JP2867483B2 - Optical recording method and reproducing method using stimulated photon echo, recording apparatus and reproducing apparatus - Google Patents
Optical recording method and reproducing method using stimulated photon echo, recording apparatus and reproducing apparatusInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、誘導フォトンエコーを利用した新規な光記
録方法及び再生方法並びに記録装置及び再生装置に関す
るものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel optical recording method and reproducing method using an induced photon echo, and a recording apparatus and a reproducing apparatus.
更に詳しく言えば、本発明は、永続的又は過渡的ホー
ルバーニングが可能な記録媒体を使用するものである。More specifically, the present invention uses a recording medium capable of permanent or transient hole burning.
従来の随時書込可能な光記録方法は、一般に平面的な
光記録媒体に、細く絞ったレーザー光スポットを記録す
べき２値化情報に応じて、空間的に強度変調しながら照
射し、それにより記録層にバイナリービットを形成する
ものである。A conventional optical recording method that can be written at any time is generally a method of irradiating a narrowly focused laser light spot onto a planar optical recording medium while spatially modulating the intensity according to the binary information to be recorded. To form binary bits on the recording layer.
この場合、ビットは記録層に２次元的に形成されるの
で、より高密度の記録を行う為には、より小さな光スポ
ットを作らねばならず、光学的な回折限界（約１μｍ）
が記録密度を決定していた。理論的な記録密度は、約10
8ビット/cm2が限界であり、これ以上高めることができ
ない。In this case, since the bits are formed two-dimensionally on the recording layer, a smaller light spot must be created in order to perform higher-density recording, and the optical diffraction limit (about 1 μm)
Determined the recording density. The theoretical recording density is about 10
8 bits / cm 2 is the limit and cannot be increased any further.
このような２次元書込の限界を超えるために、更に多
くの次元を用いる方法が提案されているが、なかでも、
書込光の波長次元を利用する方法が活発に研究されてい
る。これは、一般にホールバーニング（Hole Burning）
メモリーと呼ばれている。その中で、メモリーが過渡的
（比較的短時間で情報が消失する）でなく永続的なもの
を特にＰersistent Spectral Ｈole Ｂurning又はＰhot
ochemical Ｈole Ｂurningを略してPHB又はPSHBと呼ん
でいる。In order to exceed the limit of such two-dimensional writing, a method using more dimensions has been proposed.
Methods for utilizing the wavelength dimension of writing light are being actively studied. This is generally Hole Burning
It is called memory. Among them, the memory especially those persistent not transient (relatively short time the information is lost) P ersistent Spectral H ole B urning or P hot
It is referred to as PHB or PSHB for short ochemical H ole B urning.
過渡的又は永続的ホールバーニングが可能な記録媒体
の利用は、書込光の波長次元を利用する記録再生方法
（周波数領域メモリーと呼ばれることがある）の外に、
時間領域メモリーと呼ばれることがある記録再生方法
がある。The use of a recording medium capable of transient or permanent hole burning uses a recording / reproducing method (sometimes called a frequency domain memory) using a wavelength dimension of writing light.
There is a recording / reproducing method sometimes called a time domain memory.
周波数領域メモリーでは、書込／読出光として、狭帯
化した波長可変レーザーを用い、記録媒体の不均一に広
がったゼロフォノン吸収帯に波長制御されたホール（光
照射により透過率が波長選択的に高くなった部分）を書
込み、記録する。In the frequency domain memory, a wavelength-tunable laser with a narrow band is used as write / read light, and a hole whose wavelength is controlled to a non-uniformly spread zero phonon absorption band of a recording medium (the transmittance is selectively changed by light irradiation. (The raised portion) and record it.
一方、時間領域メモリーでは、書込時に書込励起光
とデータ光という２つのパルス光を用い、基本的には誘
導フォトンエコーという現象を利用して、１つのビット
に対し、２つのパルス光の時間間隔（例えば、下記τ１
〜τ５）を記録する。この時、記録媒体の波長空間に
は、パルス光の時間相関に対応した特異な形状のホール
が形成されている。On the other hand, in the time domain memory, two pulse lights, ie, a write excitation light and a data light, are used at the time of writing. Basically, a phenomenon called stimulated photon echo is used to generate two pulse lights for one bit. Time interval (eg, τ 1
Ττ 5 ). At this time, a hole having a unique shape corresponding to the time correlation of the pulse light is formed in the wavelength space of the recording medium.
（１）書込工程 データ光中のパルスは書き込み励起光との間の遅延時
間τさえ異なれば良い。媒体の光吸収回復時間（popula
tion recovery time）が充分に長ければ、 の如く、データ光中の個々の光パルスを分割して、書き
込み励起光と対にして記録を行っても全く同じ記録がで
きる。(1) Writing process The pulses in the data light need only differ in delay time τ from the writing excitation light. Light absorption recovery time of the medium (popula
If the action recovery time is long enough, As described above, the same recording can be performed by dividing the individual light pulses in the data light and recording in pairs with the writing excitation light.
この場合、１回目照射と２回目照射の時間間隔は、媒
体の光学的位相緩和時間よりも充分に長く、光吸収回復
時間より短くなくてはならない。In this case, the time interval between the first irradiation and the second irradiation must be sufficiently longer than the optical phase relaxation time of the medium and shorter than the light absorption recovery time.
一方、読み出し時には、再生励起光というパルス光を
先のビットに対して照射する。すると、記録時の時間間
隔（例えばτ１〜τ５）に応じて、ビットから誘導フォ
ントエコーと呼ばれるパルス光が放射される。On the other hand, at the time of reading, pulse light called reproduction excitation light is applied to the previous bit. Then, pulse light called stimulated font echo is emitted from the bit in accordance with the time interval (for example, τ 1 to τ 5 ) at the time of recording.
（２）読出工程 従って、エコー光を光検出器で電気信号に変換すれ
ば、バイナリー情報（上の例では１ １ １ ０ １）
が時系列的に再生される。この読出過程は、繰り返し行
なうこともできるし、ビットを加熱したり、強力なエネ
ルギーの光を照射すれば、記録を消去でき、再び、同様
な書込工程で、情報を記録、再生できる。消去、記録及
び再生は、繰り返し可能である。(2) Read process Therefore, if the echo light is converted into an electric signal by the photodetector, the binary information (in the above example, 1 1 1 1 1) is obtained.
