JP2004311001A - 光記録装置、及び光記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐振動性に優れた光記録装置を提供する。耐振動性と耐ノイズ性とに優れた光記録再生装置を提供する。
【解決手段】記録時には、光源からのコヒーレント光を空間光変調器１０により偏光変調して、偏光方向が相互に直交する信号光と参照光とを生成する。信号光は、偏光ビームスプリッタ１２を透過し、１／４波長板１６に入射する。一方、参照光は、通過孔２６を通過し、光拡散体１４で拡散されて、１／４波長板１６に入射する。参照光と信号光とは、相互に逆周りの円偏光に変換されて集光レンズ１８で集光され、光記録媒体２０の所定領域に照射される。この通り、信号光と参照光とは、同じ光源から入射された光を空間光変調器で変調して生成され、同軸で偏光ビームスプリッタ１２に入射されるので、装置に振動を与えても両者の光軸がずれることが無い。また、再生時に照射された参照光が反射層３０で反射されても、通過孔２６を通過し、ノイズとして検出されない。
【選択図】図１

Description

本発明は、光記録装置、及び光記録再生装置に係り、特に、情報を光記録媒体にホログラムとして記録する光記録装置と、情報を光記録媒体にホログラムとして記録すると共に光記録媒体にホログラムとして記録された情報を再生する光記録再生装置とに関する。

一般に、厚いホログラムほど、回折させるための入射角度条件は厳しくなり、ブラッグ条件から少しずらすだけで回折光は消失する。体積ホログラフィックメモリにおける角度多重方式は、この角度選択性を利用する。即ち、信号光と参照光とを交差させて得られた干渉縞を記録する二光束干渉法により、参照光の角度を変化させて同一体積内に複数のホログラムを形成し、記録時に使用した参照光と同じ入射角度で読み出し光を照射することによって、任意のホログラムをクロストークなしに読み出すことができる。しかしながら、二光束干渉法によるホログラム記録は振動に弱く、記録媒体を停止させて記録しなければならない、光学系が複雑でドライブ装置が大型化する等の問題があった。

近年、二光束干渉法における問題点を克服すべく、「偏光コリニア記録方式」が提案され、実用化に至っている（特許文献１参照）。「偏光コリニア記録方式」は、参照光と信号光とを同軸上に配置し、１つの対物レンズで参照光と信号光とを記録媒体上に照射してホログラムを記録する方式である。この方式によれば、サーボ技術を利用して振動に対する記録・再生の安定性を高めると共に、装置の小型化を図ることができる。

まず、図４を参照して「偏光コリニア記録方式」の記録方法を説明する。光源装置１２５から出射されたＰ偏光の光は、プリズムブロック１１９から空間光変調器１１８に入射し、空間的に変調されて信号光となる。この信号光は、更にプリズムブロック１１５を通過して、２分割旋光板１１４に入射される。２分割旋光板１１４には、旋光板１１４Ｌ、１１４Ｒが設けられており、旋光板１１４Ｌを通過した光は偏光方向が＋４５°回転されてＡ偏光の光となり、旋光板１１４Ｒを通過した光は偏光方向が−４５°回転されてＢ偏光の光となる。２分割旋光板１１４を通過した信号光は、対物レンズ１１２によって集光されて、光情報記録媒体１０１に照射される。

一方、プリズムブロック１１９から位相空間光変調器１１７に入射された光は、位相が空間的に変調されて記録用参照光となる。この記録用参照光は、凸レンズ１１６、プリズムブロック１１５を通過して、２分割旋光板１１４に入射される。２分割旋光板１１４を通過した記録用参照光は、対物レンズ１１２によって集光されて、光情報記録媒体１０１に照射される。

光情報記録媒体１０１のホログラム層１０３内において、反射膜１０５で反射された同じ偏光方向の信号光と、反射膜１０５側に進む記録用参照光とが干渉して干渉パターンを形成し、その干渉パターンが体積的に記録される。

