JP2005003829A - Diffraction controller, hologram recording device, and method for hologram recording - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光の回折を制御する回折制御装置、ホログラム記録装置、およびホログラム記録方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
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。ホログラム記録装置では複数の画素を有する空間変調器が用いられ、この複数の画素を独立して制御することでホログラム記録媒体へのデータの記録が行われる。
空間変調器には互いに独立して光の回折を制御できる回折制御素子を配列して構成される回折制御装置を用いることができる。個々の回折制御素子の状態に対応して0,1のビットを表すことで、回折制御素子の個数に対応するビット数のデータをホログラム記録媒体に記録できる。なお、このような回折制御装置はプリンタ等の画像形成装置にも用いられる(特許文献1,2参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平9−174933号公報
【特許文献2】
特開平9−220824号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、回折制御装置を構成する個々の回折制御素子から出射された回折光が互いに干渉すると、ホログラム記録媒体に記録されるデータにノイズが含まれることとなる。このようなノイズはホログラム記録媒体からのデータの再生の際のデータ読み取りの誤りを招く可能性がある。
上記に鑑み、本発明は個々の回折制御素子から出射される回折光の干渉を低減できる回折制御装置、ホログラム記録装置、およびホログラム記録方法を提供することを目的とする。
【0005】
【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回折制御装置は、入射した光の回折を互いに独立して制御して出射させ、かつ出射される1次回折光が互いに干渉しないように配置された複数の回折制御素子、を具備することを特徴とする。
回折制御素子から0次、1次の回折光が出射される。このうち0次の回折光は回折制御素子の正面に出射されるので、それぞれの回折制御素子からの0次回折光は互いに干渉しにくい。1次回折光は回折制御素子から角度を持って出射されるので、回折制御素子の配置によっては互いの1次回折光が交錯し干渉が生じる可能性がある。このため、1次回折光の出射方向を考慮して回折制御素子を配置することで、回折制御素子それぞれからの出射光の干渉を防止することができる。
【0006】
ここで、前記複数の回折制御素子が、入射光に位相を付与する第1の位相素子と、入射光に前記第1の位相素子とは独立に位相を付与する第2の位相素子とを有してもよい。
第2の位相素子を第1の位相素子とは独立に制御することで、第1、第2の位相素子からの出射光に位相差を付与し、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。
【0007】
(1)前記第1、第2の位相素子が第1の軸に沿って交互に配置され、前記複数の回折制御素子が第2の軸に沿って配置され、かつ前記第1、第2の軸のなす角度の絶対値が45°以上、135°以下であってもよい。
このように配置することで、回折制御素子それぞれからの回折光が互いに干渉するのを防止できる。
【0008】
(2)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。
この形状は作成およ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の位相素子、ひいては回折制御素子を高速で(例えば、1μ秒程度)動作させることが可能となる。
【0009】
(3)前記第1、第2の位相素子それぞれが、液晶を有してもよい。
液晶を用いて第1、第2の位相素子同士での光の位相差を変化させることで光の回折状態を制御できる。
【0010】
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入射し、該入射したレーザ光の回折を制御して出射させる上記A.に記載の回折制御装置と、前記回折制御装置から出射された回折光をホログラム記録媒体に集光させる集光素子と、を具備することを特徴とする。
1次回折光の出射方向を考慮して配置された回折制御素子を有する回折制御装置を用いることで、ホログラム記録媒体へのデータ記録の際のノイズを低減することができる。
【0011】
(1)ホログラム記録装置が、前記回折制御装置と前記集光素子の間にあって、前記回折制御素子から出射した回折光から所定次数の回折光成分を抽出する回折光成分抽出素子をさらに具備してもよい。
回折光成分抽出素子によって回折光から所定次数の回折光成分を抽出することで回折光の強度を変化させ、ホログラム記録媒体にデータを光の強弱として記録することができる。
なお、回折光成分抽出素子の一例として、凸レンズとスリットの組み合わせが考えられる。この組み合わせにより、例えば、1次以上の回折光成分を除去して0次回折光のみを抽出することが簡便に行える。
【0012】
(2)ホログラム記録装置が、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を第1、第2の光に分割し、該第1の光を前記回折制御装置に入射させる光分割素子と、前記光分割素子から出射された第2の光を前記ホログラム記録媒体上の前記集光素子から出射されたレーザ光が集光される箇所に集光する第2の集光素子と、をさらに具備してもよい。
レーザ光源から出射されたレーザ光を回折制御装置を通過させない参照光と回折制御装置を通過させる信号光とに分割し、ホログラム記録媒体上でその双方を集光することで、ホログラム記録媒体上に参照光と信号光の干渉縞を記録することができる。
なお、光分割素子の一例として、ハーフミラーが挙げられる。
【0013】
(3)ホログラム記録装置が、前記光分割素子から出射された前記第1の光を遮蔽する光遮蔽素子と、前記第2の集光素子によって前記ホログラム記録媒体上に集光されたレーザ光に基づいて、前記ホログラム記録媒体から出射した光を受光する受光素子と、をさらに具備してもよい。
光分割素子から出射された信号光がホログラム記録媒体に到達しないように遮断して、ホログラム記録媒体に参照光のみが到達するようにすることで、ホログラム記録媒体から記録されたデータに対応する信号光を発生させる。発生した信号光を受光素子で読み取ることで、記録されたデータを再生することができる。
この受光素子は、元々の信号を発生した回折制御装置に対応していることが好ましい。例えば、回折制御装置が一次元に配列された回折制御素子から構成されるときには、これに対応して配列された個別受光素子から構成されることが好ましい。
【0014】
C.本発明に係るホログラム記録方法は、光の回折を互いに独立して制御して出射させ、かつ出射される1次回折光が互いに干渉しないように配置された複数の回折制御素子を有する回折制御装置によって、レーザ光を回折させる回折ステップと、前記回折ステップで回折された回折光をホログラム記録媒体に集光させる集光ステップと、を具備することを特徴とする。
1次回折光の出射方向を考慮して配置された回折制御素子を有する回折制御装置を用いてホログラム記録を行うことで、ホログラム記録媒体に記録されるノイズを低減できる。
