JPH05216386A - ホログラム・システム - Google Patents
ホログラム・システムInfo
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- JPH05216386A JPH05216386A JP4231145A JP23114592A JPH05216386A JP H05216386 A JPH05216386 A JP H05216386A JP 4231145 A JP4231145 A JP 4231145A JP 23114592 A JP23114592 A JP 23114592A JP H05216386 A JPH05216386 A JP H05216386A
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- beams
- volume hologram
- radiation
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- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1365—Separate or integrated refractive elements, e.g. wave plates
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/1086—Beam splitting or combining systems operating by diffraction only
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
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- G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/32—Holograms used as optical elements
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- G—PHYSICS
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
- G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
- G11B11/105—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
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- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 ホログラム・システムにおいて所要の角度で
の所要のビーム分離を行う。 【構成】 第1の体積ホログラム18は、光ビーム14
の一部を第1のビーム22として回折し、光ビームの残
りの部分を第2のビーム20として透過させる。第2の
体積ホログラム30は、第1または第2のビームのいず
れか一方を所要の角度に回折し、他方のビームを回折せ
ずに透過させる。
の所要のビーム分離を行う。 【構成】 第1の体積ホログラム18は、光ビーム14
の一部を第1のビーム22として回折し、光ビームの残
りの部分を第2のビーム20として透過させる。第2の
体積ホログラム30は、第1または第2のビームのいず
れか一方を所要の角度に回折し、他方のビームを回折せ
ずに透過させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、体積ホログラムに関
し、特に光データ記憶システムにおいて使用される体積
ホログラムに関する。
し、特に光データ記憶システムにおいて使用される体積
ホログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】ホログラムは、相互にコヒーレントな光
の2つのビームの干渉により生じる光の強さの記録であ
る(2つのビームは通常単一のレーザ・ビームを分ける
ことにより得られる)。ホログラムには2つの主なカテ
ゴリ、即ち透過ホログラムおよび反射ホログラムがあ
る。これら2つのカテゴリは、更に2つの物理的なホロ
グラム形式、即ち表面レリーフ・ホログラムおよび体積
ホログラムに分けられる。表面レリーフ・ホログラム
は、フォトリトグラフ法を用いて記録することができ
る。干渉パターンは材料の厚さの周期的な変化として記
録されるが、材料の屈折率は固定されたままである。
の2つのビームの干渉により生じる光の強さの記録であ
る(2つのビームは通常単一のレーザ・ビームを分ける
ことにより得られる)。ホログラムには2つの主なカテ
ゴリ、即ち透過ホログラムおよび反射ホログラムがあ
る。これら2つのカテゴリは、更に2つの物理的なホロ
グラム形式、即ち表面レリーフ・ホログラムおよび体積
ホログラムに分けられる。表面レリーフ・ホログラム
は、フォトリトグラフ法を用いて記録することができ
る。干渉パターンは材料の厚さの周期的な変化として記
録されるが、材料の屈折率は固定されたままである。
【0003】体積ホログラムにおいては、干渉パターン
は材料の屈折率における周期的変化として記録される
が、材料の厚さは固定されたままである。屈折率におけ
る周期的変化は、材料内のピーク屈折率の面を生じる。
これらの面は、「ブラッグ面」と呼ばれる。干渉パター
ンが2つの平面波即ちホログラム面における同じ曲率を
持つ2つの波形により生成される時、ブラッグ面はブラ
ッグ平面となる。
は材料の屈折率における周期的変化として記録される
が、材料の厚さは固定されたままである。屈折率におけ
る周期的変化は、材料内のピーク屈折率の面を生じる。
これらの面は、「ブラッグ面」と呼ばれる。干渉パター
ンが2つの平面波即ちホログラム面における同じ曲率を
持つ2つの波形により生成される時、ブラッグ面はブラ
ッグ平面となる。
【0004】ホログラムが元のビームの1つで最大回折
効率をもたらす結果となる角度で再照射されると、ブラ
ッグ平面に対するビームの内部角は「ブラッグ角」と呼
ばれる。最大回折効率が生じる外部入射角もまたしばし
ばブラッグ角と呼ばれる。
効率をもたらす結果となる角度で再照射されると、ブラ
ッグ平面に対するビームの内部角は「ブラッグ角」と呼
ばれる。最大回折効率が生じる外部入射角もまたしばし
ばブラッグ角と呼ばれる。
【0005】最近、光データ記憶システムにおいて表面
レリーフ・ホログラムが使用されている。これらホログ
ラムは、光ビームが種々の目的のため分離されることを
可能にする。これらの表面レリーフ・ホログラム・シス
テムは、下記の日本国特許出願に開示されている。即
ち、特開平第1−13246号、特開平第1−5574
5号、特開平第1−55746号、特開平第1−146
143号、特開平第1−53359号、特開昭第63−
25845号、特開昭第62−219340号、および
特開昭第61−123032号。
レリーフ・ホログラムが使用されている。これらホログ
ラムは、光ビームが種々の目的のため分離されることを
可能にする。これらの表面レリーフ・ホログラム・シス
テムは、下記の日本国特許出願に開示されている。即
ち、特開平第1−13246号、特開平第1−5574
5号、特開平第1−55746号、特開平第1−146
143号、特開平第1−53359号、特開昭第63−
25845号、特開昭第62−219340号、および
特開昭第61−123032号。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】表面レリーフ・ホログ
ラムにおける問題は、ある制限範囲の屈折角を除いて有
効な偏光分離を達成できないことである。偏光分離は、
データが光媒体から反射された光の偏光面における変化
として検出される光磁気システムにおいて非常に重要で
ある。
ラムにおける問題は、ある制限範囲の屈折角を除いて有
効な偏光分離を達成できないことである。偏光分離は、
データが光媒体から反射された光の偏光面における変化
として検出される光磁気システムにおいて非常に重要で
ある。
【0007】体積ホログラムは、広範囲の回折角にわた
り偏光分離を行うために使用することができる。米国特
許第4,497,534号は、偏光分離のための体積ホ
ログラムの使用を示している。しかし、体積ホログラム
