JP2001060394A - 位相相関多重化(pcm)ホログラフィックメモリシステム - Google Patents
位相相関多重化(pcm)ホログラフィックメモリシステムInfo
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Abstract
大させ、それにより記憶されたホログラフィックデータ
を一層迅速にサーチし、検索することができる装置及び
方法を提供する。 【解決手段】 ホログラフ的に記憶されたデータの一層
迅速なロケーション(記憶位置の突き止め)と検索を可
能にする、ホログラフィックメモリシステムにおける選
択性関数の制御システム及び方法により解決される。本
発明によれば、参照ビームを例えば、開口のようなフィ
ルタにより、ビームが、参照ビームのホログラムが記憶
されたホログラフィック光学要素を照射する前に、ビー
ムを制限帯域幅に割り当てる。
Description
モリシステムに関する。更に詳細には、本発明は、ホロ
グラフィックメモリシステムの選択性を制御するシステ
ム及び方法に関する。
ムは、ニオブ酸リチウムの結晶のような記憶媒体の容量
内に刻印される屈折率及び/又は吸収の変化パターンと
して、データ要素(すなわち、ホログラム)のホログラ
フィック表示の三次元記憶を必要とする。ホログラフィ
ックメモリシステム(HMS)は、高密度記憶潜在能力
及び記憶データにランダムにアクセスし変換する潜在的
速度を特徴とする。
ムを位相コヒーレント参照ビームと結合させ、ホログラ
フィックメモリセル(HMC)のような感光性記憶媒体
の隅から隅まで干渉パターンを生成することにより動作
する。干渉パターンはホログラムを記録するHMC内の
材料変性を誘発する。記憶媒体内のホログラムの応答
は、オブジェクトビーム及び参照ビームの相対的振幅及
びオブジェクトビームと参照ビームの位相差の関数であ
る。また、この応答は、入射ビームの波長及び、オブジ
ェクトビーム及び参照ビームが記憶媒体へ投射されると
きの角度に大幅に依存する。
データをHMCに記憶するのに使用された参照ビームと
類似の参照ビームを、ホログラムを生成するのに使用さ
れる同じ角度、波長、位相及び位置で投射することによ
り再生される。ホログラム及び参照ビームは相互作用
し、記憶されたオブジェクトビーム(すなわち、デー
タ)を再生する。その後、再生されたオブジェクトビー
ムは例えば、受光素子アレーを用いて検出される。次い
で、回復データは出力デバイスへ送信するために事後処
理される。
的範囲は、容認可能な信号対雑音(S/N)比を有する
単一のホログラムを記憶するのに必要な動的範囲よりも
大きい。従って、一層大きな記憶密度を達成するため
に、記憶媒体内の或る位置における多数のホログラムを
多重化することが望ましい。多重化技術の一つは、位相
相関多重化(PCM)である。この技術では、記憶媒体
内の重複ホログラムを識別するために、相関選択性及び
ブラッグ(Bragg)選択性が使用される。相関選択性は、
その参照ビームに関する記憶媒体の相対シフト(任意方
向)により生成される参照ビームの、振幅、位相及び角
度内容に依拠する。
的複雑な参照ビームを必要とする。この参照ビームの生
成には、複雑な位相マスク、高品質レンズ及びフーリエ
平面空間フィルタリングが必要である。生憎、位相マス
クの構造はデリケートであり、レンズは高価であるばか
りか、嵩高である。また、フーリエ位相空間フィルタ
は、入射光エネルギーの大部分をブロックし、システム
の出力供給を大幅に増大させる。また、PCMホログラ
フィックメモリシステムの場合、これら構成要素の位置
合わせはミクロン(μm)以下のレベル精度で行う必要
があり、更に、一般的に、システム毎に整合させなけれ
ばならない。このような整合性のレベルは、常用の部品
類及び技術を用いて行うことが不可能でないとしても、
非常に困難である。ホログラフィックメモリシステム用
の参照ビームを生成又は再生するために、ホログラフィ
ック光学要素(HOE)を使用することができる。従っ
て、HOEは、HMSにおける参照ビームを生成するた
めに一般的に必要な1個以上の光学要素の比較的安価
で、簡単な再現可能な整合配置をもたらす。HOEの一
例は、米国特許出願第08/968,024号明細書に
開示されている。
PCM又はその他の相関選択性技術を使用する場合、H
MCに記憶された生成情報は、比較的高い解像度、従っ
て、高選択性を特徴とする。高解像度及び高選択性は望
