JPH11191239A - Hologram mfmory device and manufacture therefor - Google Patents

Hologram mfmory device and manufacture therefor

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JPH11191239A
JPH11191239A JP9358318A JP35831897A JPH11191239A JP H11191239 A JPH11191239 A JP H11191239A JP 9358318 A JP9358318 A JP 9358318A JP 35831897 A JP35831897 A JP 35831897A JP H11191239 A JPH11191239 A JP H11191239A
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JP
Japan
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single crystal
hologram memory
light
memory element
lithium niobate
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Pending
Application number
JP9358318A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Hori
健次 堀
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
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Publication of JPH11191239A publication Critical patent/JPH11191239A/en
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  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a hologram memory element excellent in such characteristics as sensitivity of optical damage effect, recording error rate, etc., by composing the element of a single crystal of litium niobate made to contain transition metal elements with an atomic composition rate of Li to Nb limited within a specific range. SOLUTION: A hologram memory element is composed of a single crystal of LN containing, for example, Fe, Cu, Mn, Ni, Rh, Co, Ir, Pt, Mo, Cr, etc., and an atomic composition rate of Li to Nb is assumed to be in a range of 0.937<=Li/Nb<=0.943. As transition metal, it is desirable to contain 0.001-0.1 mole % of Fe. Moreover, assuming that a content of iron contained in the lithium niobate monocrystal is n moles % and an absorption coefficient of light is α in the light wavelengths 400-600nm, it is desirable to satisfy 2.5n+0.575<=α<=2.5n+0.875. It is further desirable to bring up the lithium niobate monocrystal by the rotary Czochralski method, and then, process this monocrystal by heat-treatment in an oxide atmosphere or an inert gas atmosphere at 200-700 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光を用いて情報の
書き込み(記録)や読み出し(再生)を行う光メモリ素
子の一種であり、デジタルホログラフィックメモリとし
て好適なホログラムメモリ素子及びその製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hologram memory element which is a kind of an optical memory element for writing (recording) or reading (reproducing) information by using light, and which is suitable as a digital holographic memory and a method of manufacturing the same. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、パーソナルコンピュータ等のコン
ピュータ装置の記録媒体として、主にフロッピーディス
ク、ハードディスク(磁気ディスク)等が使用されてき
た。近時、これらの記録媒体に加え、CD−ROM、M
OD(Magneto-optical Disk)、DVD(Digital Video
Disk)等の各種記録媒体が使用されるようになり、その
他の記録媒体の研究開発も盛んに行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, floppy disks, hard disks (magnetic disks), and the like have been mainly used as recording media for computer devices such as personal computers. Recently, in addition to these recording media, CD-ROM, M
OD (Magneto-optical Disk), DVD (Digital Video
Various recording media such as disks have been used, and research and development of other recording media have been actively conducted.

【0003】また、ハードディスクの低価格化により、
メモリコストの低減に拍車がかかり、現在ではメモリコ
ストは記憶容量1メガバイト当たり約10〜20円とい
われているが、さらに低価格化が促進され、次世代のD
VDでは1メガバイト当たり数円程度になると予測され
ている。
[0003] Also, due to the lower price of hard disks,
The cost of memory has been spurred to decrease, and at present it is said that the memory cost is about 10-20 yen per megabyte of storage capacity.
With VD, it is predicted that the cost will be several yen per megabyte.

【0004】更に、近年、DVDに続く次世代メモリ素
子として有望視されているホログラムメモリ素子は、今
後のCPUの高速化、データ容量の大容量化、アクセス
速度の高速化等の諸特性の向上により、1メガバイト当
たり5〜10銭程度の低価格化も実現可能である。
Further, in recent years, hologram memory devices, which are regarded as promising next-generation memory devices following DVDs, have improved characteristics such as a higher CPU speed, a larger data capacity, and a higher access speed in the future. Thereby, a price reduction of about 5 to 10 yen per megabyte can be realized.

【0005】ところで、このホログラムメモリ素子の素
材として、これまでにニオブ酸リチウム単結晶、チタン
酸バリウム単結晶、チタン酸ストロンチウムバリウム単
結晶、有機感光剤等の各種材料が提案されてきたが、最
も実用化の可能性が大きいとされているのが、ニオブ酸
リチウム(LiNbO3 )単結晶(以下、LN単結晶と
略す)といわれている。これは、高い再生効率が期待で
き、記録や消去の繰り返しが可能で、しかもそれによる
特性の劣化がないこと、また、多重記録ができることや
高い解像度が期待できること等の理由による。
Various materials such as a single crystal of lithium niobate, a single crystal of barium titanate, a single crystal of strontium barium titanate and an organic photosensitizer have been proposed as materials for the hologram memory element. It is said that lithium niobate (LiNbO 3 ) single crystal (hereinafter abbreviated as LN single crystal) is said to have a high possibility of practical use. This is because high reproduction efficiency can be expected, recording and erasure can be repeated, and there is no deterioration of the characteristics due to this. In addition, multiplex recording can be performed and high resolution can be expected.

【0006】また、LN単結晶には、高出力レーザ光を
照射すると光照射部の屈折率が局所的に変化する、所謂
光損傷(フォトリクラクティブ)効果があり、これを利
用することにより情報の記録や再生が可能となる。しか
もFe(鉄)を添加することにより、光損傷効果の感度
(効率)が向上することが知られている。
Further, the LN single crystal has a so-called photorefractive effect in which the refractive index of the light-irradiated portion changes locally when irradiated with high-power laser light. Recording and reproduction are possible. Moreover, it is known that the sensitivity (efficiency) of the optical damage effect is improved by adding Fe (iron).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
製造方法では大型で且つ品質の良好なLN単結晶が得ら
れないこと、Feの均一ドープが困難であったこと、F
eを添加することにより結晶格子を歪ませクラックを誘
発すること、及び測定評価技術が未熟であること等の要
因により、実用化には至っていない。また、従来Feの
最適添加量が不明であり、特にFeが結晶中に不均一に
添加されると小傾角粒界が発生しやすいという問題があ
る上、未だ結晶品質の良好なものが得られていない。
However, the conventional manufacturing method cannot provide a large and high quality LN single crystal, it is difficult to dope Fe uniformly, and
Addition of e has not been put to practical use due to factors such as distorting the crystal lattice to induce cracks, and the inexperience of measurement and evaluation technology. In addition, the conventional optimum amount of Fe is not known. In particular, when Fe is added non-uniformly in the crystal, there is a problem that small-angle grain boundaries are likely to be generated, and a crystal with good crystal quality is still obtained. Not.

