JP4218574B2 - Hologram recording method and apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、ホログラム記録方法及び装置に係り、より詳しくは、ホログラフィックストレージであるホログラム記録媒体、特にデジタルホログラフィックストレージのデータを上書き記録するホログラム記録方法及び装置に関する。   The present invention relates to a hologram recording method and apparatus, and more particularly to a hologram recording medium that is a holographic storage, and more particularly to a hologram recording method and apparatus that overwrites and records data in a digital holographic storage.

DVDに代表される光メモリは、大容量・高密度を実現することが可能なメモリとして、広く用いられている。光メモリのさらなる大容量化を目指して、青紫色レーザを光源とした光メモリの研究開発が現在盛んに行われている。
光メモリの高密度化はこれまで、使用する光の短波長化と高NA化によって、データの記録・再生に用いるレーザスポットを小さくすることによって実現されてきた。光を短波長化する方法は、紫外線の領域では適当な光学材料が存在せず、記録メディア及びレンズ等に使用する適当な光学材料が存在しないことから、青紫レーザの使用までが限界であり、それ以上短波長化することは困難であると考えられる。
An optical memory typified by a DVD is widely used as a memory capable of realizing a large capacity and high density. Research and development of an optical memory using a blue-violet laser as a light source has been actively conducted with the aim of further increasing the capacity of the optical memory.
Hitherto, high density optical memories have been realized by reducing the laser spot used for data recording / reproduction by shortening the wavelength of light used and increasing the NA. In the method of shortening the wavelength of light, there is no appropriate optical material in the ultraviolet region, and there is no appropriate optical material used for recording media and lenses, so the use of blue-violet laser is limited. It is considered difficult to shorten the wavelength further.

一方、NAを大きくする方法は、屈折率の高い円形プリズムを用いて集光スポットを小さくするSIL(Solid Immersion Lens)を用いて、プリズムの屈折率倍だけ開口数を高くする方法が提案されている。この方法では、プリズム底面に形成されるエバネッセント波を利用して微小な集光スポットを形成するため、プリズム底面と記録媒体との距離を充分小さく取る必要がある。そのため、プリズムと基板との距離制御、光ディスクの可搬性の確立などが問題となる。また、プリズム材料の屈折率は高々2程度であるので、記録密度の向上も高々4倍程度となる。光ディスクに50GB以上記録するためには、記録媒体の奥行き方向にも記録する体積型記録が必要となる。   On the other hand, as a method of increasing the NA, a method of increasing the numerical aperture by the refractive index multiple of the prism by using a SIL (Solid Immersion Lens) that uses a circular prism having a high refractive index to reduce the focused spot is proposed. Yes. In this method, since a minute condensing spot is formed using the evanescent wave formed on the prism bottom surface, it is necessary to make the distance between the prism bottom surface and the recording medium sufficiently small. Therefore, there are problems such as distance control between the prism and the substrate, establishment of portability of the optical disk, and the like. Further, since the refractive index of the prism material is at most about 2, the improvement in recording density is at most about 4 times. In order to record 50 GB or more on an optical disc, volume type recording is required for recording in the depth direction of the recording medium.

体積型記録の一つとして、ホログラフィックメモリが知られている。ホログラフィックメモリは、三次元的記録領域を用いることから大容量記録が行えることに加えて、二次元一括記録再生方式であるため高速性をも兼ね備えている。この方式は、同一体積内に多重させて複数ページのデータページが記録でき、かつページ毎にデータを一括して読み出すことができる。   A holographic memory is known as one of volume type recordings. The holographic memory uses a three-dimensional recording area and can perform large-capacity recording, and also has a high speed because it is a two-dimensional batch recording / reproducing method. In this method, a plurality of data pages can be recorded by being multiplexed in the same volume, and the data can be read collectively for each page.

また、アナログ画像ではなく、二値のデジタルデータ「0、1」を「明、暗」としてデジタル化し、ホログラム記録再生を行うことで、デジタル情報の記録再生も可能となる。最近では、このデジタルホログラフィックメモリの具体的な光学系や体積多重記録方式に基づくSN比やビット誤り率評価あるいは二次元符号化の提案、光学系の収差の影響等、より工学的な観点からの研究が進展している。
図6は、ホログラム多重記録方法の一つである角度多重記録方法を説明する図である。この角度多重記録方法の場合、デジタルデータページ(信号光)2をレンズ4で集光し、ホログラム記録媒体6の同じ体積内に参照光を同時に照射することでホログラムを記録する。多重記録する場合は、参照光の入射角度を変更して信号光を記録する。データ読み出し時(再生時)には、記録に用いた参照光でアドレッシングすることで目的のホログラムにアクセスし、データページを再生することができる。
Also, digital information can be recorded / reproduced by digitizing binary digital data “0, 1” as “bright, dark” instead of an analog image and performing hologram recording / reproduction. Recently, from a more engineering point of view, such as the S / N ratio and bit error rate evaluation or two-dimensional encoding based on the specific optical system and volume multiplex recording system of this digital holographic memory, the influence of aberration of the optical system, etc. Research is progressing.
FIG. 6 is a diagram for explaining an angle multiplex recording method which is one of the hologram multiplex recording methods. In the case of this angle multiplex recording method, a digital data page (signal light) 2 is collected by a lens 4 and a hologram is recorded by simultaneously irradiating reference light into the same volume of the hologram recording medium 6. In the case of multiplex recording, the signal light is recorded by changing the incident angle of the reference light. At the time of data reading (reproduction), the target hologram can be accessed by addressing with the reference light used for recording, and the data page can be reproduced.

図7(A)、(B)は、シフト多重記録方法を説明する図である。この方法では、参照光として球面波やスペックルパターン等急峻に波面が変化する光波を用いる。このような参照光を用いた場合には、記録メディアの位置を記録スポットからシフト量δ(図7(B))だけ僅かにずらすだけで、再生のためのブラッグ条件を外すことができ、そこに新たなホログラムが記録できる。すなわち、僅かに記録メディアを移動させながら記録することで略同じ体積中にホログラムを多重記録することができる。   7A and 7B are diagrams for explaining the shift multiplex recording method. In this method, a light wave whose wavefront changes sharply such as a spherical wave or a speckle pattern is used as the reference light. When such reference light is used, the Bragg condition for reproduction can be removed by slightly shifting the position of the recording medium from the recording spot by the shift amount δ (FIG. 7B). New holograms can be recorded. That is, holograms can be multiplex-recorded in substantially the same volume by recording while slightly moving the recording medium.

また、信号光と参照光との成す角度を一定にし、信号光と参照光の波長を変化させながら信号光と参照光とを同時に記録メディアに照射し、信号光の情報を複数ページのホログラムとして記録メディアに多重記録する波長多重記録方法も知られている。この方法では、ある1ページのホログラムを再生するとき、参照光の波長を変化させていくと信号光の情報が再生しない波長が存在する。この波長の信号光と参照光とを用いて、記録メディアの同じ場所に新たなホログラムを記録することができる。このように、信号光と参照光の波長を変化させることにより、記録メディアの同じ場所に複数のホログラムを多重記録することができる。   In addition, the angle between the signal light and the reference light is kept constant, and the signal light and the reference light are simultaneously irradiated onto the recording medium while changing the wavelengths of the signal light and the reference light, so that the information of the signal light is converted into a hologram of multiple pages. A wavelength multiplex recording method for performing multiplex recording on a recording medium is also known. In this method, when reproducing a certain page of hologram, there is a wavelength at which the information of the signal light is not reproduced if the wavelength of the reference light is changed. A new hologram can be recorded at the same location on the recording medium using the signal light of this wavelength and the reference light. Thus, by changing the wavelengths of the signal light and the reference light, a plurality of holograms can be multiplexed and recorded at the same location on the recording medium.

以上のように、デジタルホログラフィックストレージでは、二次元一括記録再生による高速転送と体積記録による大容量化が同時に実現できる。   As described above, the digital holographic storage can simultaneously realize high-speed transfer by two-dimensional batch recording / reproduction and large capacity by volume recording.

記録メディアの材料としてはフォトポリマー材料、フォトリフラクティブ材料、アゾポリマー材料のようなフォトクロミック材料等が盛んに研究開発されている。この中で、フォトリフラクティブ材料とアゾポリマー材料のようなフォトクロミック材料は書き換えが可能である。書き換え型の材料を用いた場合、記録データを消去して、新たなデータを記録することが可能である。このため、書き換え型のメディアは繰り返し利用可能であることから、大容量の情報蓄積に加えてハードディスク等のバックアップメモリーとしての利用も大いに期待されている。ライト・ワンス型(1回だけ書き込み可能)のホログラフィックメモリでは、書き換え不可能なため、書き換えの機能は必要としない。   As recording media materials, photopolymer materials, photorefractive materials, photochromic materials such as azopolymer materials, and the like have been actively researched and developed. Of these, photorefractive materials and photochromic materials such as azo polymer materials can be rewritten. When the rewritable material is used, it is possible to erase the recorded data and record new data. For this reason, since the rewritable media can be used repeatedly, it is highly expected to be used as a backup memory such as a hard disk in addition to storing a large amount of information. A write-once (writeable only once) holographic memory is not rewritable and does not require a rewriting function.

一方、書き換え可能なホログラフィックメモリでは、高速に書き換え可能で、ノイズの少ないSN比が大きい再生光を得ることが必要になる。書き換えのために記録されているデータを消去する場合、記録領域全体に均一光を照射することで記録されたホログラムを消去するのがもっとも一般的である。また、フォトリフラクティブ材料やアゾポリマー材料のようなフォトクロミック材料では、記録メディアを一度高温に保つことでホログラムの一括消去も行える。   On the other hand, in a rewritable holographic memory, it is necessary to obtain reproduction light that can be rewritten at high speed and has a low noise ratio and a large noise ratio. When erasing data recorded for rewriting, it is most common to erase the recorded hologram by irradiating the entire recording area with uniform light. In addition, with photochromic materials such as photorefractive materials and azo polymer materials, holograms can be erased collectively by once maintaining the recording medium at a high temperature.

