JP4626993B2 - Method for recording information on light-guided linear medium and optical memory element - Google Patents
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Description
本発明は、導光性線状媒体への情報の記録方法および光メモリ素子に関し、さらに詳細には、光を用いて情報を記録するようにした導光性線状媒体への情報の記録方法およびそれを用いた光メモリ素子に関する。 The present invention relates to a method for recording information on a light-guided linear medium and an optical memory element, and more particularly, to a method for recording information on a light-guided linear medium in which information is recorded using light, and The present invention relates to an optical memory device using the same.
近年、情報機器や通信手段の発達により取り扱われる情報量は飛躍的に増加しており、それにともなって情報の記録・保存を行うための情報記録媒体に対しても、記録容量の大容量化や情報記録密度の高密度化の要求が高まってきている。 In recent years, the amount of information handled due to the development of information equipment and communication means has increased dramatically, and along with this, the recording capacity has increased even for information recording media for recording and storing information. There is a growing demand for higher information recording density.
ここで、ビット単価が安く、かつ、記録容量が大容量の情報記録媒体として、従来より磁気テープや光ディスクが利用されている。また、近年においては、ランダムアクセス性とメディア交換の簡便さの故に、光ディスク、特に、CD−RやDVD−Rといった追記型光ディスクが盛んに利用されるようになってきている。 Here, as an information recording medium having a low bit unit price and a large recording capacity, a magnetic tape or an optical disk has been conventionally used. In recent years, optical disks, particularly write-once optical disks such as CD-R and DVD-R, have been actively used due to random accessibility and ease of media exchange.
ところが、これらの光ディスクは、情報は直径約12cmのディスク1枚に対して1層しか記録できないものがほとんどであり、ディスクの面積がそのままトータルの記録容量を決定してしまうものであった。そして、ディスクの面積がそのままトータルの記録容量を決定してしまう光ディスクにおいては、記録容量の大容量化を図るにもその限界が見えているという問題点があった。 However, in most of these optical discs, information can be recorded on only one layer with respect to one disc having a diameter of about 12 cm, and the area of the disc directly determines the total recording capacity. In addition, there is a problem that an optical disk whose area of the disk determines the total recording capacity as it is, the limit is visible even when the recording capacity is increased.
こうした問題点に鑑みて、例えば、2次元平面にのみ情報を記録するのではなく、次元を1つ上げて3次元空間に情報を記録する技術の開発が提唱されている。こうした3次元空間に情報を記録する技術の1つとして、情報を1枚のディスク内に多層に記録する3次元多層光メモリなどが開発されている。 In view of such problems, for example, development of a technique for recording information in a three-dimensional space by increasing one dimension is proposed instead of recording information only in a two-dimensional plane. As one of technologies for recording information in such a three-dimensional space, a three-dimensional multilayer optical memory that records information in multiple layers on one disk has been developed.
しかしながら、上記した3次元多層光メモリにおいて、情報を3次元空間内に高精度に多層に記録するには、ディスクそのものの加工を極めて高い精度で管理しなければならないという問題点があるとともに、情報の記録、再生時のディスクの撓みや振動などの機械的な形状変化や、あるいは熱膨張、湿度変化などに伴う屈折率変化といった材料の特性変化などの擾乱も、高い精度で補正しなければならないという問題点があった。 However, in the above-described three-dimensional multilayer optical memory, in order to record information in a three-dimensional space with high accuracy, there is a problem that processing of the disk itself must be managed with extremely high accuracy, Disturbances such as mechanical shape changes such as disk deflection and vibration during recording and playback, and material property changes such as refractive index changes due to thermal expansion and humidity changes must also be corrected with high accuracy. There was a problem.
なお、本願出願人が特許出願のときに知っている先行技術は、文献公知発明に係る発明ではないため、記載すべき先行技術文献情報はない。
Note that the prior art that the applicant of the present application knows at the time of filing a patent application is not an invention related to a known literature invention, so there is no prior art document information to be described.
本発明は、従来の技術の有する上記したような種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来の技術とは異なるアプローチにより、記録容量の大容量化を図ることを可能にした導光性線状媒体への情報の記録方法および光メモリ素子を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above-described various problems of the prior art, and its object is to increase the recording capacity by an approach different from that of the prior art. An object of the present invention is to provide a method for recording information on a light-guided linear medium and an optical memory element.
