JP4991872B2 - モノキュラーホログラフィックデータ記憶システムの構成 - Google Patents
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Description
本出願は、以下の同時係属中の米国特許出願を参照する。第1の出願は、2006年11月1日に出願された米国特許仮出願第60/855,754号明細書、表題「モノキュラーホログラフィックデータ記憶システムの構成」(MONOCULAR HOLOGRAPHIC DATA STORAGE SYSTEM ARCHITECTURE)である。第2の出願は、2006年12月4日に出願された米国特許仮出願第60/872,472号明細書、表題「ホログラフィックデータ記憶用の位相共役読み出しジオメトリ」(PHASE CONJUGATE READOUT GEOMETRIES FOR HOLOGRAPHIC DATA STORAGE)である。上記出願の開示および内容全体が参照により本明細書に援用される。
ここで、37C.F.R.§1.71(g)(1)に従い、本明細書に記載しかつそこで請求する本発明が、35U.S.C.103(c)(3)に規定されているような共同研究の同意に従って作成されたことと、本発明を作成した日付よりも前から効力を有していることと、株式会社日立製作所(Hitachi Co.,Ltd.)およびインフェイズテクノロジーズ社(InPhase Technologies,Inc.)によってまたはそれらの会社の代理として、共同研究の同意の範囲内で保証された活動により得られたものであることを開示する。
用語の規定が、一般に用いられる用語の意味から逸脱した場合、本出願人は、具体的に指示しない限り、以下に示す規定を用いることを意図する。
ホログラフィックデータ記憶では、多重化されたデータページをホログラフィック記憶媒体の同じ位置に記録するために用い得る多くの方法が存在する。例えば、2004年4月13日に交付された(特許文献9)(キング(King)ら)(角度多重)を参照されたい。この開示および内容全体が参照により本明細書に援用される。これらの方法では、より高い容量、それと同時に、より速い転送速度を実現するために、データを読み出すための位相共役ジオメトリを用いたポリトピック角度多重を用いることが可能である。例えば、2006年8月15日に交付された(特許文献10)(アンダーソン(Anderson)ら)、SMPTEモーションイメージングジャーナル(SMPTE Motion Imaging Journal)のケン・アンダーソン(Ken Anderson)らによる(非特許文献1)(2006年5月/6月)を参照されたい。これらの文献の内容および開示全体が参照により本明細書に援用される。ポリトピック角度多重等の多くの多重化技術では、2つのビーム経路、すなわち、物体(信号)ビーム経路と参照光経路とを用いることが可能である。しかし、レンズが縮小したときに、これらの光学系の動作距離は非常に短くなり、これらのビームをホログラフィック記憶媒体に中継することが困難になる場合がある。レンズが小さくなったときに、焦点距離が縮小したとき等に、種々の構成要素がホログラフィック記憶媒体にできるだけ近接したときに、信号光経路レンズおよび参照光経路レンズの両方が、空間的に干渉する。
参照光を生成するための参照光源と、
信号光を生成するための信号光源と、
信号光および参照光がホログラフィック記憶媒体に入射する前に通過する対物レンズと、
対物レンズを移動させ、これにより、ホログラフィック記憶媒体に対して参照光の角度を変化させるための対物レンズ移動手段であって、参照光および信号光が、対物レンズを通過した後に、1つ以上のデータページをホログラフィック記憶媒体に記録するように干渉する対物レンズ移動手段と、
を備えるホログラフィック記録装置またはシステムが提供される。
参照光を生成するための参照光源と、
信号光を生成するための信号光源と、
信号光および参照光がホログラフィック記憶媒体に入射する前に通過する対物レンズと、
参照光が通過する参照光用レンズと、
参照光用レンズを移動させ、これにより、ホログラフィック記憶媒体に対して参照光の角度を変化させるための参照光用レンズ移動手段であって、参照光および信号光が、対物レンズを通過した後に、1つ以上のデータページをホログラフィック記憶媒体に記録するように干渉する参照光用レンズ移動手段と、
を備えるホログラフィック記録装置またはシステムが提供される。
(a)参照光用レンズを介して参照光を透過するステップと、
(b)参照光および信号光が同じ対物レンズを通過した後に、集光された参照光と信号光とを干渉させることによって、1つ以上のデータページをホログラフィック記憶媒体に記録するステップと、
(c)対物レンズに対して参照光用レンズを移動させ、これにより、ホログラフィック記憶媒体に対して参照光の入射角度を変化させるステップと、
を含む方法が提供される。
ホログラフィック記憶媒体の一方の側に配置された対物レンズと、
