JP4332390B2 - Holographic playback device - Google Patents
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この発明は、物体光と参照光とをホログラフィック記録媒体に照射して干渉縞を記録するためのホログラフィック記録再生方法、ホログラフィック再生装置及びホログラフィック記録再生装置に関する。 The present invention relates to a holographic recording / reproducing method, a holographic reproducing apparatus, and a holographic recording / reproducing apparatus for recording interference fringes by irradiating a holographic recording medium with object light and reference light.
従来のこの種ホログラフィック記録再生方法あるいはホログラフィック記録再生装置は、記録と再生を同一のレーザ光源からのレーザ光によりなされている。又、波長多重記録の場合は、ホログラム単位で、同一光源・同一特性のレーザ光により記録再生している。 In this conventional holographic recording / reproducing method or holographic recording / reproducing apparatus, recording and reproduction are performed by laser light from the same laser light source. In the case of wavelength multiplex recording, recording and reproduction are performed in units of holograms with the same light source and laser light having the same characteristics.
上記のように、従来のホログラフィック記録再生方法では、記録と再生において同一のレーザ光源を用いているが、このレーザ光源として、固体レーザやガスレーザを用いた場合、記録時におけるレーザ光のコヒーレンシー(coheremcy)とレーザパワーの点で良好な特性が得られるが、大型且つ高価であり、又、記録再生装置が量産向きでないという問題点がある。 As described above, in the conventional holographic recording / reproducing method, the same laser light source is used for recording and reproducing. However, when a solid laser or gas laser is used as the laser light source, the coherency of the laser beam during recording ( Coheremcy) and good laser power can be obtained, but there are problems in that it is large and expensive, and the recording / reproducing apparatus is not suitable for mass production.
又、レーザ光源としてレーザダイオードを用いた場合は、小型且つ安価であり、記録再生装置が量産向きではあるが、記録時のレーザ光のコヒーレンシーとパワーの点で性能が劣るという問題点がある。 Further, when a laser diode is used as a laser light source, it is small and inexpensive, and a recording / reproducing apparatus is suitable for mass production, but there is a problem that performance is inferior in terms of coherency and power of laser light during recording.
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、ホログラフィック記録の再生時に、十分なコヒーレンシーとパワーを保持しつつ、レーザダイオードのレーザ光によって再生像を得ることができるようにしたホログラフィック再生装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is capable of obtaining a reproduced image by laser light from a laser diode while maintaining sufficient coherency and power during reproduction of holographic recording . an object of the present invention is to provide an e b graphics playback equipment.
本発明者は、鋭意研究の結果、レーザダイオードをマルチモード発振させて、再生用レーザ光の一部の波長を、記録時のレーザ光と一致させるようにして、記録再生時に十分なコヒーレンシーとパワーを得ることができることが分かった。 As a result of diligent research, the present inventor has made the laser diode multimode oscillation so that the wavelength of a part of the laser beam for reproduction coincides with the laser beam at the time of recording. It turns out that can be obtained.
即ち、以下の本発明により上記課題を解決することができる。 That is, the following problems can be solved by the present invention described below.
(1)固体レーザ、ガスレーザ、面発光レーザ、シングルモード発振のレーザダイオードのいずれかからのレーザ光を物体光及び参照光に分岐し、物体光を、振幅空間光変調器により、記録すべき情報に応じて変調し、参照光と共にホログラフィック記録媒体に照射して干渉縞を記録し、記録の再生時には、再生用レーザダイオードから出射される再生用レーザ光の縦モード波形をマルチモード化し、その発振波長の一つが、前記記録時のレーザ光の波長と略一致するように、前記再生用レーザ光波長の、前記記録時のレーザ光波長からの偏差に応じて制御することを特徴とするホログラフィック記録再生方法。 (1) Information to be recorded by branching laser light from any one of a solid-state laser, a gas laser, a surface emitting laser, and a single-mode oscillation laser diode into object light and reference light, and using an amplitude spatial light modulator The holographic recording medium is irradiated with the reference light to record interference fringes, and when reproducing the recording, the longitudinal mode waveform of the reproducing laser beam emitted from the reproducing laser diode is converted into a multimode, The hologram is controlled according to a deviation of the laser beam wavelength for reproduction from the laser beam wavelength at the time of recording so that one of the oscillation wavelengths substantially coincides with the wavelength of the laser beam at the time of recording. Graphic recording and playback method.
