JPH08110749A - 位相格子の設計システム - Google Patents
位相格子の設計システムInfo
- Publication number
- JPH08110749A JPH08110749A JP7272099A JP27209995A JPH08110749A JP H08110749 A JPH08110749 A JP H08110749A JP 7272099 A JP7272099 A JP 7272099A JP 27209995 A JP27209995 A JP 27209995A JP H08110749 A JPH08110749 A JP H08110749A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- data set
- quality
- phase grating
- output data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1842—Gratings for image generation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 多くの演算処理資源および演算処理時間を必
要とすることなしにビームアレイジェネレータを生成す
るための位相格子を設計する方法およびシステムを提供
する。 【解決手段】 出力データセットを生成するための入力
受信手段、生成手段、トラバース手段および演算処理手
段とを含む。入力受信手段は、所望のイメージ強度を表
現する入力データセットを受信するために動作する。複
数のサブセットを含む出力データセットを生成し初期化
する。生成手段は、複数の位相セルを含み所望の位相格
子を表現する出力データセットを生成する。演算処理手
段は、現在のトラバースされた位相セルの位相値が第２
状態であるときに動作可能であり、所望の位相格子の品
質を改善するために、出力データセットを入力データセ
ットの関数として演算処理する。
要とすることなしにビームアレイジェネレータを生成す
るための位相格子を設計する方法およびシステムを提供
する。 【解決手段】 出力データセットを生成するための入力
受信手段、生成手段、トラバース手段および演算処理手
段とを含む。入力受信手段は、所望のイメージ強度を表
現する入力データセットを受信するために動作する。複
数のサブセットを含む出力データセットを生成し初期化
する。生成手段は、複数の位相セルを含み所望の位相格
子を表現する出力データセットを生成する。演算処理手
段は、現在のトラバースされた位相セルの位相値が第２
状態であるときに動作可能であり、所望の位相格子の品
質を改善するために、出力データセットを入力データセ
ットの関数として演算処理する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホログラフィおよ
びレーザ技術に係り、特に、ビームアレイジェネレータ
を設計するための方法およびシステムに関する。
びレーザ技術に係り、特に、ビームアレイジェネレータ
を設計するための方法およびシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の自由空間デジタル光学システム
は、均一な強さの放射ビームの二次元配列（ビームアレ
イ）を生成する光パワー供給源を必要とする。これは、
R.L. Morrison, S.L. Walker, T.J. Cloonan による「"
Beam Array Generation and Holographic Interconnect
ions in a Free-Space Optical Switching Network," A
pplied Optics, vol. 32, no.14, pp. 2512-2518, 199
3」に詳しく説明されている。ビームアレイは光電子的
論理素子を照らすために利用され、例えばデータの伝送
および情報の光学的符号化を含む通信機能のホストの役
割を果たす。
は、均一な強さの放射ビームの二次元配列（ビームアレ
イ）を生成する光パワー供給源を必要とする。これは、
R.L. Morrison, S.L. Walker, T.J. Cloonan による「"
Beam Array Generation and Holographic Interconnect
ions in a Free-Space Optical Switching Network," A
pplied Optics, vol. 32, no.14, pp. 2512-2518, 199
3」に詳しく説明されている。ビームアレイは光電子的
論理素子を照らすために利用され、例えばデータの伝送
および情報の光学的符号化を含む通信機能のホストの役
割を果たす。
【０００３】ビームアレイは、典型的に、演算処理シス
テムで設計されたフーリエ平面位相格子またはホログラ
ムをレーザビーム源で照らすことにより生成される。よ
り詳細には、レーザビームは、コヒーレントかつほとん
ど単色の電磁放射の狭い幅のビームである。位相格子
は、その高い回折効率のためにデジタル光学システムに
おいて必要とされる。高い回折効率は、当たる光エネル
ギーの大部分をビームアレイのビームに結合させる位相
格子の能力である。これを、位相格子による光強度の小
さな吸収で行うことまたは吸収なしに行うことが望まし
い。位相格子すなわち表面レリーフ格子は、マルチビー
ムスプリッタとも呼ばれ、一般に、所望の位相格子を表
すデータセットを生成するために働くプログラム可能な
演算処理システムを使用して設計される。この生成され
たデータセットは、通常の製造プロセスにより物質的な
位相格子をつくるために利用される。
テムで設計されたフーリエ平面位相格子またはホログラ
ムをレーザビーム源で照らすことにより生成される。よ
り詳細には、レーザビームは、コヒーレントかつほとん
ど単色の電磁放射の狭い幅のビームである。位相格子
は、その高い回折効率のためにデジタル光学システムに
おいて必要とされる。高い回折効率は、当たる光エネル
ギーの大部分をビームアレイのビームに結合させる位相
格子の能力である。これを、位相格子による光強度の小
さな吸収で行うことまたは吸収なしに行うことが望まし
い。位相格子すなわち表面レリーフ格子は、マルチビー
ムスプリッタとも呼ばれ、一般に、所望の位相格子を表
すデータセットを生成するために働くプログラム可能な
演算処理システムを使用して設計される。この生成され
たデータセットは、通常の製造プロセスにより物質的な
位相格子をつくるために利用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】演算処理システムの具
現化の１つは、「インタラクティブ・ディスクリート・
オンアキシス・エンコーディング・アルゴリズム（inte
ractive discrete on-axis encoding algorithm）」を
使用する。これは、M.R. Feldman および C.C. Guest
による「"Interactive Encoding of High-efficiency H
olograms for Generation of Spot Arrays," Optics Le
tters, vol. 14,no. 10, pp. 479-481, May1989」に詳
しく説明されている。このアルゴリズムによれば、フー
リエ平面ホログラムの１周期は、長方形のセルの配列に
分割され、各セルは付随する波面に２つの固定位相遅れ
のうちの１つを与える。このアルゴリズムは、他の従来
の具現化と同様に、設計プロセスにより必要とされるリ
ソースおよび設計プロセスの品質の両者において効果的
でない。特に、満足のいくホログラムを設計するために
必要とされる演算処理リソースは、大量のメモリ、高い
入出力スループットおよび非常に長い演算処理時間であ
る。満足のいくホログラム設計をするために相対的に長
い時間がかかることは、特に商業的に受け入れることが
できない。
現化の１つは、「インタラクティブ・ディスクリート・
オンアキシス・エンコーディング・アルゴリズム（inte
ractive discrete on-axis encoding algorithm）」を
使用する。これは、M.R. Feldman および C.C. Guest
による「"Interactive Encoding of High-efficiency H
olograms for Generation of Spot Arrays," Optics Le
tters, vol. 14,no. 10, pp. 479-481, May1989」に詳
しく説明されている。このアルゴリズムによれば、フー
リエ平面ホログラムの１周期は、長方形のセルの配列に
分割され、各セルは付随する波面に２つの固定位相遅れ
のうちの１つを与える。このアルゴリズムは、他の従来
の具現化と同様に、設計プロセスにより必要とされるリ
ソースおよび設計プロセスの品質の両者において効果的
でない。特に、満足のいくホログラムを設計するために
必要とされる演算処理リソースは、大量のメモリ、高い
入出力スループットおよび非常に長い演算処理時間であ
る。満足のいくホログラム設計をするために相対的に長
い時間がかかることは、特に商業的に受け入れることが
できない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】従来技術の問題点は、所
望の位相格子を表現するデータセットを生成するために
洗練されたプロセスに結びつけられたスカラ回折理論を
使用する本発明の原理により克服される。スカラ回折理
論は、レーザビームが位相格子と交差しこれを照らすと
きに生成されるイメージとこの位相格子との関係を定義
する。これは、J.W. Goodman による「Introduction to
Fourier Optics, chaps.3 and 4, pp.30-76, 1968」に
おいて、より詳細に説明されている。
望の位相格子を表現するデータセットを生成するために
洗練されたプロセスに結びつけられたスカラ回折理論を
使用する本発明の原理により克服される。スカラ回折理
論は、レーザビームが位相格子と交差しこれを照らすと
きに生成されるイメージとこの位相格子との関係を定義
する。これは、J.W. Goodman による「Introduction to
Fourier Optics, chaps.3 and 4, pp.30-76, 1968」に
おいて、より詳細に説明されている。
【０００６】所望の位相格子を表現する出力データセッ
トを生成するための本発明の原理による１つのシステム
は、入力受信手段、生成手段、トラバース手段および演
算処理手段を含む。入力受信手段は、所望のイメージ強
度を表現する入力データセットを受け取る。生成手段
は、所望の位相格子を表現する出力データセットを生成
する。ここで、出力データセットは複数の位相セルから
なり、各位相セルは位相値を含む。トラバース手段は、
複数の位相セルのうちの１つをトラバースする。ここ
で、トラバースされた位相セルの位相値のそれぞれは、
近接する位相セルの位相値に等しい第１状態および近接
する位相セルの位相値に等しくない第２状態のうちのい
ずれかである。演算処理手段は、現在トラバースされた
位相セルの位相値が第２状態であるときに動作可能であ
り、所望の位相格子の品質を改善するために、出力デー
タセットを入力データセットの関数として演算処理す
る。
トを生成するための本発明の原理による１つのシステム
は、入力受信手段、生成手段、トラバース手段および演
算処理手段を含む。入力受信手段は、所望のイメージ強
度を表現する入力データセットを受け取る。生成手段
は、所望の位相格子を表現する出力データセットを生成
する。ここで、出力データセットは複数の位相セルから
なり、各位相セルは位相値を含む。トラバース手段は、
