JP2006259315A - 光記録媒体及びホログラム記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高密度光記録媒体、３次元ディスプレイ、ホログラフィック光学素子等への応用可能な高感度かつ高回折効率、良保存性、乾式処理を両立することができる光記録媒体とホログラム記録方法を提供する。
【解決手段】 全体としてシート状に形成された光透過性材料からなり、少なくとも一面側に光誘起複屈折性を示す偏光感応層１２を有する光記録媒体１０のホログラム記録において、ホログラム露光により、固有複屈折率を有する化合物の配向変化を起こし、そのまま化学反応により固定化することにより、書き換え不可方式にて屈折率変調として記録する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高密度光記録媒体、３次元ディスプレイ、ホログラフィック光学素子等への応用可能な光記録媒体及びホログラム記録方法等に関する。

ホログラム作製に関する一般的原理は、いくつかの文献や専門書、たとえば［非特許文献１］の２章に記載されている。これらによれば、２光束のコヒーレントなレーザー光の一方を記録対象物に照射し、それからの全反射光を受け取れる位置に感光性のホログラム記録材料が置かれる。ホログラム記録材料には、対象物からの反射光の他に、もう一方のコヒーレントな光が、対象物に当たらずに直接照射される。対象物からの反射光を物体光、また直接記録材料に照射される光を参照光といい、参照光と物体光との干渉縞が画像情報として記録される。次に、処理された記録材料に参照光と同じ光（再生照明光）を照射すると、記録の際に対象物から記録材料に最初に到達した反射光の波面を再現するようにホログラムによって回折され、その結果、対象物の実像とほぼ同じ物体像を３次元的に観測することができる。

参照光と物体光を同じ方向からホログラム記録材料に入射させて形成されるホログラムを透過型ホログラムと呼ぶ。干渉縞は記録材料膜面方向に垂直または垂直に近い形で１ｍｍに１０００〜３０００本程度の間隔で形成される。
一方、互いにホログラム記録材料の反対側から入射させて形成したホログラムを、一般に反射型ホログラムと呼ぶ。干渉縞は記録材料膜面方向に平行または平行に近い形で１ｍｍに３０００〜７０００本程度の間隔で形成される。
透過型ホログラムは、例えば、［特許文献１］などで開示されているような公知の方法によって作成できる。また、反射型ホログラムは、例えば、［特許文献２］、［特許文献３］などに開示された公知の方法によって作成できる。

一方、干渉縞間隔に対して膜厚が十分に厚い（通常は干渉縞間隔の５倍以上程度、または１μｍ以上程度の膜厚を言う）ホログラムを体積型ホログラムという。
それに対し膜厚が干渉縞間隔の５倍以下程度または１μｍ以下程度のホログラムを平面型または表面型という。

さらに、色素や銀などの吸収により干渉縞を記録するホログラムを振幅型ホログラムと呼び、表面レリーフまたは屈折率変調により記録するホログラムを位相型ホログラムと呼ぶ。振幅型ホログラムは光の吸収により、光の回折効率または反射効率が著しく低下するため光の利用効率の点で好ましくなく、通常は位相型ホログラムが好ましく用いられる。

従来、ホログラムは３次元立体像の再生が可能であることから、その優れた意匠性、装飾効果から書籍、雑誌等の表紙、ＰＯＰなどのディスプレイ、ギフトなどに利用されている。また特に、偽造防止用のセキュリティ目的としてクレジットカード、紙幣、包装などにも用いられ、現在大きな市場を形成している。
これらのホログラムは平面型の表面レリーフ位相型ホログラムである。通常はフォトレジストにより作成したマスターによりエンボスを作成して大量複製するため、エンボス型ホログラムとも呼ばれる。
しかしながら、表面レリーフ位相型ホログラムでは、フルカラー化、白色再生、高解像化、高回折効率化が困難であり、最近では、それらが可能となる体積位相型ホログラムが注目されてきている。

体積位相型ホログラムでは、ホログラム記録材料中に光学的吸収ではなく屈折率の異なる干渉縞を多数形成することによって、光を吸収することなく光の位相を変調することができる。
特に反射型の体積位相型ホログラムはリップマン型ホログラムとも呼ばれ、ブラック回折による波長選択的反射により、高回折効率にてフルカラー化、白色再生、高解像度化が可能となり、高解像フルカラー３次元ディスプレイの提供が可能となる。
また最近ではその波長選択的反射を生かして、自動車搭載用のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、光ディスク用ピックアップレンズ、ヘッドマウントディスプレイ、液晶用カラーフィルター、反射型液晶反射板等に代表されるホログラム光学素子（ＨＯＥ）に広く実用化されてきている。
他にも例えば、レンズ、回折格子、干渉フィルター、光ファイバー用結合器、ファクシミリ用光偏光器、建築用窓ガラス等に実用または応用が検討されている。

ここで、公知の体積位相型ホログラム記録材料には、ライトワンス方式として重クロム酸ゼラチン方式、漂白ハロゲン化銀塩方式及びフォトポリマー方式などが知られ、リライタブル方式として、フォトリフラクティブ方式及びフォトクロミック高分子方式などが知られる。

しかしこれらの公知の体積位相型ホログラム記録材料において、特に高感度高解像フルカラー３次元ディスプレイ用途においては、求められる要件をすべて満たす材料は未だなく改良が望まれている。
具体的には例えば、重クロム酸ゼラチン方式は高い回折効率と低ノイズ特性という長所を有するが、保存性が極めて悪く、湿式処理が必要で低感度という問題を有する。
漂白ハロゲン化銀方式は高感度という長所を有するが、湿式処理が必要でかつ漂白処理が煩雑であり、耐光性に劣るという問題点を有する。
フォトリフラクティブ材料は書き換え可能という長所を有するが、記録時に高電場印加が必要、記録保存性が悪いという問題点を有する。
アゾベンゼン高分子材料等に代表されるフォトクロミック高分子方式も書き換え可能という長所を有するが、感度が極めて低く記録保存性も悪いという問題点を有する。

そのような中、前述の特許文献１〜３に開示された乾式処理フォトポリマー方式は、バインダー、ラジカル重合可能なモノマーおよび光重合開始剤を基本組成とし、屈折率変調を向上させるためにバインダーまたはラジカル重合可能なモノマーのどちらか一方に芳香環または塩素、臭素を有する化合物を用いて屈折率差を持たせる工夫をしており、その結果、ホログラム露光の際形成される干渉縞の明部にモノマーが、暗部にバインダーが集まりつつ重合が進行することにより屈折率差を形成することができる。したがって、高回折効率と乾式処理を両立できうる比較的実用的な方式といえる。
しかしながら、漂白ハロゲン化銀方式に比べると感度が１０００分の１程度であること、回折効率を高めるためには２時間近い加熱定着処理を必要とすること、ラジカル重合であるため、酸素による重合阻害の影響を受け、また露光、定着後記録材料の収縮を伴い、再生時の回折波長及び角度が変化してしまう問題点があり、さらなる改良が望まれている。

ところで、最近の高度情報化社会の流れの中で、インターネット等のネットワークやハイビジョンＴＶが急速に普及している。また、ＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）の放映も間近にひかえて、民生用途においても１００ＧＢ以上の画像情報を安価簡便に記録するための高密度記録媒体の要求が高まっている。
さらにコンピューター高容量化等の流れの中で、コンピューターバックアップ用途や放送バックアップ用途等の業務用途においても、１ＴＢ程度あるいはそれ以上の大容量の情報を高速かつ安価に記録できる超高密度記録媒体が求められている。
そのような中、ランダムアクセスが不可能な磁気テープ媒体や可換不可能で故障しやすいハードディスクに対し、可換かつランダムアクセス可能で小型、安価な光記録媒体がより注目されてきている。しかしながら、ＤＶＤ−Ｒのような既存の２次元光記録媒体は物理原理上、たとえ記録再生波長を短波長化したとしてもせいぜい２５ＧＢ程度で、将来の要求に対応できる程の充分大きな記録容量が期待できるとは言えない状況である。

そこで、究極の超高密度記録媒体として、膜厚方向に記録を行う３次元光記録媒体が注目されてきている。その有力な方法として２光子吸収材料を用いる方法とホログラフィー（干渉）を用いる方法とがあり、そのため体積位相型ホログラム記録材料は、３次元光記録媒体として、最近俄然注目を集めるようになった。

体積位相型ホログラム記録材料を用いた光記録媒体では、３次元物体から反射する物体光の代わりに、ＤＭＤやＬＣＤといった空間光変調素子（ＳＬＭ）を用いた２次元デジタル情報（信号光と呼ぶ）を数多く記録していく。記録の際、角度多重、位相多重、波長多重、シフト多重などの多重記録を行うため１ＴＢにも達する高容量化が可能となる。また、読み出しには通常ＣＣＤやＣＭＯＳ等を用い、それらの並列書き込み、読み出しにより、１Ｇｂｐｓにも達する高転送速度化も可能となる。

ところが、ホログラフィックメモリに用いるホログラム記録材料に求められる要件は、下記の如く３次元ディスプレイやＨＯＥ用途よりもさらに厳しいものである。
（１）高感度であること
（２）高解像力を有すること
（３）ホログラムの回折効率が高いこと
（４）記録時の処理が乾式であり迅速であること
（５）多重記録が可能であること（ダイナミックレンジが広いこと）
（６）記録後の収縮率が小さいこと
（７）ホログラムの保存性が良いこと

特に、（１）高感度であることに対し、（３）回折効率が高いこと、（４）乾式処理であること、（６）記録後の収縮率が低いこと、（７）保存性が良いこと、は化学的に考えて相反する物性であり、その両立は極めて困難である。
例えば、漂白ハロゲン化銀方式は高感度であるが、湿式処理が必要であるため、高密度記録材料用途には一般的に適さない。
また前述した特許文献１〜３記載のラジカル重合を用いる乾式フォトポリマー方式は、フォトポリマー方式の中では比較的感度が高いものの、収縮率が極めて大きくホログラフィックメモリ用途としては到底使用に耐えるものではない。さらに、膜が柔らかいため保存性の点でも不足している。

ここで一般に、ラジカル重合に対しカチオン重合、特にエポキシ化合物等の開環を伴うカチオン重合は、重合後の収縮が少なく、また酸素による重合阻害も受けず、剛性のある膜を与える。したがって、ホログラフィックメモリ用途としてはカチオン重合の方が適しているという指摘もある。
例えば、［特許文献４］、［特許文献５］等に、カチオン重合性化合物（モノマーまたはオリゴマー）をバインダーの代わりに用い、さらに増感色素、ラジカル重合開始剤、カチオン重合開始剤、ラジカル重合性化合物を組み合わせたホログラム記録材料が開示されている。
また、［特許文献６］、［特許文献７］等に、ラジカル重合を用いずに、増感色素、カチオン重合開始剤、カチオン重合性化合物及びバインダーのみを用いたホログラム記録材料が開示されている。
しかしこれらのカチオン重合方式はラジカル重合方式に比べて、収縮率の改善が見られるものの、その相反として、感度が低下しており、実用の際には転送速度の点で大きな問題となると考えられる。また回折効率も低下しており、Ｓ／Ｎ比や多重記録の点で問題となると考えられる。

前述したように、フォトポリマー方式は物質移動を伴う方式であるため、ホログラフィックメモリへの応用を検討する際、保存性を良く、収縮性を小さくしようとすれば感度が低下し（カチオン重合方式）、逆に感度を向上させようとすれば、保存性、収縮性が悪化する（ラジカル重合方式）というジレンマに陥る。また、ホログラフィックメモリの記録密度を向上させるためには、５０回を超えて好ましくは１００回以上にも及ぶ多重記録が必須であるが、フォトポリマー方式では記録に物質移動を伴う重合を用いるため、多重記録初期の記録速度に対して、多くの化合物の重合が進んだ後の多重記録後期の記録速度が低下してしまい、それを制御して露光量を調節すること、広いダイナミックレンジをとることが実用上大きな問題となっている。

一方で、［特許文献８］には、アゾベンゼン高分子（フォトクロミック高分子）の屈折率異方性と配向制御を用いた書き換え可能なホログラム記録材料が提示されているが、アゾベンゼン異性化の量子収率が低い上に配向変化を伴う方式であるがために感度が極めて低く、また書き換え可能であることとの相反で記録保存性も悪いという問題点を有し、実用には程遠い。また、書き換え可能であることも、記録が間違って消えてしまうという点で好ましくない用途の場合も多い。同様に、［特許文献９］の記録材料も書き換え可能であるため、データの保存性やアーカイバル用途、セキュリティ用途などの観点から、書き換え不能な記録材料の開発が臨まれている。また、［特許文献１０］では透明導電性膜間にバインダーポリマー、屈折率異方性を有し重合性を有する液晶モノマー、光重合開始剤から成る成分をはさんで一部硬化させた材料に、電気を印加して反射の有無を可逆制御する方法について開示されているが、この方式も電場の印加が必要、記録保存性が悪いという欠点がある上、任意の場所に任意の情報を記録する必要がある光記録媒体、ディスプレイホログラム（３Ｄイメージング）用途には原理上適用は困難である。

以上のような高感度と良保存性、低収縮率のジレンマ、多重記録特性の問題点は、物質移動を伴うフォトポリマー方式を用いている限りは物理法則上避けがたい。また液晶性化合物の配向制御を用いた既存方式も感度、保存性の点で光記録媒体に求められる要件を全く満たせていない。

そこで、ホログラム記録材料をホログラフィックメモリへ応用するためには、そのような課題を抜本的に解決した、とりわけ高感度と低収縮性、良保存性、乾式処理、多重記録特性を両立できる全く新しい記録方式の開発が強く望まれていた。

「ホログラフィックディスプレイ」，辻内順平編，産業図書 特開平６−４３６３４号公報 特開平２−３０８２号公報 特開平３−５０５８８号公報 特開平５−１０７９９９号公報 特開平８−１６０７８号公報 特表２００１―５２３８４２号公報 特表平１１−５１２８４７号明細書 国際公開第９７４４３６５Ａ１号パンフレット 特開平１０―３４０４７９号公報 特開平５−８０３０９号公報

そこで本発明の目的は、高密度光記録媒体、３次元ディスプレイ、ホログラフィック光学素子等への応用可能な高感度かつ高回折効率、良保存性、乾式処理を両立することができる光記録媒体及びホログラム記録方法等を提供することである。

本発明のホログラム記録方法は、全体としてシート状に形成された光透過性材料からなり、少なくとも一面側に光誘起複屈折性を示す偏光感応層を有する光記録媒体のホログラム記録方法において、ホログラム露光により、固有複屈折率を有する化合物の配向変化を起こし、そのまま化学反応により固定化することにより、書き換え不可方式にて屈折率変調として記録することを特徴とする。

本発明のホログラム記録方法は、前記固有複屈折率を有する化合物が重合性基を有し、重合により固定化することを特徴とする。

本発明のホログラム記録方法は、前記固有複屈折率を有する化合物が液晶性化合物であることを特徴とする。

本発明のホログラム記録方法は、前記液晶性化合物が液晶状態を取る温度でホログラム記録を行うことを特徴とする。

本発明の光記録媒体は、全体としてシート状に形成された光透過性材料からなり、少なくとも一面側に光誘起複屈折性を示す偏光感応層を有する光記録媒体において、少なくとも、重合性基を有する低分子液晶性化合物、光反応性化合物および重合開始剤を有し、書き換え不可方式でホログラム記録されることを特徴とする。

本発明の光記録媒体は、さらに増感色素を有することを特徴とする。

本発明の光記録媒体は、前記増感色素がホログラム露光時の光を吸収して生成した励起状態から電子移動またはエネルギー移動することにより、光反応性化合物を反応させることを特徴とする。

本発明の光記録媒体は、前記光反応性化合物が光異性化化合物であることを特徴とする。

本発明の光記録媒体は、光反応性化合物がアゾベンゼン系化合物、スチルベン系化合物、スピロピラン系化合物、スピロオキサジン系化合物、ジアリールエテン系化合物、フルギド系化合物、フルギミド系化合物、桂皮酸系化合物、クマリン系化合物、カルコン系化合物のいずれかであることを特徴とする。

本発明の光記録媒体は、前記光反応性化合物が、光反応性部位をペンダントした高分子化合物であることを特徴とする。

本発明の光記録媒体は、前記重合性基を有する低分子液晶性化合物がネマチック液晶性化合物、スメクチック液晶性化合物、ディスコティックネマチック液晶性化合物、ディスコティック液晶性化合物またはコレステリック液晶性化合物のいずれかであることを特徴とする。

本発明のホログラム記録方法は、上記の光記録媒体を用い、前記低分子液晶性化合物が液晶状態を取る温度でホログラム記録を行うことを特徴とする。

本発明のホログラム記録方法は、体積型ホログラム記録を行うことを特徴とする。

本発明のホログラム記録方法は、１０回以上の多重記録を行うことを特徴とする。

本発明のホログラム記録方法は、多重記録の際の露光量がいずれの多重記録の際も終始一定のまま多重記録できることを特徴とする。

本発明の３次元ディスプレイホログラムは、上記の光記録媒体を用いることを特徴とする。

本発明のホログラフィック光学素子は、上記のいずれかに記載の光記録媒体を用いることを特徴とする。

本発明の光記録媒体は、ディスク形状であることを特徴とする。

本発明のホログラム記録方法は、偏光変調可能な空間光変調器によって、空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光を得、その信号光と参照光を同時に請求項５乃至請求項１１のいずれかに記載の光記録媒体に照射することによって該光記録媒体中に前記信号光の偏光分布をホログラムとして記録することを特徴とする。

本発明のホログラム記録方法は、偏光変調可能な空間光変調器によって、空間偏光分布によりデータ情報を保持する新たな信号光を得、その新たな信号光と参照光を同時に、前の信号光の偏光分布がホログラムとして記録されている上記のいずれかに記載の光記録媒体に照射することによって、該光記録媒体中に新たな信号光の偏光分布をホログラムとして記録することを特徴とする。

本発明のホログラム記録方法は、上記のホログラム記録方法において、前記データ情報に応じて前記信号光の偏光角を回転させることを特徴とする。

本発明のホログラム記録方法は、上記のホログラム記録方法において、前記ホログラムに多重させて、前記信号光または参照光の偏光方向を変えて、光強度分布または位相分布によりデータ情報を保持するホログラムを、前記光記録媒体の同一領域に記録することを特徴とする。

本発明のホログラム記録方法は、上記のホログラム記録方法において、前記信号光および参照光の偏光方向を、互いに平行な方向と互いに直交する方向の２通りとすることを特徴とする。

本発明のホログラム記録方法は、上記のいずれかに記載のホログラム記録方法において、ディスク形状の前記光記録媒体を回転させるとともに、前記空間光変調器を含む光記録ヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動させることを特徴とする。

本発明のホログラム記録装置は、コヒーレント光を発する光源と、データ情報に応じて前記光源からの光を偏光変調して、空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光を得る空間光変調器と、前記信号光を上記のいずれかに記載の光記録媒体に照射する結像光学系と、前記光源からの光から、前記光記録媒体に照射する参照光を得る参照光光学系とを備えることを特徴とする。

本発明の光記録装置は、上記の光記録装置において、前記空間光変調器は前記データ情報に応じて前記信号光の偏光角を回転させることを特徴とする。

本発明の光記録装置は、上記の光記録装置において、ディスク形状の前記光記録媒体を回転させる媒体駆動機構と、前記光源、空間光変調器、結像光学系および参照光光学系を含む光記録ヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動させるヘッド移動機構とを備えることを特徴とする。

本発明の光読取方法は、空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光が、参照光によりホログラムとして記録されている上記のいずれかに記載の光記録媒体に読出光を照射して、前記ホログラムからの回折光の偏光分布により前記データ情報を読み取ることを特徴とする。

