JP2005524105A - 大量生産のための回折型記憶デバイスの高速複製 - Google Patents

Abstract

複数の情報ページを記憶するマスタメモリデバイス。未露光メモリデバイス１９０は、マスタメモリデバイス１８０と隣接している。未露光メモリデバイスおよびマスタメモリデバイスは、間隙で隔てられており、この間隙にアパーチャユニット１３０が配置されている。アパーチャは、複数のアパーチャ開口部を有している。開口部の各々は、マスタメモリデバイス内のメモリの特定の多重化角度を備えた列からなる個々のページに、サイズにおいて対応している。アパーチャユニットは、開口部が複数の情報ページのうちの選択された１つに対応するよう、マスタメモリデバイスの面を横切るように配置されている。光源１２０は、メモリデータをマスタメモリデバイスから未露光メモリデバイスへ転写するビームを生成している。

Description

本発明は一般にフォトニクスデータメモリデバイスに関し、詳細にはフォトニクスデータメモリデバイスの複製に関する。

データ記憶に対する要求が常に増え続けているため、高速データアクセスが可能な大容量データ記憶システムに強い関心が寄せられている。従来の磁気メモリデバイスの記憶密度の限界により、光メモリの分野における研究が数多く行なわれるようになってきている。光ディスク（CD-ROMおよびDVD）に取って代わって、ホログラフィックメモリが大容量ディジタル記憶媒体として提案されている。ホログラフィックメモリの高い密度および高速性は、三次元記録の使用によるものであり、また、データのページ全体を同時に読み出す能力によるものである。ホログラフィックメモリの主な利点は、情報密度がより高いこと、ランダムアクセス時間が短いこと、および情報の伝送速度が速いことである。

ホログラフィック記録では、コヒーレント単色光源（たとえばレーザ）からの光束が参照光と物体光に分けられる。物体光は、空間光変調器（SLM）を通過した後、記憶媒体に入射する。このSLMは、グレイレベルで光強度を変調する複数セルからなるマトリックス（セルのマトリックス）を形成している。たとえば、バルブには、フォトトランジスタもしくはLCDエレメントが含まれる。SLMは、バイナリデータもしくはグレイレベルデータのページを表現するシャッタのマトリックスを形成している。物体光は、SLMを通過し、このSLMは、該SLM上に表示されるバイナリ情報によって前記物体光を変調するように作用する。この変調された物体光は、適切なビーム処理を経た後、１つのポイントに導かれ、そこで、アドレス指定機構によってルーティングされてから参照光と交差する。また、多重スペクトルホログラフィの場合、異なるレーザからの複数の波長、あるいは同じマルチラインレーザからの複数の波長を同時に使用して多重スペクトルホログラムが記録できることが考えられる。つまり、ホログラフィック多重化プロセスにおいて、複数の波長を使用して記録ができる。

データのパケットによって符号化された光束は、レンズおよびミラーからなる光学系を使用して、アドレス指定された特定の記憶媒体の領域に正確に導かれる。分厚い記憶媒体の容量は、空間多重化および角度多重化によって最適に使用されるが、これらの多重化は、周波数偏光、位相多重化等を合わせることで高めることができる。空間多重化の場合、一組のパケットは、記憶媒体に記憶されるとともに、さらには、空間的に分離されて規則的に配列されたサブホログラムのアレイとして一つの面に形成される。パケットをアレイとして面に形成するのは、ビームを該平面内のx軸およびy軸の方向に変化させることによって行われる。サブホログラムの各々は、記憶媒体中の１つのポイント（地点）に形成され、このポイントが、記憶媒体に記録される際にアドレス指定された個々のパケットを表現する直交座標を有している。角度多重化の場合、記憶媒体中の参照光の照射角度を変化させる一方でxおよびy座標は同じ座標に維持することによって記録が行なわれる。照射角度を繰り返しインクリメントすることにより、複数の情報パケットが一組のサブホログラムとして同じxおよびy空間位置に記録される。

体積（厚い）ホログラムには、分厚い記憶媒体が必要で、通常、コヒーレント光束と参照光束との干渉によって生成される光エネルギーの空間分布に反応性を有する材料でできた三次元体が必要である。ホログラムは、吸収の変化または位相の変化あるいは吸収と位相双方の変化として媒体に記録される。記憶材料は、入射する光のパターンに反応し、それにより自身の光学特性に変化を生じる。体積ホログラムの場合、極めて多数のデータパケットを重畳することができるため、ひずみを生じることなく、すべてのデータパケットを復元することができる。体積（厚い）ホログラムは、エマルジョンの深部に記録された、それぞれがブラッグ則を満足する三次元回折格子（つまり体積位相回折格子）が重なり合ったものと見なすことができる。体積ホログラム中の回折格子平面が屈折および／または吸収の変化を生み出す。

