(57)【要約】【課題】データ記憶密度を高める一助となるホログラフィックシステムおよびかかるシステムの使用方法を提供すること。【解決手段】波長多重化ホログラフィックシステムは、波長を多重化するための波長可変青紫色レーザ（１０）および制御器（１４０）を含む。ホログラフィックデータの記録方法は、ホログラフィック媒体（２０）を提供する工程と、波長を多重化するための波長可変青紫色レーザ（１０）を提供する工程と、ホログラムを設定された波長で記録するためにレーザ波長を調整する工程と、その設定波長で前記ホログラフィック媒体（２０）上にホログラフィックデータを記録する工程とを含む。ホログラフィックデータの検索方法は、ホログラフィック媒体（２０）を提供する工程と、少なくとも１つの波長可変青紫色レーザ（１０）を提供する工程と、青紫色レーザを設定された波長に調整する工程と、その設定波長でデータを検索する工程とを含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を供給するように構成された波長可変青紫色レーザ（１０）と、
ホログラフィックシステムの前記レーザの波長を多重化するための制御器（１４０）とを含む、波長多重化ホログラフィックシステム。
【請求項２】
前記レーザが、約３７５ナノメートルから約４２５ナノメートルの範囲のコヒーレント電磁放射を発生するように構成されている、請求項１記載のホログラフィックシステム。
【請求項３】
前記レーザが、レーザを発生するように構成された少なくとも１つの基本結晶を含み、前記基本結晶（１２０）が、コロクイリイト結晶である、請求項１記載のホログラフィックシステム。
【請求項４】
前記レーザが、周波数を２倍化するように構成された少なくとも１つの非線形結晶（１６０）を含む、請求項１記載のホログラフィックシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの非線形結晶が、三ホウ酸リチウム結晶を含む、請求項４記載のホログラフィックシステム。
【請求項６】
さらに、ホログラフィック媒体（２０）の内部で干渉パターンを形成できるように前記レーザの動作を単一周波数に絞るための１つまたは複数のフィルタ（１３０）を含む、請求項１記載のホログラフィックシステム。
【請求項７】
少なくとも１つの前記フィルタによってフィルタリングされる基本波長範囲が調整可能である、請求項６記載のホログラフィックシステム。
【請求項８】
前記ホログラフィックシステムが、ビット単位ホログラフィックシステムを含む、請求項１記載のホログラフィックシステム。
【請求項９】
前記ホログラフィックシステムが、ページ単位ホログラフィックシステムを含む、請求項１記載のホログラフィックシステム。
【請求項１０】
さらに、周波数２倍化波長でデータを記録し、基本波長でデータを検索するように構成されている、請求項１記載のホログラフィックシステム。
【請求項１１】
データを記録するためのホログラフィック媒体（２０）を提供する工程と、
波長を多重化するための波長可変青紫色レーザ（１０）を提供する工程と、
ホログラムを設定されたある波長で記録するために前記レーザ波長を調整する工程と、
ホログラフィックデータを前記設定波長で前記媒体内に記録する工程とを含む、ホログラフィックデータ記録方法。
【請求項１２】
さらに、前記レーザを順次異なる設定波長の組に調整して、各波長に関連するデータを記録する工程を含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
記録データを含むホログラフィック媒体（２０）を提供する工程と、
少なくとも１つの波長可変青紫色レーザ（１０）を提供する工程と、
前記青紫色レーザを設定されたある波長に調整する工程と、
前記設定波長でデータを検索する工程とを含む、ホログラフィックデータの検索方法。
【請求項１４】
