JPH11513817A

JPH11513817A - Two-dimensional array of modulatable light sources

Info

Publication number: JPH11513817A
Application number: JP9516569A
Authority: JP
Inventors: オークリイ，ウイリアム・エス
Original assignee: ロッツ・テクノロジイ・インコーポレーテッド
Priority date: 1995-10-23
Filing date: 1995-10-23
Publication date: 1999-11-24
Also published as: EP0871953A4; WO1997015921A1; EP0871953A1; AU4150696A

Abstract

(57)【要約】変調された光ビームの二次元アレイを発生させる装置。レーザおよびコリメータ（１０１）を使用して、単一のコリメート光ビーム（１１１）を発生させる。このコリメート光ビームは、二次元ホログラフィ・ビーム・スプリッタ（１０２）に通される。そのとき、ホログラフィ・ビーム・スプリッタは、回折限界コリメート光ビームの二次元分岐アレイをつくり出す。これらの光ビームは、そのとき二次元変調器アレイ（１０４）によって独立に変調される。 (57) [Summary] An apparatus for generating a two-dimensional array of modulated light beams. A single collimated light beam (111) is generated using a laser and a collimator (101). This collimated light beam is passed through a two-dimensional holographic beam splitter (102). The holographic beam splitter then creates a two-dimensional branching array of diffraction-limited collimated light beams. These light beams are then independently modulated by the two-dimensional modulator array (104).

Description

【発明の詳細な説明】変調可能な光源の２次元アレイ発明の分野本発明は２次元空間の光変調の分野に関する。発明の背景光は、電子工学、通信、信号処理、およびデータ記憶の分野でますます大きく幅広い役割を果たすようになっている。光ビームは、帯域幅が大きく伝搬速度が速いので、電気信号より好ましい。光に基づく系では、情報を搬送および処理するのに従来のように電気信号を使用するのではなく、光ビームを利用している。光に基づく系では、レーザなどの光源は、所望の情報を搬送するために変調される。デジタルまたはアナログ変調を実施することにより、幅広い様々な適用分野で光ビームを使用することができる。これらの適用分野の中の主なものとしては、視覚表示の生成、光信号処理、光デジタル計算、レーザ・プリンティング、デジタル情報の記憶などがある。レーザはかなり高い周波数で変調することができるが、多くの適用分野ではさらに高いデータ転送速度を必要としている。データ転送速度を高めようと努めるうちに、いくつかの従来技術の光学系では複数の光ビームを採用するようになった。これら複数の光ビームを並列に処理することにより、系全体の速度を劇的に向上させることができる。特定の適用分野によって、光ビームの数は数十からあるいは数千まで変化させることができる。複数の光ビームを利用することの欠点は、通常はこれらの各ビームを生成するために別々の光源が必要となることである。これらの追加の生成器はコストを大幅に増加させるだけでなく、系全体の信頼性にも影響を及ぼす。さらに、これら複数の生成器により、パッケージングのサイズは数倍に大きくなる。さらに、従来技術の光変調方式は、通常は、要素またはアレイ全体の変調速度ではなく変調器アレイの要素の数に集中している。導波路およびＰＬＺＴセラミック・デバイスは横モードでしか動作しないが、ポッケルス効果デバイスは横モードまたは縦モードのいずれかで動作する。したがって、当技術分野では、単一またはいくつかの光源を使用して、それぞれ独立に変調可能な複数の光ビームを効果的に生み出すことができる光ビーム増倍装置およびその方法が必要とされている。このような装置および方法が、そのそれぞれを単一の光ビームが通過する複数の独立した部分変調器からなる、高速かつ電気駆動式の変調器要素アレイを採用することによって、高いスループット率を達成することは好ましいはずである。各スループット光ビームが回折限界であれば最も有利である。発明の概要本発明は、光ファイバ通信、光信号処理、光デジタル計算、レーザ・プリンティング、光読取りなどで使用する回折限界変調光ビームの２次元アレイを生成する装置および方法に関する。基本的に、レーザ・ダイオードおよびコリメータを使用して単一のコリメートされた光ビームを生成する。このコリメートされた光ビームは、２次元ホログラフィック・ビーム・スプリッタを通過する。その結果、ホログラフィック・ビーム・スプリッタは回折限界コリメートされた光ビームの２次元の発散アレイを生成する。次いでこれらの光ビームは、整合された電子光学変調器要素の２次元アレイによって独立して変調され、変調光ビームの２次元アレイを生成する。この変調器アレイは、別々の微小光学ポッケルス変調器、導波路構造、あるいはバルク材料または基板上に堆積した薄膜層のいずれかを使用する強誘電性変調器のアレイである。次いで、生じた変調光ビームの２次元アレイを、記録媒体または次のプロセスへの入力面に送ることができる。図面の簡単な説明制限を目的とするのではなく例示を目的として、添付の図面の各図に本発明を図示する。同様の参照番号は同様の要素を指すものとする。第１図は、本発明の現在好ましい実施形態を実施することができる系の構成を示す図である。第２図は、現在好ましい実施形態の、この系の変調器構成を示す図である。第３Ａ図は、縦の電界を有する透過変調器アレイの一要素を示す図である。第３Ｂ図は、縦の電界を有する透過変調器アレイの複数の要素を示す図である。第３Ｃ図は、本発明の一実施形態で使用することができる変調器を示す図である。第３Ｄ図は、本発明の別の実施形態で使用することができる変調器のアレイの１行についてのバイナリ交互電圧駆動回路を示す図である。第４Ａ図は、まばらな２×４アレイの変調ビームを使用して光テープ・レコーダ中で接近したトラックを生成する一例を示す図である。第４Ｂ図は、テープに書き込むために使用する８つのビームを生成する２×４アレイを示す図である。第５図は、反射モードを使用する２次元変調器アレイを有する、光テープへの書込みおよびこれからの読取りの両方を行う光学記録系の一例を示す図である。詳細な説明変調可能な光源の２次元アレイのための装置および方法について説明する。以下の説明では、説明のために、動作周波数、アレイのサイズ、口径、間隔など、多数の特定の詳細を記載して、本発明が完全に理解されるようにする。ただし、これらの特定の詳細がなくても本発明を実施することができることは当業者には明らかであろう。その他、周知の構造および装置はブロック図の形態で示し、本発明を不必要に分かりにくくしないようにした。変調可能な光源の２次元アレイの光学系の構成第１図を参照すると、本発明の現在好ましい実施形態を実施することができる系の構成の図が示されている。コリメートされた光ビーム１００は、光源１０１（例えばレーザ・ダイオードやコリメーティング・レンズ）によって生成される。ホログラフィック２次元アレイビーム・スプリッタ１０２を使用して、コリメートされた光ビーム１００を回折限界コリメート・ビーム１１１の２次元発散アレイに分ける。現在好ましい実施形態では、ホログラム１０２によって生成された各ビームは名目上は等しい強度を有する。ホログラフィック・スプリッタ１０２の性質は、各軸で奇数のビームが生成されることを必要とする。したがって、このアレイのサイズは、３×３アレイから数千を超える個別のビームまで変化させることができる。アレイサイズの上限は、選択した適用分野に利用できるレーザ出力またはこの光学系の電界のいずれかによって制限される。ディスクまたはテープ媒体へのデジタル光記憶にはより小さなアレイの方が適しているが、光信号処理、デジタル計算、および光ファイバ通信にはより大きなアレイも利用可能である。データ記憶の場合よりもレーザ出力の制限が少ない適用分野には、これらのより大きなアレイの方が適している。一例として、各要素が１００ＭＨｚで動作する１２８×１２８の要素のアレイでは、１．５ＴＨｚを超える全体のデータ転送速度での光データ操作を実現する。現在好ましい実施形態では、９×９のビームの２次元アレイを採用する。その他の実施形態では、所望のビーム総数（例えば３５、４９、６３、８１、９９、３３など）を得るためにＮ×Ｍのビーム（例えば５×７、７×７、７×９、７× １３、９×９、３×１１など）を使用することができる。次いで、ビーム・アレイ１１１の各ビームはそれぞれ、変調器の２次元アレイ１０４の要素を通過する。各ビームは、変調器アレイ１０４の変調要素の１つによって別々に変調される。異なる様々な技術を使用して、ビーム・アレイ１１１の別々のビームのそれぞれを独立して変調することができる。例えば変調器アレイ１０４は、別々の要素または導波路からなるようにすることもできる。それにより、２次元ホログラフィック・ビーム・スプリッタ１０２および変調器アレイ１０４の組合せは、変調可能な光ビームの２次元アレイを生成する手段を形成する。デジタルおよびアナログ変調方式がともに本発明に適用可能であることに留意されたい。さらに、本発明では、様々な変調方式（例えば位相、振幅、および周波数変調）を実施できる。振幅変調が光データ記録でしばしば使用され、位相変調は光計算および信号処理の適用分野で使用される。レーザ・ダイオードとともに使用されるように設計された標準的な光学構成要素に関連する一般的な口径は、約４．３ミリメートルである。ホログラム１０２からの回折後にビームの保全性を維持するために、格子周期は、約１７格子サイクルが光ビームを横切って存在するようにすべきである。このことは、最大限の格子の間隔が約０．２５ミリメートルであることを意味する。所与の波長のレーザ光源（例えば０．８３ミクロンのレーザ・ダイオード）の場合には、回折後のビーム間角度は、波長／格子間隔の比によって与えられる。上記の指定の場合には、これによりビーム間角度は３．３３ミリラジアンとなる。この要件を満たすことのできるホログラムは、石英またはガラス基板上の金属堆積物をエッチングする電子ビームを使用して作成することができる。このようなホログラムは、カナダのケベック州にあるＬａｓｉｒｌｓＩｎｃ．などの光学機器製造業者により市販されている。これらのホログラムは、直径が２５ミリメートルまでのサイズで入手することができる。ホログラム１０２によって生成されたコリメート・ビーム１００の２次元アレイは、リレー・レンズ１０３および１０５からなる光学リレー系の中間部で集束する。リレー・レンズ１０３は、中程度の「ｆ」数を有する平行な集束ビームの２次元の焦点面アレイを形成する。変調器アレイ１０４はこの焦点面中に配置され、ホログラフィックに形成されたビーム・アレイと位置合わせされ、これによりすべてのビームを個別に変調することが可能になる。光学リレー系では、リレー・レンズ１０３および１０５からなる焦点距離が１０ミリメートルのダブレットを使用する。このアレイにより、回折限界性能が生じる。第１リレー・レンズ１０３をホログラム１０２から１焦点距離だけ離し、変調器焦点面から１焦点距離だけ離すことにより、焦点面に集束ビームの平行アレイが形成される。これにより変調器の設計および製作が容易になる。対称となるリレー系も利用する。第２リレー・レンズ１０５は、１焦点距離だけ変調器アレイ１０４から離して配置される。これにより収斂アレイが形成され、これは瞳となる。第２図は、現在好ましい実施形態の系の変調器構成を示す図である。平行光源は、２次元のコンピュータが生成したホログラム１０２を通って送られる。次いで、ビーム・アレイは第１リレー・レンズ１０３を通過し、２次元変調器アレイ１０４上に集束する。次いで変調ビーム・アレイは第２リレー・レンズ１０５を通して、最終的に記録媒体または次のプロセスへの入力面に送られる。偏光ビーム・スプリッタ１０６を瞳位置に配置し、変調ビームをサンプリングすることができる。正しい偏光を有するビームだけが媒体１０９に移る。このようにして、ビームを変調して、１および０のデジタル流を生成することができる。第３レンズ１０８を使用して、記録媒体または次のプロセスへの入力面１０９上でビームを再集束させることができる。一実施形態（例えば光記録を読み取る場合）では、４分の１波長板１０７および偏光ビーム・スプリッタ１０６で反射された光ビームは、検出器１１０に向かう。第３レンズ１０８の焦点距離は、実施する特定の適用分野によって選択する。