Are played back in chronological order. This reading process can be repeated, and the recording can be erased by heating the bit or irradiating the light with strong energy, and the information can be recorded and reproduced again by the same writing process. Erasure, recording, and reproduction can be repeated.
従って、誘導フォトンエコーを利用すれば、１つのビ
ットに、多数の時間間隔（例えば上図のτ１〜τ５）を
書込めることになる。そこで、誘導フォトンエコーを利
用した記録は、時間次元多重記録と呼ばれる。この場
合、誘導フォトンエコーを利用した光メモリーの記録密
度は、 （空間記録密度）×（時間記録多重度） で表せる。時間記録多重度は、記録媒体の位相緩和時間
T2により で表すことができる。Therefore, if the stimulated photon echo is used, many time intervals (for example, τ 1 to τ 5 in the above figure) can be written in one bit. Therefore, recording using stimulated photon echo is called time-dimensional multiplex recording. In this case, the recording density of the optical memory using the induced photon echo can be expressed by (spatial recording density) × (time recording multiplicity). The time recording multiplicity is the phase relaxation time of the recording medium.
By T 2 Can be represented by
一般に、誘導フォトンエコーを利用した光記録におい
て、永続性のある（persistent）記録が可能な媒体で
は、緩和時間T2は比較的短い。従って、高密度の書込／
読出には高い時間分解能が要求される。Generally, in an optical recording utilizing the induced photon echo, in a persistent (persistent) capable of recording medium, relaxation time T 2 are relatively short. Therefore, high density writing /
High temporal resolution is required for reading.
フォトンエコーの時間分解能を高めるために、超短光
パルスや相関時間を短くしたインコヒーレント光などが
用いられている。In order to increase the time resolution of the photon echo, an ultrashort light pulse, incoherent light with a short correlation time, or the like is used.
また、時間的に高密度のデータ光、即ち単位時間あた
りに識別可能なできる限り多くのパルス光を含むデータ
光を作成する目的で時間分割多重法が行われている。In addition, a time division multiplexing method has been used for the purpose of producing data light of high density in time, that is, data light including as many pulse lights as can be identified per unit time.
ここで、時間分割多重法とは、基本となる光パルスを
必要に応じて分割し、それぞれ任意の遅延時間を付した
後、再び合成することにより、多数の光パルスを含むデ
ータ光を作成する方法を意味する。Here, the time division multiplexing method is to create a data light including a large number of light pulses by dividing a basic light pulse as necessary, adding an arbitrary delay time, and then synthesizing again. Means the way.
しかしながら、従来の時間分割多重法では、遅延時間
τの異なる多数のパルスを含むデータ光を作成できるも
のの、作成に時間がかかる欠点がある。つまり、光路長
を変えるためや光路中に時間変調器を挿入するために、
ミラー、プリズム、ガラス板、プラスチック板等の移動
が必要であり、この移動に時間がかかるのである。However, in the conventional time division multiplexing method, although data light including a large number of pulses having different delay times τ can be created, there is a disadvantage that the creation takes time. In other words, to change the optical path length or to insert a time modulator in the optical path,
Mirrors, prisms, glass plates, plastic plates, etc. need to be moved, and this movement takes time.
本発明の目的は、誘導フォトンエコーを利用し、か
つ、時間多重ではない別の次元による多重記録を可能に
し、それにより、記録、再生に要する時間を短縮するこ
とにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to enable multiplexed recording using a stimulated photon echo and in another dimension other than time multiplexing, thereby shortening the time required for recording and reproduction.
本発明者らは、鋭意研究の結果、記録媒体に直流電圧
又は磁場を印加しながら、データ光を照射すると、再生
時に、記録時に印加した強度と同一の電圧又は磁場を記
録媒体に印加したときにのみ、記録時と同一の時間遅延
を伴ってエコー光が観測されることを見出し、本発明を
成すに至った。即ち、本発明は第１に、 「永続的又は過渡的ホールバーニングが可能な記録媒体
の同一位置に、記録励起光とデータ光を照射することに
より、情報を記録する「誘導フォトンエコーを利用した
光記録方法」において、 前記記録媒体に直流電圧又は磁場を印加し、その強度
を変えて記録することを特徴とする記録方法」を提供す
る。The present inventors have as a result of intensive research that, when applying a DC voltage or a magnetic field to a recording medium and irradiating data light, when reproducing, when applying the same voltage or magnetic field to the recording medium as the intensity applied during recording, And found that the echo light was observed with the same time delay as that at the time of recording, and thus completed the present invention. That is, the first aspect of the present invention is to use "stimulated photon echo to record information by irradiating recording excitation light and data light to the same position of a recording medium capable of permanent or transient hole burning. Optical recording method ", wherein a direct-current voltage or a magnetic field is applied to the recording medium, and recording is performed while changing the intensity.
また、第２に、本発明は、 「第１発明の記録方法で、記録媒体の同一位置に、情報
が異なる２以上のデータ光を照射することにより、多重
書き込みすることを特徴とする記録方法」を提供する。Secondly, the present invention provides a recording method according to the first aspect, wherein the same position on the recording medium is irradiated with two or more data beams having different information to perform multiplex writing. "I will provide a.
また、第３に、本発明は、 「同一の記録媒体の少なくとも２以上の異なる位置に、
第１発明又は第２発明の記録方法で別の情報を記録する
ことを特徴とする記録方法」を提供する。Thirdly, the present invention provides: “At least two or more different positions on the same recording medium,
A recording method characterized in that another information is recorded by the recording method of the first invention or the second invention.
また、第４に、本発明は、 「第１発明の記録方法において、記録励起光の光源とデ
ータ光の光源が、同一であるであることを特徴とする記
録方法」を提供する。Fourthly, the present invention provides the "recording method according to the first invention, wherein the light source of the recording excitation light and the light source of the data light are the same".