ましい特性であり、しかも、HMCによるホログラムの
高密度記録には正に必要であるが、記憶されたホログラ
フィックデータの検索にも高解像度及び高選択性技術と
装置が必要である。
は、記憶されたホログラムの選択性関数の幅を増大さ
せ、それにより記憶されたホログラフィックデータを一
層迅速にサーチし、検索する能力を提供することであ
る。
的に記憶されたデータの一層迅速なロケーション(記憶
位置の突き止め)と検索を可能にする、ホログラフィッ
クメモリシステムにおける選択性関数の制御システム及
び方法により解決される。本発明によれば、参照ビーム
を例えば、開口のようなフィルタにより、ビームが、参
照ビームのホログラムが記憶されたホログラフィック光
学要素を照射する前に、ビームを制限帯域幅に割り当て
る。
グラフィックメモリシステム(HMS)を提供する。こ
のPCMは、この中に記憶されたホログラフィックデー
タを有するホログラフィックメモリセル(HMC)を包
含する。また、PCMホログラフィックメモリシステム
は、所定の周波数スペクトルを有するHMS参照ビーム
のホログラムが記憶されたホログラフィック光学要素
(HOE)も有する。オブジェクトビームを生成し、こ
のオブジェクトビームをホログラフィックメモリセルに
向けるためのオブジェクトビーム源が配設されている。
平面波信号を生成し、この平面波信号をHOEに向ける
ための平面波源も配設されている。また、本発明のPC
Mホログラフィックメモリシステムは、平面波光学野を
操作するためのフィルタ(平面波源とHOEとの間に配
置されている)も有する。操作された平面波信号により
HOEが照射されると、HOEは変更HMS参照ビーム
をホログラフィックメモリセルに向かって投射する。
されたホログラフィックメモリセル(HMC)を有する
ホログラフィックメモリシステム(HMS)の選択性を
制御する方法も提供する。このHMSは、HMS参照ビ
ームのホログラムが記憶されたホログラフィック光学要
素(HOE)と、オブジェクトビームを生成し、このオ
ブジェクトビームをホログラフィックメモリセルに向け
るためのオブジェクトビーム源と、平面波信号を生成
し、この平面波信号をHOEに向けるための平面波源も
包含する。この制御方法は平面波信号を操作するステッ
プからなり、操作された平面波信号によりHOEが照射
されたときに、HOEは変更HMS参照ビームをホログ
ラフィックメモリセルに向けて投射する。
グラムが記憶されたホログラフィック光学要素(HO
E)を有するホログラフィックメモリシステム(HM
S)で使用される複数のホログラフィックデータを有す
るホログラフィック記憶材料内に記憶されたホログラフ
ィックデータの記憶位置を突き止める方法も提供する。
この実施態様の方法は、オブジェクトビームをホログラ
フィック記憶材料に向けることからなる。この方法は更
に、HOEに向けられる平面波信号を操作するステップ
も有する。これにより、操作された平面波信号によりH
OEが照射されたときに、HOEは変更HMS参照ビー
ムをホログラフィック記憶材料に向けて投射する。
料中に記憶されたホログラフィックデータの記憶位置を
突き止め、検索するシステムも提供する。この実施態様
のシステムは、参照ビームのホログラムが記憶されたホ
ログラフィック光学要素(HOE)を有する。このシス
テムは更に、概ね視準された光信号を生成し、この光信
号をHOEに向けるための光源も有する。また、このシ
ステムは、光信号を操作するための、光源とHOEとの
間に配置されたフィルタも有する。操作された光信号で
HOEが照射されると、HOEは変更参照ビームをホロ
グラフィック記憶材料に向けて投射する。
記録密度を得るために多数のホログラムを多重化する技
術の一例は、位相相関多重化(PCM)である。位相相
関多重化は米国特許第5719691号公報に開示され
ている。
ック媒体」又は「ホログラフィック記憶材料」という用
語は、内部にホログラムを記録することができる光化学
作用を有する材料を意味する。この材料は、例えば、分
散銀ハロゲン化物粒子を含有するフィルム、アクリレー
ト系ホトポリマー又は自立性LiNbO3結晶などのよ
うな様々な形態をとることができる。
ック光学要素(HOE)」という用語は、ホログラフィ
ックメモリシステム(HMS)内で使用される参照ビー
ムの一つ又は複数のホログラムを示すことができる屈折
光学体を意味する。HOEは、平面波信号(すなわち、