例えば、通信の適用分野で使用する光ファイバのビーム収斂パラメータと一致するのに必要なビーム収斂パラメータを与えるようにレンズ１０８を選択する。光デジタル計算の適用分野では、上記に詳細に記載したリレーおよび変調器の組合せを連続して繰り返し、所望の処理を実現することができる。偏光ビーム・スプリッタ１０６によって提供される断続的なビームのサンプリングにより、選択した点での系の出力を、この系の中の他の場所にあるその他の変調器要素（第１図には図示せず）への入力として使用することができる。データ記録の実施態様では、レンズ１０８は、第１図のように記録媒体１０９上への記録ビームを形成するように選択する。このようにして、電子工学的に制御した光計算が実行される。二次元電気光学変調器アレイ二次元電気光学変調器アレイは、各ビーム要素を別々に動作させるように構成される。一実施形態では、二次元変調器アレイは、一連のウエハとして構成された電気光学「ポッケルス」変調器から構成される。ポッケルス変調器は、ｏｐｔｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙｏｆＡｍｅｒｉｃａのＨａｎｄｂｏｏｋｏｆＯｐｔｉｃｓに記載されている。ポッケルス・タイプの変調器は、ＫＤＰ、ＢａＴｉＯ₃、またはＬｉＴａＯ₃などの結晶質材料から構成される。リチウム・タンタルは、良好な光学品質の電気光学材料であり、変調器用として使用できる。この結晶は、適切に配向し、研磨された材料の立方体を使用して、動作のために約３６００ボルトの半波電圧を必要とする。この電圧は、変調器のアスペクト比（すなわち長さ／高さ）を大きくすることによってかなり小さくすることができる。例えば、結晶アスペクト比６０を選択し、それにより所要の電圧を約６０ボルトまで小さくする。０．８３ミクロン波長における結晶アスペクト比および２．１５の結晶屈折率は、スループット光ビームをｆ／１４のｆ数に制限する。これは、システムの４．３３ミリメートル・ビーム直径の結果として、６０ミリメートルのリレー・レンズ焦点距離の下限を与える。６０ミリメートル焦点距離リレーおよび３．３３ミリラジアンのビーム間角度では、各ビームの焦点領域は、２００ミクロンの距離だけその最も近いビームから分離される。電極パターンと空間との比を１：１とすれば、電気光学活性領域は、１００平方ミクロンであり、約０．００４インチの同程度の結晶厚さを必要とする。したがって、所要の結晶長さは６０倍長くなり（すなわち６．０ｍｍ）、９×９アレイ用の活性結晶サイズは０．１×２×６．０ｍｍになる。各結晶面は９つのビームの変調を可能にする。正方形アレイを形成する９つのそのような面が必要である。結晶面中心間の距離は２００ミクロンである。この変調器アレイは、各結晶面に電極を備え、次いで結晶（例えば、高屈折率ガラス）と同じ屈折率の２つの不活性ウエハ間に挿入することによって作成できる。電極接続は、アレイの両面上に延び、アセンブリの縁部のところに電気接続を形成する。１９個の層アセンブリ（すなわち９個が活性層、１０個が絶縁層）の光学面は、最後の光学研磨操作中に縁部が欠ける可能性を小さくするためにスタック化後に研磨される。また、電気光学導波路変調器の二次元アレイを上述と実質上同じ寸法に作成することもできる。導波路デバイスを使用した場合、一般により低い駆動電圧においてより高い変調率が得られる。導波路アレイは、同じ光学系中の離散的変調器アレイの代わりになる。ただし、導波路アレイの交換に関連する公差は重要である。第２の現在好ましい実施形態では、変調器の二次元アレイは、ＰＬＺＴなど電気光学強誘電性セラミックのウエハまたは薄い堆積層上に堆積された電極構造を使用して実施される。そのような材料の層は、化学気相成長またはゾルゲル法によって光学基板上に堆積される。次いで、変調可能横方向電界を発生させるために、ＰＬＺＴ層である電極を適切に備える。この電界は、各個々のビームの透過の領域内にある。横方向電界を有する透過型変調器アレイの１つの要素を第３Ａ図に示す。この要素は、光学基板３０１、接地電極３０２、薄膜ＰＬＺＴ３０３、及び前面電極３０４から構成される。光ビーム３０５は、この要素を通過し、変調される。第３Ｂ図に、横方向電界を有する反射型変調器アレイの複数の要素を示す。この構成は、電極３０６、３０８など、電極の二次元アレイを備えている。これらの電極は、基板３０９と薄膜ＰＬＺＴ３１０との間に挿入される。ＰＬＺＴは、電極３０６、３０８と接地電極３１１との間に挿入される。入射ビームは、ＰＬＺＴ中の電界によって変調され、反射層３０７に当たり、再び反射される。したがって、ビーム３１２は入射ビームでもあり、出射ビームでもある。１０ミリメートル焦点距離リレーを備えた場合、システムｆ／＃は１０／４．３またはｆ／２．３３であり、８．３ミクロン波長光源用の変調器平面内のスポット・サイズは直径４．７１ミクロンである。ビーム間の距離は、ウエハ中の両方向において１０ｍｍ×３．３３ミクロン（すなわち３３．３ミクロン）である。横方向電界構成を使用した変調に必要な駆動電圧は、通常２ボルト毎ミクロンである。これは、５ミクロンの開口を仮定すれば、１０ボルトの駆動電圧が必要であることを意味する。第３Ｃ図に、本発明の一実施形態において使用される変調器を示す。４×５ビーム・アレイが示されている。ビーム・アレイのビーム３２０〜３３９は、ある所定の偏光を有する入射ビームである。駆動電極３５０〜３６９は、各ビーム３２０〜３４０の偏光を個々に制御するために共通接地電極３７０と関連させて使用される。特定の駆動電極に電圧を印加すると、対応する入射ビームの偏光が切り替わる。例えば、駆動電極３５０に電圧を印加すると、ビーム３２０の偏光が切り替わる。したがって、各ビームは、適切な駆動電極に電圧を選択的に印加することによって個々に変調することができる。第３Ｄ図に、本発明の他の実施形態において使用されるアレイ変調器のバイナリ交互電圧回路又はラインを示す。変調器要素は、特定のビームの偏光を制御するために使用される。例えば、変調器要素３７１〜３７４は、別々の４つのビームの偏光を制御するために使用される。また、これらの変調器要素は、それらの両端間に印加された電圧に従って制御される。特定の変調器要素の両端間の電圧は、前の変調器要素に対応するスイッチの位置およびその特定の変調器要素に対応するスイッチの位置によって決まる。これらのスイッチが同じ電圧を伝導する場合、その特定の変調器はオフになる。また、これらのスイッチが反対のまたは異なる電圧を伝導する場合、その特定の変調器はオンになる。言い換えれば、特定の変調器要素は、前の変調器要素に対応するスイッチによって伝導される電圧に対して同じまたは反対の電圧を印加するようにその対応するスイッチを制御することによってオンまたはオフにすることができる。例えば、スイッチ３７５〜３７９は、変調器要素３７１〜３７４をオンにするのかまたはオフにするのかを制御する。より具体的には、スイッチ３７５および３７６は、変調器要素がオンかまたはオフかを決定する、変調器要素３７１の両端間に印加された電圧を制御する。スイッチ３７５が＋Ｖ_e線路３８０に切り替えられ、かつスイッチ３７６が−Ｖ_e線路３８１に切り替えられた場合（またはその逆の場合）、変調器要素３７１はオンになる。他の場合、変調器要素３７１はオフになる。下の表１は、スイッチ位置に対する変調器要素の状態を示す真理値表である。光学記録システム次に、本発明がどのようにして光記録システムに適用されるかに関する一例について、再び第１図を参照しながら以下で詳細に説明する。データ記憶システムの重要な属性は、データが記憶媒体に書き込まれる速度または記憶媒体から読み出される速度である。データ速度は、多数の平行な光ビームを用いることによってかなり速くなる。これは、移動する記録媒体上にデータ・トラックの密着してパックされたアレイをつくり出すように配置した多数の光読取り／書込みビームをつくり出すように個々に変調可能なビームの二次元散在アレイを用いることによって達成される。集中したスポットのアレイの下で媒体を移動させれば、所望のトラック・パターンを書き込むことができる。現在好ましい実施形態では、ホログラムをある角度に回転させ、変調器中のビームの散在アレイが密着してパックされたトラックを媒体上に書き込む。これは、二次元ビーム・アレイを使用して、アレイを小さい角度にわたって回転させることによって実施される。正方形アレイの９つのビームの各列がｔａｎ^-1（１／９）の角度、すなわち平行状態から媒体移動の方向まで約６．３度にわたって回転すると、９個のパックされたトラックが媒体上に幅約１．６×９ミクロン、すなわち約１４．４ミクロンにわたってつくり出される。このパターンは、アレイ中の列の数によってホログラム上に複製される。したがって、９×Ｎ個のアレイは９個のトラックをＮ倍に複製し、それにより９×Ｎ個のトラックをつくり出す。散在アレイのためにビームの物理的距離が大きくなるので、システム・ハードウェア中ならびに媒体ビット近似効果のために、書込み動作および読取り動作に対するチャネル・クロストーク効果が最小限に抑えられることに留意されたい。第４Ａ図に、散在２×４アレイを使用した密トラック生成の一例を示す。２× ４アレイは、８つの別々なビーム４０１〜４０８をつくり出す。これらの各ビームは、別々のトラックをつくり出す。したがって、２×４アレイは、媒体（例えば、テープまたはディスク）が右から左に移動したときに異なる８つのトラックを同時に生成する。散在ビーム間隔（Ａ、Ｂ）はトラック間隔Ｃよりもはるかに大きいことに留意されたい。この効果は、上で議論したホログラムの角回転のためである。第４Ｂ図に、テープ４０９に書き込むために使用される８つのビーム４０１〜４０８を生成する２×４アレイを示す。光ディスク・システムでは、偏光ビームスプリッタ１０６および４分の１波長板１０７により媒体１０９上の照明された領域がデータを反射して、ビット読出し、焦点合わせ、およびトラッキングのために検出システム１１０に戻す。ダイナミック集束対物レンズ１０８は、約４．３ミリメートルの開口を有するｆ／１レンズである。そのようなレンズ・アセンブリは、ＦＭＡと呼ばれ、米国コロラド州ＭｏｓｔＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ社から入手できる。４．３ミリメートル焦点距離対物レンズ（ｆ／１）を使用した場合、約１ミクロンの所望の集束スポット・サイズが生じ、また１．６ミクロンの媒体１０９上の記録トラック間隔が生じる。変調されたビーム・アレイの各ビーム間の角度は、記録媒体１０９上に所望のトラック間隔が生じるように選択される。現在好ましい実施形態では、ビーム間角度は、公称１．６／４．３すなわち０．３７２ミリラジアンである。個々のトラック間隔をつくり出すために望ましいホログラム１０２を出るビーム間角度は、９×０．３７２ミリラジアン、すなわち約３．３３ミリラジアンである。言い換えれば、つくり出されるビーム角度は、媒体上の所望のトラック間隔よりも９倍大きい。媒体上に離間できる９つの要素トラック・グループの最大数は、他の軸中のホログラフィ・アレイの範囲によって与えられる。これは、最後の対物レンズのビームを集束させる能力によって制限される。視野１．８度（すなわち約３０ミリラジアン）のレンズによれば、３．３３ミリラジアンのグループ間角度を有する等距離に離間した９つのグループが得られる。したがって、そのようなシステムは、９×９アレイを収容することができ、さらに媒体上の約１３０ミクロンの領域上に８１個の平行なトラックをつくり出すことができる。レンズを通過するアレイの場合、レンズ電界はアレイ対角線を超えなければならない。上記の正方形アレイの場合、レンズ電界は１．４１４倍の大きさ（すなわち１８５ミクロンおよび２．５度）でなければならない。第５図に、反射モードを使用した二次元アレイを有する光記録システムの一例を示す。光源５０１は、ホログラム５０２中に送られるコリメート光ビームを発生する。ホログラム５０２によって生成されたビーム・アレイの多数のビームは、ビームスプリッタ５０３を通過し、変調器アレイ５０４によって変調される。反射モードでは、反射ＰＬＺＴ変調器アレイ５０４は、電圧が印加されたときに４分の１波長板の働きをする。偏光ビームスプリッタ５０３中に入射した直線偏光ビームは、反射変調器アレイ５０４から戻り、４分の１波長板５０５および対物レンズ５０６を介して記録媒体５０７に入射する。読戻しの際、照明された媒体表面５０７からの像は、ビームスプリッタ５０３を通過して、焦点およびデータ検出装置５０８および５０９に至る。現在好ましい実施形態では、いずれかの電子回路が故障した場合、戻りビームはビームスプリッタ５０３をまっすぐに通過する。したがって、故障の場合、媒体５０７には何も書き込まれない。コンピュータ・データを記憶するために使用されるデジタル記録システムでは、データが書き込まれたすぐ後にデータを読み取る手段を設けることが望ましい。このようにすれば、データが正確に書き込まれ、かつエラーなしに読み取れるリアルタイム検査が可能になる。エラーが検出された場合、データは不正確であるとしてフラグ付けされる。それにより、データは直ちに再書込みできる。