複数の位相セルのうちの１つをトラバースする。ここ
で、トラバースされた位相セルの位相値のそれぞれは、
近接する位相セルの位相値に等しい第１状態および近接
する位相セルの位相値に等しくない第２状態のうちのい
ずれかである。演算処理手段は、現在トラバースされた
位相セルの位相値が第２状態であるときに動作可能であ
り、所望の位相格子の品質を改善するために、出力デー
タセットを入力データセットの関数として演算処理す
る。
【０００７】出力データセットを生成するための本発明
の原理による１つの演算処理システムは、入力データセ
ットを受信するための入力手段および少なくとも１つの
演算処理ユニットを含む。受け取られた入力データセッ
トは、所望のイメージを表し、出力データセットは、コ
ヒーレント放射源により照らされたときに所望のイメー
ジを生成するように働くことができる位相格子を表す。
演算処理ユニットは、複数のサブセットからなる出力デ
ータセットを生成し初期化するため、およびサブセット
のうちの１つを探査することにより位相境界を突き止め
るために出力データセットを選択的に検査するために動
作する。位相境界の決定がされると、演算処理ユニット
は、所望の位相格子の品質を改善するために、出力デー
タセットを入力データセットの関数として演算処理する
ために動作する。
の原理による１つの演算処理システムは、入力データセ
ットを受信するための入力手段および少なくとも１つの
演算処理ユニットを含む。受け取られた入力データセッ
トは、所望のイメージを表し、出力データセットは、コ
ヒーレント放射源により照らされたときに所望のイメー
ジを生成するように働くことができる位相格子を表す。
演算処理ユニットは、複数のサブセットからなる出力デ
ータセットを生成し初期化するため、およびサブセット
のうちの１つを探査することにより位相境界を突き止め
るために出力データセットを選択的に検査するために動
作する。位相境界の決定がされると、演算処理ユニット
は、所望の位相格子の品質を改善するために、出力デー
タセットを入力データセットの関数として演算処理する
ために動作する。
【０００８】本発明の原理による１つの動作方法は、位
相格子を表現する出力データセットを生成する。この方
法は、受信するステップ、定義し初期化するステップ、
トラバースするステップ、および演算処理するステップ
とからなる。受信するステップは、所望のイメージ強度
を表現する入力データセットを受け取る。定義し初期化
するステップは、複数のサブセットからなる出力データ
セットを定義し初期化する。トラバースするステップ
は、現在検査されているサブセットが、位相境界を表し
ているかどうかを決定するために、複数のサブセットの
うちの１つを選択的に検査する。演算処理ステップは、
現在検査されているサブセットが位相境界を表している
と決定されると、位相格子の品質を改善するために、出
力データセットを入力データセットの関数として演算処
理する。
相格子を表現する出力データセットを生成する。この方
法は、受信するステップ、定義し初期化するステップ、
トラバースするステップ、および演算処理するステップ
とからなる。受信するステップは、所望のイメージ強度
を表現する入力データセットを受け取る。定義し初期化
するステップは、複数のサブセットからなる出力データ
セットを定義し初期化する。トラバースするステップ
は、現在検査されているサブセットが、位相境界を表し
ているかどうかを決定するために、複数のサブセットの
うちの１つを選択的に検査する。演算処理ステップは、
現在検査されているサブセットが位相境界を表している
と決定されると、位相格子の品質を改善するために、出
力データセットを入力データセットの関数として演算処
理する。
【０００９】本発明の原理による他の動作方法は、所望
の位相格子を表現する位相データセットを生成するもの
であり、イメージデータセットが受け取られたときに開
始する。イメージデータセットは、複数のピクセルから
なり、所望のビームアレイイメージを表す。複数の位相
セルからなる位相データセットは、イメージデータセッ
トの関数として定義され初期化される。ここで、複数の
位相セルは、スカラ回折により複数のピクセルに集合的
に対応する。複数の位相セルが検査され、現在検査され
ている位相セルが近接する位相セルと異なると決定され
ると、位相データセットは、所望のビームアレイイメー
ジの品質を改善するために、イメージデータセットの関
数として選択的に演算処理される。この選択的な演算処
理は、現在検査されている位相セルをメモリストレージ
装置にコピーするステップと、現在検査されている位相
セルを近接する位相セルにセットするステップと、放射
を指定された配列のセットに結合させるための所望の位
相格子の品質を表すメリット値を計算するステップによ
り行われる。
の位相格子を表現する位相データセットを生成するもの
であり、イメージデータセットが受け取られたときに開
始する。イメージデータセットは、複数のピクセルから
なり、所望のビームアレイイメージを表す。複数の位相
セルからなる位相データセットは、イメージデータセッ
トの関数として定義され初期化される。ここで、複数の
位相セルは、スカラ回折により複数のピクセルに集合的
に対応する。複数の位相セルが検査され、現在検査され
ている位相セルが近接する位相セルと異なると決定され
ると、位相データセットは、所望のビームアレイイメー
ジの品質を改善するために、イメージデータセットの関
数として選択的に演算処理される。この選択的な演算処
理は、現在検査されている位相セルをメモリストレージ
装置にコピーするステップと、現在検査されている位相
セルを近接する位相セルにセットするステップと、放射
を指定された配列のセットに結合させるための所望の位
相格子の品質を表すメリット値を計算するステップによ
り行われる。
【００１０】このメリット値は、所望のビームアレイイ
メージの品質の改善、低下および停滞のうちのいずれか
を示す。計算ステップは、メリット値が改善または低下
を示す場合に検査ステップに戻るステップをさらに含
む。メリット値が低下を示す場合、現在検査されている
位相セルは、メモリストレージ装置に格納された変数か
らリセットされる。メリット値が停滞を示す場合、位相
データセットは、同じまたは別のメモリストレージ装置
に格納される。目標しきい値に達していなければ、この
方法は検査ステップに戻る。
メージの品質の改善、低下および停滞のうちのいずれか
を示す。計算ステップは、メリット値が改善または低下
を示す場合に検査ステップに戻るステップをさらに含
む。メリット値が低下を示す場合、現在検査されている
位相セルは、メモリストレージ装置に格納された変数か
らリセットされる。メリット値が停滞を示す場合、位相
データセットは、同じまたは別のメモリストレージ装置
に格納される。目標しきい値に達していなければ、この
方法は検査ステップに戻る。
【００１１】本発明を使用および／または配布するため
の一実施形態は、ストレージ媒体に格納されたソフトウ
ェアである。このソフトウェアは、本発明の原理による
所望の位相格子を表現するデータセットを生成するため
に少なくとも１つの演算処理ユニットを制御するための
複数の演算処理システムインストラクションを含む。使
用されるストレージ媒体は、磁気的なもの、光学的なも
の、および半導体チップを含むことができるが、これに
限定されるものでない。本発明の他の一実施形態は、ハ
ードウェアまたはファームウェアにおいて具現化するこ
とができる。
の一実施形態は、ストレージ媒体に格納されたソフトウ
ェアである。このソフトウェアは、本発明の原理による
所望の位相格子を表現するデータセットを生成するため
に少なくとも１つの演算処理ユニットを制御するための
複数の演算処理システムインストラクションを含む。使
用されるストレージ媒体は、磁気的なもの、光学的なも
の、および半導体チップを含むことができるが、これに
限定されるものでない。本発明の他の一実施形態は、ハ
ードウェアまたはファームウェアにおいて具現化するこ
とができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の原理、特徴および利点
は、図１ないし図１０に示された実施形態によりさらに
良く理解することができる。
は、図１ないし図１０に示された実施形態によりさらに
良く理解することができる。
【００１３】図１において、パーソナルコンピュータ
（ＰＣ）１００は、所望の位相格子を表現するデータセ
ットを生成するためにプログラムすることができる。Ｐ
Ｃ１００は、一部を切り欠いて図示したハードウェア筐
体１０１、モニタ１０４、キーボード１０５およびマウ
ス１０８からなる。ここで、モニタ１０４、キーボード
１０５およびマウス１０８は、他の適切な入出力装置に
よりそれぞれ置き換えることができ、またはこれらと組
み合わせることもできる。ハードウェア筐体１０１は、
フロッピディスクドライブ装置１０２およびハードディ
スクドライブ装置１０３を含む。フロッピディスクドラ
イブ装置１０２は、外部ディスクを受け入れ、読みだ
し、書き込むことができる。
（ＰＣ）１００は、所望の位相格子を表現するデータセ
ットを生成するためにプログラムすることができる。Ｐ
Ｃ１００は、一部を切り欠いて図示したハードウェア筐
体１０１、モニタ１０４、キーボード１０５およびマウ
ス１０８からなる。ここで、モニタ１０４、キーボード
１０５およびマウス１０８は、他の適切な入出力装置に
よりそれぞれ置き換えることができ、またはこれらと組
み合わせることもできる。ハードウェア筐体１０１は、
フロッピディスクドライブ装置１０２およびハードディ
スクドライブ装置１０３を含む。フロッピディスクドラ
イブ装置１０２は、外部ディスクを受け入れ、読みだ
し、書き込むことができる。
【００１４】ハードディスクドライブ装置１０３は、高
速アクセスデータストレージおよび検索を提供すること
ができる。フロッピディスクドライブ装置１０２だけが
図示されているが、ＰＣ１００は、例えばテープドライ
ブ装置、コンパクトディスクドライブ装置、およびシリ
アル・パラレルデータポートを含むデータを受信し送信
するための他の適切な構造とすることができる。ハード
ウェア筐体１０１の切欠部の中には、メモリストレージ
装置と結合された演算処理ユニット１０６がある。この
実施形態において、メモリストレージ装置はランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）１０７である。
速アクセスデータストレージおよび検索を提供すること
ができる。フロッピディスクドライブ装置１０２だけが
図示されているが、ＰＣ１００は、例えばテープドライ
ブ装置、コンパクトディスクドライブ装置、およびシリ
アル・パラレルデータポートを含むデータを受信し送信
するための他の適切な構造とすることができる。ハード
ウェア筐体１０１の切欠部の中には、メモリストレージ
装置と結合された演算処理ユニット１０６がある。この
実施形態において、メモリストレージ装置はランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）１０７である。
【００１５】ＰＣ１００は単一の演算処理ユニット１０
６を有するものとして示されているが、ＰＣ１００は本
発明の原理を協同して実行することができる複数の演算
処理ユニット１０６を有するようにしてもよい。同様
に、ＰＣ１００は単一のハードディスクドライブ装置１
０３およびＲＡＭ１０７を有するものとして示されてい
るが、ＰＣ１００はいかなる適切な構造のメモリストレ
ージ装置を有することもでき、これを複数設けるように
してもよい。
６を有するものとして示されているが、ＰＣ１００は本
発明の原理を協同して実行することができる複数の演算
処理ユニット１０６を有するようにしてもよい。同様
に、ＰＣ１００は単一のハードディスクドライブ装置１
０３およびＲＡＭ１０７を有するものとして示されてい