また、図５を参照して「偏光コリニア記録方式」の再生方法を説明する。光源装置１２５から出射されたＰ偏光の光は、プリズムブロック１１９から位相空間光変調器１１７に入射され、位相が空間的に変調されて再生用参照光となる。この再生用参照光は、凸レンズ１１６、プリズムブロック１１５を通過して、２分割旋光板１１４に入射される。２分割旋光板１１４を通過した再生用参照光は、偏光方向が回転され、対物レンズ１１２によって集光されて、光情報記録媒体１０１に照射される。

再生用参照光が照射されると、記録時における信号光に対応する再生光が発生する。この再生光は、対物レンズ１１２側に進み、対物レンズ１１２、２分割旋光板１１４を通過して、Ｓ偏光の光となる。２分割旋光板１１４を通過した再生光は、プリズムブロック１１５、空間光変調器１１８を通過し、光量の一部がプリズムブロック１１９の半反射面１１９ｂで反射されて、ＣＣＤアレイ１２０によって検出される。
特開平１１−３１１９３８号公報

しかしながら、「偏光コリニア記録方式」では、１）参照光が反射されて再生光と同じ光路を辿り、偏光ビームスプリッタでは分離することができず、再生時にノイズが発生する、２）信号光の光路と参照光の光路とが完全には一致しておらず、依然として振動に弱い、という欠点がある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、本発明の目的は、耐振動性に優れた光記録装置を提供することにある。本発明の他の目的は、耐振動性と耐ノイズ性とに優れた光記録再生装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の光記録装置は、単一光源から入射された光を変調して、光記録媒体に記録する信号に応じて変調された所定偏光方向の信号光と、前記所定偏光方向と直交する偏光方向の参照光と、を生成する空間光変調器と、直線偏光を円偏光に変換すると共に円偏光を直線偏光に変換する波長板と、前記波長板から入射された光を光記録媒体の所定領域に集光する集光光学系と、を備え、前記空間光変調器で信号光と参照光とを生成し、生成した信号光と参照光とを前記波長板により相互に逆周りの円偏光に変換し、前記波長板で変換された相互に逆周りの円偏光を前記集光光学系により光記録媒体の所定領域に集光して、前記光記録媒体にホログラムを記録することを特徴としている。

本発明の光記録装置では、単一光源から入射された光から偏光方向が相互に直交する信号光と参照光とを生成するので、常に同軸であり、装置に振動等を与えても信号光と参照光の光軸がずれることが無く、耐振動性に優れている。

上記の光記録装置は、空間光変調器と波長板との間に、参照光に対し所定の波面を形成するホログラフィック光学素子が更に配置されていてもよい。ホログラフィック光学素子としては、参照光を拡散する光拡散体が好ましい。参照光を拡散させて信号光よりも広い領域に照射することで、信号光の総てのデータを欠落無く記録することができる。

また、空間光変調器としては、平板状の液晶の両面に透明電極が形成された透過型液晶セルと、該液晶セルの光入射側に配置され且つ所定偏光方向の光を透過させる第１の偏光板と、該液晶セルの光出射側に配置され且つ中心部では偏光方向に拘らず光を透過させると共に周辺部では所定偏光方向の光を透過させる第２の偏光板と、を備えたプロジェクタ用の液晶パネルを用いることができる。

更に、波長板の代わりに、偏光方向を所定角度回転させる旋光子を配置してもよい。空間光変調器で生成した信号光と参照光とを、この旋光子を用いて偏光方向を所定角度回転させ、旋光子で偏光方向が回転された直線偏光を集光光学系により光記録媒体の所定領域に集光して、光記録媒体にホログラムを記録することができる。