【0008】従って、本発明は上記事情に鑑みて完成さ
れたものであり、その目的は、ホログラム素子用のLN
単結晶の最適なLi/Nb比を規定する事により、鉄等
の遷移金属元素が均一に分布した高品質のLN単結晶を
作製でき、光損傷効果の感度、BER(Bit error rat
e:記録誤り率)等の特性に優れたホログラムメモリ素
子を容易に提供できるようにすることである。
Accordingly, the present invention has been completed in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an LN for a hologram element.
By defining the optimum Li / Nb ratio of the single crystal, a high-quality LN single crystal in which transition metal elements such as iron are uniformly distributed can be manufactured, and the sensitivity of the photodamage effect and the BER (Bit error rat)
e: recording error rate) and the like, so as to easily provide a hologram memory element having excellent characteristics such as the following.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明のホログラムメモ
リ素子は、LiとNbの原子組成比Li/Nbが0.9
37≦Li/Nb≦0.943であり、かつ遷移金属元
素を含有せしめたニオブ酸リチウム単結晶から成ること
を特徴とし、これにより、光損傷効果を向上させる鉄等
の遷移金属元素をニオブ酸リチウム単結晶内に均一に分
布させることができる。
The hologram memory device of the present invention has an atomic composition ratio Li / Nb of Li / Nb of 0.9.
37 / Li / Nb / 0.943, and made of a single crystal of lithium niobate containing a transition metal element, whereby a transition metal element such as iron for improving the photodamage effect is reduced to niobate. It can be uniformly distributed in the lithium single crystal.

【0010】本発明において、好ましくは、前記遷移金
属元素として、鉄を0.001〜0.1モル%含有す
る。また、ニオブ酸リチウム単結晶の鉄の含有量をnモ
ル%、光波長400〜600nmにおける光の吸収係数
をαとすると、2.5n+0.575≦α≦2.5n+
0.875である。
[0010] In the present invention, preferably, 0.001 to 0.1 mol% of iron is contained as the transition metal element. Further, assuming that the iron content of the lithium niobate single crystal is n mol% and the light absorption coefficient at a light wavelength of 400 to 600 nm is α, 2.5n + 0.575 ≦ α ≦ 2.5n +
0.875.

【0011】更に、本発明のホログラムメモリ素子の製
造方法は、ニオブ酸リチウム単結晶から成るホログラム
メモリ素子を製造する方法であって、LiとNbの原子
組成比Li/Nbが0.937≦Li/Nb≦0.94
3であり、かつ鉄を0.001〜0.1モル%含有させ
たニオブ酸リチウム単結晶を回転引き上げ法により育成
し、次いで該ニオブ酸リチウム単結晶を200℃〜70
0℃の酸化雰囲気又は不活性ガス雰囲気中で熱処理する
ことを特徴とし、上記構成により、ニオブ酸リチウム単
結晶の着色の濃度及び色むらを制御でき、従って吸収係
数αを調整できる。
Further, a method of manufacturing a hologram memory element according to the present invention is a method of manufacturing a hologram memory element comprising a single crystal of lithium niobate, wherein the atomic composition ratio Li / Nb of Li / Nb is 0.937 ≦ Li. /Nb≦0.94
3, and a lithium niobate single crystal containing 0.001 to 0.1 mol% of iron is grown by a rotation pulling method. Then, the lithium niobate single crystal is grown at 200 ° C. to 70 ° C.
The heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere or an inert gas atmosphere at 0 ° C., and with the above structure, the concentration of coloring and the color unevenness of the lithium niobate single crystal can be controlled, and thus the absorption coefficient α can be adjusted.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明のホログラムメモリ素子を
以下に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A hologram memory device according to the present invention will be described below.

【0013】本発明のホログラムメモリ素子は、遷移金
属元素、例えばFe,Cu,Mn,Ni,Rh,Co,
Ir,Pt,Mo,Cr等を含有するLN単結晶から成
り、また0.937≦Li/Nb≦0.943である。
Li/Nbの値が前記範囲外の場合、結晶欠陥によるノ
イズ、BERが増加して、フォトリクラクティブ効果に
よる記録の感度が劣化する。
The hologram memory device according to the present invention provides a transition metal element such as Fe, Cu, Mn, Ni, Rh, Co,
It is made of an LN single crystal containing Ir, Pt, Mo, Cr and the like, and satisfies 0.937 ≦ Li / Nb ≦ 0.943.
If the value of Li / Nb is out of the above range, noise and BER due to crystal defects increase, and the recording sensitivity due to the photoreactive effect deteriorates.

【0014】上記のLi/Nbの原子組成比は、LN単
結晶の2次高調波(Second Harmonic wave Generation
)の位相整合温度測定により、分析、測定できる。こ
れは、LN単結晶にNd:YAGレーザ等のレーザ光
(基本波)を入射したときに、このレーザ光の2倍の周
波数の光(2次高調波)が発生する温度(位相整合温
度)が厳密に決定できること、そして前記位相整合温度
はLN単結晶の組成、例えばLi/Nbの原子組成比に
よって微妙に変化することによる。
The above-mentioned atomic composition ratio of Li / Nb is determined by the second harmonic wave generation of the LN single crystal.
The analysis and measurement can be performed by measuring the phase matching temperature in (). This is because, when laser light (fundamental wave) such as an Nd: YAG laser is incident on the LN single crystal, light (second harmonic) having twice the frequency of this laser light is generated (phase matching temperature). Can be determined strictly, and the phase matching temperature is delicately changed depending on the composition of the LN single crystal, for example, the atomic composition ratio of Li / Nb.

【0015】また、遷移金属元素としてはFeが良く、
Feはフォトリクラクティブ効果が大きく、添加量0.
1モル%以下の含有量で十分な感度が得られ、またLN
結晶内にほぼ均一に分布させることが可能である。
As a transition metal element, Fe is preferable.
Fe has a large photoreactive effect, and the addition amount of Fe is 0.
Sufficient sensitivity can be obtained with a content of 1 mol% or less.
It can be distributed almost uniformly in the crystal.

【0016】そして、Feの含有量は0.001〜0.
1モル%が好ましく、0.001モル%未満ではフォト
リクラクティブ効果による感度が向上せず、0.1モル
%を超えるとLN単結晶の育成が困難になると共に、F
eが均一にドープされ難くなる。
The content of Fe is 0.001-0.
If it is less than 0.001 mol%, the sensitivity due to the photoreactive effect is not improved, and if it exceeds 0.1 mol%, it becomes difficult to grow an LN single crystal, and F
e becomes difficult to be uniformly doped.

