JP2008139838A - 複数の参照光を用いたホログラフィック記憶システム - Google Patents

Abstract

【課題】改善された選択性をもって、ホログラム記憶媒体に対する読出し及び／又は書込みを行う装置の提案。
【解決手段】複数の参照光（７’’、７’’’）を用いてホログラフィック記憶媒体（１８）への読出し及び／又は書込みを行う同軸型の装置（１）に関する。さらに、この装置（１）において使用するための光線発生器（２１）及びフィルタ（１２）に関する。３つ以上の集束した参照光（７’’、７’’’）と物体光（６）又は復元された物体光（２６）との同軸配列を有し、ホログラフィック記憶媒体（１８）への読出し及び／又は書込みを行う装置（１）に、集束参照光の焦点を、装置（１）のフーリエ面における物体光（６）の周囲の円上に配列する。光線発生器（２１）は、入射した参照光（７）から３つ以上の参照光を生成する。フィルタ（１２）は、物体光（６）に低域通過フィルタ処理を施し、かつ３つ以上の参照光の偏光を回転させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホログラフィック記憶媒体の読出し及び／又は書込みを行う装置に関し、より詳細には、複数の参照光を用いてホログラフィック記憶媒体の読出し及び／又は書込みを行う同軸型の装置に関する。本発明は、さらに、そのような装置に使用するための光線発生器及びフィルタに関する。

ホログラフィック・データ記憶においては、２つの可干渉レーザ光線の重畳により生成された干渉パターンを記録することによって、デジタル・データが格納されるが、ここで、１つめの光線、いわゆる「物体光」は、空間光変調器によって変調され、記録されるべき情報を搬送する。第２の光線は、参照光としての役割を果たす。この干渉パターンは、記憶材料における固有の特性の変化をもたらすが、この変化は、干渉パターンの局所的な強度に依存する。記録されたホログラムの読出しは、記録時と同一の条件を使用して参照光をホログラムに照射することによって行われる。これにより、記録された物体光が復元されることになる。

ホログラフィック・データ記憶の１つの利点は、データ容量が増加することである。従来の光記憶媒体と異なり、情報を格納するために、ホログラフィック記憶媒体の体積が、ほんの数層というものではなく使用される。ホログラフィック・データ記憶のさらなる利点は、例えば、２つの光線間の角度を変えることによって、又は、シフト多重化を使用すること等によって、複数のデータを同一の体積に格納し得る可能性があることである。さらに、データは、単一ビットの格納ではなく、データ・ページとして格納される。一般に、データ・ページは、明暗パターンのマトリックス、すなわち複数ビットをコード化する２次元２進アレイ又は灰色（ｇｒｅｙ）値のアレイからなる。これによって、記憶密度の増加に加えて、データ転送速度の向上を達成することができる。データ・ページは、空間光変調器（ＳＬＭ）によって物体光に刻み込まれ、検出器アレイを用いて検出される。

特許文献１は、同軸配列のホログラフィック記憶システムを開示しており、ここでは、複数の参照光が物体光の周囲に配されている。この解決策によれば、物体光及び参照光は、物体面及び像面において、それぞれインカップリングされ（ｃｏｕｐｌｅｄ ｉｎ）及びアウトカップリングされる(ｃｏｕｐｌｅｄ ｏｕｔ)。この配列は、フーリエ対物レンズの開口が物体部分と参照部分とに分割されるので、いわゆる分割開口配列である。この配列には、円対称であるという利点がある。選択性とさらにホログラム間クロストークとは、ホログラムの面内における全ての方向において同一となっている。しかしながら、フーリエ対物レンズの開口の半分は、参照光に使用される。このことは、分割開口システムの単一ホログラムの容量が、共通開口配列の容量の半分に過ぎないことを意味している。その上、物体光と参照光との全体的なオーバーラップは、フーリエ面においてしか起こらない。このオーバーラップは、ホログラフィック記憶媒体における厚さ１００〜２００μｍの層内の一部だけとなっている。この値は、ホログラムの直径及びフーリエ対物レンズの開口数に依存している。フーリエ面から約２００〜４００μｍ隔たった位置からは、オーバーラップが全く存在しない。

