(57)【要約】本発明は、データ記憶のために用いられる部分（２０）及び用いられない部分（２１）が存在するホログラフィックデータ記憶媒体（４）に関する。回折構造（３０ａ、３０ｂ）が、使用部分（２０）と非使用部分（２１）との間の境界の各々において又はデータ記憶ボリュームのそれぞれの非使用部分のボリュームにおいて、非使用部分（２１）の１つ又はそれ以上に関連して備えられている。読み出し中、参照波は、参照波が信号波（２６）の光軸（１６）に対して実質的に垂直な方向における使用部分（２０）に（右側から）入射するように、回折構造（３０ｂ）により回折される。記録中、参照波（２）は、参照波が信号波（１）の光軸（１ｂ）に対して実質的に垂直な方向における使用部分（２０）に（左側から）入射するように、回折構造（３０ａ）により回折される。
2008503787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データが記録可能である複数の部分及びデータが記録可能でない少なくとも１つの部分を有するデータ記憶ボリュームを有するホログラフィック記憶媒体であって、前記のデータが記録可能でない部分又はそのデータが記録可能でない部分の少なくとも１つは回折構造を有する、ホログラフィック記憶媒体。
【請求項２】
請求項１に記載のホログラフィック記憶媒体であって、前記回折構造は、それぞれの記録可能でない部分のボリュームにおいて備えられている、ホログラフィック記憶媒体。
【請求項３】
請求項１に記載のホログラフィック記憶媒体であって、前記記録可能でない部分と前記データ記憶ボリュームの隣接する記録可能である部分との間の境界の１つ又はそれ以上に位置している回折構造を有する、ホログラフィック記憶媒体。
【請求項４】
請求項３に記載のホログラフィック記憶媒体であって、前記回折構造は平面的である、ホログラフィック記憶媒体。
【請求項５】
請求項１に記載のホログラフィック記憶媒体であって、記録されているデータを表す信号波は、参照波が前記回折構造に入射するように、前記参照波により前記媒体を照射することにより再生される、ホログラフィック記憶媒体であり、前記回折構造は、干渉領域まで隣接する記録可能である部分を通って前記信号波の光軸に対して実質的に垂直な方向に前記参照波を方向付けるように構成されている、ホログラフィック記憶媒体。
【請求項６】
ホログラフィック記憶媒体を製造する方法であって、前記ホログラフィック記憶媒体はデータが記録可能である複数の部分及びデータが記録可能でない少なくとも１つの部分を有するデータ記憶ボリュームを有し、前記のデータが記録可能でない部分又はそのデータが記録可能でない部分の少なくとも１つは回折構造を有する、方法であり：
前記の記録可能であるデータ記憶ボリュームの部分及び前記の記録可能でない部分を決定する段階；並びに
前記の記録可能でない部分の１つ又はそれ以上に関連する回折構造を与える段階；
を有する方法。
【請求項７】
ホログラフィック記憶媒体に関連するデータの位相共役読み出しの方法であって、前記ホログラフィック記憶媒体はデータが記録可能である複数の部分及びデータが記録可能でない少なくとも１つの部分を有するデータ記憶ボリュームを有し、前記のデータが記録可能でない部分又はそのデータが記録可能でない部分の少なくとも１つは回折構造を有する、方法であり：
前記方法は、記録されているデータを表す信号波を再生するように意図され；
前記方法は、参照波が前記データ記憶ボリュームの非記録可能部分に関連して備えられる回折構造に入射し、そして前記回折構造は、前記参照波が干渉領域まで隣接する記録可能領域を通って前記信号波の光軸に対して実質的に垂直な方向に方向付けられるようにするように、前記参照波により前記ホログラフィック記憶媒体を照射する段階と、結果として得られる再構成された信号波を検出する段階と、を有する；
方法。
【請求項８】
ホログラフィック記憶媒体に関連するデータの位相共役読み出すための装置であって、前記ホログラフィック記憶媒体はデータが記録可能である複数の部分及びデータが記録可能でない少なくとも１つの部分を有するデータ記憶ボリュームを有し、前記のデータが記録可能でない部分又はそのデータが記録可能でない部分の少なくとも１つは回折構造を有する、装置であり：
前記装置は、記録されているデータを表す信号波を再生するように意図され；