上記目的を達成するために本発明の光記録再生装置は、単一光源から入射された光を変調して、光記録媒体に記録する信号に応じて変調された所定偏光方向の信号光と、前記所定偏光方向と直交する偏光方向の参照光と、を生成する空間光変調器と、光源側から入射された光をその偏光方向に拘らず透過させ、且つ光記録媒体側から入射された再生光を偏光方向に応じて所定方向に反射すると共に光記録媒体側から入射された再生光以外の光をその偏光方向に拘らず透過させる偏光ビームスプリッタと、直線偏光を円偏光に変換すると共に円偏光を直線偏光に変換する波長板と、前記波長板から入射された光を光記録媒体の所定領域に集光する集光光学系と、を備え、前記光記録媒体にホログラムを記録する場合には、前記空間光変調器で信号光と参照光とを生成し、生成した信号光と参照光とを前記波長板により相互に逆周りの円偏光に変換し、前記波長板で変換された相互に逆周りの円偏光を前記集光光学系により光記録媒体の所定領域に集光すると共に、前記光記録媒体に記録されたホログラムを再生する場合には、前記空間光変調器で参照光を生成し、生成した参照光を前記波長板により円偏光に変換して前記集光光学系により光記録媒体の所定領域に集光し、得られた再生光を前記波長板により直線偏光に変換して、偏光ビームスプリッタで所定方向に反射する、ことを特徴としている。

本発明の光記録再生装置では、単一光源から入射された光から偏光方向が相互に直交する信号光と参照光とを生成するので、常に同軸であり、装置に振動等を与えても信号光と参照光の光軸がずれることが無く、耐振動性に優れている。また、再生時に照射した参照光が光記録媒体の表面で反射されても、偏光ビームスプリッタで反射されずにそのまま通過するので、反射光がノイズとして検出されることがなく、耐ノイズ性に優れている。

本発明の光記録装置は、耐振動性に優れる、という効果を奏する。本発明の光記録再生装置は、耐振動性と耐ノイズ性とに優れる、という効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
本実施の形態に係る光記録装置は、図１に示すように、図示しない光源からのコヒーレント光を変調して偏光方向が相互に直交する信号光と参照光とを生成する空間光変調器１０、生成された信号光の光路だけに配置され且つ所定の偏光成分を分離する偏光ビームスプリッタ１２、生成された参照光の光路だけに配置され且つ参照光の波面を制御するホログラフィック光学素子としての光拡散体１４、偏光ビームスプリッタ１２を透過した信号光と光拡散体１４を透過した参照光とを円偏光に変換する１／４波長板１６、及び生成された円偏光を光記録媒体２０の所定領域に集光する集光レンズ１８を備えている。なお、空間光変調器１０は、図示しない制御装置により入力信号に応じて制御されている。

空間光変調器１０としては、液晶等の電気光学変換材料の両面に透明電極を形成した透過型の空間光変調器を用いることができる。このタイプの空間光変調器としては、例えば、プロジェクタ用の液晶パネルを挙げることができる。プロジェクタ用の液晶パネルは、液晶の両面に電極を形成した透過型の液晶セルを備え、この液晶セルの光入出力側に偏光板を配置したものである。

但し、本実施の形態では、空間光変調器１０の中心部に存在する円形の領域２２を通過した光をｓ偏光の参照光とし、その他の領域２４を通過した光をｐ偏光の信号光とするために、プロジェクタ用の液晶パネルを用いる場合には、光出力側に配置された偏光板の領域２２に対応する部分を取り除く又は透明にする必要がある。

なお、この空間光変調器１０では、２次元的に配列された複数の画素の各々を、２次元データの対応するビット情報に応じてオンオフし、それぞれの画素に入射する光の強度を変調している。従って、領域２４を通過した信号光は、記録する信号に応じて強度変調されている。

偏光ビームスプリッタ１２は、空間光変調器１０で生成された信号光の光路だけに配置されるように構成されている。本実施の形態では、板状の偏光ビームスプリッタ１２の中心部に、空間光変調器１０の領域２２に対応する径の通過孔２６が形成されており、領域２２で生成された参照光は、偏光ビームスプリッタ１２で反射されずに通過孔２６を通過する。