HOE参照ビーム)とオブジェクトビーム(すなわち、
HMS参照ビーム)との間のホログラフィック記憶材料
内の干渉により、生成、発生、形成等々させることがで
きる。HOEは、ホログラムを記録するのに好適な任意
の材料から構成することができる。HOEが生成される
と、HMS参照ビームは、HOE参照ビームと同一の特
性を有する平面波(すなわち、概ね視準された光信号)
をHOEに向けることにより再生させることができる。
従って、再生参照ビームは、光学プロセッサを必要とす
ること無くHMS参照ビームを生成する手段を提供す
る。従って、HOEは、光学プロセッサに取って代わる
参照ビームを生成する単一の光学要素を提供し、参照ビ
ームをホログラフィックメモリシステム内に生成させる
方法を簡単にする。
「選択性関数」という用語は、ホログラフィック記憶材
料内に記憶された複数のホログラフィックデータ(又は
ホログラフィック情報)を識別するための、ホログラフ
ィックメモリシステム(又はホログラフィックデータ
(情報)を記録及び/又は検索するその他のシステム)
の能力を意味する。ホログラフィックメモリシステムの
選択性は、少なくとも一部分は、ホログラフィックデー
タ(情報)を記録及び検索するために使用される参照信
号の帯域幅に応じて変化する。
ラフィックメモリシステム(HMS)で使用される代表
的な光学プロセッサ135を示す。光学プロセッサ13
5は、平面波信号105を符号化ビームに変換する。符
号化ビームはHMS用の参照ビーム(すなわち、HMS
参照ビーム)として使用することができる。更に具体的
には、平面波信号105(すなわち、レーザ光のコヒー
レントビーム)は高精密参照マスク110(例えば、位
相マスク及び/又は振幅マスク)を照射する。マスク1
10は、例えば、平面波信号の高空間帯域幅積を誘導す
ることにより光ビーム105を符号化する。符号化ビー
ムは、焦点距離f1を有する第1のレンズ115まで距
離f1だけ伝搬する。第1のレンズ115を通過する
と、第1のレンズ115を越えて別の距離f1の地点
に、参照位相マスク110のフーリエ変換体を生成す
る。ハイパス空間フィルタ120がフーリエ変換体の面
位置に設けられている。フィルタ120は一般的に、参
照マスク110から放射する低空間周波数の大部分をブ
ロックする。ハイパスフィルタ120を通過した後、符
号化ビームは、焦点距離f2を有する第2のレンズ12
5まで距離f2だけ伝搬する。符号化ビームは第2のレ
ンズ125を通過し、別の距離f2だけ伝搬し、その像
面130に到達する。像面130において、符号化ビー
ム140(符号Aが付されている)は、ホログラフィッ
クメモリシステム(HMS)の参照ビーム(すなわち、
HMS参照ビーム)として特徴付けることができる。
を配置することにより、符号化ビーム140のホログラ
ム(すなわち、HMS参照ビームのホログラム)はホロ
グラフィック媒体(図2及び図3参照)中に記憶させる
ことができる。
び「オブジェクトビーム」という用語は、HOEを生成
するために使用されるビーム及びホログラフィックメモ
リシステムで使用されるビームをそれぞれ意味する。従
って、これら用語を区別して使用するため、適当に「H
OE」及び「HMS」を付けて区別する。
モリシステムで使用されるホログラフィック光学要素
(HOE)250の生成又は形成を示す。特に、図2は
透過モードHOE250の生成を示す。(符号Aが付さ
れた)HOEオブジェクトビーム240(HMS参照ビ
ームでもある)は、図1に関連して説明したように発生
される。HOEオブジェクトビーム240は、ホログラ
フィック記憶材料252に向かって距離Dだけ、光学プ
ロセッサ235から伝搬するか、又は別の方法で配向さ
れる。HOEオブジェクトビーム240はホログラフィ
ック記憶材料252に入射し、そこで、HOE参照ビー
ム260(平面波信号)と交差する。HOE参照ビーム
260はHOEオブジェクトビーム240とコヒーレン
トである。HOE参照ビーム260は、光源264によ
り発生され、この光源からホログラフィック記憶材料2
52に向けられ、ホログラフィック記憶材料252を照
明しそしてホログラフィック記憶材料252内の所定の
位置でHOEオブジェクトビーム240と交差する。H
OEオブジェクトビーム240とHOE参照ビーム26
0との間で生成された干渉パターンは、ホログラフィッ
ク記憶材料252内でホログラムとして記録される。従