るが、ＰＣ１００はいかなる適切な構造のメモリストレ
ージ装置を有することもでき、これを複数設けるように
してもよい。
【００１６】さらに、演算処理システムの一実施形態を
示すために、ＰＣ１００が使用されているが、本発明の
原理は、例えばＲＩＳＣおよび並列演算処理アーキテク
チャを含む洗練された計算機、ハンドヘルドコンピュー
タ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、
およびスーパーコンピュータを含む少なくとも１つの演
算処理ユニットを有する演算処理システムにおいて具現
化することができ、またこれらを組み合わせた演算処理
システムネットワークにおいて、具現化することもでき
る。好ましい実施例において、ＰＣ１００は「Sun Spar
cstation 10」であり、これはサンマイクロシステムズ
社から入手できる。この「Sparcstation10」の演算処理
環境は、好ましくはＵＮＩＸオペレーティングシステム
により提供できる。
示すために、ＰＣ１００が使用されているが、本発明の
原理は、例えばＲＩＳＣおよび並列演算処理アーキテク
チャを含む洗練された計算機、ハンドヘルドコンピュー
タ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、
およびスーパーコンピュータを含む少なくとも１つの演
算処理ユニットを有する演算処理システムにおいて具現
化することができ、またこれらを組み合わせた演算処理
システムネットワークにおいて、具現化することもでき
る。好ましい実施例において、ＰＣ１００は「Sun Spar
cstation 10」であり、これはサンマイクロシステムズ
社から入手できる。この「Sparcstation10」の演算処理
環境は、好ましくはＵＮＩＸオペレーティングシステム
により提供できる。
【００１７】図２は、ＰＣ１００との結合で使用するこ
とができる演算処理ユニットおよびメモリストレージ装
置を含むマイクロプロセッシングシステムのブロック図
である。図２において、マイクロプロセッシングシステ
ムは、例えばＲＡＭ１０７のようなメモリストレージ装
置にデータバス２０３を介して結合された単一の演算処
理ユニット１０６を含む。メモリストレージ装置（ＲＡ
Ｍ）１０７は、演算処理ユニット１０６が検索し、翻訳
し、実行することができる１つまたは２つ以上のインス
トラクションを格納することができる。演算処理ユニッ
ト１０６は、制御ユニット２００、演算論理ユニット
（ＡＬＵ）２０１および例えばスタック可能なキャッシ
ュまたは複数のレジスタのようなローカルメモリストレ
ージ装置２０２を含む。
とができる演算処理ユニットおよびメモリストレージ装
置を含むマイクロプロセッシングシステムのブロック図
である。図２において、マイクロプロセッシングシステ
ムは、例えばＲＡＭ１０７のようなメモリストレージ装
置にデータバス２０３を介して結合された単一の演算処
理ユニット１０６を含む。メモリストレージ装置（ＲＡ
Ｍ）１０７は、演算処理ユニット１０６が検索し、翻訳
し、実行することができる１つまたは２つ以上のインス
トラクションを格納することができる。演算処理ユニッ
ト１０６は、制御ユニット２００、演算論理ユニット
（ＡＬＵ）２０１および例えばスタック可能なキャッシ
ュまたは複数のレジスタのようなローカルメモリストレ
ージ装置２０２を含む。
【００１８】制御ユニット２００は、ＲＡＭ１０７から
インストラクションを引き出すことができる。ＡＬＵ２
０１は、インストラクションを実行するために必要な加
算またはブールＡＮＤを含む複数の動作を実行できる。
ローカルメモリストレージ装置２０２は、一時的な結果
および制御情報を格納するために使用されるローカル高
速ストレージを提供することができる。
インストラクションを引き出すことができる。ＡＬＵ２
０１は、インストラクションを実行するために必要な加
算またはブールＡＮＤを含む複数の動作を実行できる。
ローカルメモリストレージ装置２０２は、一時的な結果
および制御情報を格納するために使用されるローカル高
速ストレージを提供することができる。
【００１９】図３は、本発明の一実施形態によるビーム
アレイを生成するための位相格子を設計するためのプロ
セスを示すフローチャートである。ビームアレイは、前
述したように、データを転送するためおよび情報を光学
的に符号化するために光電子的論理素子配列を照らす。
ビームアレイは、好ましくは演算処理システムで設計し
たフーリエ平面位相格子を幅の狭いコヒーレント放射ビ
ームを使用して照射することにより生成される。ここ
で、放射ビームは、複数の位相格子周期を照射し、好ま
しくは各次元に沿って３周期以上を照射する。また、本
発明の一実施形態により設計された位相格子は、位相イ
メージを生成するために例えばハンドヘルドレーザポイ
ンタ技術のような他のホログラフィ関連技術と組み合わ
せて使用することができる。これについては、図７ない
し図９を参照してさらに詳細に説明する。
アレイを生成するための位相格子を設計するためのプロ
セスを示すフローチャートである。ビームアレイは、前
述したように、データを転送するためおよび情報を光学
的に符号化するために光電子的論理素子配列を照らす。
ビームアレイは、好ましくは演算処理システムで設計し
たフーリエ平面位相格子を幅の狭いコヒーレント放射ビ
ームを使用して照射することにより生成される。ここ
で、放射ビームは、複数の位相格子周期を照射し、好ま
しくは各次元に沿って３周期以上を照射する。また、本
発明の一実施形態により設計された位相格子は、位相イ
メージを生成するために例えばハンドヘルドレーザポイ
ンタ技術のような他のホログラフィ関連技術と組み合わ
せて使用することができる。これについては、図７ない
し図９を参照してさらに詳細に説明する。
【００２０】ステップ３００において、このプロセスは
開始される。ブロック３０１において、ビームアレイに
より生成されるイメージを表現する二次元データセット
がＰＣ１００のような演算処理システムにより受け取ら
れる。このデータセットは好ましくは、所望の強度のイ
メージの推定であり、メモリストレージ装置から得られ
るか、または同時に入力される。所望の強度のイメージ
を推定するための技術は、例えばＰＣ１００、ＣＡＤ
（computer aided design program）システム、または
演算処理システムによる製図プログラムまたはレンダリ
ングプログラムのような演算処理システムと結合された
イメージスキャニング装置を使用するものが知られてい
る。
開始される。ブロック３０１において、ビームアレイに
より生成されるイメージを表現する二次元データセット
がＰＣ１００のような演算処理システムにより受け取ら
れる。このデータセットは好ましくは、所望の強度のイ
メージの推定であり、メモリストレージ装置から得られ
るか、または同時に入力される。所望の強度のイメージ
を推定するための技術は、例えばＰＣ１００、ＣＡＤ
（computer aided design program）システム、または
演算処理システムによる製図プログラムまたはレンダリ
ングプログラムのような演算処理システムと結合された
イメージスキャニング装置を使用するものが知られてい
る。
【００２１】ステップ３０２において、演算処理システ
ムは、スカラ回折理論を使用して二次元データセットを
処理し、対応する位相格子を表現する多次元データセッ
トを生成する。スカラ回折理論は、J.W. Goodman によ
る「Introduction to FourierOptics, chaps. 3 and 4,
pp.30-76, 1968」に詳しく説明されている。以上を実
行するための好ましいプロセスは、図４および５を参照
して、より詳細に説明する。多次元データセットは、既
に知られた通常のプロセスにより、ステップ３０３にお
いて、所望の位相格子を基板に固定するために使用され
る。ここで使用される「固定する」という用語は、取り
付けること、焼き付けること、接着すること、エッチン
グすること、マウントすること、挿入すること、堆積す
ること、スクラッチすること、その他像を描くことまた
は配置することのうちの１つまたは２つ以上を意味する
が、これに限定されるものではない。
ムは、スカラ回折理論を使用して二次元データセットを
処理し、対応する位相格子を表現する多次元データセッ
トを生成する。スカラ回折理論は、J.W. Goodman によ
る「Introduction to FourierOptics, chaps. 3 and 4,
pp.30-76, 1968」に詳しく説明されている。以上を実
行するための好ましいプロセスは、図４および５を参照
して、より詳細に説明する。多次元データセットは、既
に知られた通常のプロセスにより、ステップ３０３にお
いて、所望の位相格子を基板に固定するために使用され
る。ここで使用される「固定する」という用語は、取り
付けること、焼き付けること、接着すること、エッチン
グすること、マウントすること、挿入すること、堆積す
ること、スクラッチすること、その他像を描くことまた
は配置することのうちの１つまたは２つ以上を意味する
が、これに限定されるものではない。
【００２２】例えば、通常のプロセスは、振幅マスクを
生成するために接触マイクロリソグラフィを実行するス
テップと、振幅マスクのパターンを感光性レジストに転
写するステップと、位相格子を基板に固定するために反
応イオンエッチングを実行するステップとを含むことが
できるが、これに限られるものではない。製造される位
相格子の品質は、好ましくは、光を指定された配列セッ
トに結合させる回折効率、および受け取った二次元イメ
ージデータセットにより定義されるその目標とされた値
からのビーム強度の相対的偏差により量が図られる。
生成するために接触マイクロリソグラフィを実行するス
テップと、振幅マスクのパターンを感光性レジストに転
写するステップと、位相格子を基板に固定するために反
応イオンエッチングを実行するステップとを含むことが
できるが、これに限られるものではない。製造される位
相格子の品質は、好ましくは、光を指定された配列セッ
トに結合させる回折効率、および受け取った二次元イメ
ージデータセットにより定義されるその目標とされた値
からのビーム強度の相対的偏差により量が図られる。
【００２３】図４および図５は、本発明の一実施形態に
よる所望の位相格子を表現するデータセットを生成する
ためのフローチャートを示す。好ましくは、ここに図示
されたプロセスは、Ｃプログラミング言語によりプログ
ラムされる。しかしいかなる機能的に適切なプログラミ
ング言語も、Ｃプログラミング言語に代えてまたはこれ
と組み合わせて使用することができる。このプロセス
は、使用のために、好ましくオブジェクトコードにコン
パイルされ、ＰＣ１００のような演算処理システムにロ
ードされる。また、本発明の原理は、前述したようにフ
ァームウェアまたはハードウェアの適切な構成により実
現することもできる。
よる所望の位相格子を表現するデータセットを生成する
ためのフローチャートを示す。好ましくは、ここに図示
されたプロセスは、Ｃプログラミング言語によりプログ
ラムされる。しかしいかなる機能的に適切なプログラミ
ング言語も、Ｃプログラミング言語に代えてまたはこれ
と組み合わせて使用することができる。このプロセス
は、使用のために、好ましくオブジェクトコードにコン
パイルされ、ＰＣ１００のような演算処理システムにロ
ードされる。また、本発明の原理は、前述したようにフ
ァームウェアまたはハードウェアの適切な構成により実
現することもできる。
【００２４】図４中のステップ４００に入る前に、図３
のステップ３０１に示されるように、ｘ×ｙ個の画素
（ピクセル）を含む二次元のターゲットアレイ（ＴＡ
（ｘ，ｙ））が定義され、初期化される。コヒーレント
放射ビームが位相格子に当たると、ビームアレイが生成
