JP2007517267A - ホログラフィック媒体へのデータの複製 - Google Patents

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Abstract

ホログラフィック記録データを複製する装置に関する。ホログラフィック・マスター媒体と、ホログラフィック・コピー媒体と、光源と、光リレー・システムとを備える。光リレー・システムは、ホログラフィック・マスター媒体からの第１物体光をホログラフィック・コピー媒体に中継し、第１物体光とコピー参照光との間の干渉パターンをホログラフィック・コピー媒体に記録することによって、ホログラフィック記録データの少なくとも一部を複製する。ホログラフィック・コピー媒体内のホログラムが複製される任意の位置において、第１物体光とコピー参照光との間の経路長の差が、光源のコヒーレンス長の範囲内である。
【選択図】 図２

Description

関連出願
本出願は、２００３年１２月３０日付の米国特許仮出願第60/533,296号の利益を主張する。上記出願の教示の全体は、参照により本明細書に引用したものとする。
ホログラフィック・データ記憶は、有利なことに、適切な光学材料内にデータを体積記憶することによって高データ密度および高データ速度を達成できる。あらゆるデータ・ストレージ・システムまたはデータ記憶媒体におけるのと同様に、その用途を左右する主要パラメータは、そのコストである。例えばコンピュータのオペレーティング・システム、ソフトウェア、映像等などの、読出し専用として流通するデータについては、とりわけ、データ記憶媒体内に含まれるデータを複製する能力が安価である必要がある。read/write（読出し／書込み）のデータ記憶媒体においては、一般に、媒体に何らかの形式のフォーマッティングで記録すること、すなわち追跡マーク（tracking mark）と共に記録することが、依然として必要とされている。例えば、書込み可能なコンパクト・ディスク（ＣＤ）は、完全に空白ではなく、後のある時点でのデータの書込みを容易にするために、追跡マークを含んでいる。したがって、読出し／書込みの製品または読出し専用の製品として有利であると考えられるホログラフィック・データ記憶媒体に対して、媒体をサーボ追跡動作するように設計されたデータ・ストレージ・システムは、このようなサーボ・マークを工場レベルで費用対効果に優れた方法で複製する必要がある。
本発明は、ホログラフィック・データ・ストレージ・システム（ＨＤＳＳ）を含むデータ・ストレージ・システムにおいて用いられるホログラフィック媒体を複製する方法および装置に関する。
一実施形態においては、本発明は、ホログラフィック記録データを複製する装置である。本発明の装置は、ホログラフィック記録データを有するホログラフィック・マスター媒体、ホログラフィック・コピー媒体、および光源を備える。光源が、ホログラフィック・マスター媒体に入射するマスター参照光を生成する。ホログラフィック・マスター媒体が、マスター参照光を回折させて第１物体光を生成する。光源はさらに、第１物体光とコヒーレントであり、ホログラフィック・コピー媒体に入射するコピー参照光を生成する。装置はさらに、ホログラフィック・マスター媒体とホログラフィック・コピー媒体との間に配置され、第１物体光をホログラフィック・マスター媒体からホログラフィック・コピー媒体に中継する第１光リレー・システムを備えており、ホログラフィック・コピー媒体が第１物体光とコピー参照光との間の干渉パターンを記録することによって、ホログラフィック記録データの少なくとも一部を複製する。
別の実施形態においては、本発明は、ホログラフィック記録データを複製する装置である。この装置は、ホログラフィック記録データを有する第１ホログラフィック・マスター媒体と、ホログラフィック記録データを有する第２ホログラフィック・マスター媒体と、それぞれ第１および第２ホログラフィック・マスター媒体に入射して第１および第２物体光を生成する、第１および第２マスター参照光を生成する可変波長光源と、ホログラフィック・コピー媒体と、第１ホログラフィック・マスター媒体とホログラフィック・コピー媒体との間に配置され、第１物体光を第１ホログラフィック・マスター媒体からホログラフィック・コピー媒体に中継する第１光リレー・システムと、第２ホログラフィック・マスター媒体とホログラフィック・コピー媒体との間に配置され、第２物体光を第２ホログラフィック・マスター媒体からホログラフィック・コピー媒体に中継する第２光リレー・システムとを備える。この実施形態においては、第１および第２物体光の間の干渉がホログラフィック・コピー媒体に記録され、これによってホログラフィック記録データの少なくとも一部が複製される。
別の実施形態においては、本発明は、データを複製する装置である。この装置は、構造的データ形態を有するマスター・マスク媒体と、マスター・マスク媒体に入射して第１物体光を生じるマスター参照光を生成する可変波長光源と、第１コピー参照光生成システムと備える。第１コピー参照光生成システムは、ホログラフィック・コピー媒体と、第１光リレー・システムと、反射面と、第２光リレー・システムとを有する。第１光リレー・システムは、マスター・マスク媒体とホログラフィック・コピー媒体との間に配置され、第１物体光をマスター・マスク媒体からホログラフィック・コピー媒体に中継する。第２光リレー・システムは、ホログラフィック・コピー媒体と反射面との間に、その光軸が第１光リレー・システムの光軸に一致するように配置される。第２光リレー・システムは、ホログラフィック・コピー媒体によって伝播された第１物体光の一部を反射面に中継し、反射面は、物体光のうちホログラフィック・コピー媒体において伝播された部分を反射し、これによりコピー参照光を生成し、ホログラフィック・コピー媒体が、第１物体光とコピー参照光との間の干渉パターンを記録し、これによってマスク・データの少なくとも一部を複製する。
別の実施形態においては、本発明は、データを複製する装置である。この装置は、構造的データ構成を有する第１マスター・マスク媒体と、構造的データ構成を有する第２マスター・マスク媒体と、それぞれ第１および第２ホログラフィック・マスター媒体に入射して第１および第２物体光を生じさせる第１および第２マスター参照光を生成する可変波長光源と、ホログラフィック・コピー媒体とを備える。装置はさらに、第１マスター・マスク媒体とホログラフィック・コピー媒体との間に配置され、第１物体光を第１マスター・マスク媒体からホログラフィック・コピー媒体に中継する第１光リレー・システムと、第２マスター・マスク媒体とホログラフィック・コピー媒体との間に配置され、第２物体光を第２マスター・マスク媒体からホログラフィック・コピー媒体に中継する第２光リレー・システムとを備える。第１および第２物体光の間の干渉がホログラフィック・コピー媒体に記録され、これによってマスク・データの少なくとも一部が複製される。
別の実施形態においては、本発明は、ホログラフィック記録データを複製する方法である。この方法は、マスター参照光を光源によって生成する工程と、マスター参照光を、データがホログラフィック記録されているホログラフィック・マスター媒体に導いて、第１物体光を生成する工程と、第１物体光をホログラフィック・コピー媒体に、ホログラフィック・マスター媒体とホログラフィック・コピー媒体との間に配置された第１光リレー・システムを介して導く工程と、光源によってコピー参照光を生成する工程と、物体光とコヒーレントであるコピー参照光をホログラフィック・コピー媒体に導いて、物体光とコピー参照光との間の干渉パターンを記録し、ホログラフィック記録データの少なくとも一部を複製する工程と、を含む。
別の実施形態においては、本発明は、ホログラフィック記録媒体内にホログラフィック・データの少なくとも１つの層を記録する方法である。この方法は、少なくとも１つの光源によってマスター参照光を生成する工程と、マスター参照光を、データがホログラフィック記録されているホログラフィック・マスター媒体または構造的データ構成を有するマスター・マスク媒体に導いて、第１物体光を生成する工程と、第１物体光を、ホログラフィック・マスター媒体またはマスター・マスク媒体から第１ホログラフィック・コピー媒体に中継する工程と、第１ホログラフィック・コピー媒体によって伝播された第１物体光の一部分を、第１ホログラフィック・コピー媒体によって伝播された第１物体光の一部分を反射して第１コピー参照光を生成する第１反射面に中継する工程と、第１コピー参照光をホログラフィック・コピー媒体において第１物体光と交わるように中継して、第１コピー参照光と第１物体光との間の干渉パターンを記録し、ホログラフィック記録データまたはマスク・データの少なくとも一部を複製する工程と、を含む。
別の実施形態においては、本発明は、ホログラフィック記録データまたはマスク・データを複製する方法である。この方法は、少なくとも１つの光源によって第１および第２マスター参照光を生成する工程と、第１マスター参照光を第１ホログラフィック・マスター媒体またはマスター・マスク媒体に導き、第１物体光を生成する工程と、第１物体光を、ホログラフィック・コピー媒体に、第１ホログラフィック・マスター媒体またはマスター・マスク媒体とホログラフィック・コピー媒体との間に配置された第１光リレー・システムを通して導く工程と、第２マスター参照光を第２ホログラフィック・マスター媒体またはマスター・マスク媒体に導き、第２物体光を生成する工程と、第２物体光を、ホログラフィック・コピー媒体に、第２のホログラフィック・マスター媒体またはマスター・マスク媒体とホログラフィック・コピー媒体との間に配置された第２光リレー・システムを通して導く工程と、第１および第２物体光の間の干渉パターンをホログラフィック・コピー媒体に記録する工程と、を含む。