また、第５に、本発明は、 「永続的又は過渡的ホールバーニングが可能な記録媒体
に、再生励起光を照射し、 再生励起光の照射により媒体から発せられる誘導フォ
トンエコー光を、光検出器で電気信号に変換することに
より、 情報を再生する『誘導フォトンエコーを利用した再生
方法』において、 ・前記記録媒体に、記録時に印加したものと同一強度の
直流電圧又は磁場を印加するか、 或いは ・前記記録媒体に、直流電圧又は磁場を印加し、その強
度を第１所定値から第２所定値まで掃引しながら、 再生励起光を照射することを特徴とする再生方法」を
提供する。Fifthly, the present invention relates to a method for irradiating a recording medium capable of permanent or transient hole burning with reproduction excitation light, and detecting induced photon echo light emitted from the medium by irradiation of the reproduction excitation light. In the “reproducing method using induced photon echo”, which reproduces information by converting it into an electric signal by a device, a DC voltage or a magnetic field of the same intensity as that applied during recording is applied to the recording medium, Or a method of applying a DC voltage or a magnetic field to the recording medium and irradiating the recording medium with reproduction excitation light while sweeping the intensity from a first predetermined value to a second predetermined value.
また、第６に、本発明は、 「永続的又は過渡的ホールバーニングが可能な記録媒体
の同一位置に、再生励起光とプローブ光を照射し、 再生励起光の照射により媒体から発せられる誘導フォ
トンエコー光を、前記プローブ光と重畳し、 それにより得られた合成光を光検出器で電気信号に変
換することにより、 情報を再生する『誘導フォトンエコーを利用した再生
方法』において、 ・共通の光を２分割して、一方を再生励起光として、他
方をプローブ光として用い、 ・前記記録媒体に、記録時に印加したものと同一強度の
直流電圧又は磁場を印加するか、 或いは、 ・前記記録媒体に、直流電圧又は磁場を印加し、その強
度を第１所定値から第２所定値まで掃引しながら、 再生励起光とプローブ光を照射することを特徴とする
再生方法」を提供する。Sixth, the present invention relates to a method for irradiating the same position of a recording medium capable of permanent or transient hole burning with reproduction excitation light and probe light, and irradiating the reproduction excitation light with an induced photon emitted from the medium. In the "reproduction method using stimulated photon echo", which reproduces information by superimposing the echo light on the probe light and converting the synthesized light obtained into an electric signal with a photodetector, Splitting the light into two, using one as a reproduction excitation light and the other as a probe light, applying a DC voltage or a magnetic field having the same intensity as that applied during recording to the recording medium, or A DC voltage or a magnetic field is applied to the medium, and the medium is irradiated with reproduction excitation light and probe light while sweeping the intensity from a first predetermined value to a second predetermined value. To.
また、第７に、本発明は、 「ａ）記録励起光光源； ｂ）データ光光源； ｃ）記録励起光電場とデータ光電場の遅延時間を、記
録すべき情報に応じて変化させる変調手段； ｄ）記録励起光とデータ光を記録媒体の同一位置に照
射させる光学系； 及び ｅ）記録媒体に直流電圧又は磁場を印加する手段； からなることを特徴とする、誘導フォトンエコーを利用
した光記録装置」を提供する。Seventh, the present invention provides a modulation means for changing a recording excitation light source; b) a data light source; c) a delay time between a recording excitation photoelectric field and a data photoelectric field according to information to be recorded. D) an optical system for irradiating the same position of the recording medium with the recording excitation light and the data light; and e) means for applying a DC voltage or a magnetic field to the recording medium, wherein the induced photon echo is used. Optical recording device "is provided.
また、第８に、本発明は、 「ａ）光源； ｂ）前記光源からの光を記録励起光とデータ光とに２
分割するビームスプリッタ； ｃ）記録励起光電場とデータ光電場の遅延時間を、記
録すべき情報に応じて変化させる変調手段； ｄ）記録励起光とデータ光を記録媒体の同一位置に照
射させる光学系； 及び ｅ）記録媒体に直流電圧又は磁場を印加する手段； からなることを特徴とする、誘導フォトンエコーを利用
した光記録装置」を提供する。Eighth, the present invention provides: “a) a light source; b) the light from the light source is converted into a recording excitation light and a data light.
A beam splitter for splitting; c) modulation means for changing the delay time between the recording excitation photoelectric field and the data photoelectric field in accordance with the information to be recorded; d) optics for irradiating recording excitation light and data light to the same position on the recording medium. E) means for applying a DC voltage or a magnetic field to a recording medium; and an optical recording device using induced photon echo.
また、第９に、本発明は、 「ａ）再生励起光光源； ｂ）再生励起光の照射を受けて記録媒体から発せられ
るフォトンエコー光を受光して電気信号に変換する光検
出器； 及び ｃ）記録媒体に、記録時に印加したものと同一強度の
直流電圧又は磁場を印加する手段； 或いは ｃ）記録媒体に、直流電圧又は磁場を印加し、その強
度を第１所定値から第２所定値まで掃引する手段； からなることを特徴とする、誘導フォトンエコーを利用
した再生装置」を提供する。Ninth, the present invention provides: a) a reproduction excitation light source; b) a photodetector that receives photon echo light emitted from a recording medium upon irradiation with the reproduction excitation light and converts the photon echo light into an electric signal; c) means for applying a DC voltage or a magnetic field of the same intensity as that applied during recording to the recording medium; or c) applying a DC voltage or a magnetic field to the recording medium and changing the intensity from a first predetermined value to a second predetermined value. Means for sweeping up to a value; a reproducing apparatus using stimulated photon echo ".
また、第10に、本発明は、 「ａ）光源； ｂ）光源ａ）からの光を再生励起光とプローブ光とに
２分割するビームスプリッタ； ｃ）再生励起光とプローブ光を記録媒体の同一位置に
照射させる光学系； ｄ）再生励起光電場とプローブ光電場の遅延時間を任
意の所定値に設定するか又は第１所定値から第２所定値
に掃引することができる検索変調手段； ｅ）記録媒体に、記録時に印加したものと同一強度の
直流電圧又は磁場を印加する手段； 或いは ｅ）記録媒体に、直流電圧又は磁場を印加し、その強
度を第１所定値から第２所定値まで掃引する手段； ｆ）再生励起光の照射を受けて記録媒体から発せられ
るにより生成するフォトンエコー光とプローブ光とを、
少なくとも空間の一点で重ね合わせる重畳手段； 及び ｇ）前記重畳手段により得られる合成光を電気信号に
変換する光検出器； からなることを特徴とする、誘導フォトンエコーを利用
した再生装置」を提供する。Tenthly, the present invention provides: “a) a light source; b) a beam splitter that divides light from the light source a) into a reproduction excitation light and a probe light; c) converts the reproduction excitation light and the probe light into a recording medium. An optical system for irradiating the same position; d) search modulation means capable of setting the delay time of the reproduction excitation photoelectric field and the probe photoelectric field to an arbitrary predetermined value or sweeping the delay time from the first predetermined value to the second predetermined value; e) means for applying a DC voltage or a magnetic field of the same intensity as that applied during recording to the recording medium; or e) applying a DC voltage or a magnetic field to the recording medium and changing the intensity from a first predetermined value to a second predetermined value. Means for sweeping to a value; f) photon echo light and probe light generated by being emitted from the recording medium upon being irradiated with the reproduction excitation light;
A reproducing device using stimulated photon echo, comprising: a superimposing means for superimposing at least one point in space; and g) a photodetector for converting the combined light obtained by the superimposing means into an electric signal. I do.