さらに、前記レーザを順次異なる設定波長の組に調整して、各波長に関連するデータを検索する工程を含む、請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にホログラフィック装置に関する。本発明は、特に波長多重化ホログラフィック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンパクトディスク（ＣＤ）やディジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）など従来の面上ベースの記憶システムに代わる手法に、記憶媒体の体積全体を使用してデータ容量を増大させる体積記憶技術がある。ホログラフィック記憶装置は、体積記憶技術の一種である。ホログラフィック記憶装置は、従来の光学記憶技術に比べて、相対的に高いデータ密度と高速アクセス（ｓｈｏｒｔ  ａｃｃｅｓｓ  ｔｉｍｅ）を実現する潜在能力を有する。
【０００３】
従来の体積ホログラフィック記憶装置、すなわちページ単位ホログラフィック記憶装置では、２つの光線からのレーザ光、すなわち参照光と符号化データを含む信号光とが、感光性ホログラフィック媒体の体積内で重なり合う。これら２つの光線が重なり合って生じる干渉パターンによって、ホログラフィック記録媒体の屈折率に変化または変調が生じる。複数ビットが、ページ単位で、すなわちビットの２次元アレイ単位で、一緒に符号化されあるいは復号される。複数ページが、角度多重化、波長多重化、位相コード多重化、または関連する多重化技術によって、その体積内に記憶することができる。各ページは、その対応する参照光を用いて個別に検索することができる。参照光は、記憶された屈折率の変調と作用し合って、符号化データを含む信号光を再構成する。この記憶手法は並行な性質のものなので、高速転送および高速アクセスが可能になる。
【０００４】
ビット単位体積ホログラフィでは、データは、マイクロホログラムと呼ばれる微視的な反射回折格子として、感光性体積内にビット単位で記憶される。単一のマイクロホログラムは単一のビットに相当し、マイクロホログラムの有無が「１」または「０」（またはその逆）に相当する。こうしたマイクロホログラムは、角度多重化や波長多重化などの多重化技術を用いて同じ体積素子内に重ね合わせて記憶することができる。このように、ディスクの同じ体積素子内に複数のビットを記憶することで、記憶容量が増大すると共に、潜在的にはかかる多重化率だけデータ転送速度が増す可能性もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ホログラフィック媒体のデータ記憶密度を高める方策を見出すことが常に求められている。したがって、データ記憶密度を高める一助となるホログラフィックシステムおよびかかるシステムの使用方法を見出すことが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
簡単に述べると、本発明の一実施形態によれば、波長多重化ホログラフィックシステムは、波長可変青紫色レーザと前記ホログラフィックシステムの前記レーザの波長を多重化する制御器とを含む。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、ホログラフィック記録方法は、データを記録するためのホログラフィック媒体を提供する工程と、波長を多重化するための波長可変青紫色レーザを提供する工程と、ホログラムを設定されたある波長で記録するためにレーザ波長を調整する工程と、その設定波長でホログラフィックデータを記録する工程とを含む。
【０００８】
本発明のさらに他の態様によれば、ホログラフィックデータの検索方法は、ホログラフィック記憶媒体を提供する工程と、少なくとも１つの波長可変青紫色レーザを提供する工程と、青紫色レーザを設定されたある波長に調整する工程と、その設定波長でホログラフィックデータを検索する工程とを含む。
【０００９】
本発明の上記その他の特徴、態様、および利点は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めばよりよく理解されよう。図面を通して、同じ符号は同じ部品を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本明細書では、用語「基本波長」とは、レーザ発振媒体（ｌａｓｉｎｇ  ｍｅｄｉｕｍ）によって出力された放射の波長を指し、その出力は別の波長にシフトすることができる。