(2)高周波重畳法により、前記再生用レーザダイオードによる再生用レーザ光の発振過渡特性を利用して、その縦モード波形をマルチモード化することを特徴とする(1)のホログラフィック記録再生方法。 (2) The holographic recording / reproducing method according to (1), wherein the longitudinal mode waveform is converted into a multimode by using the oscillation transient characteristic of the reproducing laser beam by the reproducing laser diode by a high frequency superimposing method. .
(3)前記記録時はシングルモード発振のレーザダイオードを用い、このレーザダイオードをマルチモード発振させて再生用レーザダイオードとして用いることを特徴とする(2)のホログラフィック記録再生方法。 (3) The holographic recording / reproducing method according to (2), wherein a single-mode oscillation laser diode is used for the recording, and the laser diode is used as a reproducing laser diode by multi-mode oscillation.
(4)前記干渉縞の記録時は、前記参照光を、位相空間光変調器における一部のピクセルを変調ピクセルとしてその位相を変調させることにより空間変調し、記録されるデータページのアドレスとなる位相分布を与えて、位相コード多重記録とし、記録再生時には、前記再生用レーザ光を、再生用位相空間光変調器により記録時と同じ位相パターンとなるように空間変調して、前記ホログラフィック記録媒体を照射し、発生した回折光量を検出し、この検出光量が最大となるように、前記再生用位相空間光変調器における変調ピクセルの単位を変化させることを特徴とする(2)又は(3)のホログラフィック記録再生方法。 (4) At the time of recording the interference fringes, the reference light is spatially modulated by modulating the phase of some of the pixels in the phase spatial light modulator as modulation pixels, and becomes the address of the data page to be recorded. A phase distribution is provided to obtain phase code multiplex recording. During recording and reproduction, the reproduction laser beam is spatially modulated by the reproduction phase spatial light modulator so as to have the same phase pattern as that during recording, and the holographic recording is performed. (2) or (3) characterized in that the unit of the modulation pixel in the reproduction phase spatial light modulator is changed so that the medium is irradiated, the generated diffracted light quantity is detected, and the detected light quantity is maximized. ) Holographic recording and playback method.
(5)記録すべき情報に応じて振幅空間光変調器により変調された物体光と、位相空間光変調器により記録されるデータページのアドレスとなる位相分布を与えられた参照光との干渉縞が記録されたホログラフィック記録媒体に、前記参照光と同一波長の再生用レーザ光を照射して、発生した回折光により前記情報を再生させるホログラフィック再生装置であって、前記参照光の波長を含む波長帯域の再生用レーザ光を出射するレーザダイオードと、このレーザダイオードの出射する再生用レーザ光の縦モード波形をマルチモード化するスペクトル制御装置と、前記ホログラフィック記録媒体を透過した再生用レーザ光の光量を検出する光検出器と、を有してなり、前記スペクトル制御装置は、前記光検出器により検出された透過光の光量が最小となるように、前記再生用レーザ光の縦モード波形を制御するようにされたことを特徴とするホログラフィック再生装置。 (5) Interference fringes between the object light modulated by the amplitude spatial light modulator according to the information to be recorded and the reference light provided with the phase distribution serving as the address of the data page recorded by the phase spatial light modulator Is a holographic recording device that reproduces the information by the generated diffracted light by irradiating a reproducing laser beam having the same wavelength as that of the reference light onto a holographic recording medium on which is recorded, A laser diode that emits a reproduction laser beam in a wavelength band including the spectrum, a spectrum control device that converts a longitudinal mode waveform of the reproduction laser beam emitted from the laser diode into a multimode, and a reproduction laser that passes through the holographic recording medium A light detector for detecting the amount of light, and the spectrum control device is configured to detect the amount of transmitted light detected by the light detector. As a small, holographic reproducing apparatus characterized in that it is adapted to control the longitudinal-mode waveform of the reproduction laser beam.
(6)前記スペクトル制御装置は、前記レーザダイオードによる再生用レーザ光の発振過渡特性を利用して、その縦モード波形をマルチモード化する高周波重畳回路であることを特徴とする(5)のホログラフィック再生装置。 (6) The spectrum control device is a high-frequency superimposing circuit that multiplies the longitudinal mode waveform by using the oscillation transient characteristic of the laser beam for reproduction by the laser diode. Graphic playback device.
