JP4966792B2

JP4966792B2 - ホログラム記録装置及びホログラム記録方法

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Publication number: JP4966792B2
Application number: JP2007230189A
Authority: JP
Inventors: 延博木下; 紀彦石井; 哲彦室井; 直樹清水; 晃司上條
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2007-09-05
Filing date: 2007-09-05
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2027-09-05
Also published as: JP2009063726A

Description

本発明は、記録媒体にホログラムを記録するホログラム記録装置及びホログラム記録方法に関する。

従来のホログラム記録装置は、液晶等の空間光変調素子によってレーザを変調した光を物体光として用い、この物体光を集光レンズで集光することにより、集光レンズの後側焦点面に設けられた記録媒体にフーリエ変換パターンを発生させる。そして、ホログラム記録装置は、参照光を記録媒体に照射することにより、参照光と物体光とによる干渉稿を記録媒体に記録する。
再生時には、ホログラム再生装置は、参照光と同一の光である再生照明光を記録媒体に照射することにより、干渉稿からの回折光を発生させる。そして、ホログラム再生装置は、この回折光をレンズで平行光とし、この平行光をＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ等の二次元受光素子で受光する。

従来のホログラム記録装置は、記録時に物体光を集光レンズで集光するので、物体光が位相の揃った光である場合には、後側焦点における物体光のＤＣ成分が非常に大きいパワーを有するようになるため、物体光の高周波数のデータとＤＣ成分とのダイナミックレンジが非常に大きくなってしまう。
ここで、記録時における物体光のパワーをＤＣ成分のレベルに合わせると、記録媒体には物体光のＤＣ成分のみが記録されてしまい、物体光の高周波数のデータはほとんど記録されなくなってしまう。
一方、記録時における物体光のパワーを高周波数のデータを記録可能なレベルに上げると、物体光のＤＣ成分が飽和してしまい、記録媒体に記録されたデータが破損してしまう。

このような問題を解消するために、参照光又は物体光の光路途中に設けられたランダム位相マスクを備え、このランダム位相マスクによってＤＣ成分を抑制するホログラム記録装置が提案されている（例えば、特許文献１，２，３参照）。
特開２００６−２７６３７３号公報特開２００６−２３４９９０号公報特開２００５−２９２６８７号公報

しかしながら、これらのホログラム記録装置は、光路途中の位相成分がランダムになるので、位相の揺れを補償するのは困難である。
また、ランダム位相マスクを有していないホログラム記録装置においても、位相の揺れを補償することが望まれている。

本発明は、前記した問題を解決すべく創案されたものであり、位相の揺れを補償し、記録時のＳＮＲを改善することが可能なホログラム記録装置及びホログラム記録方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明であるホログラム記録装置は、参照光を記録媒体に導く第一の光学系と、物体光を記録媒体に導く第二の光学系と、前記第一の光学系において前記参照光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第一のモニタ用光と、前記第二の光学系において前記物体光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第二のモニタ用光と、によって形成されるモニタ用干渉稿を検出する検出部と、検出された前記モニタ用干渉稿における位相の補償量を算出する算出部と、を備え、前記第一の光学系及び前記第二の光学系の少なくとも一方は、算出された前記位相の補償量に基づいて、前記参照光及び前記物体光の少なくとも一方の位相を補償する補償部を備え、前記第一の光学系又は前記第二の光学系は、有効径外に孔が形成された第一のレンズを備えており、前記参照光又は前記物体光は、前記第一のレンズの有効径内側を通り、前記第一のモニタ用光又は前記第二のモニタ用光は、前記第一のレンズの前記孔を通ることを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明であるホログラム記録装置は、参照光を記録媒体に導く第一の光学系と、物体光を記録媒体に導く第二の光学系と、前記第一の光学系において前記参照光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第一のモニタ用光と、前記第二の光学系において前記物体光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第二のモニタ用光と、によって形成されるモニタ用干渉稿を検出する検出部と、検出された前記モニタ用干渉稿における位相の補償量を算出する算出部と、を備え、前記第一の光学系及び前記第二の光学系の少なくとも一方は、算出された前記位相の補償量に基づいて、前記参照光及び前記物体光の少なくとも一方の位相を補償する補償部を備え、前記第一の光学系又は前記第二の光学系は、有効径外に平行光をそのまま透過させる平行光透過部が形成された第二のレンズを備えており、前記参照光又は前記物体光は、前記第二のレンズの有効径内側を通り、前記第一のモニタ用光又は前記第二のモニタ用光は、前記第二のレンズの前記平行光透過部を通ることを特徴とする。