上記その他の理由で、データは、１つまたは複数のエラーが検出されるブロックを再書込みすることができるデータ・ブロック（例えば６４キロバイト）中にフォーマットされる。記録されたデータのこのリアルタイム検査／訂正は「書込み後読取り」として知られる。現在好ましい実施形態では、書込み後読取り機能を容易にするビーム・パターンが３ビーム・レーザ・ダイオードを使用して実施される。３光源システムの場合、中心ビームは、書込みビームとして使用され、読取りビームとして使用される他の２つのビーム間に配置される。隣接する２つの読取りビームのいずれかは、データを読み取るためにより小さい電力において選択される。３つのすべてのビームは、同じホログラムを通過し、媒体上に同じ二次元スポット・パターンをつくり出す。光ディスクの場合、一方のビームは、書込み後読取り能力を与えるために使用され、他方のビームは、システムおよび媒体がそのように構成されている場合、前方読取りまたは消去能力を与える。光テープ・システムの場合、前方ビーム・アレイおよび後方ビーム・アレイは、テープ走行の代替方向において同じ機能を与える。同じ効果は、２ビーム・レーザを使用して、媒体走行の方向に応じて読取りビームおよび書込みビームを互い違いにすることによって得られる。光学系中に書込み後読取りビーム・アレイを取り付けるためには長方形アレイが好適である。ダブル・ビーム・アレイ・システム用の８０個の書込みビームおよび８０個の読取りビーム（合計１６０個のビーム）を仮定すると、２つの９×９アレイがレンズ開口を使用することが最適である。これら２つのアレイは、レンズ視野内で重なり合って配置される。上記のシナリオに必要なレンズ視野を計算すると、２ ×９×３．３３ミリラジアン、すなわち６０ミリラジアン、３．５度になる。これを達成するために必要なレーザ光源距離は、ビーム間角度の９倍（すなわち、９×３．３３ミリラジアン＝３０ミリラジアン）に光源コリメーション・システムの焦点距離を掛けたものである。焦点距離が６ｍｍである場合、ダイオード光源は、約１８０ミクロンだけ分離されなければならない。したがって、二次元空間光変調の装置および方法が開示される。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Two-dimensional array of modulatable light sourcesField of the invention The invention relates to the field of light modulation in two-dimensional space.Background of the Invention Light is increasingly growing in the fields of electronics, communications, signal processing, and data storage It plays a wide role. Light beams have a large bandwidth and a high propagation speed. Faster than electrical signals. In light-based systems, information is transported and processed. Instead of using an electric signal as in the past, a light beam is used. In light-based systems, a light source, such as a laser, is modulated to carry the desired information. You. Perform a wide variety of applications by performing digital or analog modulation Can use a light beam. The main ones in these application areas are , Visual display generation, optical signal processing, optical digital computation, laser printing, Digital information is stored. Lasers can be modulated at fairly high frequencies, but in many applications They require even higher data transfer rates. Strive to increase data transfer speed Over time, some prior art optics will employ multiple light beams. Was. By processing these multiple light beams in parallel, the speed of the entire system can be dramatically increased. Can be improved. Depending on the specific application, the number of light beams can be from Or it can vary up to thousands. The disadvantage of utilizing multiple light beams is that they usually generate each of these beams Requires a separate light source. These additional generators add cost In addition to increasing the width, it also affects the reliability of the entire system. In addition, these Multiple generators increase the size of the packaging several times. In addition, prior art light modulation schemes typically involve the modulation speed of an element or an entire array. Rather, it concentrates on the number of elements in the modulator array. Waveguide and PLZT ceramic Pockels devices operate only in landscape mode, while Pockels effect devices operate only in landscape mode. Operates in either mode or portrait mode. Therefore, the art uses one or several light sources, each Light beams that can effectively produce multiple light beams that can be modulated independently. There is a need for a doubling device and method. Such an apparatus and method is High speed, consisting of multiple independent partial modulators, each passed by a single light beam High throughput through the use of an electrically driven modulator element array Achieving the rate should be preferred. Each throughput light beam is diffraction limited It is most advantageous if there is.Summary of the Invention The present invention relates to optical fiber communication, optical signal processing, optical digital computation, laser printing, Generates a two-dimensional array of diffraction-limited modulated light beams for use in scanning, optical reading, etc. Apparatus and method. Basically, laser diodes and collimators Used to generate a single collimated light beam. This collimated light The beam passes through a two-dimensional holographic beam splitter. as a result Holographic beam splitter is a diffraction-limited collimated light beam Generate a two-dimensional divergent array of These light beams are then The second order of the modulated light beam is independently modulated by a two-dimensional array of optical modulator elements. Generate the original array. This modulator array consists of separate micro-optical Pockels modulators, Use either a waveguide structure or a thin layer of material deposited on a bulk material or substrate. 1 is an array of ferroelectric modulators to be used. Next, the two-dimensional array of the resulting modulated light beam The rays can be sent to a recording medium or an input surface to the next process.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES The present invention is illustrated in the figures of the accompanying drawings for purposes of illustration and not for limitation. Illustrated. Like reference numbers shall refer to like elements. FIG. 1 shows the configuration of a system capable of implementing a presently preferred embodiment of the present invention. FIG. FIG. 2 shows the modulator configuration of this system in the presently preferred embodiment. FIG. 3A is a diagram illustrating one element of a transmission modulator array having a vertical electric field. FIG. 3B shows a plurality of elements of a transmission modulator array having a vertical electric field. . FIG. 3C illustrates a modulator that can be used in one embodiment of the present invention. You. FIG. 3D shows an array of modulators that can be used in another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating a binary alternating voltage driving circuit for one row. FIG. 4A shows an optical tape recorder using a sparse 2 × 4 array of modulated beams. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of generating a track approaching in a track. FIG. 4B shows a 2 × 4 generating eight beams used to write to the tape. FIG. 4 shows an array. FIG. 5 shows an optical tape with a two-dimensional modulator array using the reflection mode. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an optical recording system that performs both writing and reading from the optical recording system.Detailed description An apparatus and method for a two-dimensional array of modulatable light sources is described. Less than In the description below, the operating frequency, array size, aperture, spacing, etc. Numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific details. It will be obvious. Other well-known structures and devices are shown in block diagram form. The invention was not unnecessarily obscured. Configuration of optical system of two-dimensional array of modulatable light sources Referring to FIG. 1, a presently preferred embodiment of the present invention can be implemented. A diagram of the configuration of the system is shown. The collimated light beam 100 is (Eg generated by laser diode or collimating lens) . Using a holographic two-dimensional array beam splitter 102, The collimated light beam 100 into a two-dimensional divergence Divide into Ray. In the currently preferred embodiment, the hologram 102 generates Was Each beam has a nominally equal intensity. Holographic splitter 102 Requires that an odd number of beams be generated in each axis. Therefore, Array sizes vary from 3x3 arrays to over a thousand individual beams. Can be The array size limit is limited by the available lasers for the selected application. Limited by either the power or the electric field of this optical system. Disk or Although smaller arrays are better suited for digital optical storage on tape media, Larger arrays available for processing, digital computing, and fiber optic communications is there. For applications where the laser power is less limited than in data storage, Larger arrays are more suitable. As an example, an array of 128 × 128 elements, each element operating at 100 MHz Realizes optical data manipulation at an overall data transfer rate exceeding 1.5 THz . The currently preferred embodiment employs a two-dimensional array of 9 × 9 beams. That In other embodiments, the desired total number of beams (eg, 35, 49, 63, 81, 99, 33 × N × M beams (eg, 5 × 7, 7 × 7, 7 × 9, 7 × 13, 9 × 9, 3 × 11, etc.). Then, each beam of the beam array 111 is each a two-dimensional array of modulators. Pass through 104 elements. Each beam is applied to one of the modulating elements of the modulator array 104. Therefore, they are separately modulated. Using a variety of different techniques, the beam array 111 Can be independently modulated. For example, a modulator array A 104 may be composed of separate elements or waveguides. in addition Holographic beam splitter 102 and modulator array The combination of 104 forms a means for generating a two-dimensional array of modulatable light beams. You. Note that both digital and analog modulation schemes are applicable to the present invention I want to be. Further, the present invention provides various modulation schemes (e.g., phase, amplitude, and frequency). Wave number modulation). Amplitude modulation is often used in optical data recording, Keys are used in optical computing and signal processing applications. Standard optical components designed for use with laser diodes A typical caliber associated with the element is about 4.3 millimeters. Hologram 102 In order to maintain the integrity of the beam after diffraction from The loop should be across the light beam. This is the maximum This means that the grid spacing is about 0.25 millimeter. Ray of given wavelength The light source (eg, a 0.83 micron laser diode) The beam-to-beam angle is given by the wavelength / grating spacing ratio. In the case of the above specification This results in an inter-beam angle of 3.33 mrad. Meet this requirement Holograms can etch metal deposits on quartz or glass substrates Can be created using an electron beam. Such holograms are Lasirls Inc., Quebec, Nada. By optical equipment manufacturers Is commercially available. These holograms are available in sizes up to 25 millimeters in diameter. Available at Two-dimensional array of collimated beam 100 generated by hologram 102 A is focused at the middle of the optical relay system consisting of relay lenses 103 and 105 I do. The relay lens 103 has a parallel focused beam with a medium "f" number. Form a two-dimensional focal plane array. The modulator array 104 is located in this focal plane. And aligned with the holographically formed beam array, thereby All the beams can be modulated individually. In the optical relay system, the focal length including the relay lenses 103 and 105 is 1 Use a 0 millimeter doublet. This array provides diffraction-limited performance I will. Separating the first relay lens 103 from the hologram 102 by one focal length, One focal length away from the modulator focal plane allows the collimated beam to be focused on the focal plane. Rays are formed. This facilitates modulator design and fabrication. Symmetric Also use a relay system. The second relay lens 105 is a modulator lens for one focal length. It is placed away from the ray 104. This forms a convergent array, which is the pupil Becomes FIG. 2 is a diagram showing the modulator configuration of the system of the presently preferred embodiment. Parallel light source Are sent through a two-dimensional computer generated hologram 