される。ビームアレイは、その強度が位相格子の特性に
より定義されるイメージを作る。ターゲットアレイＴＡ
は、所望の位相格子が同一線上にある光源と交差しこれ
に照射されるときに生成されるイメージ強度の集合的推
定である。しかし、他の一実施形態において、利用可能
なメモリストレージ空間の量を最大化するために必要で
あるとして、定義され初期化される。
のステップ３０１に示されるように、ｘ×ｙ個の画素
（ピクセル）を含む二次元のターゲットアレイ（ＴＡ
（ｘ，ｙ））が定義され、初期化される。コヒーレント
放射ビームが位相格子に当たると、ビームアレイが生成
される。ビームアレイは、その強度が位相格子の特性に
より定義されるイメージを作る。ターゲットアレイＴＡ
は、所望の位相格子が同一線上にある光源と交差しこれ
に照射されるときに生成されるイメージ強度の集合的推
定である。しかし、他の一実施形態において、利用可能
なメモリストレージ空間の量を最大化するために必要で
あるとして、定義され初期化される。
【００２５】このプロセスは、ステップ４００に入るこ
とにより開始される。ステップ４０１において、二次元
の位相セルアレイ（ＰＡ（Ｊ，Ｋ））がＪ×Ｋ個の位相
セルすなわちホログラフィのエレメントを含むように定
義される。位相セルは、好ましくは、所望の位相格子の
１周期を表す集合的データである。位相セルアレイとタ
ーゲットアレイの関係は、スカラ回折理論により機能的
に定義される。言い替えれば、位相セルアレイＰＡの１
つのセルまたはターゲットアレイＴＡの１つのピクセル
へのいかなる変化も、それぞれ全体のターゲットアレイ
または位相セルアレイにおける対応する変化となる。
とにより開始される。ステップ４０１において、二次元
の位相セルアレイ（ＰＡ（Ｊ，Ｋ））がＪ×Ｋ個の位相
セルすなわちホログラフィのエレメントを含むように定
義される。位相セルは、好ましくは、所望の位相格子の
１周期を表す集合的データである。位相セルアレイとタ
ーゲットアレイの関係は、スカラ回折理論により機能的
に定義される。言い替えれば、位相セルアレイＰＡの１
つのセルまたはターゲットアレイＴＡの１つのピクセル
へのいかなる変化も、それぞれ全体のターゲットアレイ
または位相セルアレイにおける対応する変化となる。
【００２６】好ましくは、ターゲットアレイＴＡは高速
フーリエ変換のための「ゲルヒベルク・ザクストン（Ge
rchberg-Saxton）」アルゴリズムの応用を利用して初期
化される。これは、R.W. Gerchberg および W.O. Saxto
n による「"A Practical Algorithm for the Determina
tion of Phase from Image and Diffraction Plane Pic
tures," Optik, vol. 35, no. 2, pp.237-246, 1972」
に詳細に説明されいる。このゲルヒベルク・ザクストン
アルゴリズムは、スカラ回折理論を使用して、位相セル
アレイＰＡの各位相セルについての基本解を迅速に生成
するように働く。
フーリエ変換のための「ゲルヒベルク・ザクストン（Ge
rchberg-Saxton）」アルゴリズムの応用を利用して初期
化される。これは、R.W. Gerchberg および W.O. Saxto
n による「"A Practical Algorithm for the Determina
tion of Phase from Image and Diffraction Plane Pic
tures," Optik, vol. 35, no. 2, pp.237-246, 1972」
に詳細に説明されいる。このゲルヒベルク・ザクストン
アルゴリズムは、スカラ回折理論を使用して、位相セル
アレイＰＡの各位相セルについての基本解を迅速に生成
するように働く。
【００２７】以上は、ターゲットアレイＴＡに格納され
たイメージデータおよび位相セルアレイＰＡに格納され
たホログラムデータの関数として実行される。他の一実
施形態において、位相セルアレイＰＡはセット
［０，... ，Ｌ−１］の中の値のランダム分布を利用し
て初期化される。ここでＬは、位相格子設計の中の位相
レベルの数である。いずれの場合においても、または他
の機能的に適切な初期化アルゴリズムを使用した結果と
して、基本的強度導出は本発明の原理により、所望の位
相格子を表現する比較的高品質のデータセットを生成す
るために使用される。
たイメージデータおよび位相セルアレイＰＡに格納され
たホログラムデータの関数として実行される。他の一実
施形態において、位相セルアレイＰＡはセット
［０，... ，Ｌ−１］の中の値のランダム分布を利用し
て初期化される。ここでＬは、位相格子設計の中の位相
レベルの数である。いずれの場合においても、または他
の機能的に適切な初期化アルゴリズムを使用した結果と
して、基本的強度導出は本発明の原理により、所望の位
相格子を表現する比較的高品質のデータセットを生成す
るために使用される。
【００２８】イメージ複素振幅アレイ（ＣＡ（ｍ，
ｎ））は、好ましくは位相セルアレイＰＡの各位相セル
からの寄与の和により与えられるｍ行ｎ列の複素振幅を
計算することにより決定される。
ｎ））は、好ましくは位相セルアレイＰＡの各位相セル
からの寄与の和により与えられるｍ行ｎ列の複素振幅を
計算することにより決定される。
【００２９】
【数１】
【００３０】ステップ４０２において、フーリエ係数
Ｂ、Ｆを最初に計算することにより実行される。
Ｂ、Ｆを最初に計算することにより実行される。
【００３１】
【数２】
【００３２】ＢおよびＦは、１つまたは２つ以上の多次
元配列中に格納してもよく、または必要に応じて計算し
てもよい。しかし好ましくは、フーリエ係数は、計算さ
れ、２つの一次元係数配列に格納される。本発明の１つ
の特徴は、この反復プロセスが始まる前に、これらの三
角法による複素指数の値を計算し格納することにより、
演算処理リソースの要求が著しく小さくなることであ
る。この計算は、好ましくは２πごとに繰り返す各フー
リエ係数の値に関連する対称性を利用して、利用可能な
メモリストレージ空間のより効率的な使用を提供するた
めに実行される。
元配列中に格納してもよく、または必要に応じて計算し
てもよい。しかし好ましくは、フーリエ係数は、計算さ
れ、２つの一次元係数配列に格納される。本発明の１つ
の特徴は、この反復プロセスが始まる前に、これらの三
角法による複素指数の値を計算し格納することにより、
演算処理リソースの要求が著しく小さくなることであ
る。この計算は、好ましくは２πごとに繰り返す各フー
リエ係数の値に関連する対称性を利用して、利用可能な
メモリストレージ空間のより効率的な使用を提供するた
めに実行される。
【００３３】好ましい設計プロセスを単純化する対称性
は、R.L. Morrison による「"Symmetries that Simplif
y the Design of Spot Array Phase Gratings," Journa
l ofOptical Society of America, vol. 9, no. 3, pp.
464-471, march 1992」に詳細に説明されている。対称
性は、複雑な振幅関数を修正するために、そして好まし
くは各次元についてＰＡ中の位相セルの数を減らすため
に導入され、利用される。
は、R.L. Morrison による「"Symmetries that Simplif
y the Design of Spot Array Phase Gratings," Journa
l ofOptical Society of America, vol. 9, no. 3, pp.
464-471, march 1992」に詳細に説明されている。対称
性は、複雑な振幅関数を修正するために、そして好まし
くは各次元についてＰＡ中の位相セルの数を減らすため
に導入され、利用される。
【００３４】
【数３】
【００３５】したがって、位相格子周期が光学的基板に
固定される前または後に、ＰＡにより定義されたデータ
表現は、使用されたこの対称性にしたがって適切に複製
され修正される。例えば、位相セルアレイＰＡにより表
現される偶数の２値位相デザインについて、最初のパタ
ーンは１周期の各象限中に複製される。このデザイン中
の対角線上の２つの向かい合ったパターンは、好ましく
はそれらの値が反対になるように修正された位相値を持
つことになる。反復して使用される係数の計算の後に、
指定された配列のそれぞれの複素配列の振幅ＣＡ（ｍ，
ｎ）は、位相セルアレイＰＡからの値を使用して計算さ
れる。ここで、θj,kは位相セルアレイＰＡ（Ｊ，Ｋ）
に関連する位相遅れである。
固定される前または後に、ＰＡにより定義されたデータ
表現は、使用されたこの対称性にしたがって適切に複製
され修正される。例えば、位相セルアレイＰＡにより表
現される偶数の２値位相デザインについて、最初のパタ
ーンは１周期の各象限中に複製される。このデザイン中
の対角線上の２つの向かい合ったパターンは、好ましく
はそれらの値が反対になるように修正された位相値を持
つことになる。反復して使用される係数の計算の後に、
指定された配列のそれぞれの複素配列の振幅ＣＡ（ｍ，
ｎ）は、位相セルアレイＰＡからの値を使用して計算さ
れる。ここで、θj,kは位相セルアレイＰＡ（Ｊ，Ｋ）
に関連する位相遅れである。
【００３６】ステップ４０３において、０にプリセット
された、各位相アレイセルＰＡ（ｕ，ｖ）を検査するた
めの、２つの繰り返しループｕおよびｖの開始を合図す
るカウンタｓがインクリメントされる。ステップ４０４
において、カウンタｓは、ＰＡが検査された回数を示
す。ステップ４０４において、２つの繰り返しループｕ
およびｖは、位相セルのそれぞれを逐次検査するために
使用され、他の好ましい実施形態においては、Ｎ個のセ
ルのランダンムに選択されたセットを検査する。好まし
くは、位相セルは行−列の配列にトラバースされるが、
位相セルアレイＰＡをトラバースするためのいかなる適
切な方法も使用することができる。全てのセルを逐次検
査するために必要とされる時間はかなり長いので、Ｎ個
のセルのランダムなセットを選択することが、いくつか
の場合に好ましい。ここで、Ｎ個のセルのより少ないラ
ンダムに選択されたセットを検査することは、メリット
関数により最適化プロセスのステータスをより迅速に提
供することができる。
された、各位相アレイセルＰＡ（ｕ，ｖ）を検査するた
めの、２つの繰り返しループｕおよびｖの開始を合図す
るカウンタｓがインクリメントされる。ステップ４０４
において、カウンタｓは、ＰＡが検査された回数を示
す。ステップ４０４において、２つの繰り返しループｕ
およびｖは、位相セルのそれぞれを逐次検査するために
使用され、他の好ましい実施形態においては、Ｎ個のセ
ルのランダンムに選択されたセットを検査する。好まし
くは、位相セルは行−列の配列にトラバースされるが、
位相セルアレイＰＡをトラバースするためのいかなる適
切な方法も使用することができる。全てのセルを逐次検
査するために必要とされる時間はかなり長いので、Ｎ個
のセルのランダムなセットを選択することが、いくつか
の場合に好ましい。ここで、Ｎ個のセルのより少ないラ
ンダムに選択されたセットを検査することは、メリット
関数により最適化プロセスのステータスをより迅速に提
供することができる。
【００３７】以下、好ましいメリット関数を簡単に説明
し、より詳細には図６を参照して説明する。各位相セル
ＰＡ（ｕ，ｖ）についての検査プロセスは、好ましくは
現在考慮中の位相セルが、位相境界セルであるかどうか
を決定するための４つの比較を含む。位相境界セルは、
所望の位相格子内の表面変化を表す変化領域である。決
定ステップ４０５において、４つの比較セルのそれぞれ
が位相セルアレイＰＡの次元内に存在する、換言すれば
Ｊ×Ｋの次元内に存在すると仮定すると、この比較は、
ＰＡ（ｕ，ｖ）の位相値θu,vと、セルＰＡ（ｕ＋１，