記録されているデータを消去する場合、全ての情報を消去してから新たな情報を上書きすると、消去工程と記録工程との2つの工程を必要とするため、例えば100GBを超える大容量記録メディアの場合には、多大な時間を要することになる。このため、シフト多重記録方法では、消去工程を行わずに記録されているホログラムの各ページの記録位置と同じ位置に、既に記録されているホログラムを記録したときと同じ偏光状態の信号光及び参照光を照射して新たなホログラムを上書きすることで、不要となったデータを消去するのが実用上望ましい。   When erasing the recorded data, if all information is erased and overwritten with new information, two steps, an erasing step and a recording step, are required. For example, a large-capacity recording medium exceeding 100 GB is required. In some cases, a great deal of time is required. For this reason, in the shift multiplex recording method, the signal light with the same polarization state and the reference as when the already recorded hologram was recorded at the same position as the recording position of each page of the hologram recorded without performing the erasing process It is practically desirable to erase unnecessary data by irradiating light and overwriting a new hologram.

しかしながら、新たなホログラムを上書きしても既に記録されていたホログラムを完全に消去することができないので、上書きした新たなホログラムを再生する時に、既に記録されていたホログラム及び新たに記録したホログラムの両方からの回折光が混在し、再生光の品質が低下する、という問題がある。   However, even if the new hologram is overwritten, the already recorded hologram cannot be completely erased. Therefore, when reproducing the overwritten new hologram, both the already recorded hologram and the newly recorded hologram are used. There is a problem that the diffracted light from the mixture is mixed and the quality of the reproduced light is deteriorated.

本発明は、上記問題点を解消するために成されたもので、消去工程を行わず、再生光の品質を良好にし、高速に書き換え記録を行うことができるホログラム記録方法及び装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a hologram recording method and apparatus that can improve the quality of reproduction light and perform high-speed rewrite recording without performing an erasing process. With the goal.

上記目的を達成するために本発明のホログラム記録方法は、信号光と参照光との成す角度を変化させながら信号光と参照光とを同時に書き換え可能な光記録媒体に照射することにより記録角度を変化させて、該信号光の情報を複数ページのホログラムとして該光記録媒体に多重記録するホログラム記録方式を用いて、複数ページのホログラムが多重記録された記録領域に、上書きによりホログラムを新たに記録するホログラム記録方法であって、ホログラムを新たに記録するときの記録角度を、上書きされる前記記録領域に多重記録されている複数ページのホログラムからの回折光強度が極小となるように、上書きされるホログラムを記録したときの記録角度とは異なる記録角度として、ホログラム新たに記録することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the hologram recording method of the present invention irradiates a signal recording medium and a reference light simultaneously on a rewritable optical recording medium while changing the angle formed by the signal light and the reference light. By using a hologram recording method in which the information of the signal light is multiplexed and recorded on the optical recording medium as a hologram of a plurality of pages, a hologram is newly recorded by overwriting in a recording area in which the hologram of a plurality of pages is multiplexed and recorded. A hologram recording method for overwriting a recording angle when newly recording a hologram so that the intensity of diffracted light from a plurality of pages of holograms that are multiplexed and recorded in the recording area to be overwritten is minimized. The hologram is newly recorded at a recording angle different from the recording angle when the hologram to be recorded is recorded.

また、本発明の他のホログラム記録方法は、信号光と参照光との成す角度を一定にし、信号光及び参照光と光記録媒体との少なくとも一方を相対移動させながら信号光と参照光とを同時に書き換え可能な光記録媒体に照射することにより記録位置を変化させて、該信号光の情報を複数ページのホログラムとして該光記録媒体に多重記録するホログラム記録方式を用いて、複数ページのホログラムが多重記録された記録領域に、上書きによりホログラムを新たに記録するホログラム記録方法であって、ホログラムを新たに記録するときの記録位置を、上書きされる前記記録領域に多重記録されている複数ページのホログラムからの回折光強度が極小となるように、上書きされるホログラムを記録したときの記録位置とは異なる記録位置として、ホログラム新たに記録することを特徴とする。 In another hologram recording method of the present invention, the angle between the signal light and the reference light is made constant, and the signal light and the reference light are moved while relatively moving at least one of the signal light, the reference light, and the optical recording medium. Simultaneously irradiating a rewritable optical recording medium , the recording position is changed, and a hologram recording system is used to multiplex-record the signal light information as a multi-page hologram on the optical recording medium. A hologram recording method for newly recording a hologram by overwriting in a multiplex-recorded recording area, wherein a recording position when newly recording a hologram is recorded on a plurality of pages that are multiplex-recorded in the overwritten recording area as intensity of diffracted light from the hologram is minimized, as different recording position and the recording position when recording a hologram to be overwritten, Wherein the newly recorded program.

本発明の更に他のホログラム記録方法は、信号光と参照光との成す角度を一定にし、参照光及び信号光の波長を変化させながら信号光と参照光とを同時に書き換え可能な光記録媒体に照射し、該信号光の情報を複数ページのホログラムとして該光記録媒体に多重記録するホログラム記録方式を用いて、複数ページのホログラムが多重記録された記録領域に、上書きによりホログラムを新たに記録するホログラム記録方法であって、ホログラムを新たに記録するときの参照光及び信号光の波長を、上書きされる前記記録領域に多重記録されている複数ページのホログラムからの回折光強度が極小となるように、上書きされるホログラムを記録したときの参照光及び信号光の波長とは異なる波長として、ホログラム新たに記録することを特徴とする。 Still another hologram recording method of the present invention provides an optical recording medium in which the angle formed by the signal light and the reference light is constant and the signal light and the reference light can be rewritten simultaneously while changing the wavelengths of the reference light and the signal light. Irradiate and record a new hologram by overwriting in a recording area where multiple pages of holograms are multiplexed and recorded, using a hologram recording method in which information of the signal light is multiplexed and recorded on the optical recording medium as multiple pages of holograms A hologram recording method, wherein the diffracted light intensity from a hologram of a plurality of pages that are multiplexed and recorded in the recording area to be overwritten with the wavelengths of the reference light and the signal light when newly recording a hologram is minimized. to, as a wavelength different from the wavelength of the reference light and the signal light when recording a hologram to be overwritten, and characterized in that newly recorded holograms That.

上記の各発明では、消去工程を行うことなく、既に記録されているホログラムの各ページを記録した時の条件と異なる条件でホログラムの各ページを新たに記録しているので、再生光の品質を良好にし、高速に書き換え記録を行うことができる。   In each of the above inventions, since each hologram page is newly recorded under a condition different from the condition at the time of recording each hologram page without performing an erasing process, the quality of the reproduction light is reduced. This makes it possible to perform rewriting and recording at high speed.

角度多重記録方法のホログラムの各ページを新たに記録する記録角度は、光記録媒体に記録されているホログラムの各ページからの再生光の光強度が極小となる角度であるのが効果的であり、シフト多重記録方法のホログラムの各ページを新たに記録する記録位置は、光記録媒体に記録されているホログラムの各ページからの再生光の光強度が極小となる位置であるのが効果的であり、波長多重記録方法では、光記録媒体に記録されているホログラムの各ページからの再生光の光強度が極小となる波長の参照光及び信号光を用いてホログラムの各ページを新たに記録するのが効果的である。   It is effective that the recording angle for newly recording each page of the hologram of the angle multiplex recording method is an angle at which the light intensity of the reproduction light from each page of the hologram recorded on the optical recording medium is minimized. It is effective that the recording position for newly recording each page of the hologram of the shift multiplex recording method is a position where the light intensity of the reproduction light from each page of the hologram recorded on the optical recording medium is minimized. In the wavelength multiplexing recording method, each page of the hologram is newly recorded using reference light and signal light having a wavelength at which the light intensity of the reproduction light from each page of the hologram recorded on the optical recording medium is minimized. Is effective.

すなわち、光記録媒体に記録されているホログラムの各ページからの再生光の光強度が極小になる条件では、光記録媒体に記録されているホログラムの各ページからの再生光のブラッグ条件から外れているため、上記のように記録することにより、記録されているホログラムの各ページからの再生光のブラッグ条件と新たに記録したホログラムの各ページからの再生光のブラッグ条件とが一致しなくなるため、新たに記録したホログラムの各ページを再生する際に既に記録されているホログラムの各ページからの再生光が混在することがなく、品質良く再生することができる。   That is, under the condition that the light intensity of the reproduction light from each page of the hologram recorded on the optical recording medium is minimized, the condition deviates from the Bragg condition of the reproduction light from each page of the hologram recorded on the optical recording medium. Therefore, by recording as described above, the Bragg condition of the reproduction light from each page of the recorded hologram does not match the Bragg condition of the reproduction light from each page of the newly recorded hologram. When reproducing each page of a newly recorded hologram, reproduction light from each page of the already recorded hologram is not mixed and can be reproduced with high quality.

また、上記各発明では、前記光記録媒体に記録されているホログラムの各ページを記録した際の信号光または参照光の偏光状態と、前記ホログラムの各ページを新たに記録する際の信号光または参照光の偏光状態とを異ならせるのがより好ましい。偏光条件を異ならせるには、例えば、前記光記録媒体に記録されているホログラムの各ページを記録した際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とが平行のとき、前記ホログラムの各ページを新たに記録する際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とを直交させ、前記光記録媒体に記録されているホログラムの各ページを記録した際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とが直交しているとき、前記ホログラムの各ページを新たに記録する際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とを平行にすればよい。   In each of the above inventions, the polarization state of the signal light or reference light when recording each page of the hologram recorded on the optical recording medium, and the signal light or new light when recording each page of the hologram It is more preferable to make the polarization state of the reference light different. In order to change the polarization condition, for example, when the polarization direction of the signal light and the polarization direction of the reference light are parallel when recording each page of the hologram recorded on the optical recording medium, each page of the hologram The polarization direction of the signal light and the polarization direction of the reference light at the time of newly recording are orthogonalized, and the polarization direction of the signal light and the reference light at the time of recording each page of the hologram recorded on the optical recording medium When the polarization direction is orthogonal, the polarization direction of the signal light and the polarization direction of the reference light at the time of newly recording each page of the hologram may be made parallel.