(7)前記再生用レーザ光を、記録時の参照光と同じ位相パターンとなるように空間変調する再生用位相空間光変調器が設けられ、前記スペクトル制御装置は、前記回折光量が最大となるように、前記再生用位相空間光変調器における変調ピクセルの単位を変化させるようにされたピクセル制御装置であることを特徴とする(5)のホログラフィック再生装置。 (7) A reproduction phase spatial light modulator that spatially modulates the reproduction laser beam so as to have the same phase pattern as the reference light at the time of recording is provided, and the spectrum control device maximizes the amount of diffracted light. As described above, the holographic reproducing device according to (5), wherein the holographic reproducing device is a pixel control device configured to change a unit of a modulation pixel in the reproduction phase spatial light modulator.
(8)固体レーザ、ガスレーザ、面発光レーザ、シングルモード発振のレーザダイオードのいずれかからなる記録用レーザ光源と、この記録用レーザ光源からのレーザ光を分岐した物体光及び参照光をホログラフィック記録媒体に導く物体光学系及び参照光学系と、前記物体光学系に設けられ、物体光を、記録すべき情報に応じて変調する振幅空間光変調器と、前記参照光学系に配置され、参照光に記録されるデータページのアドレスとなる位相分布を与える位相空間光変調器と、前記物体光と参照光との干渉縞が記録されたホログラフィック記録媒体に、前記参照光学系を介して、前記参照光と同一波長の再生用レーザ光を照射して、発生した回折光により記録を再生させるホログラフィック記録再生装置であって、前記参照光の波長を含む波長帯域の再生用レーザ光を出射する再生用レーザダイオードと、この再生用レーザダイオードの出射する再生用レーザ光の縦モード波形をマルチモード化するスペクトル制御装置と、前記ホログラフィック記録媒体を透過した再生用レーザ光の照射に基づき前記干渉縞により発生した透過光の光量を検出する光検出器と、を有してなり、前記スペクトル制御装置は、前記光検出器により検出された回折光の光量が最小となるように、前記再生用レーザ光の縦モード波形を制御するようにされたことを特徴とするホログラフィック記録再生装置。 (8) Recording laser light source comprising any one of a solid-state laser, gas laser, surface emitting laser, and single mode oscillation laser diode, and holographic recording of object light and reference light branched from the laser light from the recording laser light source An object optical system and a reference optical system that lead to a medium; an amplitude spatial light modulator that is provided in the object optical system and modulates object light according to information to be recorded; and a reference light that is disposed in the reference optical system. A phase spatial light modulator that provides a phase distribution serving as an address of a data page recorded on the holographic recording medium on which interference fringes between the object light and the reference light are recorded, via the reference optical system, A holographic recording / reproducing apparatus that irradiates a reproducing laser beam having the same wavelength as that of a reference light and reproduces the recording by the generated diffracted light, and includes the wavelength of the reference light A reproduction laser diode that emits a reproduction laser beam in a wavelength band, a spectrum control device that converts the longitudinal mode waveform of the reproduction laser beam emitted from the reproduction laser diode into a multimode, and the holographic recording medium transmitted A light detector for detecting the amount of transmitted light generated by the interference fringes based on the irradiation of the reproduction laser beam, and the spectrum control device includes a light amount of diffracted light detected by the light detector. A holographic recording / reproducing apparatus, wherein a longitudinal mode waveform of the reproducing laser beam is controlled so as to be minimized.
(9)前記スペクトル制御装置は、前記再生用レーザダイオードによる再生用レーザ光の発振過渡特性を利用して、その縦モード波形をマルチモード化する高周波重畳回路であることを特徴とする(8)のホログラフィック記録再生装置。 (9) The spectrum control device is a high-frequency superimposing circuit that multiplies the longitudinal mode waveform by using the oscillation transient characteristic of the reproducing laser beam by the reproducing laser diode (8). Holographic recording and playback device.