【0017】また、LN単結晶のFe含有量をn、吸収
係数をαとすると、2.5n+0.575≦α≦2.5
n+0.875とするのが好ましく、これは以下の理由
による。LN単結晶中のFe2+の含有量が増えると光波
長400〜600nm付近の光吸収が増加し、またフォ
トリクラクティブ効果による感度はFeの含有量nとF
2+/Fe3+が関係している。更に、Fe含有量nが増
えると、Fe2+の絶対量が多いので吸収係数αが大きく
なる。従って、吸収係数αを測定し調整することによ
り、Fe2+の含有量を調整でき、その結果フォトリクラ
クティブ効果による感度が制御可能となる。
If the Fe content of the LN single crystal is n and the absorption coefficient is α, then 2.5n + 0.575 ≦ α ≦ 2.5
Preferably, n + 0.875 is used for the following reason. When the content of Fe 2+ in the LN single crystal increases, the light absorption near the light wavelength of 400 to 600 nm increases, and the sensitivity due to the photoreactive effect shows that the Fe content n and F
e 2+ / Fe 3+ is involved. Further, when the Fe content n increases, the absorption coefficient α increases because the absolute amount of Fe 2+ increases. Therefore, by measuring and adjusting the absorption coefficient α, the content of Fe 2+ can be adjusted, and as a result, the sensitivity due to the photoreactive effect can be controlled.

【0018】そして、αが2.5n+0.575未満の
場合、フォトリクラクティブ効果による感度が劣化し、
αが2.5n+0.875を超えると、Fe含有量n及
びFe2+の含有量が大きくなるため、感度は良くなるが
光の透過率が低下する。また、感度が大きすぎると再生
時にデータが消え易くなるといった問題が生じる。
If α is less than 2.5n + 0.575, the sensitivity due to the photorefractive effect deteriorates,
If α exceeds 2.5n + 0.875, the Fe content n and the Fe 2+ content increase, so that the sensitivity is improved but the light transmittance is reduced. Further, if the sensitivity is too high, there is a problem that data is easily erased during reproduction.

【0019】また、光の吸収係数αは光波長400〜6
00nmにおける波長帯域で上記の範囲とし、この範囲
から外れるとLN単結晶の光透過率を制御するのが困難
である。好ましくは、光透過率の制御性が最も良好な帯
域の一つであり、かつホログラムメモリ素子として実用
的な500〜550nmがよい。
The light absorption coefficient α is between 400 and 6
Within the wavelength band at 00 nm, the above range is set. If the range is out of this range, it is difficult to control the light transmittance of the LN single crystal. Preferably, the wavelength is 500 to 550 nm, which is one of the bands in which the controllability of the light transmittance is the best and is practical as a hologram memory element.

【0020】また、本発明の製造方法は、回転引き上げ
法により、鉄を0.001〜0.1モル%含有し、かつ
LiとNbの原子組成比Li/Nbが0.937≦Li
/Nb≦0.943であるニオブ酸リチウム単結晶を育
成し、次いで該ニオブ酸リチウム単結晶を200℃〜7
00℃の酸化雰囲気又は不活性ガス雰囲気中で熱処理す
るものであり、前記吸収係数αは、育成したLN単結晶
を酸化雰囲気中又は窒素等の不活性ガス雰囲気中で20
0〜700℃に加熱する熱処理により、制御することが
できる。200℃未満では光透過率及び吸収係数αの変
化がほとんどなく、700℃を超えると酸素欠陥による
吸収が増大し、LiNb3 8 等の異相が析出し易くな
る。
Further, according to the production method of the present invention, the content of iron is 0.001 to 0.1 mol% and the atomic composition ratio Li / Nb of Li / Nb is 0.937 ≦ Li by a rotation pulling method.
/Nb≦0.943, and growing the lithium niobate single crystal at 200 ° C. to 7 ° C.
The heat treatment is carried out in an oxidizing atmosphere or an inert gas atmosphere at 00 ° C., and the absorption coefficient α is set at 20 ° C. in an oxidizing atmosphere or an inert gas atmosphere such as nitrogen.
It can be controlled by a heat treatment of heating to 0 to 700 ° C. If the temperature is lower than 200 ° C., there is almost no change in the light transmittance and the absorption coefficient α. If the temperature exceeds 700 ° C., the absorption due to oxygen vacancies increases, and a different phase such as LiNb 3 O 8 tends to precipitate.

【0021】また、前記酸化雰囲気は具体的には大気、
酸素を1%(体積%)以上含んだガスであり、不活性ガ
ス雰囲気はAr,N2 ,H2 ,CO2 ,He等である。
不活性ガス雰囲気中で熱処理を行うとαが大きくなり、
酸化雰囲気中で熱処理を行うとαが小さくなる。
The oxidizing atmosphere is, specifically, air,
This is a gas containing 1% (vol%) or more of oxygen, and the inert gas atmosphere is Ar, N 2 , H 2 , CO 2 , He, or the like.
When heat treatment is performed in an inert gas atmosphere, α increases,
When heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere, α decreases.

【0022】上記熱処理は大気圧下又は所望の真空度で
行うことができ、不活性ガス雰囲気での熱処理では酸素
分圧を制御するために、一旦10-5torr以下にして
からガス置換をするのがよい。
The above heat treatment can be performed under the atmospheric pressure or a desired degree of vacuum. In the heat treatment in an inert gas atmosphere, the gas is once replaced by 10 -5 torr or less in order to control the oxygen partial pressure. Is good.

【0023】また、熱処理の時間は20時間〜50時間
が好ましく、20時間未満ではLN単結晶の内部まで酸
素が拡散せず色むらが発生し易く、50時間を超えると
光透過率の変化が鈍くなる。
The heat treatment time is preferably from 20 hours to 50 hours. If the heat treatment time is less than 20 hours, oxygen is not diffused into the LN single crystal and color unevenness tends to occur. If the heat treatment time exceeds 50 hours, the light transmittance changes. Become dull.

【0024】このような熱処理を行うことにより、4F
eO+O2 ←→2Fe2 3 (Fe2+←→Fe3+)、即
ちFeの酸化、還元反応が起こり、着色の濃度及び色む
らが制御でき、またLN単結晶に残留する熱的な歪み、
残留応力が解消され、更に酸化雰囲気中で熱処理を行う
ことでLN単結晶の育成中に発生した酸素欠陥を減らす
という効果もある。
By performing such a heat treatment, 4F
eO + O 2 ← → 2Fe 2 O 3 (Fe 2+ ← → Fe 3+ ), that is, oxidation and reduction reactions of Fe occur, the concentration of coloration and color unevenness can be controlled, and thermal distortion remaining in the LN single crystal ,
Residual stress is eliminated, and heat treatment in an oxidizing atmosphere is also effective in reducing oxygen defects generated during the growth of the LN single crystal.

