JPH11242424A

JPH11242424A - ホログラフィック光学素子を用いたホログラフィック記憶装置のためのシステムと方法

Info

Publication number: JPH11242424A
Application number: JP10321172A
Authority: JP
Inventors: Scott Patrick Campbell; パトリックキャンベルスコット; Kevin Richard Curtis; リチャードカーティスケヴィン; William L Wilson; ラリーウィルソンウイリアム
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 1997-11-12
Filing date: 1998-11-12
Publication date: 1999-09-07
Also published as: KR19990045247A; TW464794B; KR100354798B1

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ホログラフィック記憶装置に関し、特に位相相
関多重化（ＰＣＭ）ホログラフィック記憶システムのよ
うなホログラフィック記憶システム内に光ビームを生成
する装置および方法を提供する。【解決手段】少なくとも１つのＨＯＥ基準ビームを生
成する発生源２６４と、少なくとも１つのＨＭＣオブジ
ェクト・ビームを生成する発生源と、少なくとも１つの
データ記憶装置とからなり、ＨＯＥ基準ビームによるホ
ログラフィック光学素子の照射に応動して、ホログラフ
ィック光学素子（ＨＯＥ）がＨＭＣ基準ビームを再構築
してＨＭＣ基準ビームをそこから投影し、そしてデータ
記憶装置内の場所におけるデータコード化されたＨＭＣ
オブジェクト・ビームとの干渉に応動して、ＨＭＣ基準
ビームがデータコード化されたＨＭＣオブジェクト・ビ
ームの少なくとも１つのホログラムを位相相関多重化技
術に従ってデータ記憶装置内に保存する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】本発明は、ホログラフィック記憶装置に
関する。より詳細には、本発明は、位相相関多重化（Ｐ
hase Ｃorrelation Ｍultiplexing：ＰＣＭ）ホログラ
フィック記憶システムのようなホログラフィック記憶シ
ステム内に光ビームを生成するための装置および方法に
関する。

【０００２】

【従来技術の説明】ホログラフィック記憶システムは、
ニオブ酸リチウム結晶(crystal of lithium niobate)の
ような記憶媒体に刻印(imprinted)された屈折率または
吸収率あるいはその両者の変化のパターンとしてのデー
タ素子のホログラフィー像（ホログラム）の三次元記憶
に関係する。ホログラフィック記憶システムは、その高
密度記憶性能および記憶されたデータをランダムにアク
セスし転送する際の高速性能を特徴とする。

【０００３】一般に、ホログラフィック記憶装置の記憶
システムは、データ符号化オブジェクト・ビームを基準
ビームと結合しホログラフィック記憶セル（Ｈolograph
icＭemory Ｃell：ＨＭＣ）のような感光性の記憶媒体
を通じて干渉パターンを作りだすことによって操作す
る。干渉パターンには、ホログラムを生成するＨＭＣ中
の材料の変質を含む。記憶媒体中でのホログラムの形成
は、オブジェクト・ビームと基準ビームとの相対的な振
幅と偏光状態、および両者間の位相差の機能である。こ
れはまた、入射ビームの波長およびオブジェクト・ビー
ムと基準ビームが記憶媒体中へ投影される角度にも大き
く依存する。

【０００４】ホログラフィー状に保存されたデータは、
そのデータをＨＭＣ中へ保存する際に使用された基準ビ
ームに類似した基準ビームを、ホログラムを生成するた
めに使用されたのと同じ角度、波長、位相および位置で
投影することによって再構築される。そのホログラムと
基準ビームは、保存されたオブジェクト・ビームの再構
築のために相互作用する。再構築されたオブジェクト・
ビームは、次に、例えば、光検知器アレーを用いて検知
される。復元されたデータは、次に出力装置への受渡し
用に事後処理される。

【０００５】通常、ホログラフィック記憶媒体のダイナ
ミック・レンジは、受容可能な信号対雑音比を備えた単
一のホログラムを保存するのに必要な分より大きい。こ
のため、より大きい記憶密度を達成するには、多くの場
合、複数のホログラムを一つの場所に多重化することが
望ましい。多重化の手法の一つに位相相関多重化があ
り、そこでは記憶媒体内の重複するホログラムの区別に
相関選択度とブラッグ選択度(Bragg selectivity)が利
用される。相関選択度は、基準ビームに対する記憶媒体
の相対移動（どちらの方向でも）によって作りだされる
振幅、位相、および基準ビームの角度に依存する。

【０００６】しかし、位相相関多重化（Ｐhase Ｃorrel
ation Ｍuptiplexsing：ＰＣＭ）のような多重化スキー
ムは、それを作りだすために、例えば、複雑な位相マス
ク、高品質レンズ、およびフーリエ平面空間フィルタリ
ングが関わる、比較的複雑な基準ビームを必要とする。
残念ながら、位相マスクは構造が精巧であり、レンズは
高価で嵩だかく、必要なフーリエ平面空間フィルタリン
グは流入する光エネルギの多くをブロックするためシス
テムのエネルギ所要量を大きく増大させる。しかも、位
相相関多重化（ＰＣＭ）ホログラフィック記憶システム
のようなシステムにとっては、これらの要素のミクロン
（μｍ）のレベルまでの調整が重要であり、また通常
は、システムが相互に一貫している必要がある。このよ
うな一貫性の水準を従来の構成部品および技術を用いて
達成することは、不可能ではないにしても困難な場合が
多い。

【０００７】このため、位相相関多重化（ＰＣＭ）ホロ
グラフィック記憶システムのようなホログラフィック・
システムの基準アームのうち一つまたは複数の要素につ
いて、比較的安価で単純、および再現可能な一貫性のあ
る代替品の供給が求められる。

【０００８】

【発明の概要】本発明は、請求項で規定されるとおりで
ある。本発明の実施例は、ホログラフィック記憶システ
ム（Ｈolographic Ｍemory Ｓystem：ＨＭＳ）、および
位相相関多重化（ＰＣＭ）ホログラフィック記憶システ
ムのようなホログラフィック記憶システム中の基準ビー
ムのアームの再構築にホログラフィック光学素子（Ｈol
ographic Ｏptical Ｅlement：ＨＯＥ）の利点を利用し
た装置を含む。ホログラフィック記憶システムは、ホロ
グラフィック記憶セル（ＨＭＣ）、ＨＭＣ基準ビーム
（ＨＯＥオブジェクト・ビーム）の生成用ホログラフィ
ック光学素子（ＨＯＥ）、ＨＭＣ基準ビームの生成用Ｈ
ＯＥを明らかにするＨＯＥ基準ビーム、および究極的に
ＨＭＳ中への保存が望まれる情報を含むＨＭＣオブジェ
クト・ビームのようなデータ記憶装置を含む。ホログラ
フィック光学素子（ＨＯＥ）は、フォトポリマ、フォト
レジスト、耐熱プラスチック材料、光屈折性材料、光互
変性材料のような、ホログラフィック記憶材料中に形成
される。ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）は、ＨＯ
Ｅ基準ビームによって明らかにされる保存されたＨＯＥ
オブジェクト・ビームを再構築する。再構築されたＨＯ
Ｅオブジェクト・ビームは、次にデータ符号化ＨＭＣオ
ブジェクト・ビーム中の情報のホログラフィック記憶装
置のための基準ビームとして使用される。ホログラフィ
ック記憶セル（ＨＭＣ）は、ＨＭＣ基準ビーム（ＨＯＥ
オブジェクト・ビーム）およびＨＭＣオブジェクト・ビ
ームの経路に、それによって形成される干渉パターンの
ホログラフィック記憶装置用の共通ボリューム中でそれ
らと交差するように設置される。

