斜视图。
图5是表示本全息照相术光信息记录再现装置的2维光检测器阵列结构的另一例的图。
图6是表示本全息照相术光信息记录再现装置的2维光检测器阵列结构的又另一例的图。
图7表示实施例2的全息照相术光信息记录再现装置的概要结构，(a)是在与包含参照光方向和主衍射方向的平面垂直的面上的截面图，(b)是包含参照光方向和主衍射方向的平面的截面图。
图8是表示图7的装置的2维光检测器阵列上的受光图形的图。
图9是表示可适用于实施例2的全息照相术光信息记录再现装置的象变光学系统的另一例的图。
图10表示可适用于实施例2的全息照相术光信息记录再现装置的象变光学系统的又另一例，(a)是与主衍射方向成垂直方向的截面图，(b)是与主衍射方向成平行方向的截面图。
图11是实施例3的全息照相术光信息记录再现装置的概要结构图。
图12是实施例3的全息照相术光信息记录再现装置的整体结构图。
图13是实施例3的全息照相术光信息记录再现装置的扩散板的概要平面图。
图14是现有的全息照相盘记录再现装置的概要结构图。
具体实施方式
(实施例1)
图1是表示实施例1的光信息记录再现装置的主要部分的概要结构图，重点示出来自作为记录媒体的全息照相盘5的衍射光照射2维光检测器阵列6A的再现光学系统。该光信息记录再现装置的整体结构如图2所示。另外，对与图14所示的现有的光信息记录再现装置同样的结构要素附上同一标号进行说明。
在图1示出全息照相盘5由2张玻璃基板5b和，密封在2张玻璃基板之间的光聚合物等全息照相媒质5a构成。球面波参照光22被聚光透镜12聚光在密封全息照相媒质5a的玻璃基板5b的表面，通过玻璃基板5b表面的菲涅耳反射，一部分光返回到聚焦误差检测光学系统14。聚光参照光22的聚光透镜12由从聚焦误差检测光学系统14输出的聚焦误差信号控制其光轴方向位置，参照光22一直聚光在玻璃基板5b表面。
在全息照相媒质5a以光干涉条纹的状态记录空间光调制器2显示的2维数据。即，具有与利用空间光调制器2应记录的数据对应的2维明暗图形的信号光和、参照光22产生干涉，在全息照相媒质5a内记录为波长级的微细的干涉图形，即全息照相记录。该全息照相通常为直径几mm的圆形，在一个全息照相汇总表现显示在空间光调制器2上的数据。通过在全息照相媒质不同的位置记录多个全息照相，实现大容量的记录媒体。全息照相媒体5a成为盘状或方形卡状等形态，通过分别选择因盘转动或卡的平行移动而不同的全息照相，进行记录、再现。
在参照光22照射全息照相媒质5a时，被全息照相媒质5a中记录的全息照相衍射，产生再现信号光21。在再现信号光21再现记录了全息照相时的信号光具有的2维明暗图形。再现信号光21通过付里叶变换透镜4之后，利用2维光检测器阵列6A受光并检测再现信号。2维光检测器阵列6A具有与再现信号光的2维图形对应的2维受光单元列，例如可以用PD阵列、CCD元件、或CMOS元件等实现。通常，2维光检测器阵列6A的受光单元排列与2维排列在空间光调制器2的光开关列一一对应，但此外，也可以构成为多个受光单元对应于1个空间光调制器2的单元。在后者的情况下，虽然需要图像处理2维光检测器阵列6A的输出信号，但可以控制部件间的串扰。
此时产生的再现信号光21走与记录时用空间光调制器2调制的信号光同样的路径，这是全息照相记录、再现的特征。在全息照相媒质5a位于付里叶变换透镜3的付里叶面16上时，通过了空间光调制器2的所有单元的光照射全息照相媒质5a上的同一点。图1结构的光信息记录再现装置的特征在于全息照相媒质5a设置在脱离付里叶面16的位置。此时，如图所示，通过在空间光调制器2上的不同点的a点、b点的光通过在全息照相媒质5a上也不同的点(分别a’点、b’点)。由于参照光22使用球面波，在全息照相媒质5a上的不同点参照光22入射的角度不同，在再现时对全息照相媒质5a上的不同点的再现信号光21给予不同的衍射角。
