JPH08137372A - 光パルスの記録方法およびホログラフィーマッチドフィルタの形成装置 - Google Patents
光パルスの記録方法およびホログラフィーマッチドフィルタの形成装置Info
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- JPH08137372A JPH08137372A JP18654295A JP18654295A JPH08137372A JP H08137372 A JPH08137372 A JP H08137372A JP 18654295 A JP18654295 A JP 18654295A JP 18654295 A JP18654295 A JP 18654295A JP H08137372 A JPH08137372 A JP H08137372A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ホログラフィーマッチドフィルタの生成方法
及び装置を提供する。 【構成】 本発明は高速光データの全光ホログラフィー
処理に使用されるホログラフィー整合（マッチドフィル
タ）の方法及び装置を提供する。時間領域データの比例
した空間イメージは空間光変調器（ＳＬＭ）により提供
される。ＳＬＭの比例したイメージはシングルモードダ
イオードレーザでもって読み出され、フーリエ変換レン
ズにより波長スペクトルに変換される。比例した空間デ
ータパターンと基準パターンビームのスペクトル間の干
渉しまパターンはホログラフィー記録媒体により記録さ
れる。別法として、時間データの比例した空間イメージ
は間隙マスクにより得られる。ホログラフィーマッチド
フィルタを用いて高速光信号パケットヘッダーを復号化
するための装置及び方法も開示した。
及び装置を提供する。 【構成】 本発明は高速光データの全光ホログラフィー
処理に使用されるホログラフィー整合（マッチドフィル
タ）の方法及び装置を提供する。時間領域データの比例
した空間イメージは空間光変調器（ＳＬＭ）により提供
される。ＳＬＭの比例したイメージはシングルモードダ
イオードレーザでもって読み出され、フーリエ変換レン
ズにより波長スペクトルに変換される。比例した空間デ
ータパターンと基準パターンビームのスペクトル間の干
渉しまパターンはホログラフィー記録媒体により記録さ
れる。別法として、時間データの比例した空間イメージ
は間隙マスクにより得られる。ホログラフィーマッチド
フィルタを用いて高速光信号パケットヘッダーを復号化
するための装置及び方法も開示した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高速データ処理に関す
る。更に詳細に、時間領域データ処理のための空間的に
定義したホログラフィー整合（マッチドフィルタ）に関
する。
る。更に詳細に、時間領域データ処理のための空間的に
定義したホログラフィー整合（マッチドフィルタ）に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図１は従来技術によるホログラムの生成
方法を示す。所定の時間領域（temporal-domain）光パ
ルスデータパターン１０及び光基準パルス１２は両方と
も回折格子１４により分散される。回折格子１４はフー
リエ変換レンズ１６の焦点面に配置されている。これら
のパルスを搬送する２つの光ビームはその後、フーリエ
変換レンズ１６のスペクトル面に配置された永久記録媒
体１８と相互作用する。このホログラムはマッチドフィ
ルタとして使用され、光相関信号を生成するための起こ
りやすい光信号と比較するために、光データパターンを
保存する。
方法を示す。所定の時間領域（temporal-domain）光パ
ルスデータパターン１０及び光基準パルス１２は両方と
も回折格子１４により分散される。回折格子１４はフー
リエ変換レンズ１６の焦点面に配置されている。これら
のパルスを搬送する２つの光ビームはその後、フーリエ
変換レンズ１６のスペクトル面に配置された永久記録媒
体１８と相互作用する。このホログラムはマッチドフィ
ルタとして使用され、光相関信号を生成するための起こ
りやすい光信号と比較するために、光データパターンを
保存する。
【０００３】時間領域における信号処理にマッチドフィ
ルタを適用するに際して、ギガビットないしテラビット
範囲のビットレートを有する超高速信号を生成するに
は、超高速光ソースを使用する必要がある。この超高速
光ソースは、フェムト秒範囲のパルスを生成することの
できるＣＰＭ色素レーザ及び他の超高速コヒーレント光
ソースのようなものである。
ルタを適用するに際して、ギガビットないしテラビット
範囲のビットレートを有する超高速信号を生成するに
は、超高速光ソースを使用する必要がある。この超高速
光ソースは、フェムト秒範囲のパルスを生成することの
できるＣＰＭ色素レーザ及び他の超高速コヒーレント光
ソースのようなものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、高速光データの光ホログラフィー処理に使用される
