JP2005003828A - Hologram recording apparatus and hologram recording method - Google Patents

Hologram recording apparatus and hologram recording method Download PDF

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JP2005003828A JP2003165756A JP2003165756A JP2005003828A JP 2005003828 A JP2005003828 A JP 2005003828A JP 2003165756 A JP2003165756 A JP 2003165756A JP 2003165756 A JP2003165756 A JP 2003165756A JP 2005003828 A JP2005003828 A JP 2005003828A
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富士 田中
Kazuo Takahashi
和夫 高橋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hologram recording apparatus and a hologram recording method in which laser beam is rapidly controlled and data are recorded on a hologram recording medium. <P>SOLUTION: The laser beam before division into signal light and reference light or laser light which is reference light passes through a diffracted state switching element and a light shielding element. The diffracted state switching element is capable of switching the diffracted state of laser light in one of first and second diffracted states, and the light shielding element passes through laser beam in the first diffracted state and shields the laser beam in the second diffracted state. Therefore, by switching the diffracted state of the laser beam with the diffracted state switching element, passing/shielding of laser light can be rapidly switched. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラム記録媒体にデータを記録するホログラム記録装置及びホログラム記録方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ホログラフィーを用いてホログラム記録媒体にデータを記録するホログラム記録装置が開発されている。ホログラフィーはレーザ光を信号光と参照光に分割し、これらの干渉を利用するため、レーザ光には高い波長安定性が必要である。このため、ホログラム記録装置では、発振波長が安定な光源を用い、必要に応じて光源からのレーザ光を2次高調波発生材料に入射させることで2次高調波を発生させることで、レーザ光を短波長化して用いる場合が多い。光源からの波長が安定であれば、その2次高調波も波長が安定となるからである。例えば、YAGレーザから発した1064nmの光を特殊処理したLiNbO等に入射することにより、532nmのレーザ光を発生させることができる。
【0003】
なお、参照光の変調に関する技術が開示されている(特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−256654号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、2次高調波を用いて短波長化を図った場合には、光源からのレーザ光をONにしても即座には2次高調波が発生せず、光源からのレーザ光をOFFにしても2次高調波は即座にはOFFとはならない。即ち、レーザ光のON,OFFの完全な制御が、レーザ光源単体では難しくなる。
【0005】
一方、ホログラム記録媒体へのデータの記録に際しては、レーザ光を照射して記録を行った後、レーザ光の入射角あるいは入射位置をずらして多重記録する場合が多い。
【0006】
ホログラム記録媒体への記録を良好に行うためには、この角度をずらす間、あるいは位置をずらす間はホログラム記録媒体にレーザ光を照射しないことが望ましい。つまりレーザ光のON,OFFを正確に制御する必要があり、上述の高調波のON、OFF特性とは一致しない。
【0007】
上記に鑑み、本発明はレーザ光を速やかに制御してホログラム記録媒体へのデータの記録を行うホログラム記録装置及びホログラム記録方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
A.上記に鑑み本発明に係るホログラム記録装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を回折し、かつ回折状態を第1、第2の回折状態いずれかで切換可能な回折状態切換素子と、前記回折状態切換素子で回折されたレーザ光を、前記第1の回折状態のときには通過させ、前記第2の回折状態のときには遮蔽する光遮蔽素子と、前記光遮蔽素子から出射されたレーザ光を信号光と参照光とに分割する光分割素子と、前記光分割素子から出射された信号光を変調する光変調素子と、前記光変調素子から出射された信号光をホログラム記録媒体に集光させる第1の集光素子と、前記光分割素子から出射された参照光を前記第1の集光素子で集光された信号光と略同一の箇所に集光する第2の集光素子と、を具備することを特徴とする。
【0009】
レーザ光源から出射されたレーザ光が、回折状態切換素子、光遮蔽素子を通過する。回折状態切換素子はレーザ光の回折状態を第1、第2の回折状態いずれかで切換可能で、光遮蔽素子は第1の回折状態のレーザ光を通過し、第2の回折状態のレーザ光を遮蔽する。このため、回折状態切換素子によってレーザ光の回折状態を切り換えることで、レーザ光の通過/遮蔽を速やかに切り換えることができる。
(1)前記回折状態切換素子が、それぞれからの出射光の位相差を制御する第1、第2の位相制御要素を有してもよい。
【0010】
第1、第2の位相制御要素から出射される出射光同士の位相差を制御することで、この出射光を合成した光の回折状態を制御することができる。この場合に、第3以上の位相制御要素が追加されていても差し支えない。
【0011】
ここで、前記第1、第2の位相制御要素はある程度小さい(光の波長程度かそれよりも小さい)場合が多いので、このそれぞれからの出射光は該第1、第2の位相制御要素によって回折された回折光であるのが通例となる。
【0012】
前記第1、第2の位相制御要素それぞれは、種々の形状を採りうるが、一例として、略リボン形状とすることができる。
【0013】
この形状は作成及び駆動が容易である。例えば、このリボンを導電性、かつ弾力性のある材料(例えば、金属材料)で構成することで、リボンに印加した電圧に基づく静電力によって変位させ、リボンの弾力性により元の状態(形状)に復帰させることができる。このようにすることで、前記第1、第2の位相制御要素、ひいては回折状態切換素子を高速で(例えば、1μ秒程度)動作させることが可能となる。
(2)前記光変調素子には、入射した光の回折状態を制御して出射する回折制御素子や液晶素子を用いても良く、信号光の制御は種々な光変調素子を用いて行える。
【0014】
B.本発明に係るホログラム記録装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を信号光と参照光とに分割する光分割素子と、前記光分割素子から出射された信号光を変調する光変調素子と、前記光変調素子から出射された信号光をホログラム記録媒体に集光させる第1の集光素子と、前記光分割素子から出射された参照光を回折し、かつ回折状態を第1、第2の回折状態いずれかで切換可能な回折状態切換素子と、前記回折状態切換素子で回折された参照光を、前記第1の回折状態のときには通過させ、前記第2の回折状態のときには遮蔽する光遮蔽素子と、前記光遮蔽素子から出射された参照光を前記第1の集光素子で集光された信号光と略同一の箇所に集光する第2の集光素子と、を具備することを特徴とする。
【0015】
光分割素子から出射された参照光が、回折状態切換素子、光遮蔽素子を通過する。回折状態切換素子によって参照光の回折状態を第1、第2の回折状態いずれかで切換可能で、光遮蔽素子は第1の回折状態の参照光を通過し、第2の回折状態の参照光を遮蔽することから、回折状態切換素子によって参照光の回折状態を切り換えることで、参照光の通過/遮蔽を速やかに切り換えることができる。
(1)前記回折状態切換素子が、それぞれからの出射光の位相差を制御する第1、第2の位相制御要素を有してもよい。
【0016】
第1、第2の位相制御要素から出射される出射光同士の位相差を制御することで、この出射光を合成した光の回折状態を制御することができる。この場合に、第3以上の位相制御要素が追加されていても差し支えない。
【0017】
ここで、前記第1、第2の位相制御要素はある程度小さい(光の波長程度かそれよりも小さい)場合が多いので、このそれぞれからの出射光は該第1、第2の位相制御要素によって回折された回折光であるのが通例となる。
【0018】
前記第1、第2の位相制御要素それぞれは、種々の形状を採りうるが、一例として、略リボン形状とすることができる。
【0019】
この形状は作成及び駆動が容易である。例えば、このリボンを導電性、かつ弾力性のある材料(例えば、金属材料)で構成することで、リボンに印加した電圧に基づく静電力によって変位させ、リボンの弾力性により元の状態(形状)に復帰させることができる。このようにすることで、前記第1、第2の位相制御要素、ひいては回折状態切換素子を高速で(例えば、1μ秒程度)動作させることが可能となる。
(2)前記光変調素子は、入射した光の回折状態を制御して出射する回折制御素子や液晶素子を用いても良く、信号光の制御は種々な光変調素子を用いて行える。
【0020】