102. Next And the beam array passes through the first relay lens 103 and passes through the two-dimensional modulator array. Focus on 104. The modulated beam array then passes the second relay lens 105 And finally to a recording medium or an input surface to the next process. Arrange polarization beam splitter 106 at pupil position and sample modulated beam can do. Only the beam with the correct polarization is transferred to the medium 109. This Thus, the beam can be modulated to produce a digital stream of ones and zeros . Using a third lens 108, the input surface 109 to the recording medium or the next process The beam can be refocused above. One embodiment (eg, reading an optical record Case), reflected by the quarter-wave plate 107 and the polarizing beam splitter 106 The emitted light beam is directed to the detector 110. The focal length of the third lens 108 will be selected according to the particular application to be implemented. For example, it matches the beam convergence parameters of optical fibers used in telecommunications applications. The lens 108 is selected to provide the necessary beam convergence parameters to achieve this. light In digital computing applications, the combination of relays and modulators described in detail above The desired process can be realized by continuously repeating the steps. Polarized beam sp The intermittent sampling of the beam provided by the The output of the system at that point is compared to other modulator elements elsewhere in the system (FIG. 1). (Not shown). In the embodiment of data recording The lens 108 forms a recording beam on the recording medium 109 as shown in FIG. To choose. In this way, electronically controlled optical calculations are performed . Two-dimensional electro-optic modulator array Two-dimensional electro-optic modulator array configured to operate each beam element separately Is done. In one embodiment, the two-dimensional modulator array is configured as a series of wafers Composed of an electro-optic "Pockels" modulator. The Pockels modulator is opt ical Society of AmericaHandbook of Optics It is described in. Pockels type modulators are KDP, Ba TiO_ThreeOr LiTaO_ThreeAnd other crystalline materials. Lithium tan Tal is an electro-optic material of good optical quality and can be used for modulators. This The crystals are approximately oriented for operation using a cube of properly oriented and polished material. Requires a 3600 volt half-wave voltage. This voltage is the aspect ratio of the modulator (Ie length / height) can be significantly reduced by increasing You. For example, selecting a crystal aspect ratio of 60, thereby reducing the required voltage by about 60 Down to the default. Crystal aspect ratio at 0.83 micron wavelength and 2 . A crystal index of fifteen limits the throughput light beam to an f-number of f / 14. This This results in a 60 mm diameter as a result of the system's 4.33 mm beam diameter. Gives the lower limit of the focal length of the relay lens. 60 mm focal length relay and 3.33 mrad beam-to-beam angle So, the focal area of each beam is the nearest beam by a distance of 200 microns. Separated from If the ratio between the electrode pattern and the space is 1: 1, the electro-optical active region Is 100 square microns and requires a comparable crystal thickness of about 0.004 inches And Thus, the required crystal length is 60 times longer (ie, 6.0 mm). , 9 × 9 array would be 0.1 × 2 × 6.0 mm. Each crystal face Allows modulation of 9 beams. 9 such forming a square array Need a surface. The distance between the crystal plane centers is 200 microns. This modulator array comprises an electrode on each crystal face and then a crystal (eg, a high refractive index). Can be made by inserting it between two inert wafers with the same refractive index You. Electrode connections extend on both sides of the array and make electrical connections at the edge of the assembly To form 19 layer assembly (ie 9 active layers, 10 insulating layers) The optical surface is smoothed to reduce the possibility of edge chipping during the last optical polishing operation. Polished after tacking. Also, a two-dimensional array of electro-optic waveguide modulators is created with substantially the same dimensions as described above. You can also. When using waveguide devices, lower drive voltages are generally used. Thus, a higher modulation rate can be obtained. Waveguide array is a discrete modulator in the same optical system Instead of an array. However, the tolerances associated with waveguide array replacement are important. You. In a second currently preferred embodiment, the two-dimensional array of modulators is Electrode structure deposited on a wafer or thin deposition layer of aero-optic ferroelectric ceramic Implemented using Layers of such materials can be deposited by chemical vapor deposition or sol-gel methods. Therefore, it is deposited on the optical substrate. Then, to generate a modulatable lateral electric field In addition, an electrode that is a PLZT layer is appropriately provided. This electric field is transmitted through each individual beam. In the area of. One element of a transmissive modulator array having a transverse electric field is shown in FIG. 3A. this Elements are an optical substrate 301, a ground electrode 302, a thin film PLZT 303, and a front electrode 304. Light beam 305 passes through this element and is modulated. FIG. 3B shows a plurality of elements of a reflective modulator array having a transverse electric field. This Has a two-dimensional array of electrodes, such as electrodes 306 and 308. these Are inserted between the substrate 309 and the thin film PLZT 310. PLZT is It is inserted between the electrodes 306, 308 and the ground electrode 311. The incident beam is PL The light is modulated by the electric field in the ZT, hits the reflective layer 307, and is reflected again. did Thus, beam 312 is both an incoming beam and an outgoing beam. With a 10 mm focal length relay, the system f / # would be 10/4. 