ホログラフィック記憶媒体の反対側に配置された反射装置と、
位相共役光学系と、
再生時参照光がホログラフィック記憶媒体に入射する前に通過する対物レンズと、
再生時参照光を生成するための再生時参照光源であって、再生時参照光が、ホログラフィック記憶媒体を介して、対物レンズを通過する再生時参照光経路に沿って導かれ、そして反射装置により、ホログラフィック記憶媒体を介して後方に位相共役光学系に導かれ、位相共役光学系が再生時参照光から位相共役ビームを生成し、位相共役ビームが、ホログラフィック記憶媒体に記憶された1つ以上のデータページから再生光を生成するために、ホログラフィック記憶媒体を介して導かれる再生時参照光源と、
を備えるホログラフィック記録装置またはシステムが提供される。
(a)再生時参照光経路に沿って再生時参照光を透過するステップであって、その再生時参照光が、(i)1つ以上のデータページを記憶したホログラフィック記憶媒体の第1の側に入射する前に対物レンズを通過し、(ii)ホログラフィック記憶媒体を通過し、(iii)位相共役ビームを生成するために、ホログラフィック記憶媒体の反対側にある反射装置により、ホログラフィック記憶媒体を介して後方に、ホログラフィック記憶媒体の第1の側の反対側に配置された位相共役光学系に向かって導かれるステップと、
(b)ホログラフィック記憶媒体を介して位相共役ビームを導き、これにより、ホログラフィック記憶媒体に記憶された1つ以上のデータページの選択されたデータページを復元するように、位相共役光学系を制御するステップと、
を含む方法が提供される。
ホログラフィック記憶媒体の記録材料層の一方の側に配置された対物レンズと、
記録材料層の反対側に配置された位相共役光学系と、
再生時参照光がホログラフィック記憶媒体に入射する前に通過する対物レンズと、
再生時参照光を生成するための再生時参照光源であって、再生時参照光が、位相共役光学系に向かって対物レンズを通過して記録材料層を通過する再生時参照光経路に沿って導かれ、位相共役光学系が再生時参照光から位相共役ビームを生成し、位相共役ビームが、記録材料層に記憶された1つ以上のデータページから再生光を生成するために、ホログラフィック記憶媒体を介して導かれる再生時参照光源と、
を備えるホログラフィック記録装置またはシステムが提供される。
(a)再生時参照光経路に沿って再生時参照光を透過するステップであって、その再生時参照光が、(i)1つ以上のデータページを記憶したホログラフィック記憶媒体の記録材料層の第1の側に入射し、(ii)記録材料層の第1の側の反対側に配置された位相共役光学系に向かって記録材料層を通過するステップと、
(b)位相共役ビームを生成して記録材料層に向かって導き、これにより、記録材料層に記憶された1つ以上のデータページの選択されたデータページを復元するように、位相共役光学系を制御するステップと、
を含む方法が提供される。
1つ以上のデータページを記録するための記録材料層と、
1つ以上のデータページが記録材料層に記録されている場合に光を吸収し、そして記録材料層に記録された1つ以上のデータページが記録材料層から復元されている場合に光ビームが通過することを可能にする、記録材料層の下にある可変ビーム透過層と、
可変層を通過した光ビームを反射し、これにより位相共役ビームを生成するための、可変層の下にある反射層と、
を備える物品が提供される。
1つ以上のデータページを記録するための記録材料層と、
1つ以上のデータページが記録材料層に記録されている場合に光ビームを通過させ、そして記録材料層に記録された1つ以上のデータページが記録材料層から復元されている場合に光ビームを反射し、これにより位相共役ビームを生成する、記録材料層の下にある可変ビーム反射層と、
を備える物品が提供される。
実施例I
ホログラフィックデータを記憶または記録する(書き込む)形態で図30に概略的に示されているモノキュラーホログラフィック光学データ装置またはシステム3002の実施形態である。装置またはシステム3002は、ミラー3008によりシャッタ3010を介して他のミラー3012に導かれるコヒーレント光ビーム3006を提供するレーザ3004を含む。ミラー3012は、光ビーム3006を空間的にフィルタリングするピンホール3016およびレンズ3018を含む主な拡大器組立体3014と、フィルタリングされた光ビーム3006を固定直径に拡大してコリメートするレンズ組立体3020とに光ビーム3006を導く。フィルタリングされて拡大された光ビーム3006は半波長板(HWP)3022を通過し、偏光ビームスプリッタ(PBS)3024に入射する。PBS3024は、光ビーム3006を、参照光経路3028を有する参照光3026と、信号光経路3032を有する照明信号光3030とに分割する。参照光3026は、ミラー3034によりアイリス3036を介して他のミラー3038に導かれる。ミラー3038は参照光3026を他のミラー3040に導き、ミラー3040は参照光3026を参照光用レンズ3042に導く。参照光3026は、参照光用レンズ3042を通過し、ミラー3044によって対物レンズ3046に導かれる。