って、ホログラフィック記憶材料252は、内部に記憶
されたHOEオブジェクトビーム240(すなわち、H
MS参照ビーム)のホログラムを有するホログラフィッ
ク光学要素(HOE)250に変換される。
ームであることができるが、一般的に、平面波又は容易
に再生可能なその他のビームである。HOEオブジェク
トビーム240及びHOE参照ビーム260は一般的
に、当業者に公知の同一又は類似のレーザ光源からのコ
ヒーレント光により生成される。
任意の材料であることもできるし、又は、表面ホログラ
ム又は体積ホログラムの何れかを記録し、回折光学体を
生成することができる材料の形状又はアレンジメントで
あることもできる。例えば、ホログラフィック記憶材料
252は、ホトポリマー、ホトレジスト、熱可塑性材
料、光屈折性材料又は光互換材料などである。ホログラ
フィック記憶材料252は一般的に、概ね平面状の第1
の面265と、概ね平面状の、対向する第2の面270
を有する。ホログラフィック記憶材料252は十分に平
面状であるか、又は、1cm当たり概ね2波長の光に対
して再生可能である。
モリシステムで使用される反射モードホログラフィック
光学要素(HOE)350の生成又は形成を示す。図3
に示されたHOE350は、図2に示され、前記に説明
した透過モードHOE250と異なる形状を有する。更
に特定的には、HOE参照ビーム360は(ビームB)
は光源364から発生され、ホログラフィック記憶材料
352の第2の面に向けられ、ホログラフィック記憶材
料352内の所定の位置でHOEオブジェクトビーム
(ビームA)と交差する。生成された干渉パターンは、
ホログラフィック記憶材料352内でHOEオブジェク
トビーム340のホログラムとして捕捉され、斯くし
て、HOEオブジェクトビーム340のHOE350が
形成される。反射モードHOE350は次の点で透過モ
ードHOE250と異なる。反射モードHOE350は
ホログラフィック記憶材料352の反対面に向けられた
ビームを用いて生成されるが、透過モードHOE250
はホログラフィック記憶材料252の同じ面に向けられ
たビームを用いて生成される。
ク光学要素(HOE)の両方とも、多重化により該光学
要素内に複数のHOEオブジェクトビームを記憶するこ
とができる。例えば、ホログラフィック記憶材料が比較
的厚い(例えば、1mm)場合、複数のHOEオブジェ
クトビームはホログラフィック記憶材料内で多重化さ
せ、複数のオブジェクトビームのHOEを形成すること
ができる。複数のオブジェクトビームの多重化は、オブ
ジェクトビーム特性を変化させながら、HOE参照ビー
ムの角度、波長又は位置を変化させることにより行うこ
とができる。オブジェクトビーム特性の変化は、例え
ば、異なるマスク、フィルタ又はレンズ組合せ構成を使
用することにより実施できる。
れたホログラフィックメモリシステム(HMS)500
で使用される透過モードホログラフィック光学要素(H
OE)550を示す。HOE550からのHOEオブジ
ェクトビーム540(ビームA)を再生するために、H
OE550を生成するために使用された参照ビーム同一
又は類似の参照ビーム560が光源564から発生さ
れ、HOE550に向けられ、HOE550を照明す
る。照明の際にHOE550から放射するビームは、H
OEオブジェクトビーム540(ビームA)の再生であ
る。これは、HOE550を生成するためにホログラフ
ィック記憶材料552で元々捕捉されるオブジェクトビ
ームであり、HMS参照ビームを示す。HOE550に
対する参照ビーム560の内容及び方向は、少なくとも
部分的に、ホログラフィック光学要素550(例えば、
図2に示され、前記で説明されたような光学要素)の生
成中に第2のレンズの焦点距離f2に比べて、光学プロ
セッサ535(図2参照)内の第2のレンズ525とホ
ログラフィック記憶材料252との間の距離Dに応じて
変化する。
成中の距離Dが第2のレンズの焦点距離f2(図2参
照)未満の場合、HOEオブジェクトビーム540の像
面575(符号Pが付されている)はHOE550を越
えて形成される。このような場合、HOE550は、H
OE550を生成するために使用された場合と同様に、
参照ビーム560を同じ面(すなわち、面565)に向
けることにより照明される。その後、参照ビーム560
とHOE550との相互作用によりHOEオブジェクト
ビーム540が再生され、HOE550を越えて、HO