ホログラフィック記憶システムは、今のところCDシステムおよびDVDシステムに取って代わってはいないが、多くの利点が相次いで見出され、ホログラフィックメモリの記憶容量の可能性はますます高くなっている。これには、角度、波長、位相符号、フラクタル、ペリストロフィックおよびシフトなどの様々な多重化技術の使用が含まれている。しかしながら、高度に多重化された体積ホログラフィック素子に情報を記憶し、かつ、それらを読み出すための方法は、スループット、クロストークおよび容量の点で満足すべきものではない。

三次元光記憶媒体を使用する際の欠点の１つは、事前記録データ媒体の複本を取るために必要な複製時間が長くなることである。現在の三次元光記憶媒体の中には、複製がビット毎に逐次実施されるものがある。各ビットの情報は、別々の体積空間に記憶され、個々の体積空間が個々に書き込まれる。より多くの個別ビットを処理しなければならないため、記憶容量の増加に伴って複製時間も長くなる。

ホログラムに使用されているもう１つの複製方法はエンボス加工するプロセスであるが、この方法が有用であるのは、表面変調を必要とするホログラムだけであり、材料の厚みの内部にデータが記憶される三次元的データ格納には使用されていない。もう１つの技術は、液体ゲートと呼ばれている。液体ゲートは、ホログラムの複製に使用されてきたが、これが機能するのは単一参照光によるホログラムだけであり、多重角度多重化スキームおよび他の多重化スキームを使用したホログラムといった多重参照ホログラムには有用ではない点で液体ゲートは限界がある。

ホログラムを複製するための多くの周知技術は、一般的に高価であり、高い割合で欠陥をもたらしている。また、これらの技術では、許容可能な信号対雑音比の範囲内となるコピーが製造されない。

本発明の一態様によれば、回折型メモリを複製するための装置は、複数の情報ページが記憶されたマスタ（原板）回折型メモリユニット／デバイスと、未露光の回折型プレート／デバイスとを備えている。マスタ回折型メモリユニットを保持するために取付具が用いられる。この取付具は、マスタデバイスおよび未露光デバイスの隣り合う面と面の間に間隙を持たせながら前記回折型プレートに隣接しかつ平行とされている。マスタメモリデバイスと未露光メモリデバイスの間の間隙にスリットアパーチャユニットが配置されている。このスリットアパーチャは、複数のアパーチャ開口部を備えている。

マスタメモリプレート上の選択された情報ページにスリットが隣り合うよう、アパーチャユニットを、マスタメモリユニットの面全体に渡って該面を横切るようにして摺動させるための機構が提供されている。レーザ光源はビームを発生させ、このビームが、回折で生成されたデータをマスタデバイスから未露光デバイスへと転写する。

本発明の他の態様によれば、マスタメモリユニットは透過型ホログラムであり、光がマスタメモリユニットを通過した後、未露光メモリデバイスが回折パターンに露光される。本発明のさらに他の態様によれば、マスタメモリユニットは反射型ホログラムであり、未露光メモリデバイスは、マスタメモリユニットの表面で反射回折された後、回折パターンに露光される。

本発明の他の利点および新規な特徴については、当分野の技術者には、以下の詳細な説明を含む本開示によって、また、本発明を実践することによって明らかになるであろう。以下、本発明について、実例実施形態を参照して説明するが、本発明を制限する意味で以下の説明を捕えてはならない。当業者であれば、本明細書で示唆する内容に触れれば、本明細書において開示しかつ特許請求する本発明の範囲内であって本発明が極めて有用である他の実施態様、改変および実施形態、および他の分野における用途に気付くことであろう。

本発明に対するより完全な理解を容易にするために、以下、添付の図面を参照する。添付の図面は、単に例として役に立つことを意図したものに過ぎず、本発明を制限するものとして捕えてはならない。

図１を参照すると、ホログラムを複製するための本発明の一実施形態による装置の概略図が示されている。複製装置１００は、レーザ１２０、レーザビーム１２５、光学ユニット１４０、コリメートされた（平行化／視準化された）レーザビーム１４５（コリメートレーザビーム）、マスタホログラフィックプレートメモリ１８０、プリントされるべきホログラフィックプレートメモリ１９０、ダイナミック摺動スリットアパーチャ１３０および回転テーブル１５０を備えている。

〔記憶／記録段階〕
マスタホログラフィックメモリデバイス１８０には、情報記憶段階の間に記憶された情報が収容されている。上記記憶段階では、レーザによってコヒーレント光束が放出され、スプリッタ（図示せず）によって参照光と物体光の２つのビームに分割される。物体光は、フィルタリング（濾光）およびコリメート（平行化）することができる。物体光は、記録すべき像を表示する表示装置（ディスプレイ）に導かれる。この物体光は、表示装置で反射させることで、あるいは表示装置を透過させることで、記録すべき情報によって変調される。

表示装置は、たとえば空間光変調器（SLM）あるいは液晶ライトバルブ（LCLV）などといったような、システムにおいてデータパケットを表示するためのいかなるデバイスでもかまわない。一実施形態では、表示装置の表示画面に描き出された複数のビットが、透明ピクセルと不透明ピクセルの二次元パターン（つまりデータパケット）として提示される。表示されるデータパケットは、コンピュータプログラム、インタネットなどのあらゆるソースから送られてくる。インタネット記憶アプリケーションの場合、表示されるパケットは、インタネットのパケットと同様にしてフォーマット化できる。