〔作用〕 直流電圧を印加する例を取上げ、本発明を説明する。[Operation] The present invention will be described by taking an example of applying a DC voltage.
本発明は、下図を用いて端的に説明される。 The present invention will be briefly described with reference to the following figures.
ここに示された○の位置が情報を表す。 The position of ○ shown here indicates information.
（１−１）書込工程 本発明では、従来の書込励起光・データ光を照射中に
記録媒体に印加する電圧強度を第１所定値から第２所定
値に変化させるか、或いは、所定の電圧になった時だけ
光を照射してもよい。(1-1) Writing Step In the present invention, the voltage intensity applied to the recording medium during irradiation with the conventional write excitation light / data light is changed from a first predetermined value to a second predetermined value, or The light may be applied only when the voltage becomes.
＜光照射の内容＞ どの電圧レベルでON（照射）にするかOFF（照射せ
ず）するかは、情報に応じて任意であるが、ONの間に、
τｘを変えずに又はτｘを変えて書込励起光とデータ光
を照射して情報を記録する。<Contents of light irradiation> At which voltage level ON (irradiation) or OFF (non-irradiation) is optional depending on the information.
by changing the or tau x without changing tau x for recording information by irradiating the writing excitation light and a data light.
いずれにせよ、電圧強度を所定値に設定すること、
及び第１所定値から第２所定値に変化させることは、
極めて迅速に行なうことができるので、データ光を短時
間で作成できる。In any case, setting the voltage intensity to a predetermined value,
And changing the first predetermined value to the second predetermined value,
Since it can be performed very quickly, the data beam can be created in a short time.
（２−１）読出過程 記録媒体に再生励起光と電圧を印加し、電圧強度を
所定値に設定するか、又は第１所定値から第２所定値
へと変化させると、記録した時の電圧強度に一致したと
きに、データ光がエコー光として再生される。(2-1) Reading process When a reproduction excitation light and a voltage are applied to the recording medium and the voltage intensity is set to a predetermined value or is changed from the first predetermined value to the second predetermined value, the voltage at the time of recording is changed. When the intensity matches, the data light is reproduced as echo light.
（１−２）別の書込工程 書込方法は、従来の時間次元多重記録と組み合わせて
もよい。つまり、記録媒体に一定の直流電圧（又は磁
場）を印加しておき、その状態で時間次元多重記録を行
うのである。(1-2) Another Writing Step The writing method may be combined with the conventional time-division multiplex recording. That is, a constant DC voltage (or magnetic field) is applied to the recording medium, and time-dimensional multiplex recording is performed in that state.
（２−２）別の読出工程 この場合には、記録時と同一の電圧強度Vxのときにの
み、データ光はエコー光として再生される。換言すれ
ば、電圧強度Vy（≠Vx）を記録媒体に印加した状態で再
生励起光を照射しても、Vxで書き込まれたデータ光は、
エコー光として再生されない。 (2-2) Another reading step In this case, the data light is reproduced as the echo light only when the voltage intensity Vx is the same as that at the time of recording. In other words, even when the reproduction excitation light is irradiated with the voltage intensity Vy (≠ Vx) applied to the recording medium, the data light written in Vx is
Not reproduced as echo light.
以上の（２−１）書込過程と（２−２）読出過程は、
電圧強度Vxを変えれば、新たに可能であり、相互に影響
されることはない。 The above (2-1) writing process and (2-2) reading process are as follows.
If the voltage intensity Vx is changed, it is possible newly, and there is no mutual influence.
記録媒体に印加する電圧は、記録層19平面に垂直な方
向でも平行な方向でもそれ以外でもよい。The voltage applied to the recording medium may be in a direction perpendicular to the plane of the recording layer 19, in a direction parallel to the plane, or in any other direction.
以上の説明は、電圧で説明したが磁場でも同様であ
る。Although the above description has been made in terms of voltage, the same applies to a magnetic field.
エコー光は、光検出器で直接検出して電気信号に変換
してもよいが、エコー光の強度が非常に弱いので、従来
から提案されているヘテロダイン法を利用して検出して
もよい。ヘテロダイン法では、再生励起光の外にプロー
ブ光を同一のピットに照射する。プローブ光は再生励起
光に対する遅延時間τを第１所定値から第２所定値へと
掃引するか、又は固定した所定値に止める。そうする
と、プローブ光の遅延時間τとエコー光の遅延時間が一
致したとき、強いヘテロダイン信号が得られる。The echo light may be directly detected by a photodetector and converted into an electric signal. However, since the intensity of the echo light is very weak, the echo light may be detected by using a conventionally proposed heterodyne method. In the heterodyne method, the same pit is irradiated with a probe light in addition to the reproduction excitation light. The probe light sweeps the delay time τ with respect to the reproduction excitation light from the first predetermined value to the second predetermined value, or stops at a fixed predetermined value. Then, when the delay time τ of the probe light matches the delay time of the echo light, a strong heterodyne signal is obtained.
以下、参考例及び実施例により本発明をより具体的に
説明するが、本発明はこれに限られるものではない。Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference examples and examples, but the present invention is not limited thereto.
