JP2003208791A - ライトワンスホログラムメモリ - Google Patents
ライトワンスホログラムメモリInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １度だけ書き込みが可能な、いわゆるプログ
ラム可能な読み出し専用のホログラムメモリを提供す
る。 【解決手段】 情報を書き込むコア層に導波光として導
入したゲート光ＧＬと、情報が重畳され平面型光導波路
の界面から導入したデータ光ＷＬとにより、情報を書き
込むコア層に、２光子吸収によるホトクロミック現象を
生じさせ、導波光の散乱要因を形成することにより、１
度だけ情報の書込を行う。
ラム可能な読み出し専用のホログラムメモリを提供す
る。 【解決手段】 情報を書き込むコア層に導波光として導
入したゲート光ＧＬと、情報が重畳され平面型光導波路
の界面から導入したデータ光ＷＬとにより、情報を書き
込むコア層に、２光子吸収によるホトクロミック現象を
生じさせ、導波光の散乱要因を形成することにより、１
度だけ情報の書込を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ライトワンスホロ
グラムメモリに関し、より詳細には、プログラム可能な
読み出し専用のホログラムメモリであるライトワンスホ
ログラムメモリに関する。
グラムメモリに関し、より詳細には、プログラム可能な
読み出し専用のホログラムメモリであるライトワンスホ
ログラムメモリに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、カード型の情報記録媒体として、
磁気カード、ＩＣカードが知られている。磁気カード
は、カードに添付された磁気テープに情報を記録するも
ので、製造が容易で、大量生産が可能ではあるが、記憶
容量が小さく、偽造が容易であるという欠点を有する。
ＩＣカードは、カードに内蔵されたＩＣチップに情報を
記録するもので、記憶容量が大きく、偽造が困難ではあ
るが、ビット単価が高価であるという欠点を有する。
磁気カード、ＩＣカードが知られている。磁気カード
は、カードに添付された磁気テープに情報を記録するも
ので、製造が容易で、大量生産が可能ではあるが、記憶
容量が小さく、偽造が容易であるという欠点を有する。
ＩＣカードは、カードに内蔵されたＩＣチップに情報を
記録するもので、記憶容量が大きく、偽造が困難ではあ
るが、ビット単価が高価であるという欠点を有する。
【０００３】そこで、記憶容量がＩＣカードよりも大き
く、偽造が困難で、ビット単価も安価なホログラムメモ
リが考案された。例えば、特開平９−１０１７３５号公
報には、光導波路を多層に積層したホログラムメモリが
記載されている。しかし、このようなホログラムメモリ
に情報を書き込んだり、記憶された情報を読み出すため
に、複雑な光学系を有した書込装置、再生装置が必要で
あった。
く、偽造が困難で、ビット単価も安価なホログラムメモ
リが考案された。例えば、特開平９−１０１７３５号公
報には、光導波路を多層に積層したホログラムメモリが
記載されている。しかし、このようなホログラムメモリ
に情報を書き込んだり、記憶された情報を読み出すため
に、複雑な光学系を有した書込装置、再生装置が必要で
あった。
【０００４】また、特開平１１−３４５４１９号公報に
は、シングルモード平面型光導波路を多層に積み重ねた
再生専用多重ホログラム情報記録媒体が記載されてい
る。この情報記録媒体は、シングルモード平面型光導波
路の導波モードの周期とほぼ等しい周期を有する周期的
散乱要因を設けている。任意の光導波路に導波光を導入
すると、周期的散乱要因により導波路外に回析された回
析光により、ホログラムを形成する。このようにして、
情報の読み出しに複雑な光学系を有した再生装置が不要
となることが記載されている。この情報記録媒体は、名
刺サイズの大きさで、１００層の平面型光導波路が積層
されたもので、およそ１３０ＧＢの記憶容量を有するこ
とが記載されている。
は、シングルモード平面型光導波路を多層に積み重ねた
再生専用多重ホログラム情報記録媒体が記載されてい
る。この情報記録媒体は、シングルモード平面型光導波
路の導波モードの周期とほぼ等しい周期を有する周期的
散乱要因を設けている。任意の光導波路に導波光を導入
すると、周期的散乱要因により導波路外に回析された回
析光により、ホログラムを形成する。このようにして、
情報の読み出しに複雑な光学系を有した再生装置が不要
となることが記載されている。この情報記録媒体は、名
刺サイズの大きさで、１００層の平面型光導波路が積層
されたもので、およそ１３０ＧＢの記憶容量を有するこ
とが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、再生専
用多重ホログラムメモリは、読み出し専用のメモリであ
り、書き込みはできないという問題があった。例えば、
特開２００１−８３８６５号公報に記載されているよう
に、平面型光導波路の各層ごとにホログラム原盤を作成
する。スタンパーと呼ばれる装置により、ホログラム原
盤から各層ごとに平面型光導波路を作成し、これを積層
することにより、ホログラムメモリを作成する。この方