【００１１】
本明細書では、用語「周波数２倍化（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｏｕｂｌｅｄ）波長」とは、入力コヒーレント放射の周波数を２倍にするように構成できる、周波数２倍化（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｏｕｂｌｉｎｇ）結晶などの波長シフト素子の出力を指す。
【００１２】
本明細書では、用語「青紫色レーザ」とは、約３７５ｎｍ〜約４２５ｎｍの波長範囲で放射を発するレーザを指す。
【００１３】
ホログラフィック記憶装置では、極めて高いデータ密度を実現するために、記録材料の同一体積内にいくつかのホログラムを多重化してもよい。ホログラフィック多重化技術には、波長多重化、角度多重化、空間多重化、および位相多重化を含めていくつかの技術がある。波長多重化では、各ホログラムを互いに干渉せずに記録し、かつ参照光の波長を番地付けのためのメカニズムとして用いて各ホログラムを検索できるように、各ホログラムを記録するための参照光および信号光の光学波長を変える必要がある。
【００１４】
本発明の諸態様は、波長多重化ホログラフィックシステムおよびその使用方法に関する。本発明の範囲に含まれるシステムおよび方法は、光スペクトルの青紫色領域において波長を多重化することによって、ホログラフィック記録システムのデータ密度を高める助けとなる。この波長多重化は、記録スポットのサイズおよびホログラム間における波長の分離を最小にし、その結果データ密度を高くするのに役立つ。スペクトルの青紫色領域の波長は、それが比較的短いので、従来のホログラフィックシステムで通常使用されているところの光スペクトルの緑色と赤色の領域で得られるデータ密度に比べて、データ密度をかなり上昇させることができる。
【００１５】
記録された２つのホログラフィック回折格子の間のクロストークを最小にするのに必要な最小波長分離間隔は、以下の式で表すことができる
【００１６】
【数１】
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【００１７】
上式で、Δλは最小波長分離間隔、λは波長可変レーザの中心波長、ｎはホログラフィック媒体の屈折率、ｄはホログラフィック媒体内のホログラムの長さである。例えば、λが５３２ｎｍ、ｄが２００μｍ、ｎが１．５である場合、最小波長分離間隔Δλは０．４７ｎｍとなる。λを４０５ｎｍに変えると、最小波長分離間隔Δλは０．２８ｎｍまで減少する。Ｎ数のホログラムの波長を多重化するための波長範囲はＮΔλで得られる。５３２ｎｍの波長で２００個のホログラムを多重化するには、通常９４ｎｍのレーザ調整範囲が必要になるが、４０５ｎｍでは５５ｎｍの調整範囲で十分である。したがって、より短い波長領域で波長多重化を行うのが有利である。
【００１８】
また、コスト面からも、クロストークまたは干渉を最小限に保ちつつ、ホログラフィック材料の厚さを減少することが望ましい。青紫色領域で波長多重化を行うことで、ホログラフィック材料を現在利用可能なＣＤと同程度に薄く保ちながら、データ密度を高めるという利点が得られる。
【００１９】
本発明のホログラフィック記憶システムおよびホログラフィック検索システムは、一般に、協働して動作する、１つまたは複数のレーザ光源、１つまたは複数のレーザ光変調器、および１つまたは複数のタイプの感光性ホログラフィック媒体を利用するものである。本発明の一実施形態、すなわち図１に示すようなページ単位のホログラフィックデータ記録システムでは、波長可変レーザ１０がスペクトルの青紫色領域でコヒーレント放射を発し、この放射がビーム分割器４０に入射する。ビーム分割器は、回折型光分割器でも、他のタイプのビーム分割器でもよい。レーザ光は２つ以上の光線に分割され、そのうちの１つの光線、すなわち参照光６２は、ミラー５０などの１つまたは複数のミラーに当たる。このミラーは、参照光６２を記録媒体２０上の特定の位置の方に向かわせるように構成されている。ホログラフィック媒体２０の例（これらに限定されるものではないが）として、フォトポリマー、熱可塑性樹脂、および／または無機結晶材料などの感光性記録媒体がある。