上記目的を達成するために、本発明による導光性線状媒体への情報の記録方法は、光ファイバーなどの導光性線状媒体の内部にシリアルに情報を記録するようにしたものである。 In order to achieve the above object, the information recording method on the light guide linear medium according to the present invention records information serially inside the light guide linear medium such as an optical fiber.
また、本発明による光メモリ素子は、本発明による導光性線状媒体への情報の記録方法により情報を記録された導光性線状媒体を、任意の形状で3次元空間内に詰め込むようにしたものである。 Also, the optical memory device according to the present invention is configured so that the light guide linear medium on which information is recorded by the information recording method on the light guide linear medium according to the present invention is packed in a three-dimensional space in an arbitrary shape. It is a thing.
即ち、本発明は、導光性線状媒体として、例えば、光ファイバー内部に1次元のライン状に情報を記録するようにしたものであり、また、本発明は、それを3次元空間内に適宜に配置することで、情報そのものは3次元空間中に均一に分散させながらも、その記録形態そのものはアクセスのし易い1次元空間に整列させて記録することができるようにしたものである。導光性線状媒体として、例えば、光ファイバー内部に1次元のライン状に記録された情報は、当該光ファイバーの端面から光を入射して蛍光を観察することにより読み出される。 That is, in the present invention, information is recorded as a one-dimensional line inside an optical fiber, for example, as a light-guided linear medium, and the present invention appropriately stores it in a three-dimensional space. In this arrangement, the information itself is uniformly distributed in the three-dimensional space, but the recording form itself can be recorded in a one-dimensional space that is easy to access. As the light guide linear medium, for example, information recorded in a one-dimensional line shape inside the optical fiber is read out by irradiating light from the end face of the optical fiber and observing fluorescence.
本願発明者は、本発明によるこうした従来の技術とは全く異なる全く新しいタイプの光メモリ素子を、「3次元光ファイバーメモリ」と称することを提唱する。 The present inventor proposes to refer to an entirely new type of optical memory device, which is completely different from the prior art according to the present invention, as a “three-dimensional optical fiber memory”.
なお、情報を1次元のライン状に記録すること自体は新規な技術ではなく、現状の光ディスクにおいても、情報はトラックと称される螺旋状(もしくは同心円状)のライン上に記録されている。しかしながら、現状の光ディスクにおいては、ディスク上のある特定の領域に情報を記録したり、あるいは、そこから情報を再生するためには、何らかの機械的手段によって光(通常はレーザー光である。)が所望の場所に照射されるように導く必要がある。これに対し、本発明によれば光ファイバーなどの導光性線状媒体を用いており、この導光性線状媒体に情報を記録しているため、導光性線状媒体の端面から光を入射するだけで、光は導光性線状媒体から漏れることなく導波し、光が情報を記録された地点に到達して当該情報の読み出しが行われる点が、現状の光ディスクとは異なる。
Note that recording information in a one-dimensional line is not a novel technique, and information is recorded on a spiral (or concentric) line called a track even in the current optical disc. However, in the current optical disk, in order to record information in a specific area on the disk or to reproduce information from the area, light (usually laser light) is obtained by some mechanical means. It is necessary to guide the irradiation to a desired place. On the other hand, according to the present invention, a light guide linear medium such as an optical fiber is used, and information is recorded on the light guide linear medium, so that light is emitted from the end face of the light guide linear medium. The light differs from the current optical disc in that light is guided without leaking from the light-guiding linear medium only by being incident, and the light reaches the point where the information is recorded and the information is read out.
即ち、本発明のうち請求項1に記載の発明は、2波長2光子吸収を生じさせる所定の周波数の光にのみ吸収を持つ材料を含有して構成される導光性線状媒体の一方の端部から、上記所定の周波数を分割した一方の周波数のパルスレーザー光を入射し、上記導光性線状媒体の他方の端部から、上記所定の周波数を分割した他方の周波数のパルスレーザー光を入射し、上記導光性線状媒体における上記一方の周波数のパルスレーザー光のパルスと上記他方の周波数のパルスレーザー光のパルスとが出会った位置でのみ光吸収を起こすようにしたものである。
That is, the invention described in claim 1 of the present invention is one of the light-guided linear media configured to contain a material that absorbs only light of a predetermined frequency that causes two-wavelength two-photon absorption. The pulse laser beam having one frequency divided from the predetermined frequency is incident from the end, and the pulse laser beam having the other frequency divided from the other end of the light guide linear medium is input. The light is absorbed only at a position where the pulse of the one frequency pulse laser beam and the pulse laser beam of the other frequency meet in the light guide linear medium. .