保存されるべき情報を運ぶ参照レーザビームは、物体光と可干渉的に干渉し、干渉パターンすなわちホログラムを形成する。このホログラムは、屈折率の摂動によってマスタメモリデバイス１８０に記憶される。したがってホログラムの各々は、参照光固有の角度で記憶される。同じ体積空間内に記憶される様々なホログラム間の分離には、ホログラムの参照光角度を変えることが用いられる。これにより、一定の決められた角度の値に対してのみその体積空間と位相が合って、該当するホログラムの検索と抽出ができるようになっている。物体光に対する参照光の入射角を変更するために、一組のミラーを使用して参照光を様々に反射させ指向させることができることに留意されたい。こうして、上記機構によって角度多重化が実施される。つまり、ミラーを使用して参照光の角度を順次変化させることによって角度多重化が行なわれる。

〔読み出し段階〕
記憶されている情報をマスタホログラフィックメモリデバイス１８０から検索して抽出するためには、書込みすなわち記憶に使用されるビームの特性（波長、入射角および記憶材料中の位置）に対応した特性の読み出しビームを使用する必要がある。この読み出しビームは、ビームの特性に相応の屈折率の摂動による回折を生じて、その結果、上記の記憶された変調ビーム（記憶変調ビーム）を作り出す。

読み出しビームは、アクチュエータ（すなわちガルバノメータもしくは微小モータ）が設けられる結果それぞれが所望の方向に配向されるように回転させることができるミラーないしマイクロミラーを備えたアドレス指定読み出しシステムによって制御することができる。これらのミラーは、マスタメモリデバイス１８０内の所定の座標（X、Y）の一ポイントに対して波面２４５（図２に示す）を角度的に指標付けするために、ソフトウェアによって、決まったポイントないしノードに配置され姿勢調整される。レーザビームの角度プロシージャは、回折格子素子又は音響光学素子もしくはそれら双方の組合せ、あるいは他のマイクロ技術による動的手段によっても行なうことができる。

角度多重化の場合、マスタメモリデバイス１８０内の所定のポイント（X、Y）において然るべきアドレス指定角度で収められているデータパケットにアクセスするために、読み出しビームが配向される。読み出しプロシージャは、参照角度値の選択に関して言えば書き込みプロシージャつまりは記録プロシージャと同様である。ただし、読み出しプロシージャは、記録プロシージャより広い許容範囲で実施することができる。読み出しに必要なレーザ出力は、記録に必要なレーザ出力よりはるかに小さいため、読み出しプロセスには、固体型の極めてコンパクトなレーザ源を使用することができる。

〔複製段階〕
レーザ１２０は、レーザビーム１２５を放射し、このビームが光学ユニット１４０によってルーティング（経路設定）されるとともに変換される。次に、光学ユニット１４０は、コリメートされた（平行化された）レーザビーム１４５（コリメートレーザビーム）を生成する。このコリメートレーザビーム１４５は、マスタホログラフィックメモリデバイス１８０においてパケットをアドレス指定するように形成されている。一実施形態では、コリメートレーザビーム１４５は平面波面である。光学ユニットには、レーザビーム１２５のフィルタリング（濾光）、調整、平行化および直径合せを実行するなどの機能を持たせることができる。また、光学ユニット１４０には、光学ユニット１４０から出てくるレーザビーム１２５が平行化されてコリメートレーザビーム１４５を生成するように、ルーティング、回転および焦点合せ／焦点ずれなどの他の機能を持たせることも可能である。光学ユニット１４０から出力されたコリメートレーザビーム１４５は、選択された角度で、そして軸に対する固有の幾何学位置（比軸幾何学位置）でマスタホログラフィックメモリデバイス１８０に到達する。メモリの一平面内において、各ページ（パケット）は、ビームアドレス指定の特定の角度と、メモリデバイス（たとえばマスタメモリデバイス１８０）上におけるX-Y位置と、を有していることに留意されたい。つまり、ページは、複製するべく選択された当該ページに対応する角度で、メモリデバイスの一つの位置（つまりマトリックスのポイント）にレーザビームを位置決めすることでアドレス指定される。

マスタホログラフィックメモリデバイス１８０は、取付具（図示せず）によって、プリント対象のホログラフィックプレートメモリデバイス１９０に対して隣り合わせに平行に保持されている。マスタホログラフィックメモリデバイス１８０およびプリント対象のホログラフィックプレートメモリ１９０は、間隙によって隔てられている。マスタメモリデバイス１８０とプリント対象のメモリ１９０の間の間隙には、ダイナミックな摺動スリットアパーチャ１３０が配置されている。マスタメモリデバイス１８０およびプリント対象のメモリ１９０は、回転軸１７０の周りに角度的に回転する回転テーブル１５０の上に取り付けられている。回転テーブル１５０を使用してコリメートレーザビーム１４５の入射角が変更され、マスタホログラフィックメモリデバイス１８０上で読み出したホログラムの多重複製が実施される。ダイナミック摺動スリットアパーチャ１３０は、多重プリントの制御に使用される。