【００２０】
第２の光線は、データ符号器３０によって変調され、このデータ符号器３０から信号光６０として出力される。データ符号器は、例えば、変形可能ミラー素子（ＤＭＤ）や液晶素子などの空間光変調器（ＳＬＭ）である。データ符号器３０は、記録すべきデータ情報を信号光６０上に符号化する。データ符号器３０は、透過式（図１）でも反射式（図示せず）でも使用することができる。データは、ホログラフィック回折格子すなわち干渉回折格子として記録される。図３は、波長多重化ホログラフィックデータ２４、２６、２８が記録されているホログラフィック媒体２０の一例を示す概略図である。
【００２１】
本発明の他の実施形態は、図２に示すようなページ単位ホログラフィック検索システムである。この実施形態では、青紫色領域でレーザ発振する波長可変レーザ１０からの読出し光６４がホログラフィック媒体２０の方に向けられる。この光線は、媒体内に記録されたホログラムによって回折された後、符号化データを含むデータ光６６として出力され、検出器９０上に投射される。検出器の（非限定的な）例としては、ＣＣＤ（電荷結合素子）アレイやＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）アレイが含まれる。
【００２２】
本発明のページ単位ホログラフィック記録およびページ単位ホログラフィック検索の実施形態が、個別にも、単一の集積システム中でも使用できることは、本発明の範囲に含まれることを理解されたい。
【００２３】
本発明のさらに他の実施形態、すなわち図４に示すようなビット単位ホログラフィック記録システムでは、波長可変レーザ１０が青紫色領域でコヒーレント放射を発し、この放射は、ビーム分割器４０によって少なくとも２つの光線６８、６９に分割される。光線６８および６９は、一連のミラー５２、５４、５６によってホログラフィック媒体の体積内のあるポイントに向けられる。それらの光線は、集光光学系７２および７４によってホログラフィック媒体の体積内のあるスポットに集光される。集光光学系７２および７４は、それらの光線をホログラフィック媒体の体積内の様々な深さのスポットに集光させることができる。これらの光線は、媒体２０の体積内で干渉して、データをホログラフィックマイクロ回折格子として記録する。この実施形態では、本発明は、さらに、収差補正するための収差補正光学系７６を含むことができる。一実施形態では、波長可変レーザ１０から出力された光線を、パルス化励起素子を用いてパルス化することができる。他の実施形態では、レーザ１０の出力は、制御可能シャッタ８２、例えば、電気光学変調器または音響光学変調器を用いてパルス化することができる。
【００２４】
本発明の他の実施形態、すなわち図５に示すようなビット単位ホログラフィック検索システムでは、波長可変レーザ１０が青紫色領域でコヒーレント放射を発する。この光線は、拡張光学系７４によって拡張され、偏光ビーム分割器４２および１／４波長板８０を透過する。この光線は、集光光学系７０によって再び集光され、ホログラフィック媒体２０内のマイクロ回折格子２２に向けて投射される。このマイクロ回折格子によって反射された光線は、１／４波長板８０に入射し、この波長板によって反射光は入射光に対して９０度偏光されることになり、したがって、ビーム分割器４２によって、検出器９２、例えば光検出器に向けて反射される。
【００２５】
本発明のビット単位ホログラフィック記録およびビット単位ホログラフィック検索の実施形態が、個別にも、単一の集積システム中でも使用できることは、本発明の範囲に含まれることを理解されたい。
【００２６】
波長多重化と共に使用する、角度多重化、空間多重化（シフト多重化およびペリストロピック（ｐｅｒｉｓｔｒｏｐｈｉｃ）多重化）、および／または位相多重化など追加の多重化モードを可能にするために、ビームステアリング光学系８４、サンプル回転子８６、サンプル変換器８８、および／または位相変調器８９など追加の素子を設けることができることも本発明の範囲に含まれる。
【００２７】