前記装置は、参照波が前記データ記憶ボリュームの非記録可能部分に関連して備えられる回折構造に入射し、そして前記回折構造は、前記参照波が干渉領域まで隣接する記録可能領域を通って前記信号波の光軸に対して実質的に垂直な方向に方向付けられるようにするように、前記参照波により前記ホログラフィック記憶媒体を照射するための手段と、結果として得られる再構成された信号波を検出するための手段と、を有する；
装置。
【請求項９】
ホログラフィックデータ記憶媒体にデータを位相共役記録するための装置を有するホログラフィックデータ記憶システムであって、前記ホログラフィックデータ記憶媒体は、データが記録可能である複数の部分とデータが記録可能でない少なくとも１つの部分とを有するデータ記憶ボリュームを有し、前記のデータが記録可能でない部分又はそのデータが記録可能でない部分の少なくとも１つは回折構造を有する、ホログラフィックデータ記憶システムであり：
前記ホログラフィックデータ記憶システムはまた、前記ホログラフィックデータ記憶媒体に関連するデータの位相共役読み出しのための請求項８に記載の装置を有し；
前記のデータを位相共役記録するための装置は、前記ホログラフィックデータ記憶媒体の記録可能部分における干渉領域の方に信号波を方向付けるための手段と、参照波が前記データ記憶ボリュームの非記録可能部分に関連して備えられる回折構造に入射し、そして前記回折構造は、前記参照波が前記干渉領域まで隣接する記録可能である部分を通って前記信号波の光軸に対して実質的に垂直な方向に前記参照波を方向付けるようにするように、参照波を前記ホログラフィック記憶媒体に照射するための手段と、屈折率変調として前記干渉領域における前記参照波と前記信号波の干渉により生成される干渉パターンを記録するための手段と、を有する；
ホログラフィックデータ記憶システム。
【請求項１０】
請求項９に記載のホログラフィックデータ記憶システムであって、読み出し及び記録の両方のための前記参照波は、前記ホログラフィックデータ記憶媒体に入射し、データの読み出し中、前記参照波は第１方向から前記記録可能部分に入射し、そして、データの記録中、前記参照波は、前記第１方向と反対の第２方向から前記記録可能部分に入射する、ホログラフィックデータ記憶システム。
【請求項１１】
請求項９に記載のホログラフィックデータ記憶システムであって、前記信号波の前記光軸は前記記憶媒体の面に対して実質的に垂直である、ホログラフィックデータ記憶システム。
【請求項１２】
請求項８に記載の装置であって、前記信号波は、ビームが空間光変調器を通ることにより生成される、装置。
【請求項１３】
請求項８に記載の装置であって、前記ホログラフィック媒体に前記信号波を画像化するための光学要素を更に有する、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィックデータ記憶に関し、特に、位相共役ホログラフィック記憶及びデータの読み出しに関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラフィックメモリはデータ記憶についての期待が持てる技術であり、データを記憶するために三次元媒体を用いる。光記憶及びハードディスク記憶の場合、記憶媒体に記憶されるデータビットは連続的に読み出されるのみであるが、ホログラフィックデータ記憶システムのようなページ本位の記憶システムの場合、記憶されているデータは、一度にページにアクセスされることができ、即ち、Ｎビットの群を同時に読み出すことができ、そのようなＮ個の画素の群は“データページ”として知られている。記憶媒体は、各々がＭ個のデータページを有する、空間的に別個の領域又はボリュームに群化されることができる。そのようなＭ個のデータページの群は“ブック”として知られていて、ブックにおいてｋ＝１からｋ＝Ｍまでデータページを実行する処理は“多重化”として知られている。
【０００３】
ホログラフィックメモリは、記憶容量及びデータアクセス速度における向上に繋がる真の三次元記憶構成である。更に、従来の光記憶システム及びハードディスク記憶システムと比べて、可動部は殆ど必要なく、それ故、機械的動きの制約が最小化される。
【０００４】
ホログラフィックメモリは、参照ビーム及びコヒーレント光の単一ビームの干渉パターンを記録するように光感応性材料を用い、その場合、単一ビームはオブジェクトにより透過又は反射され、若しくは、その単一ビームは明るい領域及び暗い領域の形でデータを有する。光感応性材料の性質は、記録されている干渉パターンが、参照ビームに等しい光ビームをその材料に適用することにより再生されることができるようなものである。媒体により再構成される、結果的に得られる光は、単一ビームのオリジナルのデータ構造をとり、検出器アレイにおいて収集される。多くのホログラムは、入射光の角度又は波長を変化させることにより同じ空間に記録されることができ、全体的なデータのページはまた、このようにしてアクセスされる。