图1中，用实线示出用最佳波长的参照光22再现时的再现信号光21，用虚线示出参照光22偏离最佳波长，用波长比最佳波长更长的光再现时的再现信号光21。如图所示，在波长长时衍射角变大，再现信号光21照射2维光检测器阵列6A上的位置发生变化。在此，在波长变长时，再现信号光21整体向图的右上方向偏移，同时照射更窄的区域。对于光束整体的偏移，跟随光束偏移，将2维光检测器阵列6A在光检测元件面内平行移动，控制其位置。
图3示出接收再现信号光21的2维光检测器阵列6A的平面概要图。2维光检测器阵列6A由排列成矩阵的受光单元61的组构成。受光单元组中，配置在4角的分割的受光单元62分割为内侧受光单元62i和外侧受光单元62e。示出按各受光单元61、62入射的信号光点25。用实线圆示出用最佳波长再现时的信号光点25的照射位置，用虚线圆示出用波长比最佳波长长的光再现时的信号光点25的照射位置。通过入射到分割的受光单元62的虚线圆的信号光点25，从内侧受光单元62i和外侧受光单元62e输出的信号成为(内侧受光单元62i的输出)＞(外侧受光单元62e的输出)，可以从两者的差动信号检测出波长偏差。另外，在用波长比最佳波长短的光再现时，受光单元61的各信号光点25的照射位置从图3的实线圆所示的位置向与虚线圆所示的位置相反的方向偏移。
另外，如从图3可知，因光源波长偏差引起的信号光点25位置的变化在2维光检测器阵列6A的周边部大、在中央部小。因此，为了灵敏检测光源波长偏差，分割2维光检测器阵列6A的周边部的单元并检测光束位置。特别是如图3所示，将2维光检测器阵列6A的4角的单元作为分割单元的结构在检测灵敏度方面成为最大。
通常，用于记录数据的光束按全息照相切换接通状态和断开状态，但为了更高速、高精度检测光束位置，最好记录为在整个全息照相，照射2维光检测器阵列6A的周边部的单元的位置检测用的信号光点25成为接通状态。但是，若照射位置检测用的单元的信号光点25全部成为接通状态，则该信号光点25只能用于位置检测，所以数据记录用的实际信息量减少。从而，在不希望减少实际信息量时，采用使照射位置检测用的单元的信号光点25成为接通状态的概率更大的编码方式，还可以使全息照相具有地址信息等。
如图1所示，本实施例中，代替图14的激光源1而使用波长可变相干光源18。波长可变相干光源18例如作为半导体激光器和、光波导型波长变换设备，例如通过使用模拟相位匹配(以下，记为QAM)方式的光波导型2次高次谐波产生(以下简称为SHG)元件，可以容易实现(山本等，Optics Letters Vol.16，No.15，1156(1991))。图4示出使用光波导型SHG元件33，与半导体激光器30一起搭载在Si子座31上的波长可变相干光源18的概要结构。
作为半导体激光器30，使用具有活性层区域和分布布喇格反射器(以下，记为DBR)区域32的波长可变DBR半导体激光器。半导体激光器300为0.85μm的100mW级AlGaAs波长可变DBR半导体激光器(参考V.N.Gulgazov，H.Zhao，D.Nam，J.S.Major Jr.，and T.L.Koch：”Tunablehigh-power AlGaAs distributed Bragg reflector laser diodes”，Electron.Lett.，Vol.33，pp.58-59(1997))。通过改变注入到DBR区域32的电流，可使振荡波长可变。