このように、既に記録されているホログラムの各ページを記録したときの偏光状態とホログラムの各ページを新たに記録する際の偏光条件とを異ならせて記録することにより、新たに記録したホログラムの各ページを再生する際に既に記録されているホログラムの各ページからの再生光の混在がなく、品質良く再生することができる。   In this way, by recording differently the polarization state at the time of recording each page of the already recorded hologram and the polarization condition at the time of newly recording each page of the hologram, When reproducing each page, reproduction light from each page of a hologram already recorded is not mixed, and can be reproduced with high quality.

光記録媒体は、フォトリフラクティブ材料を有するもの、フォトクロミック材料を有するもの、偏光感応材料を有するものを使用することができる。偏光感応材料は、ポリエステル群から選ばれた少なくとも一種の重合体であって、側鎖にアゾベンゼン骨格を有するのが好ましい。   As the optical recording medium, one having a photorefractive material, one having a photochromic material, or one having a polarization sensitive material can be used. The polarization-sensitive material is at least one polymer selected from the polyester group, and preferably has an azobenzene skeleton in the side chain.

本発明のホログラム記録装置は、上記のホログラム記録方法を使用して、信号光の情報を複数ページのホログラムとして光記録媒体に多重記録するようにしたものである。   The hologram recording apparatus of the present invention uses the hologram recording method described above to multiplex-record signal light information as a plurality of pages of holograms on an optical recording medium.

例えば、シフト多重記録方法を適用したホログラム記録装置は、コヒーレント光を照射する光源と、光記録媒体を回転または移動させるステージと、前記コヒーレント光を参照光用の光と信号光用の光に分離した後、参照光と信号光とが同時に書き換え可能な光記録媒体に照射されると共に、参照光と信号光とが成す角度が変化するように分離された光の光路を変更する光分離光路変更手段と、前記信号光用の光の光路中に配置され、供給された各ページ毎の記録信号に応じて前記信号光用の光を変調し、ホログラムの各ページを記録するための信号光を生成する空間光変調素子と、最初のホログラムを記録する場合には、信号光と参照光との成す角度を変化させながら信号光と参照光とを同時に書き換え可能な光記録媒体に照射することにより記録角度を変化させて、該信号光の情報を複数ページのホログラムとして該光記録媒体に多重記録するように、各ページ毎の記録信号を前記空間光変調素子に供給して、前記光源、前記ステージ、及び前記光分離光路変更手段を制御すると共に、複数ページのホログラムが多重記録された記録領域に、上書きによりホログラムを新たに記録する場合には、ホログラムを新たに記録するときの記録角度を、上書きされる前記記録領域に多重記録されている複数ページのホログラムからの回折光強度が極小となるように、上書きされるホログラムを記録したときの記録角度とは異なる記録角度として、ホログラム新たに記録するように、各ページ毎の記録信号を前記空間光変調素子に供給して、前記光源、前記ステージ、及び前記光分離光路変更手段を制御する制御手段と、を含んで構成することができる。 For example, a hologram recording apparatus to which a shift multiplex recording method is applied includes a light source that emits coherent light, a stage that rotates or moves an optical recording medium, and the coherent light is separated into light for reference light and light for signal light. After that, the reference light and the signal light are irradiated to the rewritable optical recording medium at the same time , and the optical path of the separated light is changed so that the angle formed by the reference light and the signal light is changed. And signal light arranged in the optical path of the signal light and modulating the signal light according to the supplied recording signal for each page and recording each page of the hologram a spatial light modulator for generating, in the case of recording the first hologram, to irradiation while changing the angle between the signal light and the reference light and the signal light and the reference light simultaneously in a rewritable optical recording medium A recording signal for each page is supplied to the spatial light modulator so that the information of the signal light is multiplexed and recorded on the optical recording medium as a hologram of a plurality of pages by changing the recording angle. When the hologram is newly recorded by overwriting in the recording area in which the stage and the light separation optical path changing unit are controlled and the hologram of a plurality of pages is multiplexed and recorded, the recording angle when the hologram is newly recorded the diffracted light intensity from the hologram of a plurality of pages that are multi-recorded in the recording area to be overwritten so is minimized, as different recording angles the recording angle when recording the hologram to be overwritten, the hologram as newly recorded, and supplies the recording signal for each page in the spatial light modulator, the light source, the stage, and the light separation optical It can be configured to include a control means for controlling the changing means.

ホログラムの各ページを新たに記録する記録位置は、上記で説明したように、光記録媒体に記録されているホログラムの各ページからの再生光の光強度が極小となる位置とすることができる。   As described above, the recording position for newly recording each page of the hologram can be a position where the light intensity of the reproduction light from each page of the hologram recorded on the optical recording medium is minimized.

このホログラム記録装置には、前記光記録媒体に記録されたホログラムの各ページからの回折光の所定偏光方向の成分を透過させる検光子と、前記検光子を透過した透過光の強度を検出する検出器と、を更に設けることができる。このように検光子を設けることにより、必要な成分を選択して再生することができる。   The hologram recording apparatus includes an analyzer that transmits a component in a predetermined polarization direction of diffracted light from each page of a hologram recorded on the optical recording medium, and a detection that detects the intensity of transmitted light that has passed through the analyzer. Can be further provided. By providing the analyzer in this way, necessary components can be selected and reproduced.

このホログラム記録装置では、前記光記録媒体に記録されているホログラムの各ページを記録した際の信号光または参照光の偏光状態と、前記ホログラムの各ページを新たに記録する際の信号光または参照光の偏光状態とを異ならせるのが効果的である。   In this hologram recording apparatus, the polarization state of signal light or reference light when recording each page of the hologram recorded on the optical recording medium, and signal light or reference when newly recording each page of the hologram It is effective to make the polarization state of light different.

偏光状態を異ならせるには、前記光記録媒体に記録されているホログラムの各ページを記録した際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とが平行のとき、前記ホログラムの各ページを新たに記録する際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とを直交させ、前記光記録媒体に記録されているホログラムの各ページを記録した際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とが直交しているとき、前記ホログラムの各ページを新たに記録する際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とを平行にすればよい。   In order to change the polarization state, when the polarization direction of the signal light and the polarization direction of the reference light at the time of recording each page of the hologram recorded on the optical recording medium are parallel, each page of the hologram is renewed. The polarization direction of the signal light and the polarization direction of the reference light when recording each page of the hologram recorded on the optical recording medium by making the polarization direction of the signal light and the polarization direction of the reference light orthogonal to each other Are orthogonal to each other, the polarization direction of the signal light and the polarization direction of the reference light at the time of newly recording each page of the hologram may be made parallel to each other.

以上説明したように本発明によれば、消去工程を行わず、再生光の品質を良好にし、高速に書き換え記録を行うことができる、という効果が得られる。   As described above, according to the present invention, it is possible to obtain the effects that the erasing process is not performed, the quality of the reproduction light is improved, and rewriting and recording can be performed at high speed.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態のホログラム記録再生装置について詳細に説明する。本実施の形態のホログラム記録再生装置は、本発明のシフト多重記録方法を適用したものである。   Hereinafter, a hologram recording / reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The hologram recording / reproducing apparatus of the present embodiment applies the shift multiplex recording method of the present invention.

図1に示すように、本実施の形態のホログラム記録再生装置には、例えばNd:YVO4結晶を用いたレーザ発振器10が設けられている。レーザ発振器10からは、コヒーレント光である波長532nmのレーザ光が発振され、照射される。 As shown in FIG. 1, the hologram recording / reproducing apparatus of the present embodiment is provided with a laser oscillator 10 using, for example, an Nd: YVO 4 crystal. Laser light having a wavelength of 532 nm, which is coherent light, is oscillated and irradiated from the laser oscillator 10.

レーザ発振器10のレーザ光照射側には、P偏光を透過しかつS偏光を反射することにより、レーザ光を参照光用の光と信号光用の光との2つの光に分離する偏光ビームスプリッタ16が配置されている。   On the laser beam irradiation side of the laser oscillator 10, a polarization beam splitter that transmits the P-polarized light and reflects the S-polarized light, thereby separating the laser light into two light beams, a reference light beam and a signal light beam. 16 is arranged.

偏光ビームスプリッタ16の光反射側には、参照光用のレーザ光を反射して光路をホログラム記録媒体方向に変更する反射ミラー18、及び参照光用のレーザ光を集光して球面参照波からなる参照光を生成する対物レンズ20が順に配置されている。この対物レンズ20のレーザ光集光側には、z面内でディスク状に形成されたホログラム記録媒体24を回転させるステッピングモータを備えたx−zステージ22が設けられている。対物レンズ20は、ホログラム記録媒体24に球面参照波であるS偏光を参照光として照射する。   On the light reflection side of the polarization beam splitter 16, the reflection mirror 18 that reflects the laser light for reference light and changes the optical path in the direction of the hologram recording medium, and the laser light for reference light is condensed to generate a spherical reference wave. The objective lenses 20 that generate the reference light are arranged in order. On the laser beam condensing side of the objective lens 20, an xz stage 22 having a stepping motor for rotating a hologram recording medium 24 formed in a disk shape in the z plane is provided. The objective lens 20 irradiates the hologram recording medium 24 with S-polarized light, which is a spherical reference wave, as reference light.