本発明の前述の目的、特徴、および利点、ならびに他の目的、特徴、および利点は、添付の図面に示される本発明の好ましい実施形態についての以下のさらに詳しい説明から明らかになるであろう。添付の図面においては、同一参照符号は、異なる図面であっても同一部分を指す。図面は必ずしも縮尺通りではなく、本発明の原理を説明することに重点がおかれている。
本発明は、ホログラフィック・データ・ストレージ・システム（ＨＤＳＳ）を備えるデータ・ストレージ・システムにおいて用いられるホログラフィック媒体を複製する方法および装置に関する。ここに開示される方法および装置を用いて、読出し／書込みホログラフィック媒体を工場レベルであらかじめフォーマットすることができ、あるいは読出し専用ホログラフィック媒体を複製することができる。
本発明の方法および装置は、ホログラフィック・マスター媒体から体積ホログラフィック・データを複製して１つまたは複数のホログラフィック・コピー媒体を形成する、新規かつ好都合な方法を含む。読出し／書込みホログラフィック媒体については、複製の必要があるデータの量は、最小限の量のデータのみから構成されてもよい。この最小限の量のデータとは、追跡情報、または材料とシステム・データもしくはパラメータの一方または両方（例えば感光媒体の年数、記録感度、および厚み、使用される特定のデータ・フォーマット等などであってもよい）を記述する情報を提供するのに必要とされるデータなどである。読出し専用メモリ（ＲＯＭ）装置の場合には、媒体上に複製すべき情報が、例えば数ギガバイト〜数テラバイトにもなることがある多量データで構成されてもよい。
本発明の装置および方法は、体積ホログラムとして記憶される情報を含むホログラフィック・マスター媒体からの回折されたデータを、記録媒体に投射する光リソグラフィ・システムを備える。ここで、記録媒体はホログラフィック・コピー媒体と称され、この媒体は体積ホログラフィック・データを記録して記憶できる材料を含む。本明細書においては、ホログラフィック・マスター媒体およびホログラフィック・コピー媒体は、便宜上、体積ホログラフィック・データを記録して記憶できる光学材料を挟む２枚の平坦な基板を有するものとして図示されている。このような形態は、例えばアプリリス，インコーポレイテッド（Aprilis, Inc.（マサチューセッツ州Maynard））から入手できるもののような光重合可能な体積ホログラフィック記録材料を含む体積ホログラフィック媒体の代表例である。この媒体では、一般には、光重合可能な記録材料が、例えばガラスもしくはプラスチックまたはこれらの組み合わせで構成される２枚の平坦な基板の間に挟まれている。本発明のホログラフィック・マスター媒体およびホログラフィック・コピー媒体の図は、一般的概略図として扱われるべきであり、ホログラフィック・マスター媒体およびホログラフィック・コピー媒体の他のすべての形態および構成を包含することを意味する。例えば、これらの図は、光屈折結晶およびポリマー、ならびにフォトクロミック材料等を含むホログラフィック・マスター媒体およびホログラフィック・コピー媒体を包含することを意味しており、これら材料は取り付けられる追加基板を必要とする場合もあれば、必要としない場合もある。
本発明の複製システムにおいては、ホログラフィック・マスター媒体が少なくとも１つの参照光によって照射され、回折によって少なくとも１つの物体光を生成する。この物体光は、前記ホログラフィック・コピー媒体にホログラフィック記録することが望まれるデータを含む。前記回折された物体光が、光学システムによって前記ホログラフィック・コピー媒体に中継される。物体光内の光学情報の中継は、２つの共役な結像平面がそれぞれホログラフィック・マスター媒体の平面およびホログラフィック・コピー媒体の平面であるような結像作用であるが、必ずしもそのようである必要はない。物体光内の光学情報をホログラフィック・コピー媒体の平面に中継するために、他の種類の光学システムを考えることもできる。前記ホログラフィック・コピー媒体にホログラムを記録するために、参照光が、中継される物体光と同時かつ同一位置においてホログラフィック・コピー媒体を照射する。ホログラフィック・コピー媒体への記録のための物体光および参照光についての１つの要件は、これら２つのビームが、ホログラフィック・コピー媒体の感光性媒体におけるすべての干渉点において、相互に光学的にほぼコヒーレントである点である。この要件を達成する従来の方法は、同一光源（例えば、レーザ）が物体光および参照光の両方を生成して、前記ホログラフィック・コピー媒体に記録している。したがって、本発明の複製システムおよび複製方法の光学システムは、前記ホログラフィック・コピー媒体の感光性媒体内の任意の点における参照光および物体光の経路長の差が、光源のほぼコヒーレンス長以内にあることを必要とする。例えば、経路長の差は、光源のコヒーレンス長の２０％以内、１０％以内、５％以内、１％以内であり、好ましくは１％未満である。
本明細書において使用されるとき、用語「コヒーレンス長」は、コヒーレント光源から、電磁波が規定の度合いのコヒーレンスを維持している点までの伝搬距離を指す。光通信においては、コヒーレンス長Ｌは、ほぼＬ＝λ２／（ｎΔλ）で与えられ、ここでλは光源の中心波長であり、ｎは媒体の屈折率であり、Δλは光源のスペクトル幅である。
図１は、角度多重化またはペリストロフィック（peristrophic）多重化ホログラフィック媒体用の複製システムの方法および装置の好ましい一実施形態を示す。光リレー・システム（１２）が、ホログラフィック・マスター媒体（１０）からの光を、ホログラフィック・コピー媒体（１１）と呼ばれる感光性の体積ホログラフィック記録媒体に結像する。ホログラフィック・マスター媒体が、光線（１５）および（１６）を境界とする参照光によって照射される。光線（１５）および（１６）が、部分反射器（１３）を通り、ホログラフィック・マスター媒体（１０）を通って伝播し、ミラー（１４）によって反射される。部分反射器（１３）およびミラー（１４）が空洞共振器を形成し、光線（１１０）および（１１１）を境界とする参照光が空洞内で多重共振する。ホログラムを光空洞共振器の内部に配置することによってホログラムの回折効率を向上させる方法は、SinhaおよびBarbastathisによって、Optics Letters, Vol. 27, No. 6, pp 385-387（2002）に記載されている。空洞共振器は、本発明の複製システムにおいて必須ではないが、所定の入力レーザパワーについて他の方法で達成できる回折効率に比べて、ホログラフィック・マスター媒体から大幅に高い回折効率を有利に得るように機能する。例として、回折効率は、ほんのわずかな割合ではなく、１０％を超えることができ、さらに好ましくは５０％を超えることさえ可能である。空洞共振器を組み込むことによって、有利なことに、極めて高くできる複製処理能力を達成できる。本明細書において物体光と称する、ホログラフィック・マスター媒体から回折される光が、結像化システム（１２）を使用してホログラフィック・コピー媒体（１１）に結像される。
光リレー・システム（１２）は、複数の光学要素（反射、回折、および／または反射）で構成して、必要な結像条件を生成できる。システムの倍率は必ずしも１：１でなくてもよく、一般的には、ホログラフィック・マスター媒体をホログラフィック・コピー媒体上に拡大または縮小することもできる。好ましい実施形態においては、回折光の仮想光源（ホログラフィック・マスター媒体内に位置する点であっても、位置しない点であってもよい）が、物体空間および／または像空間においてテレセントリック系の光学システム（１２）によって結像されるように、ホログラフィック・マスター媒体から回折された光が中継される。本明細書において使用されるとき、用語「テレセントリック」は、特定の多レンズ構成に特有の特性であって、物体または画像を交差するすべての点について主光線が平行である特性を指す。例えば、物体空間および／または像空間において、主光線が光軸と平行であるときにテレセントリックが生じる。本明細書において使用されるとき、用語「主光線」は、レンズの中心を通過する光線を指す。本明細書において使用されるとき、用語「テレセントリック・レンズ」は、開口絞りが前側焦点に配置され、その結果、像空間において光軸と平行な主光線を得るレンズを指す。本発明の説明においては、テレセントリック状態は、ホログラフィック・コピー媒体またはホログラフィック・マスター媒体のいずれかが光リレー・システムの光軸の方向に沿って移動したときでも、システムが倍率誤差に左右されないという点で、より安定性の高い光学システムを実現する。