特許文献２においては、３つの共焦点配列フーリエ面を有する１２ｆ反射型同軸ホログラフィック記憶配列が示されている。この配列においては、物体光及び参照光は、第１及び第３のフーリエ面において、それぞれインカップリングされ（ｃｏｕｐｌｅｄ ｉｎ）及びアウトカップリングされる(ｃｏｕｐｌｅｄ ｏｕｔ)。参照光は、これらの面において小さな点である。より正確には、参照光は、エアリー（Ａｉｒｙ）・パターンに似た回折パターンを形成する。物体光及び参照光が物体面及び像面において開口の同じ領域を占有しているので、この配列は、いわゆる共通開口配列である。これらの光線は、対物レンズの開口全体を占有している。開示された配列においては、シフト多重化、参照走査多重化、位相コード化多重化、又はこれらの多重化方法の組合せが使用可能となっている。参照光は、一対（複数の対）の半円錐状光線である。この半円錐状参照光の対の先端は、物体光のフーリエ面において、直径に沿った２本の線を形成している。

理論的には、無限ホログラムにおいて、シフト選択性曲線は、ｓｉｎｃ（ｘ）のような関数である。例えば、非特許文献１を参照されたい。いわゆるブラッグ距離（Ｂｒａｇｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ）においては、シフト・ホログラムの回折効率はゼロとなる。特許文献２において、２本の線に沿った参照光の先端間の距離は、このブラッグ距離に対応している。多重化ホログラム間のホログラム間クロストークは、ブラッグ距離においては、理論的に無視できる程度である。無限直径ホログラムを仮定すると、シフト多重化に対しては、選択性の方向及び非選択性の方向がある。再び、非特許文献１の論文を参照されたい。選択性の方向は、参照光の先端によって形成された線の方向である。ホログラムの面内において選択性の方向に直交する、いわゆる非選択性の方向においては、シフト距離は無限大である。しかし、現実の記憶システムにおいては、ホログラムの体積は有限である。実際、ホログラムの体積のオーダーは、約（０．４〜０．６）×（０．４〜０．６）×（０．２〜０．６）ｍｍ^３である。詳細な研究によって、無限ホログラムのシフト選択性曲線と有限ホログラムのシフト選択性曲線との間に大きな相違があることが明らかになっている。有限体積ホログラムの場合においては、ブラッグ距離が存在しない。非特許文献２を参照されたい。有限体積ホログラムを使用すると、選択性の大きさのオーダーは、両方向でほぼ同じである。例えば、非特許文献３を参照されたい。選択性が両方向に存在しているので、２次元多重化が可能となる。

欧州特許第１６２４４５１号明細書 国際公開第２００６／００３０７７号パンフレット Ｇ．Ｂａｒｂａｓｔａｔｈｉｓ他、「Ｓｈｉｆｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ｗｉｔｈ ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｗａｖｅｓ」、Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．３５、２４０３〜２４１７頁 Ｚ．Ｋａｒｐａｔｉ他、「Ｓｈｉｆｔ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｆｉｎｉｔｅ Ｖｏｌｕｍｅ Ｈｏｌｏｇｒａｍｓ ｗｉｔｈ Ｈａｌｆ−Ｃｏｎｅ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｂｅａｍｓ」、Ｊａｐ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．、Ｖｏｌ．４５（２００６）、１２８８〜１２８９頁 Ｚ．Ｋａｒｐａｔｉ他、「Ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｈａｌｆ−ｃｏｎｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅａｍ ｉｎ ｖｏｌｕｍｅ ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｓｔｏｒａｇｅ」、Ｊ．Ｍｏｄ．Ｏｐｔ．、Ｖｏｌ．５３（２００６）、２０６７〜２０８８頁

ここで問題となるのは、非選択性の方向においてホログラム間クロストークが過度に大きいことである。このことによって、非選択性の方向において達成可能な多重化ホログラムの数が制限され、結果として、ホログラム記憶媒体の総容量が制限される。本発明の目的は、改善された選択性をもって、ホログラフィック記憶媒体に対する読出し及び／又は書込みを行う装置を提案することである。

本発明によれば、この目的は、３つ以上の集束参照光と物体光又は復元された物体光との同軸配列を有する、ホログラフィック記憶媒体に対する読出し及び／又は書込みを行う装置によって達成される。ここで、集束参照光の焦点は、この装置のフーリエ面において、物体光の周囲に、例えば円上又は楕円上に配置されている。