ホログラフィー整合（マッチドフィルタ）を提供するこ
とである。
は、高速光データの光ホログラフィー処理に使用される
ホログラフィー整合（マッチドフィルタ）を提供するこ
とである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は次の原理を利用した。すなわち、時間パタ
ーン及び時間基準パルスにより書いたホログラムは、時
間パターン及び基準の適切に比例した空間イメージによ
り書いたホログラムと区別することができる。
に、本発明は次の原理を利用した。すなわち、時間パタ
ーン及び時間基準パルスにより書いたホログラムは、時
間パターン及び基準の適切に比例した空間イメージによ
り書いたホログラムと区別することができる。
【０００６】この超高速信号を時間領域から空間領域へ
時間−空間マッピングすることにより、超高速信号の整
合フィルタ処理が行われる（M.C. Nussらの提案、"Time
-to-Space Mapping of Femtosecond Pulses", OPT. LET
T. VOL. 19, 1994, pp.664-666）。
時間−空間マッピングすることにより、超高速信号の整
合フィルタ処理が行われる（M.C. Nussらの提案、"Time
-to-Space Mapping of Femtosecond Pulses", OPT. LET
T. VOL. 19, 1994, pp.664-666）。
【０００７】本発明は時間ホログラフィーセットアップ
に時間光パルスを空間的にマッピングすることによりホ
ログラフィー整合を生成する。この時間ホログラムはシ
ングルモードダイオードレーザから放出するビームを用
いて記録される。
に時間光パルスを空間的にマッピングすることによりホ
ログラフィー整合を生成する。この時間ホログラムはシ
ングルモードダイオードレーザから放出するビームを用
いて記録される。
【０００８】本発明の実施例においては、時間領域デー
タの比例した空間イメージは空間光変調器（ＳＬＭ）に
より動態的に変換される。このＳＬＭには液晶ＳＬＭ、
またはマルチ量子井戸（ＭＱＷ）ｐ−ｉ−ｎ変調器アレ
イを含み、抹消可能なＭＱＷ屈折材料、永久記録材料、
または他の記録媒体により記録される。
タの比例した空間イメージは空間光変調器（ＳＬＭ）に
より動態的に変換される。このＳＬＭには液晶ＳＬＭ、
またはマルチ量子井戸（ＭＱＷ）ｐ−ｉ−ｎ変調器アレ
イを含み、抹消可能なＭＱＷ屈折材料、永久記録材料、
または他の記録媒体により記録される。
【０００９】本発明の他の実施例においては、時間領域
データの比例した空間イメージは隙間マスクにより決め
られ、永久記録媒体が用いられる。
データの比例した空間イメージは隙間マスクにより決め
られ、永久記録媒体が用いられる。
【００１０】本発明により記録された整合フィルタは高
速光信号の多重化及び復多重化のための整合フィルタの
製造コスト、及び低保守ダイオードレーザ要素の使用に
よる光信号パケットヘッダーの復号化のコストを減少さ
せる。
速光信号の多重化及び復多重化のための整合フィルタの
製造コスト、及び低保守ダイオードレーザ要素の使用に
よる光信号パケットヘッダーの復号化のコストを減少さ
せる。
【００１１】
【実施例】図２と３に示すように、本発明は超高速光パ
ターン化信号及び基準パルスを用いる時間領域光データ
のマッチドフィルタ処理におけるホログラフィーフィル
タの記録を開示する。ホログラフィーフィルタ記録処理
に関してはA.M. Weiner etal., "Femtosecond Spectral
Holography", IEEE J. QUANT. ELECTR. VOL. 28,NO. 1
0, 1992, pp.2251-2261に示されている。光パルスはＣ
ＰＭ色素レーザにより提供され、信号パルスはフェムト
秒パルス成型器内の位相のみマスク（ＳＬＭ）を用いる
ことにより生成される（A.M. Weiner et al., "High-Re
solution Femtosecond Pulse Shaping", J. OPT. SOC.
AM. B, VOL.5, 1988, p.1563-1572.)。
ターン化信号及び基準パルスを用いる時間領域光データ
のマッチドフィルタ処理におけるホログラフィーフィル
タの記録を開示する。ホログラフィーフィルタ記録処理
に関してはA.M. Weiner etal., "Femtosecond Spectral
Holography", IEEE J. QUANT. ELECTR. VOL. 28,NO. 1
0, 1992, pp.2251-2261に示されている。光パルスはＣ
ＰＭ色素レーザにより提供され、信号パルスはフェムト
秒パルス成型器内の位相のみマスク（ＳＬＭ）を用いる
ことにより生成される（A.M. Weiner et al., "High-Re
solution Femtosecond Pulse Shaping", J. OPT. SOC.