另一方面，作为波长变换设备的光波导型SHG元件33由在X板MgO掺杂LiNbO3基板上形成的光波导34和、周期的分极翻转区域35构成。光波导34是通过在焦磷酸中进行质子变换来形成的。另外，周期的分极翻转区域35是通过在x板上形成梳形电极并施加电场来作成的。
100mW的激光输出中有60mW的激光耦合到光波导34。控制注入到波长可变DBR半导体激光器30的DBR区域32的电流，在光波导型SHG元件33的相位匹配波长允许范围内固定振荡波长。以10mW左右的输出得到波长425nm的蓝色光。
在此，在光波导34上蒸镀0.01微米的Ta膜而形成图形，形成旁热式电极36。通过在旁热式电极36通过电流而改变光波导34的温度，控制相位匹配波长。与光波导型SHG元件33的相位匹配波长的变化对应，控制注入到DBR区域32的电流，在调谐波长时也输出一定的蓝色光。试验中确认了对于波导的温度变化为30度，可以实现2nm的波长调谐，可以与全息照相媒质5a的温度变化±25度相应。
本发明的光信息记录再现装置中，在光源波长向长波长侧有偏差时，如上所述，在图3例示的光检测器阵列的受光单元62中，从受光单元62i的输出减去受光单元62e的输出所得到的差动信号成为正。此时，利用图2所示的波长控制电路17，使波长可变相干光源18的波长向更短波长侧变化。具体说来，例如在使用了图4所示的波长可变相干光源18的情况下，波长控制电路17控制流入DBR区域32和旁热式电极36的电流。在上述差动信号为正的情况下，通过可以同时减少流入DBR区域32和旁热式电极36的电流，使波长可变相干光源18输出的光的波长向短波长侧偏移。
像这样，组合了波长可变半导体激光器和波长变换设备的QPM-SHG设备由于不用机械动作，而只利用注入电流就可以容易地变化波长，所以本发明的光信息记录再现装置在小型、廉价实用方面特别有用。另外，QPM-SHG设备兼有非点像差小、相对噪声强度小、可干涉性高等，对全息照相记录有用的优点。
另外，本发明的光信息记录再现装置中，从记录容量和记录媒体的稳定性等问题出发，希望使用可视光区域的波长可变相干光源。作为满足该条件的光源的例子举出了使用了红外DBR激光器的SHG设备，但也可以作为光源单独使用不使用波长可变元件的DBR激光器。现状中，对于DBR激光器只开发了红外线区域的波长，但将来若可实用更短波长的DBR激光器，则对于本发明成为有效光源。
另外，2维光检测器阵列6的受光单元62的分割图形不限于图3所示的例子，例如也可以是图5或图6所示的分割图形。在采用图6所示的分割图形的情况下，特别具有难以受到因散焦引起的再现图形的放大缩小的影响的优点。另外，受光单元62的分割数也不限于2个，也可以是3或4个以上。
(实施例2)
图7(a)和(b)所示的实施例2的光信息记录再现装置检测光源波长的偏差，并可以同时检测参照光的聚焦偏差。图7(b)表示包含再现信号光21和参照光22的平面，即与再现信号光21主要衍射的方向(主衍射方向)平行的面上的光学系统的截面图。图7(a)是从图7(b)的左侧看的光学系统的图，即将与包含再现信号光21和参照光22的平面垂直的面的一部分作为截面示出的图。
图7的结构的特征在于，在聚光参照光22的聚光透镜12的下面设置圆柱透镜13，即参照光通过象变光学系统而入射到全息照相媒质。利用圆柱透镜13，参照光22入射到全息照相媒质5a时，在与主衍射方向垂直的面作为发散光入射(图7(a))，在与主衍射方向平行的面作为聚束光入射(图7(b))。图7中，用实线示出用最佳波长的参照光22再现的再现信号光21，用虚线示出用波长比最佳波长稍微长的参照光22再现时的再现信号光21。在参照光22的波长长时，由于衍射角比用最佳波长再现时变大，所以如图所示，在与主衍射方向垂直的方向，再现像变得更小，在主衍射方向再现像变得更大。