3 or f / 2.33 in the modulator plane for the 8.3 micron wavelength light source. The cut size is 4.71 microns in diameter. The distance between the beams is 10 mm x 3.33 microns (or 33.3 microns) in the direction . The drive voltage required for modulation using the transverse electric field configuration is typically 2 volts per micron It is. This requires a 10 volt drive voltage, assuming a 5 micron aperture Means that FIG. 3C shows a modulator used in one embodiment of the present invention. 4 × 5 A room array is shown. The beams 320-339 of the beam array are An incident beam having a predetermined polarization. The driving electrodes 350 to 369 Used in conjunction with common ground electrode 370 to control the polarization of 20-340 individually. Used. When a voltage is applied to a specific drive electrode, the polarization of the corresponding incident beam is switched off. Take over. For example, when a voltage is applied to the drive electrode 350, the polarization of the beam 320 is changed. Switch. Thus, each beam selectively applies a voltage to the appropriate drive electrode. Modulation can be performed individually. FIG. 3D shows an array modulator binar used in another embodiment of the present invention. 3 shows a re-alternating voltage circuit or line. Modulator elements control the polarization of a particular beam. Used to For example, modulator elements 371-374 may have four separate beads. Used to control system polarization. Also, these modulator elements It is controlled according to the voltage applied between both ends. The voltage across a particular modulator element The position of the switch corresponding to the previous modulator element and the It depends on the position of the corresponding switch. These switches conduct the same voltage In that case, that particular modulator is turned off. Also, if these switches are on the opposite or When conducting different voltages, that particular modulator will be on. In other words, The constant modulator element is the voltage conducted by the switch corresponding to the previous modulator element. Control the corresponding switch to apply the same or opposite voltage to On or off. For example, switches 375-379 turn on modulator elements 371-374 Or turn off. More specifically, switch 375 and 376 controls both sides of the modulator element 371 to determine whether the modulator element is on or off. Controls the voltage applied across the terminals. Switch 375 is at + V_eSwitch to line 380 Switch 376 is set to -V_eWhen switched to the line 381 (or In the opposite case), the modulator element 371 turns on. Otherwise, modulator element 371 Turns off. Table 1 below shows the truth indicating the state of the modulator element with respect to the switch position. It is a value table. Optical recording system Next, an example of how the present invention is applied to an optical recording system will be described. This will be described in detail below with reference to FIG. 1 again. Data storage system An important attribute of data is the speed at which data is written to the storage medium or the rate at which data is read from the storage medium. The speed at which it is issued. The data rate is increased by using multiple parallel light beams. Considerably faster. This is because the data tracks are in close contact with the moving recording medium. Multiple optical read / write beams arranged to create a packed array Using a two-dimensional sparse array of individually modulatable beams to create Is achieved. Move the media under an array of concentrated spots Track pattern can be written. In a currently preferred embodiment, the hologram is rotated through an angle and the beam in the modulator is rotated. An interspersed array of teams writes closely packed tracks onto the media. this is Use a two-dimensional beam array to rotate the array over a small angle It is implemented by. Each row of the nine beams in the square array is tan^-1(1 / 9), that is, a rotation of about 6.3 degrees from the parallel state to the direction of medium movement. When turned, the nine packed tracks are approximately 1.6 x 9 microns wide on the media. That is, it is created over approximately 14.4 microns. This pattern is an array Replicated on the hologram by the number of rows in the middle. Therefore, a 9 × N array Replicates nine tracks N times, thereby creating 9 × N tracks . Because the physical distance of the beam is increased due to the sparse array, the system hardware Write and read operations in hardware and due to media bit approximation effects Note that the effect of channel crosstalk is minimized. FIG. 4A shows an example of dense track generation using a sparse 2 × 4 array. 