AM. B, VOL.5, 1988, p.1563-1572.)。
【００１２】ホログラフィーマッチドフィルタの形成 図１に示した従来技術と比べて、図２および図３に示す
本発明はホログラフィーマッチドフィルタ記録処理を提
供する。本発明では、超高速パルス信号及び基準レー
ザ、またはコヒーレント光ワード生成器を使用せずに時
間領域データのマッチドフィルタ処理に対するホログラ
ムを記録する。このホログラフィーマッチドフィルタ記
録処理に関しては、米国特許出願第０８／１７７０１８
号（Methodand Apparatus for Processing Ultrafast O
ptical Signals, 1994年1月4日）及び１９９４年１１月
１１日出願された米国特許（An Optical Holographic S
ystem for Parallel to Serial and Serial to Paralle
l Conversion of OpticalData）に開示されている。
本発明はホログラフィーマッチドフィルタ記録処理を提
供する。本発明では、超高速パルス信号及び基準レー
ザ、またはコヒーレント光ワード生成器を使用せずに時
間領域データのマッチドフィルタ処理に対するホログラ
ムを記録する。このホログラフィーマッチドフィルタ記
録処理に関しては、米国特許出願第０８／１７７０１８
号（Methodand Apparatus for Processing Ultrafast O
ptical Signals, 1994年1月4日）及び１９９４年１１月
１１日出願された米国特許（An Optical Holographic S
ystem for Parallel to Serial and Serial to Paralle
l Conversion of OpticalData）に開示されている。
【００１３】本発明の一実施例においては、時間領域光
パルスデータパターンはまず、空間的な振幅変調された
「指紋」光イメージの要素に変換される。この変換では
次の原理を利用した。すなわち、時間領域情報を空間領
域情報空間に次の比例法則
パルスデータパターンはまず、空間的な振幅変調された
「指紋」光イメージの要素に変換される。この変換では
次の原理を利用した。すなわち、時間領域情報を空間領
域情報空間に次の比例法則
【数１】 によりマッピングされるとき、パターンのフーリエスペ
クトルは時間パターンの波長スペクトルと等価する。こ
こで、β＝λ／ｄ・cosθは格子常数、λはレーザの波
長、ｃは光速度、ｄは格子のピッチで格子のミリメータ
ー当たりのライン数の逆数、θは光が格子から出る時の
屈折角である。
クトルは時間パターンの波長スペクトルと等価する。こ
こで、β＝λ／ｄ・cosθは格子常数、λはレーザの波
長、ｃは光速度、ｄは格子のピッチで格子のミリメータ
ー当たりのライン数の逆数、θは光が格子から出る時の
屈折角である。
【００１４】図２に例を示す。ここで、ホログラフィー
マッチドフィルタは７ビットワード「1011011」に対し
て書き込まれ、各ビットは１００フェムト秒（ｆｓ）の
期間で、ビット間の間隔時間は３００ｆｓである。この
実施例においては、格子は６００ライン／ｍｍで、屈折
角θ＝０゜、λ＝８５０ｎｍ、フーリエレンズの焦点長
は２００ｍｍである。また、時間−空間マッピング常数
は１．７ｆｓ／μｍであるため、空間的な「指紋」は１
８０μｍ間隔の３つの６０μｍ直径の領域と等価とな
る。この領域は円形または四角形のスポットである。
マッチドフィルタは７ビットワード「1011011」に対し
て書き込まれ、各ビットは１００フェムト秒（ｆｓ）の
期間で、ビット間の間隔時間は３００ｆｓである。この
実施例においては、格子は６００ライン／ｍｍで、屈折
角θ＝０゜、λ＝８５０ｎｍ、フーリエレンズの焦点長
は２００ｍｍである。また、時間−空間マッピング常数
は１．７ｆｓ／μｍであるため、空間的な「指紋」は１
８０μｍ間隔の３つの６０μｍ直径の領域と等価とな
る。この領域は円形または四角形のスポットである。
【００１５】この第１「指紋」イメージは、時間領域光
パターンから比例して、空間パターン２０をフーリエ変
換レンズ２４の入力面に位置した液晶ＳＬＭ２２に提供
することによって生成される。このフーリエ変換レンズ
２４においては、その入力面からフーリエ変換レンズ２
４までの距離はフーリエ変換レンズ２４から出力面まで
の距離と等しい。液晶ＳＬＭ２２は動的に空間パターン
２０を比例したイメージ、または「指紋」に変換、また
はマップする。この実施例においては、液晶ＳＬＭ２２
は２００×３００ピクセルで、ピクセルのサイズは６０
μｍである。各１００ｆｓビットは液晶ＳＬＭ２２上の
単一のピクセルとして表される。
パターンから比例して、空間パターン２０をフーリエ変
換レンズ２４の入力面に位置した液晶ＳＬＭ２２に提供
することによって生成される。このフーリエ変換レンズ
２４においては、その入力面からフーリエ変換レンズ２
４までの距離はフーリエ変換レンズ２４から出力面まで
の距離と等しい。液晶ＳＬＭ２２は動的に空間パターン
２０を比例したイメージ、または「指紋」に変換、また
はマップする。この実施例においては、液晶ＳＬＭ２２
は２００×３００ピクセルで、ピクセルのサイズは６０
μｍである。各１００ｆｓビットは液晶ＳＬＭ２２上の
単一のピクセルとして表される。
【００１６】基準パルス信号の第２の「指紋」イメージ
は、類似の基準ピクセル２６により提供され、図２に示
すように、フーリエ変換レンズ２４の入力面で液晶ＳＬ
Ｍ２２に入力される。基準ピクセル２６と液晶ＳＬＭ２
２上の空間パターン２０との間隔は結果としてのホログ
ラフィー材料上のしま間隔を決める。例えば、１０μｍ
のしま間隔が必要である場合、２００ｍｍ焦点長のフー