ホログラム間クロストークは、２を超える数の参照光を利用することによって、両方向において同等にされる。参照光の先端は、フーリエ面において、物体光の周囲の円上又は楕円上に配列される。円の場合、シフト距離は、Ｘ及びＹ方向において同一であるが、楕円の場合、両方向において異なっている。少なくとも３つの参照光が、フーリエ・フィルタの開口の周囲に均等に分布した状態で使用される。幾何光学的観点から見ると、この面における参照光は、単一スポットであり、より正確には、中心に非常に大きなピーク強度を有する回折パターンである。参照光の先端、すなわち強度のピークは、フィルタの周囲の円又は楕円に沿って整列している。この円又は楕円は、フーリエ・フィルタの開口に中心を持ち、フーリエ・フィルタの直径よりも数１０μｍ大きな直径を有している。この比較的大きな直径によって、光学システム、例えば１２ｆ光学システムにおいて、参照光及び物体光をインカップリングし（ｃｏｕｐｌｅ ｉｎ）、及びアウトカップリングする(ｃｏｕｐｌｅ ｏｕｔ)ことが可能になる。本発明による解決策は、特許文献２に開示された解決策の改善である。特許文献２においては、参照光の対が、一つの線に沿って配列される。本発明によれば、参照光は、フーリエ面において、物体光の周囲の円上に配列される。この配列によって、２次元多重化が可能となる。ここで、少なくとも４つの参照光が、この円に沿って等分に分布した状態で生成される。このようにして、互いに直交する多重化方向において、ホログラム間クロストークの同様の均等化が実現される。

有利な点として、光線発生器は、入射参照光から３つ以上の参照光を生成する。光線発生器は、回折素子、例えばコンピュータ生成ホログラム、又は大きな厚さを有する多重化ホログラムであることが好ましい。これによって、３つ以上の参照光が、複雑な光学部品を必要とせずに非常に効率良く生成可能となる。

透過型ホログラフィック記憶媒体の場合、光線発生器は円錐状の参照光を生成する。しかしながら、反射型ホログラフィック記憶媒体の場合、有利な点として、光線発生器は半円錐状の参照光を生成する。このようにして、読出し時における物体光の位相共役復元が回避される。同時に、物体光と参照光とのオーバーラップが改善され、これにより、多重化ホログラムの記号誤り率（ＳＥＲ）が減少する。

有利な点として、フィルタは、フーリエ面に設置されており、物体光用の低域通過フィルタとしての、さらには３つ以上の参照光用の偏光回転素子としての役割を果たす。この目的のために、フィルタは、物体光を低域通過フィルタ処理するための中心開口と参照光用の孔とを有する光線遮断体と、物体光用の中心開口を有しており３つ以上の参照光の偏光方向を回転させるためのリング型半波長板とを備えている。このようなフィルタによって、物体光及び参照光を光学システム中に容易に結合させることができる。同時に、このフィルタによって、回折光線発生器によって生成されたゼロ次参照光を遮断することができる。当然に、低域通過フィルタ及び偏光回転素子の機能は、２つの別個の素子によっても実施可能である。

より適切に理解するために、本発明は、これより、図を参照しながら以下の説明においてより詳細に説明される。本発明は、この例示的な実施形態に限定されるものではなく、さらに、具体的に述べられた特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく便宜的に組み合わせることができ、及び／又は修正することができることが理解される。