ホログラムを複製するため、然るべきコリメートレーザビーム１４５によってマスタメモリデバイス１８０が照射されると、それにより、多重化されたデータパケットを担持しているマスタホログラム１８０から波面が復元される。一実施形態では、この装置を使用して、マスタメモリデバイス１８０の複数の多重化されたホログラムがプリント対象のメモリ１９０上に複製される。上で言及したように、コリメートレーザビーム１４５の入射角は、回転テーブル１５０がコリメートレーザビーム１４５を角度的に回転させるに従って変化する。コリメートレーザビーム１４５は、各角度位置で波面を復元し、それに対応した多重化ホログラムを複製する。スリットは、特定の多重化角度を有する１列の回折波面を、他の列の出力データ波面にノイズを加えないようにしながら選択して、複製プロセスに悪影響を与えかねない他のコラムからのノイズを防ぐ。

次に図２を参照すると、透過型ホログラムを複製するための本発明の一実施形態による装置が示されている。この装置２００は、図１の装置１００において示された構成要素を備えているが、図２には、この特定の実施形態がさらに詳細に示されている。

この装置２００は、マスタメモリデバイス１８０、プリント対象のメモリ１９０、ダイナミックスリット１３０およびレーザ平面波面２４５を備えている。レーザ平面波面２４５は、複製のための連続波（cw）レーザもしくはパルスレーザによって生成される。一実施形態では、レーザ平面波面がパルスレーザを生成している。パルスレーザを使用することによって複製プロセスが加速され、かつ、安定化の制約が緩和される。

この実施形態のマスタメモリデバイス１８０は、前面２３２および背面２３４を有する推移型ホログラムである。プリント対象のメモリ１９０も同様に前面２３８および背面２４０を有している。ダイナミックスリットアパーチャ１３０は、マスタメモリユニット１８０とプリント対象のメモリ１９０の間に配置され、取付具（図示せず）によって保持されている。この取付具によって、プリント対象メモリ１９０の表面２３８に渡って該面を横切るダイナミックスリット１３０の直線的な並進運動が可能になる。既に説明したように、平面波面２４５からなるレーザ１２０からの光は、角度シータ（θ_i）（ここで、“i”は正の整数〔つまり１≦i≦２０〕である）でマスタメモリデバイス１８０の背面２３４に入射する。この光は、マスタメモリデバイス１８０上に記録されている回折パターンによって回折し、ホログラフィックデータがマスタメモリデバイス１８０の背面２３４から前面２３２へ透過する。回折した波面は、プリントされるべくダイナミックスリット１３０を通過することで、プリント対象のメモリ１９０の前面２３８にパターンが露光される。

一実施形態では、マスタメモリデバイス１８０は、データ／情報ページのアレイを保持している。このデータ／情報ページのアレイは、摺動スリットアパーチャ１３０における個々の開口部ないしスリットにサイズに関して対応している。こうして、データのページの一つの列がダイナミックスリットアパーチャ１３０を通過し、未露光メモリプレートの前面２３８（つまりポリペプチド層）を露光し、それによりホログラムがマスタメモリデバイス１８０から、プリント対象のメモリ１９０へと複製される。一実施形態では、マスタメモリデバイス１８０およびプリント対象のメモリ１９０は、ポリペプチド材料などの有機材料から形成されており、また、参照により本明細書に組み込まれている「Photonics Data Storage System Using a Polypeptide Material and Method for Making Same」という名称の同時係属特許出願第PCT／FR０１／０２３８６号明細書に記載されている技術に従って製造されている。

次に図３を参照すると、反射型ホログラムを複製するための装置３００を備えた本発明の他の実施形態が示されている。この実施形態では、マスタメモリデバイス１８０は、前面２３２および背面２３４を有する反射型ホログラムである。プリント対象のメモリ１９０は、背面２４０および前面２３８を有している。ダイナミックスリットアパーチャ１３０は、マスタメモリユニット１８０とプリント対象のメモリ１９０の間に配置されている。平面波面２４５は、角度シータ（θ_i）でマスタメモリデバイス１８０の前面２３２に入射する。この平面波面２４５は、マスタメモリデバイス１８０上の回折パターンによって回折する。回折したデータページ（データのページ）が前面２３２から前面２３８へと伝搬し、スリット開口１３０を通過する。データページのビームとコリメートレーザビーム２４５が干渉して、パターンが形成される。このパターンが、プリント対象のメモリ１９０の前面２３８にプリントされる。一実施形態では、前面２３８は、ポリペプチド層の表面である。

図２および図３は、それぞれ透過型ホログラムおよび反射型ホログラムの複製について示したものであるが、任意の多重化方式（すなわち角度多重化）を適用して、複数の多重化ホログラムの複製／複写を得ることが考えられる。