【０００９】ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）は、
干渉パターンがそのホログラフィック記憶材料中に保存
可能になるような方法でＨＯＥオブジェクト・ビームを
ＨＯＥ基準ビームで干渉することによって、ホログラフ
ィック記憶材料中に生成または形成される。干渉ビーム
の方向角は、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）が伝
達装置か反射装置か、およびそのホログラフィック光学
素子（ＨＯＥ）の生成に使用された光学装置内の最終レ
ンズの焦点距離と比較したホログラフィック光学素子
（ＨＯＥ）とそのホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）
の生成に使用された光学装置との距離（Ｄ）に依存す
る。一度生成されると、そのホログラフィック光学素子
（ＨＯＥ）はホログラフィック記憶システム内の基準ア
ーム光学装置と置き換わるため、多くのホログラフィッ
ク記憶システムで基準ビームの生成に必要とされる複雑
な基準マスク、レンズ、およびフィルタ装置が不要とな
る。このような省略化はホログラフィック光学素子（Ｈ
ＯＥ）から読み出す際のフィルタリング操作に起因する
光損失をなくすため、基準アームのスループットが大幅
に改善される。その結果、本発明の実施例にしたがった
システムは必要エネルギが少なく、またより速いスピー
ドで操作できる。

【００１０】

【発明の詳細な記述】以下の説明においては、図の順序
を単純化し、図の説明を通じて本発明の理解を促進する
ために、類似の構成部品は同一の参照番号で参照され
る。

【００１１】以下では具体的な特性、構成、および装置
を説明するが、それは説明の目的でそうしているだけで
あることを理解されたい。当該技術に熟練した人なら理
解できるように、本発明の精神および範囲を逸脱するこ
となく他のステップ、構成、および装置が利用できる。

【００１２】前述のとおり、複数のホログラムを一カ所
に多重化して記憶密度を高める技術のひとつに位相相関
多重化（ＰＣＭ）がある。位相相関多重化においては、
記憶媒体内の重なり合うホログラムを区別するために相
関選択度およびブラッグ選択度が用いられる。本稿の議
論の中では、「位相相関多重化」という用語には単一方
向または二方向あるいはその両方の位相選択度の利用が
含まれる。また、位相相関多重化は、単独でも、あるい
は他のブラッグ法、すなわち直角方向での移動多重化の
他の手法との組み合わせでも有効であることを理解され
たい。

【００１３】図１には、従来の位相相関多重化（ＰＣ
Ｍ）ホログラフィック記憶システム（ＨＭＳ）の通常の
基準ビーム経路１００を示す。例えば、平面波のレーザ
光のコヒーレント・ビーム（１０５として表示）が、例
えば、空間帯域幅の広い製品を平面波上へ誘導すること
によって光線１０５を符号化する高度に構造化された基
準マスク１１０（例えば、位相マスクまたは振幅マスク
あるいはその両者）を照射する。

【００１４】符号化されたビームは、焦点距離がｆ１の
最初のレンズ１１５へ向かって距離ｆ１を進む。最初の
レンズ１１５の通過は、最初のレンズ１１５を越えてさ
らに距離ｆ１の地点での基準位相マスク１１０のフーリ
エ変換を生じる。透過性の高い空間フィルタ１２０がフ
ーリエ変換平面に用意される。フィルタ１２０は、通
常、基準マスク１１０から放射された空間周波数の低い
もののほとんどをブロックする。

【００１５】透過性の高いフィルタ１２０を通過した
後、符号化されたビームは、焦点距離がｆ２の２番目の
レンズ１２５へ向かって距離ｆ２を進む。符号化された
ビームは２番目のレンズ１２５を通過し、その写像平面
（１３０と表示）に達するまでさらに距離ｆ２を進む。
写像平面１３０を通過する符号化されたビーム（１４０
と表示されＡのラベルが付されたもの）が、ホログラフ
ィック記憶システム（ＨＭＳ）のための基準ビームであ
る。

【００１６】写像平面１３０は、通常、例えば、ＰＣＭ
ホログラフィック記憶システム内への、デジタル・ホロ
グラムの記憶のためにホログラフィック記憶セル（ＨＭ
Ｃ）またはその他の適当なデータ記憶装置を設置する場
所の候補の一つである。しかし、以下の説明から明らか
になるとおり、本発明の実施例によれば、ホログラフィ
ック記憶セル（ＨＭＣ）またはその他の適当なデータ記
憶装置は、該当のいずれの平面に設置しても記憶能力を
有し、必ずしも写像平面１３０である必要はない。

【００１７】図２は、本発明の実施例によるホログラフ
ィック光学素子（ＨＯＥ）２００の生成または形成を示
す。とくに図２は、送信モードのホログラフィック光学
素子（ＨＯＥ）の生成を示す。マスク２１０、第１レン
ズ２１５、フィルタ２２０、および第２レンズ２２５で
形成される光経路装置（２３５と表示され点線で示され
る）、ならびにそれぞれの相互間の距離は、図１に示
し、上述したものと同様である。第２レンズ２２５を通
過しているのは第１のビーム（２４０と表示されＡのラ
ベルが付されたもの）である。ビーム２４０は、ホログ
ラフィック記憶材料２５０へ向かって距離Ｄを進むか、
またはその方向へ向けられる。本稿の議論の中では、ま
た以下のさらなる説明から明らかになるように、ビーム
２４０はＨＯＥオブジェクト・ビーム（ビームＡ）、す
なわちホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）の生成また
は形成に使用されるオブジェクト・ビームである。

【００１８】ＨＯＥオブジェクト・ビーム２４０はホロ
グラフィック記憶材料２５０を通過し、そこでＨＯＥの
基準ビームである第２のビーム（２６０と表示されＢの
ラベルが付されたもの）と交差する。ＨＯＥ基準ビーム
２４０に可干渉性のビーム２６０は、発生源２６４で生
成され、ホログラフィック記憶材料２５０を照射し、お
よびホログラフィック記憶材料２５０内の希望の位置で
ＨＯＥオブジェクト・ビーム２４０と交差するのに適切
な方向へ発射される。その結果生じるビーム２６０とＨ
ＯＥオブジェクト・ビーム２４０との間の干渉パターン
は、重要なホログラフィック記憶材料２５０内にホログ
ラムとして捕捉され、こうして本発明の実施例によって
ホログラフィック記憶材料２５０をホログラフィック光
学素子（ＨＯＥ）へ変換する。