【0015】
【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。また、図2は図1のX軸方向からホログラム記録装置100を見た状態を表す模式図である。
図1,2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30,一次元型回折制御装置40,スリット素子50,一次元型受光素子60、シリンドリカルレンズ71、凸レンズ81〜85から構成され、ホログラム記録媒体Mへの情報の記録および再生を行う。
【0016】
(一次元型回折制御装置40の内部構成)
まず、一次元型回折制御装置40について説明する。
図3は、一次元型回折制御装置40を上面から見た状態を表す上面図である。
また、図4,5はそれぞれ、一次元型回折制御装置40を側面、および正面からみた状態を表す側面図および正面図である。なお、図4,5の(A),(B)はそれぞれ、回折制御素子41の2つの状態(OFF、ON)を表している。また、図5ではリボン42の動作状態を模式的に表している。
一次元型回折制御装置40は、回折制御素子41がY方向に複数配列されて構成される。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。
【0017】
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および対向電極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4(A)、5(A)参照)。
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。
【0018】
一次元型回折制御装置40(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5(A)のように、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5(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。
このとき、一次元型回折制御装置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)。
【0019】
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およ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、位相素子と考えることができる。
【0020】
以上のように、一次元型回折制御装置40を構成する回折制御素子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(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。
【0021】
ここで、回折制御素子41それぞれから出射される回折光を考える。
図6は、一次元型回折制御装置40から出射される一次回折光の状態を表す模式図である。(A)、(B)はそれぞれ、一次元型回折制御装置40の端面、正面から見た一次回折光の出射状態を表す。ここで、リボン42は方向D1に、回折制御素子41は方向D2(Y軸方向と一致)に配列され、方向D1,D2は直交している。
【0022】
回折制御素子41それぞれから一次回折光L+1、L−1(L+1:+1次回折光、L−1:−1次回折光)が出射される。このとき一次回折光はリボン42の配列方向D1に角度±θ(例えば、±4°)傾いた方向に出射されるが(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)、リボン42の配列方向D1が回折制御素子41の配列方向D2と直交しているため、それぞれの回折制御素子41から出射される一次回折光は互いに平行となり交わることがない。
また、0次回折光L0は回折制御素子41の正面方向に出射されるため、互いに平行となり交わることがない。
この結果、それぞれの回折制御素子41から出射される回折光が互いに干渉することはない。
【0023】
次に本実施形態と対比させるための参考例を説明する。
図7は、一次元型回折制御装置40の参考例たる一次元型回折制御装置40aから出射される一次回折光の状態を表す参考模式図である。(A)、(B)はそれぞれ、一次元型回折制御装置40aの側面、正面から見た一次回折光の出射状態を表す。
この参考例では、リボン42の配列方向D1と、回折制御素子41の配列方向D2は一致している。このため、隣接する回折制御素子41から出射される+1次回折光L+1と−1次回折光L−1とが互いに交差する方向に出射される。この結果、それぞれの回折制御素子41から出射される一次回折光が互いに干渉する可能性が生じている。
【0024】
次に本実施形態の変形例を説明する。
図8は、一次元型回折制御装置40の変形例1たる一次元型回折制御装置40bを表す模式図である。
ここで、リボン42の配列方向D1と、回折制御素子41の配列方向D2とのなす角度θを45°としている。このため、それぞれの回折制御素子41から出射される一次回折光(L+1,L−1)は互いに平行となり、交わることがない。この結果、それぞれの回折制御素子41から出射される一次回折光が互いに干渉することはない。
【0025】
これは、角度θが45°の場合に限らず、角度θの絶対値が45°以上、135°以下の範囲であれば、それぞれの回折制御素子41から出射される一次回折光同士の干渉を同様に防止できる。角度θを90°とした場合が一次元型回折制御装置40に相当するのであり、一次元型回折制御装置40がさらに一般化されていることが判る。
【0026】
図9は、一次元型回折制御装置40の変形例2たる一次元型回折制御装置40bを表す模式図である。ここでは、回折制御素子41、ひいてはリボン42に電気を供給するための電極46を回折制御素子41の両側面に配置している。このように、電極46のような電気供給機構を回折制御素子41と同一面上に形成しても良い。
【0027】
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装置40(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装置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装置40に対するレーザ光の入射角)。
【0028】
(他の構成要素)
以下、一次元型回折制御装置40以外の構成要素について説明する。
レーザ光源10は、レーザ光を出射する光源である。
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略楕円形へと変換される。この変換は、図2に示されるように、一次元型回折制御装置40のY方向に配列された回折制御素子41全体に光ビームを照射するために行われる。
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。
シリンドリカルレンズ71は、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、一次元型回折制御装置40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。
【0029】
凸レンズ81は、一次元型回折制御装置40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。