本発明の光読取方法は、上記の光読取方法において、前記読出光の偏光方向を前記参照光の偏光方向と同一にすることを特徴とする。

本発明の光読取方法は、上記の光読取方法において、前記読出光を前記参照光の入射方向と対向する方向から前記光記録媒体に入射させることを特徴とする。

本発明の光読取方法は、上記のいずれかの光読取方法において、偏光子または波長板により前記回折光の偏光方向を補正することによって、偏光方向が前記信号光の偏光方向と一致した回折光を得ることを特徴とする。

本発明の光読取方法は、上記のいずれかの光読取方法において、前記回折光を互いに直交する２つの偏光成分に分離し、両者の光強度を比較演算して、その結果を読取出力とすることを特徴とする。

本発明の光読取方法は、回転させられた偏光角によりデータ情報を保持する信号光が、参照光によりホログラムとして記録されている上記のいずれかに記載の光記録媒体に読出光を照射し、前記ホログラムからの回折光を互いに直交する２つの偏光成分に分離し、両者の光強度を比較演算して、その結果により前記データ情報を読み取ることを特徴とする。

本発明の光読取方法は、空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光が、参照光によりホログラムとして記録されているとともに、このホログラムに多重されて、前記信号光または参照光の偏光方向が変えられて、光強度分布または位相分布によりデータ情報を保持するホログラムが、同一領域に記録されている上記のいずれかに記載の光記録媒体に、直線偏光の読出光を照射し、前記同一領域からの回折光の所望の偏光成分を取り出すことによって、前記複数のホログラムから所望のホログラムを分離して読み出すことを特徴とする。

本発明の光読取方法は、空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光が、参照光によりホログラムとして記録されているとともに、前記信号光および参照光の偏光方向が、互いに平行な方向と互いに直交する方向の２通りとされて、前記ホログラムに多重されて、光強度分布または位相分布によりデータ情報を保持するホログラムが、同一領域に記録されている上記のいずれかに記載の光記録媒体に、偏光方向が前記参照光の偏光方向と一致した読出光を照射し、前記同一領域からの回折光の前記信号光と同一の偏光成分を取り出すことによって、前記複数のホログラムから所望のホログラムを分離して読み出すことを特徴とする。

本発明の光読取方法は、上記のいずれかの光読取方法において、ディスク形状の前記光記録媒体を回転させるとともに、前記読出光の光学系を含む光読取ヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動させることを特徴とする。

本発明の光読取装置は、空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光が、参照光によりホログラムとして記録されている請求項５乃至請求項１１のいずれかに記載の光記録媒体に読出光を照射する読出光光学系と、前記ホログラムからの回折光の偏光分布を検出する偏光ビームスプリッタおよび光検出器とを備えることを特徴とする。

本発明の光読取装置は、上記の光読取装置において、前記読出光光学系は、前記読出光の偏光方向を前記参照光の偏光方向と同一にすることを特徴とする。

本発明の光読取装置は、上記の光読取装置において、前記読出光光学系は、前記読出光を前記参照光の入射方向と対向する方向から前記光記録媒体に入射させることを特徴とする。

本発明の光読取装置は、上記のいずれかの光読取装置において、前記偏光ビームスプリッタは、前記回折光を互いに直交する２つの偏光成分に分離し、前記光検出器は、その分離された２つの偏光成分を別個に検出する２つの光検出器からなることを特徴とする。

本発明の光読取装置は、上記の光読取装置において、当該光読取装置は、前記２つの光検出器の検出出力を比較演算する比較演算部を備えることを特徴とする。

本発明の光読取装置は、上記のいずれかの光読取装置において、ディスク形状の前記光記録媒体を回転させる媒体駆動機構と、前記読出光光学系、偏光ビームスプリッタおよび光検出器を含む光読取ヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動させるヘッド移動機構とを備えることを特徴とする。

本発明の光検索方法は、空間偏光分布により被検索データを保持する信号光が、参照光によりホログラムとして記録されている上記のいずれかに記載の光記録媒体に読出光を照射し、前記ホログラムからの回折光を、検索用データに応じて偏光変調する空間光変調器に透過させて、その透過光の偏光分布によって、前記被検索データと前記検索用データとの間の一致・不一致を検出することを特徴とする。

本発明の光検索方法は、空間偏光分布により被検索データを保持する信号光が、参照光によりホログラムとして記録されている上記のいずれかに記載の光記録媒体に読出光を照射し、前記ホログラムからの回折光を、検索用データに応じて偏光変調する空間光変調器に透過させて、その透過光の偏光分布によって、前記被検索データと前記検索用データとの間の相関を検出することを特徴とする。

本発明の光検索方法は、上記の光検索方法において、ディスク形状の前記光記録媒体を回転させるとともに、前記空間光変調器を含む光検索ヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動させることを特徴とする。

本発明の光検索装置は、空間偏光分布により被検索データを保持する信号光が、参照光によりホログラムとして記録されている請求項５乃至請求項１１のいずれかに記載の光記録媒体に読出光を照射する読出光光学系と、前記ホログラムからの回折光を検索用データに応じて偏光変調する空間光変調器と、この空間光変調器からの透過光の偏光分布を検出する偏光ビームスプリッタおよび光検出器とを備えることを特徴とする。

本発明の光検索装置は、上記の光検索装置において、前記偏光ビームスプリッタは、前記透過光を互いに直交する２つの偏光成分に分離し、前記光検出器は、その分離された２つの偏光成分を別個に検出する２つの光検出器からなることを特徴とする。

本発明の光検索装置は、上記の光検索装置において、前記２つの光検出器の検出出力を比較演算する比較演算部を備えることを特徴とする。

本発明の光検索装置は、上記のいずれかの光検索装置において、ディスク形状の前記光記録媒体を回転させる媒体駆動機構と、前記読出光光学系、空間光変調器、偏光ビームスプリッタおよび光検出器を含む光検索ヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動させるヘッド移動機構とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、書き換え不可方式（ライトワンス方式）にて配向変化に基くホログラム記録を行うことができ、データの保存性が向上し、アーカイバル用途やセキュリティ用途などに適したホログラム記録が可能となる。

以下に本発明のホログラム記録方法及びホログラム記録材料を実施するための最良の形態について図面も参照して詳細に説明する。
本実施形態のホログラム記録方法は、ホログラム露光により固有複屈折率を有する化合物の配向変化を起こし、そのまま化学反応により固定化することにより、書き換えできない方式にて屈折率変調による干渉縞記録することを特徴とするホログラム記録方法である。

なおここで、書き換えできない方式とは、不可逆反応により記録される方式であり、一度記録されたデータは、さらに上書き記録して書き換えしようとしても書き換えされることなく保存できる方式を示す。したがって重要でかつ長期保存が必要なデータの保存に適する。ただし無論、まだ記録されていない領域に新たに追記して記録していくことは可能である。そのような意味で、一般には「追記型」または「ライトワンス型」と呼ばれる。

ここで、固有複屈折率を有する化合物とは、好ましくは、分子固有の長軸方向の屈折率（Ｎe）と短軸方向の屈折率（Ｎo）の異なる化合物を表す。ここで、固有複屈折率とは分子固有の複屈折率を表し、固体、液晶状態等のバルクの複屈折率から求めることもできるが、分子軌道計算により求めることもできる値である。本実施形態のホログラム記録方法は、固有複屈折率を有する化合物の配向制御をホログラム露光により行うことにより屈折率変調による記録を行う方法であるため、固有複屈折率を有する化合物の屈折率異方性ΔＮ＝｜Ｎe―Ｎo｜は大きい程好ましく、好ましくは０．０１以上であり、さらに好ましくは０．０５以上であり、最も好ましくは０．１以上である。
したがって、本実施形態の固有複屈折率を有する化合物は、好ましくは棒状で分子の長軸方向に共役が長くつながった化合物を表す。

本実施形態の固有複屈折率を有する化合物としてはいわゆる２色性化合物（色素）や液晶性化合物が好ましいが、より好ましくは液晶性化合物であり、さらに好ましくは低分子液晶性化合物であり、最も好ましくは少なくとも２環以上の環をコア部に有する低分子液晶性化合物である。

本実施形態の固有複屈折率を有する化合物、好ましくは液晶性化合物は、ホログラム露光による配向変化後、配向がそのまま固定化されることが好ましい。したがって、本実施形態の固有複屈折率を有する化合物、好ましくは液晶性化合物は反応性基を有していてホログラム露光時、あるいはその後の処理にて反応してその配向を固定化できることが好ましい。化学反応としては、不可逆的反応が好ましく、付加反応、開環付加反応、縮合反応、開環縮合反応、環化反応、求核反応、求電子反応、ラジカル反応、錯体化反応等が好ましい。
なお本実施形態において、化学反応は重合反応であることがより好ましい。重合反応としては、付加重合反応、開環付加重合反応、縮重合反応、開環縮重合反応、錯体化反応等が挙げられ、より好ましくは付加重合反応または開環付加重合反応が挙げられる。またその際、ラジカル重合反応、カチオン重合反応、アニオン重合反応のいずれかが起こることが好ましい。
したがって、本実施形態の固有複屈折率を有する化合物、好ましくは液晶性化合物、より好ましくは低分子液晶性化合物は重合性基を有することがより好ましく、重合反応により固定化されることがより好ましい。その際の重合性基として好ましくは、アクリル基、メタクリル基、スチリル基、ビニル基、オキシラン基、オキソラン基、ビニルエーテル基である。

なお、本実施形態の液晶性化合物は、ネマチック液晶性化合物、スメクチック液晶性化合物、ディスコティックネマチック液晶性化合物、ディスコティック液晶性化合物、コレステリック液晶性化合物のいずれかであることが好ましく、ネマチック液晶性化合物、ディスコティックネマチック液晶性化合物、コレステリック液晶性化合物のいずれかであることがより好ましく、ネマチック液晶性化合物であることがさらに好ましい。
したがって本実施形態の液晶性化合物としては、上記のような相をとる、重合性基を有する低分子液晶性化合物であることがより好ましい。

本実施形態の液晶性化合物を有するホログラム記録材料にホログラム記録を行う際は、液晶性化合物が液晶状態を取る温度にてホログラム記録を行うことが好ましく、それが室温より高い温度の際はホログラム記録材料を加熱しながらホログラム記録を行うことも好ましい。

本実施形態のホログラム記録材料は、少なくとも、重合性基を有する低分子液晶性化合物、光反応性化合物、重合開始剤を有することが好ましい。
ここで、本実施形態の光反応性化合物は光を吸収し励起状態を経由することにより反応して構造を変化でき、その結果液晶性化合物、好ましくは重合性基を有する低分子液晶性化合物の配向状態を変化させて屈折率を変調させることができる化合物を表す。光反応性化合物が起こす光反応として好ましくは、異性化反応、２分子環化反応、閉環反応、開環反応、付加反応、脱離反応、縮合反応、加溶媒反応、求核反応、求電子反応、ラジカル反応、錯体化反応等が挙げられ、好ましくは異性化反応、２分子環化反応、閉環反応、開環反応が挙げられる。
異性化反応する光反応性化合物としては好ましくはアゾベンゼン系化合物、スチルベン系化合物が挙げられ、２分子環化反応する化合物としては好ましくは桂皮酸系化合物、クマリン系化合物、カルコン系化合物が挙げられ、開環反応する化合物として好ましくは、スピロピラン系化合物、スピロオキサジン系化合物が挙げられ、閉環反応する化合物として好ましくはジアリールエテン系化合物、フルギド系化合物、フルギミド系化合物が挙げられる。
本実施形態の光反応性化合物としては、光異性化化合物がより好ましく、アゾベンゼン系化合物であることがさらに好ましい。
なお、光異性化化合物は低分子化合物であっても高分子化合物であっても良いが、高分子化合物の際は光反応性部位をペンダントした高分子化合物であることがより好ましい。

なお、本実施形態のホログラム記録材料は光反応性化合物とは別にさらに増感色素を含むことも好ましい。その際、ホログラム露光時の光を増感色素が吸収して生成した励起状態から電子移動またはエネルギー移動することにより、光反応性化合物を反応させることが好ましい。本実施形態のホログラム記録材料が増感色素を含むとき、増感色素のラジカルカチオンを還元できる電子供与性化合物または増感色素のラジカルアニオンを酸化できる電子受容性化合物を含むことも好ましい。
本実施形態のホログラム記録材料は好ましくは重合開始剤を含む。重合開始剤は好ましくはラジカルを発生するラジカル重合開始剤、酸を発生するカチオン重合開始剤、塩基を発生するアニオン重合開始剤のいずれかである。
本実施形態の重合開始剤は、増感色素または光反応化合物励起状態からエネルギー移動または電子移動により、あるいは直接励起によりラジカル、酸または塩基を発生することが好ましい。

本実施形態のホログラム記録材料は低分子液晶性化合物、光反応性化合物、重合開始剤、増感色素の他にバインダー（高分子マトリックス化合物）を用いることも好ましい。バインダーは膜強度を増す、製膜性向上等の目的で用いられる。なお、光反応性化合物が高分子化合物であるとき、特に光反応性部位をペンダントした高分子化合物であるときは光反応性化合物がバインダーを兼ねても好ましい。
さらに本実施形態のホログラム記録材料においては、必要に応じて重合性モノマー、重合性オリゴマー、架橋剤、熱安定剤、可塑剤、溶媒等の添加物を用いる。
ただし、本実施形態のホログラム記録材料での干渉縞記録（屈折率変調）自体においては、バインダー、重合性モノマー、重合性オリゴマー等は必ずしも必要なく、これらが用いられる時は、膜硬化、製膜性向上、保存性向上、収縮率低下等の目的によるためである。

なお、本実施形態のホログラム記録材料は、ホログラム露光後湿式処理を行わないことが好ましい。

本実施形態のホログラム記録材料は好ましくは体積位相型のホログラム記録を行うための記録材料である。体積位相型のホログラム記録とは、先述したように、記録材料の膜面と平行もしくは平行に近い形（反射型）または垂直もしくは垂直に近い形（透過型）で、膜厚方向に１ｍｍに１０００〜７０００本の多数の干渉縞を屈折率変調として記録するものである。

本実施形態のホログラム記録材料においては、ホログラム露光の後に、光または熱、あるいはその両方により定着工程を行っても良い。
光定着の場合は、ホログラム記録材料全域に紫外光または可視光を全面照射（非干渉露光）する。用いる光源として好ましくは、可視光レーザー、紫外光レーザー、カーボンアーク、高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、蛍光ランプ、タングステンランプ、ＬＥＤ、有機ＥＬなどが挙げられる。
熱定着の場合は、好ましくは４０℃〜１６０℃、より好ましくは６０℃〜１３０℃にて定着工程を行うことが好ましい。
光定着と熱定着を両方行う際は、光と熱を同時に加えても、光と熱を別々に加えてもよい。
なお、干渉縞記録の際の屈折率変調は０．００００１〜０．５であることが好ましく、０．０００１〜０．３であることがより好ましい。

ホログラム記録材料の回折効率ηは以下の式で与えられる。
η＝Ｉｄｉｆｆ／Ｉｏ （式１）
ここでＩｏは入射光強度であり、Ｉｄｉｆｆは回折（透過型）または反射（反射型）された光強度である。回折効率は０〜１００％のいずれかの値を取るが、３０％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることが最も好ましい。

本実施形態に用いる光は好ましくは波長２００〜２０００ｎｍの紫外光、可視光、赤外光のいずれかであり、より好ましくは波長３００〜７００ｎｍの紫外光または可視光であり、さらに好ましくは４００〜７００ｎｍの可視光である。
さらに、本実施形態に用いる光としては、コヒーレントな（位相及び波長のそろった）レーザー光が好ましい。用いられるレーザーとしては、固体レーザー、半導体レーザー、気体レーザー、液体レーザーのいずれでも良いが、好ましいレーザー光としては例えば、５３２ｎｍのＹＡＧレーザー２倍波、３５５ｎｍのＹＡＧレーザー３倍波、４０５〜４１５ｎｍ付近のＧａＮレーザー、４８８または５１５ｎｍのＡｒイオンレーザー、６３２ｎｍまたは６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザー、６４７ｎｍのＫｒイオンレーザー、６９４ｎｍのルビーレーザーや６３６、６３４、５３８、５３４、４４２ｎｍのＨｅ−Ｃｄレーザーなどが挙げられる。
また、ナノ秒やピコ秒オーダーのパルスレーザーを用いることも好ましい。
本実施形態のホログラム記録材料を光記録媒体に使用する場合は、５３２ｎｍのＹＡＧレーザー２倍波または４０５〜４１５ｎｍ付近のＧａＮレーザーを用いることが好ましい。
ホログラム露光（記録）に用いる光の波長に対し、ホログラム再生に用いる光の波長は同じであるか、長波長であることが好ましく、同じであることがより好ましい。

ホログラム記録材料の感度は、一般に単位面積当たりの露光量（ｍＪ／ｃｍ^２）で表され、この値が小さい程感度が高いと言える。しかし、どの時点の露光量をもって感度とするかは、文献、特許によってまちまちであり、記録（屈折率変調）のはじまる露光量とする場合、最大回折効率（最大屈折率変調）を与える露光量とする場合、最大回折効率の半分の回折効率を与える露光量とする場合、露光量Eに対し、回折効率の傾きが最大となる露光量とする場合などある。
また、クーゲルニックの理論式より、ある回折効率を与えるための屈折率変調量ΔＮは膜厚ｄに反比例する。つまり、ある回折効率を与えるための感度は膜厚によっても異なり、膜厚ｄが厚くなる程少ない屈折率変調量ΔＮで済む。したがって、膜厚等の条件を揃えない限り、感度は一概には比較することはできない。
本実施形態においては、感度は「最大回折効率の半分の回折効率を与える露光量（ｍＪ／ｃｍ^２）」と定義する。本実施形態のホログラム記録材料の感度は、例えば膜厚が１０〜２００μｍ程度の場合、２Ｊ／ｃｍ^２以下であることが好ましく、１ Ｊ／ｃｍ^２以下であることがより好ましく、５００ｍＪ／ｃｍ^２以下であることがさらに好ましく、２００ｍＪ／ｃｍ^２以下であることが最も好ましい。

本実施形態のホログラム記録材料を光記録媒体としてホログラフィックメモリに用いる際は、ＤＭＤやＬＣＤといった空間光変調素子（ＳＬＭ）を用いて２次元デジタル情報（信号光と呼ぶ）を数多く記録していくことが好ましい。記録には記録密度を上げるために多重記録を用いることが好ましく、多重記録の方法には、角度多重、位相多重、波長多重、シフト多重などの多重記録を行う方法があるが、角度多重記録またはシフト多重記録を用いることが好ましい。また、再生される２次元データの読み出しにはＣＣＤやＣＭＯＳが好ましく用いられる。

本実施形態のホログラム記録材料は、光記録媒体に用いる際、容量（記録密度）を向上させるために多重記録を行うことが必須である。その際、１０回以上の多重記録を行うことが好ましく、５０回以上の多重記録を行うことがより好ましく、１００回以上の多重記録を行うことがさらに好ましい。さらに、多重記録の際の露光量がいずれの多重記録の際も終始一定のまま多重記録できることが記録システム簡略化、Ｓ／Ｎ比向上等の点でより好ましい。

以下に本実施形態のホログラム記録材料の各成分について詳しく説明する。
なお、本実施形態において、特定の部分を「基」と称した場合には、特に断りの無い限りは、一種以上の（可能な最多数までの）置換基で置換されていても、置換されていなくても良いことを意味する。例えば、「アルキル基」とは置換または無置換のアルキル基を意味する。また、本実施形態における化合物に使用できる置換基は、どのような置換基でも良い。
また、本実施形態において、特定の部分を「環」と称した場合、あるいは「基」に「環」が含まれる場合は、特に断りの無い限りは単環でも縮環でも良く、置換されていても置換されていなくても良い。
例えば、「アリール基」はフェニル基でもナフチル基でも良く、置換フェニル基でも良い。

まず本実施形態の液晶性化合物について説明する。
先述したように、本実施形態の液晶性化合物は好ましくは低分子液晶性化合物であり、さらに好ましくは少なくとも２環以上の環をコア部に有する低分子液晶性化合物である。
さらに本実施形態の液晶性化合物は反応性基を有することが好ましく、重合性基を有することがより好ましい。したがって本実施形態の液晶性化合物としては、重合性基を有する低分子液晶性化合物であることがより好ましい。