〔参考例……PHB記録媒体の製作〕 PHB記録媒体は、ヒドロキシエチルメタクリレート（H
EMAと略す）にオキサジン４（西ドイツ：ラムダフィジ
ック社製）を10-4mol/溶解したものを、２枚の透明電
極層28付きのガラス基板17の間に注入し、その後、HEMA
を重合させることにより作製した。重合した層が記録層
19となる。この断面構造を第２図に示す。[Reference example: Production of PHB recording medium] PHB recording medium is hydroxyethyl methacrylate (H
A solution obtained by dissolving oxazine 4 (Lambda Physics, West Germany) at 10 −4 mol / mol in EMA) is injected between the two glass substrates 17 with the transparent electrode layer 28 and then HEMA
Was polymerized. The polymerized layer is the recording layer
It becomes 19. This cross-sectional structure is shown in FIG.
〔実施例１……光記録再生装置〕 第１図は、本実施例の光記録再生装置の主要構成を示
す概念図である。本装置による再生は、ヘテロダイン法
である。First Embodiment Optical Recording / Reproducing Apparatus FIG. 1 is a conceptual diagram showing a main configuration of an optical recording / reproducing apparatus according to the present embodiment. Regeneration by this device is a heterodyne method.
光源１は、モード同期YAGレーザの高調波励起キトン
レッド色素レーザであり、繰り返し周波数82MHzのパル
ス光を出力する。尚、キトンレッド色素レーザからは全
ての波長選択素子を取り外した。その結果、中心波長62
0nm、スペクトル幅400cm-1（相関時間37fsecに相当）の
インコヒーレント光が得られた。The light source 1 is a harmonic-excited chiton red dye laser of a mode-locked YAG laser and outputs pulse light having a repetition frequency of 82 MHz. Note that all wavelength selection elements were removed from the Kiton Red dye laser. As a result, the center wavelength 62
Incoherent light having a wavelength of 0 nm and a spectrum width of 400 cm -1 (corresponding to a correlation time of 37 fsec) was obtained.
光源１から発せられたインコヒーレント光は、ビーム
スプリッタ２で（ａ）記録励起光（E0）又は再生励起光
（E2）と（ｂ）データ光（E1）又はプローブ光（E3）に
分けられる。The incoherent light emitted from the light source 1 is separated by the beam splitter 2 into (a) recording excitation light (E 0 ) or reproduction excitation light (E 2 ) and (b) data light (E 1 ) or probe light (E 3 ). Divided into
前者（ａ）のうち再生励起光は、光変調器（光音響素
子）12により5MHzで光強度変調（AM変調）される。Of the former (a), the reproduction excitation light is subjected to light intensity modulation (AM modulation) at 5 MHz by an optical modulator (photoacoustic element) 12.
その後、再生励起光は、光学補償器15、三角プリズム
13を経て、反射鏡３で進路を直角に曲げられ、レンズ４
に入射し、そこで集光されて記録媒体５を照射する。After that, the reproduction excitation light is applied to the optical compensator 15 and the triangular prism.
13, the course is bent at a right angle by the reflecting mirror 3, and the lens 4
And is condensed there, and irradiates the recording medium 5.
他方、後者（ｂ）は、ビームスプリッタ２を出た後、
光学補償器11を透過する。光学補償器11は、再生励起光
が光変調器12を通ることにより「再生励起光に遅延時間
の波長分散が生じた」のを補償するため、プローブ光に
同様の遅延時間の波長分散を生じさせる目的で設置して
あり、本発明に必須のことではない。On the other hand, the latter (b), after exiting the beam splitter 2,
The light passes through the optical compensator 11. The optical compensator 11 compensates for “the reproduction excitation light has a chromatic dispersion of the delay time caused by the reproduction excitation light passing through the optical modulator 12. It is installed for the purpose of making it work, and is not essential to the present invention.
従って、光学補償器11としては、光変調器12と全く同
一のものを変調しないで使用することが好ましい。Therefore, as the optical compensator 11, it is preferable to use the same optical modulator 12 without modulating it.
光学補償器11を透過したデータ光又はプローブ光は、
三角プリズム13を経て、位相変調器６に入射する。位相
変調器６は、エコー光とプローブ光が記録媒体に到達す
る時間が僅かに変化した場合に発生するノイズを消去す
るためにいれてあり、本発明に必須のものではない。こ
のとき、プローブ光のみが位相変調されるようにする。
位相変調器６の光学補償器は15である。位相変調器６
は、LiTaO3結晶の電気光学素子を用い変調位相幅を２
π、変調周波数を10KHzとした。The data light or probe light transmitted through the optical compensator 11 is
The light enters the phase modulator 6 through the triangular prism 13. The phase modulator 6 is provided to eliminate noise generated when the time for the echo light and the probe light to reach the recording medium slightly changes, and is not essential to the present invention. At this time, only the probe light is phase-modulated.
The phase modulator 6 has 15 optical compensators. Phase modulator 6
Uses a LiTaO 3 crystal electro-optical element to set the modulation phase width to 2
π, the modulation frequency was 10 KHz.
データ光及びプローブ光は、時間変調器７に入射す
る。時間変調器７は、特許請求の範囲第７項（第７発
明）又は第10項（第10発明）でいう ｃ）記録励起光電場とデーター光電場の遅延時間を、記
録すべき情報に応じて変化させる変調手段と ｄ）再生励起光電場とプローブ光電場の遅延時間を任意
の所定値に設定するか又は第１所定値から第２所定値に
掃引することができる検索変調手段と を兼用したものである。後述の〔時間変調器の説明〕を
参照されたい。The data light and the probe light enter the time modulator 7. The time modulator 7 sets the delay time between the recording excitation photoelectric field and the data photoelectric field according to claim 7 (seventh invention) or tenth invention (tenth invention) according to the information to be recorded. And d) a search and modulation means that can set the delay time of the reproduced excitation electric field and the probe electric field to an arbitrary predetermined value or sweep from the first predetermined value to the second predetermined value. It was done. See the description of the time modulator below.
この時間変調器７により、データ光は、情報に従って
変調され、遅延時間τの異なる複数のパルスを含むデー
タ光となる。他方、プローブ光は、この時間変調器７に
より、再生励起光電場とプローブ光電場との遅延時間
τが所定の値に固定されるか、又は遅延時間τが、第
１所定値から第２所定値に変化するように掃引される。The data light is modulated according to the information by the time modulator 7, and becomes data light including a plurality of pulses having different delay times τ. On the other hand, the probe light is fixed by the time modulator 7 so that the delay time τ between the reproduced excitation photoelectric field and the probe photoelectric field is fixed to a predetermined value, or the delay time τ is changed from the first predetermined value to the second predetermined value. Swept to change to a value.