本発明において、参照光、物体光、第一のモニタ用光及び第二のモニタ用光は、同一光源から照射された光を分岐させることによって得られる。
ここで、「ほぼ同一の光路」とは、光路が平行に数ｃｍ（例えば、３ｃｍ）ずれたものを含み、同一の光路、すなわち、重畳された光路も含む。光路が平行に数ｃｍよりも大きくずれている場合には、モニタ用干渉稿の位相と記録媒体に記録される干渉稿の位相との相関が小さくなり、補償に不適となってしまう。
また、検出部は、参照光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第一のモニタ用光と、第二の光学系において物体光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第二のモニタ用光と、によって形成されるモニタ用干渉稿を検出するために、光路距離方向においても記録媒体の近傍に設けられる。ここで、検出部は、光路距離方向において記録媒体から数十ｃｍ（例えば、３０ｃｍ）の位置に設けられていてもよいが、光路距離方向における検出部と記録媒体との距離によるノイズを小さくするため、この距離を短く設定することが好ましい。
この「ほぼ同一の光路」は、位相を好適に補償するために、重畳された光路であることが好ましい。
また、第一のモニタ用光及び第二のモニタ用光は、モニタ用干渉稿を形成する場所において平行光（すなわち、平面波）であればよいが、一旦球面波等となった光を平面波に戻すと波面が崩れるおそれがあるので、第一の光学系及び第二の光学系において常に平行光であることが好ましい。

このように構成されたホログラム記録装置は、参照光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第一のモニタ用光と、物体光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第二のモニタ用光と、によって形成されるモニタ用干渉稿から位相の補償量を算出し、算出された位相の補償量に基づいて参照光及び物体光の少なくとも一方の位相を補償するので、位相の補償を容易に行うことができ、記録時のＳＮＲを改善することができる。
また、このように構成されたホログラム記録装置は、簡易な構成で参照光又は物体光の光路と第一のモニタ用光又は第二のモニタ用光の光路とをほぼ同一とするとともに、第一のモニタ用光又は第二のモニタ用光を確実に平行光とすることができる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のホログラム記録装置であって、前記第一の光学系又は前記第二の光学系は、前記参照光又は前記物体光の光路上かつ前記第一のモニタ用光又は前記第二のモニタ用光の光路外に設けられたランダム位相マスクを備えることを特徴とする。

このように構成されたホログラム記録装置は、参照光又は物体光をランダムな波面の光とする場合であっても、第一のモニタ用光又は第二のモニタ用光を平行光のまま記録媒体近傍の検出部まで導入することができる。

また、請求項４に記載の発明であるホログラム記録方法は、参照光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第一のモニタ用光と、物体光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第二のモニタ用光と、によって形成されるモニタ用干渉稿を検出する検出ステップと、検出された前記モニタ用干渉稿における位相の補償量を算出する算出ステップと、算出された前記位相の補償量に基づいて、前記参照光及び前記物体光の少なくとも一方の位相を補償し、前記参照光及び前記物体光によって形成される干渉稿を記録媒体に記録する記録ステップと、を含み、前記検出ステップにおいて、前記第一のモニタ用光又は前記第二のモニタ用光は、有効径外に孔が形成された第一のレンズの前記孔を通っており、前記記録ステップにおいて、前記参照光又は前記物体光は、前記第一のレンズの有効径内側を通っていることを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明であるホログラム記録方法は、参照光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第一のモニタ用光と、物体光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第二のモニタ用光と、によって形成されるモニタ用干渉稿を検出する検出ステップと、検出された前記モニタ用干渉稿における位相の補償量を算出する算出ステップと、算出された前記位相の補償量に基づいて、前記参照光及び前記物体光の少なくとも一方の位相を補償し、前記参照光及び前記物体光によって形成される干渉稿を記録媒体に記録する記録ステップと、を含み、前記検出ステップにおいて、前記第一のモニタ用光又は前記第二のモニタ用光は、有効径外に平行光をそのまま透過させる平行光透過部が形成された第二のレンズの前記平行光透過部を通っており、前記記録ステップにおいて、前記参照光又は前記物体光は、前記第二のレンズの有効径内側を通っていることを特徴とする。