C.本発明に係るホログラム記録方法は、レーザ光源から出射されたレーザ光を切換可能な第1、第2の回折状態のいずれかで回折する回折ステップと、前記回折ステップで回折されたレーザ光が、前記第1の回折状態のときは通過させ、前記第2の回折状態のときには遮蔽する光遮蔽ステップと、前記光遮蔽ステップでレーザ光を通過させたときに、前記光遮蔽ステップで出射された出射光を信号光と参照光とに分割する光分割ステップと、前記光遮蔽ステップでレーザ光を通過させたときに、前記光分割ステップで出射された信号光を変調する光変調ステップと、前記光遮蔽ステップでレーザ光を通過させたときに、前記光変調ステップで変調された信号光をホログラム記録媒体に集光させる第1の集光ステップと、前記光遮蔽ステップでレーザ光を通過させたときに、前記光分割ステップで分割された参照光を前記第1の集光ステップで集光された信号光と略同一の箇所に集光する第2の集光ステップと、を具備することを特徴とする。
【0021】
レーザ光源から出射されたレーザ光が、切換可能な第1、第2の回折状態のいずれかで回折され、その後第1の回折状態のときは通過され、前記第2の回折状態のときには遮蔽される。このため、レーザ光の回折状態を切り換えることで、レーザ光の通過/遮蔽を速やかに切り換えることができる。
【0022】
D.本発明に係るホログラム記録方法は、レーザ光源から出射されたレーザ光を信号光と参照光とに分割する光分割ステップと、前記光分割ステップで分割された信号光を変調する光変調ステップと、前記光変調ステップで変調された信号光をホログラム記録媒体に集光させる第1の集光ステップと、前記光分割ステップで分割された参照光を切換可能な第1、第2の回折状態のいずれかで回折する回折ステップと、前記回折ステップで回折された参照光を、前記第1の回折状態のときは通過させ、前記第2の回折状態のときには遮蔽する光遮蔽ステップと、前記光遮蔽ステップで参照光を通過させたときに、前記参照光を前記第1の集光ステップで集光された信号光と略同一の箇所に集光する第2の集光ステップと、を具備することを特徴とする。
【0023】
レーザ光源から分割された参照光が、切換可能な第1、第2の回折状態のいずれかで回折され、その後第1の回折状態のときは通過され、前記第2の回折状態のときには遮蔽される。このため、参照光の回折状態を切り換えることで、レーザ光の通過/遮蔽を速やかに切り換えることができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態に係るホログラム記録装置100を表す模式図である。
【0025】
図1に示すように、ホログラム記録装置100は、レーザ光源10、一次元型ビームエキスパンダ20,ハーフミラー30,ミラー31,一次元型回折制御素子40、40a,スリット素子50、50a,シリンドリカルレンズ71、72,凸レンズ81〜85から構成され、ホログラム記録媒体Mへの情報の記録及び再生を行う。
(一次元型回折制御素子40、40aの内部構成)
まず、一次元型回折制御素子40について説明する。
【0026】
図2は、一次元型回折制御素子40を上面から見た状態を表す上面図である。
また、図3,4はそれぞれ、一次元型回折制御素子40を側面、及び正面からみた状態を表す側面図及び正面図である。なお、図3,4の(A),(B)はそれぞれ、個別回折制御素子41の2つの状態(OFF、ON)を表している。また、図4ではリボン42の動作状態を模式的に表している。
【0027】
一次元型回折制御素子40は、個別回折制御素子41がY方向に複数配列されて構成される。個別回折制御素子41は、入射した光を回折して回折光として出射するものであり、互いに独立して回折状態を制御できる。
【0028】
個別回折制御素子41は、6本のリボン42,リボン42と対向する絶縁膜43及び対向電極44を有し、基板45上に構成される。6本のリボン42は、1本おきに3本が上下に駆動される。リボン42と対向電極44との間に電圧を印加することで、この間に静電力が発生し、リボン42が対向電極44へと吸引される(ON状態:図4(B)、5(B)参照)。そして、リボン42と対向電極44との間に印加された電圧を除去すると、リボン42の弾性力によりリボン42は元の状態に復帰する(OFF状態:図3(A)、4(A)参照)。
【0029】
リボン42は、例えば、幅が数μm、長さが100μm程度、距離dが数百nmとすることができる。このとき、リボン42の動作時間は1μs程度とすることができる。
【0030】
一次元型回折制御素子40(個別回折制御素子41)に対して、レーザ光が垂直に入射した場合を考える。図4(A)のように、個別回折制御素子41の6本のリボン42が同一平面にあれば(OFF状態)、レーザ光はそのまま垂直に反射し、0次回折光のみが発生する。一方、図4(B)のように、リボン42が1本おきに下がっていれば(ON状態)、垂直に反射する0次回折光の他に1次回折光も発生する。なお、2次以上の回折光の強度は小さいので、無視することとする。
【0031】
このとき、一次元型回折制御素子40からの0次回折光と1次回折光の比率は降下したリボン42と降下していないリボン42の間隔dで決まり、間隔dがλ/4(λ:レーザ光の波長)であれば1次回折光のみが出射する。即ち、降下したリボン42からの0次回折光と降下していないリボン42からの0次回折光が、互いに打ち消しあって強度が0となり、1次回折光のみが残存することになる(前述のように2次以上の成分は無視)。
【0032】
個別回折制御素子41のON状態での回折光は、降下したリボン42及び降下していないリボン42それぞれからの互いに半波長位相がずれた回折光が混合した光である。即ち、リボン42それぞれは、その変位によってそれぞれから回折される回折光の位相を可変できる、位相可変素子と考えることができる。
【0033】
以上のように、一次元型回折制御素子40を構成する個別回折制御素子41それぞれが独立に2つの回折状態(OFF:0次回折光のみ、ON:一次回折光のみ)をとることで、画素数(個別回折制御素子41の個数)分のビット数のデータを表現できる。例えば、1088個の個別回折制御素子41を配列することで、1088ビットのデータを表現できる。
【0034】
以上、レーザ光が直入射した場合における一次元型回折制御素子40(個別回折制御素子41)の動作を説明したが、この動作原理は一次元型回折制御素子40に斜めにレーザ光が入射した場合も基本的に同じである。但し、斜入射では直入射よりも光路長差が短くなるため、間隔dがほぼ(λ/4)/cosθのときに1次回折光のみを出射することになる(θは一次元型回折制御素子40に対するレーザ光の入射角)。
【0035】
一次元型回折制御素子40aも一次元型回折制御素子40と同一の構成を採ることができる。但し、一次元型回折制御素子40が複数ビットのデータを表現することが目的なのに対して、一次元型回折制御素子40aは参照光の2つの回折状態を切換可能であれば足りる。
【0036】
このため、一次元型回折制御素子40aでは、個別回折制御素子41それぞれを個別にON/OFFする必要はない。即ち、個別回折制御素子41のような互いに独立して回折状態を制御する構成を設けることなく、全体として2つの回折状態を切り換えられれば足りる。
(他の構成要素)
以下、一次元型回折制御素子40、40a以外の構成要素について説明する。
【0037】
レーザ光源10は、レーザ光を出射する光源である。
【0038】
一次元型ビームエキスパンダ20は、半楕円柱形状の凹みを有する平凹レンズ21と楕円柱形状のシリンドリカルレンズ22を組み合わせて構成され、入射した光のビーム径を一次元方向(Y方向)に拡大する光学素子である。一次元型ビームエキスパンダ20を通過することで、レーザ光源10から出射したレーザ光のビーム形状は略円形から一次元型回折制御素子40、40aに対応する略楕円形へと変換される。
【0039】
ハーフミラー30は、入射した光を2つの光に分岐する光学素子である。
【0040】
ミラー31は、参照光の方向を変換するための反射素子である。
【0041】
シリンドリカルレンズ71、72はそれぞれ、入射した光ビームをX方向に集光するための光学素子である。この集光は、一次元型回折制御素子40、40aのX方向での大きさにレーザ光を対応させるために行われる。
【0042】
凸レンズ81、84はそれぞれ、一次元型回折制御素子40、40aから出射した回折光の回折スペクトルを形成するための光学素子である。
【0043】
スリット素子50、50aはそれぞれ、凸レンズ81、84の焦点付近に配置され、一次元型回折制御素子40、40aから出射した回折光の1次以上の回折光成分を除去(逆にいえば、0次の回折光成分を抽出)するための光学素子である。スリット素子50、50aには、Y方向に沿ったスリット51、51a(開口)が形成されている。スリット51、51aがY方向に沿っているのは個別回折制御素子41、41aの配列方向と対応したものである。スリット51,51aは、図5(A),(B)に示すように0次回折光L0を通過させる。この一方、一次回折光L1(正負の1次回折光L+1、L−1の双方を含む)はスリット素子50、50aで遮蔽される。これは、1次回折光L1は0次回折光L1に対して角度±θ傾いて出射するからである(角度θの正負は1次回折光の正負(+1次か−1次か)に対応する)。
【0044】
以上のように、一次元型回折制御素子40aが全体として光の回折状態を0次と1次(±1次を含む)で切換制御することで、回折光のスリット51aの通過(0次光のとき)、遮蔽(1次光のとき)が切り換えられる。
【0045】
凸レンズ82は、スリット素子50から出射した光を略平行光に変換するための光学素子である。
【0046】
凸レンズ83は、凸レンズ82から出射した略平行光をホログラム記録媒体Mに集光するための光学素子である。
【0047】
凸レンズ85は、スリット素子50aから出射した光をホログラム記録媒体Mに集光するための光学素子である。凸レンズ85から出射した光は凸レンズ83から出射した光とホログラム記録媒体Mの同一箇所に照射され干渉縞(光の明暗)を形成する。
【0048】
ホログラム記録媒体Mは、凸レンズ83,84からの出射光による干渉縞を屈折率の変化として記録する記録媒体である。ホログラム記録媒体Mの構成材料として、光の強度に応じて屈折率の変化が行われる材料であれば、有機材料、無機材料の別を問うことなく利用可能である。
【0049】
無機材料として、例えば、ニオブ酸リチウム(LiNbO)のような電気光学効果によって露光量に応じ屈折率が変化するフォトリフラクティブ材料を用いることができる。
【0050】
有機材料として、例えば、光重合型フォトポリマを用いることができる。光重合型フォトポリマは、その初期状態では、モノマがマトリクスポリマに均一に分散している。これに光が照射されると、露光部でモノマが重合する。そして、ポリマ化するにつれて周囲からモノマが移動してモノマの濃度が場所によって変化する。
【0051】
以上のように、ホログラム記録媒体Mの屈折率が露光量に応じて変化することで、参照光と信号光との干渉によって生じる干渉縞を屈折率の変化としてホログラム記録媒体Mに記録できる。