こうして変調されたデータ光又はプローブ光は、レン
ズ４に入射し、そこで集光されて、記録媒体５の記録励
起光又は再生励起光の照射位置と同一の位置を照射す
る。The modulated data light or probe light enters the lens 4 and is condensed there, and irradiates the recording medium 5 at the same position as the irradiation position of the recording excitation light or the reproduction excitation light.
記録媒体５の電極層18は、リード線21で直流電源22に
連結してあり、記録層19に直流電圧が印加される。The electrode layer 18 of the recording medium 5 is connected to a DC power supply 22 via a lead wire 21, and a DC voltage is applied to the recording layer 19.
エコー光は、プローブ光が媒体５を透過して出射する
方向と同一の方向に発するように光学系その他が構築さ
れており、従って、とりたてて重畳手段８は図示されて
いないが、プローブ光の媒体５を透過した光は、エコー
光とプローブ光の重畳した合成光である。The optical system and the like are constructed so that the echo light is emitted in the same direction as the direction in which the probe light is transmitted through the medium 5 and emitted. Therefore, the superimposing means 8 is not shown in the drawing. The light transmitted through the medium 5 is a combined light in which the echo light and the probe light are superimposed.
プローブ光の透過方向には、フォトマルチプライヤー
からなる光検出器９が設置されており、合成光は電気信
号に変換される。この電気信号は、次いで高速ロックイ
ンアンプ10で処理されて、5MHzのAM変調成分だけが出力
として取り出される。A photodetector 9 composed of a photomultiplier is installed in the transmission direction of the probe light, and the combined light is converted into an electric signal. This electric signal is then processed by the high-speed lock-in amplifier 10, and only the 5 MHz AM modulation component is extracted as an output.
高速ロックインアンプ10の出力は、次に低速ロックイ
ンアンプ16に入力され、10KHzの変調成分のみが増幅さ
れる。低速ロックインアンプ16の出力は、ノイズが除去
され、媒体に記録された情報に応じてきれいに変調され
ている。The output of the high-speed lock-in amplifier 10 is then input to the low-speed lock-in amplifier 16, where only the 10 KHz modulation component is amplified. The output of the low-speed lock-in amplifier 16 is cleanly modulated according to the information recorded on the medium, from which noise has been removed.
尚、14は、媒体５を低温に冷却するための液体ヘリウ
ム・クライオスタットである。今のところ媒体５を極低
温に冷却しないと実施が難しい。Reference numeral 14 denotes a liquid helium cryostat for cooling the medium 5 to a low temperature. At present, implementation is difficult unless the medium 5 is cooled to an extremely low temperature.
〔実施例２……記録〕 実施例１の光記録再生装置（インコヒーレント光を使
用）と前述のホールバーニング可能な記録媒体５を用い
記録再生実験を行なった。[Example 2 Recording] A recording / reproduction experiment was performed using the optical recording / reproducing apparatus (using incoherent light) of Example 1 and the recording medium 5 capable of hole burning.
記録媒体５は液体ヘリウム・クライオスタット14内に
設置し、温度を10Kに保持した。The recording medium 5 was set in a liquid helium cryostat 14, and the temperature was kept at 10K.
電源22を操作することにより、記録媒体５に印加する
電圧を0V、5V、10V、15V、20Vと間欠的に変える。By operating the power supply 22, the voltage applied to the recording medium 5 is intermittently changed to 0V, 5V, 10V, 15V, and 20V.
他方、第４図に示す時間変調器の円板7bを回転させて
適当なガラス板7aを選択し、そこを透過するデータ光の
遅延時間τを100psecとした。On the other hand, the disk 7b of the time modulator shown in FIG. 4 was rotated to select an appropriate glass plate 7a, and the delay time τ of the data light passing therethrough was set to 100 psec.
そして、電圧を変えるごとに、記録励起光パルス（パ
ルス幅100psec）と遅延時間τ＝100psecのデータ光パル
ス（パルス幅100psec）を記録媒体５の同一位置に照射
した。照射条件は、光強度が共に200μW/cm2で、照射時
間が６秒（つまり、記録励起光パルスとそれにに続くデ
ータ光パルスの照射を１回とするとき、６×82×106回
の照射が繰り返された）である。Each time the voltage was changed, a recording excitation light pulse (pulse width 100 psec) and a data light pulse (pulse width 100 psec) with a delay time τ = 100 psec were applied to the same position on the recording medium 5. The irradiation conditions were as follows: the light intensity was 200 μW / cm 2 , and the irradiation time was 6 seconds (that is, when the irradiation of the recording excitation light pulse and the subsequent data light pulse was performed once, 6 × 82 × 10 6 times) Irradiation was repeated).
尚、本実施例では、光の照射は第１方向から行なった
が、第２方向からでも可能である。In this embodiment, the light irradiation is performed from the first direction, but may be performed from the second direction.
〔実施例３……再生〕 実施例２で記録した媒体５を実施例１の装置を用い、
光強度を記録時の1/100とし、印加電圧を第１所定値（0
V）から第２所定値（25V）へと掃引することにより読出
を行なった。この場合、記録媒体光は再生励起光と呼び
名が変わり、データ光は、プローブ光と呼び名が変わ
る。[Embodiment 3 ... Reproduction] The medium 5 recorded in Embodiment 2 was used by using the apparatus of Embodiment 1.
The light intensity is set to 1/100 of the recording time, and the applied voltage is set to the first predetermined value (0
Reading was performed by sweeping from V) to a second predetermined value (25 V). In this case, the name of the recording medium light is changed to the reproduction excitation light, and the name of the data light is changed to the probe light.
そして、この結果を第３図に示す。 The results are shown in FIG.
〔実施例４……記録／再生〕 遅延時間τを101psecに代え、印加電圧を0V、10V、20
Vの３つに代えた外は、実施例２を繰り返して記録を行
なった。Example 4 Recording / Reproduction The delay time τ was changed to 101 psec, and the applied voltage was set to 0 V, 10 V, and 20 V.