【0025】本発明のLN単結晶は、抵抗加熱方式の引
き上げ法により育成するのがよく、これにより、例えば
高周波加熱方式による引き上げ法に比べ、簡易な装置で
広い均熱域を確保することができるので、LN単結晶中
の欠陥を低減させることができ、しかも鉄を添加したと
きの結晶格子の歪みを極力緩和することができ、クラッ
クの発生を抑制することができる。更に、簡易な装置な
ため安価に作製可能となる。
The LN single crystal of the present invention is preferably grown by a resistance heating type pulling method, whereby it is possible to secure a wide soaking area with a simpler apparatus than, for example, a high frequency heating type pulling method. Therefore, the defects in the LN single crystal can be reduced, and the distortion of the crystal lattice when iron is added can be reduced as much as possible, and the generation of cracks can be suppressed. Furthermore, since it is a simple device, it can be manufactured at low cost.

【0026】図1に、ホログラムメモリ素子1にレーザ
光を照射して、記録及び/又は再生等を行うよう構成し
た光学系Hのブロック図を示す。
FIG. 1 shows a block diagram of an optical system H configured to perform recording and / or reproduction by irradiating the hologram memory element 1 with a laser beam.

【0027】ここで、2は波長500〜600nmのレ
ーザ光L1を出射する、半導体レーザやガスレーザ等の
レーザ装置若しくはそれらの光波長を変換したレーザ装
置、3はレーザ光L1を信号光L2及び参照光L3に分
離するためのガラスプリズム等のビームスプリッタ、4
は情報入力を行うための空間光変調器、5は信号光L2
遮断のためのシャッタ、6は二光波測定により回折ゲイ
ンを測定するためのシリコン等を用いたフォトダイオー
ド、7は回折ゲインを測定するため、もしくは情報の再
生を行うためのCCDカメラ、8はフォトダイオード6
及びCCDカメラ7からの信号より回折ゲインを演算し
測定するためのディスプレイ付きのパーソナルコンピュ
ータ、9はCCDカメラ7からの信号より情報の再生画
像を映すための受像機、10は参照光L3の進行方向を
変えるためのミラー、11は解像用の回折格子、12は
ビーム走査用のミラーである。
Here, reference numeral 2 denotes a laser device such as a semiconductor laser or a gas laser which emits a laser beam L1 having a wavelength of 500 to 600 nm, or a laser device which has converted the wavelength of the laser beam. A beam splitter such as a glass prism for splitting into light L3;
Is a spatial light modulator for inputting information, and 5 is a signal light L2.
A shutter for blocking, 6 is a photodiode using silicon or the like for measuring diffraction gain by two-light wave measurement, 7 is a CCD camera for measuring diffraction gain or reproducing information, and 8 is a photo camera. Diode 6
A personal computer with a display for calculating and measuring the diffraction gain from the signal from the CCD camera 7; 9, a receiver for displaying a reproduced image of information from the signal from the CCD camera 7; A mirror for changing the direction, 11 is a diffraction grating for resolution, and 12 is a mirror for beam scanning.

【0028】次に、上記光学系Hの動作について図面に
基づいて説明する。まず、ホログラムメモリ素子1の解
像度の指標となる回折ゲインを測定する場合について説
明する。
Next, the operation of the optical system H will be described with reference to the drawings. First, a case where a diffraction gain which is an index of the resolution of the hologram memory element 1 is measured will be described.

【0029】レーザ装置2から発せられたレーザ光L1
は、ビームスプリッタ3により、二方向の光、すなわち
信号光L2と参照光L3のそれぞれに分離される。そし
て、信号光L2は空間光変調器4及びシャッタ5を通っ
て、ホログラムメモリ素子1へ入射される。一方、参照
光L3はミラー10により進行方向を変えられ、回折格
子11を通って、再びビーム走査用のミラー12により
進行方向を変えられ、ホログラムメモリ素子1へ入射さ
れる。ホログラムメモリ素子1を透過した信号光L2は
CCDカメラ7へ、参照光L3はフォトダイオード6へ
それぞれ入射され、フォトダイオード6及びCCDカメ
ラ7からの信号のそれぞれがパーソナルコンピュータ8
に入力される。
Laser light L1 emitted from laser device 2
Is split by the beam splitter 3 into light in two directions, that is, signal light L2 and reference light L3. Then, the signal light L2 passes through the spatial light modulator 4 and the shutter 5, and enters the hologram memory element 1. On the other hand, the traveling direction of the reference light L3 is changed by the mirror 10, passes through the diffraction grating 11, is changed again by the mirror 12 for beam scanning, and is incident on the hologram memory element 1. The signal light L2 transmitted through the hologram memory element 1 is incident on the CCD camera 7, the reference light L3 is incident on the photodiode 6, and the signals from the photodiode 6 and the CCD camera 7 are transmitted to the personal computer 8 respectively.
Is input to

【0030】次に、記録用レーザ光をホログラムメモリ
素子1へ入射し、ホログラムメモリ素子1に情報を記録
する場合について説明する。なおこの場合、フォトダイ
オード6及びパーソナルコンピュータ8は不要となる。
Next, a case where a recording laser beam is incident on the hologram memory element 1 and information is recorded on the hologram memory element 1 will be described. In this case, the photodiode 6 and the personal computer 8 become unnecessary.

【0031】レーザ装置2から発せられた記録用のレー
ザ光Llは、ビームスプリッタ3により、信号光L2と
参照光L3のそれぞれに分離される。そして、信号光L
2は空間光変調器4及びシャッタ5を通って、ホログラ
ムメモリ素子1へ入射される。一方、参照光L3はミラ
ー10により進行方向を変えられ、回折格子11を通っ
て、変動可能なビーム走査用のミラー12により進行方
向を変えられ、ホログラムメモリ素子1へ入射される。
ここで、信号光L2及び参照光L3との交差点f0 にお
いて光損傷領域を形成することにより情報の記録を行
う。尚、情報の記録はミラー10の角度の変動やホログ
ラムメモリ素子1の移動等により行う。
The recording laser light L1 emitted from the laser device 2 is separated by the beam splitter 3 into signal light L2 and reference light L3. Then, the signal light L
Numeral 2 passes through the spatial light modulator 4 and the shutter 5 and enters the hologram memory element 1. On the other hand, the traveling direction of the reference light L 3 is changed by the mirror 10, passed through the diffraction grating 11, changed in the traveling direction by the variable beam scanning mirror 12, and is incident on the hologram memory element 1.
Here, information is recorded by forming an optically damaged area at an intersection f0 between the signal light L2 and the reference light L3. Note that information is recorded by changing the angle of the mirror 10, moving the hologram memory element 1, and the like.

【0032】次に、再生用レーザ光をホログラムメモリ
素子1へ入射し、ホログラムメモリ素子1に情報を記録
する場合について説明する。なおこの場合、参照光L3
のホログラムメモリ素子1への入射は行わないので、ミ
ラー10,12及び回折格子11、フォトダイオード
6、及びパーソナルコンピュータ8は不要となる。
Next, a case where a reproduction laser beam is incident on the hologram memory element 1 and information is recorded on the hologram memory element 1 will be described. In this case, the reference light L3
Are not incident on the hologram memory element 1, the mirrors 10, 12 and the diffraction grating 11, the photodiode 6, and the personal computer 8 become unnecessary.