偏光ビームスプリッタ16の光透過側には、偏光ビームスプリッタ16を透過したP偏光を遮断するためのシャッター12が、光路中に挿入及び光路から退避可能に配置されている。さらに、偏光ビームスプリッタ16の光透過側には、信号光用のレーザ光を45°の反射角で反射して光路をホログラム記録媒体方向に変更する反射ミラー28、レンズ30、32、34で構成されたレンズ系が順に配置されている。レンズ32とレンズ34との間には、液晶表示素子等で構成され、供給された各ページ毎の記録信号に応じて信号光用のレーザ光を変調し、ホログラムの各ページを記録するための信号光を生成する透過型の空間光変調素子36が配置されている。空間光変調素子36の光透過側には偏光面を90度回転する旋光子26が、光路中に挿入及び光路から退避可能に配置されている。空間光変調素子36はP偏光の入射光をS偏光として出射する。空間光変調素子36の光透過側には、S偏光の入射光をP偏光として出射する旋光子26が配置されている。   On the light transmitting side of the polarizing beam splitter 16, a shutter 12 for blocking the P-polarized light transmitted through the polarizing beam splitter 16 is disposed so as to be inserted into and retracted from the optical path. Further, on the light transmission side of the polarization beam splitter 16, a reflection mirror 28 for reflecting the signal light laser beam at a reflection angle of 45 ° and changing the optical path toward the hologram recording medium, and lenses 30, 32, 34 are configured. These lens systems are arranged in order. Between the lens 32 and the lens 34, a liquid crystal display element or the like is used. The laser light for signal light is modulated in accordance with the supplied recording signal for each page, and each hologram page is recorded. A transmissive spatial light modulation element 36 that generates signal light is disposed. On the light transmission side of the spatial light modulation element 36, an optical rotator 26 whose polarization plane is rotated by 90 degrees is disposed so as to be inserted into and retracted from the optical path. The spatial light modulator 36 emits P-polarized incident light as S-polarized light. On the light transmission side of the spatial light modulator 36, an optical rotator 26 that emits S-polarized incident light as P-polarized light is disposed.

レンズ30、32は、レーザ光を大径のビームにコリメートして空間光変調素子36に照射し、レンズ34は空間光変調素子36及び旋光子26で変調されて透過したP偏光を信号光としてホログラム記録媒体24上に集光させる。このとき、信号光の集光スポットが、参照光の集光スポットより小さくなるように集光され、信号光と参照光とが同時にホログラム記録媒体24に照射される。また、P偏光を信号光としS偏光を参照光としているため、ホログラムの各ページを記録する際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とは直交している。なお、S偏光を信号光としP偏光を参照光としてもよく、偏光面が平行な信号光と参照光とを用いてもよく、異なる方向に回転する円偏光を各々信号光と参照光として用いてもよい。   The lenses 30 and 32 collimate the laser light into a large-diameter beam and irradiate the spatial light modulator 36, and the lens 34 uses the P-polarized light modulated and transmitted by the spatial light modulator 36 and the optical rotator 26 as signal light. The light is condensed on the hologram recording medium 24. At this time, the condensing spot of the signal light is condensed so as to be smaller than the condensing spot of the reference light, and the hologram recording medium 24 is irradiated with the signal light and the reference light simultaneously. In addition, since the P-polarized light is used as the signal light and the S-polarized light is used as the reference light, the polarization direction of the signal light and the polarization direction of the reference light when recording each page of the hologram are orthogonal. Note that S-polarized light may be used as signal light, P-polarized light may be used as reference light, signal light having a parallel polarization plane and reference light may be used, and circularly polarized light that rotates in different directions is used as signal light and reference light, respectively. May be.

ホログラム記録媒体24の再生光透過側には、レンズ38、再生光から所定偏光方向の光(例えば、0°偏光成分、45°偏光成分、または90°偏光成分)を選択して透過させる検光子44、及びCCD等の撮像素子で構成され、受光した再生光を電気信号に変換して出力する検出器40が配置されている。検出器40は、パーソナルコンピュータ42に接続されている。   On the reproducing light transmission side of the hologram recording medium 24, a lens 38 and an analyzer that selectively transmits light (for example, 0 ° polarization component, 45 ° polarization component, or 90 ° polarization component) from the reproduction light. 44 and an image sensor such as a CCD, and a detector 40 for converting the received reproduction light into an electric signal and outputting it is disposed. The detector 40 is connected to a personal computer 42.

パーソナルコンピュータ42は、パーソナルコンピュータから所定のタイミングで供給された記録信号に応じてパターンを発生するパターン発生器46を介して空間光変調素子36に接続されている。また、パーソナルコンピュータ42には、シャッター12及び旋光子26を各々別々に光路中に挿入するように駆動すると共に、光路中に挿入されているシャッター12または旋光子26を光路から別々に退避させる駆動装置48が接続されている。また、パーソナルコンピュータ42には、x−zステージ22を駆動する駆動装置50が接続されている。   The personal computer 42 is connected to the spatial light modulator 36 via a pattern generator 46 that generates a pattern in accordance with a recording signal supplied from the personal computer at a predetermined timing. Further, the personal computer 42 is driven to insert the shutter 12 and the optical rotator 26 into the optical path separately, and to drive the shutter 12 or the optical rotator 26 inserted into the optical path separately from the optical path. A device 48 is connected. The personal computer 42 is connected to a driving device 50 that drives the xz stage 22.

図2に、ホログラム記録媒体(光記録媒体)24の構成を示す。なお、本実施の形態のホログラム記録媒体は、ディスク状に形成されているが、図では、矩形に切出した一部分を示した。図2(A)に示すように、ホログラム記録媒体24は、例えば100μm厚以上の厚膜状に成型された光記録層23で構成されている。光記録層単体では強度が不十分の場合は、図2(B)または(C)に示すように片面あるいは両面に石英やプラスチック等の板状の透明な媒質で構成された基板25を設ける。   FIG. 2 shows a configuration of the hologram recording medium (optical recording medium) 24. Note that the hologram recording medium of the present embodiment is formed in a disk shape, but in the figure, a part cut out in a rectangular shape is shown. As shown in FIG. 2A, the hologram recording medium 24 is composed of an optical recording layer 23 formed into a thick film having a thickness of, for example, 100 μm or more. When the strength of the optical recording layer alone is insufficient, as shown in FIG. 2B or 2C, a substrate 25 made of a plate-like transparent medium such as quartz or plastic is provided on one side or both sides.

光記録層、すなわち光感応層は、光誘起屈折率変化あるいは光誘起二色性を示し、光誘起屈折率変化あるいは光誘起二色性が常温で保持されるフォトリフラクティブ材料やフォトクロミック材料、偏光感応材料であればどのような材料も使用することができるが、側鎖に光異性化する基を有する高分子、例えば、ポリエステル群から選ばれた少なくとも一種の重合体であって、その側鎖に光異性化する基、例えば、アゾベンゼン骨格を有する材料が好適である。
アゾベンゼンを例に光誘起複屈折の原理について説明する。アゾベンゼンは、光の照射によってトランス−シス−トランスの異性化サイクルを繰り返す。光照射前は、光記録層にはトランス体のアゾベンゼン分子が多く存在する。これらの分子はランダムに配向しており、マクロに見て等方的である。直線偏光を照射すると、偏光方向と同じ方位に吸収軸を持つアゾベンゼン分子は選択的にトランス−シス異性化される。偏光方向と直交した吸収軸を持つトランス体に緩和した分子は、もはや光を吸収せずその状態に固定される。結果として、マクロに見て吸収係数及び屈折率の異方性、つまり二色性と複屈折が誘起される。このような光異性化基を含む高分子は、光異性化により高分子自身の配向も変化し大きな複屈折を誘起することができる。このように誘起された複屈折は高分子のガラス転移温度以下で安定であり、ホログラムの各ページの記録に好適である。
The optical recording layer, i.e., the photosensitive layer, exhibits photoinduced refractive index change or photoinduced dichroism, and photorefractive material, photochromic material, polarization sensitive, in which photoinduced refractive index change or photoinduced dichroism is maintained at room temperature. Any material can be used as long as it is a polymer having a photoisomerizable group in the side chain, for example, at least one polymer selected from the group of polyesters. A material having a photoisomerizable group, for example, an azobenzene skeleton is preferable.
The principle of light-induced birefringence will be described using azobenzene as an example. Azobenzene repeats a trans-cis-trans isomerization cycle upon irradiation with light. Before the light irradiation, a lot of trans azobenzene molecules exist in the optical recording layer. These molecules are randomly oriented and are isotropic in macro. When irradiated with linearly polarized light, azobenzene molecules having an absorption axis in the same direction as the polarization direction are selectively trans-cis isomerized. Molecules relaxed in a trans form having an absorption axis perpendicular to the polarization direction no longer absorb light and are fixed in that state. As a result, anisotropy of absorption coefficient and refractive index, that is, dichroism and birefringence are induced macroscopically. A polymer containing such a photoisomerization group can change the orientation of the polymer itself by photoisomerization and induce a large birefringence. The birefringence induced in this way is stable below the glass transition temperature of the polymer and is suitable for recording each page of a hologram.

下記の化学式で示される側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステル(特開平10−340479号公報参照)は、上述した機構によってホログラムを記録する材料として好適である。このポリエステルは、側鎖のシアノアゾベンゼンの光異性化による光誘起異方性に起因して、信号光の偏光方向をホログラムとして記録することができ、室温でホログラム記録可能であり、記録されたホログラムは半永久的に保持される。   Polyester having cyanoazobenzene in the side chain represented by the following chemical formula (see JP-A-10-340479) is suitable as a material for recording a hologram by the above-described mechanism. This polyester can record the polarization direction of signal light as a hologram due to photo-induced anisotropy due to photoisomerization of side chain cyanoazobenzene, and can record holograms at room temperature. Is held semi-permanently.

Figure 0004218574
Figure 0004218574

次に、図4を参照して、パーソナルコンピュータ42によって実行される記録再生処理ルーチンについて説明する。まず、操作者は、図示しない操作装置を操作して、ホログラムの各ページの記録処理かホログラムの再生処理かを選択する。ホログラムの各ページを記録する場合には、記録情報を予めパーソナルコンピュータに入力し、記録信号を生成しておく。   Next, the recording / playback processing routine executed by the personal computer 42 will be described with reference to FIG. First, the operator operates an operating device (not shown) to select a recording process for each page of the hologram or a hologram reproducing process. When recording each page of a hologram, recording information is input to a personal computer in advance and a recording signal is generated.