Eオブジェクトビーム540の像面575(又は所望の
他の面)を形成する。
成中の距離Dが第2のレンズの焦点距離f2(図2参
照)よりも大きい場合、HOEオブジェクトビーム54
0の像面575(符号Pが付されている)はHOE55
0よりも手前又は正面に形成される。このような場合、
光源563から発生された参照ビーム562の複合共役
を使用し、第2の面、すなわち、HOE550を生成す
るために使用されたものと同様な反対面から、HOE5
50を照明する。HOE参照ビーム542の複合共役
(符号A*が付されている)は、参照ビーム562の複
合共役とHOE550との相互作用により再生され、H
OE550の手前又は正面に、HOEオブジェクトビー
ム542の複合共役(符号A*が付されている)の所望
の面575が形成される。
様において、ホログラフィックメモリシステム500
は、複数のホログラフィックデータを記憶することがで
きるホログラフィックメモリセル(HMC)580を有
する。HMC580は、この中に記憶される任意のホロ
グラフィックデータのロケーション及び検索用の像面5
75に関連して配置される。ホログラフィックデータ
は、複数のホログラフィックデータの各々の間の高選択
度により特徴付けられる比較的緊密な又は高密度に構成
されたアレイとして、HMC580内に記憶される。例
えば、PCMホログラフィックメモリシステムにおける
記憶密度は約300チャネルビット/μm2である。
れたホログラフィックメモリシステム600の一部分と
しての、反射モードホログラフィック光学要素(HO
E)650を示す。HOEオブジェクトビーム640
(ビームA)は、光源664からの再生参照ビーム66
0をHOE650に向けて照射し、HOE650を照明
することにより再生される。HOE650に対する再生
参照ビーム660(ビームB)の内容及び方向は、少な
くとも部分的に、HOE650の生成中の第2のレンズ
の焦点距離f2に比べて、光学プロセッサ635の第2
のレンズ625(例えば、図3参照)とホログラフィッ
ク記憶材料652との間の距離Dに応じて変化する。
生成中の距離Dが第2のレンズの焦点距離f2未満の場
合、HOEオブジェクトビーム640の像面675(符
号Pが付されている)はHOE650を越えて形成され
る。このような場合、HOE650は、参照ビーム66
0を第2の面670に向けることにより照明される。そ
の後、前記に説明したのと同様に、HOEオブジェクト
ビーム640は参照ビーム660とHOE650との相
互作用により再生され、HOE650を越えた位置に、
HOEオブジェクトビーム640の像面675(又は所
望の他の面)を形成する。
生成中の距離Dが第2のレンズの焦点距離f2よりも大
きい場合、HOEオブジェクトビーム642の複合共役
(符号A*が付されている)の像面675(符号Pが付
されている)はホログラフィック光学要素(HOE)6
50の正面又は手前に形成される。このような場合、H
OE650は、光源663から発生された参照ビーム6
62の複合共役により照明される。参照ビーム662の
複合共役は、HOE650を生成するために使用された
ものと反対側の第1の面665からHOE650を照明
する。HOEオブジェクトビーム642の複合共役(符
号A*が付されている)は、参照ビーム662の複合共
役とHOE650との相互作用により再生され、HOE
650の手前又は正面に、HOEオブジェクトビーム6
42の複合共役(符号A*が付されている)の像面67
5又はその他の所望の面を形成する。
様において、ホログラフィックメモリシステム600
は、複数のホログラフィックデータを記憶することがで
きるホログラフィックメモリセル(HMC)680を有
する。HMC680は、この中に記憶される任意のホロ
グラフィックデータのロケーョン及び検索用の像面67
5に関連して配置される。ホログラフィックデータは、
複数の記憶されるホログラフィックデータの各々の間の
高選択度により特徴付けられる比較的緊密な又は高密度
に構成されたアレイとして、HMC680内に記憶され
る。
般的に、高密度形態でホログラフィック記憶媒体内にホ
ログラフィックデータを記録又は格納するシステム及び
方法を示すものである。次に図6を参照する。本発明に
より記憶されたホログラフィックデータのロケーション
と検索について詳細に説明する。ホログラフィックメモ
リシステム700は、光学プロセッサ735を有する。
平面波信号105はこのプロセッサを通過し、そして、