【０００５】
図１（ａ）乃至（ｃ）を参照するに、ホログラフィックデータ記憶の基本的原理を模式的に示している。図１（ａ）を参照するに、データ記録中、信号波１及び参照波２はホログラフィック媒体４の領域３において干渉する。情報は、記録中に信号の振幅を変調することにより、例えば、信号振幅のオン／オフを切り換えることにより記憶される。干渉パターンは、図１（ｂ）に模式的に示すように、屈折率変調５として記録される。図１（ｃ）に示すように、データ読み出し中、信号波はオフに切り換えられ、そして、格子パターン５を有する干渉領域３が参照波２で照射されるとき、信号波６はホログラフィック媒体の出射側における回折により再構成され、そして光検出器（図示せず）の方に進む。
【０００６】
図２を参照するに、ホログラフィック記憶システムが模式的に示され、光源１は、ビームスプリッタ３により参照波４及び信号波５に分割されるコヒーレント光ビーム２を出射する。参照波４は、ホログラフィック記憶媒体８の方にミラー６及び回転可能ミラー７により方向付けられる。信号波は空間光変調器９、ビームスプリッタ１０を通り、レンズ１１に入射する。レンズは、干渉格子を記録するように参照波と干渉する媒体８に信号波をフォーカシングする。位相共役構成においては、第２参照アーム（図示せず）があり、記録中に参照波に対して反対方向に伝搬される波による読み出しの間に媒体を照射する。再構成された信号ビームは、次いで、システムに戻るように伝搬され、レンズ１１によりコリメートされ、ビームスプリッタ１０により画素化検出器１２の方に方向付けられる。
【０００７】
Ｎ個の信号波の群は同時に記録され、所謂、空間光変調器（ＳＬＭ）、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサのような画素化検出器及びレンズの集合を用いることにより同時に読み出される。ＳＬＭは、独立してアドレス指定されることができるＮ個の画素を有する。各々の画素は、透過する光の複素振幅を変化させる。最も単純な形においては、光は十分に透過するか又は十分に吸収されるかのどちらかである。ＳＬＭを透過した光ビームの断面は、データページを表すチェッカーボードパターンを模式的に示す図４に示すようなチェッカーボードパターンを呈する。当業者には理解できるであろうように、更に複雑なＳＬＭ（即ち、振幅及び／又は位相及び／又は極性を変調する）が可能であるが、それらについては、ここでは、何れの更なる詳細の考慮を省略する。
【０００８】
図３（ａ）及び３（ｂ）を参照するに、ページ全体の記録及び読み出しの原理を模式的に示している。
【０００９】
図３（ａ）を参照するに、記録中、信号波１及び参照波２はホログラフィック媒体４の領域３で干渉する。この場合、信号波１は、明るいか又は暗いかのどちらかであるＮ個の画素のチェッカーボードにビーム断面を変換する空間光変調器（ＳＬＭ）を透過することにより生成する。このようなチェッカーボードパターンは、ホログラフィック媒体４上にレンズ１６により画像化される。各々のＳＬＭ画素位置は、光の収束コーンにおける異なる入射角に対応する。（平均して）Ｎ個のオン画素と参照波との間の干渉パターンは、上記のように、干渉領域３における屈折率変調として媒体により記録される。
【００１０】
図３（ｂ）を参照するに、読み出し中、媒体４が参照波２により照射されるとき、信号波６は媒体の出射側において再構成され、画素化光検出器（例えば、ＣＣＤセンサ）１９に対してレンズ１８により画像化される。
【００１１】
ホログラフィック媒体の特定のボリュームにおいて位置付けられるブックを構成するＭ個のデータページを多重化する幾つかの方法がある。１つの重要な例は、（面内）角度変調であり、それにおいて、参照ビームと光軸との間の角度αは、Ｍ個のデータページを通しての駆動ステップとしてα１、α２、α３、．．．、αＭであり、データページｋのみが、参照角度が読み出し中に値αｋに設定されるときに画素化光検出器において再構成されるように、それらの角度は選択される。
【００１２】
