JP4094373B2 - 入射角度制御方法および装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラム記録等に適用可能な参照光の入射角度制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホログラム記録は、１つの媒体に対して多くの情報を多重に記録することが可能であるため、情報を高密度に記録できる次世代の有力な記録方式として注目されている。
ホログラム記録において多重記録を行う具体的な方法として、いわゆる体積ホログラムによる角度多重（参考文献：J.F.Heanue et al., "Volume Holographic Storage and Retrieval of Digital Data"，Science，Vol.265，pp.749-752，1994）等が提案されている。
【０００３】
図２２に、従来の体積ホログラムの記録再生方法の一例を示す。同図において、４００は光学的記録材料からなるホログラム媒体、６は物体光、７１は参照光、７は再生光である。参照光７１および物体光６は同一の波長を持ち、それはホログラム媒体４００が感光する波長である。
図２２において、記録を行う場合には、媒体４００に記録すべき情報を付与した物体光６と、ある特徴的な波面を有する参照光７１とを同時に照射する。これにより、媒体４００に物体光６と参照光７１によって形成された干渉縞が記録される。即ち、物体光６に付与されていた情報がホログラムとして記録されることになる。
【０００４】
再生を行う場合には、記録後の媒体４００に記録時に用いたものと等しい波面を有する参照光７１を照射する。これにより、参照光７１が媒体４００に記録された干渉縞によって回折され、この回折光が再生光７として得られる。このとき、再生光７の波面は記録時の物体光６の波面を再現したものとなるため、物体光６に付与されていた情報も再生光７から再生することができる。
ここで例えば、参照光７１として平面波を用い、これの媒体４００に入射する角度を変化させながら複数回の記録を行うと、物体光６と参照光７１とが形成する干渉縞は参照光７１の入射角度により各々互いに異なる独立したものとして、媒体４００に記録される。即ち、角度多重記録が実現することになる。
【０００５】
再生時には、記録時と等しい入射角度で参照光７１を媒体４００に入射させることにより、その入射角度に対応する１つの再生光７のみが得られる。これにより、多重記録したうちの所望の情報のみを分離して再生することができる。
ホログラム記録は、角度分解能が非常に高く、わずかな入射角度の違いでも独立した情報として記録されるため、高多重化が可能となり高密度記録が実現する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２２の方法で角度多重記録する場合には、記録及び再生時の参照光７１の媒体４００に対する入射角度を高精度に制御する必要があるため、このように記録及び再生時ともに参照光７１を媒体４００の外部から入射させる方法では、ミラーなど光学系の駆動部の精度を十分高くしなければならず、その結果、機構が大型かつ高価になってしまうという問題があった。
【０００７】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、参照光の入射角度を高い精度で制御することができる入射角度制御方法および入射角度制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
従って本発明は、屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路を用い、
前記光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光導波路の上方あるいは下方から参照光を入射させる場合の入射角度制御方法であり、
前記参照光が、前記回折格子層のうちの特定の回折格子層とのみ結合し、該特定の回折格子層が設けられたコア層のみを伝搬光として伝搬し、該コア層の端面のみから出射光として出射するように、前記参照光、前記光導波路のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させることにより、前記参照光の入射角度を制御する方法を提供する。
【０００９】
前記光導波路の外側に、前記参照光が前記光導波路を介して入射可能なように少なくとも１つの記録層が配置されてホログラム媒体とされる場合、
（１）小孔あるいはスリットを開けた空間光選択器を介して、前記記録層を感光する波長λａを有する参照光を入射する、あるいは、
（２）前記記録層を感光しない波長λｂを有する参照光を入射し、前記参照光の入射角度を入射角度θｂに制御した後、前記記録層を感光する波長λａを有する参照光に変更し、前記入射角度θｂを角度合わせの基準として、前記参照光、ホログラム媒体のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させることにより、前記参照光の入射角度を制御する
ようにしても良い。
【００１０】
本発明はまた、屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路を用い、前記光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光導波路の上方あるいは下方から第１の参照光を入射させ、
前記コア層のうち、特定のコア層の端面から第２の参照光を入射させる入射角度制御方法であり、
前記第２の参照光が前記特定のコア層を伝搬光として伝搬し、前記伝搬光が前記特定のコア層に設けられた回折格子層により回折されて出射する回折光が前記第１の参照光と本質的に平行になるように、前記第１の参照光、前記光導波路のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させることにより、前記第１の参照光の入射角度を制御する方法を提供する。
【００１１】
前記光導波路の外側に、前記参照光が前記光導波路を介して入射可能なように少なくとも１つの記録層が配置されてホログラム媒体とされる場合、
（１）小孔あるいはスリットを開けた空間光選択器を介して、前記記録層を感光する波長λａを有する第１の参照光を入射する、あるいは、
（２）前記記録層を感光しない波長λｂを有する前記第１の参照光を入射し、前記第１の参照光の入射角度を入射角度θｂに制御した後、前記記録層を感光する波長λａを有する前記第１の参照光に変更し、前記入射角度θｂを角度合わせの基準として、前記第１の参照光、前記ホログラム媒体のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させることにより、前記第１の参照光の入射角度を制御する
ようにしても良い。
【００１２】
本発明はまた、屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路を用い、前記光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光導波路の上方あるいは下方から参照光を入射させる場合の入射角度制御装置であり、
前記参照光が、前記コア層を伝搬光となって伝搬し、該コア層の端面から出射する出射光を検出する光検出部と、
前記光検出部の検出結果に基づいて、前記参照光が、前記回折格子層のうちの特定の回折格子層とのみ結合し、該特定の回折格子層が設けられたコア層の端面からのみ出射するように、前記参照光、前記光導波路のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させる制御部と
を有する入射角度制御装置を提供する。
【００１３】
本装置において、前記参照光を前記光導波路に入射させる反射器と、
前記反射器を移動および／または回転させる第１の移動回転部と、
前記光検出部による検出結果に基づいて、前記第１の移動回転部を駆動する駆動制御部と
を具備するようにしても良い。
これに加えて、前記光導波路を移動および／または回転させる第２の移動回転部を更に具備し、
前記駆動制御部は、前記光検出部による検出結果に基づいて、前記第２の移動回転部を駆動するようにしても良い。
【００１４】
本発明はまた、屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路を用い、前記光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光導波路の上方あるいは下方から第１の参照光を入射させ、
前記コア層のうち、特定のコア層の端面から第２の参照光を入射させるる場合の入射角度制御装置であり、
前記第１の参照光と、前記第２の参照光が前記特定のコア層を伝搬光として伝搬し、該伝搬光が、前記特定のコア層に設けられた回折格子層により回折されて出射する回折光とを検出する光検出部と、
前記光検出部の検出結果に基づいて、前記第１の参照光と前記回折光とが本質的に平行になるように、前記第１の参照光、前記光導波路のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させる制御部と
を有する入射角度制御装置を提供する。
【００１５】
この装置において、前記第１の参照光を前記光導波路に入射させる反射器と、
前記反射器を移動および／または回転させる第１の移動回転部と、
前記光検出部による検出結果に基づいて、前記第１の移動回転部を駆動する駆動制御部と
を具備するようにしても良い。
これに加えて、前記光導波路を移動および／または回転させる第２の移動回転部を更に具備し、
前記駆動制御部は、前記光検出部による検出結果に基づいて、前記第２の移動回転部を駆動するようにしても良い。
これに更に加えて、前記第２の参照光を前記特定のコア層の端面に集光する集光器と、
前記集光器を移動および／または回転させる第３の移動回転部とを更に有し、前記駆動制御部は、前記光検出部による検出結果に基づいて、前記第３の移動回転部を駆動するようにしても良い。
【００１６】
上述した入射回折角度制御方法および装置によれば、参照光の入射角度を高い精度で制御することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の各実施の形態を説明する。各実施形態の図面間において、対応する部分には同一の参照番号を付し、その説明を省略もしくは簡略化するものとする。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態によるホログラム媒体の構造を示す断面図である。
光導波路１２３は、複数のコア層１，１，１…１と、コア層１，１，１…１を挟むように配置した複数のクラッド層２，２，２，２…２と、コア層１，１，１…１の上部とクラッド層２，２，２，２…２との境界に設けた複数の回折格子層３，３，３…３とから構成される。また、記録層４は、光導波路５の上方片面に配置する。
【００１９】
図１には、記録過程が示されている。参照光５が下方から物体光６が上方から各々入射し、参照光５と物体光６とにより形成される干渉縞が、記録層４に記録されることにより記録現象が実現する。
【００２０】
また、図２は、本第１実施形態によるホログラム媒体の再生過程を示す模式図である。
参照光５が下方から記録時と等しい角度で入射し、該参照光５が記録層４に記録された干渉縞により回折され、再生光７が再生されることにより再生現象が実現する。
【００２１】
また、図３は、本第１実施形態によるホログラム媒体の別の再生過程を示す模式図である。
コア層１の端面からコア層１に参照光５１を入射すると、参照光５１はコア層１内を伝搬光５００として伝搬し、回折格子層３により回折光９として回折され、記録層４に記録時の参照光５と等しい角度で入射する。このとき、回折光９が記録層４に記録された干渉縞により回折され、再生光７が再生されることにより再生現象が実現する。
【００２２】
ところで、上述した記録過程において、参照光５の記録層４に入射する角度を変えると、参照光５と物体光６とが形成する干渉縞は、参照光５の入射角度により各々互いに異なる独立したものとして、記録層４に記録される。すなわち、角度多重記録が実現する。
再生時には、記録時と等しい角度で参照光５あるいは回折光９を記録層４に入射することにより、多重記録した内、入射角度に対応した１つの記録情報だけが再生される。
【００２３】
上記構成において、選択した特定のコア層１に参照光５１を入射した場合、回折光９が角度多重に対応した特定の角度で記録層４に入射するように、回折格子層３を設計作製している。
光導波路５の導波面と垂直な方向（即ち、伝搬光５００と垂直な方向）から測った回折光９の光軸の角度、すなわち回折光９の入射角度をθとし、角度多重記録として例えばθをθｉからθｊまで△θ刻みで変化させることにする。θのうち、このように角度多重で使用する入射角度、θｉ，θｉ＋△θ，θｉ＋２△θ，θｉ＋３△θ，…θｊをθ０とする。波長λ０の参照光５１が入射し、回折光９が角度θ０で記録層４に入射する時、λ０，θ０と回折格子層３の回折格子の波長Λ０との間には、下記（１）式の関係が成り立つ（但し、後述するように（１）式では屈折率の影響を無視した）。
Λ０＝λ０／（１−ｓｉｎθ０）………（１）
【００２４】