本発明による同軸反射型ホログラフィック記憶システム１の簡略化された構成を図１に示す。簡略化のため、同図において一体化サーボ機構は省略されている。この実施形態においては、ホログラフィック記憶システムは１２ｆシステムである。レーザ２によって放射されたレーザ光線３は、任意の光線拡張器４によって拡張され、偏光光線スプリッタ（ＰＢＳ）の立方体５によって、物体光６と参照光７に分割される。半波長板２７が、光線拡張器４とＰＢＳ立方体５との間に配置されている。レーザ２は、直線偏光を有するレーザ光線３を放射する。半波長板２７を回転させることによって、レーザ光線３の偏光方向を、任意の方向に回転させることができる。ＰＢＳ立方体５は、レーザ光線３を２つの直交する偏光を有する（Ｐ及びＳ偏光を有する）レーザ光線６、７に分割する。半波長板２７の回転によって、Ｐ偏光光線とＳ偏光光線との光線強度比、言い換えると、物体ビームと参照ビームの強度比を制御することができる。読出し出力の回折効率を最適なものとするために、記録時の強度比を最適化することが望ましい。物体光６は、第２のＰＢＳ立方体８によって反射型ＳＬＭ９に向けられる。物体光６は、ＳＬＭ９で反射した後、第２のＰＢＳ立方体８を通過し、第３のＰＢＳ立方体１０によって参照光７と結合させられる。参照光７は、ミラー２０によって第３のＰＢＳ立方体１０の方に向けられる。参照光の光路には、半波長板２２と、光線発生器２１、例えば回折型光線発生器とが存在する。光線発生器２１は、複数の参照光７’’、７’’’を発生させる。この光線発生器の機能は、図２及び図４を参照して、以下でより詳細に説明される。前に示したように、物体光６及び参照光７’’、７’’’は、第３のＰＢＳ立方体１０によって主同軸配列に結合させられる。このＰＢＳ立方体１０の後に、第１の長焦点距離対物レンズ１１が存在する。この場合、長焦点距離とは、過大な収差を伴うことなくレンズと焦点との間に追加の光学部品が配置可能となるのに十分な長さを、焦点距離が有することを意味する。長焦点距離対物レンズは、製作が簡単であって必要となる光学素子が少ないという利点を有する。その上、長焦点距離対物レンズのフーリエ面の直径は大きく、このことによって製作公差が緩和されるので、フーリエ面内に設置されるフィルタの製作が簡単になる。この第１の対物レンズ１１は、ＳＬＭ９がフーリエ変換されたものを、第１の対物レンズ１１の後部焦点面に生成する。この第１の対物レンズの後部焦点面は、ＳＬＭのフーリエ面である。第１の対物レンズ１１は、また、複数の参照光７’’、７’’’をフーリエ面に集束させる。このフーリエ面には、インカップリングフィルタ（ｉｎ−ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ）が設置している。このインカップリングフィルタは、図６を参照して以下で説明される。インカップリングフィルタ１２は、物体光６に対して低域通過フィルタ処理を行い、かつ参照光７’’、７’’’の偏光を回転させるように設計されている。物体光６と参照光７’’、７’’’は、インカップリングフィルタ１２を通過した後、第４のＰＢＳ立方体１３を通過する。ＰＢＳ立方体１３の後にある第２の長焦点距離対物レンズ１４は、中間物体面１５上に、ＳＬＭ像を再変換する。高ＮＡ、例えばＮＡ≧０.６のフーリエ対物レンズ１６は、ホログラフィック記憶媒体１８のミラー層１９上にＳＬＭ像を変換する。書込み時においては、物体光６は、ホログラフィック記憶媒体１８内で、直接参照光７’’、７’’’、及びミラー層１９によって反射された参照光７’’、７’’’と干渉する。読出し時においては、復元された物体光２６は、高ＮＡフーリエ対物レンズ１６によって、中間像面１５上に再変換される。４分の１波長板１７が、高ＮＡフーリエ対物レンズ１６とホログラフィック記憶媒体１８との間に設置されている。これらの光線は、この４分の１波長板１７を２度通過するので、復元物体光２６の偏光方向は、元の物体光６の偏光方向に対して直角となる。復元物体光２６は、第２の長焦点距離対物レンズ１４によって再びフーリエ変換される。偏光が回転する結果、ＰＢＳ立方体１３は、復元物体光２６を、１２ｆシステムの第３のフーリエ面に設置されているアウトカップリングフィルタ（ｏｕｔ−ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ）２３上に向けて反射する。アウトカップリングフィルタ２３は参照光７’’、７’’’を遮断するので、復元物体光２６の像だけが、第３の長焦点距離対物レンズ２４によって検出器アレイ２５上に形成される。図１において、対物レンズ２４の焦点距離は、対物レンズ１１及び１４の焦点距離とは異なっている。この光学配列は、いわゆる無限焦点システムである。無限焦点システムにおいては、拡大像又は縮小像は、異なる焦点距離を有する対物レンズ１１、１４、２４を使用して実現することができる。この場合、拡大像は、対物レンズ１１及び１４の焦点距離を適切に選ぶことによってＳＬＭ９と中間物体面１５との間に実現することができ、また、対物レンズ１４及び２４の焦点距離を適切に選ぶことによって中間像面（これは、中間物体面１５に対応する）と検出器２５との間に実現することも可能である。必要とされる拡大像は、ＳＬＭ９の大きさ、検出器２５の大きさ、及び所望のオーバーサンプリングに依存する。オーバーサンプリングは、幾つの検出器ピクセルが１つのＳＬＭピクセルに対して割り当てられるかを示す。