スリット素子50は、凸レンズ81の焦点付近に配置され、一次元型回折制御装置40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には、Y方向に沿ったスリット51(開口)が形成されている。スリット51がY方向に沿っているのは回折制御素子41の配列方向と対応させたためである。スリット51は、図10に示すように0次回折光L0はスリット51を通過するが、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51を通過できずスリット素子50によって遮蔽される。これは、既述のように、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)。
【0030】
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。
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。
ここで、凸レンズ82、83とレンズを2つ用いているのは、スリット51で1次回折光を除去した回折光の回折スペクトル自体をホログラム記録媒体Mに記録するためである。
【0031】
凸レンズ82、83の1つのみを用いた場合には、回折光が一度のみフーリエ変換されることになり、ホログラム記録媒体Mに記録されるのは一次元型回折制御装置40の実像になる。この実像は、スリット素子50により回折光から1次回折成分が除去されているので、リボン42の位置がそろっている画素(図5(A))は明、リボン42が1本おきに上下している画素(図5(B))は暗となっている。本実施形態では、凸レンズ82、83を用いることで、回折光の回折スペクトル自体をホログラム記録媒体Mに記録している。
なお、ホログラム記録媒体Mへのデータの記録は、一次元型回折制御装置40からの回折スペクトル自体またはその実像のいずれによっても行うことが可能である。
【0032】
凸レンズ84は、ハーフミラー30からX負方向に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84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。
【0033】
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。
【0034】
無機材料として、例えば、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)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。
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その部分の屈折率が変化する。
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。
【0035】
凸レンズ85は、ホログラム記録媒体Mからの記録の再生を行った際の再生光を一次元型受光素子60に集光させるための光学素子である。
一次元型受光素子60は、Y方向に複数の受光素子が配列され、凸レンズ83から出射した再生光を受光し、受光した光の強度に応じた信号を出力する。一次元型受光素子60は、一次元型回折制御装置40の回折制御素子41に対応して、受光素子がY方向に一次元的に配列されている。
但し、一次元型受光素子60に換えて、2次元(平面的)に複数の受光素子が配列されたものを用いることも可能である。
【0036】
(ホログラム記録装置100の動作)
A.ホログラム記録媒体Mへのデータの記録(図1、2参照)
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。
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。
【0037】
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、一次元型回折制御装置40に入射する。既述のように、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、一次元型回折制御装置40全体で回折制御素子41の個数分のビット数(例えば、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。ここで、回折制御素子41それぞれから出射される回折光が互いに干渉することなく出射される。
【0038】
一次元型回折制御装置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、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。
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。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。回折制御素子41それぞれから出射される回折光が互いに干渉することがないことから、ホログラム記録媒体Mに記録されるデータへのノイズの混入が防止される。
【0039】
以上のように、一次元型回折制御装置40の回折制御素子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、回折制御素子41が1088個の場合には、一次元型回折制御装置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。
【0040】
参照光と信号光の集光箇所や入射角度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、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、回折制御素子41のON、OFF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。回折制御素子41それぞれから出射される回折光が互いに干渉することがないことから、ホログラム記録媒体Mに記録されるデータへのノイズの混入が防止される。
【0041】
上記において、凸レンズ81およびスリット素子50により、一次元型回折制御装置40で回折した回折光が光の明暗(強弱)へと変換される。これに対して、凸レンズ81およびスリット素子50を用いずにホログラム記録媒体Mへの記録を行うことも可能である。
この場合にも、回折制御素子41それぞれから出射される回折光が互いに干渉することがないことから、ホログラム記録媒体Mに記録されるデータへのノイズの混入が防止される。1次回折光を遮ることなく、記録に直接利用していることから、回折制御素子41それぞれから出射される回折光が互いに干渉することがないという利点をより享受することができる。
【0042】
B.ホログラム記録媒体Mからのデータの再生
図11は、ホログラム記録装置100を用いてホログラム記録媒体Mからのデータの再生を行っている状態を表す模式図である。
ホログラム記録媒体Mからデータの再生を行うには、レーザ光源10から出射され、ハーフミラー30によって区分された2つの光(参照光、信号光)の内、遮蔽板90によって信号光を遮断し、参照光のみを凸レンズ85を通過してホログラム記録媒体Mに集光している。なお、遮蔽板90から反射された光が参照光に混入してノイズの原因になるのを防止するため、例えば、遮蔽板90を入射光に対して少し傾けるのが好ましい。また、ハーフミラー30に換えて、通常のミラーを用いれば遮蔽板90は不要となる。