すなわち、波長λ０の参照光５１を入射した場合、入射角度θ０で回折光９を回折させるには、回折格子層３の回折格子の波長が（１）式を満たすΛ０に設計作製すればよい。本実施形態では、回折格子層３は上記（１）式に基づいて設計作製されている。
また、同様に、波長λ０の参照光５を入射した場合、入射角度θ０で回折格子層３と結合させるためには、回折格子層３の回折格子の波長を（１）式を満たすΛ０に設計作製すればよい。本実施形態では、回折格子層３は上記（１）式に基づいて設計作製されている。
【００２５】
ここで、参照光５、５１および物体光６は同一の波長であり、記録層４が感光する波長である。なお、再生時の参照光の波長は通常記録時の参照光の波長と同一であるが、仕様により必ずしも同一でなくて良い。
【００２６】
図４は、第１実施形態による入射角度制御方法を示す模式図である。
図４において、回折格子層３は、参照光５が上述したθ０で入射すると所定の角度に回折されるように設計作製されており、回折格子層３，３，３の各々と各入射角度θ０とが１対１に対応するよう設定されている。
すなわち、もし、参照光５が入射角度θ０のいずれかで入射すると、参照光５はこの入射角度θ０に対応した１つの回折格子層３のみと結合し、この回折格子層３を設けたコア層１のみを伝搬光５００として伝搬し、このコア層１の端面のみから出射光１１０として出射することになる。
【００２７】
参照光５，光導波路１２３のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させ、所望のコア層１から出射光１１０が出射するよう設定することにより、入射角度θを所望の入射角度θ０に精度高く一致するよう制御することができる。
出射光１１０がどのコア層１から出射したかは、光検出器１２０により検出する。光検出器１２０は、例えばレンズから成り、以下に説明する図５に示すように、光を集光させる機能を持つ集光器１６１と、例えばＣＣＤあるいはＣＭＯＳから成り撮像する機能を持つ撮像器１７１との組合せで構成できる。該光検出器１２０を、撮像器１７１上に光導波路１２３の端面が結像するよう設定することにより、以下に説明するように、どのコア層１から出射光１１０が出射したかを検出することができる。
【００２８】
図５は、本第１実施形態による入射角度制御方法の詳細を説明する模式図である。光源からの光が反射器２０１で反射され、参照光５として光導波路１２３に下方から入射する。反射器２０１が搭載された移動回転機構１９２、光導波路１２３が搭載された移動回転機構１９１の動作により、各々参照光５、光導波路１２３が移動および／または回転する。
【００２９】
今、初期状態で入射角度θがいずれの入射角度θ０とも一致していないとすると、出射光１１０はどのコア層１からも出射しない。この状態から移動回転機構１９１、１９２の一方あるいは両方をコントローラ１８１により動作させると、入射角度θはいずれかの入射角度θ０に一致し、この入射角度θ０に対応した回折格子層３を設けたコア層１から出射光１１０が出射する。
【００３０】
光検出器１２０の撮像器１７１上には、光導波路１２３の端面が結像しているため、出射光１１０が出射するコア層１に対応した撮像器１７１上の位置に明るい点（輝点）が撮像される。ひとたび入射角度θがいずれかの入射角度θ０に一致すれば、移動回転機構１９１、１９２の一方あるいは両方をコントローラ１８１により入射角度θを△θづつ変化させてスキャンすることにより、入射角度θを任意の入射角度θ０に移動させることができる。
【００３１】
例えば、入射角度θｉを最上層のコア層１、入射角度（θｉ+△θ）を上から２番目のコア層１、入射角度（θｉ＋２△θ）を上から３番目のコア層１、…、入射角度θｊを最下層のコア層１に対応させた場合について考える。
移動回転機構１９１、１９２の一方あるいは両方をコントローラ１８１により、例えば入射角度θが小さくなる方向にスキャンさせると、撮像器１７１上の輝点は点滅を繰り返しながら移動し、最後の輝点が最上層のコア層１に対応することになる。
【００３２】
その後、移動回転機構１９１、１９２の一方あるいは両方をコントローラ１８１により入射角度θが大きくなる方向にスキャンさせていくと、全ての入射角度θ０について、撮像器１７１上の輝点位置と各コア層１との関係が１対１に対応づけられ、それ以降は撮像器１７１上の輝点位置を検出することにより、どのコア層１から出射光１１０が出射したかを知ることが可能となる。
【００３３】
このように、撮像器１７１上の輝点位置と各コア層１との関係がわかれば、撮像器１７１によってどのコア層１から出射光１１０が出射しているかをモニタしながら、コントローラ１８１によって移動回転機構１９１、１９２の一方あるいは両方をスキャンさせ、入射角度θを所望の入射角度θ０に移動設定でき、また、各輝点の明るさが最大になるようコントローラ１８１により移動回転機構１９１、１９２の一方あるいは両方にフィードバックをかけることにより、入射角度θを所定の各入射角度θ０の位置に保持することができる。
【００３４】
なお、撮像器１７１上の輝点位置とコア層１との関係を知る別の方法としては、撮像器１７１上の光導波路１２３端面の像を画像認識し、どのコア層１が明るいかを検出する方法、および光導波路１２３と撮像器１７１が相対的に移動しない場合には光導波路１２３端面の像は常に撮像器１７１上の同じ位置に撮像されるため、予め撮像器１７１上の輝点位置と各コア層１との関係を求めておく方法が挙げられ、いずれも同様の効果を奏する。
【００３５】
また、上述したように、全入射角度θ０について、撮像器１７１上の輝点位置と各コア層１，１，１…１との関係を対応づけ、参照光５の入射角度を制御するか、あるいは特定の入射角度θ０についてのみ撮像器１７１上の輝点位置とコア層１との関係を対応づけ、他の入射角度θ０については、上述した特定の入射角度θ０を基準として用い、参照光５、光導波路１２３の一方あるいは両方の移動、回転により、例えば△θの整数倍だけ機械的に入射角度θを変化させ、これにより、参照光５の入射角度を制御する方法が挙げられ、いずれも同様に参照光５の入射角度を精度高く制御できる。
なお、上述の説明では記録層４が設けられているが、本入射角度制御方法は、記録層のない光導波路単体への入射角度制御方法に適用できる。これは、以下の関連各実施形態において同様である。
【００３６】
１−１．第１の変形例
図６は、本発明の第１実施形態による入射角度制御方法の第１の変形例を示す模式図である。
本第１の変形例では、参照光５として、記録層４を感光する波長λａを有するものを用いる。また、全ての回折格子層３，３，３…３は、波長λａの参照光５が入射角度θ０のいずれかで入射すると結合するよう設計作製されている。
【００３７】
この場合、参照光５を記録層４全体に照射すると、記録層４全体が感光してしまう。これを回避するためには、小孔あるいはスリット１３を開けた空間光選択器１４を介して参照光５を入射させることで、記録層４のうち感光する領域を、差し障りのない領域のみに制限することができる。
入射角度制御方法としては、図４、図５の例と同様であり、参照光５、光導波路１２３のうち、いずれか一方あるいは両方を移動、回転させ、所望のコア層１から出射光１１０が出射するよう設定することにより、入射角度θを所望の入射角度θ０に精度高く一致するよう制御できる。
なお、回折格子層３を（１）式を満たすように設計すると、図３に示すように、波長λａの参照光５１に対して、回折光９は入射角度θ０で記録層４に入射するため、上述したような回折光により、再生光７を得ることができる。
【００３８】
１−２．第２の変形例
図７は、入射角度制御方法の第２の変形例を示す模式図である。
本第２の変形例では、最初に、参照光５として、記録層４を感光しない波長λｂを有するものを用いる。この場合、参照光５を記録層４全体に照射しても記録層４は感光しないため、空間光選択器１４は不要となる。但し、波長が異なると入射角度θ０と回折格子層３との対応が変わる。
【００３９】
本第２の変形例では、回折格子層の全部あるいは一部は、波長λｂの参照光５が入射角度θ０のいずれかで入射すると結合するよう設計作製されている（図７では、回折格子層３１）。
まず、波長λｂを有する参照光５と回折格子層３１とを用いて、上述した図４、図５と同様の入射角度制御方法によって参照光５の入射角度を入射角度θ０に制御し、その後、記録再生時には参照光５を、波長λａを有するものに交換して記録再生する。
【００４０】
あるいは、回折格子層３１を、波長λｂの参照光５が入射角度θｂで入射すると結合するように設計作製する。この場合、まず、波長λｂを有する参照光５と回折格子層３１とを用いて上記図４、図５と同様の入射角度制御方法によって参照光５の入射角度を入射角度θｂに制御し、入射角度θｂを角度合わせの基準とし、入射角度θ０へは参照光５、光導波路１２３の一方あるいは両方の移動、回転により機械的に変化させて制御する。
【００４１】
上述したいずれの場合においても、参照光５の入射角度を同様に精度高く制御できる。なお、回折格子層３の一部分を、波長λａの参照光５が入射角度θ０で結合するよう設計作製しておいても良い。この部分を用いると、波長λａの参照光５１に対して、回折光９は入射角度θ０で記録層４に入射するため、図３に示す再生過程を適用することができる。
【００４２】
１−３．第３の変形例
図８は、入射角度制御方法の第３の変形例を示す模式図である。
本第３の変形例でも、最初に参照光５として、上記波長λｂを有するものを用いる。従って、空間光選択器１４は同様に不要となる。但し、波長が異なると入射角度θ０と回折格子層３との対応が変わる。
本第３の変形例では、回折格子層３は、波長λａの参照光５が入射角度θ０のいずれかで入射すると結合するよう設計作製されている。上述した（１）式から、波長λｂの参照光５をλｂ／（１−ｓｉｎθ０ｂ）＝λａ／（１−ｓｉｎθ０）を満たす入射角度θ０ｂで入射すると、波長λｂの参照光５は、回折格子層３と結合することがわかる。
【００４３】
本第３の変形例では、まず、波長λｂの参照光５を用いて、上記図４、図５と同様の入射角度制御方法によって入射角度をθ０ｂに制御し、入射角度θ０ｂを角度合わせの基準とし、入射角度θ０へは、参照光５、光導波路１２３の一方あるいは両方の移動および／または回転により機械的に変化させて制御する。記録再生時には、参照光５を、波長λａを有するものに交換して記録再生する。
【００４４】
なお、本第３の変形例では、第２の変形例で述べたように、回折格子層３の一部が波長λａの参照光５と、他部が波長λｂの参照光５と入射角度θ０で結合するよう設計作製されている場合でも適用できる。
また、本変形例においても、波長λａの参照光５１を用いて、回折格子層３を介して入射角度θ０で回折光９を記録層４に入射させることにより、図３の再生過程を適用することができる。
【００４５】
なお、図４、図５、図６、図７、図８において、回折格子層３の回折効率が小さく、参照光５と回折格子層３とが強く結合せず、光検出器１２０にて十分な強度の光が検出されない場合には、回折格子層３の中に回折効率が大きな層を１層あるいは複数層設置するか、あるいは回折効率が大きな回折格子層を光導波路１２３の片面あるいは両面に配置し、これらを入射角度制御の基準として用いることが有効である。
【００４６】
＜第２実施形態＞
図９は、本発明の第２実施形態による入射角度制御方法を示す模式図である。図９において、各回折格子層３は、各入射角度θ０と１対１で対応するよう設定されている。すなわち、参照光５１をある入射角度θ０に対応した回折格子層３を設けたコア層１の端面から入射すると、この入射角度θ０で回折光９が記録層４に入射する。
下方から入射した参照光５の入射角度が上記入射角度θ０と一致すると、参照光５と回折光９とは平行となる。よって、参照光５、光導波路１２３のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させ、参照光５が所望の入射角度θ０と対応した回折光９と平行となるように設定することにより、参照光５の入射角度を所望の入射角度θ０に精度高く一致するよう制御することができる。
【００４７】
参照光５と回折光９との平行性は、光検出器１５により検出する。光検出器１５は、後述する図１０に示すように、例えばレンズから成り集光する機能を持つ集光器１６２と、例えばＣＣＤあるいはＣＭＯＳから成り撮像する機能を持つ撮像器１７２との組合せで構成することができる。撮像器１７２上に参照光５と回折光９とを結像させ、これらの点が一致することにより、以下に説明するように、両者が平行であることを検出できる。
【００４８】
図１０は、本第２実施形態による入射角度制御方法の詳細を説明する模式図である。
光源からの光は、光を分岐する機能を持つ光分岐器２１により透過方向に分岐され、反射器２０２で反射され、参照光５として光導波路１２３に下方から入射する。一方、光分岐器２１により直角方向に分岐された光は、集光器１６３により集光され、参照光５１として光導波路１２３の端面に入射する。
【００４９】
集光器１６３は、移動回転機構１９５上に搭載されており、移動回転機構１９５の移動および／または回転により、参照光５１をどのコア層１の端面に入射するか選択する。また、反射器２０２が搭載された移動回転機構１９４、および光導波路１２３が搭載された移動回転機構１９３の動作により、各々、参照光５、光導波路１２３が移動および／または回転する。
【００５０】