(ホログラム記録装置100の動作)
以下に、ホログラム記録装置100によるホログラム記録媒体Mへのデータの記録につき説明する。
【0052】
レーザ光源10から出射したレーザ光は一次元型ビームエキスパンダ20によってY方向にビーム径が拡大された後に、ハーフミラー30によって2つの光(参照光、信号光)に区分される。
【0053】
参照光は、凸レンズ84を通過してホログラム記録媒体Mに集光される。
【0054】
信号光は、シリンドリカルレンズ71によってX方向に収束され、一次元型回折制御素子40に入射する。既述のように、個別回折制御素子41それぞれが独立に2つの回折状態(OFF:0次回折光のみ、ON:一次回折光のみ)をとることで、一次元型回折制御素子40全体で個別回折制御素子41の個数分のビット数(例えば、個別回折制御素子41が1088個の場合には、1088ビット)のデータを表現できる。
【0055】
一次元型回折制御素子40で回折された回折光は、凸レンズ81で収束されてスリット素子50を通過することで、2つの回折状態(OFF,ON)に対応した2つの強度(明、暗)をとる。即ち、個別回折制御素子41のON、OFFをビットの1,0に対応させることができる。
【0056】
回折状態が強度に変換された回折光は、凸レンズ82,83を経由してホログラム記録媒体Mに集光される。
【0057】
参照光は、ミラー31で反射されて方向を変えられた後に、シリンドリカルレンズ72によってX方向に収束され、一次元型回折制御素子40aに入射し、0次または1次の回折光として出射する。
【0058】
即ち、リボン42がすべて揃っている場合(以後all ”0 ”と称す)では、参照光は一次元型回折制御素子40aからミラーのように反射される(別の言い方をすると0 次光のみが発生する)。また、リボン42が1 本おきにλ/(4*/COSα)ずれている場合(以後、all ”1 ”と称す。α:一次元型回折制御素子40aへの入射角)には、参照光は一次元型回折制御素子40aで反射された後は±1次光のみとなる。
【0059】
一次元型回折制御素子40aで回折された0次または1次の回折光は、凸レンズ85で収束されてスリット素子50aを通過することで、0次、1次の回折光に対応して、通過または遮蔽される。このように一次元型回折制御素子40aとスリット素子50aの組み合わせて一次元型回折制御素子40aをall ”0 ”あるいはall ”1 ”にすることにより、参照光のON、OFFを行うことができる。
【0060】
その後、参照光は凸レンズ85を経由してホログラム記録媒体Mに集光される。
【0061】
このときに参照光と信号光がホログラム記録媒体Mの略同一箇所に集光されることから、ホログラム記録媒体Mに干渉縞が形成され、干渉縞に対応してホログラム記録媒体Mの屈折率が変化する。
【0062】
以上のように、一次元型回折制御素子40の個別回折制御素子41それぞれの2値状態に対応してホログラム記録媒体Mの屈折率分布が形成され、ホログラム記録媒体Mへのデータの記録が可能となる。例えば、個別回折制御素子41が1088個の場合には、一次元型回折制御素子40を用いてホログラム記録媒体Mを一回露光することで、1088ビットのデータが記録される。
【0063】
また、一次元型回折制御素子40aによって光の回折状態を制御することで、参照光のON/OFFを行うことができる。
【0064】
参照光と信号光の集光箇所や入射方向をずらしてホログラム記録媒体M上への露光を複数回行うことで、個別回折制御素子41の個数の複数倍のビット数のデータをホログラム記録媒体Mに記録できる。即ち、個別回折制御素子41のON、OFF個別回折制御素子41の個数をn、露光回数をmとすると、ホログラム記録媒体Mにn・mビットのデータを記録できる。
(第2の実施形態)
図6は本発明の第二の実施形態に係るホログラム記録装置200を表す模式図である。
【0065】
図6に示すように、ホログラム記録装置200は、レーザ光源10、二次元型ビームエキスパンダ220,ハーフミラー30,液晶表示素子240,スリット素子50a,シリンドリカルレンズ72,凸レンズ84,85から構成され、ホログラム記録媒体Mへの情報の記録及び再生を行う。
【0066】
基本的には、ホログラム記録装置100の一次元型回折制御素子40、凸レンズ81,82,スリット素子50,に換えて、液晶表示素子240を用い、2次元的に光の変調を行うことで、一度に記録できる情報量を増大させることができる。
【0067】
液晶表示素子240を用いたことに伴って、一次元型ビームエキスパンダ20に換えて通常の凹レンズ221と凸レンズ222とを組み合わせた二次元型ビームエキスパンダ220が配置されている。
【0068】
二次元型ビームエキスパンダ220に変更したのは、液晶表示素子240の全画素にレーザーが照射されるようにするためである。
【0069】
ホログラム記録装置200の基本的な動作は、ホログラム記録装置100と本質的に異なる訳ではないので、説明を省略する。
(第3の実施形態)
図7は本発明の第3の実施形態に係るホログラム記録装置300を表す模式図である。
【0070】
図7に示すように、ホログラム記録装置300は、レーザ光源10、一次元型ビームエキスパンダ20,ハーフミラー30,一次元型回折制御素子40、40a,スリット素子50、50a,シリンドリカルレンズ71、72,凸レンズ81〜84,285,286から構成され、ホログラム記録媒体Mへの情報の記録及び再生を行う。
【0071】
本実施形態では、シリンドリカルレンズ72、一次元型回折制御素子40a、凸レンズ84,スリット素子50aがハーフミラー30の前に配置されている。
凸レンズ285は、スリット素子50aを通過したレーザ光を平行光に変換する。凸レンズ286は、ハーフミラー30で分割されたレーザ光(参照光)をホログラム記録媒体Mに集光する。
【0072】
本実施形態では、ハーフミラー30でレーザ光を信号光、参照光に分割する前に一次元型回折制御素子40a、スリット素子50aの組み合わせでレーザ光をON/OFFする。
【0073】
具体的には一次元型回折制御素子40aがall”0 ”の場合には、スリット素子50aで回折されたレーザ光は凸レンズ84で絞られた後、スリット素子50aを通り抜ける。その後、広がったレーザ光は凸レンズ285によって平行光になり、ハーフミラー30に照射される。一次元型回折制御素子40aが、all ”0 ”の場合、スリット素子50aで回折されたレーザ光は±1次光のみとなり、スリット素子50aで遮られる。
【0074】
本実施形態では、第1、第2の実施形態と異なり、信号光のみをホログラム記録媒体Mに照射することはできないが、ホログラフィーの記録/再生において信号光のみを照射することはないから実用上支障はない。
【0075】
ホログラム記録装置300の基本的な動作は、ホログラム記録装置100と本質的に異なる訳ではないので、説明を省略する。
(その他の実施形態)
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張、変更可能であり、拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【0076】
例えば、一次元型回折制御素子に換えて、回折状態を制御可能な回折格子一般を用いることができる。
【0077】
回折格子として、リボンから回折される回折光それぞれに位相差を付与する位相差方式以外の種々の回折格子を用いることができる。例えば、デフォーマブルミラーを用いることができる。
【0078】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によればレーザ光を速やかに制御してホログラム記録媒体へのデータの記録を行うホログラム記録装置及びホログラム記録方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るホログラム記録装置を表す模式図である。
【図2】図1に示す一次元型回折制御素子を上面から見た状態を表す上面図である。
【図3】図1に示す一次元型回折制御素子を側面から見た状態を表す上面図である。
【図4】図1に示す一次元型回折制御素子を正面から見た状態を表す正面図である。
【図5】一次元型回折制御素子からの0次回折光が通過し、1次回折光がスリット素子により遮断されている状態を表した模式図である。
【図6】本発明の第2の実施形態に係るホログラム記録装置を表す模式図である。
【図7】本発明の第3の実施形態に係るホログラム記録装置を表す模式図である。
【符号の説明】
100 ホログラム記録装置
10 レーザ光源
20 一次元型ビームエキスパンダ
21 平凹レンズ
22 シリンドリカルレンズ
30 ハーフミラー
31 ミラー
40、40a 一次元型回折制御素子
41 個別回折制御素子
42 リボン
43 絶縁膜
44 対向電極
45 基板
50、50a スリット素子
51,51a スリット
60 一次元型受光素子
71、72 シリンドリカルレンズ
81〜85 凸レンズ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hologram recording apparatus and a hologram recording method for recording data on a hologram recording medium.
[0002]
[Prior art]
Hologram recording apparatuses that record data on a hologram recording medium using holography have been developed. Holography divides laser light into signal light and reference light, and uses these interferences. Therefore, the laser light needs high wavelength stability. For this reason, in the hologram recording apparatus, a laser beam is generated by using a light source having a stable oscillation wavelength and generating a second harmonic by causing the laser beam from the light source to enter the second harmonic generation material as necessary. Are often used with shorter wavelengths. This is because if the wavelength from the light source is stable, the wavelength of the second harmonic is also stable. For example, LiNbO specially processed for 1064 nm light emitted from a YAG laser 3 532 nm laser light can be generated.