【0033】レーザ装置2から発せられた再生用のレー
ザ光L1は、ビームスプリッタ3、空間光変調器4及び
シャッタ5を通って、ホログラムメモリ素子1へ入射さ
れ、ホログラムメモリ素子1を透過した信号光L2はC
CDカメラ7に入射し、CCDカメラ7からの信号を受
像機9に入力することにより、ホログラムメモリ素子1
に記録されている情報を画像として映し出すことができ
る。
The laser beam L 1 for reproduction emitted from the laser device 2 passes through the beam splitter 3, the spatial light modulator 4 and the shutter 5, enters the hologram memory device 1, and transmits the signal transmitted through the hologram memory device 1. Light L2 is C
The hologram memory element 1 is input to a CD camera 7 and a signal from the CCD camera 7 is input to a receiver 9.
Can be displayed as an image.

【0034】かくして、本発明は、鉄が均一に分布した
高品質のLN単結晶を作製でき、光損傷効果の感度、B
ER等の特性に優れたホログラムメモリ素子が低コスト
に得られるという作用効果を有する。
Thus, according to the present invention, a high-quality LN single crystal in which iron is uniformly distributed can be manufactured, and the sensitivity of the photodamage effect, the B
This has the effect that a hologram memory element having excellent characteristics such as ER can be obtained at low cost.

【0035】尚、本発明は、上記の実施形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種
々の変更は何等差し支えない。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes may be made without departing from the scope of the present invention.

【0036】[0036]

【実施例】本発明の実施例を以下に説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0037】(実施例1)図1のホログラムメモリ素子
1用のLN単結晶及びホログラムメモリ素子1を以下の
ように作製した。
Example 1 An LN single crystal and a hologram memory element 1 for the hologram memory element 1 of FIG. 1 were produced as follows.

【0038】(1)純度4NのLi2 CO3 ,Nb2
5 ,Fe2 3 をLi/Nb=0.94,Fe=0.0
3mol%になるように、Nb2 5 原料2000gに
対してLi2 3 を521.0642g、Fe2 3
0.6985g調合し、10リットルの樹脂性ポットに
入れてポットミルで10時間回転させ混合した。同様に
して、Li/Nb=0.93,0.95でFe=0.0
3mol%の原料も調合し、混合した。
(1) Li 2 CO 3 , Nb 2 O having a purity of 4N
5 , Fe 2 O 3 with Li / Nb = 0.94, Fe = 0.0
521.0642 g of Li 2 O 3 and 0.6985 g of Fe 2 O 3 are mixed with 2000 g of Nb 2 O 5 raw material so as to be 3 mol%, put in a 10-liter resin pot, and rotated by a pot mill for 10 hours. And mixed. Similarly, when Li / Nb = 0.93 and 0.95 and Fe = 0.0
A 3 mol% raw material was also prepared and mixed.

【0039】(2)これらの原料を各々750℃で3時
間仮焼した後、1100℃で3時間焼成した。
(2) Each of these materials was calcined at 750 ° C. for 3 hours and then calcined at 1100 ° C. for 3 hours.

【0040】(3)これらの焼成物を、それぞれφ(直
径)100mmの円形断面で高さ100mmの白金坩堝
に2300g充填し、回転引き上げ法(チョクラルスキ
ー法:CZ法)による単結晶製造装置にセットした。回
転数10rpm、引き上げ速度0.4mm/h(h:1
時間)でLN単結晶を育成し、直径55mm,長さ80
mmの円柱状のLN単結晶を作製した。
(3) Each of these fired products is filled into a platinum crucible having a circular cross section of φ (diameter) of 100 mm and a height of 100 mm in an amount of 2300 g, and a single crystal production apparatus is prepared by a rotational pulling method (Czochralski method: CZ method). Set to Rotation speed 10 rpm, lifting speed 0.4 mm / h (h: 1
Time) to grow an LN single crystal, 55mm in diameter and 80 in length
mm cylindrical LN single crystal was produced.

【0041】(4)このLN単結晶を単一分域化処理し
た後、10×10×10mmのブロックを切り出し、窒
素雰囲気中で500〜700℃、20時間の熱処理を行
い、吸収係数α=0.8になるように調整した。このブ
ロックを鏡面研磨し、研磨面に誘電体多層干渉膜による
反射防止膜を形成し、3種のホログラムメモリ素子1を
作製した。
(4) After subjecting this LN single crystal to a single domain treatment, a block of 10 × 10 × 10 mm is cut out and subjected to a heat treatment at 500 to 700 ° C. for 20 hours in a nitrogen atmosphere to obtain an absorption coefficient α = Adjusted to 0.8. This block was mirror-polished, and an anti-reflection film made of a dielectric multilayer interference film was formed on the polished surface, thereby producing three types of hologram memory devices 1.

【0042】これらのホログラムメモリ素子1を、それ
ぞれ図1で示す光学系で記録及び再生を行ったところ、
Li/Nb=0.94のLN単結晶について、256k
bitの記録でBER≒2×10-10 、1024kbi
tの記録でBER≒7×10-5と良好な値を示し、Li
/Nb=0.93及びLi/Nb=0.95のものは、
いずれも256kbit及び1024kbitの記録に
おいて、上記値よりもBERが2桁のオーダーで劣化し
た。
When recording and reproduction were performed on these hologram memory elements 1 by the optical system shown in FIG. 1, respectively,
For an LN single crystal with Li / Nb = 0.94, 256 k
BER ≒ 2 × 10 -10 , 1024 kbi
t shows a good value of BER ≒ 7 × 10 −5 and Li
/Nb=0.93 and Li / Nb = 0.95
In each of the recordings of 256 kbits and 1024 kbits, the BER deteriorated by two digits from the above value.

【0043】次に、各LN単結晶の上部から10mm,
40mm,80mmの部分をICP−MS(Inductivel
y Coupled Plasma−Mass Spectrometry )法にて鉄含有
量を測定した結果、Li/Nb=0.94の結晶は0.
03±0.001mol%で測定精度内で均一であるこ
とを確認した。
Next, 10 mm from the top of each LN single crystal,
ICP-MS (Inductivel
As a result of measuring the iron content by y Coupled Plasma-Mass Spectrometry) method, the crystal of Li / Nb = 0.94 was 0.1%.
It was confirmed that it was uniform within the measurement accuracy at 03 ± 0.001 mol%.