ステップ100では、ホログラムの各ページの記録処理が選択されたか、ホログラムの再生処理が選択されたかを判断し、ホログラムの各ページの記録処理が選択された場合には、ステップ102においてホログラムが記録されていないホログラム記録媒体への記録か(ホログラムの最初の記録処理か)、または既にホログラムが記録されているホログラム記録媒体へのホログラムの各ページの新たな記録か(ホログラムの2回目の記録処理か)を判断する。   In step 100, it is determined whether the recording process for each page of the hologram is selected or the reproduction process for the hologram is selected. If the recording process for each page of the hologram is selected, the hologram is recorded in step 102. Recording to a non-hologram recording medium (whether it is the first recording process of a hologram), or a new recording of each page of a hologram to a hologram recording medium on which a hologram has already been recorded (whether it is the second recording process of a hologram) ).

ホログラムの2回目の記録処理か否かは、例えば、ホログラム記録媒体に書き込み回数を予め記録しておいて、後述するように再生光を照射して書き込み回数を読み込むことにより判断することができる。なお、記録時に操作者がホログラムの最初の記録処理か2回目の記録処理かをホログラム記録再生装置に指示し、この指示に基づいて判断するようにしてもよい。   Whether or not it is the second recording process of the hologram can be determined by, for example, recording the number of times of writing on the hologram recording medium in advance and irradiating the reproducing light and reading the number of times of writing as described later. It should be noted that at the time of recording, the operator may instruct the hologram recording / reproducing apparatus to determine whether the recording process is the first recording process or the second recording process, and may make a determination based on this instruction.

ホログラムの最初の記録処理の場合には、ステップ105、106において駆動装置48を駆動し、旋光子26を光路中に挿入し、かつ、シャッター12を光路から退避させてレーザ光が通過できるようにすると共に、駆動装置50によりx−zステージ22のステッピングモータを駆動して、ホログラム記録媒体を所定の回転速度で回転させる。   In the case of the first hologram recording process, the driving device 48 is driven in steps 105 and 106, the optical rotator 26 is inserted into the optical path, and the shutter 12 is retracted from the optical path so that the laser beam can pass. At the same time, the driving device 50 drives the stepping motor of the xz stage 22 to rotate the hologram recording medium at a predetermined rotational speed.

次のステップ108でレーザ光を照射すると共にパーソナルコンピュータ42から各ページ毎の記録信号を記録開始位置から所定のタイミングで出力し、ホログラム記録媒体へのホログラムのシフト多重記録処理を実行する。   In the next step 108, laser light is irradiated and a recording signal for each page is output from the personal computer 42 at a predetermined timing from the recording start position to execute a shift multiple recording process of the hologram on the hologram recording medium.

本実施の形態のシフト多重記録方法では、参照光として球面波を用い、ホログラム記録材料をディスク状とし、ディスク状のホログラム記録媒体(ディスク)を回転させることによりシフト多重記録を行っている。このシフト多重記録方法では、ディスクの回転によって同じ領域に複数ページのホログラムを重ねて記録することができる。レーザ光の波長や記録メディアの膜厚、対物レンズのNAなどを適切に設定すると、次のページのホログラムを記録するために記録位置が数十μm移動するようにディスクを回転するだけで、ディスクの略同じ領域に次のページのホログラムを既に記録されているページとクロストーク無く記録し再生することができる。これは、参照光が球面波であるため、ディスク状のホログラム記録媒体のシフト(数十μmの移動)によって参照光の角度が変化したのと等価になることを利用したものである。
球面参照波を用いたシフト多重記録のディスク状ホログラム記録媒体のシフト量を定める距離、すなわち、互いのホログラムが独立に分離できる距離δsphericalは下記(1)式で与えられる。
In the shift multiplex recording method of the present embodiment, shift multiplex recording is performed by using a spherical wave as reference light, making the hologram recording material into a disk shape, and rotating a disk-shaped hologram recording medium (disk). In this shift multiplex recording method, a plurality of pages of holograms can be recorded in the same area by rotating the disk. When the wavelength of the laser beam, the film thickness of the recording medium, the NA of the objective lens, etc. are set appropriately, the disk is simply rotated so that the recording position moves several tens of μm to record the hologram of the next page. The hologram of the next page can be recorded and reproduced without crosstalk with the already recorded page in substantially the same area. This utilizes the fact that since the reference light is a spherical wave, the angle of the reference light is changed by the shift (movement of several tens of μm) of the disc-shaped hologram recording medium.
The distance that determines the shift amount of the disc-shaped hologram recording medium for shift multiplex recording using the spherical reference wave, that is, the distance δ spherical at which the respective holograms can be separated independently is given by the following equation (1).

Figure 0004218574
Figure 0004218574

ここで、λはレーザ光の波長、z0は球面参照波を生成する対物レンズとホログラム記録媒体の距離、Lはホログラム記録媒体の膜厚、NAは対物レンズの開口数、θsは信号光と参照光との角度である。上記(1)式より、ホログラム記録媒体の厚さLが大きいほど、互いのホログラムが独立に分離できる距離に応じて定まるシフト量δは小さくなり、したがって多重度を増加することができ、記録容量を増大させることができる。 Where λ is the wavelength of the laser beam, z 0 is the distance between the objective lens that generates the spherical reference wave and the hologram recording medium, L is the film thickness of the hologram recording medium, NA is the numerical aperture of the objective lens, and θs is the signal light It is an angle with reference light. From the above equation (1), the greater the thickness L of the hologram recording medium, the smaller the shift amount δ determined in accordance with the distance at which the holograms can be separated independently from each other. Can be increased.

パーソナルコンピュータでは、ホログラム記録媒体を回転させた状態で、ホログラムの各ページが記録開始位置からシフト量δの間隔で記録されるように定められたタイミングで各ページの記録信号を空間光変調素子に供給する。   In the personal computer, with the hologram recording medium rotated, the recording signal of each page is sent to the spatial light modulator at a timing determined so that each page of the hologram is recorded at an interval of the shift amount δ from the recording start position. Supply.

本実施の形態では、通常のデジタルホログラフィックストレージと同様に、信号光をレンズによりフーリエ変換して記録メディアであるホログラム記録媒体に照射する。レンズを用いることにより、比較的強い光強度をホログラム記録媒体面で得ることができる。このとき、フーリエ変換レンズとホログラム記録媒体との距離とレンズの焦点距離とを等しくすると、フーリエ変換ホログラムが記録される。一般的には、記録面上で信号光の0次回折光の強度を抑える目的でレンズのフォーカス位置から記録メディアを若干ずらしてホログラム記録を行う。   In the present embodiment, similarly to normal digital holographic storage, signal light is Fourier transformed by a lens and irradiated to a hologram recording medium that is a recording medium. By using a lens, a relatively strong light intensity can be obtained on the hologram recording medium surface. At this time, if the distance between the Fourier transform lens and the hologram recording medium is equal to the focal length of the lens, a Fourier transform hologram is recorded. In general, hologram recording is performed by slightly shifting the recording medium from the focus position of the lens for the purpose of suppressing the intensity of the 0th-order diffracted light of the signal light on the recording surface.

図3は、デフォーカス位置でのホログラム記録時の様子を模式的に描いた図である。ホログラム記録媒体面上では、信号光はレンズによってある程度集光され、かつ、データページの回折パターンが現れる。この回折パターンは、デジタルデータページのパターン(周期性)に対応しており、デジタルデータページがランダムパターンのときに一番の広がりを持っている。   FIG. 3 is a diagram schematically showing a state of hologram recording at the defocus position. On the hologram recording medium surface, the signal light is collected to some extent by the lens, and the diffraction pattern of the data page appears. This diffraction pattern corresponds to the pattern (periodicity) of the digital data page, and has the largest spread when the digital data page is a random pattern.

一方、参照光は信号光の全ての回折パターンをカバーするように、信号光の回折パターンの照射領域と比較して広い領域に照射される。信号光と参照光の干渉により光が強めあうところでは屈折率あるいは吸収変化が生じ、弱めあうところではこれらの変化が少ない。この現象で各ページのホログラム記録が行われる。   On the other hand, the reference light is irradiated to a wider area than the irradiation area of the signal light diffraction pattern so as to cover all the diffraction patterns of the signal light. Refractive index or absorption changes occur where the light is strengthened due to interference between the signal light and the reference light, and these changes are small where the light is weakened. With this phenomenon, hologram recording of each page is performed.

ステップ102において、書き込み回数を読み込むこと等によってホログラムの2回目の記録処理と判断された場合には、ステップ104において、ホログラムの最初のページの記録開始位置を既に記録されているホログラムの記録開始位置より所定量シフトすると共に、旋光子26を光路から退避させて、上記で説明したようにシフト量δでホログラムの2回目の記録処理を実行する。   If it is determined in step 102 that the recording process of the hologram is the second time, for example, by reading the number of times of writing, in step 104, the recording start position of the hologram that has already been recorded is set as the recording start position of the first page of the hologram. Further, the optical rotator 26 is retracted from the optical path, and the second recording process of the hologram is executed with the shift amount δ as described above.

ホログラムの最初のページの記録開始位置をシフトする量は、各ページを記録する際のシフト量δの1/2が好ましい。ホログラムの最初のページの記録開始位置をシフトした後、シフト量δで上記と同様にしてホログラム記録を行う。これにより、既に記録されているホログラムの各ページの記録位置とは異なる記録位置にホログラム各ページが新たに記録される。   The amount of shifting the recording start position of the first page of the hologram is preferably ½ of the shift amount δ when recording each page. After shifting the recording start position of the first page of the hologram, hologram recording is performed in the same manner as described above with the shift amount δ. Thereby, each hologram page is newly recorded at a recording position different from the recording position of each page of the already recorded hologram.