今、参照光５１をあるコア層１に入射させ、入射角度θ０で回折光９が回折されると、撮像器１７２上の入射角度θ０に対応した位置に輝点が現れる。参照光５の入射角度が入射角度θ０と一致しない場合、参照光５に対応した輝点は、撮像器１７２上に別の点として現れる。
移動回転機構１９３，１９４の一方あるいは両方をコントローラ１８２によって動作させると、２つの輝点間の距離は、近くなるかあるいは遠くなる。そこで、２つの輝点間の距離を撮像器１７２でモニタしながら、この距離が近くなる方向に移動回転機構１９３，１９４の一方あるいは両方をコントローラ１８２によって動作させ、２輝点間距離をゼロとすることにより、参照光５の入射角度を入射角度θ０に一致させることができる。
【００５１】
なお、具体的に入射角度θ０の値を知る方法、つまり参照光５１がどのコア層１に入射したかを知る方法にはいくつか方法がある。まず、図１１に示すように、全部あるいは一部の回折格子層３の一部分３４０に、そのコア層１（その回折格子層３）のマーカ情報を計算機ホログラムにより設計作製しておく。
第１の方法は、上記コア層１（上記部分３４０を有する回折格子層３）に参照光５１が入射した際、回折格子層３４０部分から回折再生される再生光８１、８２を、記録層４からの再生光７と同様に読み取り、どのコア層１（どの回折格子層３）に参照光５１が入射したかを知るものである。
【００５２】
第２の方法は、参照光５１がコア層１を伝搬し、入射した側と反対の端面から外部に出射する光を、前述した図５に示すように、光検出器１２０を用いて検出し、図５での説明と同様の方法により、どのコア層１から出射したかを知るものである。
また、第３の方法は、撮像器１７２上の輝点位置と入射角度θ０との関係を、図５での説明と同様の方法により取得し、撮像器１７２上の輝点位置から入射角度θ０の値を知るものである。いずれも同様の効果を奏する。
【００５３】
また、上述したように全ての入射角度θ０について参照光５の入射角度を制御するのではなく、特定の入射角度θ０についてのみ上記方法で参照光５の入射角度を制御し、他の入射角度θ０については特定の入射角度θ０を基準として用い、参照光５、光導波路１２３の一方あるいは両方の移動および／または回転により、例えば、△θの整数倍だけ機械的に入射角度θを変化させることにより、参照光５の入射角度を制御しても良い。いずれも同様に参照光５の入射角度を精度高く制御できる。
【００５４】
２−１．第１の変形例
図１２は、本発明の第２実施形態による入射角度制御方法の第１の変形例を示す模式図である。
本第１の変形例では、参照光５１として、記録層４を感光する波長λａを有するものを用いる。また、全ての回折格子層３，３，３，…，３は、波長λａの参照光５１が入射すると、入射角度θ０のいずれかで回折光９が記録層４に入射するように設計作製されている。この場合、参照光５を記録層４全体に照射すると、記録層４全体が感光してしまう。
【００５５】
これを回避するためには、小孔あるいはスリット１３を開けた空間光選択器１４を介して参照光５を入射させ、また、参照光５１を入射させるコア層１の回折格子層をコア層１とクラッド層の境界の一部だけに設ける（図１２中、回折格子層３２０）。こうすることにより、記録層４のうち感光する領域を、差し障りのない領域のみに制限することができる。
【００５６】
入射角度制御方法としては、図９〜１１と同様であり、参照光５１、光導波路１２３のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させ、参照光５１が所望の入射角度θ０に対応した回折光９と平行となるように設定することにより、参照光５の入射角度を所望の入射角度θ０に精度高く一致するよう制御できる。
この場合も、波長λａの参照光５１に対して、回折光９は、回折格子層３を介して入射角度θ０で記録層４に入射するため、再生過程として図３を適用することができる。
【００５７】
２−２．第２の変形例
図１３は、第２実施形態による入射角度制御方法の第２の変形例を示す模式図である。
本第２の変形例では、最初に、参照光５、参照光５１として、記録層４を感光しない波長λｂを有するものを用いる。従って、空間光選択器１４は不要となる。但し、波長が異なると入射角度θ０と回折格子層３との対応が変わる。
本第２の変形例では、回折格子層の全部あるいは一部は、波長λｂの参照光５１が入射すると、入射角度θ０で回折光９が記録層４に入射するように設計作製されている（図１３中、回折格子層３３）。
【００５８】
まず、波長λｂを有する参照光５および参照光５１と、回折格子層３３とを用いて、前述した図９〜１１と同様の入射角度制御方法によって、参照光５の入射角度をθ０に制御し、その後、記録再生時には、参照光５、参照光５１を、波長λａを有するものに交換して記録再生する。
あるいは、回折格子層３３を、波長λｂの参照光５１が入射すると、角度θｂ’で回折光９が記録層４に入射するよう設計作製する。この場合、まず、波長λｂを有する参照光５および参照光５１と、回折格子層３３とを用いて、上記図９〜１１と同様の入射角度制御方法によって、参照光５の入射角度をθｂ’に制御し、入射角度θｂ’を角度合わせの基準とし、入射角度θ０へは、参照光５、光導波路１２３の一方あるいは両方の移動および／または回転により機械的に変化させ制御する。
【００５９】
上述したいずれの場合においても、同様に参照光５の入射角度を精度高く制御することができる。ここでも、回折格子層３の一部を、波長λａに対応するように設計作製しておくことによって、波長λａの参照光５１に対して回折光９が回折格子層３を介して入射角度θ０で記録層４に入射するため、再生過程として図３を適用することができる。
【００６０】
２−３．第３の変形例
図１４は、第２実施形態による入射角度制御方法の第３の変形例を示す模式図である。
本第３の変形例では、最初に、参照光５、参照光５１として、上述した波長λｂを有するものを用いる。この場合、参照光５、参照光５１を記録層４全体に照射しても記録層４は感光しないため、空間光選択器１４は不要となる。但し、波長が異なると入射角度θ０と回折格子層３との対応が変わる。
本第３の変形例では、回折格子層３は、波長λａの参照光５１が入射すると、入射角度θ０で回折光９が記録層４に入射するように設計作製されている。
【００６１】
前述した（１）式から波長λｂの参照光５１を回折格子層３に入射すると、λｂ／（１−ｓｉｎθ０ｂ’）＝λａ／（１−ｓｉｎθ０）を満たす入射角度θ０ｂ’で、回折光９が記録層４に入射することがわかる。
本第３の変形例では、まず、波長λｂの参照光５１を用いて、上記図９〜１１と同様の入射角度制御方法によって入射角度をθ０ｂ’に制御し、入射角度θ０ｂ’を角度合わせの基準とし、入射角度θ０へは、参照光５、光導波路１２３の一方あるいは両方の移動および／または回転により機械的に変化させて制御する。
【００６２】
記録再生時には、参照光５、参照光５１を、波長λａを有するものに交換して記録再生する。なお、本第３の変形例において、図１３で示したように、複数の回折格子層３の一部が波長λａの参照光５１と、他部が波長λｂの参照光５１と対応するように設計作製されている場合でも適用できる。また、回折格子層３を用い、波長λａの参照光５１に対して、再生過程として図３を適用することができる。
【００６３】
コア層１において、１つの入射角度θ０に対して１回折格子層を対応させる必要は必ずしもない。ここで、図１５〜１８に、光導波路１２３の他の変形例の上面図を示す。参照光５１がコア層１の左側の端面から入射する場合を考える。小孔あるいはスリット１３を持つ空間光選択器１４は、必要に応じて光導波路１２３の左側に設置される。
【００６４】
図１５、図１６は、参照光５１、伝搬光５００の進行方向に対して、垂直方向に複数の回折格子層３５を配置した例である。図１５は、参照光５１、伝搬光５００の進行方向の一部のみに回折格子層３５を配置した例であり、図１６は、全てに配置した例である。また、図１７は、回折格子層３５を参照光５１、伝搬光５００の進行方向にも、垂直方向にも複数配置した例であり、図１８は、参照光５１、伝搬光５００の進行方向に回折格子層３５を複数配置し、進行方向と垂直な方向全体に配置した例である。
【００６５】
図１５〜１８に示す構成が混在したもの、図１７の構成において、回折格子層３５を参照光５１、伝搬光５００の進行方向に複数、垂直方向に１列だけ配置したものも、同様の効果を奏する。これら各回折格子層３５は、入射角度θ０のいずれかに対応するよう設計作製されている。
例えば、図１２の方法を用いる場合に、図１５〜１７のような構成が適用できる。ここで、図１５〜１７に示すような小孔あるいはスリット１を有する空間光選択器１４を用いることにより、所望の回折格子層３５を選択することができる。また、図１２の方法と図１７もしくは図１８の方法との組合せでは、複数の回折格子層（３５）によって複数の回折光９が出射するため、光導波路１２３、記録層４の回折光９が出射する側に、不要な回折光９を遮蔽する小孔あるいはスリット１３を持つ空間光選択器を設置することが有用である。
空間光選択器としては、開口位置が固定のマスク、あるいはこれを二次元的に移動させるもの、あるいは、液晶パネルを用いたマスクとし、電気的に開口の大きさ、数、位置を変える方法などが挙げられる。
【００６６】
以上のように、光導波路１２３の下側、左側、上側に小孔あるいはスリット１３を持つ空間光選択器１４を必要に応じて設置することにより、所望の入射角度θ０に対応する回折格子層（３５）のみを選択できるため、１層のコア層で複数の入射角度θ０に対する角度合わせが可能となる。
なお、参照光５、５１が小孔、スリット１３程度に十分小さくあるいは細く絞れている場合には、必ずしも空間光選択器１４は必要ではない。
また、図１５〜１８では、回折格子層３５同士は離れて配置されているが、参照光５１，５、回折光９が空間光選択器１４により分離できれば、回折格子層３５同士を接触して配置してもかまわない。また本実施例では、入射角度θ０の値を、選択した回折格子層３５のコア層１上での位置情報からも知ることができる。
【００６７】
以上の説明では、コア層１、クラッド層２、回折格子層３が複数ある場合について示したが、コア層１が１つ、クラッド層２が２つ、回折格子層３が１つの場合も同様の効果を奏する。
【００６８】
記録層４としては、一般的なホログラム記録で用いられる光学的記録材料であれば良い。例えば、光照射により環状構造の変化に伴う光重合を生じるフォトポリマー等の光重合性材料、重クロム酸アンモニウム−ポリビニルアルコール系材料に代表されるような光架橋性材料、フォトクロミック材料、アゾ色素をＰＭＭＡ(ポリメチルメタアクリレート)にドープした材料に代表されるような光異性化材料、あるいはＬｉＮｂＯ３，ＢａＴｉＯ３，Ｂａ１２ＳｉＯ２０（ＢＳＯ）などの無機誘電体結晶に代表されるフォトリフラクティブ材料もしくはポリマー系フォトリフラクティブ材料などがあげられる。
【００６９】
ホログラム媒体の具体的な形状としては、カード型、チップ型、ディスク型、テープ型、ドラム型等が考えられるが、いずれも本発明の手法が適用でき、いずれも同様の効果を奏する。
また、光導波路の導波面と記録層の面積が同一である必要は必ずしもなく、導波面の面積の方が大きくても小さくても良い。導波面の面積の方が小さい場合には、光導波路を一次元、二次元、三次元駆動することにより、より大きな記録層全面に対応させることができる。
【００７０】
そして、記録層４は、光導波路の上下いずれの片面に配置されていても、あるいは両面に配置されていても同様の効果を奏し、あるいは、１つの記録層をはさむように光導波路を両側に配置しても良い。あるいは、光導波路と記録層とを交互に積層させても良い。即ち、少なくとも１つの記録層と少なくとも１つの光導波路とが隣接配置されれば良い。
【００７１】
さらに、記録層は、光導波路と接着剤により接着されていても、接着剤なしで固定されていても同様の効果を奏する。また、記録層、光導波路は、上下いずれかの片面、あるいは両面を保護膜により挟まれていても、あるいは保護膜などにより周囲を覆われていても同様の効果を奏する。
【００７２】
ところで、コア層１を光が伝搬するためには、コア層１をコア層１の屈折率より低い屈折率を持つ媒質で挟めばよい。図１等では、クラッド層２の屈折率はコア層１の屈折率より低く設定されている。
クラッド層２は、光導波路の形状を維持、支持する働きのため、上記のような全部のコア層１を挟む位置に配置したが、コア層１内を光が伝搬されるようにコア層１が屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれていれば良い。
例えば自由空間の屈折率がコア層１の屈折率より低い場合（即ち、屈折率のより低い部分が空気、真空など）には、例えば最上層のクラッド層２、最下層のクラッド層２のいずれか一方あるいは両方がなくても、空気などにはさまれたコア層１に光が導波されるので、同様の効果を奏する。これは一般に、コア層が複数ある場合においても、各コア層に関して同様である。また、記録層の屈折率がコア層の屈折率より低い場合、記録層が、上記屈折率のより低い部分の働きをすることができる。
【００７３】
次に、図１９（Ａ）〜（Ｄ）は、回折格子層３の例を示す模式図である。