【0044】一方、Li/Nb=0.93,0.95の
結晶では0.03±0.02mol%でバラツキが見ら
れた。このバラツキにより、光波長500nm付近での
光透過率のバラツキが10〜20%程度になり、本発明
品の光透過率のバラツキ1〜2%以下よりもかなり大き
くなった。そのため、Li/Nb=0.93,0.95
の結晶は、ホログラムメモリ素子として使用できなかっ
た。
On the other hand, in the crystal with Li / Nb = 0.93, 0.95, variation was observed at 0.03 ± 0.02 mol%. Due to this variation, the variation of the light transmittance near the light wavelength of 500 nm was about 10 to 20%, which was considerably larger than the variation of the light transmittance of the product of the present invention of 1 to 2% or less. Therefore, Li / Nb = 0.93, 0.95
Could not be used as a hologram memory element.

【0045】(実施例2) (1)純度4NのLi2 CO3 ,Nb2 5 ,Fe2
3 をLi/Nb=0.94,Fe=0.03mol%に
なるように、Nb2 5 原料2000gに対してLi2
3 を521.0642g、Fe2 3 を0.6985
g調合し、10リットルの樹脂性ポットに入れてポット
ミルで10時間回転させ混合した。
Example 2 (1) Li 2 CO 3 , Nb 2 O 5 , Fe 2 O having a purity of 4N
3 Li / Nb = 0.94, Fe = to be 0.03 mol%, Li 2 against Nb 2 O 5 starting material 2000g
521.0642 g of O 3 and 0.6985 g of Fe 2 O 3
g, mixed in a 10-liter resin pot, and rotated by a pot mill for 10 hours to mix.

【0046】(2)この原料を750℃で3時間仮焼し
た後、1100℃で3時間焼成した。
(2) The raw material was calcined at 750 ° C. for 3 hours and then at 1100 ° C. for 3 hours.

【0047】(3)この焼成物を、φ(直径)100m
mの円形断面で高さ100mmの白金坩堝に2300g
充填し、回転引き上げ法による単結晶製造装置にセット
した。回転数10rpm、引き上げ速度0.4mm/h
(h:1時間)でLN単結晶を育成し、直径55mm,
長さ80mmの円柱状のLN単結晶を作製した。
(3) The fired product is φ (diameter) 100 m
2300 g in a 100 mm high platinum crucible with a circular cross section of m
It was filled and set in a single crystal manufacturing apparatus by a rotation pulling method. Rotation speed 10 rpm, lifting speed 0.4 mm / h
(H: 1 hour) to grow an LN single crystal, 55 mm in diameter,
A columnar LN single crystal having a length of 80 mm was produced.

【0048】(4)このLN単結晶を単一分域化処理し
た後、10×10×10mmのブロックを切り出し、鏡
面研磨し、研磨面に誘電体多層干渉膜による反射防止膜
を形成し、ホログラムメモリ素子1を作製した。このホ
ログラムメモリ素子1(比較例:素子Aとする)のαを
光の透過率と反射率の測定結果から算出したところ、α
=0.32±0.02でバラツキが大きく、α<2.5
×0.03+0.575であった。
(4) After subjecting this LN single crystal to a single domain treatment, a block of 10 × 10 × 10 mm is cut out and mirror-polished, and an antireflection film made of a dielectric multilayer interference film is formed on the polished surface. The hologram memory device 1 was manufactured. Α of this hologram memory element 1 (comparative example: element A) was calculated from the measurement results of the light transmittance and the reflectance.
= 0.32 ± 0.02, the variation is large, α <2.5
× 0.03 + 0.575.

【0049】(5)上記LN単結晶より切り出した別の
10×10×10mmのブロックを、窒素雰囲気中で7
00℃、24時間の熱処理を行い、鏡面研磨し、研磨面
に誘電体多層干渉膜による反射防止膜を形成し、ホログ
ラムメモリ素子1(実施例:素子Bとする)を作製し
た。この素子Bのαを測定した結果、α=0.825±
0.001であり、測定精度内でほぼ均一で、2.5×
0.03+0.575<α<2.5×0.03+0.8
75であった。
(5) Another 10 × 10 × 10 mm block cut out of the LN single crystal was placed in a nitrogen atmosphere to form a block.
Heat treatment was performed at 00 ° C. for 24 hours, mirror polishing was performed, and an anti-reflection film made of a dielectric multilayer interference film was formed on the polished surface to produce a hologram memory device 1 (Example: Device B). As a result of measuring α of the element B, α = 0.825 ±
0.001 and almost uniform within the measurement accuracy, 2.5 ×
0.03 + 0.575 <α <2.5 × 0.03 + 0.8
75.

【0050】前記2種の素子A,素子Bを用いて図1の
光学系Hで記録及び再生を行ったところ、素子Bは25
6kbitの記録でBER≒3×10-10 、1024k
bitの記録でBER≒8×10-5と良好な値を示し、
素子Aは上記値よりもBERが2桁のオーダーで劣化し
た。。
When recording and reproduction were performed by the optical system H shown in FIG. 1 using the two types of elements A and B,
BER ≒ 3 × 10 -10 and 1024k with 6 kbit recording
It shows a good value of BER × 8 × 10 -5 in bit recording,
The BER of the element A deteriorated by two digits from the above value. .

【0051】次に、両素子のLN単結晶の上部から10
mm,40mm,80mmの部分について、各々ICP
−MS法でFe含有量を測定した結果、いずれも0.0
3±0.001mol%であり、測定精度内で均一であ
った。
Next, 10 minutes from the top of the LN single crystal of both devices.
mm, 40mm and 80mm parts, respectively ICP
As a result of measuring the Fe content by the -MS method,
3 ± 0.001 mol%, which was uniform within the measurement accuracy.

【0052】(実施例3) (1)純度4NのLi2 CO3 ,Nb2 5 ,Fe2
3 をLi/Nb=0.935,Fe=0.03mol%
になるように、Nb2 5 原料2000gに対してLi
2 3 を519.6322g、Fe2 3 を0.696
7g調合し、10リットルの樹脂性ポットに入れてポッ
トミルで10時間回転させ混合した。
Example 3 (1) Li 2 CO 3 , Nb 2 O 5 , Fe 2 O having a purity of 4N
3 with Li / Nb = 0.935, Fe = 0.03 mol%
To 2000 g of Nb 2 O 5 raw material
519.6322 g of 2 O 3 and 0.696 of Fe 2 O 3
7 g was mixed, put in a 10-liter resin pot, and rotated and mixed by a pot mill for 10 hours.

【0053】(2)この原料をアルミナセラミックの坩
堝に収容し、電気炉にセットした。80℃/hで750
℃まで昇温し、3時間保持して炭酸を飛ばし、次いで8
0℃/hで1100℃まで昇温して3時間保持し原料を
焼成した後、100℃/hで室温まで降温し、LN単結
晶育成用の原料を作製した。
(2) This raw material was placed in an alumina ceramic crucible and set in an electric furnace. 750 at 80 ° C / h
℃, hold for 3 hours to remove carbonic acid, then 8
After the temperature was raised to 1100 ° C. at 0 ° C./h and held for 3 hours to sinter the raw material, the temperature was lowered to room temperature at 100 ° C./h to prepare a raw material for growing an LN single crystal.