该方式的优点是可以独立检测聚光透镜12和付里叶变换透镜4的聚焦偏差和波长偏差。即，在聚光透镜12和付里叶变换透镜4的聚焦方向的位置产生偏差时，检测光学系统的倍率改变，2维光检测器阵列6B上的再现像的大小发生变化。图1的结构中，不能独立地分离检测该倍率的变化和再现波长的变化，但图7的结构中，倍率的变化可以根据像大小的变化独立检测，波长的变化可以根据受光图形的x方向、y方向的差独立检测。图8示出图7结构的2维光检测器阵列6B上的受光图形。另外，作为2维光检测器阵列6B可以使用PD阵列和CCD元件等。
图8示出分割了2维光检测器阵列6B的4角的4个受光单元62a、62b、62c、以及62d的例子。分割的受光单元62a等分割在上下左右的4个区域。基于从该4个区域输出的信号，例如对于受光单元62a，图8中，将左侧的2个单元的输出和定义为62ax1，将右侧的2个单元的输出和定义为62ax2，将上侧的2个单元的输出和定义为62ay1，将下侧的2个单元的输出和定义为62ay2。对分割的受光单元62b、c、d也同样定义输出信号。此时，从
(62ax1-62ax2)+(62ay1-62ay2)+(62bx2-62bx1)+(62by1-62by2)+(62cx1-62cx2)+(62cy2-62cy1)+(62dx2-62dx1)+(62dy2-62dy1)运算得到的信号检测因波长偏差引起的受光点的偏差部分。
另外，从
(62ax1-62ax2)+(62ay2-62ay1)+(62bx2-62bx1)+(62by2-62by1)+(62cx1-62cx2)+(62cy1-62cy1)+(62dx2-62dx1)+(62dy1-62dy2)运算得到的信号检测检测系统和参照光系统的倍率变化。
另外，也可以用下述方法检测波长偏差引起的受光点的偏差。即，由于因波长偏差引起的受光点的移动方向为分割的受光单元的对角线方向，所以在4个区域分割的受光单元中，基于该对角线方向的2个对角区域的输出信号来检测差动信号，则可以只检测出受光点的偏差部分中的因波长偏差引起的成分。例如，在图8所示的分割的受光单元62a的情况下，利用从左上区域的输出减去右下区域的输出而得到的信号，可以检测出波长偏差引起的受光点的偏差部分。
另外，图7中，作为象变光学系统例示了使用圆柱透镜13的结构，但代替圆柱透镜13，如图9所示，对于将平行平板41配置在聚光透镜12的下面，在与主衍射方向平行的方向倾斜配置的结构也可以得到同样效果。另外，如图10(a)和(b)所示，代替聚光透镜12，也可以通过组合球面透镜42和圆柱透镜43来构成象变光学系统。另外，图10(a)是与主衍射方向成垂直方向的截面图，图10(b)是与主衍射方向成平行方向的截面图。
(实施例3)
下面说明本发明的又另一实施例。
作为全息照相再现的技术问题，除了上述实施例中要解决的有关波长控制的问题，斑点噪声的压制也很重要。斑点噪声主要是由媒体的灰尘、裂纹等缺陷引起的。图1的结构中，通过空间光调制器2的光空间光调制器2的光通量分布几乎1对1地投影到全息照相媒质5a上。因此，在全息照相媒质5a上存在缺陷等时，在2维光检测器阵列6A上的衍射光的受光图形也投影有缺陷的像，观测到成为显著的噪声，不能正确地再现信号。为了避免该问题，本实施例的结构如图11和图12所示。如图11和图12所示，本实施例的光信息记录再现装置中，接近空间光调制器2设置了扩散板15。另外，该扩散板15最好配置成贴紧空间光调制器2。