は、厚さが約25μmに制限されており、この結果30
乃至45°の比較的大きな角度でビームの分離を生じ
る。光記憶システムにおいては、光センサが一緒に接近
して望ましくは1つのパッケージ内に配置できるよう
に、より小さなビーム角の分離が選好される。
り偏光分離を行うために使用することができる。米国特
許第4,497,534号は、偏光分離のための体積ホ
ログラムの使用を示している。しかし、体積ホログラム
は、厚さが約25μmに制限されており、この結果30
乃至45°の比較的大きな角度でビームの分離を生じ
る。光記憶システムにおいては、光センサが一緒に接近
して望ましくは1つのパッケージ内に配置できるよう
に、より小さなビーム角の分離が選好される。
【0008】必要とされるものは、所定の角度において
ビーム分離を達成することのできる体積ホログラム・シ
ステムである。
ビーム分離を達成することのできる体積ホログラム・シ
ステムである。
【0009】
【課題を解決するための手段】要約すれば、望ましい実
施態様において、本発明は放射ビームを提供する放射源
を含む。第1の体積ホログラムおよび第2の体積ホログ
ラムが、1つの基板の反対側に記録され、あるいはまた
各ホログラムが別個の基板上に記録され、次いで2つの
基板が1つに接着される。第1のホログラムは第1のビ
ームとして光ビームの一部を回折し、光ビームの残部を
第2のビームとして回折する。第2のホログラムは、第
1のビームまたは第2のビームのいずれか一方を所定の
角度に回折し、残りのビームは回折せずに透過する。こ
の第1のホログラムが所定のビーム分離を行い、第2の
ホログラムはビーム間に所定の角度を生じる。
施態様において、本発明は放射ビームを提供する放射源
を含む。第1の体積ホログラムおよび第2の体積ホログ
ラムが、1つの基板の反対側に記録され、あるいはまた
各ホログラムが別個の基板上に記録され、次いで2つの
基板が1つに接着される。第1のホログラムは第1のビ
ームとして光ビームの一部を回折し、光ビームの残部を
第2のビームとして回折する。第2のホログラムは、第
1のビームまたは第2のビームのいずれか一方を所定の
角度に回折し、残りのビームは回折せずに透過する。こ
の第1のホログラムが所定のビーム分離を行い、第2の
ホログラムはビーム間に所定の角度を生じる。
【0010】
【実施例】図1は、本発明のホログラム・システムの概
略図を示し、全体参照番号10で示している。システム
10は、光ビーム14を生じるレーザ・ダイオード12
を有する。レーザ・ダイオード12は、波長が約780
ナノメータである光ビームを生じるガリウムアルミニウ
ムヒ素レーザ・ダイオードでよい。ビーム14は、レン
ズ16により視準化(コリメート)される。ビーム14
は次に、ビーム・スプリッタ・ホログラム18へ送られ
る。ビーム14はホログラム18に対しホログラム18
のブラッグ角で当たる。ホログラム18は、ビーム14
を透過ビーム20と回折ビーム22とに分ける。ビーム
20および22は、選択された電力レベルおよび(また
は)偏光率を有する。
略図を示し、全体参照番号10で示している。システム
10は、光ビーム14を生じるレーザ・ダイオード12
を有する。レーザ・ダイオード12は、波長が約780
ナノメータである光ビームを生じるガリウムアルミニウ
ムヒ素レーザ・ダイオードでよい。ビーム14は、レン
ズ16により視準化(コリメート)される。ビーム14
は次に、ビーム・スプリッタ・ホログラム18へ送られ
る。ビーム14はホログラム18に対しホログラム18
のブラッグ角で当たる。ホログラム18は、ビーム14
を透過ビーム20と回折ビーム22とに分ける。ビーム
20および22は、選択された電力レベルおよび(また
は)偏光率を有する。
【0011】ビーム20、22は、ビーム指向ホログラ
ム30へ進む。ビーム22は、ホログラム30に対して
ホログラム30のブラッグ角で当たって回折される。ビ
ーム20は、ホログラム30に対して回折されず透過さ
れるように非ブラッグ角で当たる。ビーム22は、ビー
ム20に対して新しい所定の角度に回折される。ホログ
ラム18は、ビーム20、22を大きな拡がり角度で分
離する。ホログラム30は、2つのビーム間の角度を修
正するため必要である。
ム30へ進む。ビーム22は、ホログラム30に対して
ホログラム30のブラッグ角で当たって回折される。ビ
ーム20は、ホログラム30に対して回折されず透過さ
れるように非ブラッグ角で当たる。ビーム22は、ビー
ム20に対して新しい所定の角度に回折される。ホログ
ラム18は、ビーム20、22を大きな拡がり角度で分
離する。ホログラム30は、2つのビーム間の角度を修
正するため必要である。
【0012】ホログラム18および30は、基板32上
に記録される。あるいはまた、ホログラム18、30は
別個の基板に記録された後、この基板を1つに接着す
る。ホログラム18、30、および基板32の組合わせ
は、ホログラム組立体34と呼ばれる。
に記録される。あるいはまた、ホログラム18、30は
別個の基板に記録された後、この基板を1つに接着す
る。ホログラム18、30、および基板32の組合わせ
は、ホログラム組立体34と呼ばれる。
【0013】図2は、本発明におけるホログラム18の
詳細断面図を示す。ホログラム18は、基板32上に厚
さTに被着されたホログラム材料50からなる。このホ
ログラム材料は重クロム酸ゼラチンであることが望まし
く、基板はガラスであることが望ましい。ホログラム材
料18は面54および56を有し、基板32は面58お
よび60を有する。
詳細断面図を示す。ホログラム18は、基板32上に厚
さTに被着されたホログラム材料50からなる。このホ
ログラム材料は重クロム酸ゼラチンであることが望まし
く、基板はガラスであることが望ましい。ホログラム材
料18は面54および56を有し、基板32は面58お
よび60を有する。
【0014】ホログラム材料18は、周期的ブラッグ平
面70を有するように製造された。このブラッグ平面7
0は、分離距離L、外側フリンジ間隔距離dおよび面5
4に対する角度φを有する。
面70を有するように製造された。このブラッグ平面7
0は、分離距離L、外側フリンジ間隔距離dおよび面5
4に対する角度φを有する。
【0015】動作において、入力ビーム14(波長λ1
を有する)がホログラム18に対して面54に直角に対
して角度θI で進入する。ビーム14は、材料50に対
して内部入射角α1 =asin(sinθI /n0 )で
進入し、n0 は材料50の平均屈折率(典型的には、
1.26)である。この角度変化は屈折によるものであ
る。ビーム14の一部は材料50中を回折を受けること
なく進行し、基板32からビーム20として出る。ビー
ム20は面56、60で屈折する。これは、材料50お
よび基板32が異なる屈折率を有するためである。しか
し、これらの屈折は等しい大きさで方向が反対であり、
そのため相互に打消し合う。ビーム20は面60から透
過出力角θTOで出る。θTOはθI と等しく、ビーム20
は回折せずにホログラム18を透過するように見える。
を有する)がホログラム18に対して面54に直角に対
して角度θI で進入する。ビーム14は、材料50に対
して内部入射角α1 =asin(sinθI /n0 )で
進入し、n0 は材料50の平均屈折率(典型的には、
1.26)である。この角度変化は屈折によるものであ
る。ビーム14の一部は材料50中を回折を受けること
なく進行し、基板32からビーム20として出る。ビー
ム20は面56、60で屈折する。これは、材料50お
よび基板32が異なる屈折率を有するためである。しか
し、これらの屈折は等しい大きさで方向が反対であり、
そのため相互に打消し合う。ビーム20は面60から透
過出力角θTOで出る。θTOはθI と等しく、ビーム20
は回折せずにホログラム18を透過するように見える。
【0016】ビーム14の一部は、ブラッグ平面70に
より回折させられる。ブラッグ平面70に対するビーム
14の角度はθ0 であり、asin[λ1 /2n0 L]
に等しい。回折されたビームは面56と内部回折角度β
1 で遭遇する。回折されたビームは基板32の面60か
らビーム22として出る。面56および60においても
屈折が生じる。ビーム22は、面60から回折出力角θ
DOで出る。θDOはasin[n0 sinβ1 ]と等し
い。ビーム20、22の正味特性は、以下において更に
詳細に述べる。