ホログラム記録媒体Mに入射した参照光はホログラム記録媒体M内の屈折率分布によって回折され、信号光が発生する。発生した信号光は、ホログラム記録媒体Mへの記録の際に信号光が入射してきた記録用の信号光の進行方向延長上から出射する。この再生された信号光を凸レンズ85で収束して一次元型受光素子60に入射させる。一次元型受光素子60それぞれの受光素子が受光した光の強度として、ホログラム記録媒体M内に記録されたデータを再生することができる。
【0043】
(第2の実施形態)
次に、本発明の第二の実施形態に係るホログラム記録装置200を説明する。
ホログラム記録装置200の構成は図1に示した一次元型回折制御装置40を一次元型回折制御装置240に変更したものであり、全体の図示は省略する。
【0044】
図12は、一次元型回折制御装置240を正面からみた状態を表す正面図である。図13は、一次元型回折制御装置240をその端面から見た状態を表す図である。図13の(A)、(B)はそれぞれ、回折制御素子241のOFF/ONに対応する。一次元型回折制御装置240は、回折制御素子241を配列して構成され、回折制御素子241は位相素子242を配列して構成される。位相素子242内には液晶243が封入され、電界によって液晶の分子の方向を変化させることで、位相素子242内を通過する光の位相を制御する。
反射板244は、回折制御素子241に入射された入射光を反射するための光学素子である。
【0045】
図12に示すように、回折制御素子241のOFF状態では、位相素子242でそれぞれ反射される光の位相は同一なので、回折制御素子241を通過する光Lout0は0次回折光となる(図13(A))。これに対して、回折制御素子241のON状態では、位相素子242で反射される光の位相はそれぞれ交互にλ/2相違する。このため、回折制御素子241を通過する光Lout1は1次回折光となる(図13(B))。
具体的には、液晶243に電界が印加されない固定的な位相素子242aと液晶243に電界が印加される可変的な位相素子242bが交互に配列され、回折制御素子241をONとすることで、位相素子242bの液晶243の分子の向きが変化し、隣接する位相素子242aとの位相差がλ/2となる。
【0046】
一次元型回折制御装置240での回折制御素子241および位相素子242の配列は、図3に示した一次元型回折制御装置40と本質的には同一である。一次元型回折制御装置40ではリボン42の上下移動で、一次元型回折制御装置240では液晶243分子の向きの変更で、位相を制御しているが、ともに位相を変化させることで回折光の状態を制御している点で共通する。このため、一次元型回折制御装置40の場合と同様の理由で、一次元型回折制御装置240の回折制御素子241それぞれからの回折光の干渉は防止される。
なお、一次元型回折制御装置40と同様に、一次元型回折制御装置240は図8のような配列を採用して、回折制御素子241それぞれからの回折光の干渉を防止することもできる。
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と本質的に相違する訳ではないので、説明を省略する。
【0047】
(第3の実施形態)
図14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。
図14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20,一次元型回折制御装置40,一次元型受光素子60、シリンドリカルレンズ71、凸レンズ381、382,83から構成され、ホログラム記録媒体Mへの情報の記録および再生を行う。
ホログラム記録装置300では、ハーフミラー30が配置されない。即ち、参照光を用いることなく、一次元型回折制御装置40の同一の回折制御素子41から出射された回折光同士の干渉を利用してホログラム記録媒体Mへの情報の記録および再生を行う。
【0048】
凸レンズ381は、一次元型回折制御装置40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。
凸レンズ382は、凸レンズ382から出射され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。
凸レンズ381、382は、焦点距離fが同一のレンズを用い、凸レンズ381、382の間の距離Leが焦点距離fの2倍となっている(Le=2*f)。また、凸レンズ381、382の中点Aに対して凸レンズ381、382、および一次元型回折制御装置40、ホログラム記録媒体Mが点対称になるように配置されている。一次元型回折制御装置40のから出射された干渉光をホログラム記録媒体M上の対象な位置に集光させるためである。
【0049】
ここで、凸レンズ381、382は、共にテレセントリックレンズであることが好ましい。一次元型回折制御装置40から出射した回折光をホログラム記録媒体M上の対称な位置に集光することが容易になる。
テレセントリックレンズは、凸レンズ381では一次元型回折制御装置40側において、凸レンズ382ではホログラム記録媒体M側において、主光線が光軸と平行となるレンズをいう。テレセントリックレンズを実現するには、例えば、凸レンズ381、382の中点A、即ち凸レンズ81、82の焦点位置にピンホールを配置すればよい。
【0050】
図15,16はそれぞれ、回折制御素子41がON状態、OFF状態のときに、一次元型回折制御装置40からホログラム記録媒体Mへと向かう回折光の状態を表した模式図である。
図15に示すように、回折制御素子41がON状態の場合、回折制御素子41から+1次の回折光L+1と−1次の回折光L−1が出射する。既述のようにこの回折光はそれぞれ、出射角θが例えば±4°である。これらの回折光は凸レンズ381,382を通過して、ホログラム記録媒体M上で集光される。±1次の回折光が互いに干渉することでホログラム記録媒体M上に干渉縞が形成、記録される。
【0051】
凸レンズ381、382がテレセントリックレンズの場合には、ホログラム記録媒体M上での回折光の集光位置は一次元型回折制御装置40からの出射位置と対称な位置になる。即ち、一次元型回折制御装置40の大きさに対応して、ホログラム記録媒体Mの領域上への記録が行われる。
一方、図16に示すように、回折制御素子41がOFF状態の場合、回折制御素子41から0次の回折光L0のみが出射する。この回折光は凸レンズ381,382を通過して、ホログラム記録媒体M上で集光される。このときには集光されるのが単一の光なので、ホログラム記録媒体M上への干渉縞の形成、記録は行われない。
【0052】
ホログラム記録装置300において、一次元型回折制御装置40の異なる回折制御素子41同士での回折光の干渉が防止されるように回折制御素子41が配列されていることは、ホログラム記録装置100と同様である。
【0053】
(ホログラム記録装置300の動作)
A.ホログラム記録媒体Mへのデータの記録(図14参照)
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、シリンドリカルレンズ71によってX方向に収束され、一次元型回折制御装置40に入射する。このとき、レーザ光源10から出射したレーザ光はそれ自体が信号光として機能し、この信号光のみでホログラム記録媒体Mへの記録が行われ、別途の参照光を必要としない(レーザ光がハーフミラー等で参照光、信号光に分割する必要がない)。