図４を参照すると、ホログラムを複製するための本発明による装置がさらに詳細に示されている。図４は、装置４００を概略的に描いて示したもので、この装置４００は、図１〜図３に関連して上で説明した装置と共に使用することができる。ダイナミックスリット１３０は、単一列のアパーチャ４１０（パッケージ４１０_１ないし４１０_Nが含まれている）を備えている。このアパーチャ４１０は、位置およびサイズの点で、マスタメモリデバイス１８０上に記憶されているデータの個々のページに対応している。広げられたレーザビーム４１５がダイナミックスリットの個々のアパーチャ４１０を通過し、それにより、情報の列に沿った複数のパケットを出力する１列の個別の光束４２０_１〜４２０_N（Nは、正の整数）が生成される。回折パターンの各々には、幾つかの符号化されたデータパケットが含まれている。その結果、マスタメモリデバイス１８０（ポリペプチド層）から、もう１つの記録媒体を形成している複製プレート１９０（ポリペプチド層）へ、特定の角度で転写が行われることになる。

マスタメモリデバイス１８０からもう１つの記録媒体すなわちプリント対象のメモリ１９０に複数のホログラムを複製するためには、広げられてコリメートされたレーザビーム４１５を角度的に回転させたり、あるいは異なる角度シータ（θ_i）で傾斜させたりすればよい。レーザビーム４１５が異なる角度シータ（θ_i）でマスタメモリデバイス１８０に向けて放出されてダイナミックスリット１３０の個々のアパーチャ４１０を通過すると、マスタメモリデバイス１８０からの別のデータページ列が、プリント対象のメモリ１９０上に複製される。一実施形態では、マスタメモリデバイス１８０、スリットシステム１３０および複製メモリデバイス１９０のうちの少なくとも１つが回転している間、レーザビームは静止している。他の実施形態では、マスタメモリデバイス１８０、複製メモリデバイス１９０およびスリットシステム１３０のうちの１つまたは複数が静止している間にレーザビームが動いている。

一実施形態では、ダイナミックスリット１３０は、複数列のアパーチャを有することができる。各々の列は、位置およびサイズに関して、マスタメモリデバイス１８０に記憶されている個々のデータページに対応するように調整されている。また、各々の列は、プリント対象のメモリ１９０にどのデータが複製されるべきかに応じて選択的に開けたり、あるいは閉じたりすることができる。他の実施形態では、ダイナミックスリット１３０は、単一もしくは複数の行からなるアパーチャを有することができる。各々の行は、位置において、マスタメモリデバイス１８０に記憶されている特定のデータに対応している。マスタメモリデバイス１８０からの回折パターンの幾何学特性に応じて、スリットないし開口１３０の形状およびサイズが変更できることは考えられることである。

次に図５Aおよび図５Bを参照すると、図１〜図３に関連して説明したような複製プロセスに使用される２つの実施形態において示された装置が概略的に示されている。この装置は、マスタメモリデバイス１８０（原板メモリデバイス）、複製されるべきメモリ１９０（複製対象メモリ）、入力ビーム５０５および出力ビーム５１５を有している。入力ビーム５０５は、コリメートされたレーザビーム（つまり図１に示されるようなコリメートレーザビーム１４５）であり、複製対象メモリ１９０へのマスタメモリデバイス１８０の複製セットアップにおいてコリメートビームとして使用される。マスタメモリデバイス１８０中の情報は、出力ビーム５１５を物体光として使用することで複製すべきメモリ１９０に複製される。マスタメモリデバイス１８０のこの出力ビーム５１５には、マスタメモリデバイス１８０中のデータ／情報が読み込まれて（ロードされて）いる。つまり、この出力ビーム５１５は、複製版としての記録対象メモリのための物体光を表している。

図５Aに示す実施形態は、複製対象メモリ１９０にコピーすべきパケットを含んだビームのサイズが、マスタメモリデバイス１８０のパケットを含んだビームのサイズより大きいことを示している。図５Bに示す実施形態は、マスタメモリデバイス１８０と複製対象のメモリ１９０の両方のパケットのサイズが同じであることを示している。出力ビーム５１５は、複製対象メモリ１９０の所望の複製パケットサイズを作るように制御される。

図６は、マスタメモリレコーディングに使用される出力コリメートビームを生じさせる特定のビーム処理を示す光学的な図である。この図は、本発明によりマスタメモリ１８０のホログラムを作成するための物体光の制御に使用されるレンズの選択を示している。光デバイス６００は、空間光変調器（SLM）６１０、第１のレンズ６２０、第２のレンズ６３０、第１の平行ビーム６０５、第２の平行ビーム６１５および焦点Aを有している。