ホログラフィックシステムの少なくとも１つの実施形態では、周波数２倍化構成などにおいて、複数ミラー設計を利用したレーザキャビティが組み込まれている。この例では、この周波数２倍化構成とは、一般に、レーザ光源が結晶などの１つまたは複数の構成部品を通過することができ、その結果、例えば、元のレーザ光源からシフトされたレーザ出力周波数が得られるレーザキャビティ構成を指す。
【００２８】
本発明の一実施形態では、図６に示すように、レーザ１０は、励起素子１１０によって励起（ｐｕｍｐ）された広い利得曲線を有するレーザ媒体１２０を含む。その結果、レーザ光のコヒーレント放射が、ほぼ特定の波長範囲内で発生する。励起素子の非限定的な例は、ダイオードレーザである。レーザ発生媒体１２０の非限定的な例は、Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ（クロムドープフッ化リチウムストロンチウムアルミニウム）、Ｃｒ：ＬｉＳＧＡＦ（クロムドープフッ化リチウムストロンチウムガリウムアルミニウム）、またはＣｒ：ＬｉＣＡＦ（クロムドープフッ化リチウムカルシウムアルミニウム）などのコロクイリイト（Ｃｏｌｏｑｕｉｒｉｉｔｅ）結晶である。例えば、所望の出力光を発生するために、この結晶は特定の寸法または特定の形状、例えば矩形または円筒形などを有することができる。例えばコロクイリイト族の結晶は、少なくとも部分的には、約７５０ｎｍ〜８５０ｎｍのスペクトル領域という広い利得領域を生成するように選択することができる。レーザ発生媒体１２０の他の非限定的な例は、チタンドープサファイア（Ｔｉ：Ｓａｐｐｈｉｒｅ）結晶およびアレキサンドライト結晶である。
【００２９】
レーザ発生媒体１２０によって発生されたコヒーレント放射は、選択素子すなわち１つまたは複数のフィルタ１３０によって、ホログラフィック記録に適した狭い波長範囲に絞られる。こうしたフィルタは、制御器１４０によって、放射を実質的に電磁スペクトルの１つまたは複数の波長範囲内に絞るように制御かつ／または構成することができる。波長選択素子の非限定的な例は、複屈折フィルタ（ＢＲＦ）やエタロンである。一実施形態では、波長選択素子１３０は、３板式石英ＢＲＦを含む。このＢＲＦは、ほぼ特定の波長範囲内で動作するように構成されている。この実施形態では、波長の調整は、１つまたは複数のフィルタの向きを変えることで行われる。非限定的な例では、周波数２倍化出力の線幅は、約１００ＭＨｚである。
【００３０】
それに加えて、または別の実施形態では、フィルタ１３０は、ほぼ特定の線幅を有する出力光を発生するように構成されたエタロンを含むこともできる。ほぼ特定の線幅とは、５ＭＨｚ未満の線幅を意味する。例えば、少なくとも一部には、フィルタを構成する材料の種類および／または材料の組合せ、フィルタの数、および／またはフィルタの特定の構成に応じて、変形形態が可能である。この変形形態では、フィルタを通過するレーザ光は、ほぼ単一波長のレーザ光または単一軸モードのレーザ光を含むことができ、１つまたは複数のフィルタの１つまたは複数の特性を変えることによって、異なる波長のレーザ光、例えばほぼ増分的に大きくまたは小さくなる、ほぼ特定の波長のレーザ光が、実質的にフィルタを通過できるようになる。こうすると、例えば、レーザ出力信号の波長が調節可能な出力レーザ光が得られ、その調整は、例えばナノメートルごと、またはナノメートルの数分の一ごとといったほぼ増分ベースで行うことができる。
【００３１】
本発明の一実施形態では、青紫色レーザは、離散（ｄｉｓｃｒｅｔｅ）モードで波長可変である。フィルタを透過した２つの隣接するモード間の波長間隔によって、青紫色レーザ出力のモード間隔が決まる。このため、レーザの波長範囲内において、離散的波長段階で青紫色レーザの調整が可能になる。したがって、一定の波長段階ごとでの波長多重化が可能になる。
【００３２】
本発明の一実施形態では、レーザ発振媒体１２０および波長選択素子１３０は、高反射器１５０および出力カプラ１８０の内部に格納されている。基本波長光１００は、出力カプラ１８０からキャビティの外に出力される。
【００３３】