一次元型回折制御装置40を構成する回折制御素子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:正負の一次回折光のみ)をとることで、画素数(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、ON:1,OFF:0と設定する)。
【0054】
一次元型回折制御装置40で回折された回折光は、凸レンズ381,382を経由してホログラム記録媒体Mに集光される。このときの回折光は、回折制御素子41のON、OFFの状態に対応して異なる。
ON状態では、回折光は正負の1次回折光成分を含み、この1次回折光同士がホログラム記録媒体M上で干渉し、ホログラム記録媒体Mに干渉縞が形成される。そして、形成された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。
一方、OFF状態では、回折光は0次回折光成分のみを含むことから、ホログラム記録媒体M上への干渉縞の形成および干渉縞による屈折率の変化は生じない。
以上のように、一次元型回折制御装置40の回折制御素子41それぞれの2つの状態(ON,OFF)に対応してホログラム記録媒体Mの屈折率分布の形成(または、非形成)が行われる(データの記録)。ここで、異なる回折制御素子41から出射された干渉光が互いに干渉しないようになっていることから、ホログラム記録媒体Mに記録されたデータは低ノイズとなる。
【0055】
B.ホログラム記録媒体Mからのデータの再生
図17は、ホログラム記録装置300を用いてホログラム記録媒体Mからのデータの再生を行っている状態を表す模式図である。
ホログラム記録媒体Mからデータの再生を行うには、記録時にホログラム記録媒体Mに入射した正負の1次回折光の内の一方のみをデータが記録されたホログラム記録媒体Mに入射させればよい。このためには、一次元型回折制御装置40の回折制御素子41全てをON状態として、正負の一次回折光を生成し、その一方のみを抽出すればよい。
【0056】
図17に示すように、凸レンズ381,382の間にスリット素子350を配置させている。スリット素子350には、Y方向に沿ったスリット351(開口)が形成されている。スリット351がX方向に沿っているのは回折制御素子41の配列方向と対応したものである。但し、図18に示すように、このスリット351の中心軸が光軸からX正方向に偏って配置されている。その結果、正の1次回折光L+1は開口部を通過するが、負の1次回折光L−1はスリット素子350によって遮断される。このようにして、参照光たる正の1次回折光L+1のみがホログラム記録媒体Mに到達する。
【0057】
ホログラム記録媒体Mに入射した参照光はホログラム記録媒体M内に形成された屈折率分布によって回折され、信号光が発生する。発生した信号光は、ホログラム記録媒体Mへの記録の際に入射してきた負の一次回折光の進行方向延長上から出射する。この再生された信号光を凸レンズ83で収束して一次元型受光素子60に入射させる(凸レンズ83、一次元型受光素子60をホログラム記録媒体Mの約−4°方向に配置する)。
このようにして、一次元型受光素子60それぞれの受光素子が受光した光の強度として、ホログラム記録媒体M内に記録されたデータを再生することができる。
【0058】
ここで、スリット素子350のスリット351をY負方向に偏って配置して、負の1次回折光のみを通過させ、これを用いてホログラム記録媒体Mの再生を行うこともできる。このときには、ホログラム記録媒体Mからデータ再生用の正の1次回折光が生成され、凸レンズ83、一次元型受光素子60をホログラム記録媒体Mの約+4°方向に配置することで、一次元型受光素子60を用いてデータの再生を行うことができる。
以上のようにして、ホログラム記録装置300にスリット素子350を付加し、回折制御素子41全てをONとすることで、ホログラム記録媒体Mからのデータの再生を行うことができる。即ち、ホログラム記録装置300を記録と再生の双方に用いることができる。
なお、レーザ光源10からのレーザ光をホログラム記録媒体Mに+4°または−4°で入射するだけで、ホログラム記録媒体Mからのデータの再生を行うことができる。但し、このときには記録と再生を同一の装置では行い難くなる。
【0059】
(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。
例えば、スリットの有無等に依らずに、本発明を適用できる。
【0060】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば個々の回折制御素子から出射される回折光の干渉を低減できる回折制御装置、ホログラム記録装置、およ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のX軸方向からホログラム記録装置を見た状態を表す模式図である。
【図3】図1に示す一次元型回折制御装置を上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装置を側面から見た状態を表す上面図である。
【図5】図1に示す一次元型回折制御装置を正面から見た状態を表す正面図である。
【図6】一次元型回折制御装置から出射される一次回折光の状態を表す模式図である。
【図7】第1の実施形態の参考例たる一次元型回折制御装置から出射される一次回折光の状態を表す参考模式図である。
【図8】第1の実施形態の変形例1たる一次元型回折制御装置を表す模式図である。
【図9】第1の実施形態の変形例2たる一次元型回折制御装置を表す模式図である。
【図10】一次元型回折制御装置からの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11】ホログラム記録装置を用いてホログラム記録媒体からのデータの再生を行っている状態を表す模式図である。
【図12】本発明の第2の実施形態に係るホログラム記録装置の一次元型回折制御装置を正面からみた状態を表す正面図である。
【図13】本発明の第2の実施形態に係るホログラム記録装置の一次元型回折制御装置を端面から見た状態を表す図である。
【図14】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。
【図15】回折制御素子がON状態のときに、一次元型回折制御装置からホログラム記録媒体Mへと向かう回折光の状態を表した模式図である。
【図16】回折制御素子がOFF状態のときに、一次元型回折制御装置からホログラム記録媒体Mへと向かう回折光の状態を表した模式図である。
【図17】本発明の第3の実施形態に係るホログラム記録装置を用いてホログラム記録媒体Mからのデータの再生を行っている状態を表す模式図である。
【図18】本発明の第3の実施形態に係るホログラム記録装置でのスリットの配置を表す断面図である。
【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
40 一次元型回折制御装置
41 回折制御素子
42 リボン
43 絶縁膜
44 対向電極
45 基板
46 電極
50 スリット素子
51 スリット
60 一次元型受光素子
71 シリンドリカルレンズ
81〜85 凸レンズ
90 遮蔽板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a diffraction control device, a hologram recording device, and a hologram recording method for controlling light diffraction.
