(57)【要約】本発明は、ホログラフィック記憶媒体からデータを読み取るシステムであって、光路を長くすることにより光路を増加させる点からみて、ホログラフィック記憶媒体を読み取るように用いられる参照ビームの光を再利用するように、平行路を規定する環状光キャビティを有する、システムに関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラフィック記憶媒体を読み取るシステムであって、閉光路を規定する環状光キャビティを有する、システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、前記環状光キャビティは、前記ホログラフィック記憶媒体を透過するように意図されたレーザビームを前記閉光路に沿って生成する利得媒体を更に有する、システム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムであって、前記環状光キャビティは、前記閉光路に沿って位置している光アイソレータを更に有する、システム。
【請求項４】
請求項２に記載のシステムであって、前記閉光路は、結合ミラーに結合された第１ループ及び第２ループを有し、前記第１ループは前記利得媒体を有し、前記第２ループは、前記閉光路に沿って波ベクトルの符号を変える構成と、前記ホログラフィック記憶媒体の移動によりもたらされる前記閉光路の長さの変化を補償する光学要素と、を有する、システム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムであって、前記ホログラフィック記憶媒体の角度移動に従うように、前記光学要素を回転させる駆動手段を更に有する、システム。
【請求項６】
請求項４に記載のシステムであって、前記光学要素は、前記ホログラフィック記憶媒体の厚さ及び屈折率と同じ厚さ及び屈折率を有する、システム。
【請求項７】
請求項４に記載のシステムであって、前記光学要素は前記ホログラフィック記憶媒体の一部である、システム。
【請求項８】
請求項４乃至７の何れか一項に記載のシステムであって、前記環状光キャビティは、前記閉光路に沿って位置している光アイソレータを更に有する、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィック記憶媒体におけるデータを読み取るシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光記憶の次世代のための候補の１つはホログラフィック記憶媒体である。層にデータを記憶することが提案されている従来の光ディスク記憶（例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−Ｒａｙディスク等）においては、ホログラフィック記憶はボリューメトリック（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ）記憶に基づいている。このことは、１２ｃｍのディスクにおいて約１Ｔｂｙｔｅの代表的な値を有するかなり高い記憶容量を可能にする。
【０００３】
しかしながら、ホログラフィック記憶は、ホログラフィック記憶媒体の読み取り中には、比較的低い光路効率である。実際には、主に、ホログラフィック材料の低回折効率のために、出射されたレーザ光から検出される電子への代表的な光路効率はしばしば、１０−４乃至１０−５のオーダーにある。このことは、かなり低い電力効率をもたらし、可搬型装置におけるホログラフィック記憶技術の導入を妨げている。
【０００４】
図１に、ホログラフィック記憶媒体（ＨＳＭ：Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｍｅｄｉｕｍ）を読み取るシステムを示す。回折効率は読み取られるホログラムにより回折される光の割合である。ホログラフィック記憶媒体ＨＳＭのホスト材料とホログラフィック記憶媒体において記憶されるホログラムとの間の小さい屈折率差のために、この回折効率の値は、典型的にはかなり小さい。そのようなシステムにおいては、屈折効率は、入射プローブＳ＿ｉｎ（即ち、読み取りレーザビーム）からの光の殆どは透過され、回折信号Ｓ＿ｄｉｆｆ（波ベクトルｋｄに従って）により行われる回折部分のみが、ホログラフィック記憶媒体に記憶されているデータについての情報を有する。例えば、回折信号Ｓ＿ｄｉｆｆは光の０．００１％を有することが可能であり、透過信号Ｓ＿ｔｒａｎｓは光の９９．９９９％を有することが可能である。
【０００５】