より回折させられる。ブラッグ平面70に対するビーム
14の角度はθ0 であり、asin[λ1 /2n0 L]
に等しい。回折されたビームは面56と内部回折角度β
1 で遭遇する。回折されたビームは基板32の面60か
らビーム22として出る。面56および60においても
屈折が生じる。ビーム22は、面60から回折出力角θ
DOで出る。θDOはasin[n0 sinβ1 ]と等し
い。ビーム20、22の正味特性は、以下において更に
詳細に述べる。
【0017】ホログラム18の設計に際して、下記の変
数が考慮に入れられる。即ち、 θI=入射角(外側) α1=入射角(内側) β1=回折角(内側) δ=ブラッグ角からの偏り。ゼロに等しいものとする φ=ブラッグ平面の傾き=傾きゼロの場合π/2 L=ブラッグ平面の分離 T=ホログラム材料の厚さ d=外側フリンジ間隔 n0=ホログラム媒体の平均屈折率、典型的には高いn1
値を持つ露出処理済み重クロム酸ゼラチンのホログラム
格子の場合で1.26 n1=ホログラム媒体の屈折率のピーク変化値。典型的
には、重クロム酸ゼラチンの場合で0.1 λa=空気中の光の波長。ここではλa=λ1=780n
m δλ=λaからの偏り(ブラッグ角λ)。ゼロに等しい
ものとする
数が考慮に入れられる。即ち、 θI=入射角(外側) α1=入射角(内側) β1=回折角(内側) δ=ブラッグ角からの偏り。ゼロに等しいものとする φ=ブラッグ平面の傾き=傾きゼロの場合π/2 L=ブラッグ平面の分離 T=ホログラム材料の厚さ d=外側フリンジ間隔 n0=ホログラム媒体の平均屈折率、典型的には高いn1
値を持つ露出処理済み重クロム酸ゼラチンのホログラム
格子の場合で1.26 n1=ホログラム媒体の屈折率のピーク変化値。典型的
には、重クロム酸ゼラチンの場合で0.1 λa=空気中の光の波長。ここではλa=λ1=780n
m δλ=λaからの偏り(ブラッグ角λ)。ゼロに等しい
ものとする
【0018】これらの変数は下式において使用される。
即ち、
即ち、
【0019】
【数1】
【0020】
【数2】
【0021】
【数3】
【0022】
【数4】
【0023】
【数5】
【0024】
【数6】
【0025】
【数7】
【0026】
【数8】
【0027】
【数9】
【0028】
【数10】
【0029】
【数11】
【0030】
【数12】
【0031】上記式11および12は、直角偏光成分S
およびPに対する回折効率を与え、ビーム20および2
2の条件を決定する。ES は偏光成分Sの回折効率であ
り、EP は偏光成分Pの回折効率である。このSおよび
Pは、光の直角偏光成分を表わす。ホログラム数学の更
に詳細な論議については、H.Kogelnik著「厚
いホログラム格子に対する結合波理論(Coupled
Wave Theory for Thick Ho
logram Gratings)」(Bell Sy
stem Technical Journal、第4
8巻、第9号、2909頁、1969年)に記載されて
いる。
およびPに対する回折効率を与え、ビーム20および2
2の条件を決定する。ES は偏光成分Sの回折効率であ
り、EP は偏光成分Pの回折効率である。このSおよび
Pは、光の直角偏光成分を表わす。ホログラム数学の更
に詳細な論議については、H.Kogelnik著「厚
いホログラム格子に対する結合波理論(Coupled
Wave Theory for Thick Ho
logram Gratings)」(Bell Sy
stem Technical Journal、第4
8巻、第9号、2909頁、1969年)に記載されて
いる。
【0032】図3は、θI=0°、β1=41.41°、
n0=1.26、n1=0.2およびλa =780nmの
場合のES およびEP 対材料50の厚さTにおける回折
効率のグラフを示す。回折効率は、ビーム22として回
折されることになるビーム14の比率を表わす。ビーム
14の残りの部分はビーム20として存続する。例え
ば、6.75μmに等しい厚さTにおいて、偏光Pの1
00%がビーム22として回折され、偏光Sの0%が回
折される。ビーム22は、100%の偏光Pと0%の偏
光Sを有し、ビーム20は100%の偏光Sおよび0%
の偏光Pを有することになる。このような場合、ホログ
ラム18は偏光ビーム・スプリッタとして機能する。
n0=1.26、n1=0.2およびλa =780nmの
場合のES およびEP 対材料50の厚さTにおける回折
効率のグラフを示す。回折効率は、ビーム22として回
折されることになるビーム14の比率を表わす。ビーム
14の残りの部分はビーム20として存続する。例え
ば、6.75μmに等しい厚さTにおいて、偏光Pの1
00%がビーム22として回折され、偏光Sの0%が回
折される。ビーム22は、100%の偏光Pと0%の偏
光Sを有し、ビーム20は100%の偏光Sおよび0%
の偏光Pを有することになる。このような場合、ホログ
ラム18は偏光ビーム・スプリッタとして機能する。
【0033】ビーム20、22は共に偏光成分Sおよび
Pを含む。例えば、3μmに等しいTにおいて、ビーム
22はビーム14の12%の偏光Sと75%の偏光Pを
有する。ビーム20は、ビーム14の88%の偏光Sと
25%の偏光Pを有する。
Pを含む。例えば、3μmに等しいTにおいて、ビーム
22はビーム14の12%の偏光Sと75%の偏光Pを
有する。ビーム20は、ビーム14の88%の偏光Sと
25%の偏光Pを有する。
【0034】偏光成分が問題とならなければ、ホログラ
ム18は変更可能な電力ビーム・スプリッタとして使用
することもできる。例えば、7.72μmに等しいTで
は、ビーム22は光ビーム14の61%を含み、ビーム
20は光ビーム14の39%を含むことになる。従っ
て、各ビームは2つの直角偏光成分の等しい一部を含む
ことになる。
ム18は変更可能な電力ビーム・スプリッタとして使用
することもできる。例えば、7.72μmに等しいTで
は、ビーム22は光ビーム14の61%を含み、ビーム
20は光ビーム14の39%を含むことになる。従っ
て、各ビームは2つの直角偏光成分の等しい一部を含む
ことになる。
【0035】ホログラム30の場合は、ビーム22の1
00%を所要の角度に回折させることが要求されるなら
ば、両偏光SおよびPの100%の回折を結果として生
じる厚さが選定される。
00%を所要の角度に回折させることが要求されるなら
ば、両偏光SおよびPの100%の回折を結果として生
じる厚さが選定される。
【0036】ホログラムの厚さを変えることにより、色
々な両のビーム・スプリッティングおよび(または)偏
光分割が可能であることが判る。また、100%のビー
ムを回折することにより、角度の選択が可能である。
々な両のビーム・スプリッティングおよび(または)偏
光分割が可能であることが判る。また、100%のビー
ムを回折することにより、角度の選択が可能である。
【0037】ホログラム組立体34を設計する際、ホロ
グラム18は、ビーム14がホログラム18に対してホ
ログラム18に対するブラッグ角である角度θI で当た
るように作られる。ホログラム30は、ビーム22がホ
ログラム30に対するブラッグ角である角度θI で当た
るように設計される。ビーム20は、回折を生じないで
透過させられる角度でホログラム30に当たる。正確な
角度およびホログラムの厚さは、各ビームに対する所要
の回折効率を得るように式11および12を用いて決定
される。
グラム18は、ビーム14がホログラム18に対してホ
ログラム18に対するブラッグ角である角度θI で当た
るように作られる。ホログラム30は、ビーム22がホ
ログラム30に対するブラッグ角である角度θI で当た
るように設計される。ビーム20は、回折を生じないで
透過させられる角度でホログラム30に当たる。正確な
角度およびホログラムの厚さは、各ビームに対する所要
の回折効率を得るように式11および12を用いて決定
される。
【0038】望ましい実施態様においては、ホログラム
・システム10は偏光ビーム・スプリッタとして働く。
ビーム20はビーム14の約100%の偏光Sを含み、
ビーム22は偏光Pの約100%を含む。ビーム22
は、ホログラム30からビーム20に対して2.0°の
角度で出る。組立体34のこのような望ましい実施態様
においては、ホログラム18に対しては、Tは13.9
μmに等しく、α1 は3.81°に等しく、β1 は3
7.47°に等しい。ホログラム30の場合には、Tは