リエ変換レンズを用いて、基準ピクセル２６と空間パタ
ーン２０との間隔は約３ｍｍである。
は、類似の基準ピクセル２６により提供され、図２に示
すように、フーリエ変換レンズ２４の入力面で液晶ＳＬ
Ｍ２２に入力される。基準ピクセル２６と液晶ＳＬＭ２
２上の空間パターン２０との間隔は結果としてのホログ
ラフィー材料上のしま間隔を決める。例えば、１０μｍ
のしま間隔が必要である場合、２００ｍｍ焦点長のフー
リエ変換レンズを用いて、基準ピクセル２６と空間パタ
ーン２０との間隔は約３ｍｍである。
【００１７】これらの第１と第２の「指紋」イメージは
矢印２８に示すように、連続的に単色の平面波光ビーム
によりバックライトされる。この光ビームは平行にした
シングルモードダイオードレーザ３０により提供され、
１００ｍＷのパワーと８３０ｎｍの波長を有し、ホログ
ラムとなる記録媒体３２で干渉しまパターンを生成す
る。
矢印２８に示すように、連続的に単色の平面波光ビーム
によりバックライトされる。この光ビームは平行にした
シングルモードダイオードレーザ３０により提供され、
１００ｍＷのパワーと８３０ｎｍの波長を有し、ホログ
ラムとなる記録媒体３２で干渉しまパターンを生成す
る。
【００１８】約８５０ｎｍ波長のフェムト秒光パルスの
超高速信号処理のために、好ましくは、図２のホログラ
ム３２は０．５ｃｍ×０．５ｃｍ×１μｍの寸法のＧａ
Ａｓ／ＡｌＧａＡｓのＭＱＷ材料に記録される（A. Par
tovi et al., "Cr-Doped GaAs/AlGaAs Semi-Insulating
Multiple Quantum Well Photorefractive Devices",AP
PL. PHSY. LETT. VOL.62, NO.5, 1993, pp.464-466）。
ホログラム３２は１μＪ／ｃｍ2のエネルギー密度で２
μｓ以下の応答時間と３％の屈折率を有する。
超高速信号処理のために、好ましくは、図２のホログラ
ム３２は０．５ｃｍ×０．５ｃｍ×１μｍの寸法のＧａ
Ａｓ／ＡｌＧａＡｓのＭＱＷ材料に記録される（A. Par
tovi et al., "Cr-Doped GaAs/AlGaAs Semi-Insulating
Multiple Quantum Well Photorefractive Devices",AP
PL. PHSY. LETT. VOL.62, NO.5, 1993, pp.464-466）。
ホログラム３２は１μＪ／ｃｍ2のエネルギー密度で２
μｓ以下の応答時間と３％の屈折率を有する。
【００１９】図２に示した記録媒体３２は熱可塑性、ま
たは他のフォト屈折性の永久記録媒体でもよく、装置の
スペクトル平面上の光パルスのスペクトルのサイズより
大きい、例えば約３ｍｍ×３ｍｍ×３ｍｍのホログラム
のサイズを有してもよい。それ故に、時間領域光データ
信号処理のためのマッチドフィルタ記録は超高速パルス
及び基準レーザを使用せずに得られる。別法として、コ
ンピュータにより生成したホログラム、例えば、バイナ
リ位相ホログラム（J. Jahns et al., "Dammann Gratin
gs for Laser Beam Shaping", OPT. ENG. VOL.28, 198
9, pp.1267-1275）は使用することができる。これらの
ホログラムは前述したように、パルスの「イメージ」の
フーリエ変換を計算することにより形成される。
たは他のフォト屈折性の永久記録媒体でもよく、装置の
スペクトル平面上の光パルスのスペクトルのサイズより
大きい、例えば約３ｍｍ×３ｍｍ×３ｍｍのホログラム
のサイズを有してもよい。それ故に、時間領域光データ
信号処理のためのマッチドフィルタ記録は超高速パルス
及び基準レーザを使用せずに得られる。別法として、コ
ンピュータにより生成したホログラム、例えば、バイナ
リ位相ホログラム（J. Jahns et al., "Dammann Gratin
gs for Laser Beam Shaping", OPT. ENG. VOL.28, 198
9, pp.1267-1275）は使用することができる。これらの
ホログラムは前述したように、パルスの「イメージ」の
フーリエ変換を計算することにより形成される。
【００２０】ホログラムが記録される波長はこのホログ
ラムを読み出すのに使用する波長とマッチする必要がな
い。これは、ホログラムの応答は読み出す波長以外に他
の波長で最大になる場合には特に有利である。これは、
紫外線スペクトル範囲に対して敏感な水素負荷またはゲ
ルマニウムリッチガラス（A. Partovi et al., "Volume
Holographic Storage in Hydrogen Treated Germano-S
ilicate Glass", APPL. PHYS. LETT. VOL.64, NO.7, 19
94, p.821-823）、またはリチウムニオベートフォト屈
折材料の場合には起こる。異なる読みと書き波長の場
合、時間−空間拡大係数は次のように修正される。
ラムを読み出すのに使用する波長とマッチする必要がな
い。これは、ホログラムの応答は読み出す波長以外に他
の波長で最大になる場合には特に有利である。これは、
紫外線スペクトル範囲に対して敏感な水素負荷またはゲ
ルマニウムリッチガラス（A. Partovi et al., "Volume
Holographic Storage in Hydrogen Treated Germano-S
ilicate Glass", APPL. PHYS. LETT. VOL.64, NO.7, 19
94, p.821-823）、またはリチウムニオベートフォト屈
折材料の場合には起こる。異なる読みと書き波長の場
合、時間−空間拡大係数は次のように修正される。