それ故、図５（ａ）及び至５（ｂ）を参照するに、面内（角度）多重化の原理を模式的に示していて、信号波１の光軸と参照波２との間の角度は、図５（ａ）に示すように、データページｋが記録されるときにαｋに設定され、その角度は、図５（ｂ）に示すように、データページｋ＋１が記録されるときにαｋ＋１に設定される、等である。このようにして、Ｎ個の画素のＭ個のデータページ各々は、ホログラフィック媒体の同じ三次元領域において記憶される。
【００１３】
角度多重化を用いてアドレス指定されたホログラフィック媒体の有用なボリューム部分は、せいぜい約５０％である傾向にあることに留意する必要がある。
【００１４】
図６を参照するに、上部表面４ａ及び下部表面４ｂを有するホログラフィック媒体４は厚さｄを有する。信号波１は、外側の光線１ａ及び１ｃ並びに光軸に沿った中央の光線１ｂ（破線）を有し、開口数ＮＡ（１に比べて、十分に小さいと仮定される）を有し、その開口数は光の収束コーンの頂角に等しい。信号波は、それが均一でない（チェッカーボードパターンにより変調される）ため、適切に規定された狭い焦点を有しない。実際には、その信号波は完全に影を付けたボリューム２０を占め、そのボリュームは、幅ｄ＊ＮＡ及び高さｄを有する。参照波２は、外側の光線２ａ及び内側の光線２ｂを有し、光軸と角度（少なくとも）ＮＡを成す。それ故、記録位相の間、白色部分２１は書き込まれるが、この部分においては、信号波と参照波との間の干渉はなく、それ故、白色部分２１は、データを記憶するためには用いられない。次のＭ個のデータページのブックは、影を付けられた部分２２において書き込まれる。それ故、ホログラフィック媒体の約５０％のみがデータを記憶するために用いられることは明らかである。
【００１５】
図１（ａ）乃至（ｃ）並びに図３（ａ）及び３（ｂ）を参照して上記したホログラフィックデータ読み出し部は、明らかに透過型構成を有し、そのことは、検出分岐部（画素化光検出器を有する）及び信号分岐部（ＳＬＭを有する）がホログラフィック記憶媒体の反対側にあることを意味する。しかしながら、これは、ホログラフィック駆動の光学系及び機械系を複雑にする。例えば、必要とされる高い濃度及び画像品質を達成するためには、全ての収差について補正された短い焦点距離のレンズが必要である。更に、ホログラフィック媒体の反対側の参照分岐部及び信号分岐部を備える必要性は、コンパクトな軌道の構成にそれ自体を適合させない。
【００１６】
上記の問題点については、所謂、位相共役読み出しを用いることにより、少なくとも一部を克服することが可能である。参照ビームを有するＳＬＭから物体ビームを記録した後に、ホログラムは、オリジナルの参照ビームの位相共役（時間反転したコピー）を有する読み出し中に再構成されることが可能である。回折された波面は、次いで、入来物体ビームの経路をリトレースし、何れの累積した位相エラーを取り消す。一般に、このタイプの構成には、マルチモードファイバとして製造される記憶材料から、低性能のレンズを用いて、又は極端にコンパクトなシステムのために全くレンズを用いないで、データページが高い忠実度で回復することが可能であるように意図されていた。
【００１７】
更に詳細には、図７（ａ）及び７（ｂ）を参照するに、位相共役方法を用いる記録及び読み出しの原理を模式的に示している。
【００１８】
図７（ａ）を参照するに、記録中、信号波１及び参照波２はホログラフィック媒体４の領域３で干渉する。信号波１は、明るいか又は暗いかどちらかであるＮ個の画素のチェッカーボードにビーム断面を変換する空間光変調器（ＳＬＭ）１５を通るビームにより生じる。このチェッカーボードパターンなビームスプリッタ２３を通り、ホログラフィック媒体４においてレンズ１６により画像化される。各々のＳＬＭ画素位置は、光１の収束コーンにおける異なる入射角に対応する。（平均して）Ｎ個のオン画素と参照波との間の干渉パターンは、干渉領域３における屈折率変調として媒体により記録される。
【００１９】