13.5μmと等しく、α1 は2.22°に等しく、β
1 は37.47°に等しい。
・システム10は偏光ビーム・スプリッタとして働く。
ビーム20はビーム14の約100%の偏光Sを含み、
ビーム22は偏光Pの約100%を含む。ビーム22
は、ホログラム30からビーム20に対して2.0°の
角度で出る。組立体34のこのような望ましい実施態様
においては、ホログラム18に対しては、Tは13.9
μmに等しく、α1 は3.81°に等しく、β1 は3
7.47°に等しい。ホログラム30の場合には、Tは
13.5μmと等しく、α1 は2.22°に等しく、β
1 は37.47°に等しい。
【0039】一旦厚さTおよび所定の角度が決定される
と、ホログラムが製造される。ホログラムを記録するた
めには、ホログラム材料と反応する光波長を使用するこ
とが必要である。望ましい実施態様においては、重クロ
ム酸ゼラチンがホログラム材料として使用され、約48
8ナノメータの記録波長λ2が使用される。
と、ホログラムが製造される。ホログラムを記録するた
めには、ホログラム材料と反応する光波長を使用するこ
とが必要である。望ましい実施態様においては、重クロ
ム酸ゼラチンがホログラム材料として使用され、約48
8ナノメータの記録波長λ2が使用される。
【0040】図4はホログラム18を製造するシステム
の概略図であり、全体的な参照番号100により示され
る。システム100は、読出し波長λ2 で光ビーム11
2を出すガス・レーザ110を有する。ビーム112
は、ビーム・スプリッタ114により拡げられる。ビー
ム・スプリッタ116はビーム112を対物ビーム12
0とイメージ・ビーム122とに分ける。ビーム122
は、ミラー124によりホログラム18へ反射される。
ビーム120および122は、ホログラム18に対して
θI2A およびθI2B の記録外部入射角で交差する。角度
θI2A 外部θI2Bは、先に述べたように、所要のホログ
ラム(L、φ)の条件により決定される。記録用内部入
射角は、α2A=φ−pi /2−asin 1brack
et<lambda sub 2>/2n sub 0
L/およびα2B=φ−π/2+asin[λ2 /2n
0 L]である。スネル(Snells)の法則から、θ
I2A=asin[n0 sinα2A]およびθI2B =as
in[n0 sinα2B]となる。ホログラム18のホロ
グラム材料50は、これにより角度θI2A およびθI2B
で波長λ2 の光に露出される。その結果、所定のブラッ
グ平面がフィルムに記録されることになる。同様なプロ
セスがホログラム30を作るために使用される。
の概略図であり、全体的な参照番号100により示され
る。システム100は、読出し波長λ2 で光ビーム11
2を出すガス・レーザ110を有する。ビーム112
は、ビーム・スプリッタ114により拡げられる。ビー
ム・スプリッタ116はビーム112を対物ビーム12
0とイメージ・ビーム122とに分ける。ビーム122
は、ミラー124によりホログラム18へ反射される。
ビーム120および122は、ホログラム18に対して
θI2A およびθI2B の記録外部入射角で交差する。角度
θI2A 外部θI2Bは、先に述べたように、所要のホログ
ラム(L、φ)の条件により決定される。記録用内部入
射角は、α2A=φ−pi /2−asin 1brack
et<lambda sub 2>/2n sub 0
L/およびα2B=φ−π/2+asin[λ2 /2n
0 L]である。スネル(Snells)の法則から、θ
I2A=asin[n0 sinα2A]およびθI2B =as
in[n0 sinα2B]となる。ホログラム18のホロ
グラム材料50は、これにより角度θI2A およびθI2B
で波長λ2 の光に露出される。その結果、所定のブラッ
グ平面がフィルムに記録されることになる。同様なプロ
セスがホログラム30を作るために使用される。
【0041】図5は、回折効率対n1 (ホログラム媒体
の屈折率におけるピーク変化値)の関係グラフを示す。
このグラフは、20μmの厚さT、n0 =1.26、λ
a=780ナノメータ、θI=0°およびβ1=41.4
1°を有するホログラムに関するものである。このグラ
フは、ホログラムの偏光効率もまたn1 と共に変化する
ことを示すため使用される。従って、本発明のホログラ
ムを作る別の方法は、標準的な厚さ(T)を使用して、
所要のn1 を選定することにより式11および12を解
くことである。項n1 は、図4に述べた如き製造プロセ
スの間ホログラムが光に露呈される時間の量に依存す
る。従って、このプロセスにおけるホログラムの露呈の
適正なタイミングにより、所要のホログラム特性が得ら
れる。
の屈折率におけるピーク変化値)の関係グラフを示す。
このグラフは、20μmの厚さT、n0 =1.26、λ
a=780ナノメータ、θI=0°およびβ1=41.4
1°を有するホログラムに関するものである。このグラ
フは、ホログラムの偏光効率もまたn1 と共に変化する
ことを示すため使用される。従って、本発明のホログラ
ムを作る別の方法は、標準的な厚さ(T)を使用して、
所要のn1 を選定することにより式11および12を解
くことである。項n1 は、図4に述べた如き製造プロセ
スの間ホログラムが光に露呈される時間の量に依存す
る。従って、このプロセスにおけるホログラムの露呈の
適正なタイミングにより、所要のホログラム特性が得ら
れる。
【0042】図6は、多重ホログラムの断面図を示し、
全体的な参照番号200により示される。ホログラム2
00は、ビームを3つの別のビームに分離することが要
求される場合に使用することができる。これは、サーボ
情報を提供する目的のため個々のビームを提供する光記
憶システムにおいて要求され、図10に関して更に詳細
に論述される。ホログラム200は、一方の面上にビー
ム分割ホログラム212を、また第2の面上にビーム指
向ホログラム214を有する基板210を有する。基板
220は、一方の面上にビーム分割ホログラム222
を、また第2の面上にビーム指向ホログラム224を有
する。基板210および220はガラスから作られ、基
板と略々等しい屈折率を有する紫外線で硬化した接着剤
の如き光接着剤230により一体に固定される。基板2
10および220は、厚さが1〜2mmであることが望
ましい。
全体的な参照番号200により示される。ホログラム2
00は、ビームを3つの別のビームに分離することが要
求される場合に使用することができる。これは、サーボ
情報を提供する目的のため個々のビームを提供する光記
憶システムにおいて要求され、図10に関して更に詳細
に論述される。ホログラム200は、一方の面上にビー
ム分割ホログラム212を、また第2の面上にビーム指
向ホログラム214を有する基板210を有する。基板
220は、一方の面上にビーム分割ホログラム222
を、また第2の面上にビーム指向ホログラム224を有
する。基板210および220はガラスから作られ、基
板と略々等しい屈折率を有する紫外線で硬化した接着剤
の如き光接着剤230により一体に固定される。基板2
10および220は、厚さが1〜2mmであることが望
ましい。
【0043】光ビーム240(λ1 =780ナノメー
タ)は、ビーム分割ホログラム212に対してホログラ
ム212のブラッグ角で進入する。ホログラム212
は、ビーム242としてビーム240の偏光Pの30%
を回折させ、ビーム240の偏光Sのゼロ%を回折させ
る。ビーム240の70%の偏光Pおよび100%の偏
光Sを含むビーム240の残りの部分(ビーム244と
呼ぶ)はホログラム212によって回折されずに透過さ
れる。ホログラム212の望ましい実施態様において
は、Tは14.86μmに等しく、α1 =0°、および
β1 =24.8°である。
タ)は、ビーム分割ホログラム212に対してホログラ
ム212のブラッグ角で進入する。ホログラム212
は、ビーム242としてビーム240の偏光Pの30%
を回折させ、ビーム240の偏光Sのゼロ%を回折させ
る。ビーム240の70%の偏光Pおよび100%の偏
光Sを含むビーム240の残りの部分(ビーム244と
呼ぶ)はホログラム212によって回折されずに透過さ
れる。ホログラム212の望ましい実施態様において
は、Tは14.86μmに等しく、α1 =0°、および
β1 =24.8°である。
【0044】ビーム242は、ビーム指向ホログラム2
14に対してこのホログラム214のブラッグ角で進入
する。ビーム242は、ホログラム242により新しい