請求項１，２に記載のホログラム記録装置及び請求項４，５に記載のホログラム記録方法は、位相の補償を容易に行うことができ、ひいては記録時のＳＮＲを改善することができる。
さらに、請求項１，２に記載のホログラム記録装置及び請求項４，５に記載のホログラム記録方法は、簡易な構成で参照光又は物体光の光路と第一のモニタ用光又は第二のモニタ用光の光路とをほぼ同一とすることができる。
請求項３に記載のホログラム記録装置は、物体光をランダムな波面の光とする場合であっても、第二のモニタ用光を平行光のまま記録媒体近傍の検出部に照射することができる。

以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。まず、図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係るホログラム記録装置について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るホログラム記録装置を示す模式図である。図２（ａ）は、図１の第一の光学系の部分拡大図であり、シャッタを省略した図、図２（ｂ）は、第一の光学系の変形例の部分拡大図であり、シャッタを省略した図である。図３（ａ）は、図１の第二の光学系の部分拡大図であり、シャッタを省略した図、図３（ｂ）は、第二の光学系の変形例の部分拡大図であり、シャッタを省略した図である。

図１に示すように、本発明の実施形態に係るホログラム記録装置１０は、記録媒体４０にホログラムを記録させる装置であり、レーザ発生部１１と、レンズ１２と、レンズ１３と、半波長板１４と、ミラー１５と、偏光ビームスプリッタ１６と、位相補償デバイス１７と、回転器１８と、ミラー１９と、ミラー２０と、レンズ２１と、シャッタ２２と、レンズ２３と、偏光ビームスプリッタ２４と、空間光変調素子２５と、ランダム位相マスク２６と、シャッタ２７と、レンズ２８と、レンズ２９と、ハーフミラー３０と、ＣＣＤ３１と、位相センサ３２と、制御部３３と、を備えている。
ここで、位相補償デバイス１７、ミラー１９、ミラー２０、レンズ２１、シャッタ２２及びレンズ２３の組み合わせが、特許請求の範囲における「第一の光学系」の一例である。
また、偏光ビームスプリッタ２４、空間光変調素子２５、ランダム位相マスク２６、シャッタ２７及びレンズ２８の組み合わせが、特許請求の範囲における「第二の光学系」の一例である。

レーザ発生部１１は、後記する物体光、参照光、第一のモニタ用光及び第二のモニタ用光の元となるレーザを発生し、照射する。すなわち、物体光、参照光、第一のモニタ用光及び第二のモニタ用光は、同一光源であるレーザ発生部１１から照射されたレーザを分岐させることによって得られる。
レンズ１２は、レーザ発生部１１により照射されたレーザを拡げて出射する。
レンズ１３は、コリメーティングレンズであり、レンズ１２により拡げられたビームを平行光束にして出射する。
これらレンズ１２及びレンズ１３が、レーザを所定倍率の平行光束に拡大するビームエキスパンダを構成する。
半波長板１４は、レンズ１３から出射された平行光束を、直交する二つの直線偏光成分の間の光学的な位相差を１８０度にして透過させる。
ミラー１５は、半波長板１４を透過した平行光束を偏光ビームスプリッタ１６に向けて反射する。
偏光ビームスプリッタ１６は、入射する平行光束をその偏光成分により分離するフィルタである。詳しくは、偏光ビームスプリッタ１６は、入射する平行光束の一成分を位相補償デバイス１７に向けて反射し、他の成分を偏光ビームスプリッタ２４に向けて透過させる。

位相補償デバイス１７は、偏光ビームスプリッタ１６が反射した光をミラー１９及びミラー２０に向けて反射する。位相補償デバイス１７は、鏡面の凹凸を制御可能なピエゾアクチュエータ付きミラー、液晶デバイス、可動型回折格子等であり、制御部３３からの駆動制御信号によって駆動し、位相の揺れが補償された、すなわち、位相の差がゼロに近づけられた反射光を生成する。この位相補償デバイス１７が、特許請求の範囲における「補償部」の一例である。

回転器１８は、制御部３３の駆動制御により回転し、参照光の反射方向、すなわち、参照光の記録媒体４０への入射角度を変える。
ミラー１９は、回転器１８によって回転可能であり、位相補償デバイス１７が反射した光を参照光として反射する。
ミラー２０は、回転不能であり、位相補償デバイス１７が反射した光を第一のモニタ用光として反射する。