Recording was performed by repeating Example 2 except that the number V was changed to three.
そして、プローブ光の遅延時間τを、 １回目:100psec ２回目:101psec ３回目:102psec と代えた外は実施例３と同様にして読出を行なった。こ
の結果を、第４図に示す。Then, reading was performed in the same manner as in Example 3 except that the delay time τ of the probe light was changed to 100 psec for the first time, 101 psec for the second time, and 102 psec for the third time. The result is shown in FIG.
第５図は、実施例１に用いた時間変調器の一例を示す
概略平面図であり、回転可能な円板の円周に沿って多数
の円形の窓があけてあり、この窓に厚さの異なるガラス
板7aが嵌め込まれている。FIG. 5 is a schematic plan view showing an example of the time modulator used in the first embodiment, in which a number of circular windows are opened along the circumference of a rotatable disk, and the thickness of the windows is increased. Of different glass plates 7a.
ガラス板7aは、薄いもの（遅延時間τ＝95psec）から
順に厚いもの（遅延時間τ＝112psec）へと遅延時間τ
が順に1psecづつ異なっている。The glass plate 7a has a delay time τ from a thin one (delay time τ = 95 psec) to a thick one (delay time τ = 112 psec) in order.
Are different in order by 1psec.
記録励起光電場又は再生励起光電場とデーター光電場
又はプローブ光電場との遅延時間を変化させる手段（時
間変調器）の外の例としては、移動可能な一対の鏡があ
る。Another example of the means (time modulator) for changing the delay time between the recording excitation electric field or the reproduction excitation electric field and the data electric field or the probe electric field is a pair of movable mirrors.
この一対の鏡の移動量を変化させると光路長が変化し
て、遅延時間が変化する。 When the amount of movement of the pair of mirrors is changed, the optical path length changes, and the delay time changes.
以上の通り、本発明によれば、誘導フォトンエコーを
利用した光記録／再生において、全く新しい次元で多重
化が可能になり、しかも、データの作成が短時間で行な
うことができることから、高速で安定な光記録を行なう
ことができる。As described above, according to the present invention, in optical recording / reproduction using stimulated photon echo, multiplexing can be performed in a completely new dimension, and data can be created in a short time. Stable optical recording can be performed.
第１図は、本発明の実施例１にかかる光記録再生装置の
主要構成を示す概念図である。 第２図は、第１図の部分拡大図である。 第３図及び第４図は、実施例で再生されたエコー光を電
気信号に変換して得られる波形を示す概略図である 第５図は、実施例１に用いた時間変調器の一例を示す概
略平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １……インコヒーレント光光源 ２……ビームスプリッタ ３……反射鏡 ４……レンズ ５……PHB記録媒体 ６……位相変調器（電気光学素子） ７……変調手段と検索変調手段を兼用した時間変調器 7a……ガラス板 ８……重畳手段（不図示） ９……光検出器 10……高速ロックインアンプ 11……光学補償器 12……光変調器（光音響素子） 13……三角プリズム 14……液体ヘリウムクライオスタット 15……光学補償器（電気光学素子） 16……低速ロックインアンプ 17……ガラス基板 18……透明電極層 19……記録層 20……ハンダ 21……リード線 22……電源FIG. 1 is a conceptual diagram showing a main configuration of an optical recording / reproducing apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 3 and 4 are schematic diagrams showing waveforms obtained by converting the echo light reproduced in the embodiment into electric signals. FIG. 5 shows an example of the time modulator used in the first embodiment. It is a schematic plan view shown. [Description of Signs of Main Parts] 1... Incoherent light source 2... Beam splitter 3... Reflector 4... Lens 5... PHB recording medium 6... Phase modulator (electro-optical element) 7. Time modulator 7a serving as both means and search modulating means 7a glass plate 8 superimposing means (not shown) 9 photodetector 10 high speed lock-in amplifier 11 optical compensator 12 optical modulator (Photoacoustic element) 13 Triangular prism 14 Liquid helium cryostat 15 Optical compensator (electro-optical element) 16 Low-speed lock-in amplifier 17 Glass substrate 18 Transparent electrode layer 19 Recording layer 20 ... Solder 21 ... Lead wire 22 ... Power supply
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G11C 11/42 G11C 13/06 G11B 7/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G11C 11/42 G11C 13/06 G11B 7/00
Claims (10)
な記録媒体の同一位置に、記録励起光とデータ光を照射
することにより、情報を記録する「誘導フォトンエコー
を利用した光記録方法」において、 前記記録媒体に直流電圧又は磁場を印加し、その強度を
変えて記録することを特徴とする記録方法。1. An optical recording method using stimulated photon echo, in which information is recorded by irradiating recording excitation light and data light to the same position of a recording medium capable of permanent or transient hole burning. A recording method comprising: applying a DC voltage or a magnetic field to the recording medium;
一位置に、情報が異なる２以上のデータ光を照射するこ
とにより、多重書き込みすることを特徴とする記録方
法。2. The recording method according to claim 1, wherein two or more data beams having different information are applied to the same position on the recording medium to perform multiplex writing.
る位置に、請求項第１項又は第２項に記載の方法で別の
情報を記録することを特徴とする記録方法。3. A recording method, wherein different information is recorded in at least two or more different positions of the same recording medium by the method according to claim 1.
起光の光源とデータ光の光源が、同一であることを特徴
とする記録方法。4. A recording method according to claim 1, wherein the light source for the recording excitation light and the light source for the data light are the same.
な記録媒体に、再生励起光を照射し、 再生励起光の照射により媒体から発せられる誘導フォト
ンエコー光を、光検出器で電気信号に変換することによ
り、 情報を再生する「誘導フォトンエコーを利用した再生方
法」において、 ・前記記録媒体に、記録時に印加したものと同一強度の
直流電圧又は磁場を印加するか、 或いは ・前記記録媒体に、直流電圧又は磁場を印加し、その強
度を第１所定値から第２所定値まで掃引しながら、 再生励起光を照射することを特徴とする再生方法。5. A recording medium capable of permanent or transient hole burning is irradiated with reproduction excitation light, and stimulated photon echo light emitted from the medium by irradiation of the reproduction excitation light is converted into an electric signal by a photodetector. In the “reproducing method using induced photon echo” for reproducing information, a DC voltage or a magnetic field having the same intensity as that applied during recording is applied to the recording medium, or A reproducing method comprising: applying a DC voltage or a magnetic field; and irradiating a reproduction excitation light while sweeping the intensity from a first predetermined value to a second predetermined value.