図5に、ホログラム記録媒体に既に記録されていたホログラムのデータページからの再生時における回折光強度と新たに記録したホログラムのデータページからの再生時における回折光強度との関係を4ページ分示す。新たに記録したホログラムの各データページは、最初のページの記録開始位置がシフト量の1/2だけ予めシフトされているので、ホログラム記録媒体に既に記録されていたホログラムのデータページからの回折光強度が極小となる位置に回折光強度の極大点が位置するように記録される。既に記録されていたホログラムのデータページからの回折光強度が極小となる位置は、このデータベージのブラッグ条件から外れた位置であるので、この極小となる位置にホログラムの各ページを新たに記録することで、記録時及び再生時のクロストークが無くなる。   FIG. 5 shows the relationship between the diffracted light intensity at the time of reproduction from the hologram data page already recorded on the hologram recording medium and the diffracted light intensity at the time of reproduction from the newly recorded hologram data page for four pages. . In each newly recorded hologram data page, the recording start position of the first page is shifted in advance by a half of the shift amount, so that the diffracted light from the hologram data page already recorded on the hologram recording medium. Recording is performed so that the maximum point of the diffracted light intensity is located at a position where the intensity is minimum. Since the position where the diffracted light intensity from the hologram data page that has already been recorded is minimized is a position that is out of the Bragg condition of this data base, each hologram page is newly recorded at this minimal position. This eliminates crosstalk during recording and playback.

また、ホログラムの2回目の記録を行う際には、旋光子26が退避されていることにより、ホログラムの各ページを記録する際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とが平行にされているため、ホログラム記録媒体に既に記録されているホログラムの各ページを記録した際の信号光の偏光状態と、ホログラムの各ページを新たに記録する際の信号光の偏光状態とは異なっている。   Further, when the hologram is recorded for the second time, the optical rotator 26 is retracted, so that the polarization direction of the signal light and the polarization direction of the reference light when recording each page of the hologram are made parallel. Therefore, the polarization state of the signal light when recording each page of the hologram already recorded on the hologram recording medium is different from the polarization state of the signal light when newly recording each page of the hologram .

本実施の形態では、信号光の偏光面を回転させて偏光状態を異ならせる例について説明したが、参照光の偏光面を回転させて偏光状態を異ならせてもよい。この場合には、偏光ビームスプリッタの光反射側に、光路中に挿入可能でかつ光路から退避可能に上記と同様の旋光子を配置する。   In this embodiment, the example in which the polarization plane of the signal light is rotated to change the polarization state has been described, but the polarization plane of the reference light may be rotated to change the polarization state. In this case, an optical rotator similar to the above is disposed on the light reflection side of the polarization beam splitter so as to be inserted into the optical path and retractable from the optical path.

また、上記では、旋光子26を光路中に挿入した状態で最初のホログラムの各ページを記録し、旋光子26を光路中から退避した状態で2回目のホログラムの各ページを記録する例について説明したが、逆に、旋光子26を光路中から退避した状態で最初のホログラムの各ページを記録し、旋光子26を光路中に挿入した状態で2回目のホログラムの各ページを記録するようにしてもよい。   In the above description, an example is described in which each page of the first hologram is recorded with the optical rotator 26 inserted in the optical path, and each page of the second hologram is recorded with the optical rotator 26 retracted from the optical path. However, conversely, each page of the first hologram is recorded with the optical rotator 26 retracted from the optical path, and each page of the second hologram is recorded with the optical rotator 26 inserted in the optical path. May be.

次に、ホログラムの再生処理について説明する。ステップ100でホログラムの再生処理が選択されたと判断された場合には、ステップ110においてシャッタ12を光路中に挿入する。これにより、偏光ビームスプリッタ16を透過したレーザ光がシャッタ12で遮光されるため、参照光のみがホログラムを記録したホログラム記録媒体に照射される。ホログラム記録媒体で回折した再生光は、レンズ38を透過し、検光子44により所定偏光成分の再生光のみが選択して透過され、検出器40に受光された再生光が検出器40により電気信号に変換されてパーソナルコンピュータ42に入力され、パーソナルコンピュータに設けられているディスプレイに表示される。   Next, the hologram reproduction process will be described. If it is determined in step 100 that the hologram reproduction process has been selected, the shutter 12 is inserted into the optical path in step 110. As a result, the laser light transmitted through the polarization beam splitter 16 is shielded by the shutter 12, so that only the reference light is applied to the hologram recording medium on which the hologram is recorded. The reproduction light diffracted by the hologram recording medium is transmitted through the lens 38, only the reproduction light having a predetermined polarization component is selected and transmitted by the analyzer 44, and the reproduction light received by the detector 40 is converted into an electric signal by the detector 40. Is input to the personal computer 42 and displayed on a display provided in the personal computer.

なお、上記では、ホログラム記録媒体を回転させてシフト多重記録する例について説明したが、ホログラム記録媒体を直線状に移動させてシフト多重記録するようにしてもよく、ホログラム記録媒体を回転または直線状に移動する代わりに、信号光及び参照光をホログラム記録媒体上に走査するようにしてもよい。   In the above description, an example in which shift multiplex recording is performed by rotating the hologram recording medium has been described. However, shift multiplex recording may be performed by moving the hologram recording medium in a straight line. Instead of moving to, signal light and reference light may be scanned onto the hologram recording medium.

上記では、シフト多重記録方法を適用した実施の形態について説明したが、角度多重記録方法や波長多重記録方法にも本発明を適用することができる。   In the above description, the embodiment using the shift multiplex recording method has been described. However, the present invention can also be applied to an angle multiplex recording method and a wavelength multiplex recording method.

角度多重記録方法に適用する場合は、最初のホログラム記録時には、図6に示すように、信号光に対する参照光の成す角度を所定角度θずつ変化させながら信号光と参照光とを同時に光記録媒体に照射することにより記録角度を変化させて、信号光の情報を複数ページのホログラムとしてホログラム記録媒体に多重記録する。   When applied to the angle multiplexing recording method, at the time of the first hologram recording, as shown in FIG. 6, the signal recording light and the reference light are simultaneously recorded while changing the angle formed by the reference light with respect to the signal light by a predetermined angle θ. The information of the signal light is multiplexed and recorded on the hologram recording medium as a hologram of a plurality of pages by changing the recording angle by irradiating the light.

記録済みのホログラム記録媒体にホログラムの各ページを新たに記録する場合には、記録開始位置をθ/2シフトした後、信号光に対する参照光の成す角度を所定角度θずつ変化させながら最初の記録時と同様にホログラムの各ページを記録する。これによって、既に記録されているホログラムの各ページの記録角度とは異なる記録角度でホログラムの各ページが新たに記録される。このホログラムの各ページを新たに記録する参照光の角度は、ホログラム記録媒体に記録されているホログラムの各ページからの再生光の光強度が極小となる角度と等しい角度である。また、シフト多重記録方法で説明したように、既に記録されていたホログラムのデータページからの回折光強度が極小となる角度は、このデータベージのブラッグ条件から外れた角度でもある。   When newly recording each page of a hologram on a recorded hologram recording medium, after the recording start position is shifted by θ / 2, the first recording is performed while changing the angle formed by the reference light with respect to the signal light by a predetermined angle θ. Record each page of the hologram in the same way as time. As a result, each page of the hologram is newly recorded at a recording angle different from the recording angle of each page of the already recorded hologram. The angle of the reference light for newly recording each page of this hologram is equal to the angle at which the light intensity of the reproduction light from each page of the hologram recorded on the hologram recording medium is minimized. Further, as described in the shift multiplex recording method, the angle at which the diffracted light intensity from the hologram data page that has already been recorded is minimized is also an angle that deviates from the Bragg condition of this data page.

なお、上記では参照光の角度を変化させて多重記録する例について説明したが、参照光に対する信号光の角度を変化させて多重記録するようにしてもよい。   In the above description, an example in which multiple recording is performed by changing the angle of the reference light has been described. However, multiple recording may be performed by changing the angle of the signal light with respect to the reference light.

また、波長多重記録方法に適用する場合は、最初のホログラム記録時には、信号光と参照光との成す角度を一定にし、信号光と参照光の波長を所定波長Δλずつ変化させながら信号光と参照光とを同時に光記録媒体に照射し、信号光の情報を複数ページのホログラムとしてホログラム記録媒体に多重記録する。   When applied to the wavelength multiplexing recording method, at the time of the first hologram recording, the angle formed by the signal light and the reference light is kept constant, and the signal light and the reference light are changed while changing the wavelength of the signal light and the reference light by a predetermined wavelength Δλ. The optical recording medium is simultaneously irradiated with light, and the information of the signal light is multiplexed and recorded on the hologram recording medium as a hologram of a plurality of pages.

記録済みのホログラム記録媒体にホログラムの各ページを新たに記録する場合には、記録開始の信号光と参照光の波長をΔλ/2シフトした後、信号光と参照光の波長をΔλずつ変化させながら最初の記録時と同様にホログラムの各ページを記録する。これによって、既に記録されているホログラムの各ページを記録した際の信号光と参照光の波長とは異なる波長でホログラムの各ページが新たに記録される。このホログラムの各ページを新たに記録する信号光と参照光の波長は、ホログラム記録媒体に記録されているホログラムの各ページからの再生光の光強度が極小となる波長と等しい波長である。また、シフト多重記録方法で説明したように、既に記録されていたホログラムの各データページからの回折光強度が極小となる波長は、このデータベージのブラッグ条件から外れた波長でもある。   When newly recording each page of a hologram on a recorded hologram recording medium, the wavelength of the signal light and reference light is shifted by Δλ / 2, and then the wavelength of the signal light and reference light is changed by Δλ. However, each page of the hologram is recorded as in the first recording. Thus, each page of the hologram is newly recorded at a wavelength different from the wavelength of the signal light and the reference light when each page of the already recorded hologram is recorded. The wavelengths of the signal light and the reference light for newly recording each page of the hologram are equal to the wavelength at which the light intensity of the reproduction light from each page of the hologram recorded on the hologram recording medium is minimized. Further, as described in the shift multiplex recording method, the wavelength at which the diffracted light intensity from each data page of the already recorded hologram is minimized is also a wavelength that is outside the Bragg condition of this data page.