【0054】(3)この原料を用いてCZ法によりLN
単結晶を以下のようにして製造した。まず、単結晶製造
装置に原料をセットし、昇温して溶融させた。このと
き、融液の液面直上の温度勾配が50℃/cmになるよ
うなホットゾーン構造とした。
(3) Using this raw material by the CZ method, LN
Single crystals were produced as follows. First, the raw materials were set in a single crystal manufacturing apparatus, and the temperature was raised and melted. At this time, the hot zone structure was such that the temperature gradient immediately above the liquid surface of the melt was 50 ° C./cm.

【0055】(4)結晶のc軸方向に引き上げるように
種結晶を固定したシャフトを融液に降下させ、種結晶先
端部を液面につけて種結晶が溶けないのを確認した後、
10rpmで回転させながら1mm/hで引き上げた。
3mm引き上げるまではLN単結晶径を4mm以下にな
るように温度制御し、所謂ネッキングを行う。
(4) The shaft on which the seed crystal is fixed so as to be pulled up in the c-axis direction of the crystal is lowered into the melt, and the tip of the seed crystal is placed on the liquid surface to confirm that the seed crystal does not melt.
It was pulled up at 1 mm / h while rotating at 10 rpm.
Until it is pulled up by 3 mm, the temperature is controlled so that the diameter of the LN single crystal becomes 4 mm or less, so-called necking is performed.

【0056】(5)その後約3時間でLN単結晶径を6
0mmまで拡げ、その後は直径制御して直径60mm、
長さ70mmの円柱状のLN単結晶を育成した。
(5) After about 3 hours, the LN single crystal
0mm, then control the diameter to 60mm,
A columnar LN single crystal having a length of 70 mm was grown.

【0057】(6)このLN単結晶は、その上部(種結
晶側の首部)が濃い茶色で、下部にいくにしたがって薄
くなっていた。また、ICP−MS法により、LN単結
晶の上部から10mm,30mm,60mmの部分のF
e量を分析したところ、いずれも0.03mol%で均
一であった。LN単結晶から8×8×8mmのブロック
を切り出し、c軸方向の光透過率を測定したところ、光
波長600nm以下で吸収があり、吸収量は図2に示す
ようにLN単結晶の上部に相当する側が大きかった。
(6) This LN single crystal had a dark brown upper portion (a neck portion on the seed crystal side) and became thinner toward the lower portion. In addition, by ICP-MS method, the F, 10 mm, 30 mm, and 60 mm portions from the top
When the amount of e was analyzed, all were 0.03 mol% and were uniform. An 8 × 8 × 8 mm block was cut out from the LN single crystal, and the light transmittance in the c-axis direction was measured. As a result, absorption was observed at a light wavelength of 600 nm or less, and the amount of absorption was as shown in FIG. The corresponding side was big.

【0058】(7)次に、前記ブロックを1200℃で
単一分域化処理を行ったところ、育成後未処理のものと
比べて色は薄くなったが、やはりLN単結晶上部の方が
色が濃く、色むらが見られた。
(7) Next, when the block was subjected to a single domaining treatment at 1200 ° C., the color became lighter than that of the untreated one after the growth, but the upper part of the LN single crystal was still The color was dark and uneven color was observed.

【0059】(8)4個のブロックを切り出し、それぞ
れ窒素雰囲気中で200℃,400℃,550℃,70
0℃で各24時間の4通りの熱処理を施したところ、2
00℃では変化はなく、400℃,550℃では色が濃
くなり色むらはなくなった。700℃では全体的に黒く
変色した。これらのブロックの光透過率を測定したとこ
ろ、200℃で熱処理したものは変化がなく(図3)、
400℃,550℃で熱処理したものは吸収が増加して
おり(図4)、700℃で熱処理したものは全光波長域
(380〜850nm)で吸収が増えた(図5)。
(8) Four blocks are cut out, and each is cut at 200 ° C., 400 ° C., 550 ° C., 70 ° C. in a nitrogen atmosphere.
After performing four types of heat treatment at 0 ° C. for 24 hours each,
There was no change at 00 ° C., and at 400 ° C. and 550 ° C., the color became dark and the color unevenness disappeared. At 700 ° C., the color changed to black as a whole. When the light transmittances of these blocks were measured, those subjected to heat treatment at 200 ° C. showed no change (FIG. 3).
Heat treatment at 400 ° C. and 550 ° C. increased the absorption (FIG. 4), and heat treatment at 700 ° C. increased the absorption in the entire light wavelength range (380 to 850 nm) (FIG. 5).

【0060】また、αに関しては、400℃で熱処理し
たものはα=0.81、550℃で熱処理したものはα
=0.92であった。
As for α, α = 0.81 when heat-treated at 400 ° C. and α when heat-treated at 550 ° C.
= 0.92.

【0061】(9)次に、別の3個のブロックを切り出
し、それぞれ酸化雰囲気(大気)中で200℃,400
℃,700℃で各24時間の3通りの熱処理を施したと
ころ、200℃で熱処理したものは変化がなく、400
℃で熱処理したものは色が薄くなり色むらはなくなっ
た。700℃で熱処理したものは肉眼で見てほぼ透明に
なった。これらのブロックの光透過率を測定したとこ
ろ、200℃で熱処理したものは変化がなく(図6)、
400℃,700℃で熱処理したものは600nm以下
で吸収量が低下した(図7)。
(9) Next, another three blocks are cut out, and each is cut at 200 ° C. and 400 ° C. in an oxidizing atmosphere (air).
When heat treatment was performed at 700 ° C. and 700 ° C. for 24 hours, heat treatment at 200 ° C. did not change.
The color which was heat-treated at ℃ became light and the color unevenness disappeared. Those heat-treated at 700 ° C. became almost transparent to the naked eye. When the light transmittances of these blocks were measured, those subjected to heat treatment at 200 ° C. showed no change (FIG. 6).
Heat-treated at 400 ° C. and 700 ° C., the absorption was reduced below 600 nm (FIG. 7).

【0062】また、αに関しては、400℃,700℃
で熱処理したものはαは0.4以下で、200℃で熱処
理したものはαが0.4を超えていた。
Further, regarding α, 400 ° C., 700 ° C.
Α was 0.4 or less for those heat-treated at 200 ° C., and α exceeded 0.4 for those heat-treated at 200 ° C.