扩散板15具有例如在玻璃基板腐蚀凹凸图形而形成的结构，对通过的光给予2维相位分布。用扩散板15给予相位分布的光在付里叶面16上的扩展范围有限。因此，通过了空间光调制器2上的1点的光在全息照相媒质5a上在一定的扩展范围进行记录。此时，即使在全息照相媒质5a上有缺陷，有缺陷的像也不会投影到2维光检测器阵列6A上，只不过将像整体的S/N降低若干。如文献(Y.NaKaYama andM.Kato，”Diffuser with Pseeudorandom Phase Sequences”，J.Opt.Soc.Am.，vol.69，pp.1367-1372，October 1979)中详述，以如上所述的扩散板引起的斑点噪声的压制是以前提出的技术。本实施例中，与使用现有的扩散板的技术不同之处如下。
对空间光调制器2的所有单元给予相同的相位位移时，来自所有单元的光照射到与全息照相媒质5a的相同场所。从而，失去了如实施例1或2所示的对来自特定单元的光在全息照相媒质不同的场所给予不同的衍射角，可从该衍射角的变化检测出波长偏差的效果。为了避免上述问题，本实施例的光信息记录再现装置构成为对于空间光调制器2的周边部的一部分单元，使扩散板的单元尺寸变大。
图13示出扩散板15的一例的平面图。图13表示扩散板的单元的分割情况和、在各单元给予的相位位移量。数据用单元15a配置成2维直角格子状，对各单元给予0、π/2、π、3π/2的相位位移。相互邻接的单元的相位差为π/2或3/2。各单元的1边的长度与空间光调制器2的单元相同，或其1/4至1/2程度。用使单元尺寸更小时与单元尺寸成反比的衍射角扩散光束，可以提高压制噪声的效果，但相反因全息照相尺寸变大而使记录密度降低。与为了检测波长偏差而进行位置检测的光束对应的光束位置检测用单元15b成为比数据用单元15a还大的单元。从而，光束更接近平面波，不扩散而直接前进。因此，通过了大单元的多个位置检测用光束不在全息照相媒质5a上扩展，而照射相互不同的位置，可以实现如上述的波长检测功能。通过使用这样的新的扩散板结构，可以同时实现压制斑点噪声和、检测光束位置的双方。
图13中，说明了限定了邻接单元的相位差的相位图形，但对于对各单元随机给予相位位移的随机扩散板也可以得到同样的效果。但是，此时，在通过各单元的光产生强度分布，从而再现信号的S/N降低。
另外，本实施例中，作为对空间光调制元件上的信号光给予2维相位分布的单元的具体例，示出了单元分割的扩散板，但除此之外，也可以使用在表面具有随机凹凸的玻璃状的扩散板等。
根据本发明的光信息记录再现装置的结构，可以检测因各记录媒体的偏差和记录媒体的温度变化而引起的最佳光源波长的变化，将光源波长控制为最佳，对于上述变化确保信号强度，稳定地进行信号再现。
另外，根据将象变光学系统用于参照光的、本发明的光信息记录再现装置的另一结构，可以与最佳波长的变化独立地分离检测再现光学系统和参照光学系统的倍率，对于两个变化确保信号强度，稳定地进行信号再现。
根据使用了扩散板的、本发明的光信息记录再现装置的又另一结构，可以有效压制再现信号中的斑点噪声，检测最佳波长的变化而稳定地再现。
根据使用了QPM-SHG光源的、本发明的光信息记录再现装置的又另一结构，用简单的结构构成波长可变相干光源，可以提供小型、廉价的光信息记录再现装置。

Claims (10)

1.一种全息照相术光信息记录再现装置，通过在记录媒体上照射相干光束，用2维光检测器阵列接收在上述记录媒体衍射的再现信号光，再现在上述记录媒体上以2个相干光束的干涉条纹的形态记录的数字数据，其特征在于，具有：