[0002]
[Prior art]
Hologram recording apparatuses that record data on a hologram recording medium have been developed. In the hologram recording apparatus, a spatial modulator having a plurality of pixels is used, and data is recorded on the hologram recording medium by independently controlling the plurality of pixels.
As the spatial modulator, a diffraction control device configured by arranging diffraction control elements that can control light diffraction independently of each other can be used. By representing
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-9-174933
[Patent Document 2]
JP-A-9-220824
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the diffracted lights emitted from the individual diffraction control elements constituting the diffraction control device interfere with each other, the data recorded on the hologram recording medium includes noise. Such noise may cause an error in data reading when data is reproduced from the hologram recording medium.
In view of the above, an object of the present invention is to provide a diffraction control device, a hologram recording device, and a hologram recording method that can reduce interference of diffracted light emitted from individual diffraction control elements.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A. In view of the above, the hologram diffraction control device according to the present invention controls the diffraction of incident light independently and emits them, and a plurality of diffraction control elements arranged so that the emitted first-order diffracted lights do not interfere with each other It is characterized by comprising.
Zero-order and first-order diffracted light is emitted from the diffraction control element. Of these, the 0th-order diffracted light is emitted in front of the diffraction control elements, and therefore the 0th-order diffracted lights from the respective diffraction control elements are unlikely to interfere with each other. Since the first-order diffracted light is emitted from the diffraction control element at an angle, depending on the arrangement of the diffraction control elements, there is a possibility that the first-order diffracted light crosses and causes interference. For this reason, by arranging the diffraction control elements in consideration of the emission direction of the first-order diffracted light, interference of the emitted light from each of the diffraction control elements can be prevented.
[0006]
Here, the plurality of diffraction control elements include a first phase element that imparts a phase to incident light, and a second phase element that imparts a phase to incident light independently of the first phase element. May be.
By controlling the second phase element independently of the first phase element, a phase difference is given to the outgoing light from the first and second phase elements, and the diffraction state of the light synthesized from the outgoing light is changed. Can be controlled. In this case, a third or more phase control element may be added.
[0007]
(1) The first and second phase elements are alternately arranged along a first axis, the plurality of diffraction control elements are arranged along a second axis, and the first and second phase elements are arranged. The absolute value of the angle formed by the axes may be 45 ° or more and 135 ° or less.
By arranging in this way, it is possible to prevent the diffracted lights from the diffraction control elements from interfering with each other.
[0008]
(2) Each of the first and second phase control elements can take various shapes, but as an example, it can have a substantially ribbon shape.
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 elements, and hence the diffraction control element, can be operated at a high speed (for example, about 1 μsec).
[0009]
(3) Each of the first and second phase elements may have a liquid crystal.
The light diffraction state can be controlled by changing the phase difference of light between the first and second phase elements using liquid crystal.
[0010]
B. The hologram recording apparatus according to the present invention includes a laser light source that emits laser light and the laser light emitted from the laser light source, and controls the diffraction of the incident laser light to emit the laser light. And a condensing element that condenses the diffracted light emitted from the diffraction control device onto a hologram recording medium.
By using a diffraction control device having a diffraction control element arranged in consideration of the emission direction of the first-order diffracted light, noise during data recording on the hologram recording medium can be reduced.
[0011]
(1) The hologram recording apparatus further includes a diffracted light component extraction element that is between the diffraction control device and the light condensing element and extracts a diffracted light component of a predetermined order from the diffracted light emitted from the diffraction control element. Also good.
By extracting a diffracted light component of a predetermined order from the diffracted light by the diffracted light component extracting element, the intensity of the diffracted light can be changed and data can be recorded on the hologram recording medium as the intensity of light.
As an example of the diffracted light component extraction element, a combination of a convex lens and a slit can be considered. With this combination, for example, it is possible to simply extract the 0th-order diffracted light by removing the first-order or higher-order diffracted light components.
[0012]
(2) The hologram recording device splits the laser light emitted from the laser light source into first and second light, and makes the first light incident on the diffraction control device, and the light splitting A second condensing element that condenses the second light emitted from the element at a position where the laser light emitted from the condensing element on the hologram recording medium is condensed. Good.
The laser light emitted from the laser light source is divided into a reference light that does not pass through the diffraction control device and a signal light that passes through the diffraction control device, and both are condensed on the hologram recording medium. Interference fringes between reference light and signal light can be recorded.
An example of the light splitting element is a half mirror.
[0013]
(3) The hologram recording apparatus applies a light shielding element that shields the first light emitted from the light splitting element, and a laser beam condensed on the hologram recording medium by the second light collecting element. And a light receiving element that receives light emitted from the hologram recording medium.
A signal corresponding to the data recorded from the hologram recording medium by blocking the signal light emitted from the light splitting element from reaching the hologram recording medium so that only the reference light reaches the hologram recording medium. Generate light. The recorded data can be reproduced by reading the generated signal light with the light receiving element.
This light receiving element preferably corresponds to the diffraction control device that originally generated the signal. For example, when the diffraction control device is composed of diffraction control elements arranged one-dimensionally, it is preferable that the diffraction control device is composed of individual light receiving elements arranged correspondingly.
[0014]
C. The hologram recording method according to the present invention is performed by a diffraction control device having a plurality of diffraction control elements arranged so that light diffraction is controlled independently and emitted, and the emitted first-order diffracted light does not interfere with each other. A diffraction step for diffracting the laser light, and a condensing step for condensing the diffracted light diffracted in the diffraction step onto a hologram recording medium.
By performing hologram recording using a diffraction control device having a diffraction control element arranged in consideration of the emission direction of the first-order diffracted light, noise recorded on the hologram recording medium can be reduced.