更に、そのような低回折効率は、エラー補正アルゴリズムの頻繁な使用及び実行可能な信号対ノイズ比を維持するノイズ抑制技術を必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ホログラフィック記憶媒体からデータを読み取る改善されたシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的のために、ホログラフィック記憶媒体を読み取るシステムが提案され、該システムは、閉光路を規定する環状キャビティを有する。
【０００８】
本発明に従って、ホログラフィック記憶媒体を読み取るように用いられる参照ビームの光は環状キャビティにおいて再利用され、光路効率を高くすることを可能にする。
【０００９】
本発明の特定の特徴について、以下、添付図に関連付けて詳述する実施形態を参照して説明し、添付図においては、同様の要素又はサブステップは同様に示されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図２は、ホログラフィック記憶媒体を読み取る直線状キャビティを示す。その直線状キャビティは、第１ミラーＭ１及び第２ミラーＭ３により閉じている。直線状キャビティはまた、利得媒体ＧＭ及び結合ミラーＭ２を有する。読み取りビームは、各々の往復でホログラフィック記憶媒体ＨＳＭを２回、透過する。直線状キャビティにおいては、復路で、光は、ホログラフィック記憶媒体を反対方向に透過する。所謂、光の波ベクトルｋは、ここでは、−ｋになり、従って、回折が、その逆方向にまた、検出器から遠ざかるように生じる。ホログラムに記憶されたデータに関する情報を有する第１回折ビームＳ＿ｄｉｆｆ１及び第２回折ビームＳ＿ｄｉｆｆ２が、それ故、生成される。
【００１１】
次の２つの別個の制約状態が存在する。
−  結合ミラーＭ２はかなり小さい反射を有し、基本的には使用されない。この場合、ホログラフィック記憶媒体ＨＳＭはレーザキャビティ（キャビティ内構成）の一部であり、そのシステムのレージングはホログラム特性に強く依存する。
−  結合ミラーＭ２は、たとえ、ホログラフィック記憶媒体ＨＳＭ及びミラーＭ３が存在しなくても、レージングが生じるように、十分に高い反射を有する。このような長いキャビティ構成においては、より良好な安定性が予想されるが、全体としての効率は低い。
【００１２】
第１経路におけるのと同じ方向にある第２経路に光のｋベクトルを保つように、単純な直線状キャビティを用いることはできない。
【００１３】
一方向要素を有する環キャビティのみを用いるとき、ホログラフィック記憶媒体により屈折されなかった光の波ベクトルは同じ状態のままである。各々の通過毎に、ホログラフィック記憶媒体は、読み取られるデータに寄与する。
【００１４】
図３は、ホログラフィック記憶媒体ＨＳＭを読み取る本発明に従った第１光キャビティを示す。
【００１５】
その光キャビティは、閉光路が規定されるように接続された複数の要素を有する。その光キャビティはまた、同じ光が前方及び後方の両方に伝搬しない光路（即ち、重なり合っていない経路部分）の状態のために、環キャビティとも呼ばれるものである。
【００１６】
キャビティは、ホログラフィック記憶媒体に記憶されているホログラフィックデータを読み取る点からみて、閉光路に沿って位置しているホログラフィック記憶媒体ＨＳＭを透過するように意図されているレーザビームを前記光路に沿って生成する利得媒体ＧＭを有する。利得媒体ＧＭは、生成されるレーザビームの波長及び他の特性を決定する。利得媒体ＧＭは、反転分布を生成するようにエネルギーを与える役割を有するポンプ源（図示せず）により励起され、光増幅の現象に先行して光の自然放出及び誘導放出が起こる利得媒体においては、光学利得とも呼ばれる。例えば、利得媒体は、液体、気体、固体又は半導体を有することが可能である。
【００１７】
光学キャビティは、光路を閉じるように、光路に沿って位置しているミラー（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４）の集合を有する。代替として、それらのミラーの少なくとも１つ（例えば、Ｍ４）は、より容易なレージング（ｌａｓｉｎｇ）調整の点からみて光路が制御されるように、回転運動可能及び／又は並進運動可能である。
【００１８】
ホログラフィック記憶媒体ＨＳＭの読み取りは、例えば、回転矢印で示しているように、光路に比べて相対角度を変えて行われる。
【００１９】