角度に100%回折される。ビーム244は、ホログラ
ム214に対して全く回折しないように非ブラッグ角で
進入する。ホログラム214の望ましい実施例では、T
=29.7μm、α1 =24.8°およびβ1 =4.2
°である。
14に対してこのホログラム214のブラッグ角で進入
する。ビーム242は、ホログラム242により新しい
角度に100%回折される。ビーム244は、ホログラ
ム214に対して全く回折しないように非ブラッグ角で
進入する。ホログラム214の望ましい実施例では、T
=29.7μm、α1 =24.8°およびβ1 =4.2
°である。
【0045】ビーム244は、ホログラム222に対し
てこのホログラムのブラッグ角で進入する。ビーム24
4の偏光Sの約100%がビーム246として回折され
る。ビーム244の残りの偏光P(ここでは、ビーム2
48と呼ぶ)は回折されない。ビーム242は、ホログ
ラム222に対して非ブラッグ角で進入し、回折されな
い。ホログラム222の望ましい実施例では、T=1
7.4μm、α1 =0°、およびβ1 =36.9°であ
る。
てこのホログラムのブラッグ角で進入する。ビーム24
4の偏光Sの約100%がビーム246として回折され
る。ビーム244の残りの偏光P(ここでは、ビーム2
48と呼ぶ)は回折されない。ビーム242は、ホログ
ラム222に対して非ブラッグ角で進入し、回折されな
い。ホログラム222の望ましい実施例では、T=1
7.4μm、α1 =0°、およびβ1 =36.9°であ
る。
【0046】ビーム246は、ホログラム224に対し
てこのホログラムのブラッグ角で進入し、新しい角度に
約200%回折される。ビーム248および242はそ
れぞれ、回折されないように非ブラッグ角でホログラム
224に対して進入する。ホログラム224の望ましい
実施例においては、T=31.3μm、α1 =36.9
°、およびβ1 =5.7°である。
てこのホログラムのブラッグ角で進入し、新しい角度に
約200%回折される。ビーム248および242はそ
れぞれ、回折されないように非ブラッグ角でホログラム
224に対して進入する。ホログラム224の望ましい
実施例においては、T=31.3μm、α1 =36.9
°、およびβ1 =5.7°である。
【0047】ホログラム・システム200の結果は、ビ
ーム240が、元のビーム240の30%の偏光Pと7
0%の偏光Pと100%の偏光Sをそれぞれ含む3つの
ビーム242、248、246に分けられる。ホログラ
ム212および222はビームを分割し、ホログラム2
14および224は出力ビームを所定の角度に調整す
る。
ーム240が、元のビーム240の30%の偏光Pと7
0%の偏光Pと100%の偏光Sをそれぞれ含む3つの
ビーム242、248、246に分けられる。ホログラ
ム212および222はビームを分割し、ホログラム2
14および224は出力ビームを所定の角度に調整す
る。
【0048】本発明により教示される方法でホログラム
を使用することにより、所要のビーム分離および角度調
整が達成できることが判る。
を使用することにより、所要のビーム分離および角度調
整が達成できることが判る。
【0049】本発明は、光データ記憶システムにおいて
使用される。図7は、本発明の光データ記憶システムの
概略図を示し、全体的な参照番号300により示され
る。システム300は、円板状であることが望ましい光
データ記憶媒体310を含む。媒体310は、光磁気媒
体であることが望ましい。媒体310は、当技術におい
て周知のように緊締スピンドル314に取外し自在に取
付けられる。スピンドル314は、スピンドル・モータ
316に対して取付けられている。モータ316は、ス
ピンドル314および媒体310を回転させる。バイア
ス電磁石318が媒体310の上方に配置されている。
使用される。図7は、本発明の光データ記憶システムの
概略図を示し、全体的な参照番号300により示され
る。システム300は、円板状であることが望ましい光
データ記憶媒体310を含む。媒体310は、光磁気媒
体であることが望ましい。媒体310は、当技術におい
て周知のように緊締スピンドル314に取外し自在に取
付けられる。スピンドル314は、スピンドル・モータ
316に対して取付けられている。モータ316は、ス
ピンドル314および媒体310を回転させる。バイア
ス電磁石318が媒体310の上方に配置されている。
【0050】レーザ330が光ビーム332を生じる。
レーザ330は、波長が約780ナノメータの光を生じ
るガリウムアルミニウムヒ素ダイオード・レーザでよ
い。ビーム332は、レンズ334によりコリメートさ
れ、サーキュラライザ336により円形断面を有するよ
うに調整される。サーキュラライザ336は、サーキュ
ラライジング・プリズムでよい。ビーム332は、ビー
ム・スプリッタ340を通過する。次に、ビーム332
はミラー342によりレンズ344へ反射される。レン
ズ344はビーム332を媒体310へ収束する。レン
ズ334はレンズ・ホルダー346に取付けられる。ホ
ルダー346は、ボイス・コイル・モータである収束ア
クチュエータ・モータ350により媒体310に対して
上下に移動することができる。
レーザ330は、波長が約780ナノメータの光を生じ
るガリウムアルミニウムヒ素ダイオード・レーザでよ
い。ビーム332は、レンズ334によりコリメートさ
れ、サーキュラライザ336により円形断面を有するよ
うに調整される。サーキュラライザ336は、サーキュ
ラライジング・プリズムでよい。ビーム332は、ビー
ム・スプリッタ340を通過する。次に、ビーム332
はミラー342によりレンズ344へ反射される。レン
ズ344はビーム332を媒体310へ収束する。レン
ズ334はレンズ・ホルダー346に取付けられる。ホ
ルダー346は、ボイス・コイル・モータである収束ア
クチュエータ・モータ350により媒体310に対して
上下に移動することができる。
【0051】ミラー342、レンズ344、ホルダー3
46およびモータ350は、光ヘッド352を構成す
る。ヘッド352は、リニア・モータ360により媒体
310に対して半径方向に運動することができる。
46およびモータ350は、光ヘッド352を構成す
る。ヘッド352は、リニア・モータ360により媒体
310に対して半径方向に運動することができる。
【0052】ビーム332の一部は、ビーム370とし
て媒体310により反射される。ビーム370は、レン
ズ344を通過して、ミラー342によりビーム・スプ
リッタ340へ反射される。ビーム・スプリッタ340
において、ビーム370はホログラム組立体34に対し
て反射される。組立体34では、ビーム370がそれぞ
れ図1のビーム20および22と対応するビーム372
および374に分割される。
て媒体310により反射される。ビーム370は、レン
ズ344を通過して、ミラー342によりビーム・スプ
リッタ340へ反射される。ビーム・スプリッタ340
において、ビーム370はホログラム組立体34に対し
て反射される。組立体34では、ビーム370がそれぞ
れ図1のビーム20および22と対応するビーム372
および374に分割される。
【0053】ビーム372および374は、レンズ37
6により分割光検出器380および単一光検出器382
へそれぞれ収束される。検出器380、382は、検出
回路390と接続されている。検出回路390は、デー
タ信号、フォーカス・エラー信号(FES)およびトラ
ッキング・エラー信号(TES)を出力する。フォーカ
ス・サーボ392が回路390およびモータ350と接
続されている。追跡およびシーク・サーボ394は検出
回路390およびリニア・モータ360と接続されてい
る。レーザ制御部396がレーザ330と接続されてこ
のレーザに対して電力を供給する。磁気制御部398が
磁石318と接続されてこれに電力を供給する。ディス
ク・ドライブ制御部400がモータ316、サーボ39
2および394、レーザ制御部396および磁気制御部
398と接続されてこれらを制御する。サーボ392、
394、レーザ制御部396、磁気制御部398および
制御部400は全て当技術分野において周知である。
6により分割光検出器380および単一光検出器382
へそれぞれ収束される。検出器380、382は、検出
回路390と接続されている。検出回路390は、デー
タ信号、フォーカス・エラー信号(FES)およびトラ