本発明の別の実施形態では、図７に示すように、高反射器１５０と出力カプラ１８０によって画定されるレーザ発振キャビティに、励起素子１１０によって励起されるレーザ発振媒体１２０が格納されている。レーザ発生キャビティの出力波長は、制御器１４０によって制御される１つまたは複数のフィルタ１３０によって制御される。キャビティ内にある２倍化結晶１６０が、レーザ発生媒体１２０によって発せられた基本波長コヒーレント放射を少なくとも部分的に約２倍の周波数の出力コヒーレント放射２００に変換する。この２倍化結晶１６０は、制御器１４０によって、フィルタ１３０の調整と歩調を合わせて調整される。素子構成は、図７に示す線形キャビティ構成ではなく、Ｖ形またはＺ形キャビティ構成などの他の構成も、本発明の範囲に含まれることを理解されたい。
【００３４】
２倍化結晶１６０を格納したキャビティミラー１７０、１７２を設けることもできるが、必ずしもそうする必要はない。２倍化結晶１６０は、所望の出力を発生するために、角度および／または温度調整非線形光学結晶、例えば、角度および／または温度調整三ホウ酸リチウム結晶（ＬＢＯ）などを含むことができる。結晶１６０は、基本波長放射の１つまたは複数の特性を改変するように構成することができる。例えば、結晶１６０は、基本波長光１００を少なくとも部分的にその以前の波長の約半分の波長を有する光線、すなわち、第２の調波２００に変換するように構成することができる。非線形結晶の他の非限定的な例には、βホウ酸バリウム（ＢＢＯ）や準位相整合ニオブ酸リチウムが含まれる。光学結晶などの結晶によって改変された光線の特性およびその改変の程度は、少なくとも一部には、結晶を構成する材料および／または材料の組合せに依存する。本明細書で特許請求する対象は、特定の結晶波長に限定されるものではない。
【００３５】
例えば、本発明のいくつかの実施形態では、光源が約７５０ｎｍ〜８５０ｎｍの波長範囲内でレーザ光を発生し、得られる出力光は、光源波長の約半分の波長、すなわち約３７５ｎｍ〜４２５ｎｍの範囲のレーザ光を含む。さらに、その出力波長は、その特定の範囲内であればほぼどんな波長にも、例えばほぼ１ナノメートルごとに増分的に調整可能であり、したがって約５０ナノメートルの調整範囲が得られる。この波長範囲では、波長可変レーザは、例えば単一軸モードで動作することができる。
【００３６】
図８に示すように、基本波長の周波数を２倍化するための２倍化結晶を基本波長レーザのキャビティ外に設け、制御器によってフィルタの調整と歩調を合わせて調整できることも、本発明の範囲内に含まれる。
【００３７】
図９に示すように、本発明の一実施形態では、レーザ発生媒体１２０から出力された基本波長光１００は、ビーム分割器４４に入射し、その一部分が２倍化結晶１６０を透過し、入射光エネルギーの少なくとも一部分が周波数２倍化波長光２００に変換される。図１０に示すように、本発明の別の実施形態では、レーザ発生媒体１２０から出力された基本波長１００は、波長シフト素子１９０に入射し、この素子は、必要なときにはこの素子を通過する光の波長をシフトして出力し、そうでない場合には波長を変えずに通過させるように、必要に応じてオンまたはオフすることができる。
【００３８】
記録および検索が、様々な周波数の光線によって実行できることは、本発明の範囲に含まれる。例えば、基本波長の光線を記録に使用し、周波数をシフトした光線を検索に使用することができる。別の例では、周波数をシフトした光線を記録に使用し、基本波長の光線を検索に使用することができる。このような例では、基本波長での放射と周波数２倍化波長での放射とがキャビティ外で互いに結合できるようにシステムを構成することもできる（図９および図１０）。
【００３９】
本発明の一態様では、青紫色レーザを設定されたある波長に調整し、空間光変調器を用いて信号光上にデータを符号化することによって、ページ単位でホログラフィックデータを記録する方法が提供される。この方法はさらに、ホログラフィック媒体に信号光および参照光を重ね合わせて干渉回折格子を形成する工程を含む。この方法はさらに、信号光および参照光を重ね合わせる工程を含む。この方法はさらに、レーザを異なる設定波長に順次調整して各波長に関連するデータを記録する工程を含む。この方法はさらに、角度多重化によってホログラムを順次記録する工程を含むことができる。この方法はさらに、ペリストロピック多重化やシフト多重化などの空間多重化技術によってホログラムを順次記録する工程を含むことができる。この方法はさらに、位相多重化によってホログラムを順次記録する工程を含むことができる。