(10)前記位相空間光変調器は前記再生用レーザ光を、記録時の参照光と同じ位相パターンとなるように空間変調するようにされ、前記スペクトル制御装置は、前記回折光量が最大となるように、前記位相空間光変調器における変調ピクセルの単位を変化させるようにされたピクセル制御装置であることを特徴とする(8)のホログラフィック記録再生装置。 (10) The phase spatial light modulator spatially modulates the reproduction laser light so as to have the same phase pattern as the reference light at the time of recording, and the spectrum control device maximizes the amount of diffracted light. As described above, the holographic recording / reproducing apparatus according to (8), wherein the holographic recording / reproducing apparatus is a pixel control apparatus configured to change a unit of a modulation pixel in the phase spatial light modulator.
(11)前記記録用レーザ光源は、シングルモード発振のレーザダイオードとされ、前記再生用レーザダイオードは前記記録レーザ光源が兼ね、且つ、これをマルチモード発振させて再生用レーザ光を出射させるようにしたことを特徴とする(8)、(9)又は(10)のホログラフィック記録再生装置。 (11) The recording laser light source is a single-mode oscillation laser diode, and the reproduction laser diode is also used as the recording laser light source, and is oscillated in a multi-mode to emit reproduction laser light. The holographic recording / reproducing apparatus according to (8), (9) or (10), wherein
ホログラフィック記録の際に、固体レーザ、ガスレーザ、面発光レーザ、シングルモード発振のレーザダイオードのいずれかのレーザ光を用いて記録し、記録再生時には、再生用レーザダイオードから出射される再生用レーザ光の縦モード波形をマルチモード化し、その発振波長の1つが記録時のレーザ光の波長と略一致するように、再生用レーザ光波長を、高周波重畳法により制御して上記目的を達成する。 During holographic recording, recording is performed using any one of a solid-state laser, a gas laser, a surface emitting laser, and a laser diode of single mode oscillation, and at the time of recording / reproducing, a reproducing laser beam emitted from the reproducing laser diode The above-mentioned object is achieved by controlling the wavelength of the reproduction laser beam by the high frequency superposition method so that one of the oscillation wavelengths substantially coincides with the wavelength of the laser beam at the time of recording.
以下、図1〜図3を参照して、本発明の実施例1について説明する。 The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1は、本発明のホログラフィック記録再生方法において、ホログラフィック記録媒体12にホログラフィック記録するための記録光学系10を示す。この記録光学系10は、固体レーザ、ガスレーザ、面発光レーザのいずれかからなる記録用レーザ光源14と、この記録用レーザ光源14から出射されたレーザ光を分岐した一部を参照光として前記ホログラフィック記録媒体12に導くための参照光学系16と、分岐されたレーザ光の残りを物体光として前記ホログラフィック記録媒体12に導くための物体光学系18とを備えて構成されている。
FIG. 1 shows a recording optical system 10 for holographic recording on a
前記記録用レーザ光源14からのレーザ光は、偏光ビームスプリッタ20により例えばs偏光成分が反射されて、参照光として前記参照光学系16に入射し、又p偏光成分が偏光ビームスプリッタ20を透過して、物体光として前記物体光学系18に入射するようにされている。
The laser light from the recording
前記参照光学系16には、前記偏光ビームスプリッタ20側から、1/2波長板22、位相空間光変調器24、フーリエレンズ26がこの順で配置されている。
In the reference
又、前記物体光学系18には、偏光ビームスプリッタ20側から、振幅空間光変調器28とフーリエレンズ30とがこの順で配置されている。
In the object
又、ホログラフィック記録媒体12に照射された物体光と参照光とにより生じた回折光は、逆フーリエレンズ32を通ってCCD34に導かれ、記録状態をモニタできるようにされている。
The diffracted light generated by the object light and the reference light irradiated on the
前記物体光学系18における前記振幅空間光変調器28は、記録すべき情報(データ)に応じてピクセル毎に振幅が変調され、又は変調されないようにされている。
The amplitude
ここで、一般的には、記録されるデータページのONピクセル比率(全ピクセルに対するONピクセル、即ちレーザ光を通過させるピクセルの比率)が全てのページで一定になるように符号化されている。 Here, in general, encoding is performed so that the ON pixel ratio of the recorded data page (the ratio of ON pixels to all pixels, that is, the ratio of pixels that allow laser light to pass) is constant for all pages.