光拡散体１４は、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）の一種である。光拡散体１４に代えて、記録面上で所望の波面を持つように予め設計された他のＨＯＥを用いてもよい。例えば、記録面上での信号光分布を網羅する光強度を有し且つ位相はランダムであるＨＯＥが望ましい。このようなＨＯＥを用いることで、記録面上で余計な露光を防ぐことができると共に、記録メディアあるいは記録装置の移動（シフト）により体積多重記録が実現できる。本実施の形態では、光拡散体１４と集光レンズ１８との組み合わせにより、必要最小限の記録スポットのみ参照光を照射し、上述のシフト多重記録を実現している。

光記録媒体２０は、基板２８と、基板２８上に反射層３０を介して形成された偏光状態を記録可能な偏光感応性の記録層３２と、を備えている。記録時の信号光及び参照光は、図示するように記録層３２側から照射する。なお、光記録媒体２０の好適な構成材料等については後述する。

上記の光記録装置では、ホログラムの記録時には、図示しない光源から照射されたコヒーレント光を空間光変調器１０により変調して、偏光方向が相互に直交する信号光と参照光とを生成する。本実施の形態では、ｓ偏光の参照光とｐ偏光の信号光とを生成する。

空間光変調器１０の領域２４に対応して生成された信号光は、偏光ビームスプリッタ１２を透過し、１／４波長板１６に入射する。一方、領域２２に対応して生成された参照光は、偏光ビームスプリッタ１２で反射されずに通過孔２６をそのまま通過し、参照光を拡散させる光拡散体１４で拡散されて、１／４波長板１６に入射する。

ｓ偏光の参照光とｐ偏光の信号光とは、１／４波長板１６により相互に逆周りの円偏光に変換されて集光レンズ１８で集光され、光記録媒体２０の所定領域に同時に照射される。これにより、光記録媒体２０の記録層３２にホログラムが記録される。信号光と参照光とは、同じ光源から入射された光を空間光変調器で変調して生成され、同軸で偏光ビームスプリッタ１２に入射されるので、装置に振動を与えても信号光と参照光の光軸がずれることが無い。

上記の光記録装置は、記録された情報の読み出し（再生）を行う光再生装置としても使用することができる。ホログラムの再生時には、光源から照射されたコヒーレント光を空間光変調器１０により変調して参照光のみを生成する。生成された参照光は、光拡散体１４で拡散され、１／４波長板１６で円偏光に変換されて、集光レンズ１８を介して光記録媒体２０に照射される。

参照光が光記録媒体２０に照射されると、記録されたホログラムにより回折され、逆周りの円偏光の再生光が生成する。生成した円偏光の再生光は、１／４波長板１６により直線偏光に変換される。ｓ偏光の参照光を照射した場合、得られた円偏光の再生光を直線偏光に変換するとｐ偏光となる。直線偏光の再生光は、偏光ビームスプリッタ１２で反射され、偏光ビームスプリッタ１２の反射方向に配置された図示しない光検出器により検出される。

光記録媒体２０に照射された円偏光の参照光が、反射層３０で反射されたとしても、この反射光は１／４波長板１６により入射した参照光と同じ偏光方向の直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ１２で反射されずに通過孔２６をそのまま通過する。従って、図示しない光検出器によりノイズとして検出されない。また、再生光が記録層３２の表面で散乱されたとしても、１／４波長板１６により直線偏光に変換されて、偏光ビームスプリッタ１２を通過する。従って、この場合も、図示しない光検出器によりノイズとして検出されない。

以上説明した通り、本実施の形態では、ホログラムの記録に使用される信号光と参照光とは、同じ光源から入射された光を空間光変調器で変調して生成され、同軸で偏光ビームスプリッタに入射されるので、装置に振動を与えても信号光と参照光の光軸がずれることが無く、耐振動性に優れている。