ッキング・エラー信号(TES)を出力する。フォーカ
ス・サーボ392が回路390およびモータ350と接
続されている。追跡およびシーク・サーボ394は検出
回路390およびリニア・モータ360と接続されてい
る。レーザ制御部396がレーザ330と接続されてこ
のレーザに対して電力を供給する。磁気制御部398が
磁石318と接続されてこれに電力を供給する。ディス
ク・ドライブ制御部400がモータ316、サーボ39
2および394、レーザ制御部396および磁気制御部
398と接続されてこれらを制御する。サーボ392、
394、レーザ制御部396、磁気制御部398および
制御部400は全て当技術分野において周知である。
【0054】図8は、検出器380の平面図を示す。検
出器380は6つの部分380A、B、C、D、Eおよ
びFに分割されている。
出器380は6つの部分380A、B、C、D、Eおよ
びFに分割されている。
【0055】図9は、検出回路390の回路図を示す。
回路390は、データ回路462、フォーカス・エラー
回路464およびトラッキング・エラー回路466から
なる。データ回路462は、検出器382と接続された
増幅器470と、光検出部380A、B、C、D、Eお
よびFとそれぞれ接続された複数の増幅器472、47
4、476、478、480および482とを有する。
増幅器472〜482は、加算増幅器486と接続され
ている。増幅器470および増幅器486は差動増幅器
488と接続されている。増幅器488の出力はデータ
信号である。
回路390は、データ回路462、フォーカス・エラー
回路464およびトラッキング・エラー回路466から
なる。データ回路462は、検出器382と接続された
増幅器470と、光検出部380A、B、C、D、Eお
よびFとそれぞれ接続された複数の増幅器472、47
4、476、478、480および482とを有する。
増幅器472〜482は、加算増幅器486と接続され
ている。増幅器470および増幅器486は差動増幅器
488と接続されている。増幅器488の出力はデータ
信号である。
【0056】フォーカス・エラー回路464は、1対の
加算増幅器490および492、および差動増幅器49
4からなる。増幅器490は増幅器476および478
と接続されている。増幅器492は増幅器472、47
4、480および482と接続されている。増幅器49
0および492は差動増幅器494と接続され、増幅器
494の出力はフォーカス・エラー信号(FES)であ
る。
加算増幅器490および492、および差動増幅器49
4からなる。増幅器490は増幅器476および478
と接続されている。増幅器492は増幅器472、47
4、480および482と接続されている。増幅器49
0および492は差動増幅器494と接続され、増幅器
494の出力はフォーカス・エラー信号(FES)であ
る。
【0057】トラッキング・エラー回路466は、1対
の加算増幅器500および502と、差動増幅器504
とからなる。増幅器500は増幅器472、476およ
び480と接続されている。増幅器502は増幅器47
4、478および482と接続されている。増幅器50
4は増幅器500および502と接続され、トラッキン
グ・エラー信号(TES)を出力する。
の加算増幅器500および502と、差動増幅器504
とからなる。増幅器500は増幅器472、476およ
び480と接続されている。増幅器502は増幅器47
4、478および482と接続されている。増幅器50
4は増幅器500および502と接続され、トラッキン
グ・エラー信号(TES)を出力する。
【0058】次に、システム300の動作について説明
する。データを媒体310に書込むことが要求される
時、磁石318およびレーザ330が作動される。レー
ザ330は、媒体310上の点をそのキュリー点より高
く加熱するに充分な強さである書込みビーム332を生
じる。この温度では、前記点は磁石318により生じる
磁界に応じた磁気配向を有することになる。レーザ33
0を制御して記録されるデータを表わすパルス状ビーム
332を生じる。これにより、このデータは媒体310
上の上向きあるいは下向きの磁気配向を有する点として
記録される。
する。データを媒体310に書込むことが要求される
時、磁石318およびレーザ330が作動される。レー
ザ330は、媒体310上の点をそのキュリー点より高
く加熱するに充分な強さである書込みビーム332を生
じる。この温度では、前記点は磁石318により生じる
磁界に応じた磁気配向を有することになる。レーザ33
0を制御して記録されるデータを表わすパルス状ビーム
332を生じる。これにより、このデータは媒体310
上の上向きあるいは下向きの磁気配向を有する点として
記録される。
【0059】書込み操作の間、反射ビーム370はホロ
グラム組立体34へ戻る。ビーム370は、S偏光成分
ビーム374およびP偏光成分ビーム372に分けられ
る。図8参照。ビーム332が媒体310上に正確に収
束されると、ビーム372は検出器380上に円形断面
510を呈する。受光領域CおよびDの大きさは、受光
領域A、B、EおよびFの大きさと略々等しく、回路4
62にゼロ・フォーカス・エラー信号を出力させること
になる。ビーム332が合焦点状態からある方向に僅か
に外れると、ビーム372は検出器380上に円形断面
512または514として投影する。これは、回路46
4に正または負の収束誤差信号を出力させることにな
る。このフォーカス・エラー信号は、モータ350を制
御して合焦点状態が再び得られるまでレンズ344を運
動させるため使用される。
グラム組立体34へ戻る。ビーム370は、S偏光成分
ビーム374およびP偏光成分ビーム372に分けられ
る。図8参照。ビーム332が媒体310上に正確に収
束されると、ビーム372は検出器380上に円形断面
510を呈する。受光領域CおよびDの大きさは、受光
領域A、B、EおよびFの大きさと略々等しく、回路4
62にゼロ・フォーカス・エラー信号を出力させること
になる。ビーム332が合焦点状態からある方向に僅か
に外れると、ビーム372は検出器380上に円形断面
512または514として投影する。これは、回路46
4に正または負の収束誤差信号を出力させることにな
る。このフォーカス・エラー信号は、モータ350を制
御して合焦点状態が再び得られるまでレンズ344を運
動させるため使用される。
【0060】ビーム332が媒体310の軌道上に正確
に収束されるならば、ビーム372は部分A、Cおよび
Eと部分B、DおよびFとの間に等しく円形断面510
として投影する。ビームが軌道から外れると、このビー
ムは部分B、DおよびFよりも部分A、CおよびE上に
多く投影し、あるいはその反対に投影することになる。
この結果、回路390により正または負のトラッキング
・エラー信号が生じることになる。次にこのトラッキン
グ・エラー信号は、モータ360を制御してビームがも
う一度軌道上にくるまでヘッド352を運動させるため
使用される。
に収束されるならば、ビーム372は部分A、Cおよび
Eと部分B、DおよびFとの間に等しく円形断面510
として投影する。ビームが軌道から外れると、このビー
ムは部分B、DおよびFよりも部分A、CおよびE上に
多く投影し、あるいはその反対に投影することになる。
この結果、回路390により正または負のトラッキング
・エラー信号が生じることになる。次にこのトラッキン
グ・エラー信号は、モータ360を制御してビームがも
う一度軌道上にくるまでヘッド352を運動させるため
使用される。
【0061】ディスク上に記録されたデータを読出すこ
とが要求されると、レーザ330が励起されて読出しビ
ーム332を生じる。読出しビーム332は、媒体31
0がそのキュリー点以上に加熱されないように充分に低
い強さである。ビーム332は、レンズ344により媒
体310上に収束される。データは、上向きあるいは下
向きの配向磁区として媒体上に既に記録されている。媒
体から反射された光は、磁区の配向に従ってその偏光面
がある方向に回転させられる。反射ビーム370が帰
り、ホログラム組立体34においてビーム372及び3
74に分けられる。S偏光成分ビーム374は検出器3
82により検出され、P偏光成分ビーム372は検出器
380によって検出される。回路390は、この2つの
ビームの強さを比較して光データ記憶媒体310を表わ
すデータ信号を出力する。
とが要求されると、レーザ330が励起されて読出しビ