[0003]
A technique related to modulation of reference light is disclosed (see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-256654 A
[Problems to be solved by the invention]
However, when shortening the wavelength using the second harmonic, even if the laser light from the light source is turned on, the second harmonic is not generated immediately, and the laser light from the light source is turned off. However, the second harmonic does not turn off immediately. That is, complete control of ON / OFF of laser light becomes difficult with a single laser light source.
[0005]
On the other hand, when recording data on a hologram recording medium, in many cases, recording is performed by irradiating laser light, and then multiplex recording is performed by shifting the incident angle or the incident position of the laser light.
[0006]
In order to perform recording on the hologram recording medium satisfactorily, it is desirable not to irradiate the hologram recording medium with laser light while the angle is shifted or the position is shifted. In other words, it is necessary to accurately control the ON / OFF of the laser beam, which does not match the above-described harmonic ON / OFF characteristics.
[0007]
In view of the above, it is an object of the present invention to provide a hologram recording apparatus and a hologram recording method for recording data onto a hologram recording medium by quickly controlling laser light.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A. In view of the above, a hologram recording apparatus according to the present invention diffracts a laser light source that emits laser light, and the laser light emitted from the laser light source, and switches the diffraction state between the first and second diffraction states. A possible diffractive state switching element, a light shielding element that allows laser light diffracted by the diffractive state switching element to pass in the first diffractive state and shields in the second diffractive state, and the light shielding A light splitting element that splits laser light emitted from the element into signal light and reference light; a light modulating element that modulates signal light emitted from the light splitting element; and signal light emitted from the light modulating element A first condensing element for condensing the light onto the hologram recording medium, and the reference light emitted from the light splitting element is condensed at substantially the same location as the signal light collected by the first condensing element. A second light collecting element; Characterized in that it.
[0009]
Laser light emitted from the laser light source passes through the diffraction state switching element and the light shielding element. The diffraction state switching element can switch the diffraction state of the laser light between the first and second diffraction states, and the light shielding element passes through the laser light in the first diffraction state, and the laser light in the second diffraction state. Shield. For this reason, by switching the diffraction state of the laser light by the diffraction state switching element, it is possible to quickly switch the passage / shielding of the laser light.
(1) The diffraction state switching element may include first and second phase control elements that control the phase difference of the emitted light from each.
[0010]
By controlling the phase difference between the outgoing lights emitted from the first and second phase control elements, the diffraction state of the light synthesized from the outgoing lights can be controlled. In this case, a third or more phase control element may be added.
[0011]
Here, since the first and second phase control elements are often small to a certain degree (about the wavelength of light or smaller), the light emitted from each of these is controlled by the first and second phase control elements. Usually, it is diffracted diffracted light.
[0012]
Each of the first and second phase control elements can take various shapes, but as an example, it can have a substantially ribbon shape.
[0013]
This shape is easy to create and drive. For example, when the ribbon is made of a conductive and elastic material (for example, a metal material), the ribbon is displaced by an electrostatic force based on the voltage applied to the ribbon, and the original state (shape) due to the elasticity of the ribbon. Can be restored. In this way, the first and second phase control elements, and hence the diffraction state switching element, can be operated at a high speed (for example, about 1 μsec).