【数２】 ここで、λw、λrはそれぞれ書きと読み波長、ｆはそれ
ぞれホログラムの書きと読みに使用される焦点長であ
る。
ぞれホログラムの書きと読みに使用される焦点長であ
る。
【００２１】別の記録構成 別の実施例においては、図３に示したホログラフィー記
録装置は、本発明による超短光パルス、例えば、３００
ｆｓで間隔した１００ｆｓ期間の光パルスのようなパケ
ットヘッダー識別のために角度多重化ホログラムを記録
する。ホログラフィーマッチドフィルタは空間符号化信
号パルスパターンのアレイマスク３４から射出する光の
相互作用から記録される。この空間符号化信号パルスパ
ターンはアレイマスク３４のすべての隙間を同時に照射
するビーム３６によりバック照射されて得られる。
録装置は、本発明による超短光パルス、例えば、３００
ｆｓで間隔した１００ｆｓ期間の光パルスのようなパケ
ットヘッダー識別のために角度多重化ホログラムを記録
する。ホログラフィーマッチドフィルタは空間符号化信
号パルスパターンのアレイマスク３４から射出する光の
相互作用から記録される。この空間符号化信号パルスパ
ターンはアレイマスク３４のすべての隙間を同時に照射
するビーム３６によりバック照射されて得られる。
【００２２】このバック照射のビーム３６と基準光ビー
ム４２はビームスプリッタ４６により、光ソースからの
レーザビーム４４からスプリットされる。アレイマスク
３４から射出する光と基準光ビーム４２との干渉によ
り、フーリエ変換レンズ４８のスペクトル平面で各自の
干渉しまパターンが生成される。これらの相互作用はホ
ログラム５０内にある各自の角度配向で記憶される。こ
の角度配向は空間符号化ビットアレイマスク３４におけ
るそれらの相対配置により決められる。光相互作用の角
度配向の記憶から生成したホログラムはここで、「角度
多重化」ホログラムと称する。
ム４２はビームスプリッタ４６により、光ソースからの
レーザビーム４４からスプリットされる。アレイマスク
３４から射出する光と基準光ビーム４２との干渉によ
り、フーリエ変換レンズ４８のスペクトル平面で各自の
干渉しまパターンが生成される。これらの相互作用はホ
ログラム５０内にある各自の角度配向で記憶される。こ
の角度配向は空間符号化ビットアレイマスク３４におけ
るそれらの相対配置により決められる。光相互作用の角
度配向の記憶から生成したホログラムはここで、「角度
多重化」ホログラムと称する。
【００２３】この実施例においては、例えば、アレイマ
スク３４は基本的に不透明で、クロムで被覆した１"×
１．５"のガラスのシートで、クロム薄膜上にリソグラ
フィマスクによるエッチングにより開口が形成された。
１６個のコードブロックは四角形マトリックス内の３ｍ
ｍ中心にセットされる。各コード内の一つは透明な円形
パッチ、つまり図２の液晶ＳＬＭ２２により提供された
光間隙に類似した「ピクセル」により表示される。アレ
イマスク３４の透明パッチつまり「ピクセル」は５２の
上に模式的に示されている。一般的には、格子は６００
ライン／ｍｍで、回折角θは０゜で、λ＝８５０ｎｍ、
フーリエ変換レンズの焦点長は２００ｍｍである。この
実施例においては、５個のパッチは６０μｍの直径
（１）であり、２個のブロック（０）はアレイマスク３
４の３ｍｍ×３ｍｍ範囲内に１８０μｍの中心間の間
隔、３ｍｍ間隔の中心により提供される。バー状の透明
パッチのイメージはフーリエ変換レンズ４８によりフー
リエ変換され、基準光ビーム４２と干渉してホログラム
５０を形成する。
スク３４は基本的に不透明で、クロムで被覆した１"×
１．５"のガラスのシートで、クロム薄膜上にリソグラ
フィマスクによるエッチングにより開口が形成された。
１６個のコードブロックは四角形マトリックス内の３ｍ
ｍ中心にセットされる。各コード内の一つは透明な円形
パッチ、つまり図２の液晶ＳＬＭ２２により提供された
光間隙に類似した「ピクセル」により表示される。アレ
イマスク３４の透明パッチつまり「ピクセル」は５２の
上に模式的に示されている。一般的には、格子は６００
ライン／ｍｍで、回折角θは０゜で、λ＝８５０ｎｍ、
フーリエ変換レンズの焦点長は２００ｍｍである。この
実施例においては、５個のパッチは６０μｍの直径
（１）であり、２個のブロック（０）はアレイマスク３
４の３ｍｍ×３ｍｍ範囲内に１８０μｍの中心間の間
隔、３ｍｍ間隔の中心により提供される。バー状の透明
パッチのイメージはフーリエ変換レンズ４８によりフー
リエ変換され、基準光ビーム４２と干渉してホログラム
５０を形成する。
【００２４】このようにして記録されたホログラム５０
は２００ｍｍ焦点長のフーリエ変換レンズ４８のスペク
トル平面に配置される。この実施例においては、ホログ
ラム５０上にアレイマスク３４のコードパターンにより
形成された、角度的に多重化された１６個のホログラム
イメージはパルス光通信チャネルにおけるパケットヘッ
ダーの復号化に用いられる。
は２００ｍｍ焦点長のフーリエ変換レンズ４８のスペク
トル平面に配置される。この実施例においては、ホログ
ラム５０上にアレイマスク３４のコードパターンにより
形成された、角度的に多重化された１６個のホログラム
イメージはパルス光通信チャネルにおけるパケットヘッ
ダーの復号化に用いられる。
【００２５】パケットヘッダーの復号化 図４に示すように、復号化の構成はパケットヘッダーを
復号化するために提供される。そこで、伝送された１０
０ｆｓのビット期間と３００ｆｓのビット間の間隔の光
パルス信号５４は６００ライン／ｍｍの第１反射回折格
子５６により分散されて、２００ｍｍ焦点長の第１フー
リエ変換レンズ５８の入力平面に配置される。第１フー
リエ変換レンズ５８のスペクトル平面の上に、回折され
た光パルス信号５４の波長スペクトルは所定の角度多重
化されたホログラフィーマッチドフィルタ６０によりス