法によれば、スタンパーにより、同一の情報が書き込ま
れたホログラムメモリを、大量に生産することができ
る。すなわち少品種大量生産が可能である。しかし、多
種多様な情報を、ホログラムメモリに書き込むような多
品種少量生産には向いていない。
用多重ホログラムメモリは、読み出し専用のメモリであ
り、書き込みはできないという問題があった。例えば、
特開２００１−８３８６５号公報に記載されているよう
に、平面型光導波路の各層ごとにホログラム原盤を作成
する。スタンパーと呼ばれる装置により、ホログラム原
盤から各層ごとに平面型光導波路を作成し、これを積層
することにより、ホログラムメモリを作成する。この方
法によれば、スタンパーにより、同一の情報が書き込ま
れたホログラムメモリを、大量に生産することができ
る。すなわち少品種大量生産が可能である。しかし、多
種多様な情報を、ホログラムメモリに書き込むような多
品種少量生産には向いていない。
【０００６】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、１度だけ書き込み
が可能な、いわゆるプログラム可能な読み出し専用のホ
ログラムメモリであるライトワンスホログラムメモリを
提供することにある。
たもので、その目的とするところは、１度だけ書き込み
が可能な、いわゆるプログラム可能な読み出し専用のホ
ログラムメモリであるライトワンスホログラムメモリを
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、２光子
吸収によりホトクロミック現象を生ずる記録材料により
形成されたコア層を有する平面型光導波路を多層に積層
したライトワンスホログラムメモリであって、情報を書
き込むコア層に導波光として導入したゲート光と、前記
情報が重畳され前記平面型光導波路の界面から導入した
データ光とにより、前記情報を書き込むコア層に、２光
子吸収によるホトクロミック現象を生じさせ、導波光の
散乱要因を形成することにより、１度だけ前記情報の書
込を行うことを特徴とする。
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、２光子
吸収によりホトクロミック現象を生ずる記録材料により
形成されたコア層を有する平面型光導波路を多層に積層
したライトワンスホログラムメモリであって、情報を書
き込むコア層に導波光として導入したゲート光と、前記
情報が重畳され前記平面型光導波路の界面から導入した
データ光とにより、前記情報を書き込むコア層に、２光
子吸収によるホトクロミック現象を生じさせ、導波光の
散乱要因を形成することにより、１度だけ前記情報の書
込を行うことを特徴とする。
【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の前記記録材料は、ジアリールエテン系分子からなるこ
とを特徴とする。
の前記記録材料は、ジアリールエテン系分子からなるこ
とを特徴とする。
【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２において、前記情報が書き込まれたコア層に、導波光
として導入した再生照明光が、前記周期的散乱要因によ
り前記平面型光導波路の外に回析されてホログラム画像
を形成することを特徴とする。
２において、前記情報が書き込まれたコア層に、導波光
として導入した再生照明光が、前記周期的散乱要因によ
り前記平面型光導波路の外に回析されてホログラム画像
を形成することを特徴とする。
【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の前記データ光は、前記情報を２次元符号化して得られ
る前記ホログラム画像を形成するように求められた振幅
分布と位相分布に基づいて、レーザ光を変調し、前記平
面型光導波路の界面に導入することを特徴とする。
の前記データ光は、前記情報を２次元符号化して得られ
る前記ホログラム画像を形成するように求められた振幅
分布と位相分布に基づいて、レーザ光を変調し、前記平
面型光導波路の界面に導入することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態について詳細に説明する。
の実施形態について詳細に説明する。
【００１２】図１に、本発明の一実施形態にかかるライ
トワンスホログラムメモリの構造を示す。ライトワンス
ホログラムメモリ１０は、基板１６上に、下からクラッ
ド層１１ａ、コア層１１ｂ、クラッド層１２ａ、コア層
１２ｂ、クラッド層１３ａ、コア層１３ｂを順に積層し
た構造を有し、最上位層にクラッド層１５を有してい
る。各コア層には、光導波路の導波モードの周期とほぼ
等しい周期を有する散乱要因、すなわちホログラムが形
成されている。散乱要因は、コア層の屈折率を変調する
もので、これによって予め情報を重畳するものである。
トワンスホログラムメモリの構造を示す。ライトワンス
ホログラムメモリ１０は、基板１６上に、下からクラッ
ド層１１ａ、コア層１１ｂ、クラッド層１２ａ、コア層
１２ｂ、クラッド層１３ａ、コア層１３ｂを順に積層し
た構造を有し、最上位層にクラッド層１５を有してい
る。各コア層には、光導波路の導波モードの周期とほぼ