ｖ）、ＰＡ（ｕ，ｖ＋１）、ＰＡ（ｕ−１，ｖ）および
ＰＡ（ｕ，ｖ−１）の各位相値との間のそれぞれの違い
の決定である。
し、より詳細には図６を参照して説明する。各位相セル
ＰＡ（ｕ，ｖ）についての検査プロセスは、好ましくは
現在考慮中の位相セルが、位相境界セルであるかどうか
を決定するための４つの比較を含む。位相境界セルは、
所望の位相格子内の表面変化を表す変化領域である。決
定ステップ４０５において、４つの比較セルのそれぞれ
が位相セルアレイＰＡの次元内に存在する、換言すれば
Ｊ×Ｋの次元内に存在すると仮定すると、この比較は、
ＰＡ（ｕ，ｖ）の位相値θu,vと、セルＰＡ（ｕ＋１，
ｖ）、ＰＡ（ｕ，ｖ＋１）、ＰＡ（ｕ−１，ｖ）および
ＰＡ（ｕ，ｖ−１）の各位相値との間のそれぞれの違い
の決定である。
【００３８】この比較が、現在の位相セルＰＡ（ｕ，
ｖ）およびその隣のセルの位相値θｕ，ｖが同じである
場合、すなわち決定ステップ４０５の「ノー」ブランチ
である場合、繰り返しループが完了していない決定ステ
ップ４０６の「ノー」のブランチであれば、ステップ４
０７において、次のセルＰＡ（ｕ＋１，ｖ）（次の行が
存在する場合）またはＰＡ（ｕ，ｖ＋１）（次の列が検
査されるべき場合、ｕは１である）の位相値θが考慮さ
れる。また、繰り返しループがＰＡの検査を完了してい
る場合、すなわち決定ステップ４０６の「イエス」ブラ
ンチである場合、ステップ４１５において、メリット関
数を使用してホログラムが改善しているかどうかの決定
がなされる。
ｖ）およびその隣のセルの位相値θｕ，ｖが同じである
場合、すなわち決定ステップ４０５の「ノー」ブランチ
である場合、繰り返しループが完了していない決定ステ
ップ４０６の「ノー」のブランチであれば、ステップ４
０７において、次のセルＰＡ（ｕ＋１，ｖ）（次の行が
存在する場合）またはＰＡ（ｕ，ｖ＋１）（次の列が検
査されるべき場合、ｕは１である）の位相値θが考慮さ
れる。また、繰り返しループがＰＡの検査を完了してい
る場合、すなわち決定ステップ４０６の「イエス」ブラ
ンチである場合、ステップ４１５において、メリット関
数を使用してホログラムが改善しているかどうかの決定
がなされる。
【００３９】考慮中の２つのセルの位相値が異なる場
合、すなわち決定ステップ４０５の「イエス」ブランチ
である場合、図５中のステップ４０８において、現在の
位相値θu,vが一時的変数に挿入され、現在の隣のセル
の位相値θが現在の位相値θu,vの代わりに挿入され
る。本発明の１つの特徴は、位相変化の境界に沿う位相
セルのみを演算処理することによって、処理時間および
資源の要求を減少させ、設計プロセスの長さを短くする
ことができることである。ステップ４０９において、一
時的イメージ複素振幅アレイＴＩＡ（ｍ，ｎ）は、好ま
しく定義される。 ステップ４１０において、一時的イ
メージ複素振幅アレイＴＩＡ（ｍ，ｎ）は、前述したよ
うに、現在の位相セルのそれぞれからの寄与の和により
与えられるｍ行ｎ列の複素振幅を計算するために初期化
される。この解の品質は、ステップ４１１において、好
ましいメリット関数を使用して計算される。これについ
ては図６を参照して詳細に説明する。
合、すなわち決定ステップ４０５の「イエス」ブランチ
である場合、図５中のステップ４０８において、現在の
位相値θu,vが一時的変数に挿入され、現在の隣のセル
の位相値θが現在の位相値θu,vの代わりに挿入され
る。本発明の１つの特徴は、位相変化の境界に沿う位相
セルのみを演算処理することによって、処理時間および
資源の要求を減少させ、設計プロセスの長さを短くする
ことができることである。ステップ４０９において、一
時的イメージ複素振幅アレイＴＩＡ（ｍ，ｎ）は、好ま
しく定義される。 ステップ４１０において、一時的イ
メージ複素振幅アレイＴＩＡ（ｍ，ｎ）は、前述したよ
うに、現在の位相セルのそれぞれからの寄与の和により
与えられるｍ行ｎ列の複素振幅を計算するために初期化
される。この解の品質は、ステップ４１１において、好
ましいメリット関数を使用して計算される。これについ
ては図６を参照して詳細に説明する。
【００４０】
【数４】
【００４１】メリット値Ｃが改善を示す場合、すなわち
決定ステップ４１２の「イエス」ブランチの場合、ステ
ップ４１３において、隣のセルの位相値はθu,vとして
保持され、一時的イメージ複素振幅アレイＴＩＡ（ｍ，
ｎ）の値は、イメージ複素振幅アレイＣＡ（ｍ，ｎ）内
の対応する同等の位置に転送される。メリット値が改善
を示していない場合、すなわち決定ステップ４１２の
「ノー」ブランチの場合、ステップ４１４において、一
時的に格納された現在の位相値はθｕ，ｖに再格納され
る。いずれの場合においても、繰り返しループが完了し
ていない場合、すなわち図４中の決定ステップ４０６の
「ノー」ブランチである場合、ステップ４０７におい
て、次のセルの位相値が考慮される。
決定ステップ４１２の「イエス」ブランチの場合、ステ
ップ４１３において、隣のセルの位相値はθu,vとして
保持され、一時的イメージ複素振幅アレイＴＩＡ（ｍ，
ｎ）の値は、イメージ複素振幅アレイＣＡ（ｍ，ｎ）内
の対応する同等の位置に転送される。メリット値が改善
を示していない場合、すなわち決定ステップ４１２の
「ノー」ブランチの場合、ステップ４１４において、一
時的に格納された現在の位相値はθｕ，ｖに再格納され
る。いずれの場合においても、繰り返しループが完了し
ていない場合、すなわち図４中の決定ステップ４０６の
「ノー」ブランチである場合、ステップ４０７におい
て、次のセルの位相値が考慮される。
【００４２】繰り返しループが位相セルアレイＰＡの検
査を完了していない場合、すなわち決定ステップ４０６
の「イエス」ブランチである場合、ステップ４１５にお
いて、メリット値Ｃはメリット関数を使用して再度計算
される。カウンタｓが１よりも大きく、位相セルアレイ
ＰＡが少なくとも２回検査されたことを示している場
合、決定ステップ４１６において、現在のメリット値が
先の検査のメリット値の１つまたは２つ以上と比較さ
れ、現在のデータの品質が先の検査よりも改善している
ことを表しているかどうかを決定する。メリット値が改
善している場合、プロセスはカウンタｓをインクリメン
トし、セルの検査を繰り返し、プロセスを更新する。す
なわち決定ステップ４１６の「イエス」ブランチであ
る。
査を完了していない場合、すなわち決定ステップ４０６
の「イエス」ブランチである場合、ステップ４１５にお
いて、メリット値Ｃはメリット関数を使用して再度計算
される。カウンタｓが１よりも大きく、位相セルアレイ
ＰＡが少なくとも２回検査されたことを示している場
合、決定ステップ４１６において、現在のメリット値が
先の検査のメリット値の１つまたは２つ以上と比較さ
れ、現在のデータの品質が先の検査よりも改善している
ことを表しているかどうかを決定する。メリット値が改
善している場合、プロセスはカウンタｓをインクリメン
トし、セルの検査を繰り返し、プロセスを更新する。す
なわち決定ステップ４１６の「イエス」ブランチであ
る。
【００４３】メリット値が停滞している場合、すなわち
決定ステップ４１６の「ノー」ブランチである場合、決
定ステップ４１７において、プロセスは位相セルアレイ
ＰＡが細分化されるべきであるかどうかを決定しなけれ
ばならない。メリット値の停滞は、好ましくは例えば修
正される位相セルの数が比較的少なくなる場合のよう
に、限界であること、すなわち現在の位相セルの検査よ
りも前のメリット値から改善がないこととして定義され
る。位相セルアレイＰＡを細分化する決定は、特定の繰
り返し回数内に目標値に到達するメリット値に基づく。
決定ステップ４１６の「ノー」ブランチである場合、決
定ステップ４１７において、プロセスは位相セルアレイ
ＰＡが細分化されるべきであるかどうかを決定しなけれ
ばならない。メリット値の停滞は、好ましくは例えば修
正される位相セルの数が比較的少なくなる場合のよう
に、限界であること、すなわち現在の位相セルの検査よ
りも前のメリット値から改善がないこととして定義され
る。位相セルアレイＰＡを細分化する決定は、特定の繰
り返し回数内に目標値に到達するメリット値に基づく。
【００４４】メリット関数、メリット値および目標値
は、通常アプリケーションの関数であり、言い替えれ
ば、生成される所望のイメージの関数である。例えばデ
ジタル光学システムにおいて、メリット関数は、好まし
くはビームアレイ強度の低い不均一性に重きをおくが、
イメージング用途については、図７ないし図９を参照し
て説明するように、光がターゲットイメージピクセルア
レイＴＡに結合する効率がより重要である。ホログラム
設計者は、目標しきい値を以前の経験に基づいて経験的
に決定することを求められる。また、繰り返し回数も経
験的に決定され、所望のビームアレイのサイズに関連づ
けられ、約４×４ないし２５６×２５６のサイズについ
てそれぞれ約５回ないし１００回の繰り返しとなる。
は、通常アプリケーションの関数であり、言い替えれ
ば、生成される所望のイメージの関数である。例えばデ
ジタル光学システムにおいて、メリット関数は、好まし
くはビームアレイ強度の低い不均一性に重きをおくが、
イメージング用途については、図７ないし図９を参照し
て説明するように、光がターゲットイメージピクセルア
レイＴＡに結合する効率がより重要である。ホログラム
設計者は、目標しきい値を以前の経験に基づいて経験的
に決定することを求められる。また、繰り返し回数も経
験的に決定され、所望のビームアレイのサイズに関連づ
けられ、約４×４ないし２５６×２５６のサイズについ
てそれぞれ約５回ないし１００回の繰り返しとなる。
【００４５】目標値に到達した場合、すなわち決定ステ
ップ４１７の「イエス」ブランチである場合、ステップ
４１８において、位相セルアレイはメモリストレージ装
置に格納され、プロセスは終了する。メモリストレージ
装置は一時的または永久的なストレージが求められてい
る場合、図１に示されているように、それぞれＲＡＭ１
０７またはハードディスクドライブ装置１０３であり、
位相セルアレイＰＡが運ばれるべき場合は、フロッピデ
ィスクである。位相セルアレイＰＡは、図３を参照して
既に説明したように、好ましくは１つまたは２つ以上の
リソグラフィマスクを作るために使用され、このリソグ
ラフィマスクは位相格子パターンを光学表面、すなわち
ガラスのような基板に転写する。
ップ４１７の「イエス」ブランチである場合、ステップ
４１８において、位相セルアレイはメモリストレージ装
置に格納され、プロセスは終了する。メモリストレージ
装置は一時的または永久的なストレージが求められてい
る場合、図１に示されているように、それぞれＲＡＭ１
０７またはハードディスクドライブ装置１０３であり、
位相セルアレイＰＡが運ばれるべき場合は、フロッピデ
ィスクである。位相セルアレイＰＡは、図３を参照して
既に説明したように、好ましくは１つまたは２つ以上の
リソグラフィマスクを作るために使用され、このリソグ
ラフィマスクは位相格子パターンを光学表面、すなわち
ガラスのような基板に転写する。
【００４６】目標値に到達していない場合、すなわち決
定ステップ４１７の「イエス」ブランチである場合、ス
テップ４１９において、位相セルアレイＰＡの各セル
は、好ましくはオリジナルのセルよりも４倍大きいセル
のサブアレイを形成するために複製される。２つの係数
配列Ｂ、ＦはＣＡ（ｍ，ｎ）のように新しい位相アレイ
フォーマットにしたがって再度計算される。ステップ４
０４において、検査プロセスに再度進み、カウンタｓは
１にリセットされる。細分化プロセスの目的は、位相格
子の強度の均一性を改善するための高周波成分を提供す
ることにより高解像度を達成することである。細分化プ
ロセスは任意に含められるものであり、これを含めた場
合には特定のデザインを必要とすることはない。この細
分化プロセスは、好ましくは設計プロセスにおいて１度
または多くとも２度実行される。