[0015]
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
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0016]
(Internal configuration of the one-dimensional diffraction control device 40)
First, the one-dimensional
FIG. 3 is a top view illustrating a state in which the one-dimensional
4 and 5 are a side view and a front view, respectively, showing the state of the one-dimensional
The one-dimensional
[0017]
The
For example, the
[0018]
Consider a case in which laser light is vertically incident on the one-dimensional diffraction control device 40 (diffraction control element 41). As shown in FIG. 5A, if the six
At this time, the ratio of the 0th-order diffracted light and the 1st-order diffracted light from the one-dimensional
[0019]
The diffracted light in the ON state of the
[0020]
As described above, each of the
[0021]
Here, the diffracted light emitted from each of the
FIG. 6 is a schematic diagram showing the state of the first-order diffracted light emitted from the one-dimensional
[0022]
First-order diffracted light L + 1, L-1 (L + 1: + 1st-order diffracted light, L-1: -1st-order diffracted light) is emitted from each of the
Further, since the 0th-order diffracted light L0 is emitted in the front direction of the
As a result, the diffracted lights emitted from the respective
[0023]
Next, a reference example for comparison with the present embodiment will be described.
FIG. 7 is a reference schematic diagram showing the state of the first-order diffracted light emitted from the one-dimensional
In this reference example, the arrangement direction D1 of the
[0024]
Next, a modification of this embodiment will be described.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a one-dimensional
Here, the angle θ formed by the arrangement direction D1 of the
[0025]
This is not limited to the case where the angle θ is 45 °. If the absolute value of the angle θ is in the range of 45 ° or more and 135 ° or less, the interference between the first-order diffracted lights emitted from the respective
[0026]
FIG. 9 is a schematic diagram showing a one-dimensional
[0027]
The operation of the one-dimensional diffraction control device 40 (diffraction control element 41) when the laser light is directly incident has been described above. The operation principle is that the laser light is incident on the one-dimensional
[0028]
(Other components)
Hereinafter, components other than the one-dimensional
The
The one-
The
The
[0029]
The
The
[0030]
The
The
Here, the reason why the
[0031]
When only one of the
Note that the recording of data on the hologram recording medium M can be performed by either the diffraction spectrum itself from the one-dimensional
[0032]
The
[0033]
The hologram recording medium M is a recording medium that records interference fringes due to light emitted from the
[0034]
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.
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. And the refractive index of the part changes as it polymerizes.
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.
[0035]
The
The one-dimensional
However, instead of the one-dimensional
[0036]
(Operation of Hologram Recording Device 100)
A. Data recording on the hologram recording medium M (see FIGS. 1 and 2)
The laser light emitted from the
The reference light passes through the
[0037]
The signal light is converged in the X direction by the
[0038]
The diffracted light diffracted by the one-dimensional
The diffracted light whose diffraction state has been converted into intensity is condensed on the hologram recording medium M via the
[0039]
As described above, the refractive index distribution of the hologram recording medium M is formed corresponding to each binary state of the
[0040]
The hologram recording medium M is exposed to the hologram recording medium M a plurality of times by shifting the condensing location and the incident angle of the reference light and the signal light, whereby data having a bit number that is a multiple of the number of the
[0041]
In the above, the diffracted light diffracted by the one-dimensional
Also in this case, since the diffracted light emitted from each of the
[0042]
B. Reproduction of data from hologram recording medium M
FIG. 11 is a schematic diagram showing a state in which data is reproduced from the hologram recording medium M using the
In order to reproduce data from the hologram recording medium M, the signal light is blocked by the shielding
The reference light incident on the hologram recording medium M is diffracted by the refractive index distribution in the hologram recording medium M, and signal light is generated. The generated signal light is emitted from the extension of the traveling direction of the recording signal light that has entered the signal light during recording on the hologram recording medium M. The reproduced signal light is converged by the
[0043]
(Second Embodiment)
Next, a hologram recording apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention will be described.
The configuration of the hologram recording apparatus 200 is obtained by changing the one-dimensional
[0044]
FIG. 12 is a front view illustrating a state in which the one-dimensional
The
[0045]
As shown in FIG. 12, in the OFF state of the
Specifically, a
[0046]
The arrangement of the
Similar to the one-dimensional
Since the basic operation of the hologram recording apparatus 200 is not essentially different from that of the
[0047]
(Third embodiment)
FIG. 14 is a schematic diagram showing a
As shown in FIG. 14, the
In the
[0048]
The
The
The
[0049]
Here, it is preferable that both
The telecentric lens is a lens in which the principal ray is parallel to the optical axis on the one-dimensional
[0050]
FIGS. 15 and 16 are schematic diagrams showing the state of diffracted light traveling from the one-dimensional
As shown in FIG. 15, when the
[0051]
In the case where the
On the other hand, as shown in FIG. 16, when the
[0052]
In the
[0053]
(Operation of Hologram Recording Device 300)
A. Recording of data on the hologram recording medium M (see FIG. 14)
The laser light emitted from the
Each of the
[0054]
The diffracted light diffracted by the one-dimensional
In the ON state, the diffracted light includes positive and negative first-order diffracted light components, and the first-order diffracted light interferes on the hologram recording medium M, and interference fringes are formed on the hologram recording medium M. Then, the refractive index of the hologram recording medium M changes corresponding to the formed interference fringes.
On the other hand, in the OFF state, since the diffracted light includes only the 0th-order diffracted light component, the formation of interference fringes on the hologram recording medium M and the change in the refractive index due to the interference fringes do not occur.