等しい周期を有する散乱要因、すなわちホログラムが形
成されている。散乱要因は、コア層の屈折率を変調する
もので、これによって予め情報を重畳するものである。
【００１３】このような構成により、任意のコア層、図
１においてはコア層１３ｂに、再生照明光光源２０から
再生照明光ＩＬを導入する。再生照明光ＩＬは、コア層
１３ｂの面内方向に導波光として伝搬し、ホログラムに
よって散乱され、回析光ＤＬとしてライトワンスホログ
ラムメモリ１０の表面より出射する。回析光ＤＬによっ
て、ホログラム画像Ｉｍが、結像面上に形成される。
１においてはコア層１３ｂに、再生照明光光源２０から
再生照明光ＩＬを導入する。再生照明光ＩＬは、コア層
１３ｂの面内方向に導波光として伝搬し、ホログラムに
よって散乱され、回析光ＤＬとしてライトワンスホログ
ラムメモリ１０の表面より出射する。回析光ＤＬによっ
て、ホログラム画像Ｉｍが、結像面上に形成される。
【００１４】例えば、特開平１１−３３７７５６号公報
に記載された多層導波路形再生専用メモリカードと同様
に、ＣＣＤなどの２次元光検出器により、ホログラム画
像Ｉｍを取り込むことによって、情報を読み出すことが
できる。このようにして、ホログラム画像Ｉｍを、２次
元光検出器で直接検出することにより、情報を読み出す
ための特殊なレンズ群が不要となる。
に記載された多層導波路形再生専用メモリカードと同様
に、ＣＣＤなどの２次元光検出器により、ホログラム画
像Ｉｍを取り込むことによって、情報を読み出すことが
できる。このようにして、ホログラム画像Ｉｍを、２次
元光検出器で直接検出することにより、情報を読み出す
ための特殊なレンズ群が不要となる。
【００１５】コア層１１ｂ〜１４ｂは、２光子吸収によ
りホトクロミック現象を生ずるジアリールエテン系材料
を使用した。光化学反応は、光子を単位としてエネルギ
ーを吸収するもので、通常、化合物に１光子が吸収され
た１光子反応を生ずる。一方、２光子吸収材料は、光強
度に対して非線形吸収特性を有し、非常に強度の強い光
を照射すると２光子反応を生ずる。ホトクロミック現象
とは、光の照射により、結晶、分子または錯体などの吸
収スペクトルが可逆的に変化する現象をいう。ジアリー
ルエテン系材料は、通常、４５０ｎｍ以下の波長領域に
吸収を有し、波長７６０ｎｍの光により２光子反応を生
じ、５００〜６００ｎｍ付近にも吸収を生ずる。ジアリ
ールエテン系材料は、例えば、ジャパニーズアプライド
フィジックス３５巻（１９９３年）の３９８７ページ
に、入江他により、フォトクロミック現象を利用した三
次元記録材料として記載されている。このような材料を
用いて、コア層１１ｂ〜１４ｂにホログラムを形成する
方法を以下に説明する。
りホトクロミック現象を生ずるジアリールエテン系材料
を使用した。光化学反応は、光子を単位としてエネルギ
ーを吸収するもので、通常、化合物に１光子が吸収され
た１光子反応を生ずる。一方、２光子吸収材料は、光強
度に対して非線形吸収特性を有し、非常に強度の強い光
を照射すると２光子反応を生ずる。ホトクロミック現象
とは、光の照射により、結晶、分子または錯体などの吸
収スペクトルが可逆的に変化する現象をいう。ジアリー
ルエテン系材料は、通常、４５０ｎｍ以下の波長領域に
吸収を有し、波長７６０ｎｍの光により２光子反応を生
じ、５００〜６００ｎｍ付近にも吸収を生ずる。ジアリ
ールエテン系材料は、例えば、ジャパニーズアプライド
フィジックス３５巻（１９９３年）の３９８７ページ
に、入江他により、フォトクロミック現象を利用した三
次元記録材料として記載されている。このような材料を
用いて、コア層１１ｂ〜１４ｂにホログラムを形成する
方法を以下に説明する。
【００１６】図２に、本発明の一実施形態にかかるライ
トワンスホログラムメモリに情報を書き込む方法を示
す。ライトワンスホログラムメモリ１０に情報を書き込
むために、ゲート光ＧＬとデータ光ＷＬとを必要とす
る。ゲート光ＧＬは、ゲート光光源３３から、ビームス
プリッタ３２とシリンドリカルレンズ３１を介して、情
報を書き込むコア層の導波光として入射される。データ
光ＷＬは、高速データ光生成装置４０から出力され、ラ
イトワンスホログラムメモリ１０の界面から導入され、
ライトワンスホログラムメモリ１０の各々のコア層を透
過する。
トワンスホログラムメモリに情報を書き込む方法を示
す。ライトワンスホログラムメモリ１０に情報を書き込
むために、ゲート光ＧＬとデータ光ＷＬとを必要とす
る。ゲート光ＧＬは、ゲート光光源３３から、ビームス
プリッタ３２とシリンドリカルレンズ３１を介して、情
報を書き込むコア層の導波光として入射される。データ
光ＷＬは、高速データ光生成装置４０から出力され、ラ
イトワンスホログラムメモリ１０の界面から導入され、
ライトワンスホログラムメモリ１０の各々のコア層を透
過する。
【００１７】なお、図２には、情報を読み出すための再
生照明光ＩＬを出力する再生照明光光源２０も併せて記
載している。波長は、６３３ｎｍである。一方、読み出
し専用装置には、再生照明光光源２０のみを備えていれ
ばよく、例えば、特開２００１−６６６２１号公報に記
載された導波路型光ヘッドを適用することにより、より
小型の読み出し専用装置を実現することができる。
生照明光ＩＬを出力する再生照明光光源２０も併せて記