ここで、ηは回折効率であり、Δθはブラッグ角度であり、Lは記録層の厚さであり、nは材料の屈折率であり、λはレーザの波長であり、そして他のθは媒体それぞれの内部の参照と信号との間の角度である。実験結果と理論との一致は非常に優れたものである。
Claims (16)
- ホログラフィック装置であって、
参照光を生成する参照光光源と、
信号光を生成する信号光光源と、
前記信号光光源により生成された信号光をホログラフィック記憶媒体に集光させる対物レンズと、を備えており、
前記参照光光源により生成される参照光が前記対物レンズを通過後、平行光として前記ホログラフィック記憶媒体に入射し、
前記ホログラフィック記憶媒体に対して前記参照光の角度を変化させることで、前記対物レンズを通過した前記参照光および前記信号光が複数のデータページを前記ホログラフィック記憶媒体に記録する、
ホログラフィック装置。 - 請求項1記載のホログラフィック装置であって、
前記対物レンズを前記ホログラフィック記憶媒体に対して平行方向に移動させるアクチュエータを備えており、
前記アクチュエータにより、前記対物レンズを前記ホログラフィック記憶媒体に対して平行方向に移動させ、前記ホログラフィック記憶媒体に対して前記参照光の角度を変化させ、角度多重方式により複数のデータページを記録する、
ホログラフィック装置。 - 請求項1記載のホログラフィック装置であって、
前記参照光が前記対物レンズに入射する前に前記参照光の光軸の角度を変化させるためのミラーと、
前記ミラーの角度を変化させるためのミラー駆動手段と、
を備えており、
前記ミラー駆動手段が前記ミラーを駆動させ、前記ホログラフィック記憶媒体に対して前記参照光の角度を変化させ、角度多重方式により複数のデータページを記録する、
ホログラフィック装置。 - 前記対物レンズは、前記対物レンズの光軸方向に機械的に移動され、これにより前記対物レンズの焦点を合わせることができる請求項1に記載のホログラフィック装置。
- 前記参照光光源と前記信号光光源は、同一の光源である、請求項1に記載のホログラフィック装置。
- ホログラフィック記録媒体にデータを記録する記録方法であって、
参照光および信号光を生成し、
対物レンズにより、前記生成された信号光をホログラフィック記憶媒体に集光し、
前記対物レンズにより、前記生成された参照光を平行光として前記ホログラフィック記憶媒体に入射し、
前記ホログラフィック記録媒体に対して前記参照光の角度を変化させ、
前記対物レンズを通過した前記参照光および前記信号光が複数のデータページを前記ホログラフィック記憶媒体に記録する、
記録方法。 - 請求項6記載の記録方法であって、
前記対物レンズを前記ホログラフィック記憶媒体に対して平行方向に移動させ、前記ホログラフィック記憶媒体に対して前記参照光の角度を変化させ、角度多重方式により複数のデータページを記録する、
記録方法。 - 請求項6記載の記録方法であって、
前記参照光が前記対物レンズに入射する前に参照光の光軸の角度をミラーにより変化させ、前記ホログラフィック記憶媒体に対して前記参照光の角度を変化させ、角度多重方式により複数のデータページを記録する、
記録方法。 - 請求項6記載の記録方法であって、前記ホログラフィック記憶媒体と前記参照光の相対傾きを補償する記録方法。
- 請求項6記載の記録方法であって、前記ホログラフィック記憶媒体の温度変化を補償する記録方法。
- 請求項10記載の記録方法は、さらに波長を変化させるステップを含む記録方法。
- ホログラフィック記録媒体に記録されているデータを再生する再生方法であって、
参照光を生成し、
対物レンズにより、前記生成された参照光を平行光として前記ホログラフィック記憶媒体に入射し、
前記ホログラフィック記録媒体に対して前記参照光の角度を変化させ、
前記対物レンズを通過した前記参照光を用いて、複数のデータページを前記ホログラフィック記憶媒体から再生し、再生された信号光が前記対物レンズを通過する、
再生方法。 - 請求項12記載の再生方法であって、
前記対物レンズを前記ホログラフィック記憶媒体に対して平行方向に移動させ、前記ホログラフィック記憶媒体に対して前記参照光の角度を変化させ、複数のデータページを再生する、
再生方法。 - 請求項12記載の再生方法であって、
前記参照光が前記対物レンズに入射する前に参照光の光軸の角度をミラーにより変化させ、前記ホログラフィック記憶媒体に対して前記参照光の角度を変化させ、複数のデータページを再生する、
再生方法。 - 請求項12記載の再生方法であって、前記ホログラフィック記憶媒体と前記参照光の相対傾きを補償する再生方法。
- 請求項1記載の前記ホログラフィック記憶媒体は、記録材料層と、格子層と、記録中に光を吸収するための、吸収層とを備え、該吸収層は再生中に請求項1記載の前記参照光を透過し、前記格子層によって前記参照光の位相共役光を生成する媒体。
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