レンズ２１は、参照光及び第一のモニタ用光をレンズ２３へ導くレンズである。
シャッタ２２は、参照光を通過させる、及び、参照光を遮断する、といった二つの状態を切換可能である。また、シャッタ２２は、第一のモニタ用光を常に通過させる。
レンズ２３は、シャッタ２２を通過した参照光を記録媒体４０へ導くレンズである。また、レンズ２３は、第一のモニタ用光を位相センサ３２へ導く。
これらレンズ２１及びレンズ２３は、リレーレンズを構成しており、ミラー１９が回転した場合でも、参照光が記録媒体４０の同一位置に照射されるようになっている。

ここで、図２（ａ）に示すように、レンズ２１は、有効径外に孔２１ａが形成されており、参照光は、レンズ２１の有効径内側を通り、第一のモニタ用光は、レンズ２１の孔２１ａを通る。また、レンズ２３は、有効径外に孔２３ａが形成されており、参照光は、レンズ２３の有効径内側を通り、第一のモニタ用光は、レンズ２３の孔２３ａを通る。これらのレンズ２１，２３が、特許請求の範囲における「第一のレンズ」の一例である。なお、図２（ｂ）に示すように、レンズ２１，２３の変形例であるレンズ２１Ｂ，２３Ｂは、孔２１ａ，２３ａに変えて、有効径外に平行光をそのまま透過させる平行光透過部２１ｂ，２３ｂを備えていてもよい。かかる平行光透過部２１ｂ，２３ｂは、レンズ２１Ｂ，２３Ｂを切削加工することにより形成可能である。この場合、参照光は、レンズ２１Ｂ，２３Ｂの有効径内側を通り、第一のモニタ用光は、レンズ２１Ｂ，２３Ｂの平行光透過部２１ｂ，２３ｂを通る。この平行光透過部２１ｂ，２３ｂを備えたレンズ２１Ｂ，２３Ｂが、特許請求の範囲における「第二のレンズ」の例である。

図１に示すように、偏光ビームスプリッタ２４は、偏光ビームスプリッタ１６を透過した光を、空間光変調素子２５に向けて透過させる。また、偏光ビームスプリッタ２４は、空間光変調素子２５が反射した物体光及び第二のモニタ用光をシャッタ２７に向けて反射する。

空間光変調素子２５は、偏光ビームスプリッタ２４を透過した光を、物体光及び第二のモニタ用光として反射する。すなわち、空間光変調素子２５は、制御部３３によって駆動制御され、データページを表示する。

ランダム位相マスク２６は、平行光である物体光を、ランダムな波面の物体光にして出射する。ここで、図３（ａ）に示すように、ランダム位相マスク２６は、物体光の光路上かつ第二のモニタ用光の光路外に設けられているので、物体光のみをランダムな波面とし、第二のモニタ用光に影響を与えない。

図１に示すように、シャッタ２７は、物体光を通過させる、及び、物体光を遮断する、といった二つの状態を切換可能である。また、シャッタ２７は、第二のモニタ用光を常に通過させる。
レンズ２８は、対物レンズであり、物体光を記録媒体４０に集光させる。ここで、図３（ａ）に示すように、レンズ２８は、有効径外に孔２８ａが形成されており、物体光は、レンズ２８の有効径内側を通り、第二のモニタ用光は、レンズ２８の孔２８ａを通り、位相センサ３２へ到達する。このレンズ２８が、特許請求の範囲における「第一のレンズ」の一例である。なお、図３（ｂ）に示すように、レンズ２８の変形例であるレンズ２８Ｂは、孔２８ａに変えて、有効径外に平行光をそのまま透過させる平行光透過部２８ｂを備えていてもよい。かかる平行光透過部２８ｂは、レンズ２８Ｂを切削加工することにより形成可能である。この場合、物体光は、レンズ２８Ｂの有効径内側を通り、第二のモニタ用光は、レンズ２８Ｂの平行光透過部２８ｂを通る。この平行光透過部２８ｂを備えたレンズ２８Ｂが、特許請求の範囲における「第二のレンズ」の一例である。

レンズ２９は、記録媒体４０の干渉稿による回折光を平行光として出射する。
ハーフミラー３０は、平行光となった回折光を透過させる。
ＣＣＤ３１は、ハーフミラー３０を透過した回折光を撮像する。このＣＣＤ３１が、特許請求の範囲における「検出部」の一例である。