角度多重記録方法に適用した場合においても波長多重記録方法に適用した場合においても、記録媒体に記録されているホログラムの各ページを記録した際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とが平行のときには、ホログラムの各ページを新たに記録する際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とを直交させ、記録媒体に記録されているホログラムの各ページを記録した際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とが直交しているときには、ホログラムの各ページを新たに記録する際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とを平行にし、記録媒体に既に記録されているホログラムの各ページを記録した際の信号光または参照光の偏光状態と、ホログラムの各ページを新たに記録する際の信号光または参照光の偏光状態とを異ならせるのが好ましい。   Whether applied to the angle multiplex recording method or the wavelength multiplex recording method, the polarization direction of the signal light and the polarization direction of the reference light when each page of the hologram recorded on the recording medium is recorded. When parallel, the polarization direction of the signal light when newly recording each page of the hologram is orthogonal to the polarization direction of the reference light, and the signal light when recording each page of the hologram recorded on the recording medium When the polarization direction and the polarization direction of the reference light are orthogonal, the polarization direction of the signal light and the polarization direction of the reference light when recording each new page of the hologram are made parallel and already recorded on the recording medium. The polarization state of the signal light or reference light when recording each page of the hologram is different from the polarization state of the signal light or reference light when newly recording each page of the hologram Preferred.

本実施の形態のホログラム記録再生装置の概略図である。It is the schematic of the hologram recording / reproducing apparatus of this Embodiment. ホログラム記録媒体の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of a hologram recording medium. 信号光照射領域と参照光照射領域との関係を示す概略図である。It is the schematic which shows the relationship between a signal light irradiation area | region and a reference light irradiation area | region. 本実施の形態のホログラム記録再生処理ルーチンを示す流れ図である。It is a flowchart which shows the hologram recording / reproducing process routine of this Embodiment. 記録されていたホログラムのデータページからの回折光強度と新たに記録したホログラムのデータページからの回折光強度との関係を示す線図である。It is a diagram showing the relationship between the diffracted light intensity from the recorded hologram data page and the diffracted light intensity from the newly recorded hologram data page. ホログラム多重記録方法の一つである角度多重記録方法を説明する図である。It is a figure explaining the angle multiplexing recording method which is one of the hologram multiplexing recording methods. (A)、(B)は、シフト多重記録方法を説明する図である。(A), (B) is a figure explaining the shift multiple recording method.

符号の説明Explanation of symbols

10 レーザ発信器
36 空間光変調素子
10 Laser Transmitter 36 Spatial Light Modulator

Claims (16)