本実施形態の重合性基を有する低分子液晶性化合物として好ましくは、下記一般式（１）にて表される。

一般式（１）中、Ｌ₁₀₁は液晶性コア部を表し、液晶性コア部の例としては、岡野光治，小林駿介共著，「液晶基礎編」，培風館，１９８５年、「化学総説Ｎｏ．２２，液晶の化学」，１９９４年等に記載されているが、本実施形態において好ましくは、以下のいずれかにて表される。図中液晶性コア部から伸びた線は置換位置を表す。ただし線が記載されている以外の個所に置換基が置換しても良い。

また、液晶性コア部には液晶性の出現を助長するアルキル基（好ましくは炭素原子数（以下Ｃ数という）１〜２０、例えば、メチル、エチル、Ｎ−プロピル、Ｎ−ブチル、Ｎ−ペンチル、Ｎ−ヘキシル、ベンジル）、アルケニル基（好ましくはＣ数２〜２０、例えばビニル、アリル、２−ブテニル、１，３−ブタジエニル）、アルキニル基（好ましくはＣ数２〜２０、例えばエチニル、２−プロピニル、１，３−ブタジイニル、２−フェニルエチニル）、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子（例えば、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、アルコキシ基（好ましくはＣ数１〜２０、例えばメトキシ、エトキシ）、アシルアミノ基（好ましくはＣ数１〜２０、例えばアセチルアミノ、ベンゾイルアミノ）、アミノ基（好ましくはＣ数１〜２０、例えば、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジブチルアミノ）等が１個または複数個置換しても良い。

なお、本実施形態の液晶性コア部は、ネマチック液晶性、スメクチック液晶性、ディスコティックネマチック液晶性、ディスコティック液晶性、コレステリック液晶性のいずれかであることが好ましく、ネマチック液晶性、ディスコティックネマチック液晶性、コレステリック液晶性のいずれかであることがより好ましく、ネマチック液晶性であることがさらに好ましい。

一般式（１）中、Ｒ₁₀₁は重合性基または水素原子を表し、好ましくはアクリル基、メタクリル基、スチリル基、ビニル基、オキシラン基、オキソラン基、ビニルエーテル基、水素原子を表し、より好ましくはアクリル基、メタクリル基、オキシラン基、オキソラン基を表す。

一般式（１）中、Ｌ₁₀₂は連結基を表し、好ましくはＬ₁₀₂はアルキレン基（好ましくはC数１〜２０、例えばメチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、オクチレン）、アルケニレン基（好ましくはＣ数２〜２０、例えばエテニレン、プロペニレン、ブテニレン、ブタジエニレン）、アルキニレン基（好ましくはＣ数２〜２０、例えばエチニレン、ブタジイニレン）、アリーレン基（好ましくはＣ数６〜２６、例えば１，４−フェニレン、１，４−ナフチレン、２，６−ナフチレン）、ヘテリレン基（好ましくはＣ数１〜２０、例えば、２，５−チエニレン、２，５−ピロリレン、２，５−ピリジニレン、２，５−ピリミジニレン）、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＮＲ₁₀₂−、−ＣＯＯ−、−ＣＯＮＲ₁₀₃−が単独あるいは複数個連結して成る連結基である。なお、Ｒ₁₀₂、Ｒ₁₀₃はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基（好ましくはＣ数１〜２０、例えばメチル、エチル、ベンジル）、アルケニル基（好ましくはＣ数２〜２０、例えばビニル、アリル）、シクロアルキル基（好ましくはＣ数３〜２０、例えばシクロヘキシル、シクロペンチル）、アリール基（好ましくはＣ数６〜２０、たとえばフェニル、２−ナフチル）、ヘテロ環基（好ましくはＣ数１〜２０、例えば２−チエニル、２−ピリジニル、２−ピリミジニル）が挙げられる。

一般式（１）中、Ｎ１０１は１〜８の整数を表し、Ｌ₁₀₁がネマチック液晶性コア部、スメクチック液晶性コア部、コレステリック液晶性コア部の時はＮ１０１は１または２が好ましく、Ｌ₁₀₁がディスコティックネマチック液晶性コア部、ディスコティック液晶性コア部のときはＮ１０１は３〜８の整数であることが好ましい。Ｎ１０２は０または１を表す。
なお、一般式（１）で表される化合物は少なくとも１個の重合性基を有する。

以下に一般式（１）で表される、本実施形態の重合性基を有する液晶性化合物の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるわけではない。

なお、本実施形態の液晶性化合物は、岡野光治，小林駿介共著，「液晶基礎編」，培風館，１９８５年、「化学総説Ｎｏ．２２，液晶の化学」，１９９４年等に記載の方法等を参考にして合成することができる。

次に、本実施形態の光反応性化合物について詳しく説明する。
本実施形態の異性化反応する光反応性化合物としては好ましくはアゾベンゼン系（アゾベンゼン誘導体）化合物、スチルベン系化合物が挙げられ、２分子環化反応する化合物としては好ましくは桂皮酸系化合物、クマリン系化合物、カルコン系化合物が挙げられ、開環反応する化合物として好ましくは、スピロピラン系化合物、スピロオキサジン系化合物が挙げられ、閉環反応する化合物として好ましくはジアリールエテン系化合物、フルギド系化合物、フルギミド系化合物が挙げられる。
本実施形態の光反応性化合物としては、光異性化化合物がより好ましく、アゾベンゼン系化合物であることがさらに好ましい。
なお、光異性化化合物は低分子化合物であっても高分子化合物であっても良いが、高分子化合物の際は光反応性部位をペンダントした高分子化合物であることがより好ましい。

以下に本実施形態の光反応性化合物の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるわけではない。

本実施形態の光反応性化合物はいずれも市販品であるか、公知の方法により合成することができる。

次に本実施形態の増感色素について詳しく説明する。
本実施形態にて光反応性化合物とは別に増感色素を用いる際は、ホログラム露光時の光を増感色素が吸収して生成した励起状態から電子移動またはエネルギー移動することにより、光反応性化合物を反応させることが好ましい。

増感色素励起状態からのエネルギー移動機構による場合は、増感色素の１重項励起状態からエネルギー移動が起こるフェルスター型機構でも、３重項励起状態からエネルギー移動が起こるデクスター型機構でもどちらでも良い。
その際、エネルギー移動が効率良く起こるためには、増感色素の励起エネルギーが、光反応性化合物の励起エネルギーよりも大きいことが好ましい。

一方、増感色素励起状態からの電子移動機構の場合は、増感色素の１重項励起状態から電子移動が起こる機構でも、３重項励起状態から電子移動が起こる機構でもどちらでも良い。
また、増感色素励起状態が光反応性化合物に電子を与えても、電子を受け取っても良い。増感色素励起状態から電子を与える場合、電子移動が効率良く起こるためには、増感色素の励起状態における励起電子の存在する軌道（ＬＵＭＯ）エネルギーが、光反応性化合物のＬＵＭＯ軌道のエネルギーよりも高いことが好ましい。
増感色素励起状態が電子を受け取る場合、電子移動が効率良く起こるためには、増感色素の励起状態におけるホールの存在する軌道（ＨＯＭＯ）エネルギーが、光反応性化合物のＨＯＭＯ軌道のエネルギーよりも低いことが好ましい。

本実施形態の増感色素としては好ましくは、波長２００〜２０００ｎｍの紫外光、可視光、赤外光のいずれかを吸収して励起状態を生成するものであり、より好ましくは波長３００〜７００ｎｍの紫外光または可視光を吸収して励起状態を生成するものであり、さらに好ましくは４００〜７００ｎｍの可視光を吸収して励起状態を生成するものである。

本実施形態の増感色素として好ましくはシアニン色素、スクワリリウムシアニン色素、スチリル色素、ピリリウム色素、メロシアニン色素、アリーリデン色素、オキソノール色素、アズレニウム色素、クマリン色素、ケトクマリン色素、スチリルクマリン色素、ピラン色素、キサンテン色素、チオキサンテン色素、フェノチアジン色素、フェノキサジン色素、フェナジン色素、フタロシアニン色素、アザポルフィリン色素、ポルフィリン色素、縮環芳香族系色素、ペリレン色素、アゾメチン色素、アントラキノン色素、金属錯体色素、メタロセン色素等が挙げられ、より好ましくは、シアニン色素、スクワリリウムシアニン色素、ピリリウム色素、メロシアニン色素、オキソノール色素、クマリン色素、ケトクマリン色素、スチリルクマリン色素、ピラン色素、キサンテン色素、チオキサンテン色素、縮環芳香族系色素、金属錯体色素、メタロセン色素等が挙げられ、さらに好ましくはシアニン色素、メロシアニン色素、オキソノール色素、金属錯体色素、メタロセン色素が挙げられる。なお、金属錯体色素としては特にＲｕ錯体色素が、メタロセン色素としてはフェロセン類が好ましい。

その他に「色素ハンドブック」（大河原信他編 講談社 １９８６年）、「機能性色素の化学」（大河原信他編 シーエムシー １９８１年）、「特殊機能材料」（池森忠三郎他編 シーエムシー １９８６年）に記載される色素および染料も本実施形態の増感色素として用いることができる。なお、本発明の増感色素はこれらに限定されるものではなく、可視域の光に対して吸収を示す色素および染料であればどれでも用いることができる。これらの増感色素は、使用目的に応じて光源となるレーザーの波長に合うように選択することができ、用途によっては２種類以上の増感色素を組み合わせて使用しても構わない。

以下に本実施形態の増感色素の具体的な例を挙げるが、本発明はこれに限定されるわけではない。

本実施形態の増感色素は市販品であるか、あるいは公知の方法により合成することができる。
ここで、本実施形態のホログラム記録方法においては、増感色素を用いない場合は光反応性化合物が、増感色素を用いる場合は増感色素または、増感色素及び光反応性化合物がホログラム記録波長光を吸収することによりホログラム記録を行う。

その際、ホログラム記録材料は厚膜で使用しかつ記録光の多くが膜を透過する必要があるため、ホログラム露光波長における増感色素及び光反応性化合物のモル吸光係数を小さくすることにより、増感色素及び光反応性化合物の添加量を極力多くすることが高感度化のために好ましい。
ホログラム露光波長における増感色素のモル吸光係数は１以上１００００以下であることが好ましく、１以上５０００以下であることがより好ましく、５以上２５００以下であることがさらに好ましく、１０以上１０００以下であることが最も好ましい。
同様にホログラム露光波長における光反応性化合物のモル吸光係数は０以上１００００以下であることが好ましく、０以上５０００以下であることがより好ましく、０以上２５００以下であることがさらに好ましく、０以上１０００以下であることが最も好ましい。

また、ホログラム記録材料の記録波長光の透過率は１０〜９９％であることが好ましく、２０〜９５％であることがより好ましく、３０〜９０％であることがさらに好ましく、４０〜８５％であることが、回折効率、感度、記録密度（多重度）の点で最も好ましい。したがって、そのようになるようにホログラム記録材料の膜厚に合わせて増感色素及び光反応性化合物の記録波長におけるモル吸光係数と添加モル濃度を調整することが好ましい。

また、増感色素のλmaxはホログラム記録波長よりも短波長であることがより好ましく、ホログラム記録波長と同じから１００ｎｍ短波長な範囲の間であることがさらに好ましい。
光反応性化合物のλmaxもホログラム記録波長よりも短波長であることがより好ましく、ホログラム記録波長と同じから２００ｎｍ短波長な範囲の間であることがさらに好ましい。

さらに、増感色素の記録波長におけるモル吸光係数はλmaxのモル吸光係数の５分の１以下であることが好ましく、１０分の１以下であることがより好ましい。
特に増感色素がシアニン色素やメロシアニン色素のような有機色素の時は２０分の１以下であることがより好ましく、５０分の１以下であることがさらに好ましく、１００分の１以下であることが最も好ましい。

なお、ホログラム記録波長が５３２ｎｍのＹＡＧレーザー２倍波の場合、増感色素としてはベンゾオキサゾール環を有するトリメチンシアニン色素、Ｒｕ錯体色素、フェロセン類が特に好ましく、４０５〜４１５ｎｍのＧａＮレーザーの場合、ベンゾオキサゾール環を有するモノメチンシアニン色素、Ru錯体色素、フェロセン類が特に好ましい。

次に本実施形態のホログラム記録材料における重合開始剤について詳しく説明する。
本実施形態の重合開始剤とは、増感色素または光反応性化合物の励起状態からエネルギー移動または電子移動（電子を与えるまたは電子を受ける）を行うことにより、または直接励起されることによりラジカルまたは酸（ブレンステッド酸またはルイス酸）、塩基（ブレンステッド塩基またはルイス塩基）を発生し、重合性化合物の重合を開始することができる化合物のことである。
本実施形態の重合開始剤は好ましくは、ラジカルを発生して重合性化合物のラジカル重合を開始することができるラジカル重合開始剤と、ラジカルを発生することなく酸のみ発生して重合性化合物のカチオン重合のみを開始することができるカチオン重合開始剤と、ラジカル及び酸を両方発生して、ラジカル及びカチオン重合両方を開始することができる重合開始剤、塩基を発生してアニオン重合を開始できるアニオン重合開始剤のいずれかである。

まず、ラジカル重合開始剤、カチオン重合開始剤及びその両方を開始することができる開始剤について説明する。
本実施形態の重合開始剤としては好ましくは、以下の１２個の系が挙げられる。なお、これらの重合開始剤は、必要に応じて任意の比率で２種以上の混合物として用いてもよい。

１）ケトン系重合開始剤
２）有機過酸化物系重合開始剤
３）ビスイミダゾール系重合開始剤
４）トリハロメチル置換トリアジン系重合開始剤
５）ジアゾニウム塩系重合開始剤
６）ジアリールヨードニウム塩系重合開始剤
７）スルホニウム塩系重合開始剤
８）ホウ酸塩系重合開始剤
９）ジアリールヨードニウム有機ホウ素錯体系重合開始剤
１０）スルホニウム有機ホウ素錯体系重合開始剤
１１）金属アレーン錯体系重合開始剤
１２）スルホン酸エステル系重合開始剤

１）ケトン系重合開始剤
ケトン系重合開始剤としては、好ましくは芳香族ケトン、芳香族ジケトン等が挙げられる。
好ましい例としては例えば、ベンゾフェノン誘導体（例えばベンゾフェノン、ミヒラーズケトン）、ベンゾイン誘導体（例えばベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、α−メチルベンゾイン、α−アリルベンゾイン、α−フェニルベンゾイン）、アセトイン誘導体（アセトイン、ピバロイン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン）、アシロインエーテル誘導体（例えばジエトキシアセトフェノン）、α−ジケトン誘導体（ジアセチル、ベンジル、４，４´−ジメトキシベンジル、ベンジルジメチルケタール、２，３−ボルナンジオン（カンファーキノン）、２，２，５，５−テトラメチルテトラヒドロ−３，４−フラン酸（イミダゾールトリオン））、キサトン誘導体（例えばキサントン）、チオキサントン誘導体（例えば、チオキサントン、２−クロロチオキサントン）、ケトクマリン誘導体等が挙げられる。

市販品としては例えば、チバガイギー社より上市されている下記式で表されるイルガキュアー１８４、６５１、９０７等が挙げられる。

また、好ましい例としてキノン系重合開始剤（例えば、９，１０−アンスラキノン、１−クロロアンスラキノン、２−クロロアンスラキノン、２−メチルアンスラキノン、２−エチルアンスラキノン、２−ｔ−ブチルアンスラキノン、オクタメチルアンスラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−フェナンスレンキノン、１，２−ベンズアンスラキノン、２，３−ベンズアンスラキノン、２−メチル−１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロナフトキノン、１，４−ジメチルアンスラキノン、２，３−ジメチルアンスラキノン、２−フェニルアンスラキノン、２，３−ジメチルアンスラキノン、アンスラキノンアルファ−スルホン酸のナトリウム塩、３−クロロ−２−メチルアンスラキノン、レテネキノン、７，８，９，１０−テトラヒドロナフタセンキノン、並びに１，２，３，４−テトラヒドロベンズ（ａ）アンスラセン−７，１２−ジオン）も挙げられる。

２）有機過酸化物系重合開始剤
好ましい例としては、ベンゾイルパーオキシド、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、特開昭５９−１８９３４０号公報および特開昭６０−７６５０３号公報記載の３，３’，４，４’−テトラ（ｔ−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノンなどが挙げられる。

３）ビスイミダゾール系重合開始剤
ビスイミダゾール系重合開始剤にて好ましいのは、ビス（２，４，５−トリフェニル）イミダゾール誘導体であり、例えばビス（２，４，５−トリフェニル）イミダゾール、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ビス（ｍ−メトキシフェニル）−イミダゾールダイマー（ＣＤＭ−ＨＡＢＩ）、１，１’−ビイミダゾール、２，２’−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル（ｏ−Ｃｌ−ＨＡＢＩ）、１Ｈ−イミダゾール、２，５−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４−〔３，４−ジメトキシフェニル〕−ダイマー（ＴＣＴＭ−ＨＡＢＩ）などが挙げられる。

ビスイミダゾール系重合開始剤は水素供与体と共に用いられることが好ましい。水素供与体として好ましくは、２−メルカプトベンズオキサゾール、２−メルカプトベンゾチアゾール、４−メチル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−チオール、などが挙げられる。

４）トリハロメチル置換トリアジン系重合開始剤
トリハロメチル置換トリアジン系重合開始剤は好ましくは以下の一般式（１１）にて表される。

一般式（１１）中、Ｒ₂₁、Ｒ₂₂、Ｒ₂₃はそれぞれ独立にハロゲン原子を表し、好ましくは塩素原子を表す。Ｒ₂₄、Ｒ₂₅はそれぞれ独立に水素原子、−ＣＲ₂₁Ｒ₂₂Ｒ₂₃、置換基を表す。
置換基として好ましい例は例えば、アルキル基（好ましくはＣ数１〜２０、例えば、メチル、エチル、Ｎ−プロピル、イソプロピル、Ｎ−ブチル、Ｎ−ペンチル、ベンジル、３−スルホプロピル、４−スルホブチル、カルボキシメチル、５−カルボキシペンチル）、アルケニル基（好ましくはＣ数２〜２０、例えば、ビニル、アリル、２−ブテニル、１，３−ブタジエニル）、シクロアルキル基（好ましくはＣ数３〜２０、例えばシクロペンチル、シクロヘキシル）、アリール基（好ましくはＣ数６〜２０、例えば、フェニル、２−クロロフェニル、４−メトキシフェニル、３−メチルフェニル、１−ナフチル）、ヘテロ環基（好ましくはＣ数１〜２０、例えば、ピリジル、チエニル、フリル、チアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、ピロリジノ、ピペリジノ、モルホリノ）、アルキニル基（好ましくはＣ数２〜２０、例えば、エチニル、２−プロピニル、１，３−ブタジイニル、２−フェニルエチニル）、ハロゲン原子（例えば、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、アミノ基（好ましくはＣ数０〜２０、例えば、アミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジブチルアミノ、アニリノ）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、カルボキシル基、スルホ基、ホスホン酸基、アシル基（好ましくはＣ数１〜２０、例えば、アセチル、ベンゾイル、サリチロイル、ピバロイル）、アルコキシ基（好ましくはＣ数１〜２０、例えば、メトキシ、ブトキシ、シクロヘキシルオキシ）、アリールオキシ基（好ましくはＣ数６〜２６、例えば、フェノキシ、１−ナフトキシ）、アルキルチオ基（好ましくはＣ数１〜２０、例えば、メチルチオ、エチルチオ）、アリールチオ基（好ましくはＣ数６〜２０、例えば、フェニルチオ、４−クロロフェニルチオ）、アルキルスルホニル基（好ましくはＣ数１〜２０、例えば、メタンスルホニル、ブタンスルホニル）、アリールスルホニル基（好ましくはＣ数６〜２０、例えば、ベンゼンスルホニル、パラトルエンンスルホニル）、スルファモイル基（好ましくはＣ数０〜２０、例えばスルファモイル、Ｎ−メチルスルファモイル、Ｎ−フェニルスルファモイル）、カルバモイル基（好ましくはＣ数１〜２０、例えば、カルバモイル、Ｎ−メチルカルバモイル、Ｎ、Ｎ−ジメチルカルバモイル、Ｎ−フェニルカルバモイル）、アシルアミノ基（好ましくはＣ数１〜２０、例えばアセチルアミノ、ベンゾイルアミノ）、イミノ基（好ましくはＣ数２〜２０、例えばフタルイミノ）、アシルオキシ基（好ましくはＣ数１〜２０、例えばアセチルオキシ、ベンゾイルオキシ）、アルコキシカルボニル基（好ましくはＣ数２〜２０、例えば、メトキシカルボニル、フェノキシカルボニル）、カルバモイルアミノ基（好ましくはＣ数１〜２０、例えばカルバモイルアミノ、Ｎ−メチルカルバモイルアミノ、Ｎ−フェニルカルバモイルアミノ）、であり、より好ましくは、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、ハロゲン原子、シアノ基、カルボキシル基、スルホ基、アルコキシ基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルコキシカルボニル基である。
Ｒ₂₄は好ましくは−ＣＲ₂₁Ｒ₂₂Ｒ₂₃を、より好ましくは−ＯＣｌ₃基を表し、Ｒ₂₅は好ましくは， −ＣＲ₂₁Ｒ₂₂Ｒ₂₃、アルキル基、アルケニル基、アリール基である。