位相センサ３２は、記録媒体４０の近傍において、第一のモニタ用光及び第二のモニタ用光から形成される干渉稿（モニタ用干渉稿）を検出する。この位相センサ３２は、例えば、ＣＣＤ等であり、特許請求の範囲における「検出部」の一例である。

制御部３３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力回路を備えており、レーザ発生部１１、位相補償デバイス１７、回転器１８、シャッタ２２、空間光変調素子２５、シャッタ２７及びＣＣＤ３１を駆動制御する。また、制御部３３は、位相センサ３２によって検出された干渉稿（モニタ用干渉稿）における位相の補償量を算出する。そして、制御部３３は、算出された位相の補償量に基づいて位相を補償するための駆動制御信号を位相補償デバイス１７に出力する。この制御部３３が、特許請求の範囲における「算出部」の一例である。

なお、モニタ用干渉稿の強度Ｉ（ｔ）は、下記式（１）によって表される。
Ｉ（ｔ）＝Ａ_１ ^２＋Ａ_２ ^２＋２Ａ_１Ａ_２ｃｏｓ（φ_２（ｔ）−φ_１（ｔ）＋δ）
…式（１）
ここで、Ａ_１は第一モニタ用光の振幅、Ａ_２は第二モニタ用光の振幅、φ_１（ｔ）は第一モニタ用光の位相、φ_２（ｔ）は第二モニタ用光の位相、ｔは時刻、δは位相の補償量であり、位相を補償していない場合には、δ＝０である。
制御部３３は、位相センサ３２によって検出されたモニタ用干渉稿から得られる強度Ｉ（ｔ）と、予め設定された第一モニタ用光の振幅Ａ_１及び第二モニタ用光の振幅Ａ_２と、に基づいて、検出されたモニタ用干渉稿の白黒の強度変化をキャプチャしたものに高速フーリエ変換を適用することにより、基本周波数の位相を算出する。算出された位相が、φ_２（ｔ）−φ_１（ｔ）＋δに相当する。
そして、制御部３３は、φ_２（ｔ）−φ_１（ｔ）＋δがゼロとなるようにδの値を算出し、かかるδに基づいて駆動制御信号を決定し、位相補償デバイス１７に出力する。かかるδに基づいて駆動された位相補償デバイス１７は、φ_１（ｔ）及びφ_２（ｔ）に含まれる位相ノイズをキャンセルすることができる。
ここで、制御部３３は、δと駆動制御信号との関係を予め記憶しており、かかる関係が、駆動制御信号を決定する際に使用される。なお、位相補償デバイス１７がピエゾアクチュエータ付きミラーである場合には、δと駆動制御信号、すなわち、ピエゾアクチュエータに印加される電圧とは、線形の関係を有する。

記録媒体４０は、湿式、乾式のフォトポリマ等、公知のホログラフィ用記録材料とすることができる。記録媒体４０が乾式のフォトポリマである場合には、干渉稿を多重記録した後、非コヒーレントな光を照射して未反応のモノマをポリマ化することにより、干渉稿を固定記録することができる。

続いて、ホログラム記録装置１０によるホログラム記録方法の一例について説明する。まず、制御部３３は、シャッタ２２を、参照光を遮断する状態とし、シャッタ２７を、物体光を遮断する状態とする。また、制御部３３は、回転器１８を所定の角度に回転させ、空間光変調素子２５に所定のページを表示させる。

続いて、制御部３３は、レーザ発生部１１を駆動制御してレーザ光発生させ、記録媒体４０の近傍において第一のモニタ用光及び第二のモニタ用光から形成されるモニタ用干渉稿を生成し、この干渉稿の回折光を位相センサ３２が検出する（検出ステップ）。

続いて、制御部３３は、位相センサ３２によって検出されたモニタ用干渉稿における位相の揺れを算出する（算出ステップ）。そして、制御部３３は、算出された位相の揺れを補償するための駆動制御信号を位相補償デバイス１７に出力するとともに、シャッタ２２を、参照光を通過させる状態とし、シャッタ２７を、物体光を通過させる状態とし、参照光及び物体光から形成される干渉稿（ホログラム）を記録媒体４０に記録する（記録ステップ）。

干渉稿を多重的に記録する場合には、回転器１８の角度及び空間光変調素子２５に表示されるページを変更して、前記した動作を繰り返す。
全ての干渉稿が記録された後、記録媒体４０に記録された干渉稿が固定される。