回折格子層３としては、図１９（Ａ）に示すように、矩形波状の形状をした溝から成るものが挙げられ、例えば矩形波の高さを高くすることにより、回折効率を大きくすることができ、また（１）式に示したように矩形波の波長を変えることにより、結合する参照光の波長、入射角度、および回折する回折光の波長、回折角度を制御性よく容易に設計作製することができる。
【００７４】
また、その他に、図１９（Ｂ）に示すように、鋸歯状の形状をした溝から成るもの、図１９（Ｃ）に示すように、正弦波状の形状をした溝から成るもの、および図１９（Ｄ）に示すように、屈折率の変化により形成されるもの（図は、屈折率の異なる部分が交互に配置されている構成を示す）が挙げられ、いずれも同様の効果を奏する。
【００７５】
また、上述したホログラム媒体において、回折格子層は導波面内で一様であってもなくても良いが、ここでは、回折格子層による回折光が所望の強度を有するように、回折格子層の回折効率が所定の分布を有するようにした例を示す。
好適例として、回折格子層が、伝搬光の伝搬方向に、回折効率が漸次高くなるような分布を有しているものが挙げられる。このようにすれば、導波するに従って生じる光強度の減衰をキャンセルでき、各回折格子層からの回折光の強度プロファイルを層内方向で一様かあるいは同程度とすることができる。
図２０は、矩形波形状のグレーティングにより回折格子層を形成し、矩形の高さにより回折効率を右へいくほど漸次高くなるように分布させた例を示すものである。なお、この場合の回折効率は、矩形の高さの二乗に比例する。
【００７６】
また、多層光導波路において、２つ以上の回折格子層の回折効率が、積層方向に所定の分布を有するようにしても良い。好適例としては、２つ以上の回折格子層の回折効率が、回折光の出射方向に漸次低くなるような分布を有するものが挙げられる。このようにすれば、例えば回折光を光導波路の上方へ出射する場合、光導波路の下の方に位置する回折格子層からの回折光ほど光導波路に吸収されやすく減衰する現象をキャンセルでき、どの回折格子層から光導波路の外に出てくる回折光の強度も一様かあるいは同程度にすることができる。
【００７７】
図２１に、矩形波状のグレーティングにより回折格子層（上から順に回折格子層３１〜３５）を形成し、矩形の高さにより回折効率を、上に行くほど漸次低くなるように分布させた例を示す。図２１では、積層方向に沿った光導波路の一部の断面を示している。
また、上記両者を組み合わせ、回折格子層の回折効率が、コア層を伝搬する光の導波方向には漸次高くなり、回折光の出射方向には漸次低くなるような分布を持たせることもできる。これによれば、いずれの回折格子層のどの位置から出射する回折光の強度も一様かまたは同程度とすることができる。
【００７８】
以上の説明では、回折光の強度を層内方向、層厚方向で正確に一様あるいは等しくする例を示したが、部品仕様や用途により必ずしも正確に一様あるいは等しくなくても問題ないことも多く、同程度とすれば支障がない場合が多い。本発明によれば、回折格子層の回折効率を層内方向、層厚方向で適切に分布させることにより、回折光の強度を層内方向、層厚方向で同程度とすることも可能である。
【００７９】
また、以上では、回折光の強度を層内方向、層厚方向で一様あるいは等しくする点に着眼して記述したが、応用分野によっては、意図的に回折光の強度に分布を持たせると都合が良い場合も有り得る。本発明によれば、回折格子層の回折効率を層内方向、層厚方向で適切に分布させることにより、回折光の強度を所望の分布とすることも可能である。
【００８０】
また、回折格子層の面積をコア層の面積と同一にする必要はなく、回折格子層を部分的に設けたり、複数に分散配置させても良い。更に、全てのコア層に対応させて回折格子層を設けなくても良く、回折格子層が設けられていないコア層があっても良い。
また、上述した実施形態では、回折格子層３の位置として、コア層１上部に設けた例を示したが、コア層１の下部や、コア層１の上部および下部両方、あるいはコア層内に設けても良く、いずれも同様の効果を奏する。
【００８１】
また、記録層と光導波路とが空間的に離れて配置されていても同様の効果を奏する。例えば、ホログラム記録／再生の動作例として、
（１）記録層と光導波路とが一体構成されており、これを記録／再生装置に装荷する。
（２）記録層と光導波路とが離れて構成されており、これらを重ねた後に記録／再生装置に装荷する。
（３）記録層と光導波路とが離れて構成されており、光導波路は記録／再生装置に前もって装備し、動作時に記録層部分を装荷することにより、両者が重なる。のいずれの形態も可能である。なお、記録／再生の動作時に、両者の間が空間的に離れていても良い。
【００８２】
また、参照光５は、下方から入射しても上方から入射しても同様の効果を奏し、参照光５１は、左側から入射しても右側から入射しても同様の効果を奏し、物体光６も上方から入射しても下方から入射しても同様の効果を奏する。
また、記録層４、光導波路１２３の配置、および参照光５，５１、物体光６などの入射方向が変われば、光検出器１２０、光検出器１５、空間光選択器１４の設置位置は本発明の動作を満足するよう適宜変わるべきものである。
【００８３】
なお、本第１、第２実施形態および（１）式においても、各層の屈折率の影響については無視し考慮していない。すなわち、上述のように、厳密には参照光、回折光などが屈折率の異なる層を横断する際、これらの光は屈折し角度は値を変える（屈折率ｎ１の層から屈折率ｎ２の層へ横切る際には、入射角θ１、屈折角θ２とすると、ｎ１・ｓｉｎθ１＝ｎ２・ｓｉｎθ２の関係がある）。また、屈折率は、光の波長により異なる値を持つ。さらに、波長も屈折率の異なる層内で値を変える（屈折率ｎ０の層中では波長λ０は、λ０／ｎ０となる）。しかしながら、これらの効果を考慮してもしなくても、本発明の本質に関わる点は何ら変わることはなく、いずれも同様の効果が実現する。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光導波路の上方あるいは下方から参照光を入射させる場合に、前記参照光が、前記回折格子層のうちの特定の回折格子層とのみ結合し、該特定の回折格子層が設けられたコア層のみを伝搬光として伝搬し、該コア層の端面のみから出射光として出射するように、前記参照光、前記光導波路のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させることにより、前記参照光の入射角度を制御するようにした。
また、別な方法として、光導波路の上方あるいは下方から第１の参照光を入射させ、コア層のうち、特定のコア層の端面から第２の参照光を入射させる場合には、前記第２の参照光が前記特定のコア層を伝搬光として伝搬し、前記伝搬光が前記特定のコア層に設けられた回折格子層により回折されて出射する回折光が前記第１の参照光と本質的に平行になるように、前記第１の参照光、前記光導波路のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させることにより、前記第１の参照光の入射角度を制御するようにした。
これにより、参照光の入射角度を高い精度で制御することができ、その結果、例えばホログラム記録・再生時に、記録情報を正確に再生することができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態によるホログラム媒体の構造と記録過程を示す断面図である。
【図２】 第１実施形態によるホログラム媒体の再生過程を示す断面図である。
【図３】 第１実施形態によるホログラム媒体の別の再生過程を示す断面図である。
【図４】 第１実施形態による入射角度制御方法を示す模式図である。
【図５】 第１実施形態による入射角度制御方法の詳細を説明する模式図である。
【図６】 本入射角度制御方法の第１の変形例を示す模式図である。
【図７】 本入射角度制御方法の第２の変形例を示す模式図である。
【図８】 本入射角度制御方法の第３の変形例を示す模式図である。
【図９】 本発明の第２実施形態による入射角度制御方法を示す模式図である。
【図１０】 第２実施形態による入射角度制御方法の詳細を説明する模式図である。
【図１１】 同様に、第２実施形態による入射角度制御方法の詳細を説明する模式図である。
【図１２】 第２実施形態による入射角度制御方法の第１の変形例を示す模式図である。
【図１３】 第２実施形態による入射角度制御方法の第２の変形例を示す模式図である。
【図１４】 第２実施形態による入射角度制御方法の第３の変形例を示す模式図である。
【図１５】 光導波路１２３の変形例を示す上面図である。
【図１６】 光導波路１２３の他の変形例を示す上面図である。
【図１７】 光導波路１２３の他の変形例を示す上面図である。
【図１８】 光導波路１２３の他の変形例を示す上面図である。
【図１９】 回折格子層の構成例を示す模式図である。
【図２０】 回折格子層部分の一構造例を示す断面図である。
【図２１】 積層された回折格子層部分の構造例を示す断面図である。
【図２２】 従来のホログラム記録再生方法の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…コア層
２…クラッド層
３、３１〜３５…回折格子層
４…記録層
５、５１…参照光
５００…伝搬光
６…物体光
７、８１，８２…再生光
９…回折光
１２３…光導波路
５００…伝搬光
１１０…出射光
１２０…光検出器
１４…空間光選択器
１５…光検出器
１６１，１６２，１６３…集光器
１７１，１７２…撮像器
１８１，１８２…コントローラ
１９１〜１９５…移動回転機構
２０１，２０２…反射器
２１…光分岐器
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラム記録等に適用可能な参照光の入射角度制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホログラム記録は、１つの媒体に対して多くの情報を多重に記録することが可能であるため、情報を高密度に記録できる次世代の有力な記録方式として注目されている。
ホログラム記録において多重記録を行う具体的な方法として、いわゆる体積ホログラムによる角度多重（参考文献：J.F.Heanue et al., "Volume Holographic Storage and Retrieval of Digital Data"，Science，Vol.265，pp.749-752，1994）等が提案されている。
【０００３】
図２２に、従来の体積ホログラムの記録再生方法の一例を示す。同図において、４００は光学的記録材料からなるホログラム媒体、６は物体光、７１は参照光、７は再生光である。参照光７１および物体光６は同一の波長を持ち、それはホログラム媒体４００が感光する波長である。
図２２において、記録を行う場合には、媒体４００に記録すべき情報を付与した物体光６と、ある特徴的な波面を有する参照光７１とを同時に照射する。これにより、媒体４００に物体光６と参照光７１によって形成された干渉縞が記録される。即ち、物体光６に付与されていた情報がホログラムとして記録されることになる。
【０００４】
再生を行う場合には、記録後の媒体４００に記録時に用いたものと等しい波面を有する参照光７１を照射する。これにより、参照光７１が媒体４００に記録された干渉縞によって回折され、この回折光が再生光７として得られる。このとき、再生光７の波面は記録時の物体光６の波面を再現したものとなるため、物体光６に付与されていた情報も再生光７から再生することができる。
ここで例えば、参照光７１として平面波を用い、これの媒体４００に入射する角度を変化させながら複数回の記録を行うと、物体光６と参照光７１とが形成する干渉縞は参照光７１の入射角度により各々互いに異なる独立したものとして、媒体４００に記録される。即ち、角度多重記録が実現することになる。
【０００５】
再生時には、記録時と等しい入射角度で参照光７１を媒体４００に入射させることにより、その入射角度に対応する１つの再生光７のみが得られる。これにより、多重記録したうちの所望の情報のみを分離して再生することができる。
ホログラム記録は、角度分解能が非常に高く、わずかな入射角度の違いでも独立した情報として記録されるため、高多重化が可能となり高密度記録が実現する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２２の方法で角度多重記録する場合には、記録及び再生時の参照光７１の媒体４００に対する入射角度を高精度に制御する必要があるため、このように記録及び再生時ともに参照光７１を媒体４００の外部から入射させる方法では、ミラーなど光学系の駆動部の精度を十分高くしなければならず、その結果、機構が大型かつ高価になってしまうという問題があった。
【０００７】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、参照光の入射角度を高い精度で制御することができる入射角度制御方法および入射角度制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
従って本発明は、屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路を用い、
前記光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光導波路の上方あるいは下方から参照光を入射させる場合の入射角度制御方法であり、