トリハロメチル置換トリアジン系重合開始剤の具体例としては、２−メチル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２，４，６−トリス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４’−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４’−トリフルオロメチルフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（ｐ−メトキシフェニルビニル）−１，３，５−トリアジン、２−（４’−メトキシ−１’−ナフチル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジンなどが例示される。好ましい例として、英国特許１３８８４９２号および特開昭５３−１３３４２８号公報記載の化合物も挙げられる。

５）ジアゾニウム塩系重合開始剤
ジアゾニウム塩系重合開始剤は好ましくは以下の一般式（１２）にて表される。

Ｒ₂₆はアリール基またはヘテロ環基を表し、好ましくはアリール基であり、より好ましくはフェニル基である。
Ｒ₂₇は置換基を表し（以上置換基として好ましくはＲ₂₄にて挙げた置換基の例に同じ）、ａ２１は０〜５の整数を表し、好ましくは０〜２の整数を表す。ａ２１が２以上の時、複数のＲ27は同じでも異なっても良く、互いに連結して環を形成しても良い。
Ｘ₂₁ ^-は、ＨＸ₂₁がｐＫａ４以下（水中、２５℃）、好ましくは３以下、より好ましくは２以下の酸となる陰イオンで、好ましくは例えば、クロリド、ブロミド、ヨージド、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、ヘキサフルオロアンチモネート、パークロレート、トリフルオロメタンスルホネート、９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、メタンスルホネート、ベンゼンスルホネート、４−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、トシレート、テトラ（ペンタフルオロフェニル）ボレートなどである。

ジアゾニウム系重合開始剤の具体例としては例えば、ベンゼンジアゾニウム、４−メトキシジアゾニウム、４−メチルジアゾニウムの上記Ｘ21^-塩などが挙げられる。

６）ジアリールヨードニウム塩系重合開始剤
ジアリールヨードニウム塩系重合開始剤は好ましくは以下の一般式（１３）にて表される。

一般式（１３）中、Ｘ₂₁ ^-は一般式（１２）と同義である。Ｒ₂₈、Ｒ₂₉はそれぞれ独立に置換基を表し（以上置換基として好ましくはＲ₂₄にて挙げた置換基の例に同じ）、好ましくは、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基を表す。
ａ２２、ａ２３はそれぞれ独立に０〜５の整数を表し、好ましくは０〜１の整数を表す。ａ２１が２以上の時、複数のＲ₂₈、Ｒ₂₉は同じでも異なっても良く、互いに連結して環を形成しても良い。

ジアリールヨードニウム塩系酸発生剤の具体例としては、ジフェニルヨードニウム、４，４'−ジクロロジフェニルヨードニウム、４，４'−ジメトキシジフェニルヨードニウム、４，４'−ジメチルジフェニルヨードニウム、４，４'−ジ−ｔ−ブチルジフェニルヨードニウム、４，４'−ジ−ｔ−アミルジフェニルヨードニウム、３，３'−ジニトロジフェニルヨードニウム、フェニル（ｐ−メトキシフェニル）ヨードニウム、フェニル（ｐ−オクチルオキシフェニル）ヨードニウム、ビス（ｐ−シアノフェニル）ヨードニウムなどのクロリド、ブロミド、ヨージド、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、ヘキサフルオロアンチモネート、パークロレート、トリフルオロメタンスルホネート、９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、メタンスルホネート、ベンゼンスルホネート、４−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、トシレート、テトラ（ペンタフルオロフェニル）ボレート、パーフルオロブタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネートなどが挙げられる。
また、「マクロモレキュールス（Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ）」，第１０巻，ｐ１３０７（１９７７年）に記載の化合物、特開昭５８−２９８０３号公報、特開平１−２８７１０５号公報、特願平３−５５６９号に記載されているようなジアリールヨードニウム塩類も挙げられる。

７）スルホニウム塩系重合開始剤
スルホニウム塩系重合開始剤は好ましくは以下の一般式（１４）にて表される。

一般式（１４）中、Ｘ₂₁ ^-は一般式（１２）と同義である。Ｒ₃₀、Ｒ₃₁、Ｒ₃₂はそれぞれ独立にアルキル基、アリール基、ヘテロ環基（以上好ましい例はＲ₂₄に同じ）を表し、好ましくは、アルキル基、フェナシル基、アリール基を表す。

スルホニウム塩系重合開始剤の具体例としては、トリフェニルスルホニウム、ジフェニルフェナシルスルホニウム、ジメチルフェナシルスルホニウム、ベンジル−４−ヒドロキシフェニルメチルスルホニウム、４−ターシャリーブチルトリフェニルスルホニウム、トリス（４−メチルフェニル）スルホニウム、トリス（４−メトキシフェニル）スルホニウム、４−フェニルチオトリフェニルスルホニウム、ビス−１−（４−（ジフェニルスルホニウム）フェニル）スルフィドなどのスルホニウム塩のクロリド、ブロミド、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、ヘキサフルオロアルセネート、ヘキサフルオロアンチモネート、パークロレート、トリフルオロメタンスルホネート、９，１０−ジメトキシアントラセン−２−スルホネート、メタンスルホネート、ベンゼンスルホネート、４−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、トシレート、テトラ（ペンタフルオロフェニル）ボレート、パーフルオロブタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネートなどが例示される。

８）ホウ酸塩系重合開始剤
ホウ酸塩系重合開始剤は好ましくは以下の一般式（１５）にて表される。

一般式（１５）中、Ｒ₃₃、Ｒ₃₄、Ｒ₃₅、Ｒ₃₆はそれぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基を表し（以上好ましい例はＲ₂₄に同じ）、好ましくはアルキル基またはアリール基である。ただし、Ｒ₃₃、Ｒ₃₄、Ｒ₃₅、Ｒ₃₆の全てが同時にアリール基となることはない。Ｘ₂₂ ⁺は陽イオンを表す。
より好ましくはＲ₃₃、Ｒ₃₄、Ｒ₃₅はアリール基であり、Ｒ₃₆がアルキル基であり、最も好ましくはＲ₃₃、Ｒ₃₄、Ｒ₃₅はフェニル基であり、Ｒ₃₆はＮ−ブチル基である。

ホウ酸塩系重合開始剤の具体例としては、テトラブチルアンモニウムＮ−ブチルトリフェニルボレート、テトラメチルアンモニウムｓｅｃ−ブチルトリフェニルボレートなどが挙げられる。

９）ジアリールヨードニウム有機ホウ素錯体系重合開始剤
ジアリールヨードニウム有機ホウ素錯体系重合開始剤は好ましくは以下の一般式（１６）にて表される。

一般式（１６）中、Ｒ₂₈、Ｒ₂₉、ａ２２、ａ２３は一般式（１３）と同義であり、Ｒ₃₃、Ｒ₃₄、Ｒ₃₅、Ｒ₃₆は一般式（１５）と同義である。

ジアリールヨードニウム有機ホウ素錯体系重合開始剤の具体例としては以下に示すＩ−１〜Ｉ−３が挙げられる。

さらに、特開平３−７０４号公報記載のジフェニルヨードニウム（Ｎ−ブチル）トリフェニルボレートなどのヨードニウム有機ホウ素錯体も好ましい例として挙げられる。

１０）スルホニウム有機ホウ素錯体系重合開始剤
スルホニウム有機ホウ素錯体系重合開始剤は好ましくは以下の一般式（１７）にて表される。

一般式（１７）中、Ｒ₃₃、Ｒ₃₄、Ｒ₃₅、Ｒ₃₆は一般式（１５）と同義である。Ｒ₃₇、Ｒ₃₈、Ｒ₃₉はそれぞれ独立に、アルキル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基であり（以上好ましい例はＲ24に同じ）、より好ましくはアルキル基、フェナシル基、アリール基、アルケニル基である。Ｒ₃₇、Ｒ₃₈、Ｒ₃₉は互いに連結して環を形成しても良い。Ｒ₄₀は酸素原子もしくは孤立電子対を表す。

スルホニウム有機ホウ素錯体系重合開始剤の具体例としては以下に示すＩ−４〜Ｉ−１０が挙げられる。

さらに、特開平５−２５５３４７号、特開平５−２１３８６１号記載のスルホニウム有機ホウ素錯体も好ましい例として挙げられる。

１１）金属アレーン錯体系重合開始剤
金属アレーン錯体系重合開始剤としては、金属は鉄またはチタンが好ましい。
具体的には、特開平１−５４４４０号、ヨーロッパ特許第１０９８５１号、ヨーロッパ特許第１２６７１２号および「ジャーナル・オブ・イメージング・サイエンス（Ｊ．Ｉｍａｇ．Ｓｃｉ．）」，第３０巻，第１７４頁（１９８６年）記載の鉄アレーン錯体、「オルガノメタリックス（Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃｓ）」，第８巻，第２７３７頁（１９８９年）記載の鉄アレーン有機ホウ素錯体、「Ｐｒｏｇ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ，第２１巻，７〜８頁（１９９６年）記載の鉄アレーン錯体塩、特開昭６１−１５１１９７号公報に記載されるチタセノン類、などが好ましい例として挙げられる。

１２）スルホン酸エステル系重合開始剤
スルホン酸エステル系重合開始剤としては、好ましくはスルホン酸エステル類、スルホン酸ニトロベンジルエステル類、イミドスルホネート類、等を挙げることができる。

スルホン酸エステル類の具体例としては好ましくは、ベンゾイントシレート、ピロガロールトリメシレート、スルホン酸ニトロベンジルエステル類の具体例としては好ましくは、ｏ−ニトロベンジルトシレート、２，６−ジニトロベンジルトシレート、２'，６'−ジニトロベンジル−４−ニトロベンゼンスルホネート、ｐ−ニトロベンジル−９，１０−ジエトキシアントラセン−２−スルホネート、２−ニトロベンジルトリフルオロメチルスルホネート、イミドスルホネート類の具体例として好ましくはＮ−トシルフタル酸イミド、９−フルオレニリデンアミノトシレート、α−シアノベンジリデントシルアミン、等が挙げられる。

１３）その他の重合開始剤
前記１）〜１２）以外の重合開始剤としては、４，４’−ジアジドカルコンのような有機アジド化合物、Ｎ−フェニルグリシンなどの芳香族カルボン酸、ポリハロゲン化合物（ＣＩ₄、ＣＨＩ₃、ＣＢｒＣＩ₃）、１−ベンジル−２−シアノピリジニウム塩ヘキサフルオロアンチモネートのようなピリジニウム塩、フェニルイソオキサゾロン、シラノールアルミニウム錯体、特開平３−２０９４７７号公報に記載されるアルミナート錯体などが挙げられる。

ここで、本実施形態のラジカルまたはカチオン重合開始剤は、
ａ）ラジカル重合を活性化できる重合開始剤
ｂ）カチオン重合のみ活性化できる重合開始剤
ｃ）ラジカル重合とカチオン重合を同時に活性化できる重合開始剤
分類することができる。

ａ）ラジカル重合を活性化できる重合開始剤とは、増感色素または光反応性化合物の励起状態からエネルギー移動または電子移動（増感色素に電子を与えるまたは増感色素から電子を受ける）を行うか、あるいは直接励起によりラジカルを発生し、重合性化合物のラジカル重合を開始することができる重合開始剤のことである。
前記の中では、以下の系がラジカル重合を活性化することができる重合開始剤系である。
１）ケトン系重合開始剤
２）有機過酸化物系重合開始剤
３）ビスイミダゾール系重合開始剤
４）トリハロメチル置換トリアジン系重合開始剤
５）ジアゾニウム塩系重合開始剤
６）ジアリールヨードニウム塩系重合開始剤
７）スルホニウム塩系重合開始剤
８）ホウ酸塩系重合開始剤
９）ジアリールヨードニウム有機ホウ素錯体系重合開始剤
１０）スルホニウム有機ホウ素錯体系重合開始剤
１１）金属アレーン錯体系重合開始剤

ラジカル重合を活性化できる重合開始剤としてより好ましくは、
１）ケトン系重合開始剤
３）ビスイミダゾール系重合開始剤
４）トリハロメチル置換トリアジン系重合開始剤
６）ジアリールヨードニウム塩系重合開始剤
７）スルホニウム塩系重合開始剤
が挙げられ、さらに好ましくは、
３）ビスイミダゾール系重合開始剤
６）ジアリールヨードニウム塩系重合開始剤
７）スルホニウム塩系重合開始剤
が挙げられる。

カチオン重合のみ活性化できる重合開始剤とは、増感色素または光反応性化合物の励起状態からエネルギー移動または電子移動を行うか、あるいは直接励起によりラジカルを発生することなく酸（ブレンステッド酸またはルイス酸）を発生し、酸により重合性化合物のカチオン重合を開始することができる重合開始剤のことである。

前記の系の中では、１２）スルホン酸エステル系重合開始剤がカチオン重合のみを活性化することができる重合開始剤系である。

なお、カチオン重合開始剤としては、例えば「ＵＶ硬化；科学と技術（ＵＶ ＣＵＲＩＮＧ；ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ）」［ｐ．２３〜７６、Ｓ．ピーター・パーパス（Ｓ．ＰＥＴＥＲ ＰＡＰＰＡＳ）編集、ア・テクノロジー・マーケッティング・パブリケーション（Ａ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＭＡＲＫＥＴＩＮＧ ＰＵＢＬＩＣＡＴＩＯＮ）］及び「コメンツ・インオーグ．ケム．（ＣｏｍｍｅＮｔｓ ＩＮｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．）」［Ｂ．クリンゲルト、Ｍ．リーディーカー及びＡ．ロロフ（Ｂ．ＫＬＩＮＧＥＲＴ、Ｍ．ＲＩＥＤＩＫＥＲ ａＮｄ Ａ．ＲＯＬＯＦＦ）、第７巻、Ｎｏ．３、ｐ１０９−１３８（１９８８）］などに記載されているものを用いることもできる。

ラジカル重合とカチオン重合を同時に活性化できる重合開始剤とは、増感色素または光反応性化合物の励起状態からエネルギー移動または電子移動を行うか、あるいは直接励起によりラジカルまたは酸（ブレンステッド酸またはルイス酸）を同時発生し、発生するラジカルにより重合性化合物のラジカル重合を、また発生する酸により重合性化合物のカチオン重合を開始することができる重合開始剤のことである。

前記の系の中では、以下の系がラジカル重合とカチオン重合を同時に活性化できる重合開始剤系である。
４）トリハロメチル置換トリアジン系重合開始剤
５）ジアゾニウム塩系重合開始剤
６）ジアリールヨードニウム塩系重合開始剤
７）スルホニウム塩系重合開始剤
１３）金属アレーン錯体系重合開始剤

ラジカル重合とカチオン重合を活性化できる重合開始剤として好ましくは、
６）ジアリールヨードニウム塩系重合開始剤
７）スルホニウム塩系重合開始剤
を挙げることができる。

次に、本実施形態のアニオン重合開始剤について述べる。本実施形態のアニオン重合開始剤は、好ましくは塩基（ブレンステッド塩基またはルイス塩基）を発生してアニオン重合を開始できる塩基発生剤のことである。
その際、塩基発生剤とは、増感色素または光反応性化合物励起状態からのエネルギー移動または電子移動か、あるいは直接励起により塩基を発生することができる化合物である。塩基発生剤は暗所では安定であることが好ましい。本実施形態における塩基発生剤は、増感色素または光反応性化合物励起状態からの電子移動により塩基を発生することができる化合物であることが好ましい。
本実施形態の塩基発生剤は、光によりブレンステッド塩基を発生することが好ましく、有機塩基を発生することがさらに好ましく、有機塩基としてアミン類を発生することが特に好ましい。

本実施形態のアニオン重合開始剤、つまり塩基発生剤として好ましくは、次の化学式３２に示す一般式（２−１）〜（２−４）で表される。なお、これらの塩基発生剤は、必要に応じて任意の比率で２種以上の混合物として用いてもよい。

一般式（２−１）または（２−２）にて、Ｒ₁、Ｒ₂はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基（好ましくは炭素原子数（以下Ｃ数という）１〜２０、例えば、メチル、エチル、Ｎ−プロピル、イソプロピル、Ｎ−ブチル、Ｎ−ペンチル、Ｎ−オクタデシル、ベンジル、３−スルホプロピル、４−スルホブチル、カルボキシメチル、５−カルボキシペンチル）、アルケニル基（好ましくはＣ数２〜２０、例えば、ビニル、アリル、２−ブテニル、１，３−ブタジエニル）、シクロアルキル基（好ましくはＣ数３〜２０、例えばシクロペンチル、シクロヘキシル）、アリール基（好ましくはＣ数６〜２０、例えば、フェニル、２−クロロフェニル、４−メトキシフェニル、３−メチルフェニル、１−ナフチル、２−ナフチル）、ヘテロ環基（好ましくはＣ数１〜２０、例えば、ピリジル、チエニル、フリル、チアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、ピロリジノ、ピペリジノ、モルホリノ）のいずれかを表し、より好ましくは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基を表し、さらに好ましくは、水素原子、メチル基、エチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基を表す。
Ｒ₁、Ｒ₂は互いに連結して環を形成しても良く、形成するヘテロ環として好ましくは、ピペリジン環、ピロリジン環、ピペラジン環、モロホリン環、ピリジン環、キノリン環、イミダゾール環であり、より好ましくは、ピペリジン環、ピロリジン環、イミダゾール環であり、最も好ましくはピペリジン環である。
Ｒ₁、Ｒ₂のより好ましい組み合わせとしては、Ｒ₁が置換しても良いシクロヘキシル基でＲ₂が水素原子、Ｒ₁が置換しても良いアルキル基でＲ₂が水素原子、Ｒ₁、Ｒ₂が連結してピペリジン環またはイミダゾール環を形成、等が挙げられる。