続いて、本発明の実施形態に係るホログラム記録装置１０による、位相を補償した場合と位相を補償しなかった場合との比較について説明する。
図４は、空間光変調素子によるページとＳＮＲとの関係を示すグラフである。
横軸は、空間光変調素子２５により表示されたページの番号（１〜１１ページまでを表示）を示し、縦軸は、測定されたＳＮＲ（信号対雑音比）を示す。
図４に示すように、位相を補償することによって、平均で２．５ｄＢ、最大で３ｄＢの改善効果が見られた。

図５及び図６は、位相センサ３２による参照光の位相の測定結果を示すグラフであり、図５は、位相を補償しなかった場合を示すグラフ、図６は、位相を補償した場合を示すグラフである。
図５に示すように、位相を補償しなかった場合には、参照光の位相は、時間とともにドリフトしてしまう。
図６に示すように、位相を補償した場合には、参照光の位相は、ドリフトしない。なお、図６における位相のスパイクは、記録媒体４０を動かす際の振動によるものである。

本発明の実施形態に係るホログラム記録装置１０は、参照光の位相の揺れの補償を容易に行うことができ、記録時のＳＮＲを改善することができる。ここで、「ほぼ同一の光路」とは、光路が平行に数ｃｍ（例えば、３ｃｍ）ずれたものを含み、同一の光路、すなわち、重畳された光路も含む。光路が平行に数ｃｍよりも大きくずれている場合には、モニタ用干渉稿の位相と記録媒体に記録される干渉稿の位相との相関が小さくなり、補償に不適となってしまう。
また、位相センサ３２は、参照光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第一のモニタ用光と、第二の光学系において物体光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第二のモニタ用光と、によって形成されるモニタ用干渉稿を検出するために、光路距離方向においても記録媒体４０の近傍に設けられる。ここで、位相センサ３２は、光路距離方向において記録媒体４０から数十ｃｍ（例えば、３０ｃｍ）の位置に設けられていてもよいが、光路距離方向における位相センサ３２と記録媒体４０との距離によるノイズを小さくするため、この距離を短く設定することが好ましい。
この「ほぼ同一の光路」は、位相を好適に補償するために、重畳された光路であることが好ましい。
また、第一のモニタ用光及び第二のモニタ用光は、モニタ用干渉稿を形成する場所において平行光（すなわち、平面波）であればよいが、一旦球面波等となった光を平面波に戻すと波面が崩れるおそれがあるので、第一の光学系及び第二の光学系において常に平行光であることが好ましい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能である。
例えば、ホログラム記録装置は、参照光の位相を補償するだけでなく、参照光及び物体光の少なくとも一方の位相を補償する構成であってもよい。ここで、参照光及び物体光の両方の位相を補償する場合には、参照光における補償量をδ_１、物体光における補償量をδ_２とすると、前記式（１）のδとの間において、下記式（２）が成立する。
δ＝δ_１＋δ_２ …式（２）
ここで、物体光の位相の揺れを補償するためには、ホログラム記録装置１０は、偏光ビームスプリッタ２４とランダム位相マスク２６との間に透過型の位相補償デバイスを備えていてもよい。
また、ランダム位相マスク２６は省略可能である。
さらに、本発明は、第二の光学系において、参照光の光路上かつ第一のモニタ用光の光路外に設けられたランダム位相マスクを備える構成であってもよい。

本発明の実施形態に係るホログラム記録装置を示す模式図である。（ａ）は、図１の第一の光学系の部分拡大図であり、シャッタを省略した図、（ｂ）は、第一の光学系の変形例の部分拡大図であり、シャッタを省略した図である。（ａ）は、図１の第二の光学系の部分拡大図であり、シャッタを省略した図、（ｂ）は、第二の光学系の変形例の部分拡大図であり、シャッタを省略した図である。空間光変調素子によるページとＳＮＲとの関係を示すグラフである。位相センサによる参照光の位相の測定結果を示すグラフであり、位相を補償しなかった場合を示すグラフである。位相センサによる参照光の位相の測定結果を示すグラフであり、位相を補償した場合を示すグラフである。