また、本発明のうち請求項2に記載の発明は、本発明のうち請求項1に記載の発明において、上記所定の周波数を分割した上記一方の周波数と上記他方の周波数とは一致しないようにしたものである。 In the invention according to claim 2 of the present invention, in the invention according to claim 1 of the present invention, the one frequency obtained by dividing the predetermined frequency is not matched with the other frequency. It is a thing.
また、本発明のうち請求項3に記載の発明は、本発明のうち請求項1または2のいずれか1項に記載の発明において、上記導光性線状媒体は、光ファイバーであるようにしたものである。 The invention described in claim 3 of the present invention is the invention described in any one of claims 1 or 2 of the present invention, wherein the light-guiding linear medium is an optical fiber. Is.
また、本発明のうち請求項4に記載の発明は、本発明のうち請求項3に記載の発明において、上記光ファイバーは、スピロピラン系またはアゾ系のフォトクロミック色素をガラスまたはポリマーにドープした光ファイバーであるようにしたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to the third aspect of the present invention, the optical fiber is an optical fiber obtained by doping a spiropyran-based or azo-based photochromic dye into glass or a polymer. It is what I did.
また、本発明のうち請求項5に記載の発明は、本発明のうち請求項1、2、3または4のいずれか1項に記載の発明により情報を記録した導光性線状媒体を、任意の3次元形状に配置したものである。 Further, the invention according to claim 5 of the present invention is a light-guided linear medium in which information is recorded according to any one of claims 1, 2, 3 or 4 of the present invention, Arranged in an arbitrary three-dimensional shape.
また、本発明のうち請求項6に記載の発明は、本発明のうち請求項5に記載の発明において、上記導光性線状媒体は、複数よりなるようにしたものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, the light-guiding linear medium is composed of a plurality.
本発明は、以上説明したように構成されているので、従来とは異なるアプローチにより記録容量の大容量化を図った導光性線状媒体への情報の記録方法および光メモリ素子を提供することができるという優れた効果を奏する。 Since the present invention is configured as described above, it is possible to provide a method for recording information on a light-guided linear medium and an optical memory element, which have an increased recording capacity by an approach different from the conventional one. There is an excellent effect of being able to.
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による導光性線状媒体への情報の記録方法および光メモリ素子の実施の形態の一例を詳細に説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of an information memory recording method and an optical memory device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
まず、本発明による導光性線状媒体への情報の記録方法について説明すると、この本発明による導光性線状媒体への情報の記録方法においては、図1に示すように、両端に位置する一方の端部たる第1端部10aと他方の端部たる第2端部10bとからそれぞれ光を入射可能であって、第1端部10aから入射された光を外部へ漏らすことなく第2端部10bへ導光するとともに、第2端部10bから入射された光を外部へ漏らすことなく第1端部10aへ導光する、例えば、可撓性のロッド状の導光性線状媒体10を用いる。
First, an information recording method for a light guide linear medium according to the present invention will be described. In the information recording method for a light guide linear medium according to the present invention, as shown in FIG. Light can be incident from the
また、この導光性線状媒体10は、少なくとも、2波長2光子吸収を生じさせる所定の周波数の光にのみ吸収を持つ材料を含有して構成されている。
The light guide
なお、こうした導光性線状媒体10は、例えば、ファインセラミックを用いて形成された光ファイバーなどを用いて構成することができる。
In addition, such a light guide
こうした導光性線状媒体10の第1端部10aから光を入射すると、光は導光性線状媒体10内部を導波した後に第2端部10bから出射され、また、導光性線状媒体10の第2端部10bから光を入射すると、光は導光性線状媒体10内部を導波した後に第1端部10aから出射される。
When light is incident from the
ここで、導光性線状媒体10が、仮に導光性線状媒体10へ入射される光に感光する光感光性材料で形成されていたとすると、光が導波した導光性線状媒体10の全域にわたって感光が起こり、導光性線状媒体10の特定の場所のみで光と感光性材料とを相互作用させることはできない。
Here, if the light guide
ところで、従来より2波長2光子吸収という現象が知られているが、この2波長2光子吸収とは、ある物質がf1とf2という2つの振動数を持つ光子を同時に2つ吸収し、その2つの振動数の和に相当するf1+f2(なお、「f1+f2=f0」とする。)の光吸収に相当する光吸収を起こすという現象である。 By the way, the phenomenon of two-wavelength two-photon absorption has been known so far, but this two-wavelength two-photon absorption absorbs two photons having two frequencies of f 1 and f 2 at the same time. This is a phenomenon in which light absorption corresponding to light absorption of f 1 + f 2 (referred to as “f 1 + f 2 = f 0 ”) corresponding to the sum of the two frequencies occurs.