ペクトルフィルタ処理される。このホログラフィーマッ
チドフィルタ６０はコンピュータにより生成されてもよ
い。コードパターンが検知可能な相関ピーク光パルスを
生成するのに十分に相似である場合、このスペクトルフ
ィルタ処理は第２フーリエ変換レンズ６４の出力平面に
光相関ピークを有するビーム６２を形成する。ビーム６
２は２００ｍｍ焦点長の第２フーリエ変換レンズ６４及
び第２屈折格子６６によりバックフーリエ変換される。
好ましくは、第２屈折格子６６は６００ライン／ｍｍを
有し、第２フーリエ変換レンズ６４の出力平面に配置さ
れる。
復号化するために提供される。そこで、伝送された１０
０ｆｓのビット期間と３００ｆｓのビット間の間隔の光
パルス信号５４は６００ライン／ｍｍの第１反射回折格
子５６により分散されて、２００ｍｍ焦点長の第１フー
リエ変換レンズ５８の入力平面に配置される。第１フー
リエ変換レンズ５８のスペクトル平面の上に、回折され
た光パルス信号５４の波長スペクトルは所定の角度多重
化されたホログラフィーマッチドフィルタ６０によりス
ペクトルフィルタ処理される。このホログラフィーマッ
チドフィルタ６０はコンピュータにより生成されてもよ
い。コードパターンが検知可能な相関ピーク光パルスを
生成するのに十分に相似である場合、このスペクトルフ
ィルタ処理は第２フーリエ変換レンズ６４の出力平面に
光相関ピークを有するビーム６２を形成する。ビーム６
２は２００ｍｍ焦点長の第２フーリエ変換レンズ６４及
び第２屈折格子６６によりバックフーリエ変換される。
好ましくは、第２屈折格子６６は６００ライン／ｍｍを
有し、第２フーリエ変換レンズ６４の出力平面に配置さ
れる。
【００２６】マッチが得られた場合、ビーム６２は、ホ
ログラム６０により決められた角度で検知される。この
角度は、ホログラム６０が書かれる時のオリジナルパタ
ーンと基準ビーム間の角度に対応する。第２屈折格子６
６からのビーム６８は光検知器アレイ７０により検知さ
れる。この光検知器アレイ７０は光相関パルスの角度変
位をも決定し、パケットヘッダーを識別する。
ログラム６０により決められた角度で検知される。この
角度は、ホログラム６０が書かれる時のオリジナルパタ
ーンと基準ビーム間の角度に対応する。第２屈折格子６
６からのビーム６８は光検知器アレイ７０により検知さ
れる。この光検知器アレイ７０は光相関パルスの角度変
位をも決定し、パケットヘッダーを識別する。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は超高速信号
を時間から空間領域へ時間−空間マッピングすることに
より、超高速信号の整合フィルタ処理が行われる。本発
明により記録された整合フィルタは、高速光信号の多重
化及び復多重化のための整合フィルタの製造コスト、及
び低保守ダイオードレーザ要素の使用による光信号パケ
ットヘッダーの復号化のコストを減少させることができ
る。
を時間から空間領域へ時間−空間マッピングすることに
より、超高速信号の整合フィルタ処理が行われる。本発
明により記録された整合フィルタは、高速光信号の多重
化及び復多重化のための整合フィルタの製造コスト、及
び低保守ダイオードレーザ要素の使用による光信号パケ
ットヘッダーの復号化のコストを減少させることができ
る。
【図１】従来技術によるマッチドフィルタ記録の模式図
である。
である。
【図２】本発明によるマッチドフィルタ記録の模式図で
ある。
ある。
【図３】本発明による角度多重化されたマッチドフィル
タ記録の模式図である。
タ記録の模式図である。
【図４】図３に示した装置により記録されたホログラム
を用いたリアルタイムフェムト秒光パケットヘッダー復
号化装置の模式図である。
を用いたリアルタイムフェムト秒光パケットヘッダー復
号化装置の模式図である。
１０ 時間領域光パルスデータパターン １２ 光基準パルス １４ 回折格子 １６ フーリエ変換レンズ １８ 永久記録媒体 ２０ 空間パターン ２２ 液晶ＳＬＭ ２４ フーリエ変換レンズ ２６ 基準ピクセル ２８ 矢印 ３０ シングルモードダイオードレーザ ３２ 記録媒体 ３４ アレイマスク ３６ ビーム ４２ 基準光ビーム ４４ レーザビーム ４６ ビームスプリッタ ４８ フーリエ変換レンズ ５０ ホログラム ５４ 光パルス信号 ５６ 第１反射回折格子 ５８ 第１フーリエ変換レンズ ６０ ホログラフィーマッチドフィルタ ６２ ビーム ６４ 第２フーリエ変換レンズ ６６ 第２屈折格子 ７０ 光検知器アレイ
Claims (24)
- 【請求項１】 ホログラムとして光パルスを記録する方
法において、 （Ａ）基準パターンと時間データ信号を表す時間領域パ
ターンとを空間データパターンにマッピングするマッピ
ングステップと、 （Ｂ）空間光変調器（ＳＬＭ）に空間データパターンを
提供し、比例した空間信号を生成する提供ステップと、 （Ｃ）単色の光ソースで空間データパターンと基準パタ
ーンを照射する照射ステップと、 （Ｄ）比例した空間信号をフーリエ変換スペクトルに変
換する変換ステップと、 （Ｅ）空間データパターンと
基準パターンとの干渉しまパターンを生成する生成ステ
ップと、 （Ｆ）ホログラフィー記録媒体で干渉しまパターンを記
録する記録ステップとを有することを特徴とする光パル
スの記録方法。 - 【請求項２】 前記ステップ（Ｂ）には、空間パターン
をＳＬＭとして固定したマスクに提供するステップを含
むことを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項３】 前記提供ステップ（Ｂ）には、空間パタ
ーンを液晶ＳＬＭに提供するステップを含むことを特徴
とする請求項１の方法。 - 【請求項４】 前記提供ステップ（Ｂ）には、空間パタ
ーンのアレイをＳＬＭアレイに提供するステップを含む