一般式（２−１）又は（２−２）にて、Ｎ１は０または１であり、好ましくは１である。
一般式（２−１）にて、Ｒ₃はそれぞれ独立に置換基を表し、置換基として好ましい例は例えば、アルキル基（好ましくはＣ数１〜２０、例えば、メチル、エチル、Ｎ−プロピル、イソプロピル、Ｎ−ブチル、Ｎ−ペンチル、ベンジル、３−スルホプロピル、４−スルホブチル、カルボキシメチル、５−カルボキシペンチル）、アルケニル基（好ましくはＣ数２〜２０、例えば、ビニル、アリル、２−ブテニル、１，３−ブタジエニル）、シクロアルキル基（好ましくはＣ数３〜２０、例えばシクロペンチル、シクロヘキシル）、アリール基（好ましくはＣ数６〜２０、例えば、フェニル、２−クロロフェニル、４−メトキシフェニル、３−メチルフェニル、１−ナフチル）、ヘテロ環基（好ましくはＣ数１〜２０、例えば、ピリジル、チエニル、フリル、チアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、ピロリジノ、ピペリジノ、モルホリノ）、アルキニル基（好ましくはＣ数２〜２０、例えば、エチニル、２−プロピニル、１，３−ブタジイニル、２−フェニルエチニル）、ハロゲン原子（例えば、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、アミノ基（好ましくはＣ数０〜２０、例えば、アミノ、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジブチルアミノ、アニリノ）、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、カルボキシル基、スルホ基、ホスホン酸基、アシル基（好ましくはＣ数１〜２０、例えば、アセチル、ベンゾイル、サリチロイル、ピバロイル）、アルコキシ基（好ましくはＣ数１〜２０、例えば、メトキシ、ブトキシ、シクロヘキシルオキシ）、アリールオキシ基（好ましくはＣ数６〜２６、例えば、フェノキシ、１−ナフトキシ）、アルキルチオ基（好ましくはＣ数１〜２０、例えば、メチルチオ、エチルチオ）、アリールチオ基（好ましくはＣ数６〜２０、例えば、フェニルチオ、４−クロロフェニルチオ）、アルキルスルホニル基（好ましくはＣ数１〜２０、例えば、メタンスルホニル、ブタンスルホニル）、アリールスルホニル基（好ましくはＣ数６〜２０、例えば、ベンゼンスルホニル、パラトルエンンスルホニル）、スルファモイル基（好ましくはＣ数０〜２０、例えばスルファモイル、Ｎ−メチルスルファモイル、Ｎ−フェニルスルファモイル）、カルバモイル基（好ましくはＣ数１〜２０、例えば、カルバモイル、Ｎ−メチルカルバモイル、Ｎ、Ｎ−ジメチルカルバモイル、Ｎ−フェニルカルバモイル）、アシルアミノ基（好ましくはＣ数１〜２０、例えばアセチルアミノ、ベンゾイルアミノ）、イミノ基（好ましくはＣ数２〜２０、例えばフタルイミノ）、アシルオキシ基（好ましくはＣ数１〜２０、例えばアセチルオキシ、ベンゾイルオキシ）、アルコキシカルボニル基（好ましくはＣ数２〜２０、例えば、メトキシカルボニル、フェノキシカルボニル）、カルバモイルアミノ基（好ましくはＣ数１〜２０、例えばカルバモイルアミノ、Ｎ−メチルカルバモイルアミノ、Ｎ−フェニルカルバモイルアミノ）、であり、より好ましくは、アルキル基、アリール基、ヘテロ環基、ハロゲン原子、アミノ基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、スルホ基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールスルホニル基、スルファモイル基、カルバモイル基、アルコキシカルボニル基である。

一般式（２−１）にて、Ｒ₃はニトロ基またはアルコキシ基であることが好ましく、ニトロ基またはメトキシ基であることがより好ましく、ニトロ基であることが最も好ましい。
一般式（２−１）にて、Ｎ２は０〜５の整数であり、好ましくは０〜３の整数であり、より好ましくは１または２である。Ｎ２が２以上の時、複数のＲ₃は同じでも異なっても良く、連結して環を形成しても良く、形成する環として好ましくはベンゼン環、ナフタレン環等が挙げられる。
一般式（２−１）にて、Ｒ₃がニトロ基である時、２位または２，６位に置換することが好ましく、Ｒ₃がアルコキシ基である時、３、５位に置換することが好ましい。

一般式（２−１）にて、Ｒ₄、Ｒ₅はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し（置換基として好ましくはＲ₃にて挙げた置換基の例に同じ）好ましい例はＲ₃に同じ）、好ましくは、水素原子、アルキル基、アリール基のいずれかを表し、より好ましくは水素原子、メチル基、２−ニトロフェニル基のいずれかを表す。
Ｒ₄、Ｒ₅のより好ましい組み合わせとしては、Ｒ₄、Ｒ₅共水素原子、Ｒ₄がメチル基でＲ₅が水素原子、Ｒ₄、Ｒ₅共メチル基、Ｒ₄が２−ニトロフェニル基でＲ₅が水素原子、等が挙げられ、さらに好ましくはＲ₄、Ｒ₅共水素原子である。

一般式（２−２）にて、Ｒ₆、Ｒ₇は置換基を表し（置換基として好ましくはＲ₃にて挙げた置換基の例に同じ）、好ましくは、アルコキシ基、アルキルチオ基、ニトロ基、アルキル基を表し、より好ましくはメトキシ基を表す。
一般式（２−２）にて、Ｎ３、Ｎ４はそれぞれ独立に０〜５の整数を表し、好ましくは０〜２の整数を表す。Ｎ３、Ｎ４が２以上の時、複数のＲ₆、Ｒ₇は同じでも異なっても良く、連結して環を形成しても良く、形成する環として好ましくはベンゼン環、ナフタレン環等が挙げられる。
一般式（２−２）にて、Ｒ₆は３、５位に置換したアルコキシ基であることがより好ましく、３、５位に置換したメトキシ基であることがさらに好ましい。

一般式（２−２）にて、Ｒ₈は水素原子または置換基を表し（置換基として好ましくはR₃にて挙げた置換基の例に同じ）、好ましくは水素原子またはアリール基であり、より好ましくは水素原子である。

一般式（２−３）にて、Ｒ₉は置換基を表し（置換基として好ましくはＲ₃にて挙げた置換基の例に同じ）、好ましくはアルキル基、アリール基、ベンジル基、アミノ基であり、より好ましくは置換しても良いアルキル基、ｔ−ブチル基、フェニル基、ベンジル基、置換しても良いアニリノ基、シクロヘキシルアミノ基を表す。
なお、一般式（２−３）で表される化合物はＲ₉からポリマー鎖に連結した化合物であっても良い。

一般式（２−３）にて、Ｒ₁₀、Ｒ₁₁はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表し（置換基として好ましくはＲ₃ にて挙げた置換基の例に同じ）、好ましくはアルキル基またはアリール基を表し、より好ましくはメチル基、フェニル基、２−ナフチル基を表す。
Ｒ₁₀、Ｒ₁₁は互いに連結して環を形成しても良く、形成する環としては例えばフルオレン環が好ましい。

一般式（２−４）にて、Ｒ₁₂はアリール基またはヘテロ環基を表し、より好ましくは下記アリール基またはヘテロ環基である。

一般式（２−４）にて、Ｒ₁₃、Ｒ₁₄、Ｒ₁₅はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロ環基（以上好ましい例はＲ₁、Ｒ₂に同じ）のいずれかを表し、好ましくはアルキル基を表し、より好ましくはブチル基を表す。なお、Ｒ₁₃、Ｒ₁₄、Ｒ₁₅は互いに連結して環を形成しても良く、形成するヘテロ環として好ましくは、ピペリジン環、ピロリジン環、ピペラジン環、モロホリン環、ピリジン環、キノリン環、イミダゾール環であり、より好ましくは、ピペリジン環、ピロリジン環、イミダゾール環である。

一般式（２−４）にて、Ｒ₁₆、Ｒ₁₇、Ｒ₁₈、Ｒ₁₉はそれぞれ独立にアルキル基またはアリール基を表し、Ｒ₁₆、Ｒ₁₇、Ｒ₁₈はフェニル基であり、Ｒ₁₉はＮ−ブチル基またはフェニル基であることがより好ましい。

本実施形態の塩基発生剤は一般式（２−１）または（２−３）で表されることが好ましく、一般式（２−１）で表されることがより好ましい。

以下に、本実施形態の塩基発生剤の好ましい具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。

本実施形態のホログラム記録材料においては、バインダーが好ましく用いられる。バインダーは組成物の成膜性、膜厚の均一性、保存時安定性を向上させる等の目的で通常使用される。バインダーとしては、液晶性化合物、重合開始剤、光反応性化合物、増感色素等と相溶性の良いものが好ましい。
バインダーとしては、溶媒可溶性の熱可塑性重合体が好ましく、単独又は互いに組合せて使用することができる。

バインダーは反応性部位を有して、架橋剤や重合性モノマーやオリゴマーと反応して架橋、硬膜等されても良い。その際の反応性部位としては、ラジカル反応性部位として、アクリル基、メタクリル基に代表されるエチレン性不飽和基、カチオン反応性部位としてオキシラン化合物、オキセタン化合物、ビニルエーテル基、縮重合反応部位としてカルボン酸、アルコール、アミン等が好ましく挙げられる。

本実施形態に用いるバインダーとして好ましくは例えば、アクリレート及びアルファ−アルキルアクリレートエステル及び酸性重合体及びインターポリマー（例えばポリメタクリル酸メチル及びポリメタクリル酸エチル，メチルメタクリレートと他の（メタ）アクリル酸アルキルエステルの共重合体）、ポリビニルエステル（例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリ酢酸／アクリル酸ビニル、ポリ酢酸／メタクリル酸ビニル及び加水分解型ポリ酢酸ビニル）、エチレン／酢酸ビニル共重合体、飽和及び不飽和ポリウレタン、ブタジエン及びイソプレン重合体及び共重合体及びほぼ４，０００〜１，０００，０００の重量平均分子量を有するポリグリコールの高分子量ポリ酸化エチレン、エポキシ化物（例えば、アクリレート又はメタクリレート基を有するエポキシ化物）、ポリアミド（例えば、Ｎ−メトキシメチルポリヘキサメチレンアジパミド）、セルロースエステル（例えば、セルロースアセテート、セルロースアセテートサクシネート及びセルロースアセテートブチレート）、セルロースエーテル（例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルベンジルセルロース）、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール（ポリビニルブチラール及びポリビニルホルマール）、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、適当なバインダーとして機能する酸含有重合体及び共重合体として、米国特許３，４５８，３１１中及び米国特許４，２７３，８５７中に開示されているものなどが挙げられる。

さらに、ポリスチレン重合体、並びに例えばアクリロニトリル、無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸及びそのエステルとの共重合体、塩化ビニリデン共重合体（例えば、塩化ビニリデン／アクリロニトリル共重合体、ビニリデンクロリド／メタクリレート共重合体、塩化ビニリデン／酢酸ビニル共重合体）、ポリ塩化ビニル及び共重合体（例えば、ポリビニルクロリド／アセテート、塩化ビニル／アクリロニトリル共重合体）、ポリビニルベンザル合成ゴム（例えば、ブタジエン／アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合体、メタクリレート／アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合体、２−クロロブタジエン−１，３重合体、塩素化ゴム、スチレン／ブタジエン／スチレン、スチレン／イソプレン／スチレンブロック共重合体）、コポリエステル（例えば、式ＨＯ（ＣＨ₂）ＮＯＨ（式中Ｎは、２〜１０の整数である）のポリメチレングリコール、並びに（１）ヘキサヒドロテレフタル酸、セバシン酸及びテレフタル酸、（２）テレフタル酸、イソフタル酸及びセバシン酸、（３）テレフタル酸及びセバシン酸、（４）テレフタル酸及びイソフタル酸の反応生成物から製造されたもの、並びに（５）該グリコール及び（ｉ）テレフタル酸、イソフタル酸及びセバシン酸及び（ｉｉ）テレフタル酸、イソフタル酸、セバシン酸及びアジピン酸から製造されたコポリエステルの混合物）、ポリＮ−ビニルカルバゾール及びその共重合体、並びにＨ．カモガワらにによりＪｏｕｒＮａｌ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ ＳｃｉｅＮｃｅ，Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ＥｄｉｔｉｏＮ，１８巻，９〜１８頁（１９７９）中に開示されているようなカルバゾール含有重合体、ビスフェノールと炭酸エステルからなるポリカーボネートなどが挙げられる。

また、フッ素原子含有高分子も低屈折率バインダーとして好ましい。好ましいものとしては、フルオロオレフィンを必須成分とし、アルキルビニルエーテル、アリサイクリックビニルエーテル、ヒドロキシビニルエーテル、オレフィン、ハロオレフィン、不飽和カルボン酸およびそのエステル、およびカルボン酸ビニルエステルから選ばれる１種もしくは２種以上の不飽和単量体を共重合成分とする有機溶媒に可溶性の重合体である。好ましくは、その重量平均分子量が５，０００から２００，０００で、またフッ素原子含有量が５ないし７０質量％であることが望ましい。

フッ素原子含有高分子におけるフルオロオレフィンとしては、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデンなどが使用される。また、他の共重合成分であるアルキルビニルエーテルとしては、エチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、Ｎ−ブチルビニルエーテルなど、アリサイクリックビニルエーテルとしてはシクロヘキシルビニルエーテルおよびその誘導体、ヒドロキシビニルエーテルとしてはヒドロキシブチルビニルエーテルなど、オレフィンおよびハロオレフィンとしてはエチレン、プロピレン、イソブチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデンなど、カルボン酸ビニルエステルとしては酢酸ビニル、Ｎ−酪酸ビニルなど、また不飽和カルボン酸およびそのエステルとしては（メタ）アクリル酸、クロトン酸などの不飽和カルボン酸、および（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸ラウリルなどの（メタ）アクリル酸のＣ１からＣ１８のアルキルエステル類、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸のＣ２からＣ８のヒドロキシアルキルエステル類、およびＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレートなどが挙げられる。これらラジカル重合性単量体はそれぞれ単独でも、また２種以上組み合わせて使用しても良く、更に必要に応じて該単量体の一部を他のラジカル重合性単量体、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、（メタ）アクリロニトリルなどのビニル化合物と代替しても良い。また、その他の単量体誘導体として、カルボン酸基含有のフルオロオレフィン、グリシジル基含有ビニルエーテルなども使用可能である。

前記したフッ素原子含有高分子の具体例として、例えば水酸基を有する有機溶媒可溶性の「ルミフロン」シリーズ（例えばルミフロンＬＦ２００、重量平均分子量：約５０，０００、旭硝子社製）が挙げられる。この他にも、ダイキン工業（株）、セントラル硝子（株）、ペンウオルト社などからも有機溶媒可溶性のフッ素原子含有高分子が上市されており、これらも使用することができる。

なお、先述した光反応性化合物が高分子化合物の時はバインダーとしての機能を兼ねることも好ましく、その際は特に光反応性化合物がペンダントされた高分子化合物であることが好ましい。
その場合、バインダーが低分子液晶の配向制御のために用いられることが好ましい。

本実施形態のホログラム記録材料は、必要により電子供与性化合物、電子受容性化合物、重合性モノマー、重合性オリゴマー、架橋剤、熱安定剤、可塑剤、溶媒等の添加物を適宜用いることができる。

本実施形態のホログラム記録材料に増感色素を使用する際は、増感色素のラジカルカチオンを還元する能力を有する電子供与性化合物、もしくは増感色素のラジカルアニオンを酸化する能力を有する電子受容性化合物を好ましく用いることができる。

電子供与性化合物として好ましくは例えば、アルキルアミン類（好ましくは例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、Ｎ、Ｎ−ジメチルドデシルアミン、トリエタノールアミン、トリエトキシエチルアミン）、アニリン類（好ましくは例えば、Ｎ、Ｎ−ジオクチルアニリン、Ｎ、Ｎ−ジメチルアニリン、４−メトキシ−Ｎ、Ｎ−ジブチルアニリン、２−メトキシ−Ｎ、Ｎ −ジブチルアニリン）、フェニレンジアミン類（好ましくは例えば、Ｎ、Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−テトラメチル−１，４−フェニレンジアミン、Ｎ、Ｎ、Ｎ’、Ｎ’−テトラメチル−１，２−フェニレンジアミン、Ｎ、Ｎ、Ｎ’、Ｎ’―テトラエチル−１，３−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジブチルフェニレンジアミン）、トリフェニルアミン類（好ましくは例えばトリフェニルアミン、トリ（４−メトキシフェニル）アミン、トリ（４−ジメチルアミノフェニル）アミン、ＴＰＤ）、カルバゾール類（好ましくは例えば、Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−エチルカルバゾール）、フェノチアジン類（好ましくは例えば、Ｎ−メチルフェノチアジン、Ｎ−フェニルフェノチアジン）、フェノキサジン類（好ましくは例えば、Ｎ−メチルフェノキサジン、Ｎ−フェニルフェノキサジン）、フェナジン類（好ましくは例えば、Ｎ、Ｎ’−ジメチルフェナジン、Ｎ、Ｎ’−ジフェニルフェナジン）、ハイドロキノン類（好ましくは例えば、ハイドロキノン、２，５−ジメチルハイドロキノン、２，５−ジクロロハイドロキノン、２，３，４，５−テトラクロロハイドロキノン、２、６−ジクロロ−３、５−ジシアノハイドロキノン、２、３−ジクロロ−５、６−ジシアノハイドロキノン、１，４−ジヒドロキシナフタレン、９，１０−ジヒドロキシアントラセン）、カテコール類（好ましくは例えば、カテコール、１，２，４−トリヒドロキシベンゼン）、アルコキシベンゼン類（好ましくは例えば、１，２−ジメトキシベンゼン、１，２−ジブトキシベンゼン、１，２，４−トリブトキシベンゼン、１，４−ジヘキシルオキシベンゼン）、アミノフェノール類（好ましくは例えば、４−（Ｎ、Ｎ−ジエチルアミノ）フェノール、Ｎ−オクチルアミノフェノール）、イミダゾール類（好ましくは例えば、イミダゾール、Ｎ−メチルイミダゾール、Ｎ−オクチルイミダゾール、Ｎ−ブチル−２−メチルイミダゾール）、ピリジン類（好ましくは例えばピリジン、ピコリン、ルチジン、４−ｔ−ブチルピリジン、４−オクチルオキシピリジン、４−（Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノ）ピリジン、４−（Ｎ、Ｎ−ジブチルアミノ）ピリジン、２−（Ｎ−オクチルアミノ）ピリジン）、メタロセン類（好ましくは例えば、フェロセン、チタノセン、ルテノセン）、金属錯体類（好ましくは例えば、Ｒｕビスビピリジン錯体類、Ｃｕフェナントロリン錯体類、Ｃｏトリスビピリジン錯体類、ＦｅＥＤＴＡ錯体類、他にもＲｕ、Ｆｅ、Ｒｅ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｗ、Ｍｏ、ＣＲ、ＭＮ、ＩＲ、Ａｇ錯体等）、半導体微粒子（好ましくは例えば、Ｓｉ、ＣｄＳｅ、ＧａＰ、ＰｂＳ、ＺＮＳ）等が挙げられる。電子供与性化合物としてはより好ましくはフェノチアジン類が挙げられ、最も好ましくはＮ−メチルフェノチアジンが挙げられる。