上記したように、この導光性線状媒体10は、2波長2光子吸収を生じさせる特定の周波数(上記の例におけるf0である。)の光にのみ吸収を持つ材料を含有しているので、上記した2波長2光子吸収の現象により、当該材料は当該特定の周波数の光以外の光(例えば、上記の例におけるf1やf2である。)は吸収しないが、この2つの周波数の光が同時に存在した瞬間だけ光吸収を起こすことになる。
As described above, the light-guiding
そこで、図1に示すように、導光性線状媒体10の端部10aから周波数f1のパルスレーザー光を入射し、導光性線状媒体10の端部10bから周波数f2のパルスレーザー光を入射すると、導光性線状媒体10におけるそれぞれのパルスが出会った位置Aでのみ光吸収が起こることになる。
Therefore, as shown in FIG. 1, a pulse laser beam having a frequency f 1 is incident from the
このため、導光性線状媒体10の端部10aと端部10bとにそれぞれ入射するパルスレーザー光のパルスの時間的なタイミングを適当にずらすことにより、例えば、図2に示すように、導光性線状媒体10における光吸収の起こる位置B、C、Dを任意に変化させるように制御(走査)することが可能となる。
For this reason, by appropriately shifting the timing of the pulse of the pulsed laser light incident on the
また、導光性線状媒体10の端部10aと端部10bとにそれぞれ入射したパルスレーザー光が入射側の端部とは反対側の端部から出射した後に、再び導光性線状媒体10の端部10aと端部10bとにそれぞれ入射するという上記した処理を繰り返すことにより、例えば、図2に示すように、同一の導光性線状媒体10上に複数の光吸収の起こる位置B、C、Dを形成することができる。
In addition, after the pulse laser light incident on the
上記のようにして、導光性線状媒体10の任意の位置に光吸収を起こさせ、当該任意の位置に屈折率変化などの改質された局所的な領域(以下、「ビット」と適宜に称する。)を形成する。そして、情報の記録は導光性線状媒体10にビットを形成することにより行われ、従って、導光性線状媒体10においては、1次元のライン状に情報を記録することができる。
As described above, light absorption is caused at an arbitrary position of the light-guiding
例えば、導光性線状媒体10へ入射するパルスレーザー光の光源として、パルス幅10フェムト秒のパルスレーザーを用いるものとし、導光性線状媒体10の端部10aと端部10bとから当該パルスレーザーにより発生されたパルスレーザー光を入射する場合について検討する。
For example, a pulse laser having a pulse width of 10 femtoseconds is used as a light source of pulse laser light incident on the light guide linear medium 10, and the
ここで、説明の簡略化のために導光性線状媒体10の屈折率を無視すると、10フェムト秒の間に光は3μm進むので、導光性線状媒体10の双方の端部10a、10bから10フェムト秒のパルスが伝播してそれらがぶつかり合うと、約6μm幅の干渉領域が形成され、この領域内でのみ2光子吸収が起こる。
Here, if the refractive index of the light-guiding
つまり、導光性線状媒体10内部に、約6μm幅の領域たるビットを局所的に形成することにより、情報の記録が行われることになる。
That is, information is recorded by locally forming a bit having a width of about 6 μm inside the light guide
以下に、導光性線状媒体10の材料や、導光性線状媒体10へ入射するパルスレーザー光の波長、パルス幅などの具体例について説明する。
Hereinafter, specific examples of the material of the light guide
まず、導光性線状媒体10の材料としては、スピロピラン系やアゾ系のフォトクロミック色素をガラスもしくはポリマーにドープした光ファイバーなどを用いることができる。 First, as a material for the light-guiding linear medium 10, an optical fiber doped with glass or polymer with a spiropyran-based or azo-based photochromic dye can be used.