反射型ＳＬＭ９の他の態様として、透過型ＳＬＭが使用可能である。この場合、第２のＰＢＳ立方体８はミラーに置き換えられる。透過型ＳＬＭは、このミラーと第３のＰＢＳ立方体１０との間に設置されることが好ましい。

図２は、参照光発生器２１及び生成された参照光７’’、７’’’を示す。反射型ホログラフィック記憶媒体１８の場合、有利なことに、参照光７は複数の半円錐状の参照光７’、７’’、７’’’に分割される。この分割は、例えば、参照光発生器２１として回折素子を用いることによって達成される。回折素子は、円形平面波を照射されて、適切な方向に半円錐状の参照光７’’、７’’’を生成する。図２においては、３次元の半円錐が、半円状の断面で表されている。右側半円錐７’’と左側半円錐７’’’とが存在する。また、回折効率の低いゼロ次参照光７’が存在する。この参照光７’は、光学システムの他の部分で遮断される必要があり、例示の実施形態では、この遮断がインカップリングフィルタ１２及びＰＢＳ立方体１３によって達成されている。回折素子は、有利なことに、コンピュータ生成ホログラム又は大きな厚さを有する多重化ホログラムである。透過型ホログラフィック記憶媒体１８の場合、光線発生器２１は、有利なことに、円錐状参照光を生成する。

図３及び図４は、第１の対物レンズ１１のフーリエ面においてインカップリングフィルタ１２によってフィルタ処理が行われた直後の物体光６及び参照光７’’、７’’’の配列を示す。図３は、４つの参照光７’’、７’’’の場合を示すが、図４は、８つの参照光７’’、７’’’の場合を示している。物体光６は、この面において、フーリエ変換され、さらに低域通過フィルタ処理を施される。参照光７’’、７’’’は、物体光６の周囲の直径Ｄ_１の円上に配列されている。図１に例示した実施形態においては、ゼロ次参照光７’は、インカップリングフィルタ１２によって直接遮断されずに、物体光６と同じ領域内に位置付けされている。

図５に示すように、直接半円錐参照光７’’、７’’’は、ホログラフィック記憶媒体１８のミラー層１９で反射した後、反射半円錐参照光７’’、７’’’と共に、相補半円錐、すなわち本質的に完全な円錐を形成する。このことは、これらの光線が、共に、フーリエ面の近傍において本質的に円形断面を有していることを意味する。