一方、電子受容性化合物として好ましくは例えば、電子求引性基が導入された芳香族化合物（好ましくは例えば、１，４−ジニトロベンゼン、１，４−ジシアノベンゼン、４，５−ジクロロ−１，２−ジシアノベンゼン、４−ニトロ−１，２−ジシアノベンゼン、４−オクタンスルホニル−１，２−ジシアノベンゼン、１，１０−ジシアノアントラセン）、ヘテロ環化合物または電子求引性基が導入されたヘテロ環化合物（好ましくは例えば、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、ジクロロピラジン、３−シアノピラゾール、４，５−ジシアノ−１−メチル−２−オクタノイルアミノイミダゾール、４，５−ジシアノ−イミダゾール、２，４−ジメチル−１，３，４−チアジアゾール、５−クロロ−３−フェニル−１，２，４−チアジアゾール、１，３，４−オキサジアゾール、２−クロロベンゾチアゾール、Ｎ−ブチル−１，２，４−トリアゾール）、Ｎ−アルキルピリジニウム塩類（好ましくは例えば、Ｎ−ブチルピリジニウムヨージド、Ｎ−ブチルピリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ−ブチル−３−エトキシカルボニル−ピリジニウムブタンスルホネート、Ｎ−オクチル−３−カルバモイルピリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルビオローゲンジ（ヘキサフルオロホスフェート）、Ｎ，Ｎ−ジフェニルビオローゲンビス（ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド），ベンゾキノン類（好ましくは例えば，ベンゾキノン、２，５−ジメチルベンゾキノン、２，５−ジクロロベンゾキノン、２，３，４，５−テトラクロロベンゾキノン、２，６−ジクロロ−３，５−ジシアノベンゾキノン、２，３−ジクロロ−５，６−ジシアノベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノン）、イミド類（好ましくは例えば、Ｎ，Ｎ’−ジオクチルピロメリットイミド、４−ニトロ−Ｎ−オクチルフタルイミド）、金属錯体類（好ましくは例えば、Ｒｕトリスビピリジン錯体類、Ｒｕビスビピリジン錯体類、Ｃｏトリスビピリジン錯体類、ＣＲトリスビピリジン錯体類、ＰｔＣｌ6錯体類、他にもＲｕ、Ｆｅ、Ｒｅ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｗ、Ｍｏ、ＣＲ、ＭＮ、ＩＲ、Ａｇ錯体等）、半導体微粒子（好ましくは例えば、ＴｉＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＺＮＯ、ＳＮＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＷＯ₃ ）等が挙げられる。

電子供与性化合物の酸化電位は増感色素の酸化電位、もしくは増感色素の励起状態の還元電位よりも卑（マイナス側）であることが好ましく、電子受容性化合物の還元電位は増感色素の還元電位、もしくは増感色素の励起状態の酸化電位よりも貴（プラス側）であることが好ましい。

重合性モノマー、重合性オリゴマー、架橋剤を本実施形態のホログラム記録材料に用いる際の好ましい例としては例えば、特願２００３−８２７３２号に記載のものが挙げられる。

本実施形態のホログラム記録材料は連鎖移動剤を用いる方が好ましい場合がある。好ましい連鎖移動剤としてはチオール類であり、例えば、２−メルカプトベンズオキサゾール、２−メルカプトベンズチアゾール、２−メルカプトベンズイミダゾール、４−メチル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−チオール、４，４−チオビスベンゼンチオール、ｐ−ブロモベンゼンチオール、チオシアヌル酸、１，４−ビス（メルカプトメチル）ベンゼン、ｐ−トルエンチオールなど、また、ＵＳＰ第４４１４３１２号や特開昭６４−１３１４４号記載のチオール類、特開平２−２９１５６１号記載のジスルフィド類、ＵＳＰ第３５５８３２２号や特開昭６４−１７０４８号記載のチオン類、特開平２−２９１５６０号記載のＯ−アシルチオヒドロキサメートやＮ−アルコキシピリジンチオン類なども挙げられる。
特に重合開始剤が２，４，５−トリフェニルイミダゾリルダイマーの場合は連鎖移動剤を用いることが好ましい。
連鎖移動剤の使用量は、組成物全体に対して１．０〜３０質量％が好ましい。

本実施形態のホログラム記録材料には、保存時の保存性を向上させるために熱安定剤を添加することができる。

有用な熱安定剤にはハイドロキノン、フェニドン、ｐ−メトキシフェノール、アルキルおよびアリール置換されたハイドロキノンとキノン、カテコール、ｔ−ブチルカテコール、ピロガロール、２−ナフトール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、フェノチアジン、およびクロルアニールなどが含まれる。Ｐａｚｏｓ氏の米国特許第４，１６８，９８２号中に述べられた、ジニトロソダイマ類もまた有用である。

可塑剤はホログラム記録材料の接着性、柔軟性、硬さ、およびその他の機械的諸特性を変えるために用いられる。可塑剤としては例えば、トリエチレングリコールジカプリレート、トリエチレングリコールビス（２−エチルヘキサノエート）、テトラエチレングリコールジヘプタノエート、ジエチルセバケート、ジブチルスベレート、トリス（２−エチルヘキシル）ホスフェート、トリクレジルホスフェート、ジブチルフタレート、アルコール類、フェノール類等が挙げられる。

本実施形態のホログラム記録材料及び組成物中の各成分の割合は、一般的に組成物の全質量を基準に以下の％の範囲内であることが好ましい。
バインダー：好ましくは０〜９５質量％、より好ましくは０〜７０質量％、
液晶性化合物：好ましくは１０〜９９質量％、より好ましくは３０〜９９質量％、
光反応性化合物：好ましくは０．１〜３０質量％、より好ましくは１〜１０質量％
重合開始剤：好ましくは０．１〜２０質量％、より好ましくは１〜１０質量％
増感色素：好ましくは０〜１０質量％、より好ましくは０．１〜５質量％

本実施形態のホログラム記録材料は通常の方法で調製されてよい。
例えば本実施形態のホログラム記録材料の製膜方法としては、前記バインダーや各成分を溶媒等に溶かしてスピンコーターまたはバーコーター等を用いて塗布しても良い。
その際、溶媒としては好ましくは例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールジアセテート、乳酸エチル、セロソルブアセテートなどのエステル系溶媒、シクロヘキサン、トルエン、キシレンなどの炭化水素系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチルエーテルなどのエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ジメチルセロソルブなどのセロソルブ系溶媒、メタノール、エタノール、Ｎ−プロパノール、２−プロパノール、Ｎ−ブタノール、ジアセトンアルコールなどのアルコール系溶媒、２，２，３，３−テトラフルオロプロパノールなどのフッ素系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素系溶媒、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリルなどのニトリル系溶媒などが挙げられる。

本実施形態のホログラム記録材料は、スピンコーター、ロールコーターまたはバーコーターなどを用いることによって基板上に直接塗布することも、あるいはフィルムとしてキャストしついで通常の方法により基板にラミネートすることもでき、それらによりホログラム記録材料とすることができる。
ここで、「基板」とは、任意の天然又は合成支持体、好適には柔軟性又は剛性フィルム、シートまたは板の形態で存在することができるものを意味する。
基板として好ましくは、ポリエチレンテレフタレート、樹脂下塗り型ポリエチレンテレフタレート、火炎又は静電気放電処理されたポリエチレンテレフタレート、セルロースアセテート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ガラス等である。
使用した溶媒は乾燥時に蒸発除去することができる。蒸発除去には加熱や減圧を用いても良い。

また、本実施形態のホログラム記録材料は、各成分を含むバインダーをバインダーのガラス転移温度または融点以上の温度にしてメルトさせ溶融押し出しまたは射出成型して製膜しても良い。その際、バインダーとして反応性架橋バインダーを使用し、押し出しまたは成型後に架橋させて膜を硬化させ、膜強度を増しても良い。その場合、架橋反応にはラジカル重合反応、カチオン重合反応、縮合重合反応、付加重合反応等が使用できる。また、特開２０００−２５０３８２号、特開２０００−１７２１５４号等記載の方法も好ましく使用することができる。
また、バインダーを形成するモノマー溶液に各成分を溶解させておいた上でモノマーを熱重合または光重合させてポリマーとし、バインダーとして使用する方法も好ましく使用できる。その際の重合法としても、ラジカル重合反応、カチオン重合反応、縮合重合反応、付加重合反応等が使用できる。

本実施形態において、液晶性化合物を配向させるために基板に配向膜を用いても良い。配向膜はラビング処理されたものでも光配向処理されたものでも良い。ラビングによる配向膜としては例えばポリビニルアルコール、ポリイミドなどが挙げられる。光配向による配向膜としては例えば「液晶」１９９９年、３巻、３頁に記載のものが挙げられる。また、「応用物理」１９９３年，６２巻，９９８頁、「高分子加工」２０００年，４９巻，５０頁記載のいわゆる「コマンドサーフェス」を用いることもできる。

さらに、ホログラム記録材料の上に、酸素遮断のための保護層を形成してもよい。保護層は、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレートまたはセロファンフィルムなどのプラスチック製のフィルムまたは板を静電的な密着、押し出し機を使った積層等により貼合わせるか、前記ポリマーの溶液を塗布してもよい。また、ガラス板を貼合わせてもよい。また、保護層と感光膜の間および／または、基材と感光膜の間に、気密性を高めるために粘着剤または液状物質を存在させてもよい。

本実施形態のホログラム記録材料をホログラフィック光メモリ用途に用いる場合、ホログラム記録材料はホログラム記録前後で収縮等が起こらない方が信号再生時のＳ／Ｎ向上の点でより好ましい。
そのため、例えば本実施形態のホログラム記録材料に特開２０００−８６９１４号記載の膨張剤を用いたり、特開２０００−２５０３８２号、２０００−１７２１５４、特開平１１−３４４９１７号記載の耐収縮性のあるバインダーを用いることも好ましい。
また、特開平３−４６６８７号、５−２０４２８８号、特表平９−５０６４４１号等記載の拡散要素を用いて干渉縞間隔を調節することも好ましい。

なお、本実施形態のホログラム記録材料を光記録媒体に用いる際は、保存時ホログラム記録材料は遮光カートリッジ内に保存されていることが好ましい。
また、記録光及び再生光波長以外の紫外光、可視光、赤外光の波長域の一部をカットすることができる遮光フィルターをホログラム記録材料の表面、裏面またはその両面に備え付けていることも好ましい。

本実施形態のホログラム記録材料を光記録媒体に用いる際は、光記録媒体はディスク状でもカード状でもテープ状であっても良くいかなる形状であっても良い。

さらに、本実施形態のホログラム記録材料は、光記録媒体の他にも、３次元ディスプレイホログラム、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ、例えば、自動車搭載用のヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、光ディスク用ピックアップレンズ、ヘッドマウントディスプレイ、液晶用カラーフィルター、反射型液晶反射板、レンズ、回折格子、干渉フィルター、光ファイバー用結合器、ファクシミリ用光偏光器、建築用窓ガラス）、書籍、雑誌等の表紙、ＰＯＰなどのディスプレイ、ギフト、偽造防止用のセキュリティ目的としてクレジットカード、紙幣、包装などに好ましく用いることができる。

以下に本実施形態の実施例を説明するが、本発明はこれに限定されるわけではない。

赤色灯下にて、表１に示した増感色素、電子供与性化合物、光反応性化合物、重合開始剤（＋連鎖移動剤）、重合性基を有する液晶性化合物、バインダーを２〜４倍重量の塩化メチレンに溶解し（必要によりアセトニトリル、アセトン、メタノールも併用した）、ホログラム記録材料組成物１０１〜１０６を調液した。なお表１にて％は質量％を表す。

このホログラム記録材料用組成物１０１〜１０６を厚さが約８０μｍになるようにブレードを用いてガラス基板に塗布（必要なら重ね塗り）し、感光層を形成した後、４０℃で３分間加熱乾燥して溶媒を留去した。さらに感光層上をTAC膜で覆うことにより、ホログラム記録材料１０１〜１０６を作製した。

図１（ａ）に、上記のホログラム記録材料１０１〜１０６で形成した光記録媒体の一例を示す。本実施例に係る光記録媒体１０は、ガラス基板などの透明基板１１の一面側に、上述した実施形態で説明したホログラム記録材料でなる偏光感応層１２を形成し、偏光感応型の光記録媒体１０を構成する。この場合、記録時の信号光１および参照光２は、図示するように偏光感応層１２側から照射する。
体積型（３次元）の記録を実現するには、偏光感応層１２の厚みは、少なくとも１０μｍ程度必要であるとともに、大きい方が望ましい。その厚みを１ｍｍにすると、ＣＤ−ＲＯＭの１００枚程度の記録容量を得ることができる。

図１（ｂ）は、光記録媒体の他の実施例を示し、光記録媒体１０全体を、上述した実施形態で詳述したホログラム記録材料を用いて偏光感応層１２で形成する。この場合の偏光感応層１２、すなわち光記録媒体１０の厚みは、図１（ａ）の偏光感応層１２の厚みと同じにする。
図１（ａ）（ｂ）のいずれの場合においても、光記録媒体１０は全体としてシート状に、すなわち厚みに比べて十分大きな拡がりを有するように、形成する。また、光記録媒体１０は、ディスク形状などの形状とする。

偏光感応層１２を形成する上述したホログラム記録材料はアゾベンゼン骨格を持つため、光誘起複屈折性を有する。光誘起複屈折性とは、光誘起２色性または光誘起異方性とも呼ばれ、入射する光の偏光状態に感応し、入射光の偏光方向を記録することができる。即ち、この光誘起複屈折性を有する偏光感応層１２は、例えば特開平１０―３４０４７９号公報に記載されている様に、信号光と参照光の偏光方向が直交するときでも、２光波による偏光分布に対応した光誘起複屈折によるホログラムを記録することができる。このホログラムは、通常の光強度分布によるホログラムに対して偏光ホログラムといわれる、偏光ホログラムに対して、記録時の参照光と偏光方向が同一の読み出し光を照射すると、信号光の偏光方向が保存された回折光が得られる。

アゾベンゼンは、次の化学式３９に示す様に、光の照射によってトランス−シスの光異性化を示す。このような光異性化のため、アゾベンゼンは、光励起される前は、トランス型が多く存在し、光励起された後は、シス型が多く存在するようになる。さらに、アゾベンゼンに直線偏光の光を照射すると、光異性化に方向性を生じ、吸収率や屈折率に方向性が現れる。これが、上述した光誘起複屈折性である。また、円偏光または無偏光の光を照射することによって、これら励起された異方性を消去することができる。

このアゾベンゼンを骨格とした本実施形態に係るホログラム記録材料を、偏光感応層１２として備える光記録媒体１０に、ホログラムを記録する場合、それぞれコヒーレントな信号光１および参照光２を、光記録媒体１０の同一領域に同時に照射する。
この場合、信号光１と参照光２の偏光方向が互いに平行なとき、例えば、図２（ａ）に示すように、信号光１と参照光２が共にｓ偏光のときには、光記録媒体１０中に、信号光１と参照光２の２光波干渉により光強度分布を生じる。そして、光強度の強いところでは、アゾベンゼンが強く光励起されて、シス型が多くなり、逆に光強度の弱いところでは、シス型が少なくなる。従って、光強度分布に対応した吸収率または屈折率の格子がホログラムとして形成される。

これに対して、信号光１と参照光２の偏光方向を互いに直交させたとき、例えば、図２（ｂ）に示すように、信号光１をｐ偏光とし、参照光２をｓ偏光としたときには、信号光１と参照光２の偏光方向が互いに平行なときのような光強度分布は生じない。その代わりに、偏光方向が空間的，周期的に変調され、直線偏光部分８と楕円偏光部分９が交互に周期的に現れる。
この場合、光強度分布は一様となるが、変調された偏光方向と同一の方向を向くアゾベンゼンが、他の方向を向くアゾベンゼンより、強く光励起される。その結果、直線偏光部分８では、シス型の色素が多く存在することになり、空間的に方向性の異なる吸収率または屈折率の型の格子がホログラムとして形成される。
このように、アゾベンゼンを骨格として有するホログラム記録材料を、偏光感応層１２として用いれば、信号光１と参照光２の偏光方向が平行であっても、直交していても、アゾベンゼンの異方性が誘起される結果、ホログラムを記録することができる。

ホログラムが記録された光記録媒体１０に、図２（ａ）または（ｂ）に示すように、読出光３として、記録時の参照光２の位相共役光、すなわち参照光２と波面が同じで、進行方向が逆の光を照射すると、ホログラムからの回折光４として、記録時の信号光１の位相共役光、すなわち信号光１と波面が同じで、進行方向が逆の光が発生する。
この場合、図２（ａ）のように、信号光１と参照光２がともにｓ偏光のときには、記録されたホログラムは、光強度ホログラム、すなわち光強度分布によって形成されたものであり、回折光４もｓ偏光となる。信号光１と参照光２がともにｐ偏光のときには、同様に回折光４もｐ偏光となる。
これに対して、図２（ｂ）のように、信号光１がｐ偏光、参照光２がｓ偏光のときには、記録されたホログラムは、偏光ホログラム、すなわち偏光分布によって形成されたものであり、回折光４は信号光１と同じくｐ偏光となる。信号光１がｓ偏光、参照光２がｐ偏光のときには、同様に回折光４は信号光１と同じくｓ偏光となる。

信号光１がｓ偏光成分とｐ偏光成分を有する場合には、以下のようになる。例えば、信号光１がｓ偏光成分とｐ偏光成分が等しい直線偏光（偏光方向はｓ偏光方向とｐ偏光方向の双方に対して４５°）の場合、光強度ホログラムと偏光ホログラムの回折効率が等しければ、読み出された回折光４の偏光方向は信号光１の偏光方向と同じになる。
これに対して、光強度ホログラムと偏光ホログラムの回折効率が等しくないときには、ｓ偏光とｐ偏光の回折効率が異なるため、読み出された回折光４の偏光方向は信号光１の偏光方向と異なるようになる。しかし、この場合、回折光４の光路中に偏光子または波長板を配置することによって、回折光４として信号光１と同じ偏光方向のものを得ることができる。

図３は、上述した偏光感応層１２に偏光ホログラムを記録できることを確認した縮退四光波混合の光学系を示す図である。光源９１として、シアノアゾベンゼンを有するホログラム記録材料に感度のあるレーザ光を発するアルゴンイオンレーザを用いた。このアルゴンイオンレーザ９１からの波長５１５ｎｍのレーザ光の偏光は、紙面に垂直なｓ偏光であり、そのレーザ光の一部を、ハーフミラー９２ａで反射させ、シャッタ９３ａを透過させ、ミラー９４ａで反射させ、１／２波長波９５を透過させて、信号光１を得る。信号光１の偏光方向は、１／２波長板９５によって任意に変えることができる。
その信号光１を、ハーフミラー９２ｂを透過させて、試料となる光記録媒体１０に照射すると同時に、ハーフミラー９２ａを透過したレーザ光の一部を、ハーフミラー９２ｃで反射させ、シャッタ９３ｂを透過させ、ミラー９４ｂで反射させて、ｓ偏光の参照光２として光記録媒体１０に照射する。この記録時、シャッタ９３ｃは閉じておく。

読み出し時には、シャッタ９３ａおよび９３ｂを閉じ、シャッタ９３ｃを開いて、シャッタ９３ｃを透過したレーザ光を、ミラー９４ｃで反射させて、ｓ偏光の読出光３として光記録媒体１０に照射し、これにより光記録媒体１０から読み出された回折光４を、ハーフミラー９２ｂで反射させ、検光子９６を透過させて取り出す。回折光４の偏光方向は、検光子９６を回転させることによって調べることができる。
信号光１の光パワーを４ｍＷ、ビーム径を約１００μｍ、参照光２の光パワーを１００ｍＷ、ビーム径を約２ｍｍとして、記録時間を５秒単位で変えてホログラムを記録し、それぞれの記録時間の記録後、ホログラムを読み出した。読出光３の光パワーは２００ｍＷとした。

図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ信号光１がｓ偏光、ｐ偏光、４５°偏光（ｓ偏光とｐ偏光の中間）のときの、回折光４の光強度のホログラム記録時間に対する依存性を示す。上述したように、参照光２および読出光３はｓ偏光である。
図４から明らかなように、信号光１がいかなる偏光状態であっても、ホログラムを記録することができる。また、回折光４の光強度は、約８０秒間の記録で定常状態になることがわかる。さらに、記録されたホログラムは、室温に保存しておくと、数週間以上、記録が保持されることが確認できた。

図５は、図４（ａ）に示した信号光１がｓ偏光のときの回折光４の偏光分布を調べた結果を示し、横軸は、検光子９６の偏光回転角で、９０°および２７０°がｓ偏光を示し、縦軸は、検光子９６の透過光強度である。これから、検光子９６の偏光回転角が９０°または２７０°のときに検光子９６の透過光強度が大きくなることがわかる。従って、信号光１としてｓ偏光を記録した場合には、読み出されたホログラム回折光４もｓ偏光となることがわかる。