また、導光性線状媒体10へ入射する光の波長としては、例えば、チタンサファイアレーザーの代表的な発振波長である800nmの2光子吸収に相当する波長は400nmであり、この波長400nmの周波数を導光性線状媒体10の端部10aに入射する周波数f1と導光性線状媒体10の端部10bに入射する周波数f2とに分割すればよい。波長を分割する際の計算式は、以下の通りである。
The wavelength of light incident on the light-guiding
波長400nm(波長400nmの周波数をf0とする。)は、 f=c/λ(f:周波数、c:光速、λ:波長)より、
f0=(3.0×108)/(400×10−9)=750THz
f0=f1+f2になるように分割すればよいので、例えば、
f1=500THz
f2=250THz
とすればよい。これらを再度波長に換算し直すと、f1の波長をλ1、f2の波長をλ2とすると、
λ1=c/f1=600nm
λ2=c/f2=1200nm
となる。
The wavelength of 400 nm (the frequency of the wavelength of 400 nm is f 0 ) is f = c / λ (f: frequency, c: speed of light, λ: wavelength),
f 0 = (3.0 × 10 8 ) / (400 × 10 −9 ) = 750 THz
Since it suffices to divide so that f 0 = f 1 + f 2 , for example,
f 1 = 500 THz
f 2 = 250 THz
And it is sufficient. When these are converted back to wavelength, if the wavelength of f 1 is λ 1 and the wavelength of f 2 is λ 2 ,
λ 1 = c / f 1 = 600 nm
λ 2 = c / f 2 = 1200 nm
It becomes.
なお、上記は単なる一例に過ぎず、要は、導光性線状媒体10に2波長2光子吸収を生じさせる特定の周波数たる基本波の周波数f0を決め、それに対して
f0=f1+f2
になる組合せであれば、いずれの組合せでもよい。
Note that the above is merely an example, and in essence, the frequency f 0 of the fundamental wave, which is a specific frequency that causes the two-wavelength two-photon absorption in the light-guiding linear medium 10, is determined, and f 0 = f 1 + F 2
Any combination may be used as long as the combination becomes.
また、導光性線状媒体10へ入射する光のパルス幅は、例えば、約10fsec程度である。 The pulse width of the light incident on the light guide linear medium 10 is, for example, about 10 fsec.
次に、導光性線状媒体10の長さと、導光性線状媒体10へ入射するパルスレーザー光のパルス幅、導光性線状媒体10へ入射するパルスレーザー光の繰り返し周波数から決まる記録密度と転送レートに関する計算例を示すと、以下の通りである。
Next, recording is determined by the length of the light guide linear medium 10, the pulse width of the pulse laser light incident on the light guide linear medium 10, and the repetition frequency of the pulse laser light incident on the light guide
即ち、真空中の光速は、3×108m/sである。ここで、導光性線状媒体10の屈折率を無視してこれを1.0とすると、光速から、10fsecの時間は3μmの光の伝搬長に相当する。
That is, the speed of light in vacuum is 3 × 10 8 m / s. Here, if the refractive index of the light-guiding
例えば、10fsecのパルス幅を持つパルスレーザー光を、導光性線状媒体10の両方の端部10a、10bから入射すると、互いの光パルスがオーバーラップしている時間は20fsecであり、オーバーラップしている距離は6μmとなる。これが、パルス幅と記録密度との関係である。 For example, when pulse laser light having a pulse width of 10 fsec is incident from both ends 10 a and 10 b of the light guide linear medium 10, the time during which the light pulses overlap each other is 20 fsec, The distance is 6 μm. This is the relationship between the pulse width and the recording density.
次に、導光性線状媒体10の長さをL(m)とすると、この導光性線状媒体10内を光パルスが通り抜けるのに要する時間は、
L/(3.0×108) sec
となる。例えば、L=3mとすると、10−8秒かかることになる。
Next, assuming that the length of the light guide linear medium 10 is L (m), the time required for the light pulse to pass through the light guide linear medium 10 is as follows.
L / (3.0 × 10 8 ) sec
It becomes. For example, if L = 3 m, it will take 10 −8 seconds.
ここで、入射させた光パルスが導光性線状媒体10内を通り抜けるまでは、次のパルスレーザー光を導光性線状媒体10内へ入射することはできないので、これが情報の転送レートを支配し、例えば、L=3mの場合であれば、10−8秒の逆数で、結局108Hz=100MHzとなる。また、一般的には、(3.0×108)/L Hzである。 Here, until the incident light pulse passes through the light guide linear medium 10, the next pulse laser beam cannot enter the light guide linear medium 10, which increases the information transfer rate. For example, in the case of L = 3 m, the reciprocal of 10 −8 seconds, and eventually 10 8 Hz = 100 MHz. In general, it is (3.0 × 10 8 ) / L Hz.