載している。波長は、６３３ｎｍである。一方、読み出
し専用装置には、再生照明光光源２０のみを備えていれ
ばよく、例えば、特開２００１−６６６２１号公報に記
載された導波路型光ヘッドを適用することにより、より
小型の読み出し専用装置を実現することができる。
【００１８】図３は、ライトワンスホログラムメモリに
書き込む情報からデータ光を生成する手順を示したフロ
ーチャートである。ライトワンスホログラムメモリ１０
に書き込む情報は、１次元のデジタルデータとして生成
され（Ｓ３０１）、エラー訂正符号が付加される（Ｓ３
０２）。デジタルデータは、コア層ごとに２次元符号化
され、２次元面の明暗分布として表される（Ｓ３０
３）。さらに、読み出し時の同期信号となるサーボ信号
が付加されて（Ｓ３０４）、ライトワンスホログラムメ
モリ１０が回析すべきホログラム画像Ｉｍとなる。
書き込む情報からデータ光を生成する手順を示したフロ
ーチャートである。ライトワンスホログラムメモリ１０
に書き込む情報は、１次元のデジタルデータとして生成
され（Ｓ３０１）、エラー訂正符号が付加される（Ｓ３
０２）。デジタルデータは、コア層ごとに２次元符号化
され、２次元面の明暗分布として表される（Ｓ３０
３）。さらに、読み出し時の同期信号となるサーボ信号
が付加されて（Ｓ３０４）、ライトワンスホログラムメ
モリ１０が回析すべきホログラム画像Ｉｍとなる。
【００１９】次に、ホログラム画像Ｉｍから導波路内の
光強度分布を求める波面計算を行う（Ｓ３０５）。波面
計算は、光の電場の振幅分布と位相分布を求めることを
いう。求められた振幅分布と位相分布に基づいて、平面
波状のレーザ光を変調することにより、ライトワンスホ
ログラムメモリに書き込む情報が重畳されたデータ光Ｗ
Ｌを生成する（Ｓ３０６）。高速データ光生成装置４０
の詳細は、図４を参照して後述する。
光強度分布を求める波面計算を行う（Ｓ３０５）。波面
計算は、光の電場の振幅分布と位相分布を求めることを
いう。求められた振幅分布と位相分布に基づいて、平面
波状のレーザ光を変調することにより、ライトワンスホ
ログラムメモリに書き込む情報が重畳されたデータ光Ｗ
Ｌを生成する（Ｓ３０６）。高速データ光生成装置４０
の詳細は、図４を参照して後述する。
【００２０】ゲート光ＧＬとデータ光ＷＬとは、同一の
波長の光であり、コア層を形成するジアリールエテン系
材料が２光子吸収を生ずる波長７６０ｎｍである。ゲー
ト光ＧＬは、強度一定の平面光であり、データ光ＷＬ
は、ホログラム画像Ｉｍを生成するように変調された光
であるから、ゲート光ＧＬとデータ光ＷＬとが合波し
て、所定の光強度を有する領域のみ２光子吸収が生じ、
コア層の吸収スペクトルが変化する。このようにして、
ゲート光ＧＬが導入されたコア層において、データ光Ｗ
Ｌが透過する所定の領域にのみ周期的散乱要因、すなわ
ちホログラムが形成される。
波長の光であり、コア層を形成するジアリールエテン系
材料が２光子吸収を生ずる波長７６０ｎｍである。ゲー
ト光ＧＬは、強度一定の平面光であり、データ光ＷＬ
は、ホログラム画像Ｉｍを生成するように変調された光
であるから、ゲート光ＧＬとデータ光ＷＬとが合波し
て、所定の光強度を有する領域のみ２光子吸収が生じ、
コア層の吸収スペクトルが変化する。このようにして、
ゲート光ＧＬが導入されたコア層において、データ光Ｗ
Ｌが透過する所定の領域にのみ周期的散乱要因、すなわ
ちホログラムが形成される。
【００２１】上述したライトワンスホログラムメモリ
は、２光子書込技術を適用したものであるが、ジアリー
ルエテン系材料を記録媒体に用いているので、消去光を
照射することにより、情報の消去を行うこともできる。
従って、上述したホログラムメモリは、再書込可能なホ
ログラムメモリとして用いることもできる。
は、２光子書込技術を適用したものであるが、ジアリー
ルエテン系材料を記録媒体に用いているので、消去光を
照射することにより、情報の消去を行うこともできる。
従って、上述したホログラムメモリは、再書込可能なホ
ログラムメモリとして用いることもできる。
【００２２】図４に、本発明の第１の実施形態にかかる
高速データ光生成装置の光学系を示す。高速データ光生
成装置４０の光学系は、例えば、特開２００１−８３８
６５号公報に記載された光学系を適用することができ
る。高速データ光生成装置４０の光学系は、空間光変調
器４１と凸レンズ４２，４３とから構成されている。こ
の構成において、凸レンズ４２と凸レンズ４３との焦点
距離をｆとすると、空間光変調器４１と凸レンズ４２と
の距離はｆであり、凸レンズ４２と凸レンズ４３との距
離は２ｆである。空間光変調器は、微少な矩形画素がマ
トリクス状に並んだものであって、各々の矩形画素の光
透過率（または反射率）を個別に電気制御することがで
きる。空間光変調器は、大面積のコンピュータディスプ
レイの一種であるプロジェクタ装置の主要部品としても
用いられている。
高速データ光生成装置の光学系を示す。高速データ光生
成装置４０の光学系は、例えば、特開２００１−８３８
６５号公報に記載された光学系を適用することができ
る。高速データ光生成装置４０の光学系は、空間光変調
器４１と凸レンズ４２，４３とから構成されている。こ