又、前記参照光学系16における位相空間光変調器24は、一部のピクセルを変調ピクセルとしてその位相を変調させることにより、参照光を空間変調し、ホログラフィック記録媒体12に記録されるデータページのアドレスとなる位相分布を与えるものであり、これによって、位相コード多重記録となるようにされている。
The phase
例えば、図2(A)、(B)、(C)に示されるように、該位相空間光変調器24の各ピクセルに位相差を与えることによって、ホログラフィック記録媒体12に記録されたホログラムにアドレスを割り振るものである。
For example, as shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C, by applying a phase difference to each pixel of the phase
図2(A)〜(C)において、斜線で示されるピクセルと白抜きで示されたピクセルとでは、それぞれのピクセルを通過したレーザ光の間に、π即ち1/2波長分の位相差が与えられることを示している。 2A to 2C, between the pixels indicated by diagonal lines and the pixels indicated by white lines, there is a phase difference of π, that is, ½ wavelength, between the laser beams that have passed through the respective pixels. It shows that it is given.
ここで、位相空間光変調器24は、通過するレーザ光の位相にのみ空間分布を与えるもので、その振幅は変化させない。従って、レーザ光全体としてのエネルギー損失が発生しない。
Here, the phase
次に、前記記録光学系10によってホログラフィック記録されたホログラフィック記録媒体12の記録を再生するためのホログラフィック再生装置40を図3を参照して説明する。
Next, a holographic reproducing device 40 for reproducing the recording of the
このホログラフィック再生装置40は、レーザダイオード42と、このレーザダイオード42から出射されたレーザ光を位相変調する再生用位相空間光変調器44と、フーリエレンズ46と、を備えている。
The holographic reproducing device 40 includes a
又、前記フーリエレンズ46を通ったレーザ光が、前記ホログラフィック記録媒体12に照射されて発生した回折光を受光するCCD48と、このCCD48とホログラフィック記録媒体12との間に配置された逆フーリエレンズ50と、前記ホログラフィック記録媒体12を透過したレーザ光の光量を検出するための光検出器52と、この光検出器52の出力に基づいて、該出力が最小となるように、前記レーザダイオード42を制御するためのスペクトル制御装置54とを備えている。
Further, a
前記スペクトル制御装置54は、前記レーザダイオード42の出射する再生用レーザ光の縦モード波形をマルチモード化するものであって、図4に示されるように、高周波重畳回路56を含んで構成されている。
The
この高周波重畳回路56は、前記レーザダイオード42を含み、その信号発生器として、発振回路58と、インピーダンス整合回路60を有して構成されている。
The high-frequency superimposing circuit 56 includes the
前記インピーダンス整合回路60は、発振回路58の出力インピーダンスをレーザダイオード42のインピーダンスに変換するためのものであり、発振回路58の出力を効率良くレーザダイオード42に伝達すると共に、レーザダイオード42に接続されるAPC回路62から出力される直流電流をカットするようにされている。
The impedance matching
前記高周波重畳回路56は、レーザ光の過渡特性を利用して、縦モード波形をマルチモード化するものである。 The high-frequency superimposing circuit 56 converts the longitudinal mode waveform into a multimode by using the transient characteristics of the laser beam.