As described above, the refractive index distribution of the hologram recording medium M is formed (or not formed) corresponding to the two states (ON and OFF) of each of the
[0055]
B. Reproduction of data from hologram recording medium M
FIG. 17 is a schematic diagram showing a state where data is reproduced from the hologram recording medium M using the
In order to reproduce data from the hologram recording medium M, only one of the positive and negative first-order diffracted light incident on the hologram recording medium M at the time of recording may be incident on the hologram recording medium M on which data is recorded. For this purpose, all the
[0056]
As shown in FIG. 17, a
[0057]
The reference light incident on the hologram recording medium M is diffracted by the refractive index distribution formed in the hologram recording medium M, and signal light is generated. The generated signal light is emitted from the extension of the traveling direction of the negative first-order diffracted light incident upon recording on the hologram recording medium M. The reproduced signal light is converged by the
In this way, data recorded in the hologram recording medium M can be reproduced as the intensity of light received by each light receiving element of the one-dimensional
[0058]
Here, the
As described above, it is possible to reproduce data from the hologram recording medium M by adding the
Note that data can be reproduced from the hologram recording medium M only by incident the laser light from the
[0059]
(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.
For example, the present invention can be applied regardless of the presence or absence of a slit.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a diffraction control device, a hologram recording device, and a hologram recording method capable of reducing interference of diffracted light emitted from individual diffraction control elements.
[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 schematic diagram showing a state in which the hologram recording apparatus is viewed from the X-axis direction of FIG.
FIG. 3 is a top view illustrating a state where the one-dimensional diffraction control device illustrated in FIG. 1 is viewed from above.
4 is a top view showing a state of the one-dimensional diffraction control device shown in FIG. 1 as viewed from the side. FIG.
FIG. 5 is a front view illustrating a state in which the one-dimensional diffraction control device illustrated in FIG. 1 is viewed from the front.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a state of first-order diffracted light emitted from a one-dimensional diffraction control device.
FIG. 7 is a reference schematic diagram showing a state of the first-order diffracted light emitted from the one-dimensional diffraction control apparatus as a reference example of the first embodiment.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a one-dimensional diffraction control apparatus which is
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a one-dimensional diffraction control apparatus according to a second modification of the first embodiment.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a state where the first-order diffracted light from the one-dimensional diffraction control device is blocked by a slit element.
FIG. 11 is a schematic diagram showing a state in which data is reproduced from a hologram recording medium using a hologram recording apparatus.
FIG. 12 is a front view illustrating a state in which a one-dimensional diffraction control apparatus of a hologram recording apparatus according to a second embodiment of the present invention is viewed from the front.
FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which a one-dimensional diffraction control apparatus of a hologram recording apparatus according to a second embodiment of the present invention is viewed from an end surface.
FIG. 14 is a schematic diagram showing a hologram recording apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a state of diffracted light traveling from the one-dimensional diffraction control device to the hologram recording medium M when the diffraction control element is in an ON state.
FIG. 16 is a schematic diagram showing the state of diffracted light traveling from the one-dimensional diffraction control device to the hologram recording medium M when the diffraction control element is in an OFF state.
FIG. 17 is a schematic diagram showing a state in which data is reproduced from a hologram recording medium M using a hologram recording apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a cross-sectional view showing the arrangement of slits in 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
40 One-dimensional diffraction control device
41 Diffraction control element
42 Ribbon
43 Insulating film
44 Counter electrode
45 substrates
46 electrodes
50 Slit element
51 slit
60 One-dimensional light receiving element
71 Cylindrical lens
81-85 Convex lens
90 Shield plate
Claims (11)
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を入射し、該入射したレーザ光の回折を制御して出射させる請求項1記載の回折制御装置と、
前記回折制御装置から出射された回折光をホログラム記録媒体に集光させる集光素子と、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;
The diffraction control device according to claim 1, wherein the laser light emitted from the laser light source is incident, and diffraction of the incident laser light is controlled and emitted.
And a condensing element for condensing the diffracted light emitted from the diffraction control device onto a hologram recording medium.
前記光分割素子から出射された第2の光を前記ホログラム記録媒体上の前記集光素子から出射されたレーザ光が集光される箇所に集光する第2の集光素子と、をさらに具備することを特徴とする請求項7記載のホログラム記録装置。A light splitting element that splits the laser light emitted from the laser light source into first and second light and makes the first light incident on the diffraction control device;
A second condensing element that condenses the second light emitted from the light splitting element at a location where the laser light emitted from the condensing element on the hologram recording medium is condensed. The hologram recording apparatus according to claim 7, wherein:
前記第2の集光素子によって前記ホログラム記録媒体上に集光されたレーザ光に基づいて、前記ホログラム記録媒体から出射した光を受光する受光素子と、をさらに具備す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。A light shielding element that shields the first light emitted from the light splitting element;
And a light receiving element that receives light emitted from the hologram recording medium based on the laser light condensed on the hologram recording medium by the second light collecting element. 9. The hologram recording device according to 9.
前記回折ステップで回折された回折光をホログラム記録媒体に集光させる集光ステップと、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 for diffracting the laser light by a diffraction control device having a plurality of diffraction control elements arranged so that the diffraction of the light is controlled independently and emitted so that the emitted first-order diffracted light does not interfere with each other; ,
And a condensing step of condensing the diffracted light diffracted in the diffraction step onto a hologram recording medium.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2003165759A JP2005003829A (en) | 2003-06-10 | 2003-06-10 | Diffraction controller, hologram recording device, and method for hologram recording |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2003
- 2003-06-10 JP JP2003165759A patent/JP2005003829A/en active Pending
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US7295226B1 (en) | 1999-11-15 | 2007-11-13 | Given Imaging Ltd. | Method for activating an image collecting process |
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