任意に及び有利に、光学キャビティは光アイソレータＯＩを有することが可能である。光アイソレータは、一方向性装置、即ち、通常、ファラデー効果（磁気光学効果）に基づく基本的な光学要素である。通常、光アイソレータは偏光感度を有し、ベルデ定数を有する透明な材料の周りの磁石及び直線偏光子を有することが可能である。光アイソレータの目的は、光が“好ましくない方向”に進まないようにすることである。実際には、光は適切に規定された、所謂、波ベクトルｋを有するために、反対方向に進む光は逆の波ベクトル（即ち、−ｋ）を有する。そのような好ましくない方向に進む光は、従って、検出器に到達しない波面を再構成すること、それ故、好ましくない光損失に繋がることをもたらす位相共役読み取りホログラムをもたらす。この場合、ただ１つの回折ビームＳ＿ｄｉｆｆが生成される。
【００２０】
図４は、ホログラフィック記憶媒体ＨＳＭを読み取る本発明に従った第２光キャビティを示す。
【００２１】
光キャビティは、閉光路が規定されるように接続された複数の要素を有する。光キャビティはまた、同じ光が前方及び後方の両方に伝搬しない（即ち、重なり合わない経路部分）に沿った閉光路の状態のために、環状キャビティと呼ばれるものである。
【００２２】
ホログラフィック記憶媒体の読み取りで用いられる特定のレーザパワー及びレーザモードに応じて、レーザを生成するように用いられる要素ばかりでなく、ホログラムデータを読み取るために用いられる要素を、有する単独のキャビティ（図３に示す）を有しないことはより良好である。実際には、ホログラフィック記憶媒体は、光路に沿って位置し、ホログラムデータを読み取る点からみて回転するように意図されているため、レージング現象の安定化に影響を与える。
【００２３】
その閉光路は、従って、“レーザ利得キャビティ”とも呼ばれる第１ループ、及び“読み取りキャビティ”とも呼ばれる第２ループを有し、第１ループ及び第２ループは結合未来Ｍ１に結合されている。
【００２４】
結合ミラーＭ１の目的は、第２ループから第１ループを分離する（少なくとも一部を）ことである。結合ミラーは、数％乃至１００％（しかし、１００％未満）の範囲内の透過率を有することが可能である。結合ミラーの反射率が高ければ高い程、外界から、特に、ホログラフィック記憶媒体を読み取るように用いられる第２ループからより良好に分離されるために、利得キャビティはより安定になる。高い反射性の結合ミラーの短所は、第２ループにおける光強度が、キャビティのその部分における光損失に応じて、減少されることである。
【００２５】
これは、回折又は他の光損失により光損失を置き換えるように第２ループに新しい光を連続的に供給しながら、より安定なレージング減少をもたらす。
【００２６】
第１ループは次を有する。
−  利得媒体ＧＭ：この要素は、生成されるレーザビームの波長及び他の特性を決定する。利得媒体は、反転分布を生成するようにエネルギーを供給する役割を有するポンプ源（図示せず）により励起され、利得媒体においては、光利得の現象、即ち、増幅に先行して、光の自然放出及び誘導放出が起こる。例えば、利得媒体は、液体、気体、固体又は半導体を有することが可能である。
−  結合ミラーＭ１と共に、前記第１ループの光路を閉じるミラー（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４）の集合。
【００２７】
任意に、第１ループは、該第１ループの光路に沿って挿入された光アイソレータＯＩを有する。その光アイソレータは一方向性装置、即ち、通常、ファラデー効果（磁気光学効果）に基づく基本的な光学要素である。通常、光アイソレータは偏光感度を有し、ベルデ定数を有する透明な材料の周りの磁石及び直線偏光子を有することが可能である。光アイソレータの目的は、光が“好ましくない方向”に進まないようにすることである。光は適切に規定された、所謂、波ベクトルｋを有するため、反対方向に進む光は逆の波ベクトル（即ち、−ｋ）を有する。そのような好ましくない方向に進む光は、従って、検出器に到達しない波面を再構成すること、それ故、好ましくない光損失に繋がることをもたらす位相共役読み取りホログラムをもたらす。
【００２８】
第２ループは次を有する。
−  光路に沿った波ベクトルの符号を変える構成Ａ（ビーム移動補償器と呼ばれる）。この構成は、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、１／４波長板ＷＰ１、ミラーＭ７及び１／２波長板ＷＰ２を有する。光は、先ず、偏光ビームスプリッタを透過する。そのようなビームスプリッタは一の直線偏光を有する光を反射する一方、他の直線偏光を有する光を透過する。１／４波長板ＷＰ２は、キャビティ内の光の直線偏光を円偏光光に変える、及びその逆に変える特性を有する。続いて、光は、ミラーＭ７により反射され、反射時に利き手（ｈａｎｄｅｄｎｅｓｓ）を変える。その偏光は、１／４波長板ＷＰ１の第２の透過により再び、直線偏光に変えられるが、ここでは、キャビティの内部でオリジナルの偏光に対して直交方向を有し、それ故、１／２偏光板ＷＰ２の方に偏光ビームスプリッタＰＢＳにより透過される。１／２波長板は、再び、ビームの直線偏光を回転させるように用いられる。１／２波長板を透過した後、ビームは最終的に、オリジナルの直線偏光に戻る。構成Ａの目的は、ホログラフィック媒体及び補償板の回転に拘わらず、キャビティの光路長、即ち、この構成の入力ビーム及び出力ビーム間の左右方向移動を維持することである。この構成はまた、例えば、所謂、ペンタプリズム（即ち、凧の形状を有する）の２つのミラーを有する適切な構成（図示せず）により得られることに留意されたい。