前記参照光が、前記回折格子層のうちの特定の回折格子層とのみ結合し、該特定の回折格子層が設けられたコア層のみを伝搬光として伝搬し、該コア層の端面のみから出射光として出射するように、前記参照光、前記光導波路のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させることにより、前記参照光の入射角度を制御する方法を提供する。
【０００９】
前記光導波路の外側に、前記参照光が前記光導波路を介して入射可能なように少なくとも１つの記録層が配置されてホログラム媒体とされる場合、
（１）小孔あるいはスリットを開けた空間光選択器を介して、前記記録層を感光する波長λａを有する参照光を入射する、あるいは、
（２）前記記録層を感光しない波長λｂを有する参照光を入射し、前記参照光の入射角度を入射角度θｂに制御した後、前記記録層を感光する波長λａを有する参照光に変更し、前記入射角度θｂを角度合わせの基準として、前記参照光、ホログラム媒体のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させることにより、前記参照光の入射角度を制御する
ようにしても良い。
【００１０】
本発明はまた、屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路を用い、前記光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光導波路の上方あるいは下方から第１の参照光を入射させ、
前記コア層のうち、特定のコア層の端面から第２の参照光を入射させる入射角度制御方法であり、
前記第２の参照光が前記特定のコア層を伝搬光として伝搬し、前記伝搬光が前記特定のコア層に設けられた回折格子層により回折されて出射する回折光が前記第１の参照光と本質的に平行になるように、前記第１の参照光、前記光導波路のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させることにより、前記第１の参照光の入射角度を制御する方法を提供する。
【００１１】
前記光導波路の外側に、前記参照光が前記光導波路を介して入射可能なように少なくとも１つの記録層が配置されてホログラム媒体とされる場合、
（１）小孔あるいはスリットを開けた空間光選択器を介して、前記記録層を感光する波長λａを有する第１の参照光を入射する、あるいは、
（２）前記記録層を感光しない波長λｂを有する前記第１の参照光を入射し、前記第１の参照光の入射角度を入射角度θｂに制御した後、前記記録層を感光する波長λａを有する前記第１の参照光に変更し、前記入射角度θｂを角度合わせの基準として、前記第１の参照光、前記ホログラム媒体のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させることにより、前記第１の参照光の入射角度を制御する
ようにしても良い。
【００１２】
本発明はまた、屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路を用い、前記光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光導波路の上方あるいは下方から参照光を入射させる場合の入射角度制御装置であり、
前記参照光が、前記コア層を伝搬光となって伝搬し、該コア層の端面から出射する出射光を検出する光検出部と、
前記光検出部の検出結果に基づいて、前記参照光が、前記回折格子層のうちの特定の回折格子層とのみ結合し、該特定の回折格子層が設けられたコア層の端面からのみ出射するように、前記参照光、前記光導波路のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させる制御部と
を有する入射角度制御装置を提供する。
【００１３】
本装置において、前記参照光を前記光導波路に入射させる反射器と、
前記反射器を移動および／または回転させる第１の移動回転部と、
前記光検出部による検出結果に基づいて、前記第１の移動回転部を駆動する駆動制御部と
を具備するようにしても良い。
これに加えて、前記光導波路を移動および／または回転させる第２の移動回転部を更に具備し、
前記駆動制御部は、前記光検出部による検出結果に基づいて、前記第２の移動回転部を駆動するようにしても良い。
【００１４】
本発明はまた、屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路を用い、前記光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光導波路の上方あるいは下方から第１の参照光を入射させ、
前記コア層のうち、特定のコア層の端面から第２の参照光を入射させるる場合の入射角度制御装置であり、
前記第１の参照光と、前記第２の参照光が前記特定のコア層を伝搬光として伝搬し、該伝搬光が、前記特定のコア層に設けられた回折格子層により回折されて出射する回折光とを検出する光検出部と、
前記光検出部の検出結果に基づいて、前記第１の参照光と前記回折光とが本質的に平行になるように、前記第１の参照光、前記光導波路のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させる制御部と
を有する入射角度制御装置を提供する。
【００１５】
この装置において、前記第１の参照光を前記光導波路に入射させる反射器と、
前記反射器を移動および／または回転させる第１の移動回転部と、
前記光検出部による検出結果に基づいて、前記第１の移動回転部を駆動する駆動制御部と
を具備するようにしても良い。
これに加えて、前記光導波路を移動および／または回転させる第２の移動回転部を更に具備し、
前記駆動制御部は、前記光検出部による検出結果に基づいて、前記第２の移動回転部を駆動するようにしても良い。
これに更に加えて、前記第２の参照光を前記特定のコア層の端面に集光する集光器と、
前記集光器を移動および／または回転させる第３の移動回転部とを更に有し、前記駆動制御部は、前記光検出部による検出結果に基づいて、前記第３の移動回転部を駆動するようにしても良い。
【００１６】
上述した入射回折角度制御方法および装置によれば、参照光の入射角度を高い精度で制御することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の各実施の形態を説明する。各実施形態の図面間において、対応する部分には同一の参照番号を付し、その説明を省略もしくは簡略化するものとする。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態によるホログラム媒体の構造を示す断面図である。
光導波路１２３は、複数のコア層１，１，１…１と、コア層１，１，１…１を挟むように配置した複数のクラッド層２，２，２，２…２と、コア層１，１，１…１の上部とクラッド層２，２，２，２…２との境界に設けた複数の回折格子層３，３，３…３とから構成される。また、記録層４は、光導波路５の上方片面に配置する。
【００１９】
図１には、記録過程が示されている。参照光５が下方から物体光６が上方から各々入射し、参照光５と物体光６とにより形成される干渉縞が、記録層４に記録されることにより記録現象が実現する。
【００２０】
また、図２は、本第１実施形態によるホログラム媒体の再生過程を示す模式図である。
参照光５が下方から記録時と等しい角度で入射し、該参照光５が記録層４に記録された干渉縞により回折され、再生光７が再生されることにより再生現象が実現する。
【００２１】
また、図３は、本第１実施形態によるホログラム媒体の別の再生過程を示す模式図である。
コア層１の端面からコア層１に参照光５１を入射すると、参照光５１はコア層１内を伝搬光５００として伝搬し、回折格子層３により回折光９として回折され、記録層４に記録時の参照光５と等しい角度で入射する。このとき、回折光９が記録層４に記録された干渉縞により回折され、再生光７が再生されることにより再生現象が実現する。
【００２２】
ところで、上述した記録過程において、参照光５の記録層４に入射する角度を変えると、参照光５と物体光６とが形成する干渉縞は、参照光５の入射角度により各々互いに異なる独立したものとして、記録層４に記録される。すなわち、角度多重記録が実現する。
再生時には、記録時と等しい角度で参照光５あるいは回折光９を記録層４に入射することにより、多重記録した内、入射角度に対応した１つの記録情報だけが再生される。
【００２３】
上記構成において、選択した特定のコア層１に参照光５１を入射した場合、回折光９が角度多重に対応した特定の角度で記録層４に入射するように、回折格子層３を設計作製している。
光導波路５の導波面と垂直な方向（即ち、伝搬光５００と垂直な方向）から測った回折光９の光軸の角度、すなわち回折光９の入射角度をθとし、角度多重記録として例えばθをθｉからθｊまで△θ刻みで変化させることにする。θのうち、このように角度多重で使用する入射角度、θｉ，θｉ＋△θ，θｉ＋２△θ，θｉ＋３△θ，…θｊをθ０とする。波長λ０の参照光５１が入射し、回折光９が角度θ０で記録層４に入射する時、λ０，θ０と回折格子層３の回折格子の波長Λ０との間には、下記（１）式の関係が成り立つ（但し、後述するように（１）式では屈折率の影響を無視した）。
Λ０＝λ０／（１−ｓｉｎθ０）………（１）
【００２４】
すなわち、波長λ０の参照光５１を入射した場合、入射角度θ０で回折光９を回折させるには、回折格子層３の回折格子の波長が（１）式を満たすΛ０に設計作製すればよい。本実施形態では、回折格子層３は上記（１）式に基づいて設計作製されている。
また、同様に、波長λ０の参照光５を入射した場合、入射角度θ０で回折格子層３と結合させるためには、回折格子層３の回折格子の波長を（１）式を満たすΛ０に設計作製すればよい。本実施形態では、回折格子層３は上記（１）式に基づいて設計作製されている。
【００２５】
ここで、参照光５、５１および物体光６は同一の波長であり、記録層４が感光する波長である。なお、再生時の参照光の波長は通常記録時の参照光の波長と同一であるが、仕様により必ずしも同一でなくて良い。
【００２６】
図４は、第１実施形態による入射角度制御方法を示す模式図である。
図４において、回折格子層３は、参照光５が上述したθ０で入射すると所定の角度に回折されるように設計作製されており、回折格子層３，３，３の各々と各入射角度θ０とが１対１に対応するよう設定されている。
すなわち、もし、参照光５が入射角度θ０のいずれかで入射すると、参照光５はこの入射角度θ０に対応した１つの回折格子層３のみと結合し、この回折格子層３を設けたコア層１のみを伝搬光５００として伝搬し、このコア層１の端面のみから出射光１１０として出射することになる。
【００２７】
参照光５，光導波路１２３のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させ、所望のコア層１から出射光１１０が出射するよう設定することにより、入射角度θを所望の入射角度θ０に精度高く一致するよう制御することができる。
出射光１１０がどのコア層１から出射したかは、光検出器１２０により検出する。光検出器１２０は、例えばレンズから成り、以下に説明する図５に示すように、光を集光させる機能を持つ集光器１６１と、例えばＣＣＤあるいはＣＭＯＳから成り撮像する機能を持つ撮像器１７１との組合せで構成できる。該光検出器１２０を、撮像器１７１上に光導波路１２３の端面が結像するよう設定することにより、以下に説明するように、どのコア層１から出射光１１０が出射したかを検出することができる。
【００２８】
図５は、本第１実施形態による入射角度制御方法の詳細を説明する模式図である。光源からの光が反射器２０１で反射され、参照光５として光導波路１２３に下方から入射する。反射器２０１が搭載された移動回転機構１９２、光導波路１２３が搭載された移動回転機構１９１の動作により、各々参照光５、光導波路１２３が移動および／または回転する。
【００２９】
今、初期状態で入射角度θがいずれの入射角度θ０とも一致していないとすると、出射光１１０はどのコア層１からも出射しない。この状態から移動回転機構１９１、１９２の一方あるいは両方をコントローラ１８１により動作させると、入射角度θはいずれかの入射角度θ０に一致し、この入射角度θ０に対応した回折格子層３を設けたコア層１から出射光１１０が出射する。
【００３０】
光検出器１２０の撮像器１７１上には、光導波路１２３の端面が結像しているため、出射光１１０が出射するコア層１に対応した撮像器１７１上の位置に明るい点（輝点）が撮像される。ひとたび入射角度θがいずれかの入射角度θ０に一致すれば、移動回転機構１９１、１９２の一方あるいは両方をコントローラ１８１により入射角度θを△θづつ変化させてスキャンすることにより、入射角度θを任意の入射角度θ０に移動させることができる。
【００３１】
例えば、入射角度θｉを最上層のコア層１、入射角度（θｉ+△θ）を上から２番目のコア層１、入射角度（θｉ＋２△θ）を上から３番目のコア層１、…、入射角度θｊを最下層のコア層１に対応させた場合について考える。
移動回転機構１９１、１９２の一方あるいは両方をコントローラ１８１により、例えば入射角度θが小さくなる方向にスキャンさせると、撮像器１７１上の輝点は点滅を繰り返しながら移動し、最後の輝点が最上層のコア層１に対応することになる。