の構成において、凸レンズ４２と凸レンズ４３との焦点
距離をｆとすると、空間光変調器４１と凸レンズ４２と
の距離はｆであり、凸レンズ４２と凸レンズ４３との距
離は２ｆである。空間光変調器は、微少な矩形画素がマ
トリクス状に並んだものであって、各々の矩形画素の光
透過率（または反射率）を個別に電気制御することがで
きる。空間光変調器は、大面積のコンピュータディスプ
レイの一種であるプロジェクタ装置の主要部品としても
用いられている。
【００２３】このような構成により、平面波状のレーザ
光ＲＬを、ホログラム画像Ｉｍを表示させた空間光変調
器４１に入射すると、画像情報を含んだ光が出力され
る。出力された光は、２枚の凸レンズ４２，４３を順番
に透過した後、凸レンズ４３から距離ｆだけ離れた平面
内で像を結び、空間光変調器４１に表示された像が再現
される。この平面を結像面４４と称する。図４に示した
ように、結像面４４と凸レンズ４３との間に、ライトワ
ンスホログラムメモリ１０を置き、凸レンズ４３から出
射する光をデータ光ＷＬとして、上述した方法で情報記
録を行う。
光ＲＬを、ホログラム画像Ｉｍを表示させた空間光変調
器４１に入射すると、画像情報を含んだ光が出力され
る。出力された光は、２枚の凸レンズ４２，４３を順番
に透過した後、凸レンズ４３から距離ｆだけ離れた平面
内で像を結び、空間光変調器４１に表示された像が再現
される。この平面を結像面４４と称する。図４に示した
ように、結像面４４と凸レンズ４３との間に、ライトワ
ンスホログラムメモリ１０を置き、凸レンズ４３から出
射する光をデータ光ＷＬとして、上述した方法で情報記
録を行う。
【００２４】このようにして情報記録を行ったライトワ
ンスホログラムメモリ１０に、再生照明光ＩＬを導入し
てホログラム再生を行うと、結像面４４で像を結ぶよう
な回折光が生成される。従って、結像面４４に、２次元
光検出器の光検出面を合わせることにより、記録された
情報の読み出しを行うことができる。
ンスホログラムメモリ１０に、再生照明光ＩＬを導入し
てホログラム再生を行うと、結像面４４で像を結ぶよう
な回折光が生成される。従って、結像面４４に、２次元
光検出器の光検出面を合わせることにより、記録された
情報の読み出しを行うことができる。
【００２５】このようにして、図４に示した高速データ
光生成装置を用いて記録を行うことにより、２次元光検
出器のみで直接に情報を読み出すことができるため、情
報読み出しのためのレンズ群が不要となり、低価格な情
報読み出し装置を実現することができる。
光生成装置を用いて記録を行うことにより、２次元光検
出器のみで直接に情報を読み出すことができるため、情
報読み出しのためのレンズ群が不要となり、低価格な情
報読み出し装置を実現することができる。
【００２６】なお、高速データ光生成装置において、凸
レンズ４２，４３は、空間光変調器４１に表示する画像
を、結像面４４において再現する結像光学系を構成す
る。この結像光学系は、最もシンプルなもののひとつで
あるが、同様な機能を有する結像光学系は、市販のカメ
ラに代表されるように公知のものが多数存在し、本発明
は、結像光学系の種類に限定されるものではない。
レンズ４２，４３は、空間光変調器４１に表示する画像
を、結像面４４において再現する結像光学系を構成す
る。この結像光学系は、最もシンプルなもののひとつで
あるが、同様な機能を有する結像光学系は、市販のカメ
ラに代表されるように公知のものが多数存在し、本発明
は、結像光学系の種類に限定されるものではない。
【００２７】図５に、本発明の第２の実施形態にかかる
高速データ光生成装置の光学系を示す。本実施形態にか
かる高速データ光生成装置の光学系も、特開２００１−
８３８６５号公報に記載されている。高速データ光生成
装置４０の光学系は、空間光変調器４１のみから構成さ
れている。空間光変調器４１は、図４に示した結像面４
４に相当する位置に固定される。
高速データ光生成装置の光学系を示す。本実施形態にか
かる高速データ光生成装置の光学系も、特開２００１−
８３８６５号公報に記載されている。高速データ光生成
装置４０の光学系は、空間光変調器４１のみから構成さ
れている。空間光変調器４１は、図４に示した結像面４
４に相当する位置に固定される。
【００２８】このような構成により、平面波状のレーザ
光ＲＬを空間光変調器４１に入射すると、第１の実施形
態と同様に画像情報を含んだ光が出力されるので、ライ
トワンスホログラムメモリ１０の上側に入射する。同時
にゲート光ＧＬを入射して、情報の記録を行うが、第２
の実施形態では、画像情報を含む光が第１の実施形態と
は反対方向に進行するため、ゲート光ＧＬも逆方向から
ライトワンスホログラムメモリ１０に入射する。このよ
うな方法でホログラム形成を行った場合でも、第１の実
施形態と同様に、再生照明光ＩＬを導入してホログラム
再生を行うと、空間光変調器４１の位置、すなわち図４
に示した結像面４４に像を結ぶような回折光が生成され
る。空間光変調器４１の位置に、２次元光検出器の光検
出面を合わせることにより、記録された情報の読み出し
を行うことができる。
光ＲＬを空間光変調器４１に入射すると、第１の実施形
態と同様に画像情報を含んだ光が出力されるので、ライ
トワンスホログラムメモリ１０の上側に入射する。同時