【００１９】従って、このような方法で、ビーム２６０
はＨＯＥ基準ビーム、すなわちＨＯＥオブジェクト・ビ
ーム２４０のホログラムをホログラフィック記憶材料２
５０中に生成するための「基準」ビームになる。ＨＯＥ
基準ビーム２６０は適当であればどんなビームでもよい
が、通常は再現の容易な平面波またはその他のビームで
ある。ホログラフィーの分野に熟練した人なら周知のよ
うに、ＨＯＥオブジェクト・ビーム２４０およびＨＯＥ
基準ビーム２６０は、通常は同一または類似のレーザ光
源からの干渉光により生成される。

【００２０】ホログラフィック記憶材料２５０は、表面
または体積ホログラムのいずれかの記録能力、または回
折光を創出する能力を有する、何らかの適当な材料また
は材料の構成または配置である。例えば、ホログラフィ
ック記憶材料２５０は、フォトポリマ、フォトレジス
ト、耐熱プラスチック材料、光屈折性材料、または光互
変性材料である。ホログラフィック記憶材料２５０は、
第１面（２６５と表示）および反対側の第２面（２７０
と表示）を有し、全体として十分に平らかまたは１セン
チメートル（ｃｍ）あたり約２個の光の波長を再現でき
る品質を持つ。

【００２１】図３は、図２に表示した上述の送信モード
のホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）とは異なる幾何
学を有するホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）であ
る、本発明の実施例による反射モードのホログラフィッ
ク光学素子（ＨＯＥ）３００を示す。マスク３１０、第
１レンズ３１５、フィルタ３２０、および第２レンズ３
２５、ならびにそれぞれの相互間の距離は、図１及び図
２に示し、上述したものと同様である。図のとおり、Ｈ
ＯＥオブジェクト・ビーム３４０は第２レンズ３２５を
通過し、ホログラフィック記憶材料３５０へ向かって距
離Ｄを進むか、またはその方向へ向けられる。

【００２２】しかし、このもう一つの実施例によると、
ＨＯＥの基準ビーム３６０（ビームＢ）は、発生源３６
４で生成され、ホログラフィック記憶材料３５０内の希
望の位置でＨＯＥオブジェクト・ビーム３４０と交差す
るようにホログラフィック記憶材料３５０の第２面３７
０の方向へ発射される。その結果生じる干渉パターン
は、ホログラフィック記憶材料３５０内にホログラムと
して捕捉され、こうしてホログラフィック光学素子（Ｈ
ＯＥ）を形成する。反射モードのホログラフィック光学
素子は、とくに反射モードのホログラフィック光学素子
がホログラフィック記憶材料の反対側の面に向けられた
ビームをつかって生成されるのに対して送信モードのホ
ログラフィック光学素子はホログラフィック記憶材料の
同じ面へ向けられたビームをつかって生成される点で、
送信モードのホログラフィック光学素子とは異なる。

【００２３】図４で一般的に示されるように、ホログラ
フィック光学素子をホログラフィック記憶システム（Ｈ
ＭＳ）内に生成または形成する方法４００には、図２お
よび図３に示すような光経路装置から距離Ｄの位置にホ
ログラフィック記憶材料をおく最初のステップ４１０、
その光経路を通過する第１のビーム（ＨＯＥオブジェク
ト・ビーム）をホログラフィック記憶材料の方へ向ける
ステップ４２０、およびステップ４２０と同時に第２ビ
ーム（ＨＯＥ基準ビーム）をホログラフィック記憶材料
内の希望の位置でＨＯＥオブジェクト・ビームと交差す
るようにホログラフィック記憶材料の方へ向けて発射す
るステップ４３０を含む。図２および図３に示されるよ
うに、ＨＯＥ基準ビームはホログラフィック記憶材料の
どちらの側からも適当な角度で方向づけされる。干渉パ
ターンは、ホログラフィック記憶材料内の希望の位置に
捕捉され、こうしてホログラフィック光学素子（ＨＯ
Ｅ）を形成する。

【００２４】送信モードおよび反射モードの両方のホロ
グラフィック光学素子（ＨＯＥ）とも、多重化によって
その内部に複数のＨＯＥオブジェクト・ビームを記憶す
る能力を有する。例えば、ホログラフィック光学素子
（ＨＯＥ）が比較的厚く、例えば、１ミリメートル（ｍ
ｍ）の場合、複数のＨＯＥオブジェクト・ビームは、例
えば、ＨＯＥオブジェクト・ビームの性格を変化させる
一方ＨＯＥ基準ビームの角度、波長、または位置を変化
させることによって、ホログラフィック光学素子（ＨＯ
Ｅ）に多重化される。ＨＯＥオブジェクト・ビームの変
化には、例えば、異なるマスク、フィルタ、またはレン
ズの組み合わせの利用が含まれる。

【００２５】図５Ａ及びＢは、送信モードのホログラフ
ィック光学素子（ＨＯＥ）５５０の使用例を示す。ホロ
グラフィック光学素子（ＨＯＥ）５５０に記憶されたＨ
ＯＥオブジェクト・ビーム（ビームＡ）を再構築するに
は、ＨＯＥ基準ビーム（ビームＢ）と同一または類似の
ビーム５６０を発生源５６４で生成し、ホログラフィッ
ク光学素子（ＨＯＥ）５５０の方向へ向けてホログラフ
ィック光学素子（ＨＯＥ）５５０に照射する。照射され
たときにホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）５５０か
ら放射されるビームは、ＨＯＥオブジェクト・ビーム５
４０（ビームＡ）を再構築したもので、もともとは上述
のホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）５５０で捕捉さ
れたビームＡだったものである。ホログラフィック光学
素子（ＨＯＥ）５５０に関するＨＯＥ基準ビーム５６０
の内容と方向は、例えば、ホログラフィック光学素子５
５０の生成の間の第２レンズの焦点距離ｆ２と比較した
第２レンズ（光経路装置５３５内に５２５として表示、
図２も参照）とホログラフィック記憶材料との間の距離
Ｄに依存する（例えば、図２に表示した前述の例）。

【００２６】図５Ａに示すとおり、距離Ｄが第２レンズ
の焦点距離ｆ２より小さい場合のホログラフィック光学
素子（ＨＯＥ）５５０に保存されたホログラフィー情報
については（図２で前述）、ＨＯＥオブジェクト・ビー
ム５４０の写像平面（５７５と表示されＰのラベルが付
されたもの）はホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）５
５０を越えたところに形成される。このような場合に
は、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）５５０が、ホ
ログラフィック光学素子（ＨＯＥ）５５０の生成に使用
された同じ側の面（面５６５）からのＨＯＥ基準ビーム
５６０で照射される。次にＨＯＥオブジェクト・ビーム
５４０はＨＯＥ基準ビーム５６０とホログラフィック光
学素子（ＨＯＥ）５５０の相互作用によって再構築さ
れ、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）５５０を越え
たところにＨＯＥオブジェクト・ビーム５４０の写像平
面５７５（またはその他の該当する平面）を形成する。