従って、導光性線状媒体10の長さが長くなればなるほど転送レートは低下することになるので、長い導光性線状媒体10を1本使用するよりも、短い導光性線状媒体10を複数本用いる方が転送レートを向上することができる。
Therefore, since the transfer rate decreases as the length of the light-guiding
なお、上記した説明においては、媒質の屈折率を無視して1.0としたが、媒質の屈折率を考慮して屈折率をnとするときは,この媒質中での光速を1/n、つまり、
3.0×108/n(m/s)
として計算すればよい。
In the above description, the refractive index of the medium is ignored and is set to 1.0. However, when the refractive index is n in consideration of the refractive index of the medium, the speed of light in this medium is set to 1 / n. That is,
3.0 × 10 8 / n (m / s)
Calculate as follows.
例えば、10fsecのレーザーパルスで記録される媒質の長さ(2つのパルスのオーバーラップ領域)は、6/nμmとなり、また長さLのファイバーを用いた場合の転送レートは、
(3.0×108)/(n×L)(Hz)
となる。
For example, the length of the medium recorded with a laser pulse of 10 fsec (overlap region of two pulses) is 6 / n μm, and the transfer rate when using a fiber of length L is
(3.0 × 10 8 ) / (n × L) (Hz)
It becomes.
また、上記のようにして導光性線状媒体10に記録した情報を読み出しは、導光性線状媒体10の端部10aと端部10bとの双方または一方からパルスレーザー光を入射して、導光性線状媒体10におけるビット、即ち、情報を記録した領域との相互作用による蛍光などを検出することにより行えばよい。
In addition, the information recorded on the light guide linear medium 10 as described above is read by applying a pulse laser beam from both or one of the
なお、導光性線状媒体10における2光子吸収が起こる領域、即ち、記録位置の走査は、Qスイッチ法を用いたレーザー発振の制御や、パルスピッカーを用いたパルスレーザー光の間引き、あるいはオプティカルディレイを用いた時間的遅延などの手法を用いて、双方のパルスの時間的なタイミングをずらすことで、ファイバー内で両方のパルスが出会う位置を変えることで行えばよい。 The region where two-photon absorption occurs in the light-guiding linear medium 10, that is, the scanning of the recording position is performed by controlling laser oscillation using the Q switch method, thinning out pulse laser light using a pulse picker, or optical. The position where both pulses meet within the fiber may be changed by shifting the timing of both pulses using a technique such as a time delay using a delay.
次に、本発明による光メモリ素子について説明すると、本発明による光メモリ素子は、上記した本発明による導光性線状媒体への情報の記録方法(以下、「本発明方法」と適宜に称する。)により情報を記録された導光性線状媒体10を、任意の3次元形状に配置することにより構成される。
Next, the optical memory element according to the present invention will be described. The optical memory element according to the present invention is a method for recording information on the light-guided linear medium according to the present invention (hereinafter referred to as “method of the present invention” as appropriate). The light guide linear medium 10 on which the information is recorded is arranged in an arbitrary three-dimensional shape.
即ち、図3には、本発明による光メモリ素子の実施の形態の一例が示されており、この本発明による光メモリ素子100は、本発明方法により情報を記録された導光性線状媒体10を任意の3次元形状に屈曲させたものである。なお、導光性線状媒体10は、可撓性材料により構成されているものとする。なお、導光性線状媒体10を3次元形状に屈曲させる際には、適当の法則性をもって屈曲させてもよいし、図3に示すようにランダムに屈曲させてもよい。
That is, FIG. 3 shows an example of an embodiment of an optical memory device according to the present invention, and this
この光メモリ素子100は、1本の導光性線状媒体10を任意の3次元形状に屈曲させて構成されているが、複数本の導光性線状媒体10を任意の3次元形状に屈曲させて構成するようにしてもよいことは勿論である。
The
また、図4には、本発明による光メモリ素子の実施の形態の他の例が示されており、この本発明による光メモリ素子200は、上記した光メモリ素子100をケース202内に収納したものである。
FIG. 4 shows another example of the embodiment of the optical memory device according to the present invention. The
さらに、図5には、本発明による光メモリ素子の実施の形態の他の例が示されており、この本発明による光メモリ素子300は、複数本の導光性線状媒体10を直線状に延長して同一平面上に並列に整列配置した層を所望の層数分積層してケース302内に収納したものである。
Further, FIG. 5 shows another example of the embodiment of the optical memory device according to the present invention. The
さらにまた、図6には、本発明による光メモリ素子の実施の形態の他の例が示されており、この本発明による光メモリ素子400は、複数本の導光性線状媒体10を束ねてリボン状形状を作製し、それを螺旋状に巻き込んだものである。
Furthermore, FIG. 6 shows another example of the embodiment of the optical memory device according to the present invention. The
また、図7には、本発明による光メモリ素子の実施の形態の他の例が示されており、この本発明による光メモリ素子500は、1本の導光性線状媒体10を螺旋状に巻き込んだものである。なお、本実施の形態による光メモリ素子500の配置は、2次元的ではあるが、本発明による光メモリ素子の実施の形態の一例として入ることは勿論である。