SLM６１０は、図１〜図４に示されたマスタメモリデバイス１８０に記録されるべき像を表示する。SLM６１０からの出力は、第１のビームサイズh_１を有する第１の平行物体光６０５である。第１の平行ビーム６０５は、マスタメモリを形成するために、記録されるべきデータが読み込まれた物体光である。この第１の平行ビーム６０５は、第１のレンズ６２０によって焦点Aに合焦させる。第２のレンズ６３０は、焦点Aからのビームを、第２のビームサイズh_２を有する平行物体光６１５にコリメートする。第１のレンズ６２０および第２のレンズ６３０の選択は、SLM６１０から入射するマスタメモリデバイス中の物体光（パケットデータビーム）のサイズ、および複製対象メモリ１９０に記録されるべきパケットのサイズによって決まる。レンズ６２０，６３０の間の焦点距離は、第１の距離f_１と第２の距離f_２の組合せである。サイズがh_１の物体光６０５と、サイズがh_２の物体光６１５との間の関係は、次の式によって定義される。

上式で、h_１は、SLM６１０とレンズ６２０の間の平行なコリメートされた物体レーザビームのサイズである。
h_２は、レンズ６３０を通過した後の平行なコリメートされた物体レーザビームのサイズである。このビームのサイズは、マスタメモリ（すなわちマスタメモリデバイス１８０）中では１個のポイントのサイズになる。
f_１は、焦点Aに集束するレンズ６２０の焦点距離である。
f_２は、焦点Aから発散するレンズ６３０の焦点距離である。

本発明は、本明細書において説明した特定の実施形態の範囲に何ら限定されない。実際、本出願は、本明細書において説明した変更以外のあらゆる変更を範疇に含むと考えるべきである。また、本発明は、上に示した委細に何ら制限されない。したがって本発明の範囲は、上に示した実施例によってではなく、特許請求の範囲の各請求項およびそれらの法的な均等物によって決定されるべきである。

ホログラムを複製するための本発明の一実施形態による装置を示す概略図である。 透過型ホログラムを複製するための本発明の一実施形態による装置を示す概略図である。 反射型ホログラムを複製するための本発明の一実施形態による装置を示す概略図である。 ホログラムを複製するための図１に示す装置をさらに詳しく示した概略図である。 コピーサイズの制御を示す、図１に示す装置の動作を示す概略図である。 コピーサイズの制御を示す、図１に示す装置の動作を示す概略図である。 図１に示す装置によるコピーホログラムのサイズの制御に使用されるレンズの光学的な図である。

符号の説明

１００、２００、３００、４００ 複製装置
１２０ レーザ
１２５ レーザビーム
１３０ ダイナミック摺動スリットアパーチャ（ダイナミックスリット、ダイナミックスリットアパーチャ、スリット開口、スリットシステム）
１４０ 光学ユニット
１４５ コリメートレーザビーム
１５０ 回転テーブル
１７０ 回転軸
１８０ マスタホログラフィックプレートメモリ（マスタホログラフィックメモリデバイス、マスタメモリデバイス、マスタホログラム、マスタメモリ、原板メモリ）
１９０ プリント対象のホログラフィックプレートメモリ（プリント対象メモリ、複製プレート、複製メモリデバイス、複製されるべきメモリ、焼き付けられるべきメモリ）
２３２ マスタメモリデバイスの前面
２３４ マスタメモリデバイスの背面
２３８ プリント対象のメモリの前面
２４０ プリント対象のメモリの背面
２４５ 波面（レーザ平面波面、コリメートレーザビーム）
４１０ アパーチャ
４１５ 拡大レーザビーム（拡大され、かつ、平行化されたレーザビーム）
４２０_１〜４２０_N 個々の光束の列
５０５ 入力ビーム
５１５ 出力ビーム
６００ 光デバイス
６１０ 空間光変調器（SLM）
６２０ 第１のレンズ
６３０ 第２のレンズ
６０５ 第１の平行ビーム（第１の平行物体光）
６１５ 第２の平行ビーム（平行物体光）
A 焦点

Claims (52)