【００２７】適切な記憶装置、例えば、ホログラフィッ
ク記憶セル５８０（ＨＭＣ）が、適切なデータ検索のた
めに当該平面（５７５と表示されＰのラベルが付された
もの）と相関させて設置される。多数の応用例において
当該平面は光線の写像平面またはＨＯＥ基準ビームの焦
点を含む平面であるが、そうでなければならないわけで
はないことを理解されたい。例えば、図１の光学システ
ムが出力としてフーリエ平面を作成するものである場
合、平面Ｐをそのフーリエ平面にすることができる。こ
うして、平面Ｐは、関係するホログラフィック記憶シス
テム（ＨＭＳ）のいずれの当該平面にもなりうる。

【００２８】図５Ｂに示すとおり、距離Ｄが第２レンズ
の焦点距離ｆ２より長いホログラフィック光学素子（Ｈ
ＯＥ）５５０に保存されたホログラフィー情報にとっ
て、ＨＯＥオブジェクト・ビーム５４０の写像平面（５
７５と表示されＰのラベルが付されたもの）はホログラ
フィック光学素子（ＨＯＥ）５５０の手前または前面に
形成される。このような場合、発生源５６３で生成され
たＨＯＥ基準ビーム５６０の複素共役（５６２と表示さ
れＢ^*のラベルが付されたもの）が、第２の面側５７０
から、すなわちホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）５
５０の生成に使用された面とは反対側の面からホログラ
フィック光学素子（ＨＯＥ）５５０を照射するために使
用される。ＨＯＥオブジェクト・ビーム５４０の複素共
役（５４２と表示されＡ^*のラベルが付されたもの）
は、次にビーム５６２（Ｂ^*）とホログラフィック光学
素子（ＨＯＥ）５５０との相互作用によって再構築さ
れ、ビームＡ^*の当該平面（５７５と表示）をホログラ
フィック光学素子（ＨＯＥ）５５０の手前または前面に
形成する。適切なデータ検索のために、適切なデータ記
憶装置を当該平面に設置する。例えば、ＰＣＭホログラ
フィック記憶システムにおいては、ＨＭＣを当該平面に
設置する。

【００２９】同様に、図６Ａ−Ｂは反射モードのホログ
ラフィック光学素子（ＨＯＥ）６５０を示す。通常、Ｈ
ＯＥオブジェクト・ビーム（ビームＡ）は、ＨＯＥ基準
ビーム６６０（またはこれに類似するビーム）を発生源
６６４からホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）６５０
の方向へ、これを照射しながら発射することによって再
構築される。ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）６５
０に関するＨＯＥ基準ビーム６６０（ビームＢ）の内容
と方向は、例えば、ホログラフィック光学素子６５０の
生成の間の第２レンズの焦点距離ｆ２と比較した第２レ
ンズ（光経路の配置６３５内に６２５として表示、図３
も参照）とホログラフィック記憶材料との間の距離Ｄに
依存する（例えば、図３に表示した前述の例）。

【００３０】図６Ａに示すとおり、ホログラフィック光
学素子（ＨＯＥ）６５０の生成の間の距離Ｄが第２レン
ズの焦点距離ｆ２より小さい場合、ＨＯＥオブジェクト
・ビーム６４０の写像平面（６７５と表示されＰのラベ
ルが付されたもの）はホログラフィック光学素子（ＨＯ
Ｅ）６５０を越えたところに形成される。このような場
合には、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）６５０
が、第２の面側６７０からのＨＯＥ基準ビーム６６０で
照射される。次に、前述の説明と同様、ＨＯＥオブジェ
クト・ビーム６４０はＨＯＥ基準ビーム６６０とホログ
ラフィック光学素子（ＨＯＥ）６５０の相互作用によっ
て再構築され、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）６
５０を越えたところにＨＯＥオブジェクト・ビーム６４
０の写像平面６７５（またはその他の当該平面）を形成
する。適切なデータ検索のために、ホログラフィック記
憶セル６８０（ＨＭＣ）のような適切なデータ記憶装置
を当該平面に設置する。図５Ａ−Ｂに関して前述したよ
うに、関係するホログラフィック記憶システム（ＨＭ
Ｓ）のためのいずれの当該平面が平面Ｐになることも可
能である。

【００３１】図６Ｂに示すとおり、ホログラフィック光
学素子（ＨＯＥ）６５０の生成の間の距離Ｄが第２レン
ズの焦点距離ｆ２より大きい場合、距離Ｄが第２レンズ
の焦点距離ｆ２より長いホログラフィック光学素子（Ｈ
ＯＥ）６５０にとって、ＨＯＥオブジェクト・ビーム６
４２の複素共役の写像平面６７５（Ｐのラベルが付され
たもの）はホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）６５０
の手前または前面に形成される。このような場合、ホロ
グラフィック光学素子（ＨＯＥ）６５０は、発生源６６
３で生成されたＨＯＥ基準ビームの複素共役（６６２と
表示されＢ^*のラベルが付されたもの）によって照射さ
れる。ビームＢ^*は、ホログラフィック光学素子（ＨＯ
Ｅ）６５０内にデータを記録する間に使用された面とは
反対の第１面６６５からのホログラフィック光学素子
（ＨＯＥ）６５０を照射する。ＨＯＥオブジェクト・ビ
ームの複素共役（６４２と表示されＡ^*のラベルが付さ
れたもの）は、ビーム６６２（Ｂ^*）とホログラフィッ
ク光学素子（ＨＯＥ）６５０の相互作用によって再構築
され、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）６５０の手
前または前面に写像平面６７５またはその他のビームＡ
^*の当該平面を形成する。通常、適切なデータ検索のた
めに、ホログラフィック記憶セル（ＨＭＣ）のようなデ
ータ記憶装置を当該平面に設置する。

【００３２】従って、図７に一般的に示すとおり、本発
明の実施例によるホログラフィック光学素子を使用する
方法７００は、符号化されたデータ・ビーム（例えば、
ＨＯＥオブジェクト・ビーム）のホログラフィー的表現
形態を有するホログラフィック光学素子を供給する第１
のステップ７１０と、ビーム（例えば、ＨＯＥオブジェ
クト・ビーム）をホログラフィック光学素子の方へ向
け、ホログラフィック光学素子を照射しその中に保存さ
れたホログラフィー情報と相互作用する第２のステップ
７２０と、再構築されたビーム（例えば、ＨＯＥオブジ
ェクト・ビーム）をその再構築されたビームの当該平面
に保存する第３のステップ７３０とを含む。図５Ａ−Ｂ
および図６Ａ−Ｂに図示し上述したとおり、ＨＯＥ基準
ビーム（例えば、ビームＢ）とＨＯＥ基準ビームの複素
共役（例えば、ビームＢ^*）は、ホログラフィック光学
素子の適当な側から適当な角度で発射される。