(2) As the light modulation element, a diffraction control element or a liquid crystal element that emits light by controlling the diffraction state of incident light may be used, and control of signal light can be performed using various light modulation elements.
[0014]
B. The hologram recording apparatus according to the present invention includes a laser light source that emits laser light, a light splitting element that splits the laser light emitted from the laser light source into signal light and reference light, and light emitted from the light splitting element. A light modulation element that modulates the signal light, a first light collecting element that focuses the signal light emitted from the light modulation element on a hologram recording medium, and diffracts the reference light emitted from the light splitting element; In addition, the diffraction state switching element that can switch the diffraction state between the first and second diffraction states, and the reference light diffracted by the diffraction state switching element are allowed to pass in the first diffraction state, and the first A light shielding element that shields in the second diffraction state, and a second light that condenses the reference light emitted from the light shielding element at substantially the same location as the signal light collected by the first light collecting element. And a condensing element. To.
[0015]
The reference light emitted from the light splitting element passes through the diffraction state switching element and the light shielding element. The diffraction state of the reference light can be switched between the first and second diffraction states by the diffraction state switching element, the light shielding element passes the reference light in the first diffraction state, and the reference light in the second diffraction state. Therefore, the passage / shielding of the reference light can be quickly switched by switching the diffraction state of the reference light by the diffraction state switching element.
(1) The diffraction state switching element may include first and second phase control elements that control the phase difference of the emitted light from each.
[0016]
By controlling the phase difference between the outgoing lights emitted from the first and second phase control elements, the diffraction state of the light synthesized from the outgoing lights can be controlled. In this case, a third or more phase control element may be added.
[0017]
Here, since the first and second phase control elements are often small to a certain degree (about the wavelength of light or smaller), the light emitted from each of these is controlled by the first and second phase control elements. Usually, it is diffracted diffracted light.
[0018]
Each of the first and second phase control elements can take various shapes, but as an example, it can have a substantially ribbon shape.
[0019]
This shape is easy to create and drive. For example, when the ribbon is made of a conductive and elastic material (for example, a metal material), the ribbon is displaced by an electrostatic force based on the voltage applied to the ribbon, and the original state (shape) due to the elasticity of the ribbon. Can be restored. In this way, the first and second phase control elements, and hence the diffraction state switching element, can be operated at a high speed (for example, about 1 μsec).
(2) The light modulation element may be a diffraction control element that emits light by controlling the diffraction state of incident light, or a liquid crystal element. Signal light can be controlled using various light modulation elements.
[0020]
C. In the hologram recording method according to the present invention, a diffraction step of diffracting in any one of the first and second diffraction states capable of switching the laser light emitted from the laser light source, and the laser light diffracted in the diffraction step, A light shielding step for passing in the first diffraction state and a light shielding step for shielding in the second diffraction state, and an output emitted by the light shielding step when the laser light is allowed to pass in the light shielding step. A light splitting step for splitting the emitted light into a signal light and a reference light; a light modulating step for modulating the signal light emitted in the light splitting step when the laser light is passed in the light shielding step; and the light A first condensing step for condensing the signal light modulated in the light modulation step onto a hologram recording medium when the laser light is passed in the shielding step; A second condensing step for condensing the reference light divided in the light dividing step at substantially the same location as the signal light condensed in the first condensing step when the light is allowed to pass through; It is characterized by comprising.
[0021]
The laser light emitted from the laser light source is diffracted in either of the switchable first and second diffraction states, and then passes through in the first diffraction state, and is shielded in the second diffraction state. The For this reason, by switching the diffraction state of the laser beam, the passage / shielding of the laser beam can be switched quickly.
[0022]
D. The hologram recording method according to the present invention includes a light splitting step for splitting laser light emitted from a laser light source into signal light and reference light, a light modulation step for modulating the signal light split in the light splitting step, Either the first light condensing step for condensing the signal light modulated in the light modulation step on the hologram recording medium, or the first or second diffraction state in which the reference light divided in the light dividing step can be switched. A diffraction step for diffracting the light, a light shielding step for allowing the reference light diffracted in the diffraction step to pass in the first diffraction state, and shielding the light in the second diffraction state, and the light shielding step. A second condensing step for condensing the reference light at substantially the same location as the signal light collected in the first condensing step when the reference light is allowed to pass through Features .
[0023]
The reference light split from the laser light source is diffracted in one of the switchable first and second diffraction states, and then passed through in the first diffraction state and shielded in the second diffraction state. The For this reason, by switching the diffraction state of the reference light, it is possible to quickly switch the passage / shielding of the laser light.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a hologram recording apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.
[0025]
As shown in FIG. 1, a hologram recording apparatus 100 includes a laser light source 10, a one-dimensional beam expander 20, a half mirror 30, a mirror 31, one-dimensional diffraction control elements 40 and 40a, slit elements 50 and 50a, and a cylindrical lens. 71 and 72, and convex lenses 81 to 85, which record and reproduce information on the hologram recording medium M.
(Internal configuration of the one-dimensional diffraction control elements 40 and 40a)
First, the one-dimensional diffraction control element 40 will be described.
[0026]
FIG. 2 is a top view illustrating a state in which the one-dimensional diffraction control element 40 is viewed from above.
FIGS. 3 and 4 are a side view and a front view, respectively, showing the one-dimensional diffraction control element 40 as viewed from the side and the front. 3A and 3B show two states (OFF, ON) of the individual diffraction control element 41, respectively. FIG. 4 schematically shows the operation state of the ribbon 42.
[0027]
The one-dimensional diffraction control element 40 includes a plurality of individual diffraction control elements 41 arranged in the Y direction. The individual diffraction control element 41 diffracts incident light and emits it as diffracted light, and can control the diffraction state independently of each other.
[0028]
The individual diffraction control element 41 includes six ribbons 42, an insulating film 43 facing the ribbon 42, and a counter electrode 44, and is configured on the substrate 45. Six ribbons 42 are driven up and down every other ribbon. By applying a voltage between the ribbon 42 and the counter electrode 44, an electrostatic force is generated during this time, and the ribbon 42 is attracted to the counter electrode 44 (ON state: FIGS. 4B and 5B). reference). When the voltage applied between the ribbon 42 and the counter electrode 44 is removed, the ribbon 42 returns to the original state by the elastic force of the ribbon 42 (OFF state: see FIGS. 3A and 4A). ).
[0029]
For example, the ribbon 42 may have a width of several μm, a length of about 100 μm, and a distance d of several hundred nm. At this time, the operation time of the ribbon 42 can be about 1 μs.
[0030]
Consider a case in which laser light is perpendicularly incident on the one-dimensional diffraction control element 40 (individual diffraction control element 41). As shown in FIG. 4A, if the six ribbons 42 of the individual diffraction control element 41 are on the same plane (OFF state), the laser light is reflected vertically as it is, and only the 0th-order diffracted light is generated. On the other hand, as shown in FIG. 4B, when every other ribbon 42 is lowered (ON state), the first-order diffracted light is also generated in addition to the zero-order diffracted light reflected vertically. The intensity of the second or higher order diffracted light is small and therefore neglected.
[0031]
At this time, the ratio of the 0th-order diffracted light and the 1st-order diffracted light from the one-dimensional diffraction control element 40 is determined by the distance d between the lowered ribbon 42 and the unfallen ribbon 42, and the distance d is λ / 4 (λ: laser light). ), Only the first-order diffracted light is emitted. That is, the 0th-order diffracted light from the lowered ribbon 42 and the 0th-order diffracted light from the ribbon 42 that has not fallen cancel each other out, and the intensity becomes 0, leaving only the 1st-order diffracted light (2 as described above). Ignore ingredients above and below).
[0032]
The diffracted light in the ON state of the individual diffraction control element 41 is light in which diffracted lights having a half-wave phase shift from each other from the lowered ribbon 42 and the unfallen ribbon 42 are mixed. That is, each ribbon 42 can be considered as a phase variable element that can vary the phase of the diffracted light diffracted from each of the ribbons 42 by the displacement.