更に詳細には、レーザダイオード42の光出力のON時間が信号発生器(発振回路58とインピーダンス整合回路60)の周波数が高いほど短く、又ON時間が短いほどレーザダイオード42における縦モード数が多いことから、マルチモードの状態を連続させるために、信号発生器の周波数を数百MHzにしてレーザダイオード42の光出力をON、OFFさせるものである。
More specifically, the ON time of the optical output of the
この実施例1においては、ホログラフィック記録媒体12に記録用レーザ光源14からのレーザ光によってホログラフィック記録をする場合、該レーザ光の波長とレーザ出力の関係は、図5(A)に示されるように、ほとんどスペクトル線幅の無い状態で、波長λwレーザ光が出射される。
In the first embodiment, when holographic recording is performed on the
又、記録用レーザ光源14のために、レーザダイオードを用いる場合は、図5(B)に示されるように、スペクトル線幅の狭い単一モードで発振させる。このためには、例えば閾値電流より十分に大きな電流を印加したり、あるいは、分布帰還型レーザ、ブラッグ反射型レーザ、面発光レーザ等を用いるとよい。
Further, when a laser diode is used for the recording
ホログラフィック記録媒体12に記録されたデータ等を再生する場合は、図3に示されるホログラフィック再生装置40を用いるが、ここでは、レーザダイオード42からの再生用レーザ光をホログラフィック記録媒体12に照射して得られた回折光は、逆フーリエレンズ50を介してCCD48に入射される。又、ホログラフィック記録媒体12を透過したレーザ光は、光検出器52に入射し、その光強度が検出される。
When reproducing the data recorded on the
前記スペクトル制御装置54は、この光検出器52からの出力に基づいて、該出力が最小となるように、レーザダイオード42を制御する。具体的には、高周波重畳回路56を用いて、レーザダイオード42のON時間を増減させる。レーザダイオード42の縦モード波形は、ON時間が長いほどそのモード数が減少するが、各縦モード波形の波長も変化する。
The
従って、ON時間を制御することによって、図5(C)に示されるように、縦モード波形の1つの波長が、前記記録用レーザ光源14のレーザ光の波長と一致するとき、ホログラフィック記録媒体12における回折効率が最大となる。
Therefore, by controlling the ON time, as shown in FIG. 5C, when one wavelength of the longitudinal mode waveform matches the wavelength of the laser beam of the recording
次に、図6を参照して、本発明の実施例2に係るホログラフィック再生装置70について説明する。 Next, with reference to FIG. 6, a holographic reproducing device 70 according to Embodiment 2 of the present invention will be described.
このホログラフィック再生装置70は、前記ホログラフィック再生装置40に対して、スペクトル制御装置54と異なる第2スペクトル制御装置72を設けたものである。
The holographic reproduction device 70 is provided with a second
他の構成は、前記ホログラフィック再生装置40と同一であるので、同一部分に同一符号を付することにより説明を省略するものとする。 Since other configurations are the same as those of the holographic reproducing device 40, the same parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
この実施例2における第2スペクトル制御装置72は、レーザダイオード42から出射された再生用レーザ光を、記録時の参照光と同じ位相パターンとなるように空間変調する再生用位相空間光変調器44における、変調ピクセルの単位を変化させるピクセル制御装置から構成されている。
The second
更に詳細には、CCD48に受光された、ホログラフィック記録媒体12からの回折光量が最大となるように、前記再生用位相空間光変調器44における変調ピクセルの単位を変化させるようにしたものである。
More specifically, the unit of the modulation pixel in the reproduction phase spatial
これを、図2に戻って説明すると、例えば、図2(B)に示される位相コードを用いて、波長λのレーザ光によって記録光学系10によりホログラフィック記録媒体12に干渉縞が記録された場合を考える。
Referring back to FIG. 2, for example, using the phase code shown in FIG. 2B, interference fringes are recorded on the
なお、位相コードの変調ピクセル単位は、必ずしも位相空間光変調器24の単位ピクセル(図2において最小の正方形)である必要はなく、図2(A)、(B)、(C)においてはそれぞれ5×5、6×6、7×7ピクセルが変調ピクセル単位とされている。
Note that the modulation pixel unit of the phase code does not necessarily need to be a unit pixel (the smallest square in FIG. 2) of the phase spatial
ここで、記録用として波長λのレーザ光と、図2(B)に示される位相コードを用いて、ホログラフィック記録媒体12に位相コード多重記録を行なう場合を考える。
Here, consider a case where phase code multiplex recording is performed on the
Vol.16,No.3/March 1999/J.Opt.Soc.Am.A p563〜564によれば、記録再生時のクロストークを最小にする変調ピクセルの周期は、参照用レーザ光の波長によって変化することが知られている。即ち、位相コードの変調単位(位相コードパターンの最大周波数)がレーザ光の波長やレーザ光の入射角と同様にブラッグ条件に対するパラメータとして機能することになる。 Vol. 16, No. 3 / March 1999 / J. Opt. Soc. Am. According to Aps 563 to 564, it is known that the period of a modulation pixel that minimizes crosstalk during recording and reproduction varies depending on the wavelength of the reference laser beam. That is, the phase code modulation unit (the maximum frequency of the phase code pattern) functions as a parameter for the Bragg condition as well as the wavelength of the laser beam and the incident angle of the laser beam.