符号の説明

１０ホログラム記録装置
１７位相補償デバイス（補償部）
１９ミラー（第一の光学系）
２０ミラー（第一の光学系）
２１レンズ（第一の光学系、第一のレンズ）
２１ａ孔
２１Ｂレンズ（第一の光学系、第二のレンズ）
２１ｂ平行光透過部
２２シャッタ（第一の光学系）
２３レンズ（第一の光学系、第一のレンズ）
２３ａ孔
２３Ｂレンズ（第一の光学系、第二のレンズ）
２３ｂ平行光透過部
２４偏光ビームスプリッタ（第二の光学系）
２５空間光変調素子（第二の光学系）
２６ランダム位相デバイス（第二の光学系）
２７シャッタ（第二の光学系）
２８レンズ（第二の光学系、第一のレンズ）
２８Ｂレンズ（第二の光学系、第二のレンズ）
２８ａ孔
２８ｂ平行光透過部
３２位相センサ（検出部）
３３制御部（算出部）
４０記録媒体

Claims

参照光を記録媒体に導く第一の光学系と、
物体光を記録媒体に導く第二の光学系と、
前記第一の光学系において前記参照光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第一のモニタ用光と、前記第二の光学系において前記物体光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第二のモニタ用光と、によって形成されるモニタ用干渉稿を検出する検出部と、
検出された前記モニタ用干渉稿における位相の補償量を算出する算出部と、
を備え、
前記第一の光学系及び前記第二の光学系の少なくとも一方は、算出された前記位相の補償量に基づいて、前記参照光及び前記物体光の少なくとも一方の位相を補償する補償部を備え、
前記第一の光学系又は前記第二の光学系は、有効径外に孔が形成された第一のレンズを備えており、
前記参照光又は前記物体光は、前記第一のレンズの有効径内側を通り、
前記第一のモニタ用光又は前記第二のモニタ用光は、前記第一のレンズの前記孔を通る
ことを特徴とするホログラム記録装置。
参照光を記録媒体に導く第一の光学系と、
物体光を記録媒体に導く第二の光学系と、
前記第一の光学系において前記参照光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第一のモニタ用光と、前記第二の光学系において前記物体光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第二のモニタ用光と、によって形成されるモニタ用干渉稿を検出する検出部と、
検出された前記モニタ用干渉稿における位相の補償量を算出する算出部と、
を備え、
前記第一の光学系及び前記第二の光学系の少なくとも一方は、算出された前記位相の補償量に基づいて、前記参照光及び前記物体光の少なくとも一方の位相を補償する補償部を備え、
前記第一の光学系又は前記第二の光学系は、有効径外に平行光をそのまま透過させる平行光透過部が形成された第二のレンズを備えており、
前記参照光又は前記物体光は、前記第二のレンズの有効径内側を通り、
前記第一のモニタ用光又は前記第二のモニタ用光は、前記第二のレンズの前記平行光透過部を通る
ことを特徴とするホログラム記録装置。
前記第一の光学系又は前記第二の光学系は、前記参照光又は前記物体光の光路上かつ前記第一のモニタ用光又は前記第二のモニタ用光の光路外に設けられたランダム位相マスクを備える
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のホログラム記録装置。
参照光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第一のモニタ用光と、物体光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第二のモニタ用光と、によって形成されるモニタ用干渉稿を検出する検出ステップと、
検出された前記モニタ用干渉稿における位相の補償量を算出する算出ステップと、
算出された前記位相の補償量に基づいて、前記参照光及び前記物体光の少なくとも一方の位相を補償し、前記参照光及び前記物体光によって形成される干渉稿を記録媒体に記録する記録ステップと、
を含み、
前記検出ステップにおいて、前記第一のモニタ用光又は前記第二のモニタ用光は、有効径外に孔が形成された第一のレンズの前記孔を通っており、
前記記録ステップにおいて、前記参照光又は前記物体光は、前記第一のレンズの有効径内側を通っている
ことを特徴とするホログラム記録方法。
参照光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第一のモニタ用光と、物体光とほぼ同一の光路を通過する平行光である第二のモニタ用光と、によって形成されるモニタ用干渉稿を検出する検出ステップと、
検出された前記モニタ用干渉稿における位相の補償量を算出する算出ステップと、
算出された前記位相の補償量に基づいて、前記参照光及び前記物体光の少なくとも一方の位相を補償し、前記参照光及び前記物体光によって形成される干渉稿を記録媒体に記録する記録ステップと、
を含み、
前記検出ステップにおいて、前記第一のモニタ用光又は前記第二のモニタ用光は、有効径外に平行光をそのまま透過させる平行光透過部が形成された第二のレンズの前記平行光透過部を通っており、
前記記録ステップにおいて、前記参照光又は前記物体光は、前記第二のレンズの有効径内側を通っている
ことを特徴とするホログラム記録方法。