好ましい実施形態においては、ホログラフィック・コピー媒体用の参照光が、ホログラフィック・マスター媒体用の参照光用の同一レーザから分割される。ホログラフィック・コピー媒体用の参照光は、まず、ホログラフィック・マスター媒体（１０）を通って空洞共振器に入り、空洞の対向する第２反射面（１４）に向かって進行し、ホログラフィック・マスター媒体（１０）を通って空洞の部分反射の第１表面（１３）まで反射され、次いでホログラフィック・マスター媒体を通って反射され、ホログラフィック・コピー媒体へと回折される。このレーザ経路と、レーザ・ビームからホログラフィック・コピー媒体への経路長さ（参照光と呼ばれる）との差が、レーザのコヒーレンス長の範囲内であるように、光学システムは動作する。さらに、好ましくは、経路長さの差は、空洞共振器内で多重通過が生じるときも、レーザのコヒーレンス長の範囲内でなければならない。ホログラフィック・コピー媒体用の参照光は、光線（１７）および（１８）を境界とする。図１においては、コピー媒体用の参照光が、ホログラフィック・マスター媒体から中継された回折光と、ホログラフィック・コピー媒体の同一側に入射するものとして示されているが、一般的には、ホログラフィック・コピー媒体のどちらの側から入射してもよい。コピー媒体用の参照光は、任意の波面であってよい。したがって、このビームは、これらに限られるわけではないが、平面波、ほぼ平面波、球状収束ビーム、または球状発散ビームであってもよく、直交位相符号化もしくはランダム位相符号化またはこれらの組み合わせなどによって、位相変調されていてもよい。他の種類の波面も考えることができ、したがって本発明の範囲に含まれる。マスター媒体用の参照光も、任意の波面であってもよく、ホログラフィック・コピーの一度の露光において使用される２つの参照光は、必ずしも同一参照光でなくてもよい。例えば、ホログラフィック・マスター媒体を照射する参照光が、角度θの平面波である場合に、ホログラフィック・コピー媒体を照射する参照光が、他の角度ψの平面波であってよい。代わりに、例えば発散球状ビームまたは集束球状ビームであってよい。
図１の概略図では、参照光がホログラフィック・マスター媒体に入射して、順方向の回折光を生成するとして示しており、したがって透過ホログラムを表わしている。これは、単にホログラフィック・マスター媒体の一実施形態を表わしているにすぎない。別の実施形態においては、ホログラフィック・マスター媒体が１つまたは複数の反射ホログラムを含むこともできる。その場合には、マスター媒体用の参照光が、部分反射面（１３）または反射面（１４）を通って空洞共振器に進行し、前記反射面（１４）からホログラフィック・マスター媒体（１０）を通って部分反射面（１３）に、さらにはホログラフィック・マスター媒体（１０）を通って前記反射面（１４）に、空洞内を多重伝播し、反射面（１４）によってホログラフィック・マスター媒体（１０）に導かれた光からの反射回折ビームが、光リレー・システム（１２）によって捕集され、ホログラフィック・コピー媒体（１１）上に結像される。
さらに別の実施形態（図２）においては、本発明の装置および方法が、同時に２つのホログラフィック・コピー媒体にホログラフィック・マスター媒体を複製するように動作する。この実施形態においては、第２のリレー・システム（１２ａ）および第２のホログラフィック・コピー媒体（１１ａ）が、図１の光空洞共振器に対して対称関係かつ反対方向（すなわち、図１の空洞共振器の左側）に配置されており、これによって、第２のリレー・システム（１２ａ）および第１のリレー・システム（１２）の光軸が同一軸に沿うようになる。ホログラフィック・マスター媒体（１０）が透過ホログラムを含んでいる場合には、前記空洞の前記反射面（１４）からホログラフィック・マスター媒体（１０）の方向に向けられた光が、前記マスター媒体（１０）による透過回折によって、前記第２リレー・システム（１２ａ）の方向に方向付けられ、前記リレー・システム（１２ａ）によって前記第２ホログラフィック・コピー媒体（１１ａ）上に結像される。この実施形態は、光線（１７ａ）および（１８ａ）を境界とする参照光によってホログラフィック・コピー媒体（１１ａ）を照射することにより、ホログラフィック記録を実現する。好ましい実施形態においては、光線（１７ａ）および（１８ａ）を境界とし第２ホログラフィック・コピー媒体（１１ａ）を照射する参照光、光線（１７）および（１８）を境界としホログラフィック・コピー媒体（１１）を照射する参照光、ならびに光線（１５）および（１６）を境界とする参照光が、同一光源（例えば、レーザ）から発生している。それぞれのホログラフィック・コピー媒体における選択された干渉点において、ホログラフィック・コピー媒体（１１）を照射する参照光および第２ホログラフィック・コピー媒体（１１ａ）を照射する参照光と物体光（１９および１９ａ）との間の相互の経路長の差が、実質的に前記光源のコヒーレンス長の範囲内である。ホログラフィック・マスター媒体（１０）が反射ホログラムを含んでいる場合には、前記空洞の前記反射面（１３）からホログラフィック・マスター媒体（１０）の方向に向けられた光が、前記マスター媒体（１０）による反射回折によって、前記第２リレー・システム（１２ａ）の方向に方向付けられ、前記リレー・システム（１２ａ）によって前記第２のホログラフィック・コピー媒体（１１ａ）上に結像化される。代わりに、対称システムの光軸を、図１に示された第１システムの光軸とは別の軸に沿うように、折り曲げてもよい。代わりに、ホログラフィック・コピー媒体（１１）および（１１ａ）を照射する参照光が、それぞれの物体光（１９）および（１９ａ）とは反対の側から各媒体に入射してもよい。これにより、デュアル・ホログラフィック・コピー媒体システムを使用して、複製反射ホログラムを生成できる。
一般に、ホログラフィック・マスター媒体に含まれるすべてのデータをホログラフィック・コピー媒体に転送するには、ホログラフィック・マスター媒体内に多重化されているすべてのデータに完全にアクセスするために、データ記録に使用されたすべての参照光を選択するようにホログラフィック・マスター媒体を照射する参照光を変化させる必要がある。例えば、角度多重化および／またはペリストロフィック多重化されたデータを含むホログラフィック・マスター媒体については、参照光の入射角を、記録されているホログラムのブラッグ選択性に関係する量だけ変化させる。新しい参照光角度を選択するとき、構成要素（１３）および（１４）で構成された空洞共振器が、光線（１５）および（１６）を境界とする入射ビームと同調して、新しい位置に回転するように動作する。別の実施形態においては、波長多重化されたデータを含むホログラフィック・マスター媒体について、ホログラフィック・マスター媒体を照射する波長を、記録されているホログラムの波長選択性に関係する量だけ変化させる。あるいは、空間多重化されたホログラフィック・マスター媒体については、ホログラフィック・マスター媒体内に含まれている追加データに対応するために、入射参照光の位置を変化させる。さらに、ホログラフィック・マスター媒体を、例えば直交位相コードを用いて位相符号化してもよい。この場合、記憶されているホログラフィック・データ一式を再生するためには、当該特定の参照光に必要とされる正確な位相符号化を知る必要がある。参照光についてのこのような符号化手法は、著作権侵害および偽造の試みに対して障壁をもたらす点で、マスター媒体にとって有利である。本発明の前述の実施形態は、当業者であれば考案できるホログラフィック・マスター媒体からの多重化ホログラフィック・データを再生するあらゆる形態を包含することを意味する。
ホログラフィック・マスター媒体およびホログラフィック・コピー媒体を照射する参照光の角度が、必ずしも一致する必要はない。本発明の装置および方法の一実施形態においては、図１に概略的に示されているとおり、ある一式のホログラフィック・データを読み出すためにマスター媒体を照射する所定の角度θｍを、別の角度θｎの参照光を使用して、ホログラフィック・コピー媒体に記録することができる。２つの角度θｍおよびθｎが必ずしも等しくなくてもよいため、２つの角度の間の関係を符号化することができ、これは著作権侵害および／または偽造が問題となるいくつかの用途において有利であると考えられる。
図１に示した実施形態の変形例であるさらに別の実施形態においては、空洞共振器が使用されない。すなわち、この実施形態においては、ミラー（１４）および部分反射器（１３）が存在しない。代わりに、光線（１５）および（１６）が、マスター・ホログラム（１０）に直接入射する。
例えば図１および図２に示される実施形態は、参照光が常に基板の片側から入射できるカード状のＨＤＳＳにおいて特に有用である。ディスク状のＨＤＳＳにおいては、ホログラフィック・コピー媒体の記録に使用される参照光が、ディスクの回転中心に対してある程度の対称を有することが望まれる。例えば、角度多重化およびペリストロフィック多重化を使用することを意図されたホログラフィック媒体においては、ホログラフィック・コピー媒体を、ディスクの中心に対して対称に配置された平面波によって照射することが望まれる。このような参照光の配置を達成する１つの方法は、アキシコンを使用することである。本明細書において使用されるとき、用語「アキシコン」または「アキシコン・レンズ」は、回転対称プリズムとして知られる円錐形のレンズを指す。アキシコンは、平行レーザ・ビームをリングに変換するため、非回折ベッセル・ビームを生成するため、あるいは平行ビームを長焦点深度で集束するために、用いられてもよい。