[0033]
As described above, each of the individual diffraction control elements 41 constituting the one-dimensional diffraction control element 40 independently takes two diffraction states (OFF: only the 0th-order diffracted light, ON: only the first-order diffracted light), so that the number of pixels Data of the number of bits corresponding to (the number of individual diffraction control elements 41) can be expressed. For example, 1088 bits of data can be expressed by arranging 1088 individual diffraction control elements 41.
[0034]
The operation of the one-dimensional diffraction control element 40 (individual diffraction control element 41) when the laser beam is directly incident has been described above. The principle of operation is that the laser beam is incident on the one-dimensional diffraction control element 40 obliquely. The case is basically the same. However, since the optical path length difference is shorter in oblique incidence than in direct incidence, only the first-order diffracted light is emitted when the interval d is approximately (λ / 4) / cos θ (θ is a one-dimensional diffraction control element). 40).
[0035]
The one-dimensional diffraction control element 40 a can also have the same configuration as the one-dimensional diffraction control element 40. However, while the one-dimensional diffraction control element 40 is intended to express multi-bit data, the one-dimensional diffraction control element 40a only needs to be able to switch between two diffraction states of the reference light.
[0036]
For this reason, in the one-dimensional diffraction control element 40a, it is not necessary to individually turn on / off each individual diffraction control element 41. That is, it is only necessary to switch between the two diffraction states as a whole without providing a configuration for controlling the diffraction states independently of each other like the individual diffraction control element 41.
(Other components)
Hereinafter, components other than the one-dimensional diffraction control elements 40 and 40a will be described.
[0037]
The laser light source 10 is a light source that emits laser light.
[0038]
The one-dimensional beam expander 20 is configured by combining a plano-concave lens 21 having a semi-elliptical prism-shaped depression and an elliptic cylindrical lens 22 and expanding the beam diameter of incident light in a one-dimensional direction (Y direction). It is an optical element. By passing through the one-dimensional beam expander 20, the beam shape of the laser light emitted from the laser light source 10 is converted from a substantially circular shape to a substantially elliptic shape corresponding to the one-dimensional diffraction control elements 40 and 40a.
[0039]
The half mirror 30 is an optical element that branches incident light into two lights.
[0040]
The mirror 31 is a reflective element for converting the direction of the reference light.
[0041]
Each of the cylindrical lenses 71 and 72 is an optical element for collecting an incident light beam in the X direction. This condensing is performed in order to make the laser beam correspond to the size of the one-dimensional type diffraction control elements 40, 40a in the X direction.
[0042]
The convex lenses 81 and 84 are optical elements for forming a diffraction spectrum of diffracted light emitted from the one-dimensional diffraction control elements 40 and 40a, respectively.
[0043]
The slit elements 50 and 50a are disposed near the focal points of the convex lenses 81 and 84, respectively, and remove first-order or higher-order diffracted light components of the diffracted light emitted from the one-dimensional diffraction control elements 40 and 40a (conversely, 0 This is an optical element for extracting the next diffracted light component. Slits 51 and 51a (openings) along the Y direction are formed in the slit elements 50 and 50a. The slits 51 and 51a along the Y direction correspond to the arrangement direction of the individual diffraction control elements 41 and 41a. The slits 51 and 51a allow the 0th-order diffracted light L0 to pass as shown in FIGS. On the other hand, the first-order diffracted light L1 (including both positive and negative first-order diffracted lights L + 1 and L-1) is shielded by the slit elements 50 and 50a. This is because the first-order diffracted light L1 is emitted with an angle ± θ inclined with respect to the 0th-order diffracted light L1 (the sign of the angle θ corresponds to the sign of the first-order diffracted light (+ 1st order or −1st order)).
[0044]
As described above, the one-dimensional diffraction control element 40a controls the switching of the light diffraction state between the 0th order and the 1st order (including ± 1st order) as a whole, so that the diffracted light passes through the slit 51a (0th order light). ) And shielding (in the case of primary light) are switched.
[0045]
The convex lens 82 is an optical element for converting light emitted from the slit element 50 into substantially parallel light.
[0046]
The convex lens 83 is an optical element for condensing the substantially parallel light emitted from the convex lens 82 onto the hologram recording medium M.
[0047]
The convex lens 85 is an optical element for condensing the light emitted from the slit element 50a on the hologram recording medium M. The light emitted from the convex lens 85 is applied to the same portion of the hologram recording medium M as the light emitted from the convex lens 83 to form interference fringes (light brightness and darkness).
[0048]
The hologram recording medium M is a recording medium that records interference fringes due to light emitted from the convex lenses 83 and 84 as a change in refractive index. As a constituent material of the hologram recording medium M, any material can be used regardless of whether it is an organic material or an inorganic material as long as the refractive index changes according to the intensity of light.
[0049]
As an inorganic material, for example, lithium niobate (LiNbO 3 The photorefractive material whose refractive index changes according to the exposure amount by the electro-optic effect such as) can be used.
[0050]
As the organic material, for example, a photopolymerization type photopolymer can be used. In the photopolymerization type photopolymer, in the initial state, monomers are uniformly dispersed in the matrix polymer. When this is irradiated with light, the monomer is polymerized at the exposed portion. As the polymer is formed, the monomer moves from the surroundings, and the concentration of the monomer changes depending on the location.
[0051]
As described above, by changing the refractive index of the hologram recording medium M according to the exposure amount, interference fringes generated by the interference between the reference light and the signal light can be recorded on the hologram recording medium M as a change in the refractive index.
(Operation of Hologram Recording Device 100)
Hereinafter, recording of data on the hologram recording medium M by the hologram recording apparatus 100 will be described.
[0052]
The laser light emitted from the laser light source 10 is divided into two lights (reference light and signal light) by the half mirror 30 after the beam diameter is expanded in the Y direction by the one-dimensional beam expander 20.
[0053]
The reference light passes through the convex lens 84 and is collected on the hologram recording medium M.
[0054]
The signal light is converged in the X direction by the cylindrical lens 71 and enters the one-dimensional diffraction control element 40. As described above, each individual diffraction control element 41 independently takes two diffraction states (OFF: only the 0th-order diffracted light, ON: only the first-order diffracted light). The number of bits corresponding to the number of control elements 41 (for example, 1088 bits when the number of individual diffraction control elements 41 is 1088) can be expressed.
[0055]
The diffracted light diffracted by the one-dimensional diffraction control element 40 is converged by the convex lens 81 and passes through the slit element 50, so that two intensities (bright and dark) corresponding to two diffraction states (OFF and ON) are obtained. Take. That is, ON and OFF of the individual diffraction control element 41 can be made to correspond to bits 1 and 0.
[0056]
The diffracted light whose diffraction state has been converted into intensity is condensed on the hologram recording medium M via the convex lenses 82 and 83.
[0057]
After the reference light is reflected by the mirror 31 and changed in direction, the reference light is converged in the X direction by the cylindrical lens 72, enters the one-dimensional diffraction control element 40a, and exits as zero-order or first-order diffracted light.
[0058]
That is, when all the ribbons 42 are arranged (hereinafter referred to as all “0”), the reference light is reflected like a mirror from the one-dimensional diffraction control element 40a (in other words, only the zero-order light is reflected). appear). Further, when every other ribbon 42 is shifted by λ / (4 * / COSα) (hereinafter referred to as all “1”, α: incident angle to the one-dimensional diffraction control element 40a), the reference light is used. Becomes the first-order light only after being reflected by the one-dimensional diffraction control element 40a.