図６は、１２ｆ光学システムの第１のフーリエ面に設置されたインカップリングフィルタ１２の断面図を示す。このフィルタ１２は、物体光６及びゼロ次参照光７’用の直径Ｄ_３を有する中心開口１２２と、参照光７’’、７’’’用の直径ｄを有する孔１２１とを有する光線遮断体１２０、例えば薄い黒色金属板又は反射若しくは吸収層を有する透明基板を含んでいる。リング型半波長板１２３が、光線遮断体１２０の上に配列されている。このリング型半波長板１２３は、直径Ｄ_２の中心開口１２４を有している。物体光６及びゼロ次参照光７’は、変化することなくこの中心開口１２４を通過し、さらに、光線遮断体１２０の中心開口１２２をも通過する。中心開口１２２は、物体光６のより高次のフーリエ成分を遮断するので、物体光６に対して低域通過フィルタとして作用する。残りの参照光７’’、７’’’は、半波長板１２３を通過するが、この半波長板１２３は、これら参照光７’’、７’’’の偏光方向を回転させる。第１のフーリエ面の前において、物体光６の偏光方向と参照光７’、７’’、７’’’の偏光方向とは直交している。リング型半波長板１２３は、回折された参照光７’’、７’’’の偏光方向を回転させるが、一方で、低エネルギーのゼロ次参照光７’は、その偏光方向を維持する。光線遮断体１２０の中心開口１２２の周囲となる直径Ｄ_１のリング上に、回折参照光７’’、７’’’用の孔１２１が配列されている。従って、第１のフーリエ面にあるフィルタ１２は、ゼロ次参照光７’だけではなく回折参照光７’’、７’’’をも透過し、さらには低域通過フィルタ処理された物体光６をも透過させる。ゼロ次参照光７’の偏光方向は、リング型半波長板１２３のために、他の光線６、７’’、７’’’の偏光方向に対して直角となっている。従って、フィルタ１２の後にあるＰＢＳ立方体１３は、低域通過フィルタ処理を施された物体光６及び回折参照光７’’、７’’’を透過させるが、ゼロ次参照光７’を光学システムから外に向けて反射する。図６において、中心開口１２２は円形であり、光学的構成のレンズの円形開口に丁度適合する。しかしながら、開口１２２は、例えば参照光７’’、７’’’の先端が楕円上に配列されている場合、楕円形であってもよい。さらに、この開口は、正方形又は長方形ピクセルを有するＳＬＭ９の回折像により良く適合する正方形又は長方形であってもよい。参照光７’’、７’’’用の孔１２１は、切換え可能な開口であってもよい。このことは、特殊な多重化方法にとっては有利となる。参照光発生器２１がＭ×Ｎ個の参照光７’’、７’’’を生成し、かつＭ個の開口のみが記録時に同時に開いているとき、Ｎ個の異なるホログラムが、Ｍ個の参照光のＮ個の異なる配列をもって、記憶材料の同一体積中に記録可能となる。

図７は、４つの参照光７’’、７’’’の場合における、インカップリングフィルタ１２の光線遮断体１２０の上面図を示す。参照光７’’、７’’’用の孔１２１は、直径Ｄ_１の円上に配列されている。中心開口１２２の直径は、Ｄ_３である。直径の差（Ｄ_１−Ｄ_３）は、約４０〜１００μｍである。参照光７’’、７’’’用の孔１２１の直径ｄは、約１０〜１００μｍである。当然、参照光７’’、７’’’の数は、４つ又は８つの参照光７’’、７’’’に限定されるものではない。同様に、より多数の参照光又はリング型の参照光でさえも使用することが可能である。しかしながら、参照光７’’、７’’’において部分的に重畳し、このことがノイズ格子（ｎｏｉｓｅ ｇｒａｔｉｎｇ）の記録をもたらす。４つ又は８つの参照光７’’、７’’’を使用することは、ホログラム間クロストークの均等化とノイズ格子の妨害効果との間の妥協点となっている。

図８は、リング型半波長波長板１２３の上面図を示す。中心開口１２４の直径はＤ_２であり、Ｄ_２は、（Ｄ_１−ｄ）＞Ｄ_２＞Ｄ_３の関係を満たしている。

アウトカップリングフィルタ２３の断面図が、図９に示されている。アウトカップリングフィルタ２３は、１２ｆシステムの第３のフーリエ面に設置されている。アウトカップリングフィルタ２３は、直径Ｄ_３の中心開口２３１を有する光線遮断体２３０である。

図１０は、図１の構成の変更態様を示す。この変更された構成においては、参照光発生器２１は、ミラー型光線発生器である。結果的に、半波長板２２は、４分の１波長板２８に取り換えられている。この構成は、２つのＰＢＳ立方体及びミラーがもはや必要ではないので、光学システムがより簡略化されるという利点を有する。

本発明による同軸反射型ホログラフィック記憶システムの簡略化された構成を示す図である。 参照光発生器及び生成された参照光を示す図である。 フーリエ面近傍におけるフィルタ処理後の物体光及び４つの半円錐状参照光を示す図である。 フーリエ面近傍におけるフィルタ処理後の物体光及び８つの半円錐状参照光を示す図である。 フーリエ面近傍における物体光及び８つの結合二重半円錐状参照光を示す図である。 リング形半波長板を有するインカップリングフィルタを示す断面図である。 ４つの参照光の場合におけるインカップリングフィルタを示す上面図である。 リング形半波長板を示す上面図である。 アウトカップリングフィルタを示す断面図である。 図１の構成の変更態様を示す図である。