−  前記ホログラフィック記憶媒体の移動によりもたらされる光路長の変化を補償する光学要素ＯＥ。この光学要素は、光ビームの左右方向の移動を補償するように復路内に置かれている。この実施形態は、前記ホログラフィック記憶媒体の角度変化に従うように、前記光要素ＯＥを回転させる駆動手段（図示せず）を有する。有利であることに、その光学要素は、図５に示すように、ホログラムの一部であることが可能である。有利であることに、この光学要素ＯＥは、読み取りのために前記第２ループの光路内に挿入されるように意図されたホログラムと同じ屈折率及び同じ厚さを有する。
−  結合ミラーＭ１及び構成Ａと共に、前記第２ループの光路を閉じるためのミラー（Ｍ５、Ｍ６）の集合。有利であることに、それらのミラーの一（例えば、Ｍ５）は、その光路長が、キャビティを共鳴に保つように調節されるように、並進移動及び回転移動可能である。
【００２９】
本発明については、図に示し、上の説明において詳述しているが、そのような図及び説明は、例示であって、限定的なものではなく、本発明は開示された実施形態に限定されるものではない。
【００３０】
開示している実施形態の他の変形については、図、明細書及び同時提出の特許請求の範囲により、本発明の実行において、当業者は理解し、達成することができる。用語“を有する”は、他の要素又はステップを排除するものではなく、要素又はステップの単数表現はそれら要素又はステップの複数を排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ホログラフィック記憶媒体の読み取りを示す図である。
【図２】ホログラフィック記憶媒体を読み取る直線状キャビティを示す図である。
【図３】ホログラフィック記憶媒体を読み取る本発明に従った第１実施形態を示す図である。
【図４】ホログラフィック記憶媒体を読み取る本発明に従った第２実施形態を示す図である。
【図５】ホログラフィック記憶媒体を読み取る本発明に従った第３実施形態を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年6月30日(2008.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラフィック記憶媒体を読み出すシステムであって、閉光路を規定する環状光キャビティを有し、前記環状光キャビティは、前記ホログラフィック記憶媒体を透過するように意図されたレーザビームを前記閉光路に沿って生成する利得媒体を更に有する、システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、前記環状光キャビティは、前記閉光路に沿って位置している光アイソレータを更に有する、システム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムであって、前記閉光路は、結合ミラーに結合された第１ループ及び第２ループを有し、前記第１ループは前記利得媒体を有し、前記第２ループは、前記閉光路に沿って波ベクトルの符号を変える構成と、前記ホログラフィック記憶媒体の移動によりもたらされる前記閉光路の長さの変化を補償する光学要素と、を有する、システム。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムであって、前記ホログラフィック記憶媒体の角度移動に従うように、前記光学要素を回転させる駆動手段を更に有する、システム。
【請求項５】
請求項３に記載のシステムであって、前記光学要素は、前記ホログラフィック記憶媒体の厚さ及び屈折率と同じ厚さ及び屈折率を有する、システム。
【請求項６】
請求項３に記載のシステムであって、前記光学要素は前記ホログラフィック記憶媒体の一部である、システム。
【請求項７】
請求項３乃至６の何れか一項に記載のシステムであって、前記環状光キャビティは、前記閉光路に沿って位置している光アイソレータを更に有する、システム。
【国際調査報告】
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