ーム332を生じる。読出しビーム332は、媒体31
0がそのキュリー点以上に加熱されないように充分に低
い強さである。ビーム332は、レンズ344により媒
体310上に収束される。データは、上向きあるいは下
向きの配向磁区として媒体上に既に記録されている。媒
体から反射された光は、磁区の配向に従ってその偏光面
がある方向に回転させられる。反射ビーム370が帰
り、ホログラム組立体34においてビーム372及び3
74に分けられる。S偏光成分ビーム374は検出器3
82により検出され、P偏光成分ビーム372は検出器
380によって検出される。回路390は、この2つの
ビームの強さを比較して光データ記憶媒体310を表わ
すデータ信号を出力する。
【0062】図10は、本発明の光データ記憶システム
の別の実施例の概略図を示し、全体参照番号600で示
されている。システム300の構成要素と類似するシス
テム600の要素は、プライム付き番号により示され
る。システム600は、個々のデータおよびサーボ検出
結果を得るため、ホログラム要素200を用いて戻りビ
ーム370′を3つのビームに分ける。
の別の実施例の概略図を示し、全体参照番号600で示
されている。システム300の構成要素と類似するシス
テム600の要素は、プライム付き番号により示され
る。システム600は、個々のデータおよびサーボ検出
結果を得るため、ホログラム要素200を用いて戻りビ
ーム370′を3つのビームに分ける。
【0063】ホログラム要素200では、ビーム37
0′が図6のビーム242、246、248と似たビー
ム612、616、618にそれぞれ分けられる。ビー
ム612および616は、それぞれ光検出器632、6
36へ収束される。ビーム618は、システム300の
検出器380と類似する分割された光検出器638へ収
束される。検出器632、646および638は、検出
回路650と接続される。
0′が図6のビーム242、246、248と似たビー
ム612、616、618にそれぞれ分けられる。ビー
ム612および616は、それぞれ光検出器632、6
36へ収束される。ビーム618は、システム300の
検出器380と類似する分割された光検出器638へ収
束される。検出器632、646および638は、検出
回路650と接続される。
【0064】図11は、検出回路650の回路図を示
す。回路650は、FES回路652、TES回路65
4およびデータ回路656からなっている。回路652
は、複数の増幅器670〜680、1対の加算増幅器6
82、684、および差動増幅器686からなる。回路
654は、1対の加算増幅器690、692および差動
増幅器644からなる。回路656は、1対の増幅器7
00、702および差動増幅器704からなる。増幅器
700は、要素200により生じる強さの差を補償する
ため、増幅器702に対して調整される。
す。回路650は、FES回路652、TES回路65
4およびデータ回路656からなっている。回路652
は、複数の増幅器670〜680、1対の加算増幅器6
82、684、および差動増幅器686からなる。回路
654は、1対の加算増幅器690、692および差動
増幅器644からなる。回路656は、1対の増幅器7
00、702および差動増幅器704からなる。増幅器
700は、要素200により生じる強さの差を補償する
ため、増幅器702に対して調整される。
【0065】システム600の動作は、システム300
について先に述べたものと同じであり、唯1つの相違は
データ・ビーム612、616からサーボ・ビーム61
8を更に分離することである。
について先に述べたものと同じであり、唯1つの相違は
データ・ビーム612、616からサーボ・ビーム61
8を更に分離することである。
【0066】図12は、全体参照番号800により示さ
れる別のホログラム組立体を示す。組立体800は、ホ
ログラム802がホログラム30に置換ることを除い
て、図1の組立体34と類似している。組立体800に
おいては、ホログラム802がビーム20′を所要の角
度に回折し、ビーム22′が回折されずに通過すること
を許容する。このことは、ビーム22を回折するホログ
ラム30と対照的である。ビーム20′はビーム14′
の約100%のS偏光を含み、ビーム22′は約100
%のP偏光を含んでいる。ビーム22′はホログラム8
02からビーム20′に対して2.0°の角度で出る。
ホログラム802に対する望ましい実施例では、Tは1
7.7μmに等しく、α1 は3.81°に等しく、β1
は30.28°に等しい。
れる別のホログラム組立体を示す。組立体800は、ホ
ログラム802がホログラム30に置換ることを除い
て、図1の組立体34と類似している。組立体800に
おいては、ホログラム802がビーム20′を所要の角
度に回折し、ビーム22′が回折されずに通過すること
を許容する。このことは、ビーム22を回折するホログ
ラム30と対照的である。ビーム20′はビーム14′
の約100%のS偏光を含み、ビーム22′は約100
%のP偏光を含んでいる。ビーム22′はホログラム8
02からビーム20′に対して2.0°の角度で出る。
ホログラム802に対する望ましい実施例では、Tは1
7.7μmに等しく、α1 は3.81°に等しく、β1
は30.28°に等しい。
【0067】本発明はまた、書込み後直接読出し(DR
AW)光データ記憶システムにおいても使用することが
できる。DRAWシステムは2つのビーム、即ち書込み
のためのビームと、既に書込まれたものを読出すための
ビームを必要とする。本発明のホログラム要素は、単一
のレーザ・ビームを2つのビームに分けるため使用さ
れ、各ビームは所要の強さレベルを有する。これは、別
のレーザが必要でないため光学系のコストを低減するこ
とになる。
AW)光データ記憶システムにおいても使用することが
できる。DRAWシステムは2つのビーム、即ち書込み
のためのビームと、既に書込まれたものを読出すための
ビームを必要とする。本発明のホログラム要素は、単一
のレーザ・ビームを2つのビームに分けるため使用さ
れ、各ビームは所要の強さレベルを有する。これは、別
のレーザが必要でないため光学系のコストを低減するこ
とになる。
【0068】
【発明の効果】以上で本発明の利点が理解されよう。本
発明は、単一のビームを所要の強さ、偏光および分離角
度の多数のビームに分けるため使用することができるホ
ログラム・システムを教示する。第1のホログラムがビ
ームを分離し、第2のホログラムが分離角度を調整す
る。
発明は、単一のビームを所要の強さ、偏光および分離角
度の多数のビームに分けるため使用することができるホ
ログラム・システムを教示する。第1のホログラムがビ
ームを分離し、第2のホログラムが分離角度を調整す
る。
【図1】本発明のホログラム・システムを示す概略図で
ある。
ある。
【図2】本発明のホログラムを示す断面図である。
【図3】回折効率対ホログラムの厚さの関係を示すグラ
フである。
フである。
【図4】本発明のホログラムを作るシステムを示す概略
図である。
図である。
【図5】ホログラム媒体の屈折率の回折効率対ピーク変
化の関係を示すグラフである。
化の関係を示すグラフである。
【図6】本発明の別の実施例を示す概略図である。
【図7】本発明の光データ記憶システムを示す概略図で
ある。
ある。
【図8】図7の光検出器の平面図である。
【図9】図7のシステムの回路図である。
【図10】本発明の別の光データ記憶システムを示す概
略図である。
略図である。
【図11】図10の光データ記憶システムを示す回路図
である。
である。
【図12】本発明の別の実施例を示す概略図である。
12 レーザ・ダイオード 16 レンズ 18 ビーム分割ホログラム 30 ホログラム 32 基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランシス・ステファン・ルーク アメリカ合衆国95124 カリフォルニア州 サン・ホセ、ネルソン・ウェイ 14620番 地
Claims (11)
- 【請求項1】放射ビーム源と、 前記放射ビーム源からの放射ビームを受取って該放射ビ
ームの第1の部分を第1のビームとして回折し、該放射
ビームの第2の部分を第2のビームとして透過させる第
1の体積ホログラムと、 前記第1および第2のビームを受取って、これらのビー
ムの一方を所要の角度で回折し、他方のビームを透過さ
せる第2の体積ホログラムと、を設けてなるホログラム