図６は、図４（ｂ）に示した信号光１がｐ偏光のときの回折光４の偏光分布を調べた結果を示し、横軸は、検光子９６の偏光回転角で、０°および１８０°がｐ偏光を示し、縦軸は、検光子９６の透過光強度である。これから、検光子９６の偏光回転角が０°または１８０°のときに検光子９６の透過光強度が大きくなることがわかる。従って、信号光１としてｐ偏光を記録した場合には、読み出されたホログラム回折光４もｐ偏光となることがわかる。

図７は、図４（ｃ）に示した信号光１が４５°偏光のときの回折光４の偏光分布を調べた結果を示し、横軸および縦軸は、図５および図６と同じである。これから、検光子９６の偏光回転角が１４０°または３２０°のときに検光子９６の透過光強度が大きくなることがわかる。ホログラム回折光４が信号光１の偏光が保存された位相共役光であれば、検光子９６の偏光回転角が１３５°または３１５°のときに検光子９６の透過光強度が大きくなるので、この場合も、ホログラム回折光４は信号光１の偏光がほぼ保存されていることがわかる。
５°の偏光角のずれは、光学系、特にハーフミラー９２ｂの偏光特性のためと考えられる。このずれは、ホログラム回折光４の光路中に偏光子または１／２波長板を配置することによって、容易に補正することができる。

以上の結果から、本実施形態のホログラム記録材料を用いて形成した光記録媒体（偏光感光層）は、信号光の偏光も、ホログラムとして記録し、読み出すことができることがわかる。従って、光記録媒体の同一領域に、信号光の偏光方向を変えて、空間偏光分布によりデータ情報を保持するホログラムと、強度分布または位相分布によりデータ情報を保持するホログラムとを、多重に記録することも可能である。

さらに、本実施形態の記録材料を用いて形成した光記録媒体の同一領域に、参照光の偏光角の違いによる複数のホログラムを多重に記録できるか否かを調べるために、図３に示した光学系において、参照光２の偏光角を変えてホログラムを記録し、回折光４の偏光状態を調べた。参照光２の偏光角は、参照光２の光路中に配置した１／２波長板（図３では省略）によって変えた。

図８は、信号光１をｐ偏光、参照光２をｐ偏光、読出光３をｓ偏光としたときの、ホログラム回折光４の偏光角と光強度の関係を示す。回折光４の偏光角がほぼ９０°または２７０°のときに回折光４の光強度がピークを示すことから、このとき、回折光４はほぼｓ偏光であることがわかる。
これに対して、信号光１をｐ偏光、参照光２をｓ偏光、読出光３をｓ偏光としたときには、図４（ｂ）に対応する図６に示したように、回折光４はｐ偏光であった。図６と図８を比較すると明らかなように、参照光２の偏光角を回転させてホログラムを記録すると、参照光２の偏光角の回転に応じて回折光４の偏光角が回転することがわかる。
従って、参照光の偏光角を回転させてホログラムを記録することによって、光記録媒体の同一領域に、強度分布または位相分布によりデータ情報を保持する複数のホログラムを多重に記録することができる。参照光の偏光角で多重化されたホログラムの読み出しは、回折光の偏光方向から所望のホログラムからの回折光を分離することによって可能となる。

図９および図１０は、光記録装置の一例を示す図である。上述した様に、光記録媒体１０は、偏光感応型であり、ディスク形状をしている。光記録ヘッド２０の光源２１は、偏光感応型の光記録媒体１０に感度のあるコヒーレント光を発するものであればよく、光記録媒体１０がシアノアゾベンゼンを有する場合には、シアノアゾベンゼンが光異性化する波長に属する、上述した波長５１５ｎｍのレーザ光を発するアルゴンイオンレーザを用いることができる。この光源２１からのレーザ光５を、一方で、ビームスプリッタ２５を透過させ、レンズ２２，２３によって平行光として、入射光６として空間光変調器３０に入射させる。
空間光変調器３０は、偏光変調が可能なものとする。このような空間光変調器３０としては、電圧アドレス型の液晶パネルや電気光学結晶にマトリクス電極を付けたものなどを用いることができる。

図１１は、この偏光変調可能な空間光変調器３０の一例を示し、透明基板３４，３５の一面に透明電極３２，３３を形成し、透明電極３２，３３間に液晶などの電気光学変換材料３１を挟んだ光バルブ構成のもので、２次元的に複数の画素を形成して、それぞれの画素を１／２波長波として機能させ、それぞれの画素に２次元データの対応するビットの情報を電圧印加の有無として与えることによって、それぞれの画素に入射する光の偏光を変調する。

図１２に示すように、平行光とした入射光６は、ｓ偏光として空間光変調器３０に入射させる。そして、空間光変調器３０の電圧が印加されない画素３７ａは、１／２波長板の軸が入射光６の偏光方向と平行となり、従って画素３７ａを透過した信号光１ａはｓ偏光となる。これに対して、空間光変調器３０の電圧が印加された画素３７ｂは、１／２波長板の軸が４５°回転して、入射光６の偏光方向を９０°回転させ、従って画素３７ｂを透過した信号光１ｂはｐ偏光となる。従って、空間光変調器３０を通過した信号光１は、空間光変調器３０に与えられた２次元データに対応した空間偏光分布を有するものとなる。

図９および図１０に示すように、この空間光変調器３０を通過した信号光１を、フーリエ変換レンズ２４によってフーリエ変換面Ｐ１にフーリエ変換して、光記録媒体１０に照射する。同時に、光源２１からのレーザ光５を、他方で、ビームスプリッタ２５で反射させ、ミラー２６および２７で反射させて、ｓ偏光の参照光２を得て、その参照光２を、光記録媒体１０の信号光１が照射される領域に照射する。これによって、２次元データに対応した信号光１の偏光分布を、偏光ホログラムとして光記録媒体１０に記録することができる。
モータ２９により光記録媒体１０を回転させることによって、光記録媒体１０の周方向に場所を変えて複数の偏光ホログラムを記録することができる。このとき、参照光２として球面波を用いることによって、シフト多重記録を行うことができる。さらに、光記録ヘッド２０を光記録媒体１０の径方向に移動させることによって、図１０に示すように、光記録媒体１０中に同心円状の記録トラックを形成するように偏光ホログラムを記録することができる。

上述した光記録装置によれば、空間光変調器３０は偏光板を持たないので、空間光変調器３０での光損失がなく、しかも信号光１は空間偏光分布によりデータ情報を保持するので、信号光１の光強度分布は一定となる。従って、空間光変調器３０での光量低下や信号光１の光強度の揺らぎによる信号光１のＳ／Ｎの劣化を防止することができ、データを高密度かつ高速に記録することができる。しかも、特殊なコーディング方法を必要としない。
さらに、上述した光記録装置によれば、空間光変調器３０を通過した信号光１は、空間光変調器３０に与えられた２次元データに応じた空間偏光分布を有するものとなって、光記録媒体１０の記録領域には必ずｓ偏光とｐ偏光のいずれかが照射され、光強度ホログラムを記録する場合のように、２次元データの内容に応じて光が照射されない部分を生じるということがないとともに、上述したように前の偏光方向を消去することなく、新たな偏光方向を上書きすることができる。
従って、上述した光記録装置によれば、消去プロセスを要することなく高速に、かつ確実に、データを書き換えることができる。

図１３は、光読取装置の一例を示す図である。光記録媒体１０は、偏光感応型であり、且つディスク形状である。また、図９〜図１２に示した装置によって、図１２に示したように、空間偏光分布により２次元データを保持する信号光１がホログラムとして記録されたものである。
光読取ヘッド４０の光源を含む読出光光学系４１から、読出光３として記録時の参照光の位相共役光を得て、その読出光３を光記録媒体１０のホログラムが記録された領域に照射する。これによって、ホログラムからの回折光４として、図１４に示すように、記録時の信号光の偏光方向が保存された位相共役光が得られる。
ただし、この場合、光強度ホログラムと偏光ホログラムの回折効率が等しくないときには、ｓ偏光とｐ偏光の回折効率が異なるため、読み出された回折光４の偏光方向は信号光１の偏光方向と異なるようになる。しかし、この場合、回折光４の光路中に偏光子または波長板を配置することによって、回折光４として信号光１と同じ偏光方向のものを得ることができる。

この回折光４を、レンズ４２によって平行光にして偏光ビームスプリッタ４３に入射させて、ｓ偏光成分７Ｓとｐ偏光成分７Ｐに分離し、そのｓ偏光成分７Ｓを光検出器アレイ４４Ｓによって検出し、またはｐ偏光成分７Ｐを光検出器アレイ４４Ｐによって検出する。光検出器アレイ４４Ｓ，４４Ｐとしては、ＣＣＤやフォトディテクタアレイなどを用いることができる。

図１４に示すように、ｓ偏光成分７Ｓとｐ偏光成分７Ｐはネガ像とポジ像の関係となり、その一方を一方の光検出器アレイによって検出することによって、回折光４の空間偏光分布により保持された２次元データ、すなわち光記録媒体１０に記録された２次元データを読み取ることができる。
モータ４９により光記録媒体１０を回転させることによって、光記録媒体１０の周方向に場所を変えて記録されている複数のホログラムを読み出すことができる。また、光読取ヘッド４０を光記録媒体１０の径方向に移動させることによって、光記録媒体１０中に同心円状に形成されている記録トラックからホログラムを読み出すことができる。
上述した光読取装置によれば、光記録媒体１０から、これに記録されているデータを高速かつ高精度に読み出すことができる。また、信号光の位相共役光であるホログラム回折光４は、光路上のレンズ４２の収差などを自動的にキャンセルし、かつレンズ４２の焦点距離位置に自動的に結像されるので、アライメントの制約もない。

図１５は、光記録装置、光読取装置の他の例を示す図である。光記録装置としては、図９〜図１２に示した装置と同じである。ただし、この例では、ビームスプリッタ２５を透過したレーザ光の光路上に、シャッタ２８を設け、記録時、そのシャッタ２８を開けて、平行光とされた入射光６を得、空間偏光分布を有する信号光１を得る。この例においても、上述したように消去プロセスを要することなくデータを高速に書き込むことができる。
この光読取装置では、読出光３として、記録時の参照光２の位相共役光ではなく、記録時の参照光２と全く同じ光を用いる。すなわち、この例では、読み出し時には、シャッタ２８を閉じて、ビームスプリッタ２５で反射したレーザ光を、ミラー２６および２７で反射させて、ｓ偏光の読出光３として、光記録媒体１０のホログラムが記録された領域に照射する。これによって、ホログラムからの回折光４として、図１４に示したように、記録時の信号光の偏光方向が保存された光が得られる。この回折光４を、レンズ４２によって平行光にして、光検出器アレイ４４によって検出する。

ただし、図１５では省略したが、レンズ４２と光検出器アレイ４４との間に、図１３に示したように偏光ビームスプリッタを配し、または波長板を配して、回折光４中のｓ偏光成分とｐ偏光成分を分離して検出し、またはｓ偏光成分とｐ偏光成分のいずれかを検出する。この例においても、光記録媒体１０から、これに記録されているデータを高速かつ高精度に読み出すことができる。
図１３（または図１５）に示した光読取装置において、偏光ビームスプリッタ４３によって分離され、光検出器アレイ４４Ｓおよび４４Ｐによって検出される、ｓ偏光成分７Ｓおよびｐ偏光成分７Ｐの光強度を、比較演算することによって、回折光４の揺らぎ、外光の影響、光記録媒体１０や光学系の不完全さ、などに起因するノイズをキャンセルして、より高いＳ／Ｎの読み取り出力を得ることができる。

図１６は、その比較演算装置を示し、減算回路４５において、対応する画素（ビット）ごとに光検出器アレイ４４Ｐの検出出力から光検出器アレイ４４Ｓの検出出力を減算する。ｉ番目の画素の回折光をｐ偏光とし、その信号成分をＩｐｉ、ノイズ成分をＮｉとすると、ｉ番目の画素については、光検出器アレイ４４Ｐの出力は、信号成分Ｉｐｉとノイズ成分Ｎｉの和（Ｉｐｉ＋Ｎｉ）となり、光検出器アレイ４４Ｓの出力は、ノイズ成分Ｎｉのみとなり、減算回路４５の出力は、ノイズ成分Ｎｉがキャンセルされて信号成分Ｉｐｉのみとなる。
ｊ番目の画素の回折光をｓ偏光とし、その信号成分をＩｓｊ、ノイズ成分をＮｊとすると、ｊ番目の画素については、光検出器アレイ４４Ｐの出力は、ノイズ成分Ｎｊのみとなり、光検出器アレイ４４Ｓの出力は、信号成分Ｉｓｊとノイズ成分Ｎｊの和（Ｉｓｊ＋Ｎｊ）となり、減算回路４５の出力は、ノイズ成分Ｎｊがキャンセルされて信号成分−Ｉｓｊのみとなる。２値のデジタルデータを読み取る場合には、例えば、減算回路４５の出力値が正のときには［１］、負のときには［０］と、判定すればよい。
このように、上述した光読取装置によれば、画素ごとにノイズをキャンセルすることができるとともに、回折光４の光強度によらずに常に、０（ゼロ）の出力値を閾値として、出力値が正か負かでデータ値を判別することができる。

次に、信号光の偏光方向を変えた多重記録について説明する。記録時、まず、図１７（ａ）に示すように、信号光１と参照光２をともにｓ偏光として、偏光感応型光記録媒体１０の領域１５にホログラムを記録する。このときのホログラムは、図２（ａ）において説明したように光強度分布によるホログラムである。
次に、図１７（ｂ）に示すように、参照光２はｓ偏光のままで信号光１をｐ偏光として、光記録媒体１０の領域１５にホログラムを記録する。このときのホログラムは、図２（ｂ）において上述したように偏光分布によるホログラムである。ただし、光強度ホログラムと偏光ホログラムは、いずれを先に記録してもよい。
読み出し時には、図１７（ｃ）に示すように、光記録媒体１０の領域１５すなわち光強度ホログラムと偏光ホログラムが多重に記録された領域１５に、記録時の参照光２の位相共役光である読出光３を照射する。これによって、領域１５からの回折光４として、ｓ偏光の信号光による光強度ホログラムによるｓ偏光成分と、ｐ偏光の信号光による偏光ホログラムによるｐ偏光成分とを有するものが得られる。

その回折光４を、図１３および図１４に示すように、偏光ビームスプリッタ４３によってｓ偏光成分７Ｓとｐ偏光成分７Ｐに分離し、そのｓ偏光成分７Ｓを光検出器アレイ４４Ｓによって検出し、かつｐ偏光成分７Ｐを光検出器アレイ４４Ｐによって検出することによって、光強度ホログラムと偏光ホログラムとを、すなわちｓ偏光の信号光のデータとｐ偏光の信号光のデータとを、分離して取り出すことができる。
このように、本実施例によれば、光記録媒体１０の同一領域に複数のホログラムを多重に記録し、同一領域から複数のホログラムを分離して読み出すことができるので、より高密度の記録が可能となる。

次に、信号光の偏光角を回転させたデータ記録について説明する。偏光ホログラムは、その回折光として信号光の偏光方向が保存された光を発生させるので、信号光の偏光角を回転させることによって、偏光角の違いによる情報の記録が可能となる。しかも、同時に、信号光の光強度を変えることによって、光強度の違いによる情報の記録も可能であるので、高密度記録を実現することができる。
例えば、図１８に示すように、ｓ偏光方向からｐ偏光方向までの、ｓ偏光方向（０°）およびｐ偏光方向（９０°）を含む９０°の範囲内で、信号光の偏光角として、ベクトルＤ１〜Ｄ６で示すような６つの偏光角を設定する。このような６つの偏光角は、符号化して６つのビットを表すことができ、底６に対する数、または６乗に対する２進形式の符号化された数になることができる。ベクトルＤ１〜Ｄ６の長さは、それぞれの偏光角での信号光の光強度を示し、これも複数段階に設定し、符号化することによって、複数のビットを表すことができる。
このように偏光角を回転させた信号光は、図９〜図１１の空間光変調器３０によって得ることができる。また、ｓ偏光の空間強度分布とｐ偏光の空間強度分布をビームスプリッタで合波させて得ることもできる。

読み出し時には、図１３および図１４に示すように、ホログラムからの回折光４を、偏光ビームスプリッタ４３によってｓ偏光成分７Ｓとｐ偏光成分７Ｐに分離し、そのｓ偏光成分７Ｓを光検出器アレイ４４Ｓによって検出し、かつｐ偏光成分７Ｐを光検出器アレイ４４Ｐによって検出する。さらに、図１９に示すように、光検出器アレイ４４Ｓおよび４４Ｐの検出出力を、除算回路４６、平方根算出回路４７およびアークタンジェント算出回路４８からなる比較演算部に供給して、対応する画素（ビット）ごとに比較演算する。
ある画素の回折光の光強度をＩとし、偏光角（ｓ偏光方向を０°とする）をθとすると、ｓ偏光成分の強度Ｉｓおよびｐ偏光成分の強度Ｉｐは、それぞれ、
Ｉｓ＝Ｉｃｏｓ2θ‥‥（１）
Ｉｐ＝Ｉｓｉｎ2θ‥‥（２）
で与えられる。
従って、除算回路４６でｐ偏光強度Ｉｐをｓ偏光強度Ｉｓで除算することによって、除算回路４６からｔａｎ2θが求められ、平方根算出回路４７からｔａｎθが求められ、アークタンジェント算出回路４８から偏光角θが求められる。従って、信号光の偏光角の違いによる情報を読み取ることができる。

次に、光検索装置の実施例について説明する。図２０は、光検索装置の構成図である。光記録媒体１０は、偏光感応型の、かつディスク形状のものであり、また、図９〜図１２または図１５に示した装置によって、図１２に示したように、空間偏光分布により２次元の被検索データを保持する信号光１がホログラムとして記録されている。
光検索ヘッド（光読取ヘッド）６０には、図９〜図１１または図１５に示したような空間光変調器３０を設け、図２１に示すように、これに２次元の検索用データを書き込む。すなわち、空間光変調器３０のそれぞれの画素に検索用データの対応するビットの情報を電圧印加の有無として与えて、それぞれ１／２波長波として機能する、それぞれの画素を、これに入射する光の偏光を検索用データの対応するビットの情報に応じて変調する状態とする。

そして、図１３に示した光読取装置と同様に、光検索ヘッド６０の光源を含む読出光光学系６１から、読出光３として記録時の参照光の位相共役光を得て、その読出光３を光記録媒体１０のホログラムが記録された領域に照射し、ホログラムからの回折光４として、図２１に示すように、記録時の信号光の偏光方向が保存された位相共役光を得る。
この回折光４を、レンズ６２によって平行光にして空間光変調器３０上に結像させ、さらに空間光変調器３０を通過した回折光を、結像光学系を構成するレンズ６３および６４によって偏光ビームスプリッタ４３に入射させて、ｓ偏光成分７Ｓとｐ偏光成分７Ｐに分離し、そのｓ偏光成分７Ｓを光検出器アレイ４４Ｓによって検出し、またはｐ偏光成分７Ｐを光検出器アレイ４４Ｐによって検出する。
この場合、モータ６９により光記録媒体１０を回転させることによって、光記録媒体１０の周方向に場所を変えて記録されている複数のホログラムを読み出すとともに、光検索ヘッド６０を光記録媒体１０の径方向に移動させることによって、光記録媒体１０中に同心円状に形成されている記録トラックからホログラムを読み出す。

被検索データの偏光情報を有するホログラム回折光４は、記録時の信号光の偏光方向が保存された位相共役光であるので、検索用データと被検索データが完全に一致する場合には、ある波面が位相歪み媒体を２度通過することによって波面の歪みがキャンセルされるという位相共役光の位相補正作用により、空間光変調器３０を通過した回折光は、全ての画素においてｓ偏光となる。従って、偏光ビームスプリッタ４３で分離されたｓ偏光成分７Ｓは全ての画素で〔明〕となり、ｐ偏光成分７Ｐは全ての画素で〔暗〕となる。
これに対して、検索用データと被検索データが一致しない場合には、位相共役光の位相補正作用を生じないので、空間光変調器３０を通過した回折光は、検索用データと被検索データが一致しない画素においてｐ偏光となる。
従って、光検出器アレイ４４Ｓまたは４４Ｐの検出出力から、ｓ偏光成分７Ｓまたはｐ偏光成分７Ｐの全強度をモニタすることによって、検索用データと被検索データが完全に一致するか否か、ないし検索用データと被検索データとの間の相関度を、検出することができる。この場合、ｓ偏光成分７Ｓおよびｐ偏光成分７Ｐの全強度を比較演算することにより、ノイズがキャンセルされて、より高精度に一致・不一致ないし相関度を検出することができる。