[0059]
The 0th-order or 1st-order diffracted light diffracted by the one-dimensional diffraction control element 40a is converged by the convex lens 85 and passes through the slit element 50a. Or shielded. Thus, the reference light can be turned on and off by setting the one-dimensional diffraction control element 40a to all “0” or all “1” by combining the one-dimensional diffraction control element 40a and the slit element 50a. .
[0060]
Thereafter, the reference light is condensed on the hologram recording medium M via the convex lens 85.
[0061]
At this time, since the reference light and the signal light are condensed at substantially the same location of the hologram recording medium M, an interference fringe is formed on the hologram recording medium M, and the refractive index of the hologram recording medium M corresponds to the interference fringe. Change.
[0062]
As described above, the refractive index distribution of the hologram recording medium M is formed corresponding to each binary state of the individual diffraction control elements 41 of the one-dimensional diffraction control element 40, and data can be recorded on the hologram recording medium M. It becomes. For example, when there are 1088 individual diffraction control elements 41, 1088-bit data is recorded by exposing the hologram recording medium M once using the one-dimensional diffraction control element 40.
[0063]
Further, the reference light can be turned ON / OFF by controlling the light diffraction state by the one-dimensional diffraction control element 40a.
[0064]
The hologram recording medium M is subjected to exposure on the hologram recording medium M a plurality of times while shifting the condensing location and the incident direction of the reference light and the signal light, and thereby data having a number of bits that is a multiple of the number of the individual diffraction control elements 41 is obtained. Can be recorded. That is, if the number of the individual diffraction control elements 41 is ON and the number of the individual diffraction control elements 41 is n and the number of exposures is m, n · m-bit data can be recorded on the hologram recording medium M.
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a schematic view showing a hologram recording apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention.
[0065]
As shown in FIG. 6, the hologram recording apparatus 200 includes a laser light source 10, a two-dimensional beam expander 220, a half mirror 30, a liquid crystal display element 240, a slit element 50a, a cylindrical lens 72, and convex lenses 84 and 85. Information is recorded on and reproduced from the hologram recording medium M.
[0066]
Basically, by using the liquid crystal display element 240 instead of the one-dimensional diffraction control element 40, the convex lenses 81 and 82, and the slit element 50 in the hologram recording apparatus 100, two-dimensionally modulating light, The amount of information that can be recorded at a time can be increased.
[0067]
Along with the use of the liquid crystal display element 240, a two-dimensional beam expander 220 in which a normal concave lens 221 and a convex lens 222 are combined is arranged instead of the one-dimensional beam expander 20.
[0068]
The reason for changing to the two-dimensional beam expander 220 is that all pixels of the liquid crystal display element 240 are irradiated with laser.
[0069]
Since the basic operation of the hologram recording apparatus 200 is not essentially different from that of the hologram recording apparatus 100, description thereof is omitted.
(Third embodiment)
FIG. 7 is a schematic view showing a hologram recording apparatus 300 according to the third embodiment of the present invention.
[0070]
As shown in FIG. 7, the hologram recording apparatus 300 includes a laser light source 10, a one-dimensional beam expander 20, a half mirror 30, one-dimensional diffraction control elements 40 and 40a, slit elements 50 and 50a, and cylindrical lenses 71 and 72. , Convex lenses 81 to 84, 285, and 286, which record and reproduce information on the hologram recording medium M.
[0071]
In the present embodiment, the cylindrical lens 72, the one-dimensional diffraction control element 40a, the convex lens 84, and the slit element 50a are disposed in front of the half mirror 30.
The convex lens 285 converts the laser light that has passed through the slit element 50a into parallel light. The convex lens 286 focuses the laser light (reference light) divided by the half mirror 30 on the hologram recording medium M.
[0072]
In the present embodiment, the laser light is turned on / off by a combination of the one-dimensional diffraction control element 40a and the slit element 50a before the laser light is divided into signal light and reference light by the half mirror 30.
[0073]
Specifically, when the one-dimensional diffraction control element 40a is all “0”, the laser light diffracted by the slit element 50a is focused by the convex lens 84 and then passes through the slit element 50a. Thereafter, the spread laser light is converted into parallel light by the convex lens 285 and applied to the half mirror 30. When the one-dimensional diffraction control element 40a is all “0”, the laser light diffracted by the slit element 50a is only ± first-order light and is blocked by the slit element 50a.
[0074]
Unlike the first and second embodiments, this embodiment cannot irradiate only the signal light to the hologram recording medium M, but it is practically not irradiated with only the signal light in holographic recording / reproduction. There is no hindrance.
[0075]
Since the basic operation of the hologram recording apparatus 300 is not essentially different from that of the hologram recording apparatus 100, description thereof will be omitted.
(Other embodiments)
Embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be expanded and modified. The expanded and modified embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
[0076]
For example, a general diffraction grating capable of controlling the diffraction state can be used instead of the one-dimensional diffraction control element.
[0077]
As the diffraction grating, various diffraction gratings other than the phase difference method for giving a phase difference to each diffracted light diffracted from the ribbon can be used. For example, a deformable mirror can be used.
[0078]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a hologram recording apparatus and a hologram recording method for recording data onto a hologram recording medium by quickly controlling laser light.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a hologram recording apparatus according to a first embodiment of the present invention.
2 is a top view illustrating a state where the one-dimensional diffraction control element illustrated in FIG. 1 is viewed from above. FIG.
FIG. 3 is a top view illustrating a state where the one-dimensional diffraction control element illustrated in FIG. 1 is viewed from a side surface.
4 is a front view illustrating a state in which the one-dimensional diffraction control element illustrated in FIG. 1 is viewed from the front. FIG.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a state in which zero-order diffracted light from a one-dimensional diffraction control element passes and first-order diffracted light is blocked by a slit element.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a hologram recording apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a hologram recording apparatus according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
100 Hologram recording device
10 Laser light source
20 One-dimensional beam expander
21 Plano-concave lens
22 Cylindrical lens
30 half mirror
31 mirror
40, 40a One-dimensional diffraction control element
41 Individual diffraction control elements
42 Ribbon
43 Insulating film
44 Counter electrode
45 substrates
50, 50a Slit element
51, 51a Slit
60 One-dimensional light receiving element
71, 72 Cylindrical lens
81-85 Convex lens

Claims (16)

レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を回折し、かつ回折状態を第1、第2の回折状態いずれかで切換可能な回折状態切換素子と、
前記回折状態切換素子で回折されたレーザ光を、前記第1の回折状態のときには通過させ、前記第2の回折状態のときには遮蔽する光遮蔽素子と、
前記光遮蔽素子から出射されたレーザ光を信号光と参照光とに分割する光分割素子と、
前記光分割素子から出射された信号光を変調する光変調素子と、
前記光変調素子から出射された信号光をホログラム記録媒体に集光させる第1の集光素子と、
前記光分割素子から出射された参照光を前記第1の集光素子で集光された信号光と略同一の箇所に集光する第2の集光素子と、を具備することを特徴とするホログラム記録装置。
A laser light source for emitting laser light;
A diffraction state switching element that diffracts laser light emitted from the laser light source and that can switch a diffraction state between the first and second diffraction states;
A light shielding element that passes the laser light diffracted by the diffraction state switching element in the first diffraction state and shields the laser light in the second diffraction state;
A light splitting element that splits laser light emitted from the light shielding element into signal light and reference light;
A light modulation element for modulating the signal light emitted from the light splitting element;
A first condensing element that condenses the signal light emitted from the light modulation element on a hologram recording medium;
A second condensing element that condenses the reference light emitted from the light splitting element at substantially the same location as the signal light condensed by the first condensing element. Hologram recording device.