図３は、ビーム操作システム（２０）を組み込んだ本発明の一実施形態を示す。この実施形態は、ホログラフィック・マスター媒体（１０）に記憶された光学データが光学システム（１２）によってホログラフィック・コピー媒体（１１）に中継される図１に示した実施形態に関連する。図１の方法および装置に対して異なる点は、ホログラフィック・コピー媒体を照射する参照光の形態である。光線（１７）および（１８）を境界とする参照光がビーム操作システム（２０）を照射し、ビーム操作システム（２０）が、光線（２１）および（２２）を境界としホログラフィック・コピー媒体を照射する新たな配置の参照光を生成する。ホログラフィック・コピー媒体を照射する参照光は、最終製品にとって有利な任意の分布および／または波面を有することができ、当業者であれば、種々の利点および欠点を考慮して最適な選択をするであろう。ビーム操作システム（２０）は、屈折光学要素、反射光学要素、フレネル光学要素、または回折光学要素の組み合わせで構成できる。すでに述べたディスクの形式であるホログラフィック・コピー媒体および角度多重化によって記憶されたホログラフィック・データの場合には、ビーム操作システム（２０）をアキシコンである単一光学要素で構成して、必要とされるディスクの中心に対して半径方向に伝播する平面参照光のアレイを実現できる。このため、図３においてビーム操作システム（２０）の直ぐ左側の光線は、アキシコンが生成する光線を表わすように描かれているが、ビーム操作システム（２０）の使用は、一般的には、複数の参照光分布および／または波面にまで及ぶ。必要とされるデータのすべてをホログラフィック・コピー媒体内に多重化するため、アキシコンから出る円錐ビームの角度を不連続な角度で変化させる必要があり、各角度は一般に他の角度から分離し、角度分離は、使用される特定のホログラフィック・コピー媒体のブラッグ角度選択性に等しいか、あるいはそれを超える必要がある。記録処理に対して、複数のアキシコンを切り換えて、または外して使用することもできるが、本発明の好ましい実施形態では、ズーム・アキシコンを有するビーム操作システムを使用する。光学倍率を変化させるズーム・レンズ・システムと同様に、ズーム・アキシコン・システムは複数の光学要素を有する。この複数の光学要素のうち、１つまたは複数の光学要素が、同時に動かされるか、あるいは生成される円錐ビームの角度を変化させるように動かされる。
本発明のさらに別の実施形態においては、複数のアキシコン・ビームを生成するために、角度的に分割されたアキシコン板が使用される。分割は、屈折要素、フレネル要素、または回折要素を使用して行なうことができる。図４は、角度的に分割されたアキシコン（３０）の例を、概略的に示している。アキシコン・セグメントの４つのウェッジ（分割部分）（３１）が描かれているが、一般には、任意の数ｎを導入できる。ｎ個のアキシコン・セグメントが、入射光をホログラフィック・コピー媒体に向かって異なる角度θｎで曲げるように動作し、角度θｎのそれぞれが、好ましくはホログラフィック・コピー媒体の少なくとも角度ブラッグ選択性の必要条件だけ、互いに離れている。数ｎは、必要とされるデータのすべてをホログラフィック・コピー媒体に記録するために必要とされる角度多重化ホログラムの数に従って選択される。このような角度的に分割されたアキシコンを使用する記録処理の例では、角度的に分割されたアキシコンを１つの時計方向に向けた状態で、最初に１つのデータを記録する。記録すべき次の一式の多重化データについては、ホログラフィック・マスター媒体を照射する参照光を変化させて、次の一式の物体光を回折するようにし、前記角度的に分割されたアキシコンを、３６０°／ｎの角度だけ回転させる。ホログラフィック・コピー媒体上の各位置が、アキシコンのそれぞれのセグメントによって生成されるそれぞれの種類の参照光のすべてで露光されると、露光プロセスが完了する。この実施形態の利点は、ホログラフィック・コピー媒体に必要とされる参照光を得るために、セグメントに分割されたアキシコンを回転させるだけでよく、そのような回転運動が高速であり、かつ精密に制御できる比較的単純な動きである点にある。
前述の説明は、一式のアキシコン波面を生成する、角度的に分割されたビーム操作構成要素に注目したが、この実施形態は、１つまたは複数の光学構成要素を回転させることで、ホログラフィック・コピー媒体へのデータ記録に必要とされる一式の参照光の全体を走査できる、他のビーム操作システムをも想定している。
本発明のホログラフィック複製システムのすべてに拡張できるさらに別の実施形態においては、ホログラフィック・マスター媒体内の新規データへの対応を、参照光を物理的に移動または変化させることによって達成できるだけでなく、参照光の波長を変化させることによっても達成できる。例えば、ホログラフィック・マスター媒体の参照光およびホログラフィック・コピー媒体の参照光は、可変波長光源から得ることができる。この可変波長光源を、それ自体が可変である光源（例えば、外部空洞または温度制御によって波長を可変できる半導体レーザ、または可変色素レーザ）を使用して得ることができ、あるいは波長の集合で構成された光源を使用して得ることができる。例えば、光源が、いくつかの異なるレーザなど、いくつかの別個の波長源で構成されてもよく、あるいは薄いフィルタまたは回折格子などの構成要素を使用して特定の波長を選択する単一の広帯域光源で構成されてもよい。
本発明の一構成においては、図５に示されるとおり、マイクロレンズ・アレイ（４０）を含むビーム操作基板（４１）が、シフト多重化ホログラムを複製するために使用される。この場合には、光線（１７）および（１８）を境界とする入射参照光が、マイクロレンズによって集束されて、ホログラフィック・コピー媒体（１１）に入射する複数の球面波面、または他の非平面波の波面を生成する。複数組のデータをホログラフィック・コピー媒体内に多重化するため、前記ビーム操作要素（４１）は、ホログラフィック・コピー媒体の表面の接線方向に平行移動して、ホログラフィック・コピー媒体に複数組のデータの多重化を可能にするように動作する。当業者であれば、例えばホログラフィック・コピー媒体の厚み、前記媒体と前記マイクロレンズの焦点位置との間の距離、および球面波面とホログラフィック・マスター媒体から再生される物体光との間のビーム間角度に応じて、前記平行移動について適切なシフトの増分を選択できるであろう。
ビット型のシステムに対しては、本発明の方法および装置の別の実施形態が、いくつか存在する。それらは、ホログラフィック・マスター媒体に記憶された光学的情報を中継してホログラフィック・コピー媒体に記録する、一般的なホログラフィック複製システムへの一般的適合形態である。例えば、図６は、ホログラフィック・コピー媒体（１１）に反射マイクロ・ホログラムを記録するように動作するホログラフィック複製システムを示している。前記マイクロ・ホログラム反射格子は、対向して伝播する集束ビームのビームウェストにおけるオーバーラップを提供することによって記録される。これについては、EichlerらによってIEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 4, No. 5, pp 840-848（1998）に記載され、ここでの参照によって本明細書に引用されている。ホログラフィック複製システムのこの実施形態においては、ホログラフィック・マスター媒体（１０）から回折された物体光（１９）が、光学システム（１２）によってホログラフィック・コピー媒体（１１）に中継される。ホログラフィック・コピー媒体（１１）は、例えば真空チャックなどの、媒体（１１）の表面を堅固にする透過性の基準プラテン（５１）によって支持されている。ホログラフィック・コピー媒体は透過性であり、中継された物体光（５３）を伝播し、光学システム（５０）によって反射面（５２）上に中継できる。反射面が光を反射してホログラフィック・コピー媒体方向に戻し、最初に中継された物体光にそろえられるように光学システム（５０）は設計されている。このようにして、ホログラフィック・マスター媒体からの回折光が、ホログラフィック・コピー媒体用の物体光および参照光を生成する役割を果たす。
好ましい実施形態においては、ホログラフィック・マスター媒体から回折された光を中継し、回折光の仮想光源（ホログラフィック・マスター媒体内に位置する点であっても、ホログラフィック・マスター媒体内に位置する点でなくてもよい）が、少なくとも像空間においてテレセントリックであり、好ましくは物体空間においても同様である光学システム（１２）によって結像されるようにする。テレセントリック状態では、ホログラフィック・マスター媒体またはホログラフィック・コピー媒体が光リレー・システムの光軸と平行な方向に移動されても、光リレー・システム（１２）はこれらの動きにほとんど影響されない。第２光リレー・システム（５０）は、好ましくは、ホログラフィック・コピー媒体の特定の平面を反射面（５２）の平面に結像するテレセントリック結像システム（例えば、４ｆ光学系）である。テレセントリック要件により、反射面によって反射される光が、ホログラフィック・コピー媒体の当該光の発生源の点に戻って結像される。このようにして、対向して伝播する２つのビームが、ホログラフィック・コピー媒体の所望のｚ平面において、それらのそれぞれのビームウェストのオーバーラップ体積内で干渉し、対象のデータを記録する所望の一式のマイクロ・ホログラムを生成する。マイクロ・ホログラムが、Eichlerらによってビームウェストにおける面積Ａｂｗ、屈折率ｎ、および波長λについて相互作用長ｌ＝（２Ａｂｗｎλ）として説明されているわずか数ミクロンのｚ方向の長さに沿って生成されるため、複数のマイクロ・ホログラム層をホログラフィック・コピー媒体のｚ方向に記録でき、これらの層が、少なくとも相互作用長のｚ方向に沿った分離距離を有する。
一実施形態においては、ホログラフィック・マスター媒体を照射する入射ビームを変化させて、新たな一式のデータが前記マスター媒体から回折されるようにする（例えば、角度多重化ホログラフィック・マスター媒体の場合には、角度θｍを変化させる）ことによって、および、同時に、ホログラフィック・コピー媒体を前記ｚ方向においてある距離だけシフトして、記録されるマイクロ・ホログラム層がｚ方向に沿った異なる体積内に記録されるようにすることによって、多層のマイクロ・ホログラム・データが記録される。代わりに、ホログラフィック・マスター媒体およびホログラフィック・コピー媒体を照射する入射ビームの波長を変化させるなどによって、選択されたｚ方向において、前記層のそれぞれが多重化されたマイクロ・ホログラムを含むようにすることにより、選択されたｚ方向における前記相互作用長内に記録されるマイクロ・ホログラムが多重化してもよい。