1. 複数の情報ページが記憶されたマスタメモリデバイスと、
   前記マスタメモリデバイスに隣接し、かつ、間隙によって前記マスタメモリデバイスから分離された未露光メモリデバイスと、
   前記間隙に配置され、前記マスタメモリデバイス内のメモリの個々のページにそれぞれ対応している複数のアパーチャ開口部を有するアパーチャユニットであって、前記開口部が複数の情報ページのうちの選択された１つに対応するよう、前記マスタメモリデバイスの面に渡って配置されたアパーチャユニットと、
   メモリデータを前記マスタメモリデバイスから前記未露光メモリデバイスへ転写するビームを生成する光源とを備えた装置。
2. 前記マスタメモリデバイスを前記未露光メモリデバイスに対して平行に保持するための取付具をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記マスタメモリデバイスの面を横切るように前記アパーチャユニットを摺動させるための手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 平らな上面および前記上面と直交する回転軸を有する回転テーブルをさらに備え、前記取付具は、前記マスタメモリデバイスおよび未露光メモリデバイスの平らな面が前記回転テーブルの前記上面と直交するように、前記回転テーブル上に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
5. 前記ビームが前記マスタメモリデバイスを通過した後、前記未露光メモリデバイスに到達するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記マスタメモリデバイスは、透過型ホログラムであることを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記未露光メモリデバイスおよびマスタメモリデバイスは、前面および背面を有し、かつ、前記マスタメモリデバイスの前記背面が前記未露光メモリデバイスの前記前面と隣り合うように配置され、前記ビームは、前記マスタメモリデバイスの前記前面に入射し、さらに、前記未露光メモリデバイスは、前記ビームが前記マスタメモリデバイスおよび前記アパーチャを通過した後に該未露光メモリデバイスの前記前面に入射するように配置されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 前記マスタメモリデバイスおよび前記未露光メモリデバイスの背面がポリペプチド層によって支持されていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記ビームは平面波面であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
10. 前記未露光メモリデバイスおよびマスタメモリデバイスは、前面および背面を有し、かつ、前記マスタメモリデバイスの前記前面が前記未露光メモリデバイスの前記前面に隣り合うように配置され、前記ビームは、前記マスタユニットで回折し、前記マスタメモリデバイスで回折したデータビームとして前記未露光メモリデバイスの前記前面に到達することを特徴とする請求項１に記載の装置。
11. 前記マスタメモリデバイスは、反射型ホログラムであることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 前記マスタメモリデバイスは、前記ビームが該マスタメモリユニットの前記前面に入射して前記前面で回折するように配置され、前記未露光メモリデバイスは、前記回折したビームが該未露光メモリデバイスの前記前面に入射するように配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. 前記ビームは、平面波面であることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. 前記マスタメモリデバイスおよび未露光メモリデバイスは、有機材料からなることを特徴とする請求項１に記載の装置。
15. 前記有機材料は、ポリペプチド材料であることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
16. 情報ページが記憶されたマスタメモリデバイスと、
    前記マスタメモリデバイスに隣接し、かつ、間隙によって前記マスタメモリデバイスから分離された未露光メモリデバイスと、
    前記間隙に配置された、前記マスタ内の１列のメモリ内の個々のページに対応している開口部を有するアパーチャユニットであって、前記開口部が選択された情報ページに対応するよう、前記マスタメモリデバイスの面に渡って配置されたアパーチャユニットと、
    メモリデータを前記マスタメモリデバイスから前記未露光メモリデバイスへ転写するビームを生成する光源とを備えた装置。
17. 前記マスタメモリデバイスを前記未露光メモリデバイスに平行に保持するための取付具をさらに備えていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
18. 前記マスタメモリデバイスの面を横切るように前記アパーチャユニットを摺動させるための手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
19. 平らな上面および前記上面と直交する回転軸を有する回転テーブルをさらに備え、前記取付具は、前記マスタメモリデバイスおよび未露光メモリデバイスの平らな面が前記回転テーブルの前記上面と直交するように前記回転テーブル上に配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
20. 前記ビームが前記マスタメモリデバイスを通過して前記未露光メモリデバイスに到達するように構成されていることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
21. 前記マスタメモリデバイスは、透過型ホログラムであることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
22. 前記未露光メモリデバイスおよびマスタメモリデバイスは、前面および背面を有し、かつ、前記マスタメモリデバイスの前記背面が前記未露光ユニットの前記前面に隣り合うように配置され、前記ビームは、前記マスタメモリデバイスの前記前面に入射し、さらに、前記未露光ユニットは、前記ビームが前記マスタメモリデバイスおよび前記アパーチャを通過した後に該未露光ユニットの前記前面に入射するように配置されていることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
23. 前記ビームは平面波面であることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
24. 前記未露光メモリデバイスおよびマスタメモリデバイスが、前面および背面を有し、かつ、前記マスタメモリデバイスの前記前面が前記未露光ユニットの前記前面に隣り合うように配置され、前記ビームは、前記マスタユニットで回折し、前記未露光メモリユニットの前記前面に到達し、それにより前記未露光メモリユニットが前記マスタユニット上の回折メモリパターンに露光されることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
25. 前記未露光メモリデバイスの前記前面および前記マスタメモリデバイスの前記背面は、ポリペプチド層を備えていることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