前記回折状態切換素子が、それぞれからの出射光の位相差を制御する第1、第2の位相制御要素を有することを特徴とする請求項1記載のホログラム記録装置。2. The hologram recording apparatus according to claim 1, wherein the diffraction state switching element has first and second phase control elements for controlling a phase difference of light emitted from each of the diffraction state switching elements. 前記第1、第2の位相制御要素それぞれからの出射光が該第1、第2の位相制御要素によって回折された回折光であることを特徴とする請求項2記載のホログラム記録装置。3. The hologram recording apparatus according to claim 2, wherein the emitted light from each of the first and second phase control elements is diffracted light diffracted by the first and second phase control elements. 前記第1、第2の位相制御要素それぞれが、略リボン形状であることを特徴とする請求項3記載のホログラム記録装置。4. The hologram recording apparatus according to claim 3, wherein each of the first and second phase control elements has a substantially ribbon shape. 前記第1、第2の位相制御要素の少なくともいずれかが、静電力によって変位することを特徴とする請求項4記載のホログラム記録装置。5. The hologram recording apparatus according to claim 4, wherein at least one of the first and second phase control elements is displaced by an electrostatic force. 前記光変調素子が、入射した光の回折状態を制御して出射する回折制御素子を含むことを特徴とする請求項1記載のホログラム記録装置。The hologram recording apparatus according to claim 1, wherein the light modulation element includes a diffraction control element that emits light by controlling a diffraction state of incident light. 前記光変調素子が液晶素子を含むことを特徴とする請求項1記載のホログラム記録装置。The hologram recording apparatus according to claim 1, wherein the light modulation element includes a liquid crystal element. レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を信号光と参照光とに分割する光分割素子と、
前記光分割素子から出射された信号光を変調する光変調素子と、
前記光変調素子から出射された信号光をホログラム記録媒体に集光させる第1の集光素子と、
前記光分割素子から出射された参照光を回折し、かつ回折状態を第1、第2の回折状態いずれかで切換可能な回折状態切換素子と、
前記回折状態切換素子で回折された参照光を、前記第1の回折状態のときには通過させ、前記第2の回折状態のときには遮蔽する光遮蔽素子と、
前記光遮蔽素子から出射された参照光を前記第1の集光素子で集光された信号光と略同一の箇所に集光する第2の集光素子と、を具備することを特徴とするホログラム記録装置。
A laser light source for emitting laser light;
A light splitting element that splits laser light emitted from the laser light source into signal light and reference light;
A light modulation element for modulating the signal light emitted from the light splitting element;
A first condensing element that condenses the signal light emitted from the light modulation element on a hologram recording medium;
A diffraction state switching element that diffracts the reference light emitted from the light splitting element and can switch the diffraction state between the first and second diffraction states;
A light shielding element that allows the reference light diffracted by the diffraction state switching element to pass in the first diffraction state and shields in the second diffraction state;
A second condensing element that condenses the reference light emitted from the light shielding element at substantially the same location as the signal light condensed by the first condensing element. Hologram recording device.
前記回折状態切換素子が、それぞれからの出射光の位相差を制御する第1、第2の位相制御要素を有することを特徴とする請求項8記載のホログラム記録装置。9. The hologram recording apparatus according to claim 8, wherein the diffraction state switching element has first and second phase control elements for controlling a phase difference of light emitted from each of the diffraction state switching elements. 前記第1、第2の位相制御要素それぞれからの出射光が該第1、第2の位相制御要素によって回折された回折光であることを特徴とする請求項9記載のホログラム記録装置。10. The hologram recording apparatus according to claim 9, wherein the emitted light from each of the first and second phase control elements is diffracted light diffracted by the first and second phase control elements. 前記第1、第2の位相制御要素それぞれが、略リボン形状であることを特徴とする請求項10記載のホログラム記録装置。The hologram recording apparatus according to claim 10, wherein each of the first and second phase control elements has a substantially ribbon shape. 前記第1、第2の位相制御要素の少なくともいずれかが、静電力によって変位することを特徴とする請求項11記載のホログラム記録装置。12. The hologram recording apparatus according to claim 11, wherein at least one of the first and second phase control elements is displaced by an electrostatic force. 前記光変調素子が、入射した光の回折状態を制御して出射する回折制御素子を含むことを特徴とする請求項8記載のホログラム記録装置。9. The hologram recording apparatus according to claim 8, wherein the light modulation element includes a diffraction control element that emits light by controlling a diffraction state of incident light. 前記光変調素子が液晶素子を含むことを特徴とする請求項8記載のホログラム記録装置。The hologram recording apparatus according to claim 8, wherein the light modulation element includes a liquid crystal element. レーザ光源から出射されたレーザ光を切換可能な第1、第2の回折状態のいずれかで回折する回折ステップと、
前記回折ステップで回折されたレーザ光が、前記第1の回折状態のときは通過させ、前記第2の回折状態のときには遮蔽する光遮蔽ステップと、
前記光遮蔽ステップでレーザ光を通過させたときに、前記光遮蔽ステップで出射された出射光を信号光と参照光とに分割する光分割ステップと、
前記光遮蔽ステップでレーザ光を通過させたときに、前記光分割ステップで出射された信号光を変調する光変調ステップと、
前記光遮蔽ステップでレーザ光を通過させたときに、前記光変調ステップで変調された信号光をホログラム記録媒体に集光させる第1の集光ステップと、
前記光遮蔽ステップでレーザ光を通過させたときに、前記光分割ステップで分割された参照光を前記第1の集光ステップで集光された信号光と略同一の箇所に集光する第2の集光ステップと、を具備することを特徴とするホログラム記録方法。
A diffraction step of diffracting the laser light emitted from the laser light source in either of the first and second diffraction states capable of switching;
A light shielding step that allows the laser light diffracted in the diffraction step to pass when in the first diffraction state and shields when the laser light is in the second diffraction state;
A light splitting step for splitting the emitted light emitted in the light shielding step into signal light and reference light when passing the laser light in the light shielding step;
A light modulation step for modulating the signal light emitted in the light splitting step when laser light is allowed to pass in the light shielding step;
A first condensing step of condensing the signal light modulated in the light modulation step on a hologram recording medium when the laser light is allowed to pass in the light shielding step;
Secondly, when the laser beam is allowed to pass through in the light shielding step, the reference light divided in the light dividing step is condensed at substantially the same location as the signal light condensed in the first condensing step. And a condensing step.
レーザ光源から出射されたレーザ光を信号光と参照光とに分割する光分割ステップと、
前記光分割ステップで分割された信号光を変調する光変調ステップと、
前記光変調ステップで変調された信号光をホログラム記録媒体に集光させる第1の集光ステップと、
前記光分割ステップで分割された参照光を切換可能な第1、第2の回折状態のいずれかで回折する回折ステップと、
前記回折ステップで回折された参照光を、前記第1の回折状態のときは通過させ、前記第2の回折状態のときには遮蔽する光遮蔽ステップと、
前記光遮蔽ステップで参照光を通過させたときに、前記参照光を前記第1の集光ステップで集光された信号光と略同一の箇所に集光する第2の集光ステップと、を具備することを特徴とするホログラム記録方法。
A light splitting step for splitting laser light emitted from the laser light source into signal light and reference light;
An optical modulation step for modulating the signal light divided in the optical division step;
A first condensing step of condensing the signal light modulated in the light modulation step on a hologram recording medium;
A diffraction step of diffracting the reference light split in the light splitting step in either of the first and second diffraction states capable of switching;
A light shielding step for allowing the reference light diffracted in the diffraction step to pass when in the first diffraction state and shielding when in the second diffraction state;
A second condensing step for condensing the reference light at substantially the same location as the signal light collected in the first condensing step when the reference light is allowed to pass in the light shielding step; A hologram recording method comprising:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7433133B2 (en) 1999-06-15 2008-10-07 Given Imaging Ltd. Optical system
US7813789B2 (en) 1999-06-15 2010-10-12 Given Imaging Ltd. In-vivo imaging device, optical system and method
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