検索用データと被検索データが一致せず、図２１に示すように、例えば、検索用データの｛ｍ，ｎ｝番地がｓ偏光（空間光変調器３０の｛ｍ，ｎ｝番地３０ｃの１／２波長板の軸が０°の回転）で、被検索データの｛ｍ，ｎ｝番地がｐ偏光であるときには、｛ｍ，ｎ｝番地の回折光４ｃは、空間光変調器３０の｛ｍ，ｎ｝番地３０ｃを通過することによって、ｐ偏光となる。
また、検索用データの｛ｋ，ｌ｝番地がｐ偏光（空間光変調器３０の｛ｋ，ｌ｝番地３０ｄの１／２波長板の軸が４５°の回転）で、被検索データの｛ｋ，ｌ｝番地がｓ偏光であるときには、｛ｋ，ｌ｝番地の回折光４ｄは、空間光変調器３０の｛ｋ，ｌ｝番地３０ｄを通過することによって、ｐ偏光となる。
すなわち、空間光変調器３０を通過した回折光は、検索用データと被検索データが一致する番地ではｓ偏光となり、一致しない番地ではｐ偏光となる。従って、偏光ビームスプリッタ４３で分離されたｓ偏光成分７３Ｓは、検索用データと被検索データが一致しない番地で［暗］となり、逆にｐ偏光成分７３Ｐは、検索用データと被検索データが一致しない番地で〔明〕となる。
従って、光検出器アレイ４４Ｓまたは４４Ｐの検出出力から、ｓ偏光成分７Ｓまたはｐ偏光成分７Ｐの番地ごとの明暗を検出することによって、検索用データと被検索データとの間の番地（ビット）ごとの一致・不一致を検出することができる。また、図１３に示した光読取装置と同様に、図１６に示すように、ｓ偏光成分７Ｓおよびｐ偏光成分７Ｐの光強度を比較演算することにより、ノイズがキャンセルされて、より高精度に番地ごとの一致・不一致を検出することができる。

この光検索装置によれば、光検索ヘッド６０の空間光変調器３０に検索用データを書き込んだ状態で、光検索ヘッド６０を光記録媒体１０の同心円状に形成されている記録トラック上に移動させるとともに、モータ６９により光記録媒体１０を回転させることによって、大量のデータが記録されている光記録媒体１０から、検索用データに一致する２次元データのみを、高速かつ高精度で取り出すことができる。しかも、照合部分とする検索用データは任意かつ容易に設定できるので、任意のデータを容易に検索することができる。

なお、試料１０１〜１０３にて、増感色素をＤ−１、Ｄ−２２、Ｄ−３１、Ｄ−４９、Ｄ−５３、Ｄ−５５、Ｄ−７４、Ｄ−８７、Ｄ−９１、Ｄ−９７、Ｄ−１０７、Ｄ−１１５、Ｄ−１１６、Ｄ−１１７、Ｄ−１１９等に変更しても同様な効果が得られた。また、試料１０１、１０２、１０４、１０５にて光反応性化合物をＲ−１、Ｒ−３、Ｒ−９、Ｒ−１０、Ｒ−１３、Ｒ−１５、Ｒ−１８、Ｒ−１９、Ｒ−２３、Ｒ−２４、Ｒ−３２、Ｒ−３４、Ｒ−３５、Ｒ−３８、Ｒ−４０に変更しても同様な効果が得られた。
また、試料１０３、１０６にて光反応性化合物をＲ−４１、Ｒ−４９に変更しても同様な効果が得られた。
また、試料１０２、１０４にてラジカル重合性基を有する液晶性化合物をＬＣ−２、ＬＣ−４、ＬＣ−１０、ＬＣ−１４、ＬＣ−２５、ＬＣ−２８、ＬＣ−３３に変更しても同様な効果が得られた。
また、試料１０１、１０３、１０５、１０６にてカチオン重合性基を有する液晶性化合物をＬＣ−３、ＬＣ−５、ＬＣ−７、ＬＣ−１１、ＬＣ−１５、ＬＣ−１７、ＬＣ−２０、ＬＣ−２６、ＬＣ−３５に変更しても同様な効果が得られた。
また試料１０２、１０４にてラジカル重合開始剤をケトン系重合開始剤のイルガキュア９０７、イルガキュア１８４、イルガキュア６５１に変更しても同様な効果が得られた。
また、試料１０１、１０３、１０５、１０６にてカチオン重合開始剤（酸発生剤）をトリス（４−メチルフェニル）スルホニウムテトラ（ペンタフルオロフェニル）ボレート、トリフェニルスルホニウムパーフルオロペンタノエート、ビス（１−（４−ジフェニルスルホニウム）フェニルスルフィドジトリフラート、ジメチルフェナシルスルホニウムパーフルオロブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムトリフラート、４−オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネートに変更しても同様な効果が得られた。
また試料１０２、１０５にて、バインダーをポリメチルメタクリレート（Ｍｗ９９６０００、３５００００）、ポリ（メチルメタクリレート−ブチルアクリレート共重合体（Ｍｗ７５０００）、ポリビニルアセタール（Ｍｗ８３０００）、ポリカーボネート、セルロースアセテートブチレート等に変更しても同様な効果が得られた。

高度情報化社会において、一歩進んだ３次元光記録媒体としての利用が期待される。また、書き換え不可能な記録方式であるため、データの保存性が良好でアーカイバル用途やセキュリティ用途として有用である。

本発明の一実施例に係る光記録媒体の断面構造図である。 光強度分布によるホログラムと偏光分布によるホログラムの説明図である。 実験に用いた光学系を示す図である。 信号光と参照光の偏光方向が平行、直交、４５°のときのホログラム記録時間に対する回折光強度を示す図である。 信号光と参照光の偏光方向が平行のときのホログラム回折光の偏光角と光強度の関係を示す図である。 信号光と参照光の偏光方向が直交するときのホログラム回折光の偏光角と光強度の関係を示す図である。 信号光と参照光の偏光方向が４５°のときのホログラム回折光の偏光角と光強度の関係を示す図である。 参照光の偏光角の違いによるホログラム多重記録の説明図である。 本発明の一実施例に係る光記録装置の構成図である。 図９に示す光記録装置によって記録トラックが形成される様子を示す図である。 図９に示す光記録装置で用いる偏光変調可能な空間光変調器の一例を示す図である。 図９に示す光記録装置による信号光の偏光分布を示す図である。 本発明の一実施例に係る光読取装置の構成図である。 図１３に示す光読取装置によるホログラム回折光の偏光分布を示す図である。 本発明の別実施例に係る光読取装置の構成図である。 読み取り出力のＳ／Ｎを高めるための比較演算装置の一例を示す構成図である。 信号光の偏光方向を変えた多重記録の説明図である。 信号光の偏光角を回転させたデータ記録の説明図である。 信号光の偏光角を回転させてデータを記録した場合の読取時の比較演算装置の一例を示す構成図である。 本発明の一実施例に係る光検索装置の構成図である。 図２０に示す光検索装置でデータが検索される様子を示す図である。

符号の説明

１ 信号光
２ 参照光
３ 読出光
４ 回折光
７Ｓ ｓ偏光成分
７Ｐ ｐ偏光成分
８ 直線偏光部分
９ 楕円偏光部分
１０ 光記録媒体
１１ 透明基板
１２ 偏光感応層
１５ 領域
２０ 光記録ヘッド
２１ 光源
２８ シャッタ
３０ 空間光変調器
３１ 電気光学変換材料
３２，３３ 透明電極
４０ 光読取ヘッド
４１ 読出光光学系
４３ 偏光ビームスプリッタ
４４，４４Ｓ，４４Ｐ 光検出器アレイ
６０ 光検索ヘッド
６１ 読出光光学系

Claims (49)

1. 全体としてシート状に形成された光透過性材料からなり、少なくとも一面側に光誘起複屈折性を示す偏光感応層を有する光記録媒体のホログラム記録方法において、ホログラム露光により、固有複屈折率を有する化合物の配向変化を起こし、そのまま化学反応により固定化することにより、書き換え不可方式にて屈折率変調として記録することを特徴とするホログラム記録方法。
2. 前記固有複屈折率を有する化合物が重合性基を有し、重合により固定化することを特徴とする請求項１の記載のホログラム記録方法。
3. 前記固有複屈折率を有する化合物が液晶性化合物であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のホログラム記録方法。
4. 前記液晶性化合物が液晶状態を取る温度でホログラム記録を行うことを特徴とする請求項３に記載のホログラム記録方法。
5. 全体としてシート状に形成された光透過性材料からなり、少なくとも一面側に光誘起複屈折性を示す偏光感応層を有する光記録媒体において、少なくとも、重合性基を有する低分子液晶性化合物、光反応性化合物および重合開始剤を有し、書き換え不可方式でホログラム記録されることを特徴とする光記録媒体。
6. さらに増感色素を有することを特徴とする請求項５に記載の光記録媒体。
7. 前記増感色素がホログラム露光時の光を吸収して生成した励起状態から電子移動またはエネルギー移動することにより、光反応性化合物を反応させることを特徴とする請求項６に記載の光記録媒体。
8. 前記光反応性化合物が光異性化化合物であることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の光記録媒体。
9. 光反応性化合物がアゾベンゼン系化合物、スチルベン系化合物、スピロピラン系化合物、スピロオキサジン系化合物、ジアリールエテン系化合物、フルギド系化合物、フルギミド系化合物、桂皮酸系化合物、クマリン系化合物、カルコン系化合物のいずれかであることを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか一項に記載の光記録媒体。
10. 前記光反応性化合物が、光反応性部位をペンダントした高分子化合物であることを特徴とする請求項５乃至請求項９のいずれか一項に記載の光記録媒体。
11. 前記重合性基を有する低分子液晶性化合物がネマチック液晶性化合物、スメクチック液晶性化合物、ディスコティックネマチック液晶性化合物、ディスコティック液晶性化合物またはコレステリック液晶性化合物のいずれかであることを特徴とする請求項５乃至請求項１０のいずれか一項に記載の光記録媒体。
12. 請求項５〜請求項１１のいずれか一項に記載の光記録媒体を用い、前記低分子液晶性化合物が液晶状態を取る温度でホログラム記録を行うことを特徴とするホログラム記録方法。
13. 体積型ホログラム記録を行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項または請求項１２に記載のホログラム記録方法。
14. １０回以上の多重記録を行うことを特徴とする請求項１３に記載のホログラム記録方法。
15. 多重記録の際の露光量がいずれの多重記録の際も終始一定のまま多重記録できることを特徴とする請求項１４に記載のホログラム記録方法。
16. 請求項５〜請求項１１のいずれかに記載の光記録媒体を用いることを特徴とする３次元ディスプレイホログラム。
17. 請求項５〜請求項１１のいずれかに記載の光記録媒体を用いることを特徴とするホログラフィック光学素子。
18. 請求項５乃至請求項１１のいずれかに記載の光記録媒体がディスク形状であることを特徴とする光記録媒体。
19. 偏光変調可能な空間光変調器によって、空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光を得、その信号光と参照光を同時に請求項５乃至請求項１１のいずれかに記載の光記録媒体に照射することによって該光記録媒体中に前記信号光の偏光分布をホログラムとして記録することを特徴とするホログラム記録方法。
20. 偏光変調可能な空間光変調器によって、空間偏光分布によりデータ情報を保持する新たな信号光を得、その新たな信号光と参照光を同時に、前の信号光の偏光分布がホログラムとして記録されている請求項５乃至請求項１１のいずれかに記載の光記録媒体に照射することによって、該光記録媒体中に新たな信号光の偏光分布をホログラムとして記録することを特徴とするホログラム記録方法。
21. 請求項１９または請求項２０のホログラム記録方法において、前記データ情報に応じて前記信号光の偏光角を回転させることを特徴とするホログラム記録方法。
22. 請求項１９または請求項２０のホログラム記録方法において、前記ホログラムに多重させて、前記信号光または参照光の偏光方向を変えて、光強度分布または位相分布によりデータ情報を保持するホログラムを、前記光記録媒体の同一領域に記録することを特徴とするホログラム記録方法。
23. 請求項２２のホログラム記録方法において、前記信号光および参照光の偏光方向を、互いに平行な方向と互いに直交する方向の２通りとすることを特徴とするホログラム記録方法。
24. 請求項１９乃至請求項２３のいずれかに記載のホログラム記録方法において、ディスク形状の前記光記録媒体を回転させるとともに、前記空間光変調器を含む光記録ヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動させることを特徴とするホログラム記録方法。
25. コヒーレント光を発する光源と、データ情報に応じて前記光源からの光を偏光変調して、空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光を得る空間光変調器と、前記信号光を請求項５乃至請求項１１のいずれかに記載の光記録媒体に照射する結像光学系と、前記光源からの光から、前記光記録媒体に照射する参照光を得る参照光光学系とを備えることを特徴とする光記録装置。
26. 請求項２５の光記録装置において、前記空間光変調器は前記データ情報に応じて前記信号光の偏光角を回転させることを特徴とする光記録装置。
27. 請求項２５または請求項２６の光記録装置において、ディスク形状の前記光記録媒体を回転させる媒体駆動機構と、前記光源、空間光変調器、結像光学系および参照光光学系を含む光記録ヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動させるヘッド移動機構とを備えることを特徴とする光記録装置。
28. 空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光が、参照光によりホログラムとして記録されている請求項５乃至請求項１１のいずれかに記載の光記録媒体に読出光を照射して、前記ホログラムからの回折光の偏光分布により前記データ情報を読み取ることを特徴とする光読取方法。
29. 請求項２８の光読取方法において、前記読出光の偏光方向を前記参照光の偏光方向と同一にすることを特徴とする光読取方法。
30. 請求項２９の光読取方法において、前記読出光を前記参照光の入射方向と対向する方向から前記光記録媒体に入射させることを特徴とする光読取方法。
31. 請求項２８乃至請求項３０のいずれかの光読取方法において、偏光子または波長板により前記回折光の偏光方向を補正することによって、偏光方向が前記信号光の偏光方向と一致した回折光を得ることを特徴とする光読取方法。
32. 請求項２８乃至請求項３０のいずれかの光読取方法において、前記回折光を互いに直交する２つの偏光成分に分離し、両者の光強度を比較演算して、その結果を読取出力とすることを特徴とする光読取方法。
33. 回転させられた偏光角によりデータ情報を保持する信号光が、参照光によりホログラムとして記録されている請求項５乃至請求項１１のいずれかに記載の光記録媒体に読出光を照射し、前記ホログラムからの回折光を互いに直交する２つの偏光成分に分離し、両者の光強度を比較演算して、その結果により前記データ情報を読み取ることを特徴とする光読取方法。
34. 空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光が、参照光によりホログラムとして記録されているとともに、このホログラムに多重されて、前記信号光または参照光の偏光方向が変えられて、光強度分布または位相分布によりデータ情報を保持するホログラムが、同一領域に記録されている請求項５乃至請求項１１のいずれかに記載の光記録媒体に、直線偏光の読出光を照射し、前記同一領域からの回折光の所望の偏光成分を取り出すことによって、前記複数のホログラムから所望のホログラムを分離して読み出すことを特徴とする光読取方法。
35. 空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光が、参照光によりホログラムとして記録されているとともに、前記信号光および参照光の偏光方向が、互いに平行な方向と互いに直交する方向の２通りとされて、前記ホログラムに多重されて、光強度分布または位相分布によりデータ情報を保持するホログラムが、同一領域に記録されている請求項５乃至請求項１１のいずれかに記載の光記録媒体に、偏光方向が前記参照光の偏光方向と一致した読出光を照射し、前記同一領域からの回折光の前記信号光と同一の偏光成分を取り出すことによって、前記複数のホログラムから所望のホログラムを分離して読み出すことを特徴とする光読取方法。
36. 請求項請求項２８乃至請求項３５のいずれかの光読取方法において、ディスク形状の前記光記録媒体を回転させるとともに、前記読出光の光学系を含む光読取ヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動させることを特徴とする光読取方法。
37. 空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光が、参照光によりホログラムとして記録されている請求項５乃至請求項１１のいずれかに記載の光記録媒体に読出光を照射する読出光光学系と、前記ホログラムからの回折光の偏光分布を検出する偏光ビームスプリッタおよび光検出器とを備えることを特徴とする光読取装置。
38. 請求項３７の光読取装置において、前記読出光光学系は、前記読出光の偏光方向を前記参照光の偏光方向と同一にすることを特徴とする光読取装置。
39. 請求項３８の光読取装置において、前記読出光光学系は、前記読出光を前記参照光の入射方向と対向する方向から前記光記録媒体に入射させることを特徴とする光読取装置。
40. 請求項３７乃至請求項３９のいずれかの光読取装置において、前記偏光ビームスプリッタは、前記回折光を互いに直交する２つの偏光成分に分離し、前記光検出器は、その分離された２つの偏光成分を別個に検出する２つの光検出器からなることを特徴とする光読取装置。
41. 請求項４０の光読取装置において、当該光読取装置は、前記２つの光検出器の検出出力を比較演算する比較演算部を備えることを特徴とする光読取装置。
42. 請求項３７乃至請求項４１のいずれかの光読取装置において、ディスク形状の前記光記録媒体を回転させる媒体駆動機構と、前記読出光光学系、偏光ビームスプリッタおよび光検出器を含む光読取ヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動させるヘッド移動機構とを備えることを特徴とする光読取装置。
43. 空間偏光分布により被検索データを保持する信号光が、参照光によりホログラムとして記録されている請求項５乃至請求項１１のいずれかに記載の光記録媒体に読出光を照射し、前記ホログラムからの回折光を、検索用データに応じて偏光変調する空間光変調器に透過させて、その透過光の偏光分布によって、前記被検索データと前記検索用データとの間の一致・不一致を検出することを特徴とする光検索方法。
44. 空間偏光分布により被検索データを保持する信号光が、参照光によりホログラムとして記録されている請求項５乃至請求項１１のいずれかに記載の光記録媒体に読出光を照射し、前記ホログラムからの回折光を、検索用データに応じて偏光変調する空間光変調器に透過させて、その透過光の偏光分布によって、前記被検索データと前記検索用データとの間の相関を検出することを特徴とする光検索方法。
45. 請求項４３または請求項４４の光検索方法において、ディスク形状の前記光記録媒体を回転させるとともに、前記空間光変調器を含む光検索ヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動させることを特徴とする光検索方法。
46. 空間偏光分布により被検索データを保持する信号光が、参照光によりホログラムとして記録されている請求項５乃至請求項１１のいずれかに記載の光記録媒体に読出光を照射する読出光光学系と、前記ホログラムからの回折光を検索用データに応じて偏光変調する空間光変調器と、この空間光変調器からの透過光の偏光分布を検出する偏光ビームスプリッタおよび光検出器とを備えることを特徴とする光検索装置。
47. 請求項４６の光検索装置において、前記偏光ビームスプリッタは、前記透過光を互いに直交する２つの偏光成分に分離し、前記光検出器は、その分離された２つの偏光成分を別個に検出する２つの光検出器からなることを特徴とする光検索装置。
48. 請求項４７の光検索装置において、前記２つの光検出器の検出出力を比較演算する比較演算部を備えることを特徴とする光検索装置。
49. 請求項４６乃至請求項４８のいずれかの光検索装置において、ディスク形状の前記光記録媒体を回転させる媒体駆動機構と、前記読出光光学系、空間光変調器、偏光ビームスプリッタおよび光検出器を含む光検索ヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動させるヘッド移動機構とを備えることを特徴とする光検索装置。

Images