【００３３】例えば、上述の説明から、ホログラフィッ
ク光学素子（ＨＯＥ）は大量生産規模で自己複製できる
ことがわかる。例えば、マスターとなるホログラフィッ
ク光学素子（ＨＯＥ）が最初に１回生成されると、打印
およびエンボスなどの従来の技術を用いてその複製を作
成することが可能である。また、ホログラフィック光学
素子（ＨＯＥ）の大量複製が可能なこともわかる。すな
わち、最初に生成されたホログラフィック光学素子（Ｈ
ＯＥ）は２番目の同一のホログラフィック光学素子（Ｈ
ＯＥ）の生成に使用される。より具体的には、最初に生
成されたホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）のデータ
が読み出され、２番目のホログラフィック光学素子（Ｈ
ＯＥ）の生成に使用される。この方法で、同一の情報を
含むホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）の連続複製が
可能になる。

【００３４】本発明の実施例によると、前述したフィー
ルド中央またはフレネル領域(Fresnel region)へのビー
ムの記憶とは反対に、ホログラフィック光学素子はその
近くのフィールドにあるＨＯＥオブジェクト・ビームを
保存することも可能である。図８Ａ−Ｂに示すとおり、
ＨＯＥオブジェクト・ビームの当該平面（例えば、写像
平面）はホログラフィック光学素子の形成中はホログラ
フィック記憶材料の直前または直後に形成される（例え
ば、通常のホログラフィック記憶システムでは数個の画
素または約２ｍｍ未満の範囲）。この方法で、再構築さ
れたＨＯＥオブジェクト・ビームがＨＭＣのような記憶
装置の近くに設置されると、再構築されたＨＯＥオブジ
ェクト・ビームがＨＭＣまたは他のデータ記憶装置内に
投影される。

【００３５】図８Ａを見ると、ＨＯＥオブジェクト・ビ
ーム８４０（ビームＡ）がホログラフィック記憶材料８
５０中に保存され、例えば、前述したような方法でホロ
グラフィック光学素子（ＨＯＥ）を形成する。より具体
的には、発生源８６４で生成されたＨＯＥオブジェクト
・ビーム８４０とＨＯＥ基準ビーム８６０（ビームＢ）
が、この二つのビームの干渉パターンがホログラフィッ
ク記憶材料８５０の感光部分に保存されるような方法で
ホログラフィック記憶材料８５０に向かって進む。ＨＯ
Ｅオブジェクト・ビーム８４０の当該平面（８７５と表
示されＰのラベルが付されたもの）がホログラフィック
記憶材料の直後に形成されていることがわかる。

【００３６】こうして、図８Ｂに示すとおり、ホログラ
フィック光学素子（ＨＯＥ）８５０がＨＭＣ８８０の近
く、つまり、例えば、約２ｍｍ以内に設置されている場
合に、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）８５０から
のＨＯＥオブジェクト・ビーム８４０（ビームＡ）の再
構築を受けて、該当の平面８７５がＨＭＣ８８０（また
は他の適当なデータ記憶装置）内へ投影される。ホログ
ラフィック光学素子（ＨＯＥ）８５０とＨＭＣ８８０と
を一つまたは複数のホログラフィック記憶システム内で
使用するための可搬型の対として１組にまとめることが
実用的である場合に、ホログラフィック光学素子（ＨＯ
Ｅ）８５０とＨＭＣ８８０との間隔が比較的狭いほうが
有利である。こうして、ホログラフィック記憶システム
の「読み出しヘッド」（ＨＯＥ８５０）と「記憶媒体」
（ＨＭＣ８８０）の両方が一緒に、効率的に可搬型にな
る。

【００３７】また、図８Ａ−Ｂに示された実施例は、ホ
ログラフィック光学素子（ＨＯＥ）８５０がＨＯＥオブ
ジェクト・ビーム８４０の再構築に使用されるのでＨＭ
Ｃオブジェクト・ビーム（８８５と表示されＣのラベル
が付されたもの）がホログラフィック光学素子（ＨＯ
Ｅ）８５０を支障なく通過できるため、有利である。Ｈ
ＭＣオブジェクト・ビーム８８５は、ホログラフィック
光学素子（ＨＯＥ）８５０が（再構築されたＨＯＥオブ
ジェクト・ビーム８４０の）ブラッグ整合回折に依存し
ており、ＨＭＣオブジェクト・ビーム８８５はそれに整
合していないため、ホログラフィック光学素子（ＨＯ
Ｅ）８５０を支障なく通過する。

【００３８】本議論では、ＨＭＣオブジェクト・ビーム
８８５（ビームＣ）はホログラフィー情報をＨＭＣ８８
０に保存する際に使用されたオブジェクト・ビームを表
すことに留意されたい。本稿のＨＯＥオブジェクト・ビ
ーム８４０（ビームＡ）の説明の際に前述したとおり、
ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）８５０の生成また
は形成の間、ＨＯＥオブジェクト・ビーム８４０はその
オブジェクト・ビームとして作用する。しかし、ホログ
ラフィー情報のＨＭＣ８８０への保存の間、ＨＯＥオブ
ジェクト・ビーム８４０はＨＭＣ８８０への基準ビーム
として作用し、一方ＨＭＣオブジェクト・ビーム８８５
はＨＭＣ８８０へのオブジェクト・ビームとして作用す
る。

【００３９】前述のとおり、ホログラフィック光学素子
（ＨＯＥ）は、多重化によってその内部に複数のオブジ
ェクト・ビーム（この事例ではＨＭＣ基準ビーム）を記
憶する能力を持つ。すなわち、例えば、一方でＨＭＣ基
準ビームの性質を変えながらＨＯＥ基準ビームの角度、
波長、または位置を変えることによって、複数のＨＭＣ
基準ビームがホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）の中
に多重化される。ＨＭＣ基準ビームの変化には、例え
ば、異なるマスク、フィルタ、またはレンズの組み合わ
せの利用が含まれる。

【００４０】図９Ａ−Ｂには、ホログラフィック光学素
子の調節を補助する調節情報をホログラフィック記憶材
料中に保存されのちにホログラフィック光学素子から再
構築される情報の一部として含む、本発明のもう一つの
実施例を示す。図９Ａに示すとおり、ホログラフィック
記憶材料９５０の周辺フィールドに情報を保存する間
（ホログラフィック光学素子の生成の間）、ＨＯＥオブ
ジェクト・ビーム９４０は、例えば、前述したような方
法で保存される。すなわち、ＨＯＥオブジェクト・ビー
ム９４０およびＨＯＥ基準ビーム９６０（発生源９６４
で生成されたもの）は、この２つのビームの干渉パター
ンがホログラフィック記憶材料９５０の感光部分に保存
されるという方法でホログラフィック記憶材料９５０へ
伝達される。ＨＯＥオブジェクト・ビーム９４０の当該
平面（９７５と表示されＰのラベルが付されたもの）
は、ホログラフィック記憶材料の直後に形成されること
が示される。

【００４１】しかしこの実施例では、内部に調節情報を
含む調節ビーム（９９０と表示されＥのラベルが付され
たもの）も、ホログラフィック記憶材料９５０へ向けて
伝達され、ＨＯＥオブジェクト・ビーム９４０とともに
その内部に保存される。最終的な光学システムでは、調
節ビーム９９０は、ＨＭＣオブジェクト・ビーム９８５
（ビームＣ）と共同伝達するように設定してもしなくて
もよい。