【0063】[0063]

【発明の効果】本発明は、0.937≦Li/Nb≦
0.943とすることにより、LN単結晶の結晶欠陥が
少なく、LN単結晶内で遷移金属元素が均一に分布し、
また吸収係数αも均一になり、フォトリクラクティブ効
果による感度が向上するという効果を有する。また、吸
収係数αが均一なのでBERが小さく、回折効率の大き
いものとなる。
According to the present invention, 0.937 ≦ Li / Nb ≦
By setting the ratio to 0.943, crystal defects of the LN single crystal are small, and the transition metal element is uniformly distributed in the LN single crystal.
In addition, the absorption coefficient α is also uniform, which has the effect of improving the sensitivity due to the photoreactive effect. Further, since the absorption coefficient α is uniform, the BER is small and the diffraction efficiency is large.

【0064】また、吸収係数αを調整することにより、
LN単結晶中のFe2+/Fe3+を制御でき、その結果フ
ォトリクラクティブ効果による感度を制御することがで
きる。また、吸収係数αは熱処理を行うことにより調整
でき、更に前記熱処理によってLN単結晶に残留する熱
的な歪み、残留応力が解消される。また、酸化雰囲気中
で熱処理を行うことでLN単結晶の育成中に発生した酸
素欠陥を減らすという効果もある。
Further, by adjusting the absorption coefficient α,
Fe 2+ / Fe 3+ in the LN single crystal can be controlled, and as a result, the sensitivity due to the photoreactive effect can be controlled. In addition, the absorption coefficient α can be adjusted by performing a heat treatment, and the thermal distortion and residual stress remaining in the LN single crystal are eliminated by the heat treatment. Further, by performing the heat treatment in an oxidizing atmosphere, there is an effect of reducing oxygen defects generated during the growth of the LN single crystal.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のホログラムメモリ素子を用いた光学系
Hのブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an optical system H using a hologram memory device of the present invention.

【図2】光の吸収量がLN単結晶の上部で大きいことを
示す、光波長と光透過率のグラフである。
FIG. 2 is a graph of light wavelength and light transmittance showing that light absorption is large above an LN single crystal.

【図3】LN単結晶をN2 雰囲気,200℃,24時間
で熱処理した場合の光波長と光透過率のグラフである。
FIG. 3 is a graph of light wavelength and light transmittance when an LN single crystal is heat-treated in an N 2 atmosphere at 200 ° C. for 24 hours.

【図4】熱処理前、N2 雰囲気,400℃,24時間の
熱処理、N2 雰囲気,550℃,24時間の熱処理の各
条件における、LN単結晶の光波長と光透過率のグラフ
である。
FIG. 4 is a graph showing the light wavelength and light transmittance of an LN single crystal under each of conditions of a heat treatment in an N 2 atmosphere at 400 ° C. for 24 hours and a heat treatment in a N 2 atmosphere at 550 ° C. for 24 hours before heat treatment.

【図5】熱処理前、N2 雰囲気,700℃,24時間の
熱処理の各条件における、LN単結晶の光波長と光透過
率のグラフである。
FIG. 5 is a graph of light wavelength and light transmittance of an LN single crystal under heat treatment at 700 ° C. for 24 hours in an N 2 atmosphere before heat treatment.

【図6】熱処理前、大気雰囲気,200℃,24時間の
熱処理の各条件における、LN単結晶の光波長と光透過
率のグラフである。
FIG. 6 is a graph of light wavelength and light transmittance of an LN single crystal under each condition of heat treatment at 200 ° C. for 24 hours before heat treatment.

【図7】熱処理前、大気雰囲気,400℃,24時間の
熱処理、大気雰囲気,700℃,24時間の熱処理の各
条件における、LN単結晶の光波長と光透過率のグラフ
である。
FIG. 7 is a graph showing the light wavelength and the light transmittance of the LN single crystal before heat treatment, in an atmosphere at 400 ° C. for 24 hours, and in an atmosphere at 700 ° C. for 24 hours.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:ホログラムメモリ素子 2:レーザ装置 3:ビームスプリッタ 4:空間光変調器 5:シャッタ 6:フォトダイオード 7:CCDカメラ 8:パーソナルコンピュータ 9:受像機 10,12:ミラー 11:回折格子 H:光学系 1: Hologram memory element 2: Laser device 3: Beam splitter 4: Spatial light modulator 5: Shutter 6: Photodiode 7: CCD camera 8: Personal computer 9: Image receiver 10, 12: Mirror 11: Diffraction grating H: Optical system

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】LiとNbの原子組成比Li/Nbが0.
937≦Li/Nb≦0.943であり、かつ遷移金属
元素を含有せしめたニオブ酸リチウム単結晶から成るこ
とを特徴とするホログラムメモリ素子。
1. An atomic composition ratio Li / Nb of Li: Nb of 0.1.
A hologram memory element, wherein 937 ≦ Li / Nb ≦ 0.943 and made of a lithium niobate single crystal containing a transition metal element.
【請求項2】前記遷移金属元素として、鉄を0.001
〜0.1モル%含有する請求項1記載のホログラムメモ
リ素子。
2. The method according to claim 1, wherein the transition metal element is iron at 0.001.
The hologram memory device according to claim 1, wherein the content of the hologram memory device is from 0.1 to 0.1 mol%.
【請求項3】ニオブ酸リチウム単結晶の鉄の含有量をn
モル%、光波長400〜600nmにおける光の吸収係
数をαとすると、2.5n+0.575≦α≦2.5n
+0.875である請求項2記載のホログラムメモリ素
子。
3. The method according to claim 1, wherein the lithium niobate single crystal has an iron content of n
When the absorption coefficient of light at a light wavelength of 400 to 600 nm is α, the ratio is 2.5n + 0.575 ≦ α ≦ 2.5n
3. The hologram memory device according to claim 2, wherein the value is +0.875.
【請求項4】ニオブ酸リチウム単結晶から成るホログラ
ムメモリ素子を製造する方法であって、LiとNbの原
子組成比Li/Nbが0.937≦Li/Nb≦0.9
43であり、かつ鉄を0.001〜0.1モル%含有さ
せたニオブ酸リチウム単結晶を回転引き上げ法により育
成し、次いで該ニオブ酸リチウム単結晶を200℃〜7
00℃の酸化雰囲気又は不活性ガス雰囲気中で熱処理す
ることを特徴とするホログラムメモリ素子の製造方法。
4. A method for producing a hologram memory element comprising a lithium niobate single crystal, wherein the atomic composition ratio Li / Nb of Li and Nb is 0.937 ≦ Li / Nb ≦ 0.9.
43, and a lithium niobate single crystal containing 0.001 to 0.1 mol% of iron is grown by a rotation pulling method, and then the lithium niobate single crystal is heated to 200 ° C to 7 ° C.
A method for manufacturing a hologram memory element, comprising performing heat treatment in an oxidizing atmosphere or an inert gas atmosphere at 00 ° C.
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