【００３２】
その後、移動回転機構１９１、１９２の一方あるいは両方をコントローラ１８１により入射角度θが大きくなる方向にスキャンさせていくと、全ての入射角度θ０について、撮像器１７１上の輝点位置と各コア層１との関係が１対１に対応づけられ、それ以降は撮像器１７１上の輝点位置を検出することにより、どのコア層１から出射光１１０が出射したかを知ることが可能となる。
【００３３】
このように、撮像器１７１上の輝点位置と各コア層１との関係がわかれば、撮像器１７１によってどのコア層１から出射光１１０が出射しているかをモニタしながら、コントローラ１８１によって移動回転機構１９１、１９２の一方あるいは両方をスキャンさせ、入射角度θを所望の入射角度θ０に移動設定でき、また、各輝点の明るさが最大になるようコントローラ１８１により移動回転機構１９１、１９２の一方あるいは両方にフィードバックをかけることにより、入射角度θを所定の各入射角度θ０の位置に保持することができる。
【００３４】
なお、撮像器１７１上の輝点位置とコア層１との関係を知る別の方法としては、撮像器１７１上の光導波路１２３端面の像を画像認識し、どのコア層１が明るいかを検出する方法、および光導波路１２３と撮像器１７１が相対的に移動しない場合には光導波路１２３端面の像は常に撮像器１７１上の同じ位置に撮像されるため、予め撮像器１７１上の輝点位置と各コア層１との関係を求めておく方法が挙げられ、いずれも同様の効果を奏する。
【００３５】
また、上述したように、全入射角度θ０について、撮像器１７１上の輝点位置と各コア層１，１，１…１との関係を対応づけ、参照光５の入射角度を制御するか、あるいは特定の入射角度θ０についてのみ撮像器１７１上の輝点位置とコア層１との関係を対応づけ、他の入射角度θ０については、上述した特定の入射角度θ０を基準として用い、参照光５、光導波路１２３の一方あるいは両方の移動、回転により、例えば△θの整数倍だけ機械的に入射角度θを変化させ、これにより、参照光５の入射角度を制御する方法が挙げられ、いずれも同様に参照光５の入射角度を精度高く制御できる。
なお、上述の説明では記録層４が設けられているが、本入射角度制御方法は、記録層のない光導波路単体への入射角度制御方法に適用できる。これは、以下の関連各実施形態において同様である。
【００３６】
１−１．第１の変形例
図６は、本発明の第１実施形態による入射角度制御方法の第１の変形例を示す模式図である。
本第１の変形例では、参照光５として、記録層４を感光する波長λａを有するものを用いる。また、全ての回折格子層３，３，３…３は、波長λａの参照光５が入射角度θ０のいずれかで入射すると結合するよう設計作製されている。
【００３７】
この場合、参照光５を記録層４全体に照射すると、記録層４全体が感光してしまう。これを回避するためには、小孔あるいはスリット１３を開けた空間光選択器１４を介して参照光５を入射させることで、記録層４のうち感光する領域を、差し障りのない領域のみに制限することができる。
入射角度制御方法としては、図４、図５の例と同様であり、参照光５、光導波路１２３のうち、いずれか一方あるいは両方を移動、回転させ、所望のコア層１から出射光１１０が出射するよう設定することにより、入射角度θを所望の入射角度θ０に精度高く一致するよう制御できる。
なお、回折格子層３を（１）式を満たすように設計すると、図３に示すように、波長λａの参照光５１に対して、回折光９は入射角度θ０で記録層４に入射するため、上述したような回折光により、再生光７を得ることができる。
【００３８】
１−２．第２の変形例
図７は、入射角度制御方法の第２の変形例を示す模式図である。
本第２の変形例では、最初に、参照光５として、記録層４を感光しない波長λｂを有するものを用いる。この場合、参照光５を記録層４全体に照射しても記録層４は感光しないため、空間光選択器１４は不要となる。但し、波長が異なると入射角度θ０と回折格子層３との対応が変わる。
【００３９】
本第２の変形例では、回折格子層の全部あるいは一部は、波長λｂの参照光５が入射角度θ０のいずれかで入射すると結合するよう設計作製されている（図７では、回折格子層３１）。
まず、波長λｂを有する参照光５と回折格子層３１とを用いて、上述した図４、図５と同様の入射角度制御方法によって参照光５の入射角度を入射角度θ０に制御し、その後、記録再生時には参照光５を、波長λａを有するものに交換して記録再生する。
【００４０】
あるいは、回折格子層３１を、波長λｂの参照光５が入射角度θｂで入射すると結合するように設計作製する。この場合、まず、波長λｂを有する参照光５と回折格子層３１とを用いて上記図４、図５と同様の入射角度制御方法によって参照光５の入射角度を入射角度θｂに制御し、入射角度θｂを角度合わせの基準とし、入射角度θ０へは参照光５、光導波路１２３の一方あるいは両方の移動、回転により機械的に変化させて制御する。
【００４１】
上述したいずれの場合においても、参照光５の入射角度を同様に精度高く制御できる。なお、回折格子層３の一部分を、波長λａの参照光５が入射角度θ０で結合するよう設計作製しておいても良い。この部分を用いると、波長λａの参照光５１に対して、回折光９は入射角度θ０で記録層４に入射するため、図３に示す再生過程を適用することができる。
【００４２】
１−３．第３の変形例
図８は、入射角度制御方法の第３の変形例を示す模式図である。
本第３の変形例でも、最初に参照光５として、上記波長λｂを有するものを用いる。従って、空間光選択器１４は同様に不要となる。但し、波長が異なると入射角度θ０と回折格子層３との対応が変わる。
本第３の変形例では、回折格子層３は、波長λａの参照光５が入射角度θ０のいずれかで入射すると結合するよう設計作製されている。上述した（１）式から、波長λｂの参照光５をλｂ／（１−ｓｉｎθ０ｂ）＝λａ／（１−ｓｉｎθ０）を満たす入射角度θ０ｂで入射すると、波長λｂの参照光５は、回折格子層３と結合することがわかる。
【００４３】
本第３の変形例では、まず、波長λｂの参照光５を用いて、上記図４、図５と同様の入射角度制御方法によって入射角度をθ０ｂに制御し、入射角度θ０ｂを角度合わせの基準とし、入射角度θ０へは、参照光５、光導波路１２３の一方あるいは両方の移動および／または回転により機械的に変化させて制御する。記録再生時には、参照光５を、波長λａを有するものに交換して記録再生する。
【００４４】
なお、本第３の変形例では、第２の変形例で述べたように、回折格子層３の一部が波長λａの参照光５と、他部が波長λｂの参照光５と入射角度θ０で結合するよう設計作製されている場合でも適用できる。
また、本変形例においても、波長λａの参照光５１を用いて、回折格子層３を介して入射角度θ０で回折光９を記録層４に入射させることにより、図３の再生過程を適用することができる。
【００４５】
なお、図４、図５、図６、図７、図８において、回折格子層３の回折効率が小さく、参照光５と回折格子層３とが強く結合せず、光検出器１２０にて十分な強度の光が検出されない場合には、回折格子層３の中に回折効率が大きな層を１層あるいは複数層設置するか、あるいは回折効率が大きな回折格子層を光導波路１２３の片面あるいは両面に配置し、これらを入射角度制御の基準として用いることが有効である。
【００４６】
＜第２実施形態＞
図９は、本発明の第２実施形態による入射角度制御方法を示す模式図である。図９において、各回折格子層３は、各入射角度θ０と１対１で対応するよう設定されている。すなわち、参照光５１をある入射角度θ０に対応した回折格子層３を設けたコア層１の端面から入射すると、この入射角度θ０で回折光９が記録層４に入射する。
下方から入射した参照光５の入射角度が上記入射角度θ０と一致すると、参照光５と回折光９とは平行となる。よって、参照光５、光導波路１２３のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させ、参照光５が所望の入射角度θ０と対応した回折光９と平行となるように設定することにより、参照光５の入射角度を所望の入射角度θ０に精度高く一致するよう制御することができる。
【００４７】
参照光５と回折光９との平行性は、光検出器１５により検出する。光検出器１５は、後述する図１０に示すように、例えばレンズから成り集光する機能を持つ集光器１６２と、例えばＣＣＤあるいはＣＭＯＳから成り撮像する機能を持つ撮像器１７２との組合せで構成することができる。撮像器１７２上に参照光５と回折光９とを結像させ、これらの点が一致することにより、以下に説明するように、両者が平行であることを検出できる。
【００４８】
図１０は、本第２実施形態による入射角度制御方法の詳細を説明する模式図である。
光源からの光は、光を分岐する機能を持つ光分岐器２１により透過方向に分岐され、反射器２０２で反射され、参照光５として光導波路１２３に下方から入射する。一方、光分岐器２１により直角方向に分岐された光は、集光器１６３により集光され、参照光５１として光導波路１２３の端面に入射する。
【００４９】
集光器１６３は、移動回転機構１９５上に搭載されており、移動回転機構１９５の移動および／または回転により、参照光５１をどのコア層１の端面に入射するか選択する。また、反射器２０２が搭載された移動回転機構１９４、および光導波路１２３が搭載された移動回転機構１９３の動作により、各々、参照光５、光導波路１２３が移動および／または回転する。
【００５０】
今、参照光５１をあるコア層１に入射させ、入射角度θ０で回折光９が回折されると、撮像器１７２上の入射角度θ０に対応した位置に輝点が現れる。参照光５の入射角度が入射角度θ０と一致しない場合、参照光５に対応した輝点は、撮像器１７２上に別の点として現れる。
移動回転機構１９３，１９４の一方あるいは両方をコントローラ１８２によって動作させると、２つの輝点間の距離は、近くなるかあるいは遠くなる。そこで、２つの輝点間の距離を撮像器１７２でモニタしながら、この距離が近くなる方向に移動回転機構１９３，１９４の一方あるいは両方をコントローラ１８２によって動作させ、２輝点間距離をゼロとすることにより、参照光５の入射角度を入射角度θ０に一致させることができる。
【００５１】
なお、具体的に入射角度θ０の値を知る方法、つまり参照光５１がどのコア層１に入射したかを知る方法にはいくつか方法がある。まず、図１１に示すように、全部あるいは一部の回折格子層３の一部分３４０に、そのコア層１（その回折格子層３）のマーカ情報を計算機ホログラムにより設計作製しておく。
第１の方法は、上記コア層１（上記部分３４０を有する回折格子層３）に参照光５１が入射した際、回折格子層３４０部分から回折再生される再生光８１、８２を、記録層４からの再生光７と同様に読み取り、どのコア層１（どの回折格子層３）に参照光５１が入射したかを知るものである。
【００５２】
第２の方法は、参照光５１がコア層１を伝搬し、入射した側と反対の端面から外部に出射する光を、前述した図５に示すように、光検出器１２０を用いて検出し、図５での説明と同様の方法により、どのコア層１から出射したかを知るものである。
また、第３の方法は、撮像器１７２上の輝点位置と入射角度θ０との関係を、図５での説明と同様の方法により取得し、撮像器１７２上の輝点位置から入射角度θ０の値を知るものである。いずれも同様の効果を奏する。
【００５３】
また、上述したように全ての入射角度θ０について参照光５の入射角度を制御するのではなく、特定の入射角度θ０についてのみ上記方法で参照光５の入射角度を制御し、他の入射角度θ０については特定の入射角度θ０を基準として用い、参照光５、光導波路１２３の一方あるいは両方の移動および／または回転により、例えば、△θの整数倍だけ機械的に入射角度θを変化させることにより、参照光５の入射角度を制御しても良い。いずれも同様に参照光５の入射角度を精度高く制御できる。
【００５４】
２−１．第１の変形例
図１２は、本発明の第２実施形態による入射角度制御方法の第１の変形例を示す模式図である。
本第１の変形例では、参照光５１として、記録層４を感光する波長λａを有するものを用いる。また、全ての回折格子層３，３，３，…，３は、波長λａの参照光５１が入射すると、入射角度θ０のいずれかで回折光９が記録層４に入射するように設計作製されている。この場合、参照光５を記録層４全体に照射すると、記録層４全体が感光してしまう。
【００５５】
これを回避するためには、小孔あるいはスリット１３を開けた空間光選択器１４を介して参照光５を入射させ、また、参照光５１を入射させるコア層１の回折格子層をコア層１とクラッド層の境界の一部だけに設ける（図１２中、回折格子層３２０）。こうすることにより、記録層４のうち感光する領域を、差し障りのない領域のみに制限することができる。
【００５６】
入射角度制御方法としては、図９〜１１と同様であり、参照光５１、光導波路１２３のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させ、参照光５１が所望の入射角度θ０に対応した回折光９と平行となるように設定することにより、参照光５の入射角度を所望の入射角度θ０に精度高く一致するよう制御できる。
この場合も、波長λａの参照光５１に対して、回折光９は、回折格子層３を介して入射角度θ０で記録層４に入射するため、再生過程として図３を適用することができる。
【００５７】
２−２．第２の変形例
図１３は、第２実施形態による入射角度制御方法の第２の変形例を示す模式図である。