な記録媒体の同一位置に、再生励起光とプローブ光を照
射し、 再生励起光の照射により媒体から発せられる誘導フォト
ンエコー光を、前記プローブ光と重畳し、それにより得
られた合成光を光検出器で電気信号に変換することによ
り、 情報を再生する「誘導フォトンエコーを利用した再生方
法」において、 ・共通の光を２分割して、一方を再生励起光として、他
方をプローブ光として用い、 ・前記記録媒体に、記録時に印加したものと同一強度の
直流電圧又は磁場を印加するか、 或いは、 ・前記記録媒体に、直流電圧又は磁場を印加し、その強
度を第１所定値から第２所定値まで掃引しながら、 再生励起光とプローブ光を照射することを特徴とする再
生方法。6. A reproduction excitation light and a probe light are irradiated to the same position of a recording medium capable of permanent or transient hole burning, and stimulated photon echo light emitted from the medium by irradiation of the reproduction excitation light is transmitted to the probe. In the "reproduction method using stimulated photon echo", which reproduces information by superimposing light on the light and converting the synthesized light obtained into an electric signal with a photodetector, Using one as a reproduction excitation light and the other as a probe light, applying a DC voltage or a magnetic field having the same intensity as that applied during recording to the recording medium, or A reproducing method comprising applying a magnetic field and irradiating a reproduction excitation light and a probe light while sweeping the intensity from a first predetermined value to a second predetermined value.
すべき情報に応じて変化させる変調手段； ｄ）記録励起光とデータ光を記録媒体の同一位置に照射
させる光学系； 及び ｅ）記録媒体に直流電圧又は磁場を印加する手段； からなることを特徴とする、誘導フォトンエコーを利用
した光記録装置。7. A light source for recording excitation light; b) a light source for data light; c) a modulation means for changing a delay time between the recording excitation photoelectric field and the data photoelectric field in accordance with information to be recorded; d) a recording excitation light. And an optical system for irradiating the same position of the recording medium with the data light; and e) means for applying a DC voltage or a magnetic field to the recording medium. An optical recording apparatus using an induced photon echo.
割するビームスプリッタ； ｃ）記録励起光電場とデータ光電場の遅延時間を、記録
すべき情報に応じて変化させる変調手段； ｄ）記録励起光とデータ光を記録媒体の同一位置に照射
させる光学系； 及び ｅ）記録媒体に直流電圧又は磁場を印加する手段； からなることを特徴とする、誘導フォトンエコーを利用
した光記録装置。8. a) a light source; b) a beam splitter for splitting the light from the light source into recording excitation light and data light; c) information to be recorded with a delay time between the recording excitation photoelectric field and the data photoelectric field. D) an optical system for irradiating the same position on the recording medium with recording excitation light and data light; and e) means for applying a DC voltage or a magnetic field to the recording medium. , An optical recording device using induced photon echo.
フォトンエコー光を受光して電気信号に変換する光検出
器； 及び ｃ）記録媒体に、記録時に印加したものと同一強度の直
流電圧又は磁場を印加する手段； 或いは ｃ）記録媒体に、直流電圧又は磁場を印加し、その強度
を第１所定値から第２所定値まで掃引する手段； からなることを特徴とする、誘導フォトンエコーを利用
した再生装置。9. A light source for reproducing excitation light; b) a photodetector for receiving photon echo light emitted from the recording medium upon irradiation with the reproducing excitation light and converting it into an electric signal; and c) a recording medium comprising: Means for applying a DC voltage or magnetic field of the same intensity as that applied during recording; or c) means for applying a DC voltage or magnetic field to the recording medium and sweeping the intensity from a first predetermined value to a second predetermined value; A reproducing apparatus using guided photon echo, comprising:
分割するビームスプリッタ； ｃ）再生励起光とプローブ光を記録媒体の同一位置に照
射させる光学系； ｄ）再生励起光電場とプローブ光電場の遅延時間を任意
の所定値に設定するか又は第１所定値から第２所定値に
掃引することができる検索変調手段； ｅ）記録媒体に、記録時に印加したものと同一強度の直
流電圧又は磁場を印加する手段； 或いは ｅ）記録媒体に、直流電圧又は磁場を印加し、その強度
を第１所定値から第２所定値まで掃引する手段； ｆ）再生励起光の照射を受けて記録媒体から発せられる
により生成するフォトンエコー光とプローブ光とを、少
なくとも空間の一点で重ね合わせる重畳手段； 及び ｇ）前記重畳手段により得られる合成光を電気信号に変
換する光検出器； からなることを特徴とする、誘導フォトンエコーを利用
した再生装置。10. a) a light source; b) converting light from the light source a) into a reproduction excitation light and a probe light;
A beam splitter for splitting; c) an optical system for irradiating the same position on the recording medium with the reproduction excitation light and the probe light; d) the delay time between the reproduction excitation light field and the probe light electric field is set to an arbitrary predetermined value or the first. Search modulation means capable of sweeping from a predetermined value to a second predetermined value; e) means for applying a DC voltage or a magnetic field having the same intensity as that applied during recording to the recording medium; or e) DC voltage to the recording medium. Or means for applying a magnetic field and sweeping the intensity from a first predetermined value to a second predetermined value; f) generating photon echo light and probe light generated by being emitted from a recording medium upon being irradiated with reproduction excitation light; Superimposing means for superimposing at least one point in space; and g) a photodetector for converting the combined light obtained by said superimposing means into an electric signal; Reproducing apparatus utilizing.
Priority Applications (5)
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| DE69028173T DE69028173T2 (en) | 1989-10-24 | 1990-10-24 | Method of reproducing an optical recording medium and device using stimulated photon echoes |
| US08/472,725 US5636195A (en) | 1989-03-27 | 1995-06-07 | Optical recording method and reproducing method and recording apparatus and reproducing apparatus utilizing stimulated photon echo |
| US08/480,387 US5568460A (en) | 1989-03-27 | 1995-06-07 | Optical recording and/or reproducing apparatus and method utilizing stimulated photon echo |
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