このプロセッサから符号化オブジェクトビームが発生す
る。オブジェクトビーム740は所望の記憶されたホロ
グラフィックデータを包含する。オブジェクトビーム7
40は、複数のホログラフィックデータを記憶すること
ができ、かつ、所望のホログラフィックデータを含む、
記憶されたホログラフィックデータを有することができ
るホログラフィックメモリセル(HMC)780に向け
られる。平面波源764は概ね視準された平面波信号7
65を発生し、平面波信号765をHOE750に向け
る。HOE750は、ホログラフィックメモリシステム
(HMS)参照ビーム760のホログラムを含む。HO
E750に到達する前に、平面波信号765は、フィル
タ790により操作され、その結果、操作された平面波
信号765’はHOE750を照明する。開口の具体例
において、フィルタ790は所定の形状を有する固定又
は可変エリア開口から構成される。開口形状は例えば、
真円形、楕円形、矩形(すなわち、スリット)、半円形
又は事実上任意のサイズ又は形状のものであることがで
きる。但し、任意のサイズ又は形状のものは、その開口
が平面波信号765を変更し、その結果、被操作平面波
信号765’が、HOE750を生成するのに使用され
た平面波信号260,360(例えば、図2及び図3参
照)と異なる(すなわち、直径が異なる)ものとならな
ければならない。フィルタ790は、平面波信号765
から高周波成分を除去し、信号765の帯域幅を効果的
に制限する。
タはフーリエ変換体として記録される。従って、HOE
を生成するために使用された参照ビーム(すなわち、H
OE参照ビーム)の周波数スペクトルと、周波数情報が
HOE750内に空間的に記録されることとの間には関
連性が存在する。従って、HOE750がHOE参照ビ
ームと異なる空間プロファイルを有する平面波信号によ
り照明される場合、参照ビームの異なる記憶スペクトル
成分が照明され、そして、変更参照ビーム760’がH
OE750により生成される。変更参照ビーム760’
は、HOE750にホログラムを最初に記録するために
使用された参照ビームと異なる周波数スペクトルを有
し、その結果、若干の高周波成分の除去により、減容さ
れた情報内容を実際に有する。例えば、変更参照ビーム
760’は、一層広い帯域幅選択性(例えば、図7B参
照)と、元の参照ビームと同じピーク最大値(例えば、
図7A参照)を有する。
ムの選択性の幅を広げることにより、ホログラフィック
メモリセル内に記憶された複数のホログラフィックデー
タのうちの任意のデータを迅速にロケーションし、検索
する。参照ビームの空間周波数スペクトルは、参照ビー
ムから高周波数成分を除去するために参照ビームの一部
分を覆い隠すフィルタ790を通してビームを配向する
ことにより制御される。フィルタ790は、平面波信号
765を操作し、それにより、変更平面波信号765’
の半値全幅が大幅に増大される(例えば、図7A及び図
7B参照)。従って、参照ビームの帯域幅は、ピーク位
置はそのまま維持しながら、拡大される。よて、特定の
ホログラフィックデータの位置を突き止めるために必要
なスキャン解像度(空間感度及びスキャンのステップ解
像度)は大幅に低下される。その結果、ホログラフィッ
クデータは一層迅速にその位置が突き止められ、かつ、
検索され、ホログラフィックメモリシステムの性能が大
幅に改善される。
及び形)が、この開口を通して配向されるビームの空間
周波数スペクトルを制御する。一般的に、開口の面積が
減少するにつれて、ビームの高周波成分は減衰され、及
び/又はカットオフされる。本発明はまた、フィルタを
通過する光ビームの直径を増大させるようなフィルタも
企図する。幾つかの開口形状について説明してきたが、
これらはあくまでも説明のために例示したに過ぎず、本
発明は前記に説明したような特定の形状に限定されるも
のではなく、
に、複合参照ビームによるホログラムの記録はPCMホ
ログラフィーにとって重要であり、概して非常に狭い選
択性関数を生じる。従って、ホログラフィックメモリセ
ルにおけるホログラフィックデータの異常記録密度(例
えば、約300チャネルビット/μm2超)は、位相相
関多重化(PCM)ホログラフィーにより可能である。
例えば、参照ビームと記憶ホログラフィックデータとの
間の相関の半値全幅は約5μm未満である。図7Aにお
けるピーク値はHMC位置の関数として、記憶ホログラ
ムの回折強度を示す。