本第２の変形例では、最初に、参照光５、参照光５１として、記録層４を感光しない波長λｂを有するものを用いる。従って、空間光選択器１４は不要となる。但し、波長が異なると入射角度θ０と回折格子層３との対応が変わる。
本第２の変形例では、回折格子層の全部あるいは一部は、波長λｂの参照光５１が入射すると、入射角度θ０で回折光９が記録層４に入射するように設計作製されている（図１３中、回折格子層３３）。
【００５８】
まず、波長λｂを有する参照光５および参照光５１と、回折格子層３３とを用いて、前述した図９〜１１と同様の入射角度制御方法によって、参照光５の入射角度をθ０に制御し、その後、記録再生時には、参照光５、参照光５１を、波長λａを有するものに交換して記録再生する。
あるいは、回折格子層３３を、波長λｂの参照光５１が入射すると、角度θｂ’で回折光９が記録層４に入射するよう設計作製する。この場合、まず、波長λｂを有する参照光５および参照光５１と、回折格子層３３とを用いて、上記図９〜１１と同様の入射角度制御方法によって、参照光５の入射角度をθｂ’に制御し、入射角度θｂ’を角度合わせの基準とし、入射角度θ０へは、参照光５、光導波路１２３の一方あるいは両方の移動および／または回転により機械的に変化させ制御する。
【００５９】
上述したいずれの場合においても、同様に参照光５の入射角度を精度高く制御することができる。ここでも、回折格子層３の一部を、波長λａに対応するように設計作製しておくことによって、波長λａの参照光５１に対して回折光９が回折格子層３を介して入射角度θ０で記録層４に入射するため、再生過程として図３を適用することができる。
【００６０】
２−３．第３の変形例
図１４は、第２実施形態による入射角度制御方法の第３の変形例を示す模式図である。
本第３の変形例では、最初に、参照光５、参照光５１として、上述した波長λｂを有するものを用いる。この場合、参照光５、参照光５１を記録層４全体に照射しても記録層４は感光しないため、空間光選択器１４は不要となる。但し、波長が異なると入射角度θ０と回折格子層３との対応が変わる。
本第３の変形例では、回折格子層３は、波長λａの参照光５１が入射すると、入射角度θ０で回折光９が記録層４に入射するように設計作製されている。
【００６１】
前述した（１）式から波長λｂの参照光５１を回折格子層３に入射すると、λｂ／（１−ｓｉｎθ０ｂ’）＝λａ／（１−ｓｉｎθ０）を満たす入射角度θ０ｂ’で、回折光９が記録層４に入射することがわかる。
本第３の変形例では、まず、波長λｂの参照光５１を用いて、上記図９〜１１と同様の入射角度制御方法によって入射角度をθ０ｂ’に制御し、入射角度θ０ｂ’を角度合わせの基準とし、入射角度θ０へは、参照光５、光導波路１２３の一方あるいは両方の移動および／または回転により機械的に変化させて制御する。
【００６２】
記録再生時には、参照光５、参照光５１を、波長λａを有するものに交換して記録再生する。なお、本第３の変形例において、図１３で示したように、複数の回折格子層３の一部が波長λａの参照光５１と、他部が波長λｂの参照光５１と対応するように設計作製されている場合でも適用できる。また、回折格子層３を用い、波長λａの参照光５１に対して、再生過程として図３を適用することができる。
【００６３】
コア層１において、１つの入射角度θ０に対して１回折格子層を対応させる必要は必ずしもない。ここで、図１５〜１８に、光導波路１２３の他の変形例の上面図を示す。参照光５１がコア層１の左側の端面から入射する場合を考える。小孔あるいはスリット１３を持つ空間光選択器１４は、必要に応じて光導波路１２３の左側に設置される。
【００６４】
図１５、図１６は、参照光５１、伝搬光５００の進行方向に対して、垂直方向に複数の回折格子層３５を配置した例である。図１５は、参照光５１、伝搬光５００の進行方向の一部のみに回折格子層３５を配置した例であり、図１６は、全てに配置した例である。また、図１７は、回折格子層３５を参照光５１、伝搬光５００の進行方向にも、垂直方向にも複数配置した例であり、図１８は、参照光５１、伝搬光５００の進行方向に回折格子層３５を複数配置し、進行方向と垂直な方向全体に配置した例である。
【００６５】
図１５〜１８に示す構成が混在したもの、図１７の構成において、回折格子層３５を参照光５１、伝搬光５００の進行方向に複数、垂直方向に１列だけ配置したものも、同様の効果を奏する。これら各回折格子層３５は、入射角度θ０のいずれかに対応するよう設計作製されている。
例えば、図１２の方法を用いる場合に、図１５〜１７のような構成が適用できる。ここで、図１５〜１７に示すような小孔あるいはスリット１を有する空間光選択器１４を用いることにより、所望の回折格子層３５を選択することができる。また、図１２の方法と図１７もしくは図１８の方法との組合せでは、複数の回折格子層（３５）によって複数の回折光９が出射するため、光導波路１２３、記録層４の回折光９が出射する側に、不要な回折光９を遮蔽する小孔あるいはスリット１３を持つ空間光選択器を設置することが有用である。
空間光選択器としては、開口位置が固定のマスク、あるいはこれを二次元的に移動させるもの、あるいは、液晶パネルを用いたマスクとし、電気的に開口の大きさ、数、位置を変える方法などが挙げられる。
【００６６】
以上のように、光導波路１２３の下側、左側、上側に小孔あるいはスリット１３を持つ空間光選択器１４を必要に応じて設置することにより、所望の入射角度θ０に対応する回折格子層（３５）のみを選択できるため、１層のコア層で複数の入射角度θ０に対する角度合わせが可能となる。
なお、参照光５、５１が小孔、スリット１３程度に十分小さくあるいは細く絞れている場合には、必ずしも空間光選択器１４は必要ではない。
また、図１５〜１８では、回折格子層３５同士は離れて配置されているが、参照光５１，５、回折光９が空間光選択器１４により分離できれば、回折格子層３５同士を接触して配置してもかまわない。また本実施例では、入射角度θ０の値を、選択した回折格子層３５のコア層１上での位置情報からも知ることができる。
【００６７】
以上の説明では、コア層１、クラッド層２、回折格子層３が複数ある場合について示したが、コア層１が１つ、クラッド層２が２つ、回折格子層３が１つの場合も同様の効果を奏する。
【００６８】
記録層４としては、一般的なホログラム記録で用いられる光学的記録材料であれば良い。例えば、光照射により環状構造の変化に伴う光重合を生じるフォトポリマー等の光重合性材料、重クロム酸アンモニウム−ポリビニルアルコール系材料に代表されるような光架橋性材料、フォトクロミック材料、アゾ色素をＰＭＭＡ(ポリメチルメタアクリレート)にドープした材料に代表されるような光異性化材料、あるいはＬｉＮｂＯ３，ＢａＴｉＯ３，Ｂａ１２ＳｉＯ２０（ＢＳＯ）などの無機誘電体結晶に代表されるフォトリフラクティブ材料もしくはポリマー系フォトリフラクティブ材料などがあげられる。
【００６９】
ホログラム媒体の具体的な形状としては、カード型、チップ型、ディスク型、テープ型、ドラム型等が考えられるが、いずれも本発明の手法が適用でき、いずれも同様の効果を奏する。
また、光導波路の導波面と記録層の面積が同一である必要は必ずしもなく、導波面の面積の方が大きくても小さくても良い。導波面の面積の方が小さい場合には、光導波路を一次元、二次元、三次元駆動することにより、より大きな記録層全面に対応させることができる。
【００７０】
そして、記録層４は、光導波路の上下いずれの片面に配置されていても、あるいは両面に配置されていても同様の効果を奏し、あるいは、１つの記録層をはさむように光導波路を両側に配置しても良い。あるいは、光導波路と記録層とを交互に積層させても良い。即ち、少なくとも１つの記録層と少なくとも１つの光導波路とが隣接配置されれば良い。
【００７１】
さらに、記録層は、光導波路と接着剤により接着されていても、接着剤なしで固定されていても同様の効果を奏する。また、記録層、光導波路は、上下いずれかの片面、あるいは両面を保護膜により挟まれていても、あるいは保護膜などにより周囲を覆われていても同様の効果を奏する。
【００７２】
ところで、コア層１を光が伝搬するためには、コア層１をコア層１の屈折率より低い屈折率を持つ媒質で挟めばよい。図１等では、クラッド層２の屈折率はコア層１の屈折率より低く設定されている。
クラッド層２は、光導波路の形状を維持、支持する働きのため、上記のような全部のコア層１を挟む位置に配置したが、コア層１内を光が伝搬されるようにコア層１が屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれていれば良い。
例えば自由空間の屈折率がコア層１の屈折率より低い場合（即ち、屈折率のより低い部分が空気、真空など）には、例えば最上層のクラッド層２、最下層のクラッド層２のいずれか一方あるいは両方がなくても、空気などにはさまれたコア層１に光が導波されるので、同様の効果を奏する。これは一般に、コア層が複数ある場合においても、各コア層に関して同様である。また、記録層の屈折率がコア層の屈折率より低い場合、記録層が、上記屈折率のより低い部分の働きをすることができる。
【００７３】
次に、図１９（Ａ）〜（Ｄ）は、回折格子層３の例を示す模式図である。
回折格子層３としては、図１９（Ａ）に示すように、矩形波状の形状をした溝から成るものが挙げられ、例えば矩形波の高さを高くすることにより、回折効率を大きくすることができ、また（１）式に示したように矩形波の波長を変えることにより、結合する参照光の波長、入射角度、および回折する回折光の波長、回折角度を制御性よく容易に設計作製することができる。
【００７４】
また、その他に、図１９（Ｂ）に示すように、鋸歯状の形状をした溝から成るもの、図１９（Ｃ）に示すように、正弦波状の形状をした溝から成るもの、および図１９（Ｄ）に示すように、屈折率の変化により形成されるもの（図は、屈折率の異なる部分が交互に配置されている構成を示す）が挙げられ、いずれも同様の効果を奏する。
【００７５】
また、上述したホログラム媒体において、回折格子層は導波面内で一様であってもなくても良いが、ここでは、回折格子層による回折光が所望の強度を有するように、回折格子層の回折効率が所定の分布を有するようにした例を示す。
好適例として、回折格子層が、伝搬光の伝搬方向に、回折効率が漸次高くなるような分布を有しているものが挙げられる。このようにすれば、導波するに従って生じる光強度の減衰をキャンセルでき、各回折格子層からの回折光の強度プロファイルを層内方向で一様かあるいは同程度とすることができる。
図２０は、矩形波形状のグレーティングにより回折格子層を形成し、矩形の高さにより回折効率を右へいくほど漸次高くなるように分布させた例を示すものである。なお、この場合の回折効率は、矩形の高さの二乗に比例する。
【００７６】
また、多層光導波路において、２つ以上の回折格子層の回折効率が、積層方向に所定の分布を有するようにしても良い。好適例としては、２つ以上の回折格子層の回折効率が、回折光の出射方向に漸次低くなるような分布を有するものが挙げられる。このようにすれば、例えば回折光を光導波路の上方へ出射する場合、光導波路の下の方に位置する回折格子層からの回折光ほど光導波路に吸収されやすく減衰する現象をキャンセルでき、どの回折格子層から光導波路の外に出てくる回折光の強度も一様かあるいは同程度にすることができる。
【００７７】
図２１に、矩形波状のグレーティングにより回折格子層（上から順に回折格子層３１〜３５）を形成し、矩形の高さにより回折効率を、上に行くほど漸次低くなるように分布させた例を示す。図２１では、積層方向に沿った光導波路の一部の断面を示している。
また、上記両者を組み合わせ、回折格子層の回折効率が、コア層を伝搬する光の導波方向には漸次高くなり、回折光の出射方向には漸次低くなるような分布を持たせることもできる。これによれば、いずれの回折格子層のどの位置から出射する回折光の強度も一様かまたは同程度とすることができる。
【００７８】
以上の説明では、回折光の強度を層内方向、層厚方向で正確に一様あるいは等しくする例を示したが、部品仕様や用途により必ずしも正確に一様あるいは等しくなくても問題ないことも多く、同程度とすれば支障がない場合が多い。本発明によれば、回折格子層の回折効率を層内方向、層厚方向で適切に分布させることにより、回折光の強度を層内方向、層厚方向で同程度とすることも可能である。
【００７９】
また、以上では、回折光の強度を層内方向、層厚方向で一様あるいは等しくする点に着眼して記述したが、応用分野によっては、意図的に回折光の強度に分布を持たせると都合が良い場合も有り得る。本発明によれば、回折格子層の回折効率を層内方向、層厚方向で適切に分布させることにより、回折光の強度を所望の分布とすることも可能である。
【００８０】
また、回折格子層の面積をコア層の面積と同一にする必要はなく、回折格子層を部分的に設けたり、複数に分散配置させても良い。更に、全てのコア層に対応させて回折格子層を設けなくても良く、回折格子層が設けられていないコア層があっても良い。
また、上述した実施形態では、回折格子層３の位置として、コア層１上部に設けた例を示したが、コア層１の下部や、コア層１の上部および下部両方、あるいはコア層内に設けても良く、いずれも同様の効果を奏する。
【００８１】
また、記録層と光導波路とが空間的に離れて配置されていても同様の効果を奏する。例えば、ホログラム記録／再生の動作例として、