2x The four arrays create eight separate beams 401-408. Each of these bees Create separate tracks. Thus, a 2 × 4 array is a medium (eg, 8 different tracks when the tape or disk moves from right to left Are generated at the same time. The scattered beam spacing (A, B) is much greater than the track spacing C Note that it is large. This effect is due to the angular rotation of the hologram discussed above. It is. FIG. 4B shows the eight beams used to write to tape 409 4 shows a 2 × 4 array that produces 401-408. In an optical disc system, a polarizing beam splitter 106 and a quarter wavelength The illuminated area on the medium 109 by the plate 107 reflects the data and reads the bit. And return to the detection system 110 for focusing and tracking. Die The numerical focusing objective 108 has an f / 1 with an aperture of about 4.3 millimeters. Lens. Such a lens assembly is referred to as FMA and Available from Most Manufacturing, DO. When using a 4.3 mm focal length objective (f / 1), about 1 micron The desired focused spot size of 1.6 μm on the medium 109 of 1.6 microns. The recording track interval of The angle between each beam in the modulated beam array is Are selected so that a desired track interval occurs on the recording medium 109. Currently preferred In a preferred embodiment, the interbeam angle is nominally 1.6 / 4.3 or 0.372 mm. It is Liradian. Holograms desirable to create individual track spacing The beam-to-beam angle exiting 102 is 9 × 0.372 mrad, or about 3.3. 3 milliradians. In other words, the beam angle created will be Nine times greater than the desired track spacing. The maximum number of 9 element track groups that can be spaced on the media is Given by the extent of the lithographic array. This is the last objective lens view. Limited by the ability to focus the beam. 1.8 degree field of view (ie about 30 mm Radian) lens has an intergroup angle of 3.33 mrad Nine equally spaced groups are obtained. Therefore, such a system Can accommodate a 9x9 array, and also has an area of about 130 microns on the media. 81 parallel tracks can be created on the area. A passing through the lens For rays, the lens field must exceed the array diagonal. Square above For an array, the lens field is 1.414 times as large (ie, 185 microns or so). And 2.5 degrees). FIG. 5 shows an example of an optical recording system having a two-dimensional array using a reflection mode. Is shown. Light source 501 emits a collimated light beam sent into hologram 502 Live. The multiple beams of the beam array generated by hologram 502 , Pass through a beam splitter 503 and are modulated by a modulator array 504. In the reflection mode, the reflection PLZT modulator array 504 is Acts as a quarter-wave plate. Linearly polarized light incident on the polarizing beam splitter 503 light The beam returns from the reflective modulator array 504 and the quarter wave plate 505 and the objective The light enters the recording medium 507 via the lens 506. Media illuminated during readback The image from surface 507 passes through beam splitter 503 to focus and The detection devices 508 and 509 are reached. In a presently preferred embodiment, if any electronic circuit fails, the return beam Pass straight through the beam splitter 503. Therefore, in case of failure, the medium Nothing is written to the body 507. Digital recording systems used to store computer data , It is desirable to provide a means to read the data immediately after the data is written . That way, the data can be written correctly and read without errors Real-time inspection becomes possible. If errors are detected, the data is incorrect. Flagged. Thereby, the data can be immediately rewritten. the above For other reasons, the data re-creates the block where one or more errors are detected. Formats into data blocks that can be written (for example, 64 kilobytes) Matted. This real-time inspection / correction of the recorded data Also known as "take." In a presently preferred embodiment, a beam pattern that facilitates a read-after-write function is provided. Is implemented using a three-beam laser diode. Place of 3 light source system The center beam is used as the write beam and the read beam Placed between the other two beams. One of the two adjacent reading beams , Selected at lower power to read data. All three The beam passes through the same hologram and produces the same two-dimensional spot pattern on the medium. Create. For optical discs, one beam provides read after write capability The other beam is used for the system and the medium so configured If present, provide forward read or erase capability. Previous for optical tape systems Beam array and rear beam array Give the same function. The same effect is achieved by using a two-beam laser to Obtained by staggering the read and write beams according to You. A rectangular array is required to mount the read-after-write beam array in the optics. Lee It is suitable. 80 write beams and 80 write beams for a double beam array system Assuming a read beam (160 beams total), two 9 × 9 arrays are It is best to use a lens opening. These two arrays are within the lens field of view It is arranged to overlap. Calculating the lens field of view required for the above scenario gives 2 X 9 x 3.33 milliradians, or 60 milliradians, 3.5 degrees. This The laser source distance required to achieve this is nine times the interbeam angle (ie, 9 × 3.33 mrad = 30 mrad) light source collimation system Multiplied by the focal length of the camera. When the focal length is 6 mm, diode light The sources must be separated by about 180 microns. Accordingly, an apparatus and method for two-dimensional spatial light modulation is disclosed.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LU, M C, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG , CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (KE, LS, MW, SD, SZ, U G), AL, AM, AT, AT, AU, BB, BG, B R, BY, CA, CH, CN, CZ, CZ, DE, DE , DK, DK, EE, EE, ES, FI, FI, GB, GE, HU, IS, JP, KE, KG, KP, KR, K Z, LK, LR, LT, LU, LV, MD, MG, MK , MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SK, TJ, T M, TT, UA, UZ, VN

Claims