信号光と参照光との成す角度を変化させながら信号光と参照光とを同時に書き換え可能な光記録媒体に照射することにより記録角度を変化させて、該信号光の情報を複数ページのホログラムとして該光記録媒体に多重記録するホログラム記録方式を用いて、複数ページのホログラムが多重記録された記録領域に、上書きによりホログラムを新たに記録するホログラム記録方法であって、
ホログラムを新たに記録するときの記録角度を、上書きされる前記記録領域に多重記録されている複数ページのホログラムからの回折光強度が極小となるように、上書きされるホログラムを記録したときの記録角度とは異なる記録角度として、ホログラム新たに記録するホログラム記録方法。
The recording angle is changed by irradiating the rewritable optical recording medium with the signal light and the reference light simultaneously while changing the angle formed by the signal light and the reference light, and the information of the signal light is converted into a hologram of a plurality of pages. A hologram recording method for newly recording a hologram by overwriting in a recording area in which a plurality of pages of holograms are multiplexed and recorded, using a hologram recording method for performing multiple recording on the optical recording medium ,
Recording when the hologram to be overwritten is recorded so that the intensity of diffracted light from the hologram of a plurality of pages that are multiplexed and recorded in the recording area to be overwritten is minimized at the recording angle when the hologram is newly recorded as different recording angles and angle, a hologram recording method for newly recording a hologram.
信号光と参照光との成す角度を一定にし、信号光及び参照光と光記録媒体との少なくとも一方を相対移動させながら信号光と参照光とを同時に書き換え可能な光記録媒体に照射することにより記録位置を変化させて、該信号光の情報を複数ページのホログラムとして該光記録媒体に多重記録するホログラム記録方式を用いて、複数ページのホログラムが多重記録された記録領域に、上書きによりホログラムを新たに記録するホログラム記録方法であって、
ホログラムを新たに記録するときの記録位置を、上書きされる前記記録領域に多重記録されている複数ページのホログラムからの回折光強度が極小となるように、上書きされるホログラムを記録したときの記録位置とは異なる記録位置として、ホログラムを新たに記録するホログラム記録方法。
By irradiating the rewritable optical recording medium with the signal light and the reference light at the same time while keeping the angle between the signal light and the reference light constant and relatively moving at least one of the signal light and the reference light and the optical recording medium. Using a hologram recording method in which the information of the signal light is multiplexed and recorded on the optical recording medium as a hologram of a plurality of pages by changing the recording position, the hologram is overwritten in the recording area where the holograms of a plurality of pages are multiplexed and recorded. A new hologram recording method for recording,
Recording when a hologram to be overwritten is recorded so that the intensity of diffracted light from the holograms of a plurality of pages that are multiplexed and recorded in the recording area to be overwritten is minimized at the recording position when the hologram is newly recorded. A hologram recording method for newly recording a hologram as a recording position different from the position.
信号光と参照光との成す角度を一定にし、参照光及び信号光の波長を変化させながら信号光と参照光とを同時に書き換え可能な光記録媒体に照射し、該信号光の情報を複数ページのホログラムとして該光記録媒体に多重記録するホログラム記録方式を用いて、複数ページのホログラムが多重記録された記録領域に、上書きによりホログラムを新たに記録するホログラム記録方法であって、
ホログラムを新たに記録するときの参照光及び信号光の波長を、上書きされる前記記録領域に多重記録されている複数ページのホログラムからの回折光強度が極小となるように、上書きされるホログラムを記録したときの参照光及び信号光の波長とは異なる波長として、ホログラム新たに記録するホログラム記録方法。
The angle between the signal light and the reference light is kept constant, the signal light and the reference light are simultaneously rewritable while changing the wavelengths of the reference light and the signal light, and the information of the signal light is displayed on a plurality of pages. A hologram recording method for newly recording a hologram by overwriting in a recording area in which a plurality of holograms are recorded in a multiplexed manner using a hologram recording method of multiplex recording on the optical recording medium as a hologram of
The hologram to be overwritten so that the diffracted light intensity from the holograms of a plurality of pages that are multiplexed and recorded in the recording area to be overwritten is minimized with respect to the wavelengths of the reference light and the signal light when the hologram is newly recorded. A hologram recording method for newly recording a hologram at a wavelength different from the wavelengths of the reference light and signal light at the time of recording.
前記光記録媒体の前記記録領域にホログラムを多重記録した際の信号光または参照光の偏光状態と、前記記録領域に上書きして前記ホログラム新たに記録する際の信号光または参照光の偏光状態とを異ならせた請求項1〜請求項3のいずれか1項記載のホログラム記録方法。 Polarization state of signal light or reference light when multiple holograms are recorded on the recording area of the optical recording medium, and polarization state of signal light or reference light when the hologram is newly recorded by overwriting the recording area The hologram recording method according to any one of claims 1 to 3, wherein: 前記光記録媒体の前記記録領域にホログラムを多重記録した際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とが平行のとき、前記記録領域に上書きして前記ホログラム新たに記録する際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とを直交させ、
前記光記録媒体の前記記録領域にホログラムを多重記録した際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とが直交しているとき、前記記録領域に上書きして前記ホログラム新たに記録する際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とを平行にした請求項4記載のホログラム記録方法。
When the polarization direction of the signal light when the hologram is multiplexed and recorded on the recording area of the optical recording medium and the polarization direction of the reference light are parallel, a signal for overwriting the recording area and newly recording the hologram The polarization direction of the light and the polarization direction of the reference light are orthogonalized,
When the polarization direction of the signal light and the polarization direction of the reference light are orthogonal when the hologram is multiplexed and recorded on the recording area of the optical recording medium, when the hologram is newly recorded by overwriting the recording area 5. The hologram recording method according to claim 4 , wherein the polarization direction of the signal light and the polarization direction of the reference light are made parallel to each other.
前記光記録媒体がフォトリフラクティブ材料を有する請求項1〜請求項5のいずれか1項記載のホログラム記録方法。 The hologram recording method according to claim 1, wherein the optical recording medium includes a photorefractive material. 前記光記録媒体がフォトクロミック材料を有する請求項1〜請求項5のいずれか1項記載のホログラム記録方法。 The hologram recording method according to claim 1, wherein the optical recording medium includes a photochromic material. 前記光記録媒体が偏光感応材料を有する請求項1〜請求項5のいずれか1項記載のホログラム記録方法。 The hologram recording method according to claim 1, wherein the optical recording medium has a polarization sensitive material. 前記光記録媒体がポリエステル群から選ばれた少なくとも一種の重合体を有する請求項1〜請求項8のいずれか1項記載のホログラム記録方法。 The hologram recording method according to claim 1, wherein the optical recording medium has at least one polymer selected from a polyester group. 前記重合体が側鎖にアゾベンゼン骨格を有する請求項9記載のホログラム記録方法。 The hologram recording method according to claim 9, wherein the polymer has an azobenzene skeleton in a side chain. コヒーレント光を照射する光源と、
光記録媒体を回転または移動させるステージと、
前記コヒーレント光を参照光用の光と信号光用の光に分離した後、参照光と信号光とが同時に書き換え可能な光記録媒体に照射されると共に、参照光と信号光とが成す角度が変化するように分離された光の光路を変更する光分離光路変更手段と、
前記信号光用の光の光路中に配置され、供給された各ページ毎の記録信号に応じて前記信号光用の光を変調し、ホログラムの各ページを記録するための信号光を生成する空間光変調素子と、
最初のホログラムを記録する場合には、信号光と参照光との成す角度を変化させながら信号光と参照光とを同時に書き換え可能な光記録媒体に照射することにより記録角度を変化させて、該信号光の情報を複数ページのホログラムとして該光記録媒体に多重記録するように、各ページ毎の記録信号を前記空間光変調素子に供給して、前記光源、前記ステージ、及び前記光分離光路変更手段を制御すると共に、
複数ページのホログラムが多重記録された記録領域に、上書きによりホログラムを新たに記録する場合には、ホログラムを新たに記録するときの記録角度を、上書きされる前記記録領域に多重記録されている複数ページのホログラムからの回折光強度が極小となるように、上書きされるホログラムを記録したときの記録角度とは異なる記録角度として、ホログラム新たに記録するように、各ページ毎の記録信号を前記空間光変調素子に供給して、前記光源、前記ステージ、及び前記光分離光路変更手段を制御する制御手段と、
を含むホログラム記録装置。
A light source that emits coherent light;
A stage for rotating or moving the optical recording medium;
After separating the coherent light into light for reference light and light for signal light, the reference light and the signal light are simultaneously irradiated to the rewritable optical recording medium , and the angle formed by the reference light and the signal light is Light separation optical path changing means for changing the optical path of the light separated so as to change;
A space that is arranged in the optical path of the signal light and modulates the signal light according to the supplied recording signal for each page and generates signal light for recording each page of the hologram A light modulation element;
When recording the first hologram, the recording angle is changed by irradiating the rewritable optical recording medium simultaneously with the signal light and the reference light while changing the angle formed by the signal light and the reference light. A recording signal for each page is supplied to the spatial light modulator so that signal light information is multiplexed and recorded on the optical recording medium as a hologram of a plurality of pages, and the light source, the stage, and the light separation optical path change While controlling the means,
In the case of newly recording a hologram by overwriting in a recording area in which a plurality of pages of holograms are multiplexed and recorded, the recording angle at which the hologram is newly recorded is recorded in the recording area that is overwritten in the overwritten recording area. intensity of diffracted light from the hologram of the page so that a local minimum, said as different recording angles the recording angle when recording the hologram is overwritten, so as to newly record a hologram, a recording signal for each page Control means for supplying a spatial light modulation element to control the light source, the stage, and the light separation optical path changing means;
Hologram recording apparatus comprising:
コヒーレント光を照射する光源と、
光記録媒体を回転または移動させるステージと、
前記コヒーレント光を参照光用の光と信号光用の光に分離した後、参照光と信号光とが同時に書き換え可能な光記録媒体に照射されると共に、参照光と信号光とが成す角度が一定となるように分離された光の光路を変更する光分離光路変更手段と、
前記信号光用の光の光路中に配置され、供給された各ページ毎の記録信号に応じて前記信号光用の光を変調し、ホログラムの各ページを記録するための信号光を生成する空間光変調素子と、
最初のホログラムを記録する場合には、信号光と参照光との成す角度を一定にし、信号光及び参照光に対して光記録媒体を回転又は移動させながら信号光と参照光とを同時に書き換え可能な光記録媒体に照射することにより記録位置を変化させて、該信号光の情報を複数ページのホログラムとして該光記録媒体に多重記録するように、各ページ毎の記録信号を前記空間光変調素子に供給して、前記光源、前記ステージ、及び前記光分離光路変更手段を制御すると共に、
複数ページのホログラムが多重記録された記録領域に、上書きによりホログラムを新たに記録する場合には、ホログラムを新たに記録するときの記録位置を、上書きされる前記記録領域に多重記録されている複数ページのホログラムからの回折光強度が極小となるように、上書きされるホログラムを記録したときの記録位置とは異なる記録位置として、ホログラム新たに記録するように、各ページ毎の記録信号を前記空間光変調素子に供給して、前記光源、前記ステージ、及び前記光分離光路変更手段を制御する制御手段と、
を含むホログラム記録装置。
A light source that emits coherent light;
A stage for rotating or moving the optical recording medium;
After separating the coherent light into light for reference light and light for signal light, the reference light and the signal light are simultaneously irradiated to the rewritable optical recording medium , and the angle formed by the reference light and the signal light is Light separation optical path changing means for changing the optical path of the light separated so as to be constant ;
A space that is arranged in the optical path of the signal light and modulates the signal light according to the supplied recording signal for each page and generates signal light for recording each page of the hologram A light modulation element;
When recording the first hologram , the signal light and the reference light can be rewritten simultaneously while the angle formed by the signal light and the reference light is kept constant and the optical recording medium is rotated or moved with respect to the signal light and the reference light. A recording signal for each page is recorded on the optical recording medium so that the recording position is changed by irradiating the optical recording medium, and the information of the signal light is multiplexed and recorded on the optical recording medium as a hologram of a plurality of pages. And controlling the light source, the stage, and the light separation optical path changing means,
In the case where a new hologram is recorded by overwriting in a recording area in which a plurality of pages of holograms are recorded in a multiplexed manner, the recording positions for newly recording the holograms are recorded in a multiplexed manner in the recording area to be overwritten. The recording signal for each page is recorded so that the hologram is newly recorded as a recording position different from the recording position when the overwritten hologram is recorded so that the diffracted light intensity from the hologram of the page is minimized. Control means for supplying a spatial light modulation element to control the light source, the stage, and the light separation optical path changing means;
Hologram recording apparatus comprising:
コヒーレント光の波長を所定波長ずつ変化させて照射可能に構成された光源と、
光記録媒体を回転または移動させるステージと、
前記コヒーレント光を参照光用の光と信号光用の光に分離した後、参照光と信号光とが同時に書き換え可能な光記録媒体に照射されると共に、参照光と信号光とが成す角度が一定となるように分離された光の光路を変更する光分離光路変更手段と、
前記信号光用の光の光路中に配置され、供給された各ページ毎の記録信号に応じて前記信号光用の光を変調し、ホログラムの各ページを記録するための信号光を生成する空間光変調素子と、
最初のホログラムを記録する場合には、信号光と参照光との成す角度を一定にし、参照光及び信号光の波長を変化させながら信号光と参照光とを同時に書き換え可能な光記録媒体に照射し、該信号光の情報を複数ページのホログラムとして該光記録媒体に多重記録するように、各ページ毎の記録信号を前記空間光変調素子に供給して、前記光源、前記ステージ、及び前記光分離光路変更手段を制御すると共に、
複数ページのホログラムが多重記録された記録領域に、上書きによりホログラムを新たに記録する場合には、ホログラムを新たに記録するときの参照光及び信号光の波長を、上書きされる前記記録領域に多重記録されている複数ページのホログラムからの回折光強度が極小となるように、上書きされるホログラムを記録したときの参照光及び信号光の波長とは異なる波長として、ホログラムを新たに記録するように、各ページ毎の記録信号を前記空間光変調素子に供給して、前記光源、前記ステージ、及び前記光分離光路変更手段を制御する制御手段と、
を含むホログラム記録装置。
A light source configured to irradiate by changing the wavelength of the coherent light by a predetermined wavelength;
A stage for rotating or moving the optical recording medium;
After separating the coherent light into light for reference light and light for signal light, the reference light and the signal light are simultaneously irradiated to the rewritable optical recording medium , and the angle formed by the reference light and the signal light is Light separation optical path changing means for changing the optical path of the light separated so as to be constant ;
A space that is arranged in the optical path of the signal light and modulates the signal light according to the supplied recording signal for each page and generates signal light for recording each page of the hologram A light modulation element;
When recording the first hologram, the angle between the signal light and the reference light is kept constant, and the signal recording light and the reference light are simultaneously rewritten while changing the wavelengths of the reference light and the signal light. And supplying a recording signal for each page to the spatial light modulator so that the information of the signal light is multiplexed and recorded on the optical recording medium as a hologram of a plurality of pages , and the light source, the stage, and the light While controlling the separation optical path changing means,
When a new hologram is recorded by overwriting in a recording area in which multiple pages of holograms are recorded in a multiplexed manner, the wavelengths of the reference light and the signal light for newly recording the hologram are multiplexed in the overwritten recording area. as intensity of diffracted light from the hologram of a plurality of pages being recorded is minimized, as the wavelength different from the wavelength of the reference light and the signal light when recording a hologram to be overwritten, so as to newly record a hologram A control means for supplying a recording signal for each page to the spatial light modulator to control the light source, the stage, and the light separation optical path changing means;
Hologram recording apparatus comprising:
前記光記録媒体に記録されたホログラムの各ページからの回折光の所定偏光方向の成分を透過させる検光子と、
前記検光子を透過した透過光の強度を検出する検出器と、
を更に備えた請求項11〜請求項13のいずれか1項記載のホログラム記録装置。
An analyzer that transmits a component in a predetermined polarization direction of diffracted light from each page of a hologram recorded on the optical recording medium;
A detector for detecting the intensity of transmitted light that has passed through the analyzer;
The hologram recording apparatus according to claim 11 , further comprising:
前記信号光用の光の光路中に信号光の偏光面を回転させる旋光子が更に配置され、
前記光記録媒体の前記記録領域にホログラムを多重記録した際の信号光または参照光の偏光状態と、前記記録領域に上書きして前記ホログラムを新たに記録する際の信号光または参照光の偏光状態とを異ならせた請求項11〜請求項14のいずれか1項記載のホログラム記録装置。
An optical rotator for rotating the polarization plane of the signal light is further arranged in the optical path of the signal light,
Polarization state of signal light or reference light when multiple holograms are recorded on the recording area of the optical recording medium, and polarization state of signal light or reference light when the hologram is newly recorded by overwriting the recording area The hologram recording device according to claim 11 , wherein the hologram recording device is different from the hologram recording device.
前記光記録媒体の前記記録領域にホログラムを多重記録した際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とが平行のとき、前記記録領域に上書きして前記ホログラム新たに記録する際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とを直交させ、
前記光記録媒体の前記記録領域にホログラムを多重記録した際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とが直交しているとき、前記記録領域に上書きして前記ホログラム新たに記録する際の信号光の偏光方向と参照光の偏光方向とを平行にした請求項15記載のホログラム記録装置。
When the polarization direction of the signal light when the hologram is multiplexed and recorded on the recording area of the optical recording medium and the polarization direction of the reference light are parallel, a signal for overwriting the recording area and newly recording the hologram The polarization direction of the light and the polarization direction of the reference light are orthogonalized,
When the polarization direction of the signal light and the polarization direction of the reference light are orthogonal when the hologram is multiplexed and recorded on the recording area of the optical recording medium, when the hologram is newly recorded by overwriting the recording area The hologram recording apparatus according to claim 15 , wherein the polarization direction of the signal light is parallel to the polarization direction of the reference light.
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