ことを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項５】 前記提供ステップ（Ｂ）には、空間パタ
ーンのアレイを固定したマスクアレイに提供するステッ
プを含むことを特徴とする請求項４の方法。 - 【請求項６】 前記提供ステップ（Ｂ）には、空間パタ
ーンのアレイを液晶ＳＬＭアレイに提供するステップを
含むことを特徴とする請求項４の方法。 - 【請求項７】 前記変換ステップ（Ｄ）には、比例した
空間信号をフーリエ変換レンズに入力するステップを含
むことを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項８】 前記生成ステップ（Ｅ）には、平行にし
たシングルモードダイオードレーザにより生成された単
色の光ソースを提供するステップを含むことを特徴とす
る請求項１の方法。 - 【請求項９】 前記干渉しまパターンを記録する記録ス
テップ（Ｆ）には、消去可能なマルチ量子井戸（ＭＱ
Ｗ）構造で記録することを含むことを特徴とする請求項
１の方法。 - 【請求項１０】 前記干渉しまパターンを記録する記録
ステップ（Ｆ）には、永久マルチ量子井戸（ＭＱＷ）構
造でもって記録することを含むことを特徴とする請求項
１の方法。 - 【請求項１１】 前記マッピングステップ（Ａ）には、
１００フェムト秒の期間と３００フェムト秒の間隔とを
有する時間データ信号をマッピングするステップを含む
ことを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項１２】 複数の時間光パルスパターンの記録に
おいて、 この複数の時間光パルスパターンを空間光変調器（ＳＬ
Ｍ）における各自の比例したイメージにマッピングする
マッピングステップと、この複数の比例したイメージを
波長依存スペクトルに変換する変換ステップと、 この
波長依存スペクトルを基準ビームと干渉させ、干渉しま
パターンを生成する干渉ステップと、ホログラフィー媒
体で前記干渉しまパターンを記録する記録ステップとを
有することを特徴とする複数の時間光パルスパターンの
記録方法。 - 【請求項１３】 前記照射ステップにレーザビームから
スプリットされたバック照射ビームと基準光ビームを提
供することを含むことを特徴とする請求項１２の方法。 - 【請求項１４】 時間光データパターンの記録におい
て、 （Ａ）この時間光データパターンを分散する分散ステッ
プと、 （Ｂ）分散された光パターンを波長スペクトルに変換す
る変換ステップと、 （Ｃ）前記波長スペクトルをホログラフィーマッチドフ
ィルタに記憶されたスペクトルと比較する比較ステップ
と、 （Ｄ）記憶されたスペクトルで前記波長スペクトルのマ
ッチ上に相関信号を出力する出力ステップとを有するこ
とを特徴とする時間光データパターンの記録方法。 - 【請求項１５】 前記変換ステップ（Ｂ）には、分散し
た光信号をフーリエ変換レンズに入力するステップを含
むことを特徴とする請求項１４の方法。 - 【請求項１６】 前記相関信号の出力ステップ（Ｄ）に
は、ホログラフィー的に記憶したホログラフィーマッチ
ドフィルタの光信号にほぼ一致する波長スペクトル信号
のコードパターンのマッチに応答するために波長スペク
トルを回折する回折ステップと、マッチに対応する角度
でフィルタ処理した波長スペクトル信号を出力する出力
ステップとを含むことを特徴とする請求項１５の方法。 - 【請求項１７】 前記比較ステップ（Ｃ）には、フィル
タ処理した波長スペクトルをフーリエレンズ及びバック
フーリエ変換のための回折格子に入力するステップを含
むことを特徴とする請求項１６の方法。 - 【請求項１８】 光相関信号を復号化するために光検知
器アレイを用いて光相関信号を検知する検知ステップを
含むことを特徴とする請求項１７の方法。 - 【請求項１９】 前記検知ステップには、入力時間光デ
ータパターンのパケットヘッダーを識別するために、光
相関信号の角度変位を決定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】 ホログラフィーマッチドフィルタの形
成において、基準信号を含む光信号を変調する空間領域
変調器と、ホログラフィー記録媒体と、変調された光信
号を波長依存スペクトルに変換するレンズと、ホログラ
フィーマッチドフィルタとするホログラムを生成するた
めに、変換された信号を光学的にホログラフィー記録媒
体に投影する光ソースとを有することを特徴とするホロ
グラフィーマッチドフィルタの形成装置。 - 【請求項２１】 ホログラフィー記録媒体はコンピュー
タにより生成されたホログラムを有することを特徴とす
る請求項２０の装置。 - 【請求項２２】 ホログラフィー記録媒体はマルチ量子
井戸素子を有することを特徴とする請求項２０の装置。 - 【請求項２３】 空間領域変調器は液晶空間光変調器で
あることを特徴とする請求項２２の装置。 - 【請求項２４】 光ソースは単色レーザダイオードであ
ることを特徴とする請求項２２の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US33891294A | 1994-11-14 | 1994-11-14 | |
| US338912 | 1994-11-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08137372A true JPH08137372A (ja) | 1996-05-31 |
Family
ID=23326666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18654295A Pending JPH08137372A (ja) | 1994-11-14 | 1995-06-30 | 光パルスの記録方法およびホログラフィーマッチドフィルタの形成装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0713107A3 (ja) |