また、再生時に照射した参照光が反射されても、偏光ビームスプリッタで反射されずに通過孔をそのまま通過する。更に、再生光が記録層の表面で散乱されても、１／４波長板により直線偏光に変換されて、偏光ビームスプリッタを通過する。この通り、何れの場合にも不要な再生光がノイズとして検出されず、耐ノイズ性に優れている。
［第２の実施の形態］
本実施の形態に係る光記録装置は、図２に示すように、空間光変調器１０の左半分を参照光領域２２Ａ、右半分を信号光領域２４Ａとすると共に、１／４波長板に代えて各領域に対応するように２分割旋光板３４を配置している。また、信号光の光路（右半分）だけに偏光ビームスプリッタ１２を配置し、参照光の光路（左半分）だけに光拡散体１４を配置している。これら以外は第１の実施の形態に係る光記録装置と同じ構成であるため、同じ構成部分には同じ符号を付して説明を省略する。

本実施の形態では、空間光変調器１０の左半分の領域２２Ａを通過した光をｓ偏光の参照光とし、右半分の領域２４Ａを通過した光をｐ偏光の信号光とする。このため、プロジェクタ用の液晶パネルを用いる場合には、光出力側に配置された偏光板の領域２２Ａに対応する部分を取り除く又は透明にする必要がある。

なお、この空間光変調器１０では、２次元的に配列された複数の画素の各々を、２次元データの対応するビット情報に応じてオンオフし、それぞれの画素に入射する光の強度を変調している。従って、領域２４Ａを通過した信号光は、記録する信号に応じて強度変調されている。

２分割旋光板３４は、旋光板３４Ｌ及び旋光板３４Ｒから構成されており、左半分の領域２２Ａに対応して旋光板３４Ｌが配置されると共に、右半分の領域２４Ａに対応して旋光板３４Ｒが配置されている。旋光板３４Ｌを通過した光は偏光方向が＋４５°回転され、旋光板３４Ｒを通過した光は偏光方向が−４５°回転される。

上記の光記録装置では、ホログラムの記録時には、光源から照射されたコヒーレント光を空間光変調器１０により偏光変調して、偏光方向が相互に直交する信号光と参照光とを生成する。本実施の形態では、ｓ偏光の参照光とｐ偏光の信号光とを生成する。

空間光変調器１０の領域２４Ａに対応して生成された信号光は、偏光ビームスプリッタ１２を透過し、旋光板３４Ｒに入射する。一方、領域２２Ａに対応して生成された参照光は、光拡散体１４で拡散されて、旋光板３４Ｌに入射する。

ｓ偏光の参照光とｐ偏光の信号光とは、それぞれ２分割旋光板３４の旋光板３４Ｌ及び旋光板３４Ｒにより偏光方向が回転される。偏光方向が回転された信号光と参照光とは、集光レンズ１８で集光され、光記録媒体２０の所定領域に同時に照射され、光記録媒体２０の記録層３２にホログラムが記録される。

ホログラムの再生時には、空間光変調器１０により生成された参照光は、光拡散体１４で拡散され、旋光板３４Ｌにより偏光方向が回転されて、集光レンズ１８を介して光記録媒体２０に照射される。

参照光が光記録媒体２０に照射されると、記録されたホログラムにより回折され、再生光が生成する。生成した再生光は、２分割旋光板３４により偏光方向が回転される。例えば、ｓ偏光の参照光を照射した場合、得られた再生光はｐ偏光となる。参照光と偏光方向が直交する再生光は、偏光ビームスプリッタ１２で反射され、偏光ビームスプリッタ１２の反射方向に配置された図示しない光検出器により検出される。

光記録媒体２０に照射された参照光が、反射層３０で反射されたとしても、この反射光は２分割旋光板３４により入射した参照光と同じ偏光方向の直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ１２で反射されずにそのまま通過する。従って、図示しない光検出器によりノイズとして検出されない。

以上説明した通り、本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、ホログラムの記録に使用される信号光と参照光とは、同じ光源から入射された光を空間光変調器で変調して生成され、同軸で偏光ビームスプリッタに入射されるので、装置に振動を与えても信号光と参照光の光軸がずれることが無く、耐振動性に優れている。