（１）記録層と光導波路とが一体構成されており、これを記録／再生装置に装荷する。
（２）記録層と光導波路とが離れて構成されており、これらを重ねた後に記録／再生装置に装荷する。
（３）記録層と光導波路とが離れて構成されており、光導波路は記録／再生装置に前もって装備し、動作時に記録層部分を装荷することにより、両者が重なる。のいずれの形態も可能である。なお、記録／再生の動作時に、両者の間が空間的に離れていても良い。
【００８２】
また、参照光５は、下方から入射しても上方から入射しても同様の効果を奏し、参照光５１は、左側から入射しても右側から入射しても同様の効果を奏し、物体光６も上方から入射しても下方から入射しても同様の効果を奏する。
また、記録層４、光導波路１２３の配置、および参照光５，５１、物体光６などの入射方向が変われば、光検出器１２０、光検出器１５、空間光選択器１４の設置位置は本発明の動作を満足するよう適宜変わるべきものである。
【００８３】
なお、本第１、第２実施形態および（１）式においても、各層の屈折率の影響については無視し考慮していない。すなわち、上述のように、厳密には参照光、回折光などが屈折率の異なる層を横断する際、これらの光は屈折し角度は値を変える（屈折率ｎ１の層から屈折率ｎ２の層へ横切る際には、入射角θ１、屈折角θ２とすると、ｎ１・ｓｉｎθ１＝ｎ２・ｓｉｎθ２の関係がある）。また、屈折率は、光の波長により異なる値を持つ。さらに、波長も屈折率の異なる層内で値を変える（屈折率ｎ０の層中では波長λ０は、λ０／ｎ０となる）。しかしながら、これらの効果を考慮してもしなくても、本発明の本質に関わる点は何ら変わることはなく、いずれも同様の効果が実現する。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光導波路の上方あるいは下方から参照光を入射させる場合に、前記参照光が、前記回折格子層のうちの特定の回折格子層とのみ結合し、該特定の回折格子層が設けられたコア層のみを伝搬光として伝搬し、該コア層の端面のみから出射光として出射するように、前記参照光、前記光導波路のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させることにより、前記参照光の入射角度を制御するようにした。
また、別な方法として、光導波路の上方あるいは下方から第１の参照光を入射させ、コア層のうち、特定のコア層の端面から第２の参照光を入射させる場合には、前記第２の参照光が前記特定のコア層を伝搬光として伝搬し、前記伝搬光が前記特定のコア層に設けられた回折格子層により回折されて出射する回折光が前記第１の参照光と本質的に平行になるように、前記第１の参照光、前記光導波路のうち、いずれか一方あるいは両方を移動および／または回転させることにより、前記第１の参照光の入射角度を制御するようにした。
これにより、参照光の入射角度を高い精度で制御することができ、その結果、例えばホログラム記録・再生時に、記録情報を正確に再生することができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態によるホログラム媒体の構造と記録過程を示す断面図である。
【図２】 第１実施形態によるホログラム媒体の再生過程を示す断面図である。
【図３】 第１実施形態によるホログラム媒体の別の再生過程を示す断面図である。
【図４】 第１実施形態による入射角度制御方法を示す模式図である。
【図５】 第１実施形態による入射角度制御方法の詳細を説明する模式図である。
【図６】 本入射角度制御方法の第１の変形例を示す模式図である。
【図７】 本入射角度制御方法の第２の変形例を示す模式図である。
【図８】 本入射角度制御方法の第３の変形例を示す模式図である。
【図９】 本発明の第２実施形態による入射角度制御方法を示す模式図である。
【図１０】 第２実施形態による入射角度制御方法の詳細を説明する模式図である。
【図１１】 同様に、第２実施形態による入射角度制御方法の詳細を説明する模式図である。
【図１２】 第２実施形態による入射角度制御方法の第１の変形例を示す模式図である。
【図１３】 第２実施形態による入射角度制御方法の第２の変形例を示す模式図である。
【図１４】 第２実施形態による入射角度制御方法の第３の変形例を示す模式図である。
【図１５】 光導波路１２３の変形例を示す上面図である。
【図１６】 光導波路１２３の他の変形例を示す上面図である。
【図１７】 光導波路１２３の他の変形例を示す上面図である。
【図１８】 光導波路１２３の他の変形例を示す上面図である。
【図１９】 回折格子層の構成例を示す模式図である。
【図２０】 回折格子層部分の一構造例を示す断面図である。
【図２１】 積層された回折格子層部分の構造例を示す断面図である。
【図２２】 従来のホログラム記録再生方法の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…コア層
２…クラッド層
３、３１〜３５…回折格子層
４…記録層
５、５１…参照光
５００…伝搬光
６…物体光
７、８１，８２…再生光
９…回折光
１２３…光導波路
５００…伝搬光
１１０…出射光
１２０…光検出器
１４…空間光選択器
１５…光検出器
１６１，１６２，１６３…集光器
１７１，１７２…撮像器
１８１，１８２…コントローラ
１９１〜１９５…移動回転機構
２０１，２０２…反射器
２１…光分岐器
Claims (10)
- 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路を用い、
前記光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光導波路の上方あるいは下方から参照光を入射させる場合の入射角度制御方法であり、前記参照光が、前記回折格子層のうちの特定の回折格子層とのみ結合し、該特定の回折格子層が設けられたコア層のみを伝搬光として伝搬し、該コア層の端面のみから出射光として出射するように、前記参照光を反射器を介して前記光導波路に入射させかつ該反射器を回転させるか、または前記光導波路を回転させることにより、前記参照光の入射角度を制御し、
前記光導波路の外側に、前記参照光が前記光導波路を介して入射可能なように少なくとも１つの記録層が配置されてホログラム媒体とされる場合、小孔あるいはスリットを開けた空間光選択器を介して、前記記録層を感光する波長λａを有する参照光を入射する、入射角度制御方法。 - 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路を用い、前記光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光導波路の上方あるいは下方から第１の参照光を入射させ、前記コア層のうち、特定のコア層の端面から第２の参照光を入射させる入射角度制御方法であり、前記第２の参照光が前記特定のコア層を伝搬光として伝搬し、前記伝搬光が前記特定のコア層に設けられた回折格子層により回折されて出射する回折光が前記第１の参照光と本質的に平行になるように、前記参照光を反射器を介して前記光導波路に入射させかつ該反射器を回転させるか、または前記光導波路を回転させることにより、前記第１の参照光の入射角度を制御する入射角度制御方法。
- 前記光導波路の外側に、前記第１の参照光が前記光導波路を介して入射可能なように少なくとも１つの記録層が配置されてホログラム媒体とされる場合、小孔あるいはスリットを開けた空間光選択器を介して、前記記録層を感光する波長λａを有する第１の参照光を入射する、請求項２記載の入射角度制御方法。
- 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路を用い、
前記光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光導波路の上方あるいは下方から参照光を入射させる場合の入射角度制御方法であり、前記参照光が、前記回折格子層のうちの特定の回折格子層とのみ結合し、該特定の回折格子層が設けられたコア層のみを伝搬光として伝搬し、該コア層の端面のみから出射光として出射するように、前記参照光を反射器を介して前記光導波路に入射させかつ該反射器を回転させるか、または前記光導波路を回転させることにより、前記参照光の入射角度を制御し、
前記光導波路の外側に、前記参照光が前記光導波路を介して入射可能なように少なくとも１つの記録層が配置されてホログラム媒体とされる場合、前記記録層を感光しない波長λｂを有する参照光を入射し、前記参照光の入射角度を入射角度θｂに制御した後、前記記録層を感光する波長λａを有する参照光に変更し、前記入射角度θｂを角度合わせの基準として、前記参照光を反射器を介して前記光導波路に入射させかつ該反射器を回転させるか、または前記ホログラム媒体を回転させることにより、前記参照光の入射角度を制御する入射角度制御方法。 - 前記光導波路の外側に、前記第１の参照光が前記光導波路を介して入射可能なように少なくとも１つの記録層が配置されてホログラム媒体とされる場合、前記記録層を感光しない波長λｂを有する前記第１の参照光を入射し、前記第１の参照光の入射角度を入射角度θｂに制御した後、前記記録層を感光する波長λａを有する前記第１の参照光に変更し、前記入射角度θｂを角度合わせの基準として、前記参照光を反射器を介して前記光導波路に入射させかつ該反射器を回転させるか、または前記ホログラム媒体を回転させることにより、前記第１の参照光の入射角度を制御する請求項２記載の入射角度制御方法。
- 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路を用い、前記光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光導波路の上方あるいは下方から参照光を入射させる場合の入射角度制御装置であり、
前記参照光を前記光導波路に入射させる反射器と、
前記反射器を回転させる回転部と、
前記参照光が、前記コア層を伝搬光となって伝搬し、該コア層の端面から出射する出射光を検出する光検出部と、
前記光検出部の検出結果に基づいて、前記参照光が、前記回折格子層のうちの特定の回折格子層とのみ結合し、該特定の回折格子層が設けられたコア層の端面からのみ出射するように、前記回転部を駆動する駆動制御部と
を有する入射角度制御装置。 - 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路を用い、前記光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光導波路の上方あるいは下方から参照光を入射させる場合の入射角度制御装置であり、
前記光導波路を回転させる回転部と、
前記参照光が、前記コア層を伝搬光となって伝搬し、該コア層の端面から出射する出射光を検出する光検出部と、
前記光検出部の検出結果に基づいて、前記参照光が、前記回折格子層のうちの特定の回折格子層とのみ結合し、該特定の回折格子層が設けられたコア層の端面からのみ出射するように、前記回転部を駆動する駆動制御部と
を有する入射角度制御装置。 - 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路を用い、前記光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光導波路の上方あるいは下方から第１の参照光を入射させ、前記コア層のうち、特定のコア層の端面から第２の参照光を入射させる場合の入射角度制御装置であり、
前記第１の参照光を前記光導波路に入射させる反射器と、
前記反射器を回転させる回転部と、
前記第１の参照光と、前記第２の参照光が前記特定のコア層を伝搬光として伝搬し、該伝搬光が、前記特定のコア層に設けられた回折格子層により回折されて出射する回折光とを検出する光検出部と、
前記光検出部の検出結果に基づいて、前記第１の参照光と前記回折光とが本質的に平行になるように、前記回転部を駆動する駆動制御部と
を有する入射角度制御装置 - 屈折率のより低い部分にそれぞれ挟まれて光を導波する少なくとも１つのコア層と、前記コア層と前記屈折率のより低い部分との境界もしくは前記コア層内に設けた少なくとも１つの回折格子層とを有する光導波路を用い、前記光導波路の各層が下方から上方に積層されているとして、前記光導波路の上方あるいは下方から第１の参照光を入射させ、前記コア層のうち、特定のコア層の端面から第２の参照光を入射させる場合の入射角度制御装置であり、
前記光導波路を回転させる回転部と、
前記第１の参照光と、前記第２の参照光が前記特定のコア層を伝搬光として伝搬し、該伝搬光が、前記特定のコア層に設けられた回折格子層により回折されて出射する回折光とを検出する光検出部と、
前記光検出部の検出結果に基づいて、前記第１の参照光と前記回折光とが本質的に平行になるように、前記回転部を駆動する駆動制御部とを有する入射角度制御装置。 - 前記第２の参照光を前記特定のコア層の端面に集光する集光器と、
前記集光器を移動させる移動部とを更に有し、
前記駆動制御部は、前記光検出部による検出結果に基づいて、前記移動部を駆動する請求項８または請求項９記載の入射角度制御装置。
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