| JP (1) | JPH08137372A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11237829A (ja) * | 1998-02-23 | 1999-08-31 | Fuji Xerox Co Ltd | 光記録方法、光記録装置、光読み取り方法、光読み取り装置 |
| JP2003014915A (ja) * | 2001-07-03 | 2003-01-15 | Japan Science & Technology Corp | Ｄａｍｍａｎｎ型グレーティングをつけた光学素子 |
| KR100600267B1 (ko) * | 2004-08-20 | 2006-07-13 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 홀로그래픽 롬 재생기의 서보 제어 장치 |
| WO2007017952A1 (ja) * | 2005-08-11 | 2007-02-15 | Fujitsu Limited | 光学素子および光情報記録再生装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69738491T2 (de) * | 1996-09-02 | 2009-01-15 | Nippon Telegraph And Telephone Corp. | Optische Signalverarbeitungsvorrichtung und optisches Signalverarbeitungsverfahren |
| CN113487637A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-10-08 | 南京邮电大学 | 基于叠加螺旋相位滤波器的多方向边缘检测方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5072314A (en) * | 1990-04-04 | 1991-12-10 | Rockwell International Corporation | Image enhancement techniques using selective amplification of spatial frequency components |
| JPH03289692A (ja) * | 1990-04-06 | 1991-12-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空間光変調素子及びこれを用いたホログラム画像情報記録装置 |
| US5121231A (en) * | 1990-04-06 | 1992-06-09 | University Of Southern California | Incoherent/coherent multiplexed holographic recording for photonic interconnections and holographic optical elements |
| US5216529A (en) * | 1992-01-15 | 1993-06-01 | Bell Communications Research, Inc. | Holographic code division multiple access |
| US5353149A (en) * | 1992-09-17 | 1994-10-04 | Hamamatsu Photonics K.K. | Apparatus for affecting time-space conversion on a light signal changing at ultra-high speed |
-
1995
- 1995-03-16 EP EP95301752A patent/EP0713107A3/en not_active Withdrawn
- 1995-06-30 JP JP18654295A patent/JPH08137372A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11237829A (ja) * | 1998-02-23 | 1999-08-31 | Fuji Xerox Co Ltd | 光記録方法、光記録装置、光読み取り方法、光読み取り装置 |
| JP2003014915A (ja) * | 2001-07-03 | 2003-01-15 | Japan Science & Technology Corp | Ｄａｍｍａｎｎ型グレーティングをつけた光学素子 |
| KR100600267B1 (ko) * | 2004-08-20 | 2006-07-13 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 홀로그래픽 롬 재생기의 서보 제어 장치 |
| WO2007017952A1 (ja) * | 2005-08-11 | 2007-02-15 | Fujitsu Limited | 光学素子および光情報記録再生装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0713107A2 (en) | 1996-05-22 |
| EP0713107A3 (en) | 1997-05-14 |
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