従って、前記位相コードの変調単位を変化させることによって、ブラッグ条件を変化させ、即ち波長シフトを補償することができる。 Therefore, by changing the modulation unit of the phase code, the Bragg condition can be changed, that is, the wavelength shift can be compensated.
次に、上記実施例2における第2スペクトル制御装置により、レーザダイオード42の再生用レーザ光の波長シフトを実際に検出して、前記再生用位相空間光変調器44における位相コードの変調単位を変化させて、波長シフトを補償する過程について説明する。
Next, the wavelength spectrum of the reproduction laser beam from the
前述のように、前記図2(A)〜(C)に示されるようなデータページのONピクセル比率は全てのページで一定になるように符号化されているので、再生時にCCD48が検出すべき全光量は、再生レーザ光強度×光学系の伝搬効率×ホログラム当たりの回折効率×ONピクセル比率より予め分かっている。従って、CCD48で検出される全光量をモニタすれば、再生用レーザ光の発振波長を含めたセッティングが、ホログラフィック記録媒体12におけるブラッグ条件をどの程度満足しているかを知ることができる。
As described above, since the ON pixel ratio of the data page as shown in FIGS. 2A to 2C is encoded so as to be constant in all pages, the
ブラッグ条件が完全に充足されていない場合、即ちCCD48における全検出光量が予想される規定値より少ない場合、再生用レーザ光の波長が記録時のレーザ光の波長からずれていると考えられる。これに対して、前述のように、再生用位相空間光変調器44における位相コードの変調ピクセル単位を変化させることによって再生用レーザ光の波長シフトを補償することができる。
If the Bragg condition is not completely satisfied, that is, if the total amount of light detected by the
実際には、例えば変調ピクセル単位を増加させて、CCD48において検出される光量が増大すれば、それが最大値に近づくまで変調ピクセル単位を増加させ続け、検出光量が減少すれば変調ピクセル単位を減少させる、といったアルゴリズムに従って、第2スペクトル制御装置72においてサーボ制御を行なえばよい。
Actually, for example, if the modulation pixel unit is increased and the amount of light detected by the
再生用レーザ光の、ホログラフィック記録媒体12におけるブラッグ条件からのずれが再生用レーザ光の波長シフトに起因する場合、前述のような位相コードによるブラッグ条件の補償は異なるデータページ(ホログラム)についても普遍的に成り立つと考えられ、再生動作を繰り返すうちに、CCD48によって得られる再生光量が減少してきたときには、再び補償動作を行なえばよい。
When the deviation of the reproduction laser beam from the Bragg condition in the
このような位相コード変調によるブラッグ条件の補償方法であれば、記録時のレーザ光の波長に対して、再生用レーザ光の波長が長波長側へシフトしたか短波長側へシフトしたかに拘わらず、あるいはホログラフィック記録媒体のセッティングや光学系の変動によって、ブラッグ条件が変化したのかに拘わらず、変調ピクセル単位によってできる範囲内での補償が可能である。 With this Bragg condition compensation method using phase code modulation, whether the wavelength of the reproduction laser beam is shifted to the longer wavelength side or the shorter wavelength side with respect to the wavelength of the laser beam during recording is used. Even if the Bragg condition is changed due to the setting of the holographic recording medium or the change of the optical system, it is possible to compensate within the range that can be achieved by the modulation pixel unit.
なお、位相コードによってホログラムを多重記録する場合、Applied Optics/Vol.39,No.23/10 August 2000,p4160〜4166によれば、理論的には32×32ピクセルの変調ピクセルによって、数学的に直交する向きの位相コードを約43億通り形成することができ、実用上十分な数である。一方、現在入手可能な位相空間光変調器は数十万〜数百万ピクセルのものがあり、例えば1024×1024ピクセルの位相空間光変調器で、32×32の変調ピクセルからなる位相コードを形成したとすると、1つの変調ピクセルは32×32=1024ピクセルを含んでいることになり、図2の例よりも繊細な制御が可能である。 In the case of multiplex recording of holograms using phase codes, Applied Optics / Vol. 39, No. According to 23/10 August 2000, p4160-4166, theoretically, it is possible to form approximately 4.3 billion phase codes in the orthogonal direction by 32 × 32 pixel modulation pixels, which is practically sufficient. Is a number. On the other hand, currently available phase spatial light modulators have hundreds of thousands to millions of pixels. For example, a phase spatial light modulator of 1024 × 1024 pixels forms a phase code consisting of 32 × 32 modulation pixels. In this case, one modulation pixel includes 32 × 32 = 1024 pixels, and finer control than the example of FIG. 2 is possible.