定ステップ４１７の「イエス」ブランチである場合、ス
テップ４１９において、位相セルアレイＰＡの各セル
は、好ましくはオリジナルのセルよりも４倍大きいセル
のサブアレイを形成するために複製される。２つの係数
配列Ｂ、ＦはＣＡ（ｍ，ｎ）のように新しい位相アレイ
フォーマットにしたがって再度計算される。ステップ４
０４において、検査プロセスに再度進み、カウンタｓは
１にリセットされる。細分化プロセスの目的は、位相格
子の強度の均一性を改善するための高周波成分を提供す
ることにより高解像度を達成することである。細分化プ
ロセスは任意に含められるものであり、これを含めた場
合には特定のデザインを必要とすることはない。この細
分化プロセスは、好ましくは設計プロセスにおいて１度
または多くとも２度実行される。
【００４７】図６は、図４および５を参照して説明した
メリット関数を実行するための好ましいプロセスのフロ
ーチャートを示す。前述したように、好ましいメリット
関数は、式（５）で与えられる。
メリット関数を実行するための好ましいプロセスのフロ
ーチャートを示す。前述したように、好ましいメリット
関数は、式（５）で与えられる。
【００４８】
【数５】
【００４９】他の一実施形態において、好ましいメリッ
ト関数は、所望の位相格子を表現するデータセットの品
質を測定するために働くことのできる適切ないかなる関
数により修正することも、これと置き換えることもでき
る。開始ステップ４１１または４１５に入ると、好まし
いメリット値が計算される。強度偏差σは、ステップ５
０１において、次式により求められる。
ト関数は、所望の位相格子を表現するデータセットの品
質を測定するために働くことのできる適切ないかなる関
数により修正することも、これと置き換えることもでき
る。開始ステップ４１１または４１５に入ると、好まし
いメリット値が計算される。強度偏差σは、ステップ５
０１において、次式により求められる。
【００５０】
【数６】
【００５１】ここで、Ｉt は計算された複素強度であ
り，Ｉt0 は目標強度であり、ｗtは第１の待機ファクタ
である。示された加算は、ｍ，ｎのフルセットについて
または選択されたサブセットについてのいずれの二重加
算であってもよい。Ｉt は、好ましくはＣＡ（ｍ，ｎ）
の複素２乗として定義される。Ｗt は、好ましくは生成
された各スポットの重要性を示す。言い換えれば、第１
の待機ファクタはどのスポットがそのイメージターゲッ
トに最もよくマッチするべきかを指定し、アプリケーシ
ョンユーザにより経験的に決定される。ステップ５０２
において、第２の待機ファクタａ（ｓ）が計算される。
ここで、カウンタｓは、ＰＡが検査された回数を示し、
第２の待機ファクタは、好ましくは線形の増加関数であ
り、約０．１から始まり、好ましくは約２０回の繰り返
しの後に、約０．２まで増加し保持される。この第２の
待機ファクタは、好ましくは強度偏差の重要性を示す。
言い替えれば、第２の待機ファクタは、ビームアレイが
高い均一性を持つことを要求し、好ましくはアプリケー
ションユーザにより経験的に決定される。ステップ５０
３において、回折効率ηが計算される。
り，Ｉt0 は目標強度であり、ｗtは第１の待機ファクタ
である。示された加算は、ｍ，ｎのフルセットについて
または選択されたサブセットについてのいずれの二重加
算であってもよい。Ｉt は、好ましくはＣＡ（ｍ，ｎ）
の複素２乗として定義される。Ｗt は、好ましくは生成
された各スポットの重要性を示す。言い換えれば、第１
の待機ファクタはどのスポットがそのイメージターゲッ
トに最もよくマッチするべきかを指定し、アプリケーシ
ョンユーザにより経験的に決定される。ステップ５０２
において、第２の待機ファクタａ（ｓ）が計算される。
ここで、カウンタｓは、ＰＡが検査された回数を示し、
第２の待機ファクタは、好ましくは線形の増加関数であ
り、約０．１から始まり、好ましくは約２０回の繰り返
しの後に、約０．２まで増加し保持される。この第２の
待機ファクタは、好ましくは強度偏差の重要性を示す。
言い替えれば、第２の待機ファクタは、ビームアレイが
高い均一性を持つことを要求し、好ましくはアプリケー
ションユーザにより経験的に決定される。ステップ５０
３において、回折効率ηが計算される。
【００５２】
【数７】
【００５３】好ましくは、上記の計算は、演算処理効率
を向上させるために、０に等しいＣＡ（ｍ，ｎ）の各値
についてスキップされる。ステップ５０４において、強
度偏差σと第２の待機ファクタａ（ｓ）の積が計算され
る。この積は、ステップ５０５において、回折効率ηか
ら差し引かれ、メリット値Ｃが生成される。図４のステ
ップ４１５において、メリット値がＰＡの完了した検査
に基づいて計算された場合、メリット値は、好ましく
は、位相アレイの後の検査およびそれに関連するメリッ
ト値と比較するために、保持され、例えば一次元配列に
格納される。図７は、本発明の原理にしたがって設計さ
れた位相格子の使用についての一実施形態を示す。
を向上させるために、０に等しいＣＡ（ｍ，ｎ）の各値
についてスキップされる。ステップ５０４において、強
度偏差σと第２の待機ファクタａ（ｓ）の積が計算され
る。この積は、ステップ５０５において、回折効率ηか
ら差し引かれ、メリット値Ｃが生成される。図４のステ
ップ４１５において、メリット値がＰＡの完了した検査
に基づいて計算された場合、メリット値は、好ましく
は、位相アレイの後の検査およびそれに関連するメリッ
ト値と比較するために、保持され、例えば一次元配列に
格納される。図７は、本発明の原理にしたがって設計さ
れた位相格子の使用についての一実施形態を示す。
【００５４】図７において、ハンドヘルドレーザポイン
タ６００が示されている。ハンドヘルドレーザポインタ
６００については、米国特許出願第０８／３１２，８５
９号「Methods and Apparatus for Generating and Dis
playing Holographic ImagesUtilizing a Laser Pointe
r」に詳細に説明されている。ハンドヘルドレーザポイ
ンタ６００は、長いハウジング６０１、キャップ６０
２、基板ハウジング６０３およびボタンスイッチ６０７
を含む。キャップ６０２および基板ハウジング６０３
は、長いハウジング６０１の両端に結合されている。基
板ハウジング６０３は、細長い孔６０４を有し、これを
イメージビーム６０５が通過し、ホログラフィイメージ
６０６を表示する。イメージビーム６０５は、本発明の
原理により設計された位相格子をレーザビームで照射す
ることにより作られる。照射は、長いハウジング６０１
の内部で行われる。これについては図７を参照して説明
する。ボタンスイッチ６０７は、ハンドヘルドレーザポ
インタ６００がレーザビームを発生する間の時間だけ選
択的に押される。
タ６００が示されている。ハンドヘルドレーザポインタ
６００については、米国特許出願第０８／３１２，８５
９号「Methods and Apparatus for Generating and Dis
playing Holographic ImagesUtilizing a Laser Pointe
r」に詳細に説明されている。ハンドヘルドレーザポイ
ンタ６００は、長いハウジング６０１、キャップ６０
２、基板ハウジング６０３およびボタンスイッチ６０７
を含む。キャップ６０２および基板ハウジング６０３
は、長いハウジング６０１の両端に結合されている。基
板ハウジング６０３は、細長い孔６０４を有し、これを
イメージビーム６０５が通過し、ホログラフィイメージ
６０６を表示する。イメージビーム６０５は、本発明の
原理により設計された位相格子をレーザビームで照射す
ることにより作られる。照射は、長いハウジング６０１
の内部で行われる。これについては図７を参照して説明
する。ボタンスイッチ６０７は、ハンドヘルドレーザポ
インタ６００がレーザビームを発生する間の時間だけ選
択的に押される。
【００５５】図８は、基板ハウジング６０３および単一
の基板７００を示す。基板７００は図３ないし図６に詳
細に説明したプロセスにしたがって設計された４個の位
相格子７０１ａないし７０１ｄを含む。位相格子７０１
のそれぞれは、例えば矢印、手、スローガン、顔のよう
な選択されたオブジェクトに関連する独特の波の妨害物
を表現している。位相格子７０１の内の少なくとも１つ
がレーザビームにより照射された場合、表示イメージが
生成される。本発明の１つの特徴は、かなり細かくかつ
特殊な位相格子７０１が本発明にしたがって比較的迅速
に生成されることであり、図７および図８に示されたよ
うな他のアプリケーションを商業的に望ましくかつ適し
たものとすることである。
の基板７００を示す。基板７００は図３ないし図６に詳
細に説明したプロセスにしたがって設計された４個の位
相格子７０１ａないし７０１ｄを含む。位相格子７０１
のそれぞれは、例えば矢印、手、スローガン、顔のよう
な選択されたオブジェクトに関連する独特の波の妨害物
を表現している。位相格子７０１の内の少なくとも１つ
がレーザビームにより照射された場合、表示イメージが
生成される。本発明の１つの特徴は、かなり細かくかつ
特殊な位相格子７０１が本発明にしたがって比較的迅速
に生成されることであり、図７および図８に示されたよ
うな他のアプリケーションを商業的に望ましくかつ適し
たものとすることである。
【００５６】図９ａは、図９のレーザポインタと共に使
用するための本発明の原理にしたがって設計された位相
格子の描写の一例を示す。この位相格子は、下にある基
板７００に固定された表面の高さを表す明るい領域およ
び暗い領域の両方を含む。例えば、位相格子が基板中に
エッチングされたと仮定すると、明るい領域は、エッチ
ングされていない部分を表し、暗い領域はエッチングさ
れた部分を表すことになる。図９ｂは、図７のハンドヘ
ルドレーザポインタを使用して図９ａの位相格子を照射
して、生成されたホログラフィイメージを示す。
用するための本発明の原理にしたがって設計された位相
格子の描写の一例を示す。この位相格子は、下にある基
板７００に固定された表面の高さを表す明るい領域およ
び暗い領域の両方を含む。例えば、位相格子が基板中に
エッチングされたと仮定すると、明るい領域は、エッチ
ングされていない部分を表し、暗い領域はエッチングさ
れた部分を表すことになる。図９ｂは、図７のハンドヘ
ルドレーザポインタを使用して図９ａの位相格子を照射
して、生成されたホログラフィイメージを示す。
【００５７】図１０ａ、１０ｃおよび１０ｅは、光スイ
ッチングシステムにおいて使用するために本発明の原理
にしたがって設計された３つの位相格子を示す。図１０
ｂ、１０ｄおよび１０ｆは、図１０ａ、１０ｃおよび１
０ｅにそれぞれ示された位相格子がコヒーレントレーザ
源により横切られ照射されたときに生成されるホログラ
フィのイメージを示す。図１０ｂ、１０ｄおよび１０ｆ
の各ホログラフィのイメージは、それぞれ関連づけられ
た図１０ａ、１０ｃおよび１０ｅの位相格子のスポット
アレイに関して、細かさが増加する。図１０ｂ、１０ｄ
および１０ｆの図示されたスポットは正方形であり、照
射ビームが正方形であることを暗に示している。
ッチングシステムにおいて使用するために本発明の原理
にしたがって設計された３つの位相格子を示す。図１０
ｂ、１０ｄおよび１０ｆは、図１０ａ、１０ｃおよび１
０ｅにそれぞれ示された位相格子がコヒーレントレーザ
源により横切られ照射されたときに生成されるホログラ
フィのイメージを示す。図１０ｂ、１０ｄおよび１０ｆ
の各ホログラフィのイメージは、それぞれ関連づけられ
た図１０ａ、１０ｃおよび１０ｅの位相格子のスポット
アレイに関して、細かさが増加する。図１０ｂ、１０ｄ
および１０ｆの図示されたスポットは正方形であり、照
射ビームが正方形であることを暗に示している。
【００５８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、多