FIG. 7 shows another example of the embodiment of the optical memory device according to the present invention. The
なお、本発明による光メモリ素子として、光メモリ素子300、400のように複数本の導光性線状媒体10を用いる場合において、所望の導光性線状媒体10に光を導入するには、光通信において複数本の光ファイバーに光をカップリングさせる際に用いられている光スイッチや光導波路素子(例えば、「APPLIED OPTICS/Vol.17, No.8/15 April 1978」、「Japanese Journal of Applied Physics, Vol.43, No.8B, 2004, pp.5824−5827」などを参照する。)などを利用することができる。
In the case where a plurality of light guide
ここで、所定の周波数を分割した光パルス、つまり、所定の周波数f0を分割した周波数f1と周波数f2とを持つパルス光の生成方法には、例えば、以下のような手法がある。
Here, as a method for generating an optical pulse obtained by dividing a predetermined frequency, that is, a pulsed light having a frequency f 1 and a frequency f 2 obtained by dividing the predetermined frequency f 0 , for example, there are the following methods.
即ち、パルス光の生成には、例えば、光パラメトリック増幅器(OPA:Optical Parametric Amplifier)を用いて、f0の周波数を持つ1つのレーザーからf1とf2との両方のパルス光を作り出しても良いし、別々の周波数を持つ2台のレーザーを用いてそれぞれf1とf2との周波数のパルス光を発生してもよい。 That is, the generation of the pulsed light, for example, optical parametric amplifier (OPA: Optical Parametric Amplifier) using, from one laser having a frequency of f 0 creates both of the pulsed light of f 1 and f 2 Alternatively, two lasers having different frequencies may be used to generate pulsed light of frequencies f 1 and f 2 , respectively.
なお、別々の周波数を持つ2台のレーザーを用いてそれぞれf1とf2との周波数のパルス光を発生する場合には、正確に
f0 =f1+f2
となるように周波数を合わせることは困難であり、また、本来別々のレーザー共振器から出射された2つのパルスの位相を揃えることも難しいため、実用上は光パラメトリック増幅器を用いてf1とf2との周波数のパルス光を得る方が有効である。
In addition, when generating pulsed light with frequencies of f 1 and f 2 using two lasers having different frequencies, respectively, f 0 = f 1 + f 2 is accurate.
Since it is difficult to match the frequencies so that the phase of two pulses emitted from separate laser resonators is essentially uniform, it is practically possible to use f 1 and f using an optical parametric amplifier. It is more effective to obtain pulsed light having a frequency of 2 .
なお、上記した実施の形態は、以下の(1)乃至(5)に示すように変形することができるものである。
The embodiment described above can be modified as shown in the following (1) to (5).
(1)上記した実施の形態においては、導光性線状媒体10が2波長2光子吸収を生じさせる特定の周波数の光にのみ吸収を持つ材料を含有して構成されているものとしたが、本明細書において、「導光性線状媒体10が2波長2光子吸収を生じさせる特定の周波数の光にのみ吸収を持つ材料を含有して構成されている」の意味は、「導光性線状媒体10を構成する全材料の一部として、導光性線状媒体10が2波長2光子吸収を生じさせる特定の周波数の光にのみ吸収を持つ材料を含む。」ことを意味することの他、「導光性線状媒体10が2波長2光子吸収を生じさせる特定の周波数の光にのみ吸収を持つ材料のみにより構成されている。」ことも意味するものとする。
(1) In the above-described embodiment, the light guide linear medium 10 is configured to contain a material that absorbs only light of a specific frequency that causes two-wavelength two-photon absorption. In the present specification, the meaning of “the light guide linear medium 10 includes a material that absorbs only light of a specific frequency that causes two-wavelength two-photon absorption” means “light guide. The light guide linear medium 10 includes a material that absorbs only light of a specific frequency that causes two-wavelength two-photon absorption as a part of the total material constituting the conductive
(2)上記した実施の形態においては、導光性線状媒体10を被覆するカバーなどについての説明は省略したが、導光性線状媒体10の外周に、導光性線状媒体10を外部環境から遮蔽するためのカバーを設けてもよいことは勿論である。
(2) In the above-described embodiment, the description of the cover that covers the light-guiding
(3)上記した実施の形態においては、導光性線状媒体10が2波長2光子吸収を生じる特定の周波数を分割する際に、分割された周波数が一致しない場合(f1≠f2)について説明したが、これに限られるものではないことは勿論であり、分割された周波数が一致するようにしてもよい。 (3) In the above-described embodiment, when the light guide linear medium 10 divides a specific frequency that causes two-wavelength two-photon absorption, the divided frequencies do not match (f 1 ≠ f 2 ). However, the present invention is not limited to this, and the divided frequencies may match.