また、再生時に照射した参照光が反射されても、偏光ビームスプリッタで反射されずに通過孔をそのまま通過するので、不要な再生光がノイズとして検出されず、耐ノイズ性に優れている。
（光記録媒体）
上述した通り、光記録媒体２０は、基板２８上に反射層３０を介して形成された偏光状態を記録可能な偏光感応性の記録層３２を備えている。以下に各層の構成を詳細に説明する。

基板２８としては、石英基板、ガラス基板、及びプラスチック基板を用いることができる。プラスチック基板の材料としては、例えば、ポリカーボネート；ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂；ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂；エポキシ樹脂；アモルファスポリオレフィン、およびポリエステルなどを挙げることができる。耐湿性、寸法安定性および価格などの点から、ポリカーボネートが特に好ましい。基板２８の厚さは、０．１〜２ｍｍとすることが好ましい。

反射層３０には、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌおよびステンレス鋼、またはこれらの合金が用いられる。反射層３０は、これらの材料を蒸着、スパッタリングまたはイオンプレーティングすることにより基板上に形成することができる。反射層３０の厚さは、０．１〜２μｍとすることが好ましい。

記録層３２は、光誘起複屈折性を示し、信号光と参照光との間の偏光角の値に拘らず上記の偏光ホログラムを記録できる偏光感応材料であれば、どのような材料で構成されていてもよい。好適な材料としては、側鎖に光異性化する基を有する高分子または高分子液晶、または光異性化する分子を分散させた高分子を挙げることができる。また、光異性化する基または分子としては、例えば、アゾベンゼン骨格を含むものが好適である。

ここで、アゾベンゼンを例に光誘起複屈折の原理について説明する。アゾベンゼンは、下記化学式に示すように、光の照射によってトランス−シスの光異性化を示す。光記録層に光照射する前は、光記録層にはトランス体のアゾベンゼンが多く存在する。これらの分子はランダムに配向しており、マクロに見て等方的である。光記録層に矢印で示す所定方向から直線偏光を照射すると、その偏光方位と同じ方位に吸収軸を持つトランス１体は選択的にシス体に光異性化される。偏光方位と直交した吸収軸を持つトランス２体に緩和した分子は、もはや光を吸収せずその状態に固定される。結果として、マクロに見て吸収係数及び屈折率の異方性、つまり二色性と複屈折が誘起される。一般に、これらの性質は、光誘起複屈折性、光誘起２色性、または光誘起異方性と呼ばれている。また、円偏光または無偏光の光を照射することによって、これら励起された異方性を消去することができる。

このような光異性化基を含む高分子は、光異性化により高分子自身の配向も変化し大きな複屈折を誘起することができる。このように誘起された複屈折は高分子のガラス転移温度以下で安定であり、ホログラムの記録に好適である。

記録層３２を構成する材料の好適な例として、下記一般式（１）で表される側鎖にアゾベンゼンを有するポリエステルを挙げることができる。このポリエステルは、側鎖のアゾベンゼンの光異性化による光誘起異方性に起因して、信号光の強度及び偏光方向をホログラムとして記録できる。これらの中でも、側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルが好適である。（"Holographic recording and retrieval of polarized light by use of polyester containing cyanoazobenzene units in the side chain", K.Kawano, T. Ishii, J. Minabe, T. Niitsu, Y. Nishikata and K. Baba, Opt. Lett. Vol. 24 (1999) pp. 1269-1271）。

上記の式中、Ｘはシアノ基、メチル基、メトキシ基、またはニトロ基を表し、Ｙはエーテル結合、ケトン結合、またはスルホン結合による２価の連結基を表す。また、ｌ及びｍは２から１８の整数、より好ましくは４から１０の整数を表し、ｎは５から５００の整数、より好ましくは１０から１００の整数を表す。