本発明の別の態様においては、図６に示したホログラフィック・マスター媒体および空洞共振器は、前記マイクロ・ホログラムの生成に必要とされる点状の光源を生成できる、透過マスクまたは反射マスクで置き換えることができる。さらに別の実施形態においては、図６に示した本発明の装置および方法が、図７に見られるように、同時に２つのホログラフィック・コピー媒体へのホログラフィック・マスター媒体の複製を実現するように動作する。この実施形態においては、別のリレー・システム（１２ａ）および第２ホログラフィック・コピー媒体（１１ａ）を、図６の光空洞共振器に対して対称関係かつ反対側（すなわち、図６の空洞の左側）に配置して、第２リレー・システム（１２ａ）および第１リレー・システム（１２）の光軸が、同一軸に沿うようにしてもよい。同様に、物体光（５３ａ）をホログラフィック・コピー媒体（１１ａ）によって伝播し、光学システム（５０ａ）によって反射面（５２ａ）上に中継することにより、同様に、対称システムの光軸を最初に示したシステムの光軸に沿うようにできる。あるいは、この対称システムの光軸を、図６に描かれた第１システムの光軸とは別の軸に沿うように、折り曲げることができる。
本発明のさらに別の構成においては、対向して伝播する２つのペンシルビームが、２つのホログラフィック・マスター媒体を使用することによって、それらのそれぞれのビームウェストまたはその付近におけるオーバーラップが形成される。この２つのホログラフィック・マスター媒体のそれぞれは、専用の光リレー・システムに組み合わせられ、さらに専用の光空洞共振器に組み合わせられもよく、１つまたは複数の反射マイクロ・ホログラムをホログラフィック・コピー媒体の選択されたｚ方向に記録するように動作する。例えば、図８は、そのような任意で光空洞共振器を備える複製システムの実施形態の方法および装置を、概略的に示す。
ホログラフィック・データを記録および複製する本発明の方法および装置の別の実施形態は、他にも本発明によって考えられ、したがって本発明の範囲は、本明細書に記載される特定の形態には限定されない。なお、当業者であれば、本明細書において説明した実施形態について、本発明の範囲に包含される前述の実施形態に関する多くの代替形態を考案することが可能である。光リレー・システムを利用して、ホログラフィック・マスター媒体またはマスター・マスクに記憶された光学的情報をホログラフィック・コピー媒体に中継する複製システムに対するこのような代替形態は、マスター・ホログラムまたはマスター・マスクを読出すために使用される多重化の種類や、情報をホログラフィック・コピー媒体に記録するのに使用される多重化の種類、または前記複製システムの詳細な設計には関係なく、本発明の範囲に包含される。
ホログラフィック媒体を複製するのに使用できる本発明の複製システムの方法および装置の多数の実施形態が存在し、それらは、本発明によって開示された実施形態に対する代替の実施形態であるとしても、本発明の範囲に含まれる。さまざまな変更形態、置換形態、および代替形態は、本発明の範囲から逸脱することなく、実現できる。本発明の実施形態は、角度多重化、ペリストロフィック多重化（方位角多重化とも称される）、シフト多重化、空間多重化、空間角度多重化、位相多重化、もしくはスペックル多重化、またはこれらの多重化もしくは他の多重化の仕組みの２つ以上の組み合わせによって多重化されるホログラフィック・コピーを生成するホログラフィック複製システムに関する。記録されるホログラフィック・データは、デジタル・ページの形式（例えば、２５６×２５６、５１２×５１２、１０２４×１０２４、１×１０２４、など）であってよく、または、マイクロ反射ホログラムによって達成され、これによりコンパクト・ディスク（ＣＤ）およびデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）のフォーマットに類似であってもよいデータ・フォーマットを提供するビット型であってよい。
さらに、本発明の装置および方法の実施形態は、ホログラフィック・マスター媒体内に記憶された全データならびに部分データを1度の露光工程で複製できるホログラフィック複製システムに関する。露光中において部分複製がなされる場合には、完全な露光は、光学システム、ホログラフィック・マスター媒体、および／またはホログラフィック・コピー媒体の空間的な移動によって達成できる。完全な複製は、ホログラフィック・マスター媒体を同時または順次に照射して、ホログラフィック・マスター媒体に記憶された全データを再現（再生）し、次いで記録できる一式の異なる参照光（各露光工程についてそれぞれ１つ）で照射することによって、同様に達成できる。前記異なる参照光は、例えば、入射角、参照光の位置、波長、または波面など、文献において公知のさまざまな多重化方式に従って、区別される。
本発明を、本発明の好ましい実施形態を参照して詳細に示して説明してきたが、添付の特許請求の範囲に包含される本発明の範囲を逸脱することなく、形態および詳細についてさまざまな変更が可能であることを、当業者であれば理解できるであろう。
本発明の装置の一実施形態を示す図であり、光リレー・システムを使用してホログラフィック・マスター媒体内に含まれる光学データをホログラフィック・コピー媒体に中継することを示している。 本発明の装置の別の実施形態を示す図であり、追加の光リレー・システムによってホログラフィック・マスター媒体の位相共役回折を中継して、第１ホログラフィック・コピー媒体と同時に第２ホログラフィック・コピー媒体に記録することを示している。 ビーム操作システムを組み込んでいる、本発明の複製システムの一実施形態を示す図であり、ビーム操作システムは、ホログラフィック・コピー媒体上に必要とされる参照光のアレイを生成するのに使用されることを示している。 図３に示したビーム操作システムを実現するのに使用できる角度的に分割されたアキシコンを示す図である。 図３に示したビーム操作の一実施形態を示す図であり、マイクロレンズのアレイを組み込んでいる。 反射面を使用してホログラフィック・コピー媒体に反射マイクロ・ホログラムを記録する本発明の複製システムの一実施形態を示す図である。 同時に２つのホログラフィック・コピー媒体に反射マイクロ・ホログラムを記録する本発明の複製システムの一実施形態を示す図である。 それぞれが光空洞共振器および光リレー・システムが組み合わせられた、２つのホログラフィック・マスター媒体を使用して反射マイクロ・ホログラムを記録する本発明の複製システムの一実施形態を示す図である。
符号の説明
１０ ホログラフィック・マスター媒体
１１ ホログラフィック・コピー媒体
１９ 第１の物体光

Claims (53)

  1. ホログラフィック記録データを複製する装置であって、
    ホログラフィック記録データを有するホログラフィック・マスター媒体と、
    ホログラフィック・コピー媒体と、
    前記ホログラフィック・マスター媒体に入射するマスター参照光とコピー参照光とを生成する光源であって、
    前記ホログラフィック・マスター媒体がこのマスター参照光を回折して第１の物体光を提供し、
    前記コピー参照光が前記第１の物体光とコヒーレントであり、前記ホログラフィック・コピー媒体に入射する、光源と、
    前記ホログラフィック・マスター媒体と前記ホログラフィック・コピー媒体との間に配置され、前記ホログラフィック・マスター媒体からの前記第１の物体光を前記ホログラフィック・コピー媒体に中継し、前記第１の物体光と前記コピー参照光との間の干渉パターンを前記ホログラフィック・コピー媒体に記録することによって、ホログラフィック記録データの少なくとも一部を複製する第１の光リレー・システムとを備えた、ホログラフィック記録データ複製装置。
  2. 請求項１において、前記第１の光リレー・システムが、像空間および／または物体空間においてテレセントリックである、ホログラフィック記録データ複製装置。
  3. 請求項１において、前記光源によって生成される光の波長が可変である、ホログラフィック記録データ複製装置。
  4. 請求項１において、前記ホログラフィック・コピー媒体内のホログラムが複製される任意の位置において、前記第１の物体光と前記コピー参照光との間の経路長の差が、前記光源のコヒーレンス長の範囲内である、ホログラフィック記録データ複製装置。
  5. 請求項１において、前記マスター参照光の前記ホログラフィック・マスター媒体への入射角度θｍと前記コピー参照光の前記ホログラフィック・コピー媒体への入射角度θｎとが、独立して変更可能である、ホログラフィック記録データ複製装置。
  6. 請求項１において、前記マスター参照光の前記ホログラフィック・マスター媒体への入射角度θｍと前記コピー参照光の前記ホログラフィック・コピー媒体への入射角度θｎとが、θｍ＝θｎのように同一か、あるいはθｍ≠θｎのように異なっている、ホログラフィック記録データ複製装置。
  7. 請求項１において、前記ホログラフィック・マスター媒体へのマスター参照光の波長λｍと前記ホログラフィック・コピー媒体へのコピー参照光の波長λｎとが、λｍ＝λｎのように同一であるか、あるいはλｍ≠λｎのように異なっている、ホログラフィック記録データ複製装置。
  8. 請求項１において、前記ホログラフィック・マスター媒体が空洞共振器内に配置されており、前記空洞共振器が、
    前記マスター参照光の光路内に位置する部分反射器と、