【００４２】図９Ｂに示すとおり、ホログラフィック光
学素子（ＨＯＥ）９５０の使用中、調節ビーム９９０お
よびＨＭＣ基準ビーム９４０は、図９ａのＨＯＥ基準ビ
ームと類似または同一の一つのＨＯＥ基準ビーム９６０
によって同時に再構築される。ＨＭＣ基準ビーム９４０
を使用して、ＨＭＣオブジェクト．ビーム９８５および
再構築された調節ビーム９９０は、ＨＭＣ９８０または
その他の適当な記憶装置に記憶され、またこれを通過す
る。ＨＭＣ９８０を通過した後、調節ビーム９９０は、
例えば、光検知器（図示せず）に当たり、その反応がホ
ログラフィック光学素子（ＨＯＥ）９５０の調節状態に
関する情報をもたらす。このような情報は、ホログラフ
ィック光学素子（ＨＯＥ）９５０のダイナミック調節を
可能にする。また、調節ビーム９９０はＨＭＣオブジェ
クト・ビーム９８５とともにＨＭＣ９８０に保存され、
ＨＭＣオブジェクト・ビーム９８５が再構築されると調
節ビーム９９０も再構築される。

【００４３】再構築された調節ビームは、ＨＭＣ９８０
の調節について、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）
９５０の場合と類似した方法で情報を提供する。また、
このような実施例は、ホログラフィック光学素子（ＨＯ
Ｅ）９５０から再構築された調節ビーム９９０とＨＭＣ
９８０から再構築された調節ビームとの間のコヒーレン
ト干渉効果を可能にし、それがホログラフィック光学素
子（ＨＯＥ）９５０とＨＭＣ９８０との間の相対的調節
に関する情報をもたらす。

【００４４】前述したとおり、多数のＨＯＥオブジェク
ト・ビームをのちに再構築するために一つのホログラフ
ィック光学素子（ＨＯＥ）内に保存するための複数の多
重化技術が存在する。このような技術には、例えば、ブ
ラッグ法（重複ホログラム）による角度、波長、または
位相の多重化、またはホログラムをＨＯＥの異なる（重
複しない）位置に保存することによる空間的多重化など
がある。

【００４５】例として、ＨＯＥオブジェクト・ビームの
再構築の一般的なブラッグ多重化の２つの例を示す図１
０Ａ−Ｂを考察する。図１０Ａは、ホログラフィック光
学素子（ＨＯＥ）１０５０の同一の位置からおよび同一
の発射方向への、２つのＨＯＥオブジェクト・ビーム
（１０４０と表示しＡ₁およびＡ₂のラベルが付されたも
の）のそれぞれのＨＯＥ基準ビーム（１０６０と表示し
Ｂ₁およびＢ₂のラベルが付されたもの）を用いた再構築
を一般的に示す。この方法では、ＨＯＥオブジェクト・
ビームＡ₁およびＡ₂はＨＭＣ（図示せず）の同一の不特
定の位置に向けて発射される。しかし、相互の区別を可
能にするために、ＨＯＥオブジェクト・ビームＡ₁およ
びＡ₂は異なる波長または位相構造、あるいはその両方
を持つ。

【００４６】ＨＯＥオブジェクト・ビームＡ₁およびＡ₂
は、やはりＨＯＥ１０５０の同一の不特定の位置（相互
に関してであり、必ずしもビームＡ₁またはＡ₂あるいは
その両方に関してではない）に向けて方向づけられたＨ
ＯＥ基準ビームＢ₁およびＢ₂に同一の不特定の角度で干
渉しながらＨＯＥ１０５０の同一の不特定の位置に向け
て方向づけられることによって、同一の不特定の位置に
保存された。基準ビームＢ₁およびＢ₂は、相互に対して
同一または異なる角度でＨＯＥ１０５０の位置に向けて
発射される。

【００４７】図１０Ｂは、ホログラフィック光学素子
（ＨＯＥ）１０５０の同一の位置からの、ただし発射角
度の異なる（一般にＨＭＣの別の位置へ向けた）、それ
ぞれのＨＯＥ基準ビームＢ₁およびＢ₂を用いたＨＯＥオ
ブジェクト・ビームＡ₁およびＡ₂の再構築を一般的に示
す。従って、ＨＯＥオブジェクト・ビームＡ₁およびＡ₂
は、ＨＯＥ１０５０内の同一の不特定の位置から、ただ
し異なる発射角度で、ＨＯＥ１０５０内に保存される
（およびこうして再構築される）。また、ビームＡ₁お
よびＡ₂は必ずしも同一の波長または位相構造あるいは
その両方を有する必要はない。

【００４８】ＨＯＥオブジェクト・ビームの再構築の一
般的な空間的多重化の２つの例を示す図１１Ａ−Ｂは、
もう一つの可能性を示す。図１１Ａは、同一の発射方向
の、しかしホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）１１５
０の異なる位置からの、２つのＨＯＥオブジェクト・ビ
ームＡ₁およびＡ₂の再構築を一般的に示す。この例で
は、再構築されたビームＡ₁およびＡ₂は一般的にＨＭＣ
（図示せず）の別の位置に向けて発射され、同一の波長
または位相構造、あるいはその両方を有しても有さなく
てもよい。図のとおり、ＨＯＥ基準ビームＢ₁およびＢ₂
は、同一の角度で、または代替的に異なる角度で、ＨＯ
Ｅ１１５０の異なる位置に向けて発射される。

【００４９】図１１Ｂは、発射角度の異なる、ただしホ
ログラフィック光学素子（ＨＯＥ）１１５０の同一の位
置からの、２つのＨＯＥオブジェクト・ビーム（１１４
０と表示されＡ₁およびＡ₂のラベルが付されたもの）の
再構築を一般的に示す。この方法では、再構築されたビ
ームＡ₁およびＡ₂は、一般的にＨＭＣ（図示せず）の同
一の不特定の位置へ向けて発射されるが、入射角は同一
ではない。再構築されたビームＡ₁およびＡ₂は、同一の
波長または位相構造あるいはその両方を有しても、有さ
なくてもよい。図のとおり、ＨＯＥ基準ビーム（１１６
０と表示されＢ₁およびＢ₂のラベルが付されたもの）
は、同一の角度で、または代替的に異なる角度で、ＨＯ
Ｅ１１５０の異なる位置に向けて発射される。

【００５０】ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）から
発射されるＨＯＥオブジェクト・ビーム（ＨＭＣ基準ビ
ーム）の使用についてもう一つ考慮すべき点は、ビーム
が時間順に再構築されるか、時間並列的にか、またはそ
れぞれのさまざまな組み合わせによってかという点であ
る。一つのＨＯＥから再構築されたＡ₁およびＡ₂などの
ＨＭＣ基準ビームの順序だった使用は、それぞれのＨＭ
Ｃ多重化ステップの中でのＨＭＣの多重読み込みを可能
にする。これに合わせて、ＨＭＣ基準ビームの一つが決
められた時間にＨＭＣからそれぞれのデータ・ページ、
例えば、ＨＭＣオブジェクト・ビーム（ビームＣ）を再
構築するためにＨＭＣを照射する。前述のＨＭＣ基準ビ
ーム再構築技術の一つを利用すると、一例としてこのよ
うなことが可能である（図１０Ａ−Ｂおよび図１１Ａ−
Ｂ）。