にゲート光ＧＬを入射して、情報の記録を行うが、第２
の実施形態では、画像情報を含む光が第１の実施形態と
は反対方向に進行するため、ゲート光ＧＬも逆方向から
ライトワンスホログラムメモリ１０に入射する。このよ
うな方法でホログラム形成を行った場合でも、第１の実
施形態と同様に、再生照明光ＩＬを導入してホログラム
再生を行うと、空間光変調器４１の位置、すなわち図４
に示した結像面４４に像を結ぶような回折光が生成され
る。空間光変調器４１の位置に、２次元光検出器の光検
出面を合わせることにより、記録された情報の読み出し
を行うことができる。
【００２９】第２の実施形態によれば、情報読み出し装
置のみならず記録装置についても、第１の実施形態で用
いた結像光学系を必要とせず、低価格な装置を実現する
ことができる。
置のみならず記録装置についても、第１の実施形態で用
いた結像光学系を必要とせず、低価格な装置を実現する
ことができる。
【００３０】図６に、本発明の第３の実施形態にかかる
高速データ光生成装置の光学系を示す。第３の実施形態
にかかる高速データ光生成装置は、図４に示した第１の
実施形態において、光学系に２つめの空間光変調器４５
を置いている。空間光変調器４１は、矩形画素の光透過
率を個別に電気制御することにより、光の強度を平面内
で変調する素子であるが、空間光変調器４５は、透過率
に換わって光の位相を電気制御可能な画素から構成され
ている。
高速データ光生成装置の光学系を示す。第３の実施形態
にかかる高速データ光生成装置は、図４に示した第１の
実施形態において、光学系に２つめの空間光変調器４５
を置いている。空間光変調器４１は、矩形画素の光透過
率を個別に電気制御することにより、光の強度を平面内
で変調する素子であるが、空間光変調器４５は、透過率
に換わって光の位相を電気制御可能な画素から構成され
ている。
【００３１】空間光変調器４１によって強度変調された
光の電磁場分布は、凸レンズ４２，４３で構成された結
像光学系によって、空間光変調器４５の位置で再現され
る。空間光変調器４５において位相変調をかけることに
より、強度変調と位相変調とをかけた光波が、空間光変
調器４５の出力として得られる。これは、任意の波面の
光を発生させることができることを意味し、データ光Ｗ
Ｌとして有効に用いることができる。
光の電磁場分布は、凸レンズ４２，４３で構成された結
像光学系によって、空間光変調器４５の位置で再現され
る。空間光変調器４５において位相変調をかけることに
より、強度変調と位相変調とをかけた光波が、空間光変
調器４５の出力として得られる。これは、任意の波面の
光を発生させることができることを意味し、データ光Ｗ
Ｌとして有効に用いることができる。
【００３２】空間光変調器４１に入力する振幅情報と、
空間光変調器４５に入力する位相情報とを作成するため
の装置は、例えば、特開２０００−３２１９６４号公報
に記載された再生専用積層導波路ホログラムメモリ用デ
ータ作成装置を適用することができる。
空間光変調器４５に入力する位相情報とを作成するため
の装置は、例えば、特開２０００−３２１９６４号公報
に記載された再生専用積層導波路ホログラムメモリ用デ
ータ作成装置を適用することができる。
【００３３】以下のように振幅情報と位相情報とを計算
で求めることもできる。ホログラム画像Ｉｍを、Ｉｍｎ
と画像を構成する画素の強度とにより表すと、空間光変
調器４５を透過した直後の光の電磁場は、例えば、
で求めることもできる。ホログラム画像Ｉｍを、Ｉｍｎ
と画像を構成する画素の強度とにより表すと、空間光変
調器４５を透過した直後の光の電磁場は、例えば、
【００３４】
【数１】
【００３５】となればよい。Ｕm'n'は、空間光変調器４
５の第m'行、第n'列の画素に対応する光電磁場であり、
スカラー複素表示されている。ｉは虚数単位、ｋは光の
波数、Ｌｍ，Ｌｎはホログラム画像Ｉｍの画素ピッチ、
Ｄm'，Ｄn'は空間光変調器４１，４５の画素ピッチ、ｌ
は空間光変調器４５と結像面４４との距離である。ま
た、Ｃ，ｓk，ｓyは実定数である。
５の第m'行、第n'列の画素に対応する光電磁場であり、
スカラー複素表示されている。ｉは虚数単位、ｋは光の
波数、Ｌｍ，Ｌｎはホログラム画像Ｉｍの画素ピッチ、
Ｄm'，Ｄn'は空間光変調器４１，４５の画素ピッチ、ｌ
は空間光変調器４５と結像面４４との距離である。ま
た、Ｃ，ｓk，ｓyは実定数である。
【００３６】このとき、空間光変調器４１に入力する振
幅Ｔm'n'は、
幅Ｔm'n'は、
【００３７】
【数２】
【００３８】となる。また、空間光変調器４５では、
【００３９】
【数３】
【００４０】だけ位相を進めれば良い。なお、位相θm'
n'は、上式を２πで割ったときの剰余でもよい。
n'は、上式を２πで割ったときの剰余でもよい。
【００４１】図６に示した第３の実施形態にかかる高速
データ光生成装置において、空間光変調器４１と凸レン
ズ４２，４３とを省略することもできる。すなわち、光
波の振幅変調は行わず、位相のみを変調する。このため
に理想的な光波の合成はできないが、振幅変調よりも位
相変調の方が光波面生成への寄与が大きく、多少のノイ
ズを除いて、十分なホログラム像を生成することができ
る。この構成によれば、第２の実施形態と同様に、レン