くの演算処理リソースおよび演算処理時間を必要とする
ことなしにビームアレイを生成するための位相格子を設
計する方法およびシステムを提供することができる。
くの演算処理リソースおよび演算処理時間を必要とする
ことなしにビームアレイを生成するための位相格子を設
計する方法およびシステムを提供することができる。
【図１】本発明の一実施形態によるパーソナルコンピュ
ータを示す構成図である。
ータを示す構成図である。
【図２】図１のパーソナルコンピュータと組み合わせて
使用されるマイクロプロセッシングシステムの構成を示
すブロック図である。
使用されるマイクロプロセッシングシステムの構成を示
すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による位相格子を設計する
ためのプロセスを示すフローチャートである。
ためのプロセスを示すフローチャートである。
【図４】図３中のビームアレイジェネレータを設計する
ためのプロセスの詳細を示すフローチャートである。
ためのプロセスの詳細を示すフローチャートである。
【図５】図３中のビームアレイジェネレータを設計する
ためのプロセスの詳細を示すフローチャートである。
ためのプロセスの詳細を示すフローチャートである。
【図６】図４および図５に示されたプロセスによるメリ
ット値を決定するためのプロセスを示すフローチャート
である。
ット値を決定するためのプロセスを示すフローチャート
である。
【図７】本発明の一実施形態により設計される位相マス
クを使用してホログラフィのイメージを表示するための
ハンドヘルドレーザポインタの一例を示す図である。
クを使用してホログラフィのイメージを表示するための
ハンドヘルドレーザポインタの一例を示す図である。
【図８】図７に示された基板ハウジングの構成を示す図
である。
である。
【図９】ａは図７のレーザポインタとともに使用するた
めの本発明の一実施形態により設計された位相格子の一
例を示す図、ｂは図７のハンドヘルドレーザポインタを
使用して図９ａの位相格子を照射することにより生成さ
れるホログラフィイメージを示す図である。
めの本発明の一実施形態により設計された位相格子の一
例を示す図、ｂは図７のハンドヘルドレーザポインタを
使用して図９ａの位相格子を照射することにより生成さ
れるホログラフィイメージを示す図である。
【図１０】ａ，ｃ，ｅは、それぞれ本発明の一実施形態
により設計された位相格子の一例を示す図、ｂはａに示
された位相格子のホログラフィイメージを示す図、ｄは
ｃに示された位相格子のホログラフィイメージを示す
図、ｆはｅに示された位相格子のホログラフィイメージ
を示す図である。
により設計された位相格子の一例を示す図、ｂはａに示
された位相格子のホログラフィイメージを示す図、ｄは
ｃに示された位相格子のホログラフィイメージを示す
図、ｆはｅに示された位相格子のホログラフィイメージ
を示す図である。
１００ パーソナルコンピュータ １０１ ハードウェア筐体 １０２ フロッピディスクドライブ装置 １０３ ハードディスクドライブ装置 １０４ モニタ １０５ キーボード １０６ 演算処理ユニット １０７ ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ） １０８ マウス
Claims (25)
- 【請求項１】 所望のイメージ強度を表す入力データセ
ットを受け取る入力手段と、 それぞれが位相値を含む複数の位相セルからなる、所望
の位相格子を表す出力データセットを生成する手段と、 トラバースされた位相セルのそれぞれの位相値が、近接
する位相セルの位相値に等しい第１状態および近接する
位相セルの位相値に等しくない第２状態のうちのいずれ
かになるように、前記複数の位相セルのうちの１つをト
ラバースする手段と、 現在トラバースされた位相セルの位相値が前記第２状態
である場合に動作可能であり、前記所望の位相格子の品
質を改善するために前記出力データセットを前記入力デ
ータセットの関数として演算処理する演算処理手段とか
らなることを特徴とする位相格子の設計システム。 - 【請求項２】 前記生成手段が、前記出力データセット
を初期化するための初期化手段を含むことを特徴とする
請求項１のシステム。 - 【請求項３】 前記初期化手段が、少なくとも１つの初
期値を前記位相セルのそれぞれ１つに割り当てるために
スカラ回折を利用することを特徴とする請求項２のシス
テム。 - 【請求項４】 前記演算処理手段は、前記現在トラバー
スされた位相セルの位相値を前記近接する位相セルの位
相値に設定する手段をさらに含むことを特徴とする請求
項１のシステム。 - 【請求項５】 前記演算処理手段は、前記所望の位相格
子の品質の改善、前記所望の位相格子の品質の低下、お
よび前記所望の位相格子の品質の停滞のうちの１つを表
すメリット値を得るために、メリット関数を使用する手
段を含むことを特徴とする請求項４のシステム。 - 【請求項６】 前記演算処理手段は、前記所望の位相格
子の品質の停滞が得られた場合にイネーブルされ、前記
出力データセットを細分化する手段をさらに含むことを
特徴とする請求項５のシステム。 - 【請求項７】 所望のイメージを表す受け取った入力デ
ータセットを演算処理し、コヒーレント放射源により照
らされた場合に前記所望のイメージを生成するように働
く、位相格子を表す出力データセットを作るための演算
処理システムであって、 前記入力データセットを受け取る入力手段と、 複数のサブセットを含む前記出力データセットを生成
し、初期化し、前記サブセットの１つを探査することに
より位相境界を決定するために前記出力データセットを
検査し、前記位相境界が決定されると、前記所望の位相
格子の品質を改善するために前記出力データセットを前
記入力データセットの関数として演算処理する少なくと
も１つの演算処理ユニットとを有することを特徴とする
演算処理システム。 - 【請求項８】 複数の演算処理システムインストラクシ
ョンを格納するためのメモリストレージ手段をさらに含
み、 前記演算処理ユニットは、前記メモリストレージ手段か
らの前記演算処理システムインストラクションの少なく
とも１つを検索し実行し、前記検索され実行されたイン
ストラクションは前記演算処理ユニットに前記出力デー
タセットの生成を命令することを特徴とする請求項７の
システム。 - 【請求項９】 前記演算処理ユニットが、前記サブセッ
トのそれぞれ１つを初期化するためにスカラ回折をさら
に利用することを特徴とする請求項７のシステム。 - 【請求項１０】 前記演算処理ユニットは、前記位相境
界が決定されると、現在検査されているサブセットをメ
モリストレージ手段内のデータ領域に格納することを特
徴とする請求項７のシステム。 - 【請求項１１】 前記演算処理ユニットは、前記現在検
査されているサブセットが格納されると、前記現在検査
されているサブセットを他のサブセットに等しく設定
し、前記出力データセットにより表現された前記所望の
位相格子の品質を修正することを特徴とする請求項７の
システム。 - 【請求項１２】 前記演算処理ユニットは、前記所望の
位相格子の品質の改善、前記所望の位相格子の品質の低
下、および前記位相格子の品質の停滞のうちの１つを表
すメリット値をさらに計算することを特徴とする請求項
１１のシステム。 - 【請求項１３】 前記演算処理ユニットは、前記所望の
位相格子の品質が停滞している場合、前記出力データセ
ットをメモリストレージ手段に格納することを特徴とす
る請求項１２のシステム。 - 【請求項１４】 前記演算処理ユニットは、前記所望の
位相格子の品質が停滞している場合、前記出力データセ
ットを細分化することを特徴とする請求項１２のシステ
ム。 - 【請求項１５】 前記演算処理ユニットは、前記所望の
位相格子の品質が低下している場合、前記現在検査され
ているサブセットを前記データ領域と等しくリセットす
ることを特徴とする請求項１２のシステム。 - 【請求項１６】 所望のイメージ強度を表す入力データ
セットを受け取るステップと、 複数のサブセットからなる出力データセットを定義し初
期化するステップと、 現在検査されているサブセットが位相境界を表している
かどうかを決定するために、前記複数のサブセットのう
ちの１つを選択的に検査するために前記出力データセッ
トをトラバースするステップと、 前記現在検査されているサブセットが前記位相境界を表
していると決定された場合、前記位相格子の品質を改善
するために前記出力データセットを前記入力データセッ
トの関数として演算処理するステップとからなることを
特徴とする、位相格子を表現する出力データセットを生
成する方法。 - 【請求項１７】 前記定義し初期化するステップは、ス
カラ回折を使用して少なくとも１つの初期値を前記サブ
セットのそれぞれ１つに割り当てるステップをさらに含
むことを特徴とする請求項１６の方法。 - 【請求項１８】 前記演算処理ステップは、前記現在検
査されているサブセットの値を一時的に格納するステッ
プと、前記現在検査されているサブセットの値を近接す
るサブセットの値に等しく設定するステップとを含むこ
とを特徴とする請求項１６の方法。 - 【請求項１９】 前記演算処理ステップは、前記位相格
子の品質の改善、前記位相格子の品質の低下および前記
位相格子の品質の停滞のうちの１つを表すメリット値を
計算するステップを含むことを特徴とする請求項１８の
方法。 - 【請求項２０】 前記演算処理ステップは、前記メリッ
ト値が前記位相格子の停滞を示す場合に、前記出力デー
タセットを細分化するステップをさらに含むことを特徴
とする請求項１９の方法。 - 【請求項２１】 前記演算処理ステップは、前記メリッ
ト値が前記位相格子の停滞を示す場合に、前記出力デー
タセットを格納するステップをさらに含むことを特徴と
する請求項１９の方法。 - 【請求項２２】 前記演算処理ステップは、前記メリッ
ト値が品質の低下を示す場合に、前記現在検査されてい
るサブセットの値を一時的に格納された値に等しくリセ
ットするステップをさらに含むことを特徴とする請求項
１９の方法。 - 【請求項２３】 前記演算処理ステップは、前記トラバ
ースするステップに戻るステップをさらに含むことを特
徴とする請求項１６の方法。 - 【請求項２４】 複数のピクセルからなり所望のビーム
アレイイメージを表すイメージデータセットを受け取る
ステップと、 スカラ回折により前記複数のピクセルに集合的に対応す
る複数の位相セルからなる位相データセットを前記イメ
ージデータセットの関数として定義し初期化するステッ
プと、 前記複数の位相セルのうちの１つを検査するステップ
と、 現在検査されている位相セルが近接する位相セルと異な
ることが決定された場合に、前記所望のビームアレイイ
メージの品質を改善するために前記位相データセットを
前記イメージデータセットの関数として選択的に演算処
理するステップとからなり、 前記選択的に演算処理するステップは、 前記現在検査されている位相セルを変数にコピーするス
テップと、 前記現在検査されている位相セルを前記近接する位相セ
ルに設定するステップと、 放射を指定された配列のセットに結合させるための前記
所望の位相格子の品質を表し、前記所望のビームアレイ
イメージの改善、前記所望のビームアレイイメージの低
下、および前記所望のビームアレイイメージの停滞のう
ちの１つを示すメリット値を計算するステップとを含
み、 前記計算ステップは、 前記メリット値が改善を示す場合に前記検査ステップに
戻るステップと、 前記メリット値が低下を示す場合に前記現在検査されて
いる位相セルを前記変数からリセットし、前記検査ステ
ップに戻るステップと、 前記メリット値が停滞を示す場合に、前記位相データセ
ットを格納するステップとを含むことを特徴とする所望
の位相格子を表現する位相データセットを生成する方
法。 - 【請求項２５】 前記格納ステップは、目標しきい値に
達していない場合に前記検査ステップに戻るステップを