    前記マスター参照光のうちの前記ホログラフィック・マスター媒体によって回折されていない部分の光路内に配置されたミラーとを備え、
    前記ミラーが、前記マスター参照光のうちの前記ホログラフィック・マスター媒体で回折されない部分を反射し、前記ホログラフィック・マスター媒体が前記反射されたマスター参照光を回折し、前記部分反射器が、前記反射されたマスター参照光のうちの前記ホログラフィック・マスター媒体で回折されない部分を反射して、追加の第１の物体光を生成し、これにより前記ホログラフィック・マスター媒体の回折効率を高めている、ホログラフィック記録データ複製装置。
  9. 請求項８において、前記空洞共振器のミラーが、前記マスター参照光のうちの前記ホログラフィック・マスター媒体で回折されない部分を反射し、前記ホログラフィック・マスター媒体が、前記反射されたマスター参照光を回折して、前記第１の物体光と共役である第２の物体光を提供する、ホログラフィック記録データ複製装置。
  10. 請求項８において、前記空洞共振器は、前記ホログラフィック・マスター媒体から独立して回転可能であり、これにより前記ホログラフィック・マスター媒体へのマスター参照光の入射角度θｍを変化させて、マスター参照光が多重化される、ホログラフィック記録データ複製装置。
  11. 請求項１０において、前記空洞共振器の回転角度が、前記コピー参照光の前記ホログラフィック・コピー媒体への入射角度と独立である、ホログラフィック記録データ複製装置。
  12. 請求項９において、さらに、
    第２のホログラフィック・コピー媒体と、
    前記第１の物体光と共役である前記第２の物体光を、前記ホログラフィック・マスター媒体から前記第２のホログラフィック・コピー媒体に中継する第２の光リレー・システムとを備え、
    前記第１および第２の光リレー・システムの光軸が選択的に一致するように、前記ホログラフィック・マスター媒体と前記第２のホログラフィック・コピー媒体との間に前記第２の光リレー・システムが配置されている、ホログラフィック記録データ複製装置。
  13. 請求項１において、さらに、前記コピー参照光の入射角、振幅分布、位相、および波面形状のうちの少なくとも１つを変化させるために、前記コピー参照光の光路内に配置された参照光操作システムを備えた、ホログラフィック記録データ複製装置。
  14. 請求項１３において、前記参照光操作システムが、複数の円錐状コピー参照光を生成するアキシコンを備えた、ホログラフィック記録データ複製装置。
  15. 請求項１４において、前記参照光操作システムが、異なる一式の複数の円錐状コピー参照光を生成するズーム・アキシコンを備えた、ホログラフィック記録データ複製装置。
  16. 請求項１４において、前記アキシコンから現れる前記複数の円錐状コピー参照光の円錐角の角度分離が、前記ホログラフィック・コピー媒体のブラッグ角度選択性に等しいか、あるいはそれよりも大きい、ホログラフィック記録データ複製装置。
  17. 請求項１６において、前記アキシコンが、角度的に分割されている、ホログラフィック記録データ複製装置。
  18. 請求項１７において、前記角度的に分割されたアキシコンが、３６０°／ｎ（ここで、ｎは多重化ホログラムの数）の角度で回転されるように動作可能である、ホログラフィック記録データ複製装置。
  19. 請求項１３において、前記参照光操作システムが、非平面波の波面を有する複数のコピー参照光を生成するマイクロレンズ・アレイを備えている、ホログラフィック記録データ複製装置。
  20. 請求項１９において、前記マイクロレンズ・アレイが、前記ホログラフィック・コピー媒体の表面の接線の方向に平行移動可能である、ホログラフィック記録データ複製装置。
  21. ホログラフィック記録データを複製する装置であって、
    ホログラフィック記録データを有するホログラフィック・マスター媒体と、
    マスター参照光を生成する可変波長光源であって、前記ホログラフィック・マスター媒体に入射して、これにより第１の物体光を生成する可変波長光源と、
    第１のコピー参照光生成システムとを備えた装置であって、
    前記第１のコピー参照光生成システムが、
    ホログラフィック・コピー媒体と、
    前記ホログラフィック・マスター媒体と前記ホログラフィック・コピー媒体との間に配置され、前記第１の物体光を前記ホログラフィック・マスター媒体から前記ホログラフィック・コピー媒体に中継する第１の光リレー・システムと、
    反射面と、
    前記ホログラフィック・コピー媒体と前記反射面との間に、その光軸が前記第１の光リレー・システムの光軸に一致するように配置された第２の光リレー・システムとを有し、
    前記第２の光リレー・システムが、前記ホログラフィック・コピー媒体によって伝播された前記第１の物体光の一部を前記反射面に中継し、
    前記反射面が、前記物体光のうちの前記ホログラフィック・コピー媒体において伝播された部分を反射して、これによりコピー参照光を生成し、
    前記ホログラフィック・コピー媒体が、前記第１の物体光と前記コピー参照光との間の干渉パターンを記録して、これによりホログラフィック記録データの少なくとも一部を複製する、ホログラフィック記録データ複製装置。
  22. 請求項２１において、前記第１のコピー参照光生成システムの前記第１および第２の光リレー・システムが、別個に独立して、像空間および／または物体空間においてテレセントリックである、ホログラフィック記録データ複製装置。
  23. 請求項２２において、前記ホログラフィック・マスター媒体が空洞共振器内に配置されており、前記空洞共振器が、
    マスター参照光の光路内に位置する部分反射器と、
    前記マスター参照光のうちの前記ホログラフィック・マスター媒体によって回折されない部分の光路内に配置されたミラーとを備え、
    前記ミラーが、前記マスター参照光のうちの前記ホログラフィック・マスター媒体で回折されない部分を反射し、前記ホログラフィック・マスター媒体が前記反射されたマスター参照光を回折し、前記部分反射器が、前記反射されたマスター参照光のうちの前記ホログラフィック・マスター媒体で回折されない部分を反射して、追加の第１の物体光を生成し、これによって前記ホログラフィック・マスター媒体の回折効率を高めている、ホログラフィック記録データ複製装置。
  24. 請求項２３において、前記空洞共振器は、前記ホログラフィック・マスター媒体から独立して回転可能であり、これにより前記ホログラフィック・マスター媒体へのマスター参照光の入射角度θｍを変化させて、マスター参照光が多重化される、ホログラフィック記録データ複製装置。
  25. 請求項２４において、前記空洞共振器の回転角度が、前記コピー参照光の前記ホログラフィック・コピー媒体への入射角度と独立である、ホログラフィック記録データ複製装置。
  26. 請求項２１において、前記ホログラフィック・コピー媒体を、前記第１コピー参照光生成システムの前記第１および第２の光システムの光軸の方向に沿ってずらすことができる、ホログラフィック記録データ複製装置。
  27. 請求項２１において、さらに、第２のコピー参照光生成システムを備え、このシステムは、前記第１のコピー参照光生成システムの前記第１および第２の光リレー・システムの光軸が、前記第２のコピー参照光生成システムの第１および第２の光リレー・システムの光軸と選択的に一致するように配置されている、ホログラフィック記録データ複製装置。
  28. ホログラフィック記録データを複製する装置であって、
    ホログラフィック記録データを有する第１のホログラフィック・マスター媒体と、
    ホログラフィック記録データを有する第２のホログラフィック・マスター媒体と、
    前記第１および第２のホログラフィック・マスター媒体にそれぞれ入射する第１および第２のマスター参照光を生成する可変波長光源であって、これにより第１および第２の物体光を生成する、光源と、
    ホログラフィック・コピー媒体と、
    前記第１のホログラフィック・マスター媒体と前記ホログラフィック・コピー媒体との間に配置され、前記第１のホログラフィック・マスター媒体からの前記第１の物体光を前記ホログラフィック・コピー媒体に中継する第１の光リレー・システムと、
    前記第２のホログラフィック・マスター媒体と前記ホログラフィック・コピー媒体との間に配置され、前記第２のホログラフィック・マスター媒体からの前記第２の物体光を前記ホログラフィック・コピー媒体に中継する第２の光リレー・システムとを備え、
    前記第１および第２の物体光の間の干渉が前記ホログラフィック・コピー媒体に記録され、これによりホログラフィック記録データの少なくとも一部を複製する、ホログラフィック記録データ複製装置。
  29. 請求項２８において、前記第１のホログラフィック・マスター媒体が第１の空洞共振器内に配置されており、この第１の空洞共振器が、
    前記第１のマスター参照光の光路内に位置する部分反射器と、
    前記第１のマスター参照光のうちの前記第１のホログラフィック・マスター媒体によって回折されていない部分の光路内に配置されたミラーとを備え、
    前記ミラーが、前記第１のマスター参照光のうちの前記第１のホログラフィック・マスター媒体で回折されない部分を反射し、前記第１のホログラフィック・マスター媒体が前記反射されたマスター参照光を回折し、前記部分反射器が前記反射されたマスター参照光のうちの前記ホログラフィック・マスター媒体で回折されていない部分を反射して、追加の第１の物体光を生成し、これにより前記第１のホログラフィック・マスター媒体の回折効率を高めている、ホログラフィック記録データ複製装置。