ズ系を必要としない安価な装置により、ライトワンスホ
ログラムメモリに書込みと読み出しを行うことができ
る。
データ光生成装置において、空間光変調器４１と凸レン
ズ４２，４３とを省略することもできる。すなわち、光
波の振幅変調は行わず、位相のみを変調する。このため
に理想的な光波の合成はできないが、振幅変調よりも位
相変調の方が光波面生成への寄与が大きく、多少のノイ
ズを除いて、十分なホログラム像を生成することができ
る。この構成によれば、第２の実施形態と同様に、レン
ズ系を必要としない安価な装置により、ライトワンスホ
ログラムメモリに書込みと読み出しを行うことができ
る。
【００４２】本実施形態によれば、複雑なレンズ群を必
要としない装置により、ライトワンスホログラムメモリ
に書き込みを行うことができ、かつ、複雑なレンズ群を
必要とせず読み出しも行うことができる。
要としない装置により、ライトワンスホログラムメモリ
に書き込みを行うことができ、かつ、複雑なレンズ群を
必要とせず読み出しも行うことができる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
情報を書き込むコア層に導波光として導入したゲート光
と、情報が重畳され平面型光導波路の界面から導入した
データ光とにより、情報を書き込むコア層に、２光子吸
収によるホトクロミック現象を生じさせ、導波光の散乱
要因を形成することにより、１度だけ前記情報の書込を
行うので、プログラム可能な読み出し専用のホログラム
メモリが可能となる。
情報を書き込むコア層に導波光として導入したゲート光
と、情報が重畳され平面型光導波路の界面から導入した
データ光とにより、情報を書き込むコア層に、２光子吸
収によるホトクロミック現象を生じさせ、導波光の散乱
要因を形成することにより、１度だけ前記情報の書込を
行うので、プログラム可能な読み出し専用のホログラム
メモリが可能となる。
【００４４】また、本発明によれば、複雑なレンズ群を
必要としないことから、ライトワンスホログラムメモリ
に対する情報の書込や読み出しが容易になり、プログラ
ム済みライトワンスホログラムメモリの生産効率が向上
するとともに、読み出し専用装置の小型化を図ることが
可能となる。
必要としないことから、ライトワンスホログラムメモリ
に対する情報の書込や読み出しが容易になり、プログラ
ム済みライトワンスホログラムメモリの生産効率が向上
するとともに、読み出し専用装置の小型化を図ることが
可能となる。
【図１】本発明の一実施形態にかかるライトワンスホロ
グラムメモリを示した構造図である。
グラムメモリを示した構造図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるライトワンスホロ
グラムメモリに情報を書き込む方法を説明するための図
である。
グラムメモリに情報を書き込む方法を説明するための図
である。
【図３】ライトワンスホログラムメモリに書き込む情報
からデータ光を生成する手順を示したフローチャートで
ある。
からデータ光を生成する手順を示したフローチャートで
ある。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかる高速データ光
生成装置の光学系を示した構成図である。
生成装置の光学系を示した構成図である。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかる高速データ光
生成装置の光学系を示した構成図である。
生成装置の光学系を示した構成図である。
【図６】本発明の第３の実施形態にかかる高速データ光
生成装置の光学系を示した構成図である。
生成装置の光学系を示した構成図である。
１０ ライトワンスホログラムメモリ
１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ クラッド層
１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ コア層
１６ 基板
２０ 再生照明光光源
３１ シリンドリカルレンズ
３２ ビームスプリッタ
３３ ゲート光光源
４０ 高速データ光生成装置
４１，４５ 空間光変調器
４２，４３ 凸レンズ
４４ 結像面
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０３Ｈ 1/22 Ｇ０３Ｈ 1/22
1/26 1/26
Ｇ１１Ｂ 7/0065 Ｇ１１Ｂ 7/0065
7/24 ５１６ 7/24 ５１６
Ｇ１１Ｃ 17/00 ５８０ Ｇ１１Ｃ 17/00 ５８０Ｃ
(72)発明者 森 裕平
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
(72)発明者 栗原 隆
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
(72)発明者 八木 生剛
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
Ｆターム(参考） 2H123 AA00 AA10 FA05
2K008 AA04 BB04 CC01 DD12
5B003 AA09 AB05 AC06