发射上述相干光束的波长可变相干光源；
将上述相干光束作为参照光向上述记录媒体进行聚光的聚光透镜；
将由上述记录媒体衍射上述参照光而得到的上述再现信号光聚光在上述2维光检测器阵列上的聚光透镜；以及
读取上述再现信号光的在上述2维光检测器阵列上的位置信息，基于上述位置信息控制上述波长可变相干光源的波长的控制部件。
2.如权利要求1所述的全息照相术光信息记录再现装置，其特征在于：
上述2维光检测器阵列的受光单元的至少一部分被分割为2个以上的区域，将上述再现信号光的至少一部分入射到上述分割了的受光单元，上述控制部件基于从入射到上述分割了的受光单元的各区域上的再现信号光而得到的信号的差动信号检测上述位置信息。
3.如权利要求1或2所述的全息照相术光信息记录再现装置，其特征在于：
在上述参照光的光路上在上述记录媒体前具备使上述相干光束的参照光透过的象变光学系统，
上述控制部件从2维光检测器阵列检测的再现像的变化，独立检测上述相干光束的聚焦方向的位置偏差和、上述波长可变相干光源的波长偏差。
4.如权利要求1所述的全息照相术光信息记录再现装置，其特征在于，具有：
在向上述记录媒体记录数据时，将从上述波长可变相干光源发射的相干光束分割为信号光和参照光的部件；
对应记录数据，将上述信号光进行2维强度调制的空间光调制元件；
对上述空间光调制元件上的上述信号光给予2维相位分布的部件；以及
将透过上述空间光调制元件的信号光向上述记录媒体进行聚光的聚光透镜，
在给予上述2维相位分布的部件上的周边部分设有相干长度比中央部分还长的区域。
5.如权利要求4所述的全息照相术光信息记录再现装置，其特征在于：
给予上述2维相位分布的部件具有形成为2维直角格子状的单元，各单元的相位位移量为0、π/2、π、3π/2的某一个，相互邻接的单元的相位差为π/2或3π/2。
6.如权利要求1所述的全息照相术光信息记录再现装置，其特征在于：
具有将来自上述记录媒体的衍射光聚光在上述2维光检测器阵列上的聚光透镜，上述记录媒体配置在与上述聚光透镜的焦点不同的位置。
7.如权利要求2所述的全息照相术光信息记录再现装置，其特征在于，还具有：
在向上述记录媒体记录数据时，将从上述波长可变相干光源发射的相干光束分割为信号光和上述参照光的部件；
对应记录数据，将上述信号光进行2维强度调制的空间光调制元件；以及
将透过上述空间光调制元件的信号光向上述记录媒体进行聚光的聚光透镜，
在向上述记录媒体记录数据时，上述空间光调制元件将上述信号光进行调制，以使入射到上述分割了的受光单元的再现信号光一直成为接通的状态。
8.如权利要求2所述的全息照相术光信息记录再现装置，其特征在于，还具有：
在向上述记录媒体记录数据时，将从上述波长可变相干光源发射的相干光束分割为信号光和上述参照光的部件；
对应记录数据，将上述信号光进行2维强度调制的空间光调制元件；以及
将透过上述空间光调制元件的信号光向上述记录媒体进行聚光的聚光透镜，
在向上述记录媒体记录数据时，上述空间光调制元件将上述信号光进行调制，以使入射到上述分割了的受光单元的再现信号光以比其它光束点更高的概率成为接通状态。
9.如权利要求1所述的全息照相术光信息记录再现装置，其特征在于：
上述波长可变相干光源是使用波长可变半导体激光器和2次高次谐波发生元件的相干光源。
10.如权利要求2所述的全息照相术光信息记录再现装置，其特征在于：
上述分割的受光单元位于上述2维光检测器阵列的四角。
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