  30. 請求項２８において、前記第２のホログラフィック・マスター媒体が第２の空洞共振器内に配置されており、この第２の空洞共振器が、
    前記第２のマスター参照光の光路内に位置する部分反射器と、
    前記第２のマスター参照光のうちの前記第２のホログラフィック・マスター媒体によって回折されない部分の光路内に配置されたミラーとを備え、
    前記ミラーが、前記第２のマスター参照光のうちの前記第２のホログラフィック・マスター媒体で回折されない部分を反射し、前記第２のホログラフィック・マスター媒体が前記反射されたマスター参照光を回折し、前記部分反射器が前記反射されたマスター参照光のうちの前記ホログラフィック・マスター媒体で回折されていない部分を反射して、追加の第２の物体光を生成し、これにより前記第２のホログラフィック・マスター媒体の回折効率を高めている、ホログラフィック記録データ複製装置。
  31. ホログラフィック記録データを複製する方法であって、
    光源によってマスター参照光を生成する工程と、
    前記マスター参照光を、ホログラフィック記録データを有するホログラフィック・マスター媒体に導いて、第１の物体光を生成する工程と、
    前記ホログラフィック・マスター媒体と前記ホログラフィック・コピー媒体との間に配置された第１の光リレー・システムを通して、前記第１の物体光を前記ホログラフィック・コピー媒体に導く工程と、
    前記光源によってコピー参照光を生成する工程と、
    前記物体光とコヒーレントであるコピー参照光を前記ホログラフィック・コピー媒体に導いて、前記物体光と前記コピー参照光との間の干渉パターンを記録し、これによりホログラフィック記録データの少なくとも一部を複製する工程とを備えた、ホログラフィック記録データ複製方法。
  32. 請求項３１において、前記ホログラフィック・コピー媒体内のホログラムが複製される任意の位置において、前記第１の物体光と前記コピー参照光との間の経路長の差が、前記光源のコヒーレンス長の範囲内である、ホログラフィック記録データ複製方法。
  33. 請求項３１において、さらに、
    前記ホログラフィック・マスター媒体の回折効率を増幅する工程と、
    前記ホログラフィック・マスター媒体を空洞共振器内に配置することにより、前記第１の物体光と共役である第２の物体光を選択的に生成する工程とを備え、
    前記空洞共振器が、
    前記マスター参照光の光路内に位置する部分反射器と、
    前記マスター参照光のうちの前記ホログラフィック・マスター媒体によって回折されていない部分の光路内に配置されたミラーとを備え、
    前記ミラーが、前記マスター参照光のうちの前記ホログラフィック・マスター媒体で回折されない部分を反射し、前記ホログラフィック・マスター媒体が前記反射されたマスター参照光を回折し、前記部分反射器が、前記反射されたマスター参照光のうちの前記ホログラフィック・マスター媒体で回折されない部分を反射して、追加の第１の物体光を生成し、これにより前記ホログラフィック・マスター媒体の回折効率を高めるとともに、選択的に前記第１の物体光と共役である第２の物体光を提供する、ホログラフィック記録データ複製方法。
  34. 請求項３３において、さらに、前記空洞共振器を前記ホログラフィック・マスター媒体とは独立に回転させて前記ホログラフィック・マスター媒体への前記マスター参照光の入射角度θｍを変化させ、複数に角度多重化された第１および第２の物体光を生成することによって、前記第１の物体光および前記第２の物体光を多重化する工程を備えた、ホログラフィック記録データ複製方法。
  35. 請求項３３において、さらに、前記マスター参照光の波長λｍを変化させて、複数からなる波長多重化された第１および第２の物体光を生成することによって、前記第１の物体光および前記第の２物体光を多重化する工程を備えた、ホログラフィック記録データ複製方法。
  36. 請求項３１において、さらに、参照光操作システムを通して前記コピー参照光を導き、前記コピー参照光の入射角、振幅分布、位相、および波面形状のうちの少なくとも１つを変化させることによって、前記コピー参照光を多重化する工程を備えた、ホログラフィック記録データ複製方法。
  37. 請求項３６において、前記参照光操作システムを通して前記コピー参照光を導く工程が、アキシコンを通して前記参照光を導いて、複数の円錐状コピー参照光を生成する、ホログラフィック記録データ複製方法。
  38. 請求項３７において、前記コピー参照光がズーム・アキシコンを通して導かれ、これにより異なる一式の複数の円錐状コピー参照光を生成し、前記コピー参照光を多重化する、ホログラフィック記録データ複製方法。
  39. 請求項３３において、さらに、第２のホログラフィック・コピー媒体に記録する工程を備え、この記録が、
    前記第１の物体光と共役である前記第２の物体光を、第２の光リレー・システムを通して、前記ホログラフィック・マスター媒体から第２のホログラフィック・コピー媒体に中継することによってなされ、
    前記第１および第２のリレー・システムの光軸が選択的に一致するように、前記ホログラフィック・マスター媒体と前記第２のホログラフィック・コピー媒体との間に前記第２のリレー・システムが配置されている、ホログラフィック記録データ複製方法。
  40. ホログラフィック記録媒体内にホログラフィック・データの少なくとも１つの層を記録する方法であって、
    少なくとも１つの光源によってマスター参照光を生成する工程と、
    前記マスター参照光を、ホログラフィック記録データを有するホログラフィック・マスター媒体または構造的データ構成を有するマスター・マスク媒体に導いて、第１の物体光を生成する工程と、
    前記ホログラフィック・マスター媒体またはマスター・マスク媒体から第１のホログラフィック・コピー媒体に前記第１の物体光を中継する工程と、
    前記第１のホログラフィック・コピー媒体によって伝播された前記第１の物体光の一部を第１の反射面に中継し、第１のホログラフィック・コピー媒体によって伝播された前記第１の物体光の一部をこの第１の反射面が反射して第１のコピー参照光を生成する工程と、
    前記第１のコピー参照光を前記ホログラフィック・コピー媒体において前記第１の物体光と交わるように中継し、前記第１のコピー参照光と前記第１の物体光との間の干渉パターンを記録して、ホログラフィック記録データまたはマスク・データの少なくとも一部を複製する工程とを備えた、ホログラフィック・データの少なくとも１つの層の記録方法。
  41. 請求項４０において、さらに、
    前記ホログラフィック・マスター媒体の回折効率を増幅する工程と、
    前記ホログラフィック・マスター媒体を空洞共振器内に配置することにより、前記第１の物体光と共役である第２の物体光を選択的に生成する工程とを備え、
    前記空洞共振器が、
    前記マスター参照光の光路内に位置する部分反射器と、
    前記マスター参照光のうちの前記ホログラフィック・マスター媒体によって回折されていない部分の光路内に配置されたミラーとを備え、
    前記ミラーが、前記マスター参照光のうちの前記ホログラフィック・マスター媒体で回折されない部分を反射し、前記ホログラフィック・マスター媒体が前記反射されたマスター参照光を回折し、前記部分反射器が、前記反射されたマスター参照光のうちの前記ホログラフィック・マスター媒体で回折されない部分を反射して、追加の第１の物体光を生成し、これにより前記ホログラフィック・マスター媒体の回折効率を高めるとともに、選択的に前記第１の物体光と共役である第２の物体光を提供する、ホログラフィック・データの少なくとも１つの層の記録方法。
  42. 請求項４１において、さらに、前記空洞共振器を前記ホログラフィック・マスター媒体とは独立に回転させて前記ホログラフィック・マスター媒体への前記マスター参照光の入射角度θｍを変化させ、複数からなる角度多重化された第１および第２の物体光を生成することによって、前記第１の物体光および前記第２の物体光を多重化する工程を備えた、ホログラフィック・データの少なくとも１つの層の記録方法。
  43. 請求項４１において、さらに、前記マスター参照光の波長λｍを変化させて、複数からなる波長多重化された第１および第２の物体光を生成することによって、前記第１の物体光および前記第２の物体光を多重化する工程を備えた、ホログラフィック・データの少なくとも１つの層の記録方法。
  44. 請求項４０において、さらに、前記ホログラフィック・マスター媒体またはマスター・マスク媒体と前記反射面との間の軸の方向に沿って前記第１のホログラフィック・コピー媒体をずらし、これによりホログラフィック・データの複数の層を前記ホログラフィック・コピー媒体内に記録して、ホログラフィック記録データまたはマスク・データの少なくとも一部を複製する工程を備えた、ホログラフィック・データの少なくとも１つの層の記録方法。
  45. 請求項４４において、さらに、前記ホログラフィック・コピー媒体内に記録されるホログラフィック・データの複数の層の少なくとも１つを記録するのに使用される前記第１の物体光および前記第２の物体光を、角度多重化、位相多重化、および／または波長多重化して、ホログラフィック記録データまたはマスク・データのうちの複製される部分を多重化する工程を備えた、ホログラフィック・データの少なくとも１つの層の記録方法。
  46. 請求項４０において、さらに、第２のホログラフィック・コピー媒体に記録する工程を備え、この記録が、