5D029 JA04 PA10
5D090 BB03 BB20 CC14 DD01
Claims (4)
- 【請求項１】 ２光子吸収によりホトクロミック現象を
生ずる記録材料により形成されたコア層を有する平面型
光導波路を多層に積層したライトワンスホログラムメモ
リであって、情報を書き込むコア層に導波光として導入
したゲート光と、前記情報が重畳され前記平面型光導波
路の界面から導入したデータ光とにより、前記情報を書
き込むコア層に、２光子吸収によるホトクロミック現象
を生じさせ、導波光の散乱要因を形成することにより、
１度だけ前記情報の書込を行うことを特徴とするライト
ワンスホログラムメモリ。 - 【請求項２】 前記記録材料は、ジアリールエテン系分
子からなることを特徴とする請求項１に記載のライトワ
ンスホログラムメモリ。 - 【請求項３】 前記情報が書き込まれたコア層に、導波
光として導入した再生照明光が、前記周期的散乱要因に
より前記平面型光導波路の外に回析されてホログラム画
像を形成することを特徴とする請求項１または２に記載
のライトワンスホログラムメモリ。 - 【請求項４】 前記データ光は、前記情報を２次元符号
化して得られる前記ホログラム画像を形成するように求
められた振幅分布と位相分布に基づいて、レーザ光を変
調し、前記平面型光導波路の界面に導入することを特徴
とする請求項３に記載のライトワンスホログラムメモ
リ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002006674A JP3984055B2 (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | ライトワンスホログラムメモリ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002006674A JP3984055B2 (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | ライトワンスホログラムメモリ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003208791A true JP2003208791A (ja) | 2003-07-25 |
| JP3984055B2 JP3984055B2 (ja) | 2007-09-26 |
Family
ID=27645377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002006674A Expired - Lifetime JP3984055B2 (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | ライトワンスホログラムメモリ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3984055B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005008637A2 (en) * | 2003-07-18 | 2005-01-27 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Multi-stack information carrier with photochromic materials |
| JP2006039131A (ja) * | 2004-07-26 | 2006-02-09 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光情報記録媒体 |
-
2002
- 2002-01-15 JP JP2002006674A patent/JP3984055B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005008637A2 (en) * | 2003-07-18 | 2005-01-27 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Multi-stack information carrier with photochromic materials |
| WO2005008637A3 (en) * | 2003-07-18 | 2005-05-19 | Koninkl Philips Electronics Nv | Multi-stack information carrier with photochromic materials |
| JP2006039131A (ja) * | 2004-07-26 | 2006-02-09 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光情報記録媒体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3984055B2 (ja) | 2007-09-26 |
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