ただし、分割された周波数が一致するようにした場合には、光が導波した導光性線状媒体10の全域にわたって光吸収が起こる恐れがあるため、光を入射する際に制御を厳密に行う必要があるので、分割された周波数が一致することのないようした方が好ましい。 However, if the divided frequencies are matched, light absorption may occur over the entire area of the light guide linear medium 10 on which light is guided. Therefore, the control is strictly performed when light is incident. Since it is necessary to do so, it is preferable that the divided frequencies do not match.
(4)上記した実施の形態においては、導光性線状媒体10の端部10aと端部10bとにそれぞれ入射される光のパルス幅を同一としたが、これに限られるものではないことは勿論であり、導光性線状媒体10の端部10aと端部10bとにそれぞれ入射される光のパルス幅は同一でなくてもよい。
(4) In the above-described embodiment, the pulse widths of the light incident on the
(5)上記した実施の形態ならびに上記した(1)乃至(4)に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。 (5) You may make it combine suitably the embodiment shown above and the modification shown in said (1) thru | or (4).
本発明は、コンピュータプログラム、音楽あるいは映像などの各種の情報の記録媒体として利用されるものである。 The present invention is used as a recording medium for various information such as a computer program, music, or video.
10 導光性線状媒体
10a 第1端部
10b 第2端部
100、200、300、400、500 光メモリ素子
202、302 ケース
DESCRIPTION OF
Claims (6)
ことを特徴とする導光性線状媒体への情報の記録方法。 From one end of a light-guided linear medium configured to contain a material that absorbs only light of a predetermined frequency that causes two-wavelength two-photon absorption, the frequency of one frequency divided from the predetermined frequency A pulse laser beam is incident, and a pulse laser beam having the other frequency obtained by dividing the predetermined frequency is incident from the other end of the light guide linear medium, and the one of the light guide linear media is A method of recording information on a light-guided linear medium, wherein light absorption occurs only at a position where a pulse of a pulse laser beam having a frequency meets a pulse of a pulse laser beam having the other frequency.
前記所定の周波数を分割した前記一方の周波数と前記他方の周波数とは一致しない
ことを特徴とする導光性線状媒体への情報の記録方法。 In the recording method of the information to the light guide linear medium according to claim 1,
The method of recording information on a light-guided linear medium, wherein the one frequency obtained by dividing the predetermined frequency does not match the other frequency.
前記導光性線状媒体は、光ファイバーである
ことを特徴とする導光性線状媒体への情報の記録方法。 In the recording method of the information to the light guide linear medium of any one of Claim 1 or 2,
The light guide linear medium is an optical fiber. A method of recording information on the light guide linear medium.
前記光ファイバーは、スピロピラン系またはアゾ系のフォトクロミック色素をガラスまたはポリマーにドープした光ファイバーである
ことを特徴とする導光性線状媒体への情報の記録方法。 In the recording method of the information to the light guide linear medium according to claim 3,
The optical fiber is an optical fiber obtained by doping glass or polymer with a spiropyran-based or azo-based photochromic dye. A method for recording information on a light-guided linear medium.
ことを特徴とする光メモリ素子。 The light guide linear medium on which information is recorded by the method of recording information on the light guide linear medium according to any one of claims 1, 2, 3, or 4 is arranged in an arbitrary three-dimensional shape. An optical memory device characterized by the above.
前記導光性線状媒体は、複数よりなる
ことを特徴とする光メモリ素子。 The optical memory device according to claim 5,
An optical memory element comprising a plurality of the light guide linear media.
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