【００５１】一つのＨＯＥから再構築されたＡ₁および
Ａ₂などのＨＭＣ基準ビームの並列使用は、それぞれの
ＨＭＣ多重化ステップの中でのＨＭＣの多重読み込みを
可能にする。この方法では、複数のＨＭＣ基準ビームが
決められた時間にＨＭＣまたはＨＭＣの一つのデータ・
ページ（ビームＣ）からいずれかの多重データ・ペー
ジ、例えば、ＨＭＣオブジェクト・ビーム（ビームＣ）
を再構築するためにＨＭＣを照射する。前述のＨＭＣ基
準ビーム再構築技術の一つを利用すると、一例としてこ
のようなことが可能である（図１０Ａ−Ｂおよび図１１
Ａ−Ｂ）。

【００５２】所与の時間内に複数のデータ・ページ（Ｈ
ＭＣオブジェクト・ビーム）を再構築する場合、一つの
データ・ページは、例えば、それ自身の検知器アレーへ
向けられ、こうしてデータ・スループットの平行度を高
める。所与の時間内に一つのデータ・ページ（ＨＭＣオ
ブジェクト・ビーム）を再構築する場合は、複数のＨＯ
Ｅオブジェクト・ビームが一つのデータ・ページを再構
築するために協調して作用し、こうしてＨＭＣの多重化
密度を高める。ＨＭＣの同一の空間的位置からの分割さ
れたＨＭＣオブジェクト・ビーム（ビームＣ）を結合す
る（すべてが同一の検知器アレーへ向けられている）
か、またはＨＭＣの別の空間的位置からの分割されたＨ
ＭＣオブジェクト・ビーム（ビームＣ）を結合する（す
べてが同一の検知器アレーへ向けられている）かのいず
れかによって、一例としてこのようなことが可能であ
る。例えば、３つのＨＯＥオブジェクト・ビーム（それ
ぞれが「オン」または「オフ」のいずれかの状態）を使
うことで、従来の技術では３個のＨＭＣオブジェクト・
ビームしか再構築されないところ、この方法では、８個
（２³）の異なるＨＭＣオブジェクト・ビームが再構築
される。

【００５３】例えば、図１２Ａ−Ｃは、平行ビーム再構
築のさまざまな使用例を図示する。図１２Ａは、ＨＯＥ
基準ビーム１２６０（Ｂ₁およびＢ₃）によるホログラフ
ィック光学素子（ＨＯＥ）１２５０の照射と、それによ
るＨＯＥオブジェクト／ＨＭＣ基準ビーム（Ａ₁および
Ａ₃）の生成、その内部の一つの空間的位置でのＨＭＣ
１２８０またはその他の適当なデータ記憶装置へのそれ
による問い合わせ、その問い合わせによる少なくとも一
つのＨＭＣオブジェクト・ビーム１２８５（ビームＣ_j
と表示）の生成を、一般的に図示する。これは、図１２
Ｂに示した、ＨＯＥ基準ビーム（Ｂ₂およびＢ₃）がホロ
グラフィック光学素子（ＨＯＥ）１２５０を照射し、そ
れによるＨＯＥオブジェクト／ＨＭＣ基準ビーム（Ａ₂
およびＡ₃）の生成、それによるその内部の一つの空間
的位置でのＨＭＣ１２８０への問い合わせ、その問い合
わせによる少なくとも一つのＨＭＣオブジェクト・ビー
ム１２８５（ビームＣ_kと表示）の生成の例と比較され
る。こうして、同じビームの異なる組み合わせで異なる
データ・ページ・ビームの生成が可能になる。

【００５４】図１２Ｃの別の例では、ＨＯＥ基準ビーム
１２６０（Ｂ₂およびＢ₃）がホログラフィック光学素子
（ＨＯＥ）１２５０を照射し、それによりＨＯＥオブジ
ェクト／ＨＭＣ基準ビーム（Ａ₂およびＡ₃）を生成し、
それによりＨＭＣ１２８０内部の別の空間的位置でのＨ
ＭＣ１２８０へ問い合わせが行われ、それらが総合して
ＨＭＣオブジェクト・ビーム１２８５（ビームＣ_mと表
示）が生成される。

【００５５】図１３Ａ−Ｂは、従来のホログラフィック
記憶システムと本発明の実施例によるホログラフィック
光学素子（ＨＯＥ）を使用したホログラフィック記憶シ
ステムとの比較例を図示する。一般に、ＰＣＭホログラ
フィーにとっては複雑な基準アームのあるホログラムの
記録が重要であり、通常は極めて狭い選択関数が生じ
る。このため、位相相関多重化（ＰＣＭ）ホログラフィ
ーを用いると、非常に高い密度（例えば、約３００チャ
ネル・ビット／μｍ²以上）が可能になる。例えば、基
準ビームとホログラムの間の相関が最大値の半分のと
き、幅は全体で約５μｍ未満である。このピークは、Ｈ
ＭＣの位置の関数としての保存されたホログラムの回折
強度を表す。

【００５６】図１３Ａは、複雑な光列を用いてホログラ
フィック記憶セル（ＨＭＣ）またはＨＭＣ基準ビームの
相互の相対的な移動の関数としての記録された、ホログ
ラムの総合回折効率のプロットである。この装置では、
使用された基準アームは位相０またはπをランダムに選
んだチャープ位相マスクで、ｘ次元が一方の側は約１５
μｍ下から中間のおよそ５μｍまで、さらにその画素の
逆側へ約１５μｍ戻るように直線的に変化する（１５−
５−１５μｍ）長方形の画素の列を含む。このマスクに
はフーリエ・フィルタ（フーリエ平面に高透過度フィル
タがおかれたもの）がかけられ、例えば、図１に示すよ
うな４ｆ光学システムを用いてホログラフィック記憶セ
ル（ＨＭＣ）上へ投影された。直径約５ミリメートル
（ｍｍ）のホログラムがミクロン単位で移動され、合計
の回折強度が相対位置の関数として測定された。その結
果を図１３Ａにプロットする。

【００５７】図１３Ｂは、本発明の実施例によるホログ
ラフィック光学素子（ＨＯＥ）を用いてホログラフィッ
ク記憶セル（ＨＭＣ）またはＨＭＣ基準ビームの相互の
相対的な移動の関数としての記録された、ホログラムの
総合回折効率のプロットである。図からわかるとおり、
本発明の実施例により図１３Ｂにプロットされた最大値
の半分における全幅は、従来の光学（４ｆ光学システ
ム）で記録されたもの、すなわち図１３Ａでプロットさ
れた総合回折強度と類似している。同じ経過が繰り返さ
れ、ホログラムの物理サイズは同じである（５ｍｍ）。
この事例におけるＨＯＥオブジェクト・ビームは、図１
３Ａでプロットされたデータの生成に使用されたものと
同一である。