    前記第１の物体光と共役である前記第２の物体光を、前記ホログラフィック・マスター媒体またはマスター・マスク媒体から第２のホログラフィック・コピー媒体に中継することと、
    前記第２のホログラフィック・コピー媒体によって伝播された前記第１の物体光と共役である前記第２の物体光の一部を第２の反射面に中継し、第２のホログラフィック・コピー媒体において伝播されたこの第２の物体光の一部をこの第２の反射面が反射して第２のコピー参照光を生成することと、
    前記第２のコピー参照光を前記第２のホログラフィック・コピー媒体において前記第２の物体光と交わるように中継し、前記第２のコピー参照光と前記第２の物体光との間の干渉パターンを記録して、ホログラフィック記録データまたはマスク・データの少なくとも一部を複製することとによってなされる、ホログラフィック・データの少なくとも１つの層の記録方法。
  47. ホログラフィック記録データまたはマスク・データを複製する方法であって、
    少なくとも１つの光源によって第１および第２のマスター参照光を生成する工程と、
    第１のホログラフィック・マスター媒体またはマスター・マスク媒体に前記第１のマスター参照光を導いて、第１の物体光を生成する工程と、
    ホログラフィック・コピー媒体に、前記第１のホログラフィック・マスター媒体またはマスター・マスク媒体と前記ホログラフィック・コピー媒体との間に配置された第１の光リレー・システムを通して、前記第１の物体光を導く工程と、
    第２のホログラフィック・マスター媒体またはマスター・マスク媒体に第２のマスター参照光を導いて、第２の物体光を生成する工程と、
    前記ホログラフィック・コピー媒体に、前記第２のホログラフィック・マスター媒体またはマスター・マスク媒体と前記ホログラフィック・コピー媒体との間に配置された第２の光リレー・システムを通して、前記第２の物体光を導く工程と、
    前記第１および第２の物体光の間の干渉パターンを前記ホログラフィック・コピー媒体に記録する工程とを備えた、ホログラフィック記録データまたはマスク・データの複製方法。
  48. 請求項４７において、さらに、前記第１および第２のホログラフィック・マスター媒体を第１および第２の空洞共振器内にそれぞれ配置することによって、前記第１および第２のホログラフィック・マスター媒体の回折効率を増幅する工程を備え、
    前記第１および第２の空洞共振器が、それぞれ、
    前記第１または第２のマスター参照光の光路内に位置する部分反射器と、
    前記第１または第２のマスター参照光のうちの前記第１または第２のホログラフィック・マスター媒体によって回折されない部分の光路内に配置されたミラーとを備え、
    前記各ミラーが、前記第１または第２のマスター参照光のうちの前記第１または第２のホログラフィック・マスター媒体で回折されない部分を反射し、
    前記ホログラフィック・マスター媒体が前記反射されたマスター参照光を回折し、
    前記部分反射器が前記反射されたマスター参照光のうちの前記ホログラフィック・マスター媒体で回折されていない部分を反射して、追加の第１または第２の物体光を生成し、これにより前記第１または第２のホログラフィック・マスター媒体の回折効率を高めている、ホログラフィック記録データまたはマスク・データの複製方法。
  49. ホログラフィック記録データまたはマスク・データを複製する装置であって、
    マスター参照光を生成する手段と、
    前記マスター参照光を、ホログラフィック記録データを有するホログラフィック・マスター媒体または構造的データ構成を有するマスター・マスク媒体に導いて、第１の物体光を生成する手段と、
    前記第１の物体光をホログラフィック・コピー媒体に導く手段と、
    コピー参照光を生成する手段と、
    前記物体光とコヒーレントであるコピー参照光を前記ホログラフィック・コピー媒体に、前記ホログラフィック・コピー媒体において前記物体光と交わるように導いて、前記物体光と前記コピー参照光との間の干渉パターンを記録して、ホログラフィック記録データまたはマスク・データの少なくとも一部を複製する手段とを備えた、ホログラフィック記録データまたはマスク・データの複製装置。
  50. ホログラフィック記録媒体内にホログラフィック・データまたはマスク・データの複数の層を記録する装置であって、
    マスター参照光を生成する手段と、
    前記マスター参照光を、ホログラフィック記録データを有するホログラフィック・マスター媒体または構造的データ構成を有するマスター・マスク媒体に導いて、第１の物体光を生成する手段と、
    前記ホログラフィック・マスター媒体またはマスター・マスク媒体から第１のホログラフィック・コピー媒体に前記第１の物体光を中継する手段と、
    前記第１のホログラフィック・コピー媒体によって伝播された前記第１の物体光の一部を第１反射面に中継し、前記第１のホログラフィック・コピー媒体によって伝播された前記第１の物体光の一部をこの第１の反射面が反射して第１のコピー参照光を生成する手段と、
    前記第１のコピー参照光と前記第１の物体光を、前記ホログラフィック・コピー媒体において交わるように前記ホログラフィック・コピー媒体に導き、前記第１のコピー参照光と前記第１の物体光との間の干渉パターンを記録して、ホログラフィック記録データまたはマスク・データの少なくとも一部を複製する手段と、
    前記ホログラフィック・マスター媒体またはマスター・マスク媒体と前記第１の反射面との間の軸の方向に沿って前記第ホログラフィック・コピー媒体をずらし、これによりホログラフィック・データの複数の層を前記ホログラフィック・コピー媒体内に記録して、ホログラフィック記録データまたはマスク・データの少なくとも一部を複数の層に複製する手段とを備えた、ホログラフィック・データまたはマスク・データの複数の層の記録装置。
  51. ホログラフィック記録データまたはマスク・データを複製する装置であって、
    第１および第２のマスター参照光を生成する手段と、
    第１のマスター参照光を、第１のホログラフィック・マスター媒体または第１のマスター・マスク媒体に導いて、第１の物体光を生成する手段と、
    前記第１の物体光をホログラフィック・コピー媒体に導く手段と、
    第２のマスター参照光を、第２のホログラフィック・マスター媒体または第２のマスター・マスク媒体に導いて、第２の物体光を生成する手段と、
    前記第２の物体光を前記ホログラフィック・コピー媒体に導く手段と、
    前記第１および第２の物体光の間の干渉パターンを前記ホログラフィック・コピー媒体に記録して、ホログラフィック記録データまたはマスク・データの少なくとも一部を複製する手段とを備えた、ホログラフィック記録データまたはマスク・データの複製装置。
  52. データを複製する装置であって、
    構造的データ構成を有するマスター・マスク媒体と、
    マスター参照光を生成する可変波長光源であって、マスター参照光が前記マスター・マスク媒体に入射して、これにより第１の物体光を生成する可変波長光源と、
    第１のコピー参照光生成システムとを備えた装置であって、
    前記第１のコピー参照光生成システムが、
    ホログラフィック・コピー媒体と、
    前記マスター・マスク媒体と前記ホログラフィック・コピー媒体との間に配置され、前記第１の物体光を前記マスター・マスク媒体から前記ホログラフィック・コピー媒体に中継する第１の光リレー・システムと、
    反射面と、
    前記ホログラフィック・コピー媒体と前記反射面との間に、その光軸が前記第１の光リレー・システムの光軸に一致するように配置された第２の光リレー・システムとを有し、
    前記第２の光リレー・システムが、前記ホログラフィック・コピー媒体によって伝播された前記第１の物体光の一部を前記反射面に中継し、
    前記反射面が、前記物体光のうちの前記ホログラフィック・コピー媒体において伝播された部分を反射して、これによりコピー参照光を生成し、
    前記ホログラフィック・コピー媒体が、前記第１の物体光と前記コピー参照光との間の干渉パターンを記録して、これによりマスク・データの少なくとも一部を複製する、データ複製装置。
  53. データを複製する装置であって、
    構造的データ構成を有する第１のマスター・マスク媒体と、
    構造的データ構成を有する第２のマスター・マスク媒体と、
    第１および第２のマスター参照光を生成する可変波長光源であって、第１および第２のマスター参照光が前記第１および第２のマスター・マスク媒体にそれぞれ入射して、これにより第１および第２の物体光をそれぞれ生成する可変波長光源と、
    ホログラフィック・コピー媒体と、
    前記第１のマスター・マスク媒体と前記ホログラフィック・コピー媒体との間に配置され、前記第１の物体光を前記第１のマスター・マスク媒体から前記ホログラフィック・コピー媒体に中継する第１の光リレー・システムと、
    前記第２のマスター・マスク媒体と前記ホログラフィック・コピー媒体との間に配置され、前記第２の物体光を前記第２のマスター・マスク媒体から前記ホログラフィック・コピー媒体に中継する第２の光リレー・システムとを備え、
    前記第１および第２の物体光の間の干渉が前記ホログラフィック・コピー媒体に記録され、これによりマスク・データの少なくとも一部を複製する、データ複製装置。
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