来は、対応する狭い選択性関数も必要としてきた。複数
のホログラフィックデータを高密度に集積させたホログ
ラフィックメモリセルを特定にホログラフィックデータ
についてスキャンすることは時間がかかるばかりか、費
用も高かった。好都合なことに、本発明によれば、ホロ
グラフィックメモリシステムの選択性関数を拡張又は拡
大させ、ホログラフィックメモリセルからのホログラフ
ィックデータの迅速なロケーション及び読み出しを可能
にする。図7Bに示されたグラフは、本発明により構成
されたホログラフィックメモリシステムの選択性関数を
示す。この場合、参照ビームは前記で詳細に説明したよ
うにフィルタにより操作されている。所望の記憶ホログ
ラフィックデータの位置がホログラフィックメモリセル
内で突き止められたら、参照ビームの一つからフィルタ
を除去することにより、すなわち、例えば、開口を開放
することにより、記憶データを再生させることができ
る。
記憶されたホログラムの選択性関数の幅を増大させ、そ
れにより記憶されたホログラフィックデータを一層迅速
にサーチし、検索することができる。
る光学プロセッサの模式的構成図である。
ム用の透過モードホログラフィック光学要素の形成を示
す模式的構成図である。
ム用の反射モードホログラフィック光学要素の形成を示
す模式的構成図である。
ラフィックメモリシステムにおける図2のホログラフィ
ック光学要素の使用状態を示す模式的構成図であり、
(A)は、HOE550生成中の距離Dが第2のレンズ
の焦点距離f2未満の場合の使用状態を示し、(B)
は、HOE550生成中の距離Dが第2のレンズの焦点
距離f2よりも大きい場合の使用状態を示す。
ラフィックメモリシステムにおける図3のホログラフィ
ック光学要素の使用状態を示す模式的構成図であり、
(A)は、HOE650生成中の距離Dが第2のレンズ
の焦点距離f2未満の場合の使用状態を示し、(B)
は、HOE650生成中の距離Dが第2のレンズの焦点
距離f2よりも大きい場合の使用状態を示す。
リシステムの模式的構成図である。
の特性図であり、(A)は従来技術のホログラフィック
メモリシステムの選択性関数の特性図であり、(B)は
本発明により構成されたホログラフィックメモリシステ
ムの選択性関数の特性図である。
Claims (23)
- 【請求項1】 (a)ホログラフィックデータを記憶して
内部に有するホログラフィックメモリセル(HMC)
と、 (b)所定の周波数スペクトルを有するホログラフィック
メモリシステム(HMS)参照ビームのホログラムを記
憶して内部に有するホログラフィック光学要素(HO
E)と、 (c)オブジェクトビームを発生し、かつ、前記オブジェ
クトビームを前記ホログラフィックメモリセルに向ける
オブジェクトビーム源と、 (d)平面波信号を発生し、かつ、前記平面波信号を前記
HOEに向ける平面波源と、 (e)前記平面波源と前記HOEとの間に配置され、前記
平面波信号を操作するフィルタとからなり、 前記被操作平面波信号により前記HOEが照射されたと
きに、前記HOEは変更HMS参照ビームを前記ホログ
ラフィックメモリセルに向けて投射する、ことを特徴と
する位相相関多重化(PCM)ホログラフィックメモリ
システム。 - 【請求項2】 前記フィルタは前記平面波信号の一部分
を覆い隠す、ことを特徴とする請求項1に記載のシステ
ム。 - 【請求項3】 前記フィルタは前記平面波信号の高周波
数成分を除去する、ことを特徴とする請求項2に記載の
システム。 - 【請求項4】 前記フィルタは一定面積の開口部からな
り、該開口部を通して前記平面波信号が配向される、こ
とを特徴とする請求項2に記載のシステム。 - 【請求項5】 前記フィルタは可変面積の開口部からな
り、該開口部を通して前記平面波信号が配向される、こ
とを特徴とする請求項2に記載のシステム。 - 【請求項6】 前記オブジェクトビーム源は、 (イ)レーザと、 (ロ)光学プロセッサとからなり、 該光学プロセッサを通して前記レーザが配向され、か
つ、該光学プロセッサから前記オブジェクトビームが出
現する、ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 【請求項7】 前記HOEは透過モードHOEである、
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 【請求項8】 前記HOEは反射モードHOEである、