【００５８】この分野に精通した人ならわかるとおり、
ここに説明したホログラフィック記憶システム、装置、
および方法の実施例は、添付の請求項および同等のもの
全部によって定義された本発明の核心および範囲から逸
脱することなく、さまざまに変更したり代替したりする
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】位相相関多重化（ＰＣＭ）ホログラフィック記
憶システムのようなホログラフィック・システムにおけ
る従来の基準ビームの光経路および関連する要素を示す
図である。

【図２】本発明の実施例による送信モードのホログラフ
ィック光学素子の生成または形成を示す図である。

【図３】本発明の実施例による反射モードのホログラフ
ィック光学素子の生成または形成を示す図である。

【図４】本発明の実施例によるホログラフィック光学素
子の形成方法を示すブロック図である。

【図５Ａ】本発明の実施例による図２のホログラフィッ
ク光学素子の利用を示す図である。

【図５Ｂ】本発明の実施例による図２のホログラフィッ
ク光学素子の利用を示す図である。

【図６Ａ】本発明の実施例による図３のホログラフィッ
ク光学素子の利用を示す図である。

【図６Ｂ】本発明の実施例による図３のホログラフィッ
ク光学素子の利用を示す図である。

【図７】本発明の実施例によるホログラフィック光学素
子の利用方法を示すブロック図である。

【図８Ａ】本発明の別の実施例によるホログラフィック
光学素子の生成または形成を示す図である。

【図８Ｂ】図８ａのホログラフィック光学素子の利用を
示す図である。

【図９Ａ】本発明のもう一つの別の実施例によるホログ
ラフィック光学素子の生成または形成を示す図である。

【図９Ｂ】図９ａのホログラフィック光学素子の利用を
示す図である。

【図１０Ａ】さまざまなブラッグ多重化技術を用いたホ
ログラフィック光学素子の利用を示す図である。

【図１０Ｂ】さまざまなブラッグ多重化技術を用いたホ
ログラフィック光学素子の利用を示す図である。

【図１１Ａ】さまざまな空間的多重化技術を用いたホロ
グラフィック光学素子の利用を示す図である。

【図１１Ｂ】さまざまな空間的多重化技術を用いたホロ
グラフィック光学素子の利用を示す図である。

【図１２Ａ】再構築されたビームの並行使用を用いたホ
ログラフィック光学素子の利用を示す図である。

【図１２Ｂ】再構築されたビームの並行使用を用いたホ
ログラフィック光学素子の利用を示す図である。

【図１２Ｃ】再構築されたビームの並行使用を用いたホ
ログラフィック光学素子の利用を示す図である。

【図１３Ａ】従来の光学装置を用いた、ホログラフィッ
ク記憶セル（ＨＭＣ）またはＨＭＣ基準ビームの相互の
相対的な移動の関数としての記録されたホログラムの総
合回折効率のプロットを示す図である。

【図１３Ｂ】本発明の実施例によるホログラフィック光
学素子（ＨＯＥ）を用いた、ホログラフィック記憶セル
（ＨＭＣ）またはＨＭＣ基準ビームの相互の相対的な移
動の関数としての記録されたホログラムの総合回折効率
のプロットを示す図である。

【符号の説明】

１００基準ビーム経路１０５コヒーレントビーム１１０基準マスク１１５レンズ１２０フィルタ１２５レンズ１３０写像平面１４０ビーム２００ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）２１０マスク２１５レンズ２２０フィルタ２２５レンズ２３５光経路装置２４０ビーム２５０ホログラフィック記憶材料２６０ビーム２６４発生源２６５ホログラフィック記憶材料の第１面２７０同第２面５２５レンズ５３５レンズ５４０ＨＯＥオブジェクトビーム５４０５５０ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）５６０ＨＯＥ基準ビーム５６４発生源５７５写像平面５８０ホログラフィック記憶セル

フロントページの続き (72)発明者ケヴィンリチャードカーティスアメリカ合衆国 07974 ニュージャーシィ，ニュープロヴィデンス，ヒックソンドライヴ 193 (72)発明者ウイリアムラリーウィルソンアメリカ合衆国 08876 ニュージャーシィ，サマーヴィル，ウエストクリフストリート 130

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】位相相関多重化（ＰＣＭ）ホログラフィ
ック記憶システムであって、該システムは、その内部に少なくとも１つのＨＭＣ基準ビームの少なく
とも１つのホログラムを保存するホログラフィック光学
素子（ＨＯＥ）からなり、該ホログラムは位相相関多重
化基準アーム・レンズ装置に対応する光学情報を含み、
該システムはさらに、少なくとも１つのＨＯＥ基準ビームを生成する発生源
と、少なくとも１つのＨＭＣオブジェクト・ビームを生成す
る発生源と、少なくとも１つのデータ記憶装置とからなり、該ＨＯＥ
基準ビームによる該ホログラフィック光学素子の照射に
応動して、該ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）が該
ＨＭＣ基準ビームを再構築して該ＨＭＣ基準ビームをそ
こから投影し、そして該データ記憶装置内の場所におけ
る該データコード化されたＨＭＣオブジェクト・ビーム
との干渉に応動して、該ＨＭＣ基準ビームが該データコ
ード化されたＨＭＣオブジェクト・ビームの少なくとも
１つのホログラムを位相相関多重化技術に従って該デー
タ記憶装置内に保存することを特徴とするシステム。
【請求項２】請求項１に記載のシステムにおいて、該
ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）がフォトポリマ、
フォトレジスト、耐熱プラスチック材料、光屈折性材
料、または光互変性材料を含むグループから選択された
少なくとも一つの材料で作られることを特徴とするシス
テム。
【請求項３】位相相関多重化（ＰＣＭ）ホログラム記
憶システムで使用する装置であって、該装置は、その内部に少なくとも１つのＨＭＣ基準ビームの少なく
とも１つのホログラムを保存するホログラフィック光学
素子（ＨＯＥ）からなり、該ホログラムは位相相関多重
化基準アーム・レンズ装置に対応する光学情報を含み、
該ＨＯＥ基準ビームによる該ホログラフィック光学素子
の照射に応動して、該ホログラフィック光学素子（ＨＯ
Ｅ）が該ＨＭＣ基準ビームを再構築して該ＨＭＣ基準ビ
ームをそこから少なくとも１つのホログラフィック・デ
ータ記憶装置へ向けて投影し、そして該データ記憶装置
内の場所における少なくとも１つのデータコード化され
たＨＭＣオブジェクト・ビームとの干渉に応動して、該
ＨＭＣ基準ビームが該データコード化されたＨＭＣオブ
ジェクト・ビームの少なくとも１つのホログラムを位相
相関多重化技術に従って該データ記憶装置内に保存する
ホログラフィック光学素子からなることを特徴とする装
置。