【００４０】
本発明の他の態様では、青紫色レーザを設定されたある波長に調整し、そのレーザ出力の少なくとも一部分上にデータを符号化し、その設定波長で媒体内にホログラフィックデータを記録することによって、ホログラフィックをビット単位で記録する方法が提供される。この記録方法は、レーザ出力をパルス化する工程を含むことができる。レーザパルス化工程の非限定的な例には、パルス化励起素子を使用する工程、制御可能シャッタを使用する工程、または音響光学変調器を使用する工程が含まれる。この方法は、２つの逆に伝播する合焦されたレーザ光を重ね合わせて、ホログラフィック媒体内にマイクロホログラムを形成する工程を含む。この方法はさらに、レーザを異なる設定波長に順次調整して各波長に関連するデータを記録する工程を含む。この方法はさらに、角度多重化によってホログラムを順次記録する工程を含むことができる。この方法はさらに、空間多重化によってホログラムを順次記録する工程を含むことができる。この方法はさらに、位相多重化によってホログラムを順次記録する工程を含むことができる。この方法はさらに、角度多重化によってホログラムを順次記録する工程を含むことができる。
【００４１】
本発明の他の態様では、ページ単位でデータを検索する方法が提供される。この方法は、ある波長に設定された波長可変青紫色レーザの出力を、すなわち読出し光を、データが記録されているホログラフィック媒体に伝播させる工程を含む。この方法はさらに、ホログラフィック媒体から出力された再構成光を検出する工程を含む。例えば、使用できる検出器は、ＣＣＤアレイまたはＣＭＯＳアレイである。データは、ページ単位で検索される。この方法はさらに、読出し光をホログラフィック媒体内に記憶された干渉回折格子に伝播させる工程を含む。この方法はさらに、角度多重化、空間多重化、および／または位相多重化によって記録されたデータを検索する工程を含むことができる。
【００４２】
本発明のさらに他の態様では、それぞれの波長でデータを単一ビットとして検索する方法が提供される。この方法は、ある波長に設定された波長可変青紫色レーザの出力を、ホログラフィック媒体内のマイクロホログラムに伝播させる工程と、そのマイクロホログラムから反射された光を検出する工程とを含む。データを順次検索するために、レーザ出力を様々な波長に調整する。この方法はさらに、角度多重化、空間多重化、および／または位相多重化によって記録されたデータを検索する工程を含むことができる。
【００４３】
非限定的な例では、２．５Ｗ、６７０ｎｍの励起ダイオード（ｐｕｍｐ  ｄｉｏｄｅ）によって、Ｃｒ：ＬｉＳＡＦ結晶が励起される。この結晶は、約７５０ｎｍ〜８５０ｎｍの範囲で波長可変である。その出力周波数は、ＬＢＯ結晶によって２倍化される。この周波数２倍化出力は、約０．３ｎｍの最小波長分離間隔および約５ＭＨｚの線幅で、約３７５ｎｍ〜約４２５ｎｍの範囲で波長可変である。ホログラフィックデータは、ＢＲＦを調整することによって、ホログラム間のクロストークを最小にするのに必要な波長分離間隔よりも大きいホログラム間波長分離間隔で、約３７５ｎｍ〜約４２５ｎｍの間のどんな波長ででも記録することができる。
【００４４】
ソフトウェアおよび／またはハードウェアを用いて、上述の動作の１つまたは複数を実施することができる。さらに、特定の実施形態について説明してきたが、本明細書で特許請求する対象は、特定の実施形態または実装形態の範囲に限定されるものではない。例えば、ある実施形態は、先に述べたように、例えば、素子または素子の組合せに作用するようにハードウェアで実装することができ、一方、他の実施形態はソフトウェアで行うことができる。同様に、ある実施形態は、ファームウェアで実装することができ、またはハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアの任意の組合せとして実装することができる。同様に、この点に関して、本明細書にて特許請求する対象は、この点に関して範囲が限定されるものではないが、ある実施形態は、１つまたは複数の記憶媒体など１つまたは複数の物品（ａｒｔｉｃｌｅ）を含むことができる。