上記実施例1、2は、記録用レーザ光源により記録されたホログラフィック記録媒体をホログラフィック再生装置により再生する場合のものであるが、本発明はこれに限定されず、例えば図7に示される実施例3のように、記録時と再生時に同一のレーザダイオードを用いてもよい。 Embodiments 1 and 2 above are cases where a holographic recording medium recorded by a recording laser light source is reproduced by a holographic reproducing device, but the present invention is not limited to this, and is shown in FIG. 7, for example. As in the third embodiment, the same laser diode may be used during recording and reproduction.
この場合、実施例3のホログラフィック記録再生装置80では、図1の記録光学系10の光学システムにおける記録用レーザ光源14に代えて、図3に示されるような、スペクトル制御装置54により制御されるレーザダイオード82を用い、記録時は、レーザダイオード82をシングルモード発振とし、再生時には図3の場合と同様にマルチモード発振とする。
In this case, the holographic recording / reproducing apparatus 80 according to the third embodiment is controlled by a
他の構成は、図1、図3におけると同一部分については、これらと同一符号を付することにより説明を省略するものとする。 In other configurations, the same portions as those in FIGS. 1 and 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
又、図8に示される実施例4に係るホログラフィック記録再生装置90のように、図1に示される記録光学系10に対して、再生用レーザダイオード92を加え、これをスペクトル制御装置54によりマルチモード発振させてもよい。
Further, like the holographic recording / reproducing apparatus 90 according to the fourth embodiment shown in FIG. 8, a reproducing
10…記録光学系
12…ホログラフィック記録媒体
14…記録用レーザ光源
16…参照光学系
18…物体光学系
24…位相空間光変調器
28…振幅空間光変調器
40、70…ホログラフィック再生装置
42、82、92…レーザダイオード
44…再生用位相空間光変調器
48…CCD
52…光検出器
54…スペクトル制御装置
56…高周波重畳回路
72…第2スペクトル制御装置
80、90…ホログラフィック記録再生装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Recording
52 ...
Claims (3)
前記参照光の波長を含む波長帯域の再生用レーザ光を出射するレーザダイオードと、
このレーザダイオードの出射する再生用レーザ光の縦モード波形をマルチモード化するスペクトル制御装置と、
前記ホログラフィック記録媒体を透過した再生用レーザ光の光量を検出する光検出器と、
を有してなり、
前記スペクトル制御装置は、前記光検出器により検出された透過光の光量が最小となるように、前記再生用レーザ光の縦モード波形を制御するようにされた
ことを特徴とするホログラフィック再生装置。 Interference fringes between the object light modulated by the amplitude spatial light modulator according to the information to be recorded and the reference light provided with the phase distribution serving as the address of the data page recorded by the phase spatial light modulator are recorded. Holographic recording medium is irradiated with a reproducing laser beam having the same wavelength as the reference light, and the information is reproduced by the generated diffracted light,
A laser diode that emits reproducing laser light in a wavelength band including the wavelength of the reference light;
A spectrum control device for converting the longitudinal mode waveform of the reproduction laser beam emitted from the laser diode into a multimode;
A photodetector for detecting the amount of reproduction laser light transmitted through the holographic recording medium;
Having
The holographic reproduction device characterized in that the spectrum control device controls the longitudinal mode waveform of the reproduction laser beam so that the amount of transmitted light detected by the photodetector is minimized. .
前記スペクトル制御装置は、前記回折光量が最大となるように、前記再生用位相空間光変調器における変調ピクセルの単位を変化させるようにされたピクセル制御装置であることを特徴とするホログラフィック再生装置。 The reproduction phase spatial light modulator according to claim 1 , wherein the reproduction laser light is spatially modulated so as to have the same phase pattern as the reference light at the time of recording.
The spectral control device is a pixel control device configured to change a unit of a modulation pixel in the reproduction phase spatial light modulator so that the diffracted light quantity is maximized. .
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