含み、前記目標しきい値は、以前の経験に基づくことを
特徴とする請求項２４の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US312858 | 1994-09-27 | ||
| US08/312,858 US5559724A (en) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | Methods and systems for designing beam array generators |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08110749A true JPH08110749A (ja) | 1996-04-30 |
Family
ID=23213331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7272099A Pending JPH08110749A (ja) | 1994-09-27 | 1995-09-27 | 位相格子の設計システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5559724A (ja) |
| EP (1) | EP0704720A3 (ja) |
| JP (1) | JPH08110749A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6118559A (en) * | 1996-12-20 | 2000-09-12 | Digital Optics Corporation | Broadband diffractive diffuser and associated methods |
| US6651888B1 (en) | 1999-02-02 | 2003-11-25 | Symbol Technologies, Inc. | Beam shaping system and diverging laser beam for scanning optical code |
| US6540145B2 (en) | 1999-06-11 | 2003-04-01 | Symbol Technologies, Inc. | Aperture controlled laser beam shaping techniques for scanning optical code |
| US6633433B2 (en) | 1999-06-11 | 2003-10-14 | Symbol Technologies, Inc. | Beam shaping for optical scanners |
| US7342218B2 (en) * | 2002-12-19 | 2008-03-11 | Applied Materials, Israel, Ltd. | Methods and systems for optical inspection of surfaces based on laser screening |
| JP2004264347A (ja) * | 2003-02-06 | 2004-09-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 回折型光学部品およびそれを用いたレーザ加工装置 |
| JP4468433B2 (ja) | 2007-11-30 | 2010-05-26 | 株式会社東芝 | 不揮発性半導体記憶装置 |
| JP2020155450A (ja) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | キオクシア株式会社 | 半導体記憶装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5465220A (en) * | 1992-06-02 | 1995-11-07 | Fujitsu Limited | Optical exposure method |
| US3884546A (en) * | 1973-07-30 | 1975-05-20 | Hewlett Packard Co | Spectrum shaping with parity sequences |
| JPS61179424A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-08-12 | Nec Corp | 並列光演算子 |
| US4764680A (en) * | 1987-04-14 | 1988-08-16 | United Technologies Corporation | Method of and arrangement for testing cylindrical objects for shape deviations |
| US4961615A (en) * | 1987-06-19 | 1990-10-09 | Hughes Aircraft Company | Associative memory system with spatial light modulator |
| US5113286A (en) * | 1990-09-27 | 1992-05-12 | At&T Bell Laboratories | Diffraction grating apparatus and method of forming a surface relief pattern in diffraction grating apparatus |
| US5326659A (en) * | 1992-03-05 | 1994-07-05 | Regents Of The University Of California | Method for making masks |
| EP0608657A1 (en) * | 1993-01-29 | 1994-08-03 | International Business Machines Corporation | Apparatus and method for preparing shape data for proximity correction |
-
1994
- 1994-09-27 US US08/312,858 patent/US5559724A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-09-20 EP EP95306615A patent/EP0704720A3/en not_active Withdrawn
- 1995-09-27 JP JP7272099A patent/JPH08110749A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0704720A2 (en) | 1996-04-03 |
| EP0704720A3 (en) | 1997-12-29 |
| US5559724A (en) | 1996-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7788628B1 (en) | Computational efficiency in photolithographic process simulation | |
| US7921383B1 (en) | Photolithographic process simulation including efficient result computation for multiple process variation values | |
| CN102239426B (zh) | 图像数据的提供 | |
| US5680588A (en) | Method and system for optimizing illumination in an optical photolithography projection imaging system | |
| Dillon et al. | A fast method for power spectrum and foreground analysis for 21 cm cosmology | |
| US4309602A (en) | Wavefront sensing by phase retrieval | |
| JP4994554B2 (ja) | 強誘電体液晶ｓｌｍを有する光スイッチ | |
| Bridle et al. | A maximum-entropy method for reconstructing the projected mass distribution of gravitational lenses | |
| JP2002184688A (ja) | 高速空中像シミュレーションのための方法および装置 | |
| WO2010035033A1 (en) | Improvements in the field of imaging | |
| JP2010217897A (ja) | 波面の位相情報を回復するためのシステムおよび方法 | |
| CN103631761A (zh) | 并行处理架构进行矩阵运算并用于严格波耦合分析的方法 | |
| Guerrieri et al. | Massively parallel algorithms for scattering in optical lithography | |
| JPH08110749A (ja) | 位相格子の設計システム | |
| Bao et al. | Coherence retrieval using trace regularization | |
| Hughes et al. | Using multiple genetic algorithms to generate radar point-scatterer models | |
| Hazineh et al. | D-flat: A differentiable flat-optics framework for end-to-end metasurface visual sensor design | |
| Abregana et al. | Phase retrieval by amplitude modulation using digital micromirror device | |
| EP1744214B1 (en) | Methods and systems for improved optical lithographic processing | |
| Hidayetoglu et al. | A fast and massively-parallel inverse solver for multiple-scattering tomographic image reconstruction | |
| CN110133849B (zh) | 一种点扩散函数重建方法 | |
| Sutton et al. | Optimal image reconstruction in radio interferometry | |
| Newson et al. | Realistic film grain rendering | |
| Goncharsky et al. | Multistage Iterative Method to Tackle Inverse Problems of Wave Tomography | |
| US8274726B2 (en) | Method for utilizing properties of the sinc(x) function for phase retrieval on nyquist-under-sampled data |