上記のポリエステル材料からなる記録層３２を備えた光記録媒体２０は、例えば、ポリエステルのクロロホルム溶液を洗浄したガラス基板上にキャストし乾燥させることによって作製することができる。膜厚２０μｍの記録層３２が形成された光記録媒体２０の吸収スペクトルを測定したところ、アゾベンゼンのπ−π*遷移に相当する３６５ｎｍ付近にピークを有するスペクトルが得られた。

なお、光記録媒体の作製方法はこれに限られるものではない。例えば、記録層３２の材料を基板上にスピンコートして光記録媒体を作製してもよく、記録層３２の材料を平行平板セルへ注入して光記録媒体を作製してもよい。また、フィルム状基板に記録層３２の材料をホットプレスにより接着して光記録媒体を作製することもできる。

次に、上記の偏光感応性の記録層を備えた光記録媒体にホログラムが記録される原理について説明する。

偏光感応性の記録層３２を備えた光記録媒体２０にホログラムを記録する場合には、それぞれコヒーレントな信号光１および参照光２を、光記録媒体２０の同一領域に同時に照射する。

信号光１と参照光２の偏光方向が互いに平行な場合は、例えば、図３（Ａ）に示すように、信号光１と参照光２がともにｓ偏光のときには、光記録媒体２０中に、信号光１と参照光２の２光波干渉により光強度分布を生じる。そして、光強度の強いところのみ、アゾベンゼンの配向変化が引き起こされる。従って、光強度分布に対応した吸収率または屈折率の格子がホログラムとして記録される。

これに対して、信号光１と参照光２の偏光方向を互いに直交させたとき、例えば、図３（Ｂ）に示すように、信号光１をｐ偏光とし、参照光２をｓ偏光としたときには、信号光１と参照光２の偏光方向が互いに平行なときのような光強度分布は生じない。その代わりに、偏光方向が空間的・周期的に変調され、直線偏光部分８と楕円偏光部分９が交互に周期的に現れる。図３（Ｃ）に示すように、信号光１と参照光２とが偏光方向が互いに直交する円偏光である場合は、合成電場は空間的に直線偏光の角度が分布する電場配置となる。これらの場合も、光強度分布は一様となるが、変調された偏光分布に応じてアゾベンゼンの配向変化が引き起こされるので、空間的に方向性の異なる吸収率または屈折率の型の格子がホログラムとして記録される。

なお、図３（Ａ）のように信号光１と参照光２の偏光方向が平行なときの光強度分布によるホログラムを光強度ホログラムと称し、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）のように信号光１と参照光２の偏光方向が直交するときの偏光分布によるホログラムを偏光ホログラムと称する。

このように、アゾベンゼンを側鎖に有する高分子または高分子液晶、またはアゾベンゼンを分散させた高分子を記録層３２として備える光記録媒体２０によれば、信号光１と参照光２の偏光方向が平行であっても直交していても、アゾベンゼンの異方性が誘起される結果、ホログラムを記録することができる。

上記の各々の場合にホログラム読出光３の偏光方向を参照光２の偏光方向と同じ方向とすれば、信号光１と同じ偏光状態を持つ回折光４を得ることができる。また、記録されたホログラムは、室温、自然光のもとで数年以上緩和なく保持される。

なお、上記の実施の形態では、偏光感応性の記録層を備えた光記録媒体に記録する例について説明したが、光再生装置を光記録装置とは別途用意するのであれば、記録層は、屈折率または吸収率が変化してホログラムを記録することが可能な材料であれば、どのような材料で構成されていてもよい。

第１の実施の形態に係る光記録装置の構成を示す斜視図である。 第２の実施の形態に係る光記録装置の構成を示す斜視図である。 （Ａ）は光強度分布によるホログラムを説明するための説明図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は偏光分布によるホログラムを説明するための説明図である。 従来の偏光コリニア記録方式の記録方法を説明するための図である。 従来の偏光コリニア記録方式の再生方法を説明するための図である。