・システム。 - 【請求項2】前記第1および第2のビームが異なる強さ
を有する請求項1記載のシステム。 - 【請求項3】前記第1および第2のビームが元の放射ビ
ームの異なる比率の偏光成分を含む請求項1記載のシス
テム。 - 【請求項4】前記第1および第2の体積ホログラムの回
折効率が各ホログラムの厚さにより決定される請求項1
記載のシステム。 - 【請求項5】前記第1および第2の体積ホログラムの回
折効率が各ホログラムの屈折率のピーク変化値により決
定される請求項1記載のシステム。 - 【請求項6】第1および第2の表面を有する基板を更に
設け、前記第1の体積ホログラムが該第1の表面上に配
置され、前記第2の体積ホログラムが該第2の表面上に
配置される請求項1記載のシステム。 - 【請求項7】コリメートされた光ビームを生成するステ
ップと、 前記光ビームを第1の体積ホログラムに指向し、 該第1の体積ホログラムによって前記光ビームの第1の
部分を第1のビームとして回折し、該光ビームの第2の
部分を第2のビームとして透過させるステップと、 前記第1および第2のビームを第2の体積ホログラムに
指向し、該第2の体積ホログラムによって、これらの前
記ビームの一方を所要の角度で回折し、他方のビームを
透過させるステップと、を含むホログラム・システムを
使用する方法。 - 【請求項8】放射ビーム源と、 前記放射ビーム源から放射ビームを受取って該放射ビー
ムの第1の部分を第1のビームとして回折し、該放射ビ
ームの第2の部分を第2のビームとして透過させる第1
の体積ホログラムと、 前記第1および第2のビームを受取って該第1および第
2のビームの一方を回折し、他方のビームを透過させる
第2の体積ホログラムと、 前記第1および第2のビームを受取って該第1および第
2のビームの一方の一部を第3のビームとして回折し、
前記ビームの残りの部分を第4のビームとして透過さ
せ、残りのビームを回析せずに透過させる第3の体積ホ
ログラムと、 第1、第3および第4のビームを受取って該第1、第3
および第4のビームの一方を所要の角度で回折し、残り
のビームを回析せずに透過させる第4の体積ホログラム
と、を設けてなるホログラム・システム。 - 【請求項9】放射ビームを生じる放射ビーム源と、 光データ記憶媒体と、 前記放射ビームを前記光データ記憶媒体に対して指向す
る放射ビーム透過手段と、 前記光データ記憶媒体からの反射された放射ビームを受
取り、該反射された放射ビームを複数のビームに分離す
る体積ホログラム・システムを有する受光手段と、を設
けてなるホログラム・システム。 - 【請求項10】前記体積ホログラム・システムが、反射
された放射ビームを受取って該反射された放射ビームの
第1の部分を第1のビームとして回折し、該反射された
放射ビームの第2の部分を第2のビームとして透過させ
る第1のホログラムと、前記第1および第2のビームを
受取ってこれらのビームの一方を所要の角度で回折し他
方のビームを透過させる第2の体積ホログラムとを含む
請求項9記載のシステム。 - 【請求項11】前記体積ホログラム・システムが、反射
された放射ビームを受取って該反射された放射ビームの
第1の部分を第1のビームとして回折し、該反射された
放射ビームの第2の部分を第2のビームとして透過させ
る第1の体積ホログラムと、前記第1および第2のビー
ムを受取って該第1および第2のビームの一方を所要の
角度で回折し、他方のビームを透過させる第2の体積ホ
ログラムと、前記第1および第2のビームを受取って該
第1および第2のビームの一方の一部を第3のビームと
して回折し、該ビームの残りの部分を第4のビームとし
て透過させ、残りのビームを回析せずに透過させる第3
の体積ホログラムと、前記第1、第3および第4のビー
ムを受取って該第3のビームを所要の角度で回折し、前
記第1および第4のビームを回析せずに透過させる第4
の体積ホログラムとを含む請求項9記載のシステム。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US77441091A | 1991-10-11 | 1991-10-11 | |
US774410 | 1991-10-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05216386A true JPH05216386A (ja) | 1993-08-27 |
Family
ID=25101146
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4231145A Pending JPH05216386A (ja) | 1991-10-11 | 1992-08-31 | ホログラム・システム |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0545524A1 (ja) |
JP (1) | JPH05216386A (ja) |
Cited By (5)
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---|---|---|---|---|
JPH08179680A (ja) * | 1994-08-31 | 1996-07-12 | Hughes Aircraft Co | ホログラフィ露光システム |
JP2008197303A (ja) * | 2007-02-13 | 2008-08-28 | Ricoh Co Ltd | ホログラム光学素子、ホログラム光学素子の製造方法並びにホログラム光学素子を用いた光束分割素子 |
JP2008233226A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Ricoh Co Ltd | 光束分割素子 |
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KR20130054204A (ko) * | 2011-11-15 | 2013-05-24 | 엘지디스플레이 주식회사 | 박막 평판형 수렴 렌즈 |
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US5606434A (en) * | 1994-06-30 | 1997-02-25 | University Of North Carolina | Achromatic optical system including diffractive optical element |
KR100219666B1 (ko) * | 1996-07-15 | 1999-09-01 | 윤종용 | 광자기 기록/재생 장치 |
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AU2005217410B2 (en) * | 2004-02-20 | 2011-03-24 | California Institute Of Technology | Method and apparatus for a bragg grating tunable filter |
DE102007026214A1 (de) | 2007-06-05 | 2008-12-11 | Evonik Degussa Gmbh | Flammruß |
DE102009044910B4 (de) | 2009-06-23 | 2024-09-05 | Seereal Technologies S.A. | Räumliche Lichtmodulationseinrichtung zum Modulieren eines Wellenfeldes mit komplexer Information |
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-
1992
- 1992-08-31 JP JP4231145A patent/JPH05216386A/ja active Pending
- 1992-09-29 EP EP92308854A patent/EP0545524A1/en not_active Ceased
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0545524A1 (en) | 1993-06-09 |
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