符号の説明

１ 同軸反射型ホログラフィック記憶システム
２ レーザ
３ レーザ光線
４ 光線拡張器
５ 偏光光線スプリッタ（ＰＢＳ）
６ 物体光
７、７’’、７’’’ 参照光
８ 第２のＰＢＳ
９ 空間光変調器（ＳＬＭ）
１０ 第３のＰＢＳ
１１ 第１の長焦点距離対物レンズ
１２ インカップリングフィルタ
１３ 第４のＰＢＳ
１４ 第２の長焦点距離対物レンズ
１５ 中間物体面
１６ 高ＮＡフーリエ対物レンズ
１７ ４分の１波長板
１８ ホログラフィック記憶媒体
１９ ミラー層
２０ ミラー
２１ 光線（参照光）発生器
２２ 半波長板
２３ アウトカップリングフィルタ
２４ 第３の長焦点距離対物レンズ
２５ 検出器アレイ
２６ 復元物体光
２７ 半波長板
２８ ４分の１波長板
１２０ 光線遮断体
１２１ 参照光用の孔
１２２、１２４ 中心開口
１２３ リング型半波長板
２３０ 光線遮断体

Claims (11)

1. ホログラフィック記憶媒体（１８）に対して読出し及び／又は書込みを行う装置（１）であって、３つ以上の集束した参照光（７’’、７’’’）と物体光（６）又は復元された物体光（２６）との同軸配列を有し、該集束した参照光（７’’、７’’’）の焦点が、該装置（１）のフーリエ面における該物体光（６）の周囲の円上に配列されていることを特徴とする装置（１）。
2. 入射した参照光（７）から前記３つ以上の参照光（７’’、７’’’）を生成するための光線発生器（２１）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
3. 前記光線発生器（２１）が、回折素子であることを特徴とする請求項２に記載の装置（１）。
4. 前記ホログラフィック記憶媒体（１８）が、反射型の媒体であり、前記光線発生器（２１）が、半円錐状の参照光（７’’、７’’’）を生成することを特徴とする請求項２又は３に記載の装置（１）。
5. 前記ホログラフィック記憶媒体（１８）が、透過型の媒体であり、前記光線発生器（２１）が、円錐状の参照光（７’’、７’’’）を生成することを特徴とする請求項２又は３に記載の装置（１）。
6. 前記物体光（６）に低域通過フィルタ処理を施し、さらに前記３つ以上の参照光（７’’、７’’’）の偏光方向を回転させるための、フーリエ面に設置されたフィルタ（１２）を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の装置（１）。
7. 前記フィルタ（１２）が、
   前記物体光（６）に低域通過フィルタ処理を施すための中心開口（１２２）と前記参照光（７’’、７’’’）用の孔（１２１）とを有する光線遮断体（１２０）と、
   前記３つ以上の参照光（７’’、７’’’）の偏光方向を回転させるための、前記物体光（６）用の中心開口（１２４）を有するリング型の半波長板（１２３）と
   を備えていることを特徴とする請求項６に記載の装置（１）。
8. 入射した光線（７）から３つ以上の光線（７’’、７’’’）を生成するための光線発生器（２１）であって、該光線発生器（２１）は、中心光線（７’）の周囲の円上に配列された３つ以上の光線（７’’、７’’’）を生成するように構成されていることを特徴とする光線発生器（２１）。
9. 前記光線発生器（２１）が、３つ以上の円錐状又は半円錐状の光線（７’’、７’’’）を生成するための回折素子であることを特徴とする請求項８に記載の光線発生器（２１）。
10. 中心光線（６）及び該中心光線（６）の周囲の円上に配列された３つ以上の光線（７’’、７’’’）用のフィルタ（１２）であって、該中心光線（６）に対して低域通過フィルタであり、かつ該３つ以上の光線（７’’、７’’’）に対して偏光回転素子であることを特徴とするフィルタ（１２）。
11. 第３の直径（Ｄ_３）を有する中心開口（１２２）と、該中心開口（１２２）の周囲の第１の直径（Ｄ_１）を有する円の上に配列された孔（１２１）とを有する光線遮断体（１２０）と、
    前記第３の直径（Ｄ_３）よりも大きい第２の直径（Ｄ_２）の中心開口（１２４）を有するリング型の半波長板（１２３）と
    を備えていることを特徴とする請求項１０に記載のフィルタ（１２）。

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