符号の説明

１０ 空間光変調器
１２ 偏光ビームスプリッタ
１４ 拡散素子
１６ １／４波長板
１８ 集光レンズ
２０ 光記録媒体
２２、２４ 領域
２６ 通過孔
２８ 基板
３０ 反射層
３２ 記録層
３４ ２分割旋光板
３４Ｌ、３４Ｒ 旋光板

Claims (6)

1. 単一光源から入射された光を変調して、光記録媒体に記録する信号に応じて変調された所定偏光方向の信号光と、前記所定偏光方向と直交する偏光方向の参照光と、を生成する空間光変調器と、
   直線偏光を円偏光に変換すると共に円偏光を直線偏光に変換する波長板と、
   前記波長板から入射された光を光記録媒体の所定領域に集光する集光光学系と、
   を備え、
   前記空間光変調器で信号光と参照光とを生成し、生成した信号光と参照光とを前記波長板により相互に逆周りの円偏光に変換し、前記波長板で変換された相互に逆周りの円偏光を前記集光光学系により光記録媒体の所定領域に集光して、前記光記録媒体にホログラムを記録する光記録装置。
2. 前記空間光変調器と前記波長板との間に、参照光に対し所定の波面を形成するホログラフィック光学素子が更に配置された請求項１に記載の光記録装置。
3. 前記ホログラフィック光学素子が、参照光を拡散する光拡散体である請求項２に記載の光記録装置。
4. 前記空間光変調器は、平板状の液晶の両面に透明電極が形成された透過型液晶セルと、該液晶セルの光入射側に配置され且つ所定偏光方向の光を透過させる第１の偏光板と、該液晶セルの光出射側に配置され且つ中心部では偏光方向に拘らず光を透過させると共に周辺部では所定偏光方向の光を透過させる第２の偏光板と、を備えた請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光記録装置。
5. 単一光源から入射された光を変調して、光記録媒体に記録する信号に応じて変調された所定偏光方向の信号光と、前記所定偏光方向と直交する偏光方向の参照光と、を生成する空間光変調器と、
   偏光方向を所定角度回転させる旋光子と、
   前記旋光子から入射された光を光記録媒体の所定領域に集光する集光光学系と、
   を備え、
   前記空間光変調器で信号光と参照光とを生成し、生成した信号光と参照光とを前記旋光子により偏光方向を所定角度回転させ、前記旋光子で偏光方向が回転された直線偏光を前記集光光学系により光記録媒体の所定領域に集光して、前記光記録媒体にホログラムを記録する光記録装置。
6. 単一光源から入射された光を変調して、光記録媒体に記録する信号に応じて変調された所定偏光方向の信号光と、前記所定偏光方向と直交する偏光方向の参照光と、を生成する空間光変調器と、
   光源側から入射された光をその偏光方向に拘らず透過させ、且つ光記録媒体側から入射された再生光を偏光方向に応じて所定方向に反射すると共に光記録媒体側から入射された再生光以外の光をその偏光方向に拘らず透過させる偏光ビームスプリッタと、
   直線偏光を円偏光に変換すると共に円偏光を直線偏光に変換する波長板と、
   前記波長板から入射された光を光記録媒体の所定領域に集光する集光光学系と、
   を備え、
   前記光記録媒体にホログラムを記録する場合には、前記空間光変調器で信号光と参照光とを生成し、生成した信号光と参照光とを前記波長板により相互に逆周りの円偏光に変換し、前記波長板で変換された相互に逆周りの円偏光を前記集光光学系により光記録媒体の所定領域に集光すると共に、
   前記光記録媒体に記録されたホログラムを再生する場合には、前記空間光変調器で参照光を生成し、生成した参照光を前記波長板により円偏光に変換して前記集光光学系により光記録媒体の所定領域に集光し、得られた再生光を前記波長板により直線偏光に変換して、偏光ビームスプリッタで所定方向に反射する、
   光記録再生装置。
   
   

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