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 【請求項9】 ホログラフィックデータを記憶して内部
に有するホログラフィックメモリセル(HMC)と、H
MS参照ビームのホログラムを記憶して内部に有するホ
ログラフィック光学要素(HOE)と、オブジェクトビ
ームを発生し、かつ、前記オブジェクトビームを前記ホ
ログラフィックメモリセルに向けるオブジェクトビーム
源と、平面波信号を発生し、かつ、前記平面波信号を前
記HOEに向ける平面波源とを有するホログラフィック
メモリシステム(HMS)の選択性を制御する方法であ
り、該方法は、 操作された平面波信号により前記HOEが照明されたと
きに、前記HOEが変更HMS参照ビームを前記ホログ
ラフィックメモリセルに向けて投射するために、前記平
面波信号を操作するステップからなる、ことを特徴とす
るホログラフィックメモリシステム(HMS)の選択性
制御方法。 - 【請求項10】 前記平面波信号の一部分を覆い隠すス
テップを更に有する、ことを特徴とする請求項9に記載
の方法。 - 【請求項11】 前記平面波信号の高周波数成分を除去
するステップを更に有する、ことを特徴とする請求項9
に記載の方法。 - 【請求項12】 一定面積の開口部を通して前記平面波
信号を配向するステップを更に有する、ことを特徴とす
る請求項9に記載の方法。 - 【請求項13】 可変面積の開口部を通して前記平面波
信号を配向するステップを更に有する、ことを特徴とす
る請求項9に記載の方法。 - 【請求項14】 内部に記憶された複数のホログラフィ
ックデータを有するホログラフィック記憶材料に記憶さ
れ、かつ、ホログラフィックメモリシステム(HMS)
のホログラムを内部に記憶して有するホログラフィック
光学要素(HOE)を具備するホログラフィックメモリ
システムで使用されるホログラフィックデータの記憶位
置を突き止める方法であり、該方法は、 (a)オブジェクトビームを前記ホログラフィック記憶材
料に向けるステップと、 (b)操作された平面波信号により前記HOEが照明され
たときに、前記HOEが変更HMS参照ビームを前記ホ
ログラフィック記憶材料に向けて投射するために、前記
HOEに向けられる前記平面波信号を操作するステップ
とからなる、ことを特徴とするホログラフィックデータ
の記憶位置突止方法。 - 【請求項15】 前記ステップ(b)は、前記平面波信号
の一部分を覆い隠すことからなる、ことを特徴とする請
求項14に記載の方法。 - 【請求項16】 前記ステップ(b)は、前記平面波信号
の高周波数成分を除去することからなる、ことを特徴と
する請求項14に記載の方法。 - 【請求項17】 前記ステップ(b)は、一定面積の開口
部を通して前記平面波信号を配向することからなる、こ
とを特徴とする請求項14に記載の方法。 - 【請求項18】 前記ステップ(b)は、可変面積の開口
部を通して前記平面波信号を配向することからなる、こ
とを特徴とする請求項14に記載の方法。 - 【請求項19】 ホログラフィック記憶材料内に記憶さ
れたホログラフィックデータの記憶位置を突止め、検索
するシステムであり、該システムは、 (a)HMS参照ビームのホログラムを記憶して内部に有
するホログラフィック光学要素(HOE)と、 (b)概ね視準された光信号を発生し、かつ、前記光信号
を前記HOEに向ける光源と、 (c)前記光源と前記HOEとの間に配置され、前記光信
号を操作するフィルタとからなり、 前記被操作光信号により前記HOEが照射されたとき
に、前記HOEは変更参照ビームを前記ホログラフィッ
ク記憶材料に向けて投射する、ことを特徴とするホログ
ラフィックデータの記憶位置突止・検索システム。 - 【請求項20】 前記フィルタは前記光信号の一部分を
覆い隠す、ことを特徴とする請求項19に記載のシステ
ム。 - 【請求項21】 前記フィルタは前記光信号の高周波数
成分を除去する、ことを特徴とする請求項20に記載の
システム。 - 【請求項22】 前記フィルタは一定面積の開口部から
なり、該開口部を通して前記光信号が配向される、こと
を特徴とする請求項20に記載のシステム。 - 【請求項23】 前記フィルタは可変面積の開口部から
なり、該開口部を通して前記光信号が配向される、こと
を特徴とする請求項20に記載のシステム。
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