26. 前記マスタメモリデバイスは、反射型ホログラムであることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
27. 前記マスタメモリデバイスは、前記ビームが前記マスタメモリユニットの前記前面に入射して前記前面で回折するように配置され、前記未露光メモリユニットは、前記回折したビームが該未露光メモリユニットの前記前面に入射するように配置されていることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
28. 前記ビームは、平面波面であることを特徴とする請求項２７に記載の装置。
29. 前記マスタメモリデバイスおよび未露光メモリデバイスは、参照光が前記マスタメモリデバイスを通過する際に該参照光をコリメートするレンズとして機能する回折パターンを備えていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
30. 前記マスタメモリデバイスおよび未露光メモリデバイスは、有機材料からなることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
31. 前記有機材料は、ポリペプチド材料であることを特徴とする請求項３０に記載の装置。
32. 情報ページが記憶されたマスタメモリデバイスを設け、
    前記マスタメモリデバイスに隣り合うようにして、間隙によってマスタメモリデバイスから分離された未露光メモリデバイスを設け、
    前記マスタメモリデバイス内のメモリのページの個々の列に対応している開口部を有するアパーチャユニットを前記間隙に配置し、そのとき、前記開口部が選択された情報ページに対応するよう、前記アパーチャユニットを前記マスタメモリデバイスの面に渡って配置し、
    メモリデータを前記マスタメモリデバイスから前記未露光メモリデバイスへ転写するビームを光源から生成することを有する方法。
33. 前記マスタメモリデバイスを前記未露光メモリデバイスに平行に保持するための取付具をさらに設けることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
34. 前記マスタメモリデバイスの面を横切るように前記アパーチャユニットをさらに摺動させることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
35. 平らな上面および前記上面と直交する回転軸を有するテーブルをさらに回転させ、前記マスタメモリデバイスおよび未露光メモリデバイスの平らな面が前記回転テーブルの前記上面と直交するように、前記取付具を前記回転テーブル上に配置することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
36. 前記ビームに前記マスタメモリデバイスを通過させて前記未露光メモリデバイスに到達させることを特徴とする請求項３５に記載の方法。
37. 前記マスタメモリデバイスを透過型ホログラムとすることを特徴とする請求項３６に記載の方法。
38. 前記未露光メモリデバイスおよびマスタメモリデバイスは、前面および背面を有し、かつ、前記マスタメモリデバイスの前記背面が前記未露光ユニットの前記前面に隣り合うように配置され、前記ビームは、前記マスタメモリデバイスの前記前面に入射し、さらに、前記未露光ユニットは、前記ビームが前記マスタメモリデバイスおよび前記アパーチャを通過した後に前記未露光ユニットの前記前面に入射するように配置されていることを特徴とする請求項３７に記載の方法。
39. 前記マスタメモリデバイスの前記前面および前記未露光メモリデバイスの前記背面にポリペプチド層を設けたことを特徴とする請求項３８に記載の方法。
40. 前記ビームは、平面波面であることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
41. 前記未露光メモリデバイスおよびマスタメモリデバイスは、前面および背面を有し、かつ、前記マスタメモリデバイスの前記前面が前記未露光ユニットの前記前面に隣り合うように配置され、前記ビームは、前記マスタユニットで反射して前記未露光メモリユニットの前記前面に到達し、それにより前記未露光メモリユニットが前記マスタユニット上の回折パターンに露光されることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
42. 前記マスタメモリデバイスの前記前面および前記未露光メモリデバイスの前記背面にポリペプチド層を設けたことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
43. 前記マスタメモリデバイスは、反射型ホログラムであることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
44. 前記マスタメモリデバイスは、前記ビームが前記マスタメモリユニットの前記前面に入射して前記前面で反射するように配置され、前記未露光メモリユニットは、前記反射したビームが該未露光メモリユニットの前記前面に入射するように配置されていることを特徴とする請求項４３に記載の方法。
45. 前記ビームは、平面波面であることを特徴とする請求項４３に記載の方法。
46. 前記マスタメモリデバイスおよび未露光メモリデバイスは、有機材料からなることを特徴とする請求項３２に記載の装置。
47. 前記有機材料は、ポリペプチド材料であることを特徴とする請求項４６に記載の装置。
48. コヒーレント光を発生するレーザデバイスと、
    前記レーザデバイスに接続された、前記レーザ光束をコリメートするための光学ユニットと、
    前記光学ユニットに接続された、前記コリメートされたレーザ光束を受光するための複製デバイスとを備え、
    前記複製デバイスは、
    情報ページが記憶されたマスタメモリデバイスと、
    前記マスタメモリデバイスに隣接し、間隙によってマスタメモリデバイスから分離された未露光メモリデバイスと、
    前記間隙に配置された、前記マスタ内のメモリの個々のページに対応している開口部を有するアパーチャユニットであって、前記開口部が選択された情報ページに対応するよう、前記マスタメモリデバイスの面に渡って配置されたアパーチャユニットと、
    メモリデータを前記マスタメモリデバイスから前記未露光メモリデバイスへ転写する、前記光学ユニットからのコリメートされた光束と
    を備えているシステム。
49. 前記マスタメモリデバイスを前記未露光メモリデバイスに対して平行に保持するための取付具をさらに備えたことを特徴とする請求項４８に記載のシステム。
50. 前記マスタメモリデバイスの面を横切るように前記アパーチャユニットを摺動させるための手段をさらに備えたことを特徴とする請求項４８に記載のシステム。
51. 平らな上面および前記上面と直交する回転軸を有する回転テーブルをさらに備え、前記取付具は、前記マスタメモリデバイスおよび未露光メモリデバイスの平らな面が前記回転テーブルの前記上面と直交するように前記回転テーブル上に配置されていることを特徴とする請求項４９に記載のシステム。
52. 前記コリメートされたビームが前記マスタメモリデバイスを通過して前記未露光メモリデバイスに到達するように構成されていることを特徴とする請求項５１に記載のシステム。
    

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