こうした記憶媒体、例えば１つまたは複数のＣＤ−ＲＯＭおよび／またはディスクなどは、そこに命令を記憶しておくことができ、例えばコンピューターシステム、コンピューティングプラットフォーム、または他のシステムなどのシステムによってその命令が実行されると、例えば先に述べた実施形態の１つのような、本明細書で特許請求される主題による方法の一実施形態が実行されることになる。考えられ得る一例として、コンピューティングプラットフォームは、１つまたは複数の処理ユニットまたは処理装置、ディスプレイ、キーボードならびに／あるいはマウスなど１つまたは複数の入出力装置、ならびに／あるいは静的ランダムアクセスメモリ、ダイナミックランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ、および／または１つのハードディスクなど１つまたは複数のメモリを含むことができるが、やはり、本明細書で特許請求される主題はこの例の範囲に限定されるものではない。
【００４５】
先に述べた本発明の実施形態には、システムの高密度記録および検索を可能にすることを含めて、多数の利点がある。
【００４６】
本明細書では本発明のある特徴についてのみ例示し説明してきたが、多数の改変形態および変更形態が当業者には思いつくであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、かかるすべての改変形態および変更形態を本発明の真の趣旨の範囲内に含まれるものとして包含するものであることを理解されたい。また、請求の範囲中の図中参照番号は便宜上付されたものであって、請求の範囲の解釈に用いるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態によるページ単位ホログラフィック記録システムの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態によるページ単位ホログラフィック検索システムの概略図である。
【図３】波長多重化ホログラフィックデータを含むホログラフィック媒体の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の一実施形態によるビット単位ホログラフィック記録システムの概略図である。
【図５】本発明の一実施形態によるビット単位ホログラフィック検索システムの概略図である。
【図６】本発明の一実施形態において使用されるレーザシステムの概略図である。
【図７】本発明の一実施形態において使用される、キャビティ内で周波数を２倍化するレーザシステムの概略図である。
【図８】本発明の一実施形態において使用される、キャビティ外で周波数を２倍化するレーザシステムの概略図である。
【図９】本発明の一実施形態におけるレーザシステムの概略図である。
【図１０】本発明の一実施形態におけるレーザシステムの概略図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  波長可変レーザ
２０  ホログラフィック媒体
２２  マイクロ回折格子
２４、２６、２８  波長多重化ホログラフィックデータ
３０  データ符号器
４０  ビーム分割器
４２  偏光ビーム分割器
４４  ビーム分割器
５０、５２、５４、５６  ミラー
６０  信号光
６２  参照光
６４  読出し光
６６  データ光
６８、６９  光線
７０、７２、７４  集光光学系
７６  収差補正光学系
８０  １／４波長板
８２  制御可能シャッタ
８４  ビームステアリング光学系
８６  サンプル回転子
８８  サンプル変換器
８９  位相変換器
９０、９２  検出器
１００  基本波長光
１１０  励起素子
１２０  レーザ発振媒体
１３０  フィルタ
１４０  制御器
１５０  高反射器
１６０  ２倍化結晶
１７０、１７２  キャビティミラー
１８０  出力カプラ
１９０  波長シフト素子
２００  コヒーレント放射
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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