[Claims] 1. A light source for generating light, A first lens that collimates the light into a light beam; When the light beam passes, a two-dimensional structure composed of a plurality of diffraction-limited light beams A two-dimensional holographic beam splitter that creates an array, A two-dimensional modulator array that independently modulates the plurality of light beams, Wherein a plurality of modulated light beams are created by said modulator. For generating a two-dimensional array of focused diffraction-limited light beams. 2. Wherein said modulator array comprises a discrete optical Pockels modulator The apparatus of claim 1, wherein: 3. 2. The modulator array as claimed in claim 1, wherein the modulator array comprises a plurality of waveguides. An apparatus according to claim 1. 4. Electrode structure in which the modulator array is deposited on an electro-optic ferroelectric ceramic layer The device of claim 1, wherein the device comprises: 5. The plurality of modulated light beams created by the beam splitter. Feature that the system consists of a two-dimensional branching array of diffraction-limited collimated light beams The apparatus according to claim 1, wherein: 6. The apparatus of claim 5, wherein the modulator array is in a transmission mode. Place. 7. 7. The transmission mode modulator array of claim 6, wherein the array comprises a transverse electric field. An apparatus according to claim 1. 8. The apparatus of claim 5, wherein the modulator array is in a reflection mode. Place. 9. 9. The reflection mode modulator array of claim 8, wherein the array includes a transverse electric field. An apparatus according to claim 1. 10. The modulator array performs amplitude modulation by polarization rotation. The device of claim 5, wherein 11. The modulator of claim 5, wherein the modulator array performs phase modulation. Equipment. 12. Combining the plurality of light beams from the holographic beam splitter with A pair of relay lenses focused on the modulator array; An optical medium on which digital data is recorded; An objective lens for focusing the plurality of modulated light beams on the optical medium; Polarizing beam splitter for transmitting a light beam having a predetermined polarization to the objective lens The apparatus of claim 1, further comprising: 13. At an angle such that the beam spacing is greater than the track spacing of the medium. 13. The holographic beam splitter according to claim 12, wherein the holographic beam splitter is rotated. The described device. 14． Reading to read data from the medium immediately after the data is written And further comprising a second light source used to generate the beam. An apparatus according to claim 13. 15. And a third light source used to generate the second read beam. Wherein the write beam is located between the two read beams. An apparatus according to claim 14. 16. Further comprising means for implementing protection against a failure, when the failure occurs The plurality of light beams may be used to write the polarized light beam without writing data to the medium. 14. Apparatus according to claim 13, characterized by passing through a splitter. 17． Generating a collimated light beam; Diffraction limited collimation by passing the collimated light beam through a hologram Creating a two-dimensional branched array of light beams; The plurality of light beams is passed by passing the array of light beams through a two-dimensional modulator array. Modulating the beams independently of each other A method for generating a two-dimensional array of modulated light beams, comprising: 18. Wherein said modulation step is performed by a discrete optical Pockels modulator. The method according to claim 17, characterized in that: 19. The modulation step is performed by a plurality of waveguides. The method according to claim 17. 20. Said modulating step comprises an electrode deposited on the electro-optic ferroelectric ceramic layer 18. The method of claim 17, implemented by a structure. 21. 18. The method of claim 17, wherein the modulating step operates in a transmission mode. The described method. 22. Applying a vertical electric field to the modulator array. 22. The method of claim 21, wherein the method comprises: 23. Applying a lateral electric field to the modulator array. 22. The method of claim 21, wherein the method comprises: 24. 18. The method of claim 17, wherein the modulating step operates in a reflection mode. The described method. 25. Applying a vertical electric field to the modulator array. 25. The method of claim 24, wherein the method comprises: 26. Applying a lateral electric field to the modulator array. 25. The method of claim 24, wherein the method comprises: 27. The modulator array performs amplitude modulation by polarization rotation. 13. The method according to claim 12, wherein 28. The method of claim 17, wherein the modulator array performs phase modulation. The method described. 29. Pass only the light beam having a predetermined polarization of the light beam through the objective lens Steps and Only the light beam having the predetermined polarization out of the light beams by the objective lens Focusing on an optical medium; Recording digital data on the optical medium. 18. The method according to claim 17, wherein the method comprises: 30. The beam interval between the hologram and the optical medium is between the tracks of the medium. Further comprising the step of rotating at an angle larger than the gap. 30. The method of claim 29, wherein 31. Reading to read data from the medium immediately after the data is written Providing a second light source for generating a beam. 31. The method according to claim 30. 32. Providing a third light source for generating a second read beam. Wherein the write beam is located between the two read beams. 31. The method according to 31. 33. The plurality of media can be written without writing data to the medium when a failure occurs. Passing a light beam through the polarizing beam splitter. The method according to claim 17, wherein