図３（ｂ）を参照するに、読み出し中、媒体４が、記録中に参照波の伝搬方向に対して反対の伝搬方向を有する参照波６により照射されるとき、信号波は媒体４の入射側において再構成され、画素化光検出器（例えば、ＣＣＤセンサ）１９に対して同じレンズ１６により画像化される。上記のように、この構成は、単レンズ１６が記録位相及び読み出し位相において用いられるために光機械的構成を改善する。しかしながら、読み出し中の参照波６は、ここで、媒体の反対側から入射し、それ故、この構成は、明らかに、高画像化品質を維持しながら、駆動のサイズを更に減少させる目的で非常に所望される、完全反射のホログラフィック読み取り器ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の目的は、完全反射システムを得るホログラフィックデータ記憶システムにおいて位相共役読み出しのための装置及び方法で用いられるホログラフィック記憶媒体を提供することである。本発明の目的はまた、そのようなホログラフィック記憶媒体と共に用いられるホログラフィック記憶媒体及びホログラフィックデータ記憶システムを製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明にしたがって、データを記録可能な複数の部分を有するデータ記憶ボリュームを有するホログラフィック記憶媒体を備え、それらの部分の少なくとも１つの部分は記録可能ではなく、前記記録可能な部分又はそれらの少なくとも１つの部分は回折構造を有する。
【００２２】
例示としての一実施形態においては、回折構造、好適には、平面状の回折構造は、記録可能でない前記部分と記録可能である前記データ記憶ボリュームの隣接部分との間の境界の１つ又はそれ以上において位置付けられている。
【００２３】
上記の媒体に記録されているデータを表す信号波は、回折構造に入射するように、参照波により媒体を照射することにより再生されることが可能であり、その回折構造は、干渉領域の隣接する記録可能領域を通って信号波の光軸に実質的に垂直な方向にその参照波を方向付けるように構成されていることが理解できるであろう。
【００２４】
また、本発明にしたがって、上記のようなホログラフィック記憶媒体を製造する方法であって、記録可能な前記データ記憶領域の部分及び記録可能でない部分を決定する段階と、記録可能でない前記部分の１つ又はそれ以上に関連する回折構造を与える段階とを有する方法を提供する。
【００２５】
更に、本発明にしたがって、記録されているデータを表す信号波を再生するように、上記のようなホログラフィック媒体に関連するデータの位相共役読み出しの方法であって、データ記憶領域の記録可能でない部分に関連して与えられる回折構造に入射し、前記回折構造は、参照波が干渉領域に対して前記記録可能部分を通る前記信号波の光軸に実質的に垂直である方向に方向付けられるようにするように、参照波をホログラフィック媒体に照射する段階と、結果として得られる再構成された信号波を検出する段階とを有する、方法を提供する。
【００２６】
更に、本発明にしたがって、記録されているデータを表す信号波を再生するように、上記のようなホログラフィック媒体に関連するデータの位相共役読み出しのための装置であって、データ記憶領域の記録可能でない部分に関連して与えられる回折構造に入射し、前記回折構造は、参照波が干渉領域に対して前記記録可能部分を通る前記信号波の光軸に実質的に垂直である方向に方向付けられるようにするように、参照波をホログラフィック媒体に照射するための手段と、結果として得られる再構成された信号波を検出するための手段とを有する、装置を提供する。
【００２７】
また、本発明にしたがって、上記のホログラフィックデータ記憶媒体にデータを位相共役記録するための装置及び前記ホログラフィックデータ記憶媒体に関連するデータを位相共役読み出すための装置を有するホログラフィックデータ記憶システムであって、データを位相共役記録するための装置は、前記ホログラフィックデータ記憶媒体の記録可能部分における干渉領域の方に信号波を方向付けるための手段と、データ記憶領域の記録可能でない部分に関連して与えられる回折構造に入射し、前記回折構造は、参照波が干渉領域に対して前記記録可能部分を通る前記信号波の光軸に実質的に垂直である方向に方向付けられるようにするように、参照波をホログラフィック媒体に照射するための手段と、屈折率変調として前記干渉領域において前記信号波及び前記参照波の干渉により生成される干渉パターンを記録するための手段とを有する、ホログラフィックデータ記憶システムを提供する。
【００２８】
回折構造（実質的に平面であることが可能である）は、記録可能部分と非記録可能部分との間の境界に備えられることが可能である。代替として、非記録可能部分は、その記憶媒体のボリュームのバルク内に回折構造を含むことが可能である。上記のように、これは、回折構造が記録可能部分と同じ光感応性材料から成る有利点をもたらす。
【００２９】
データ記録及び読み出しの両方のための参照波は、同じ側からホログラフィックデータ記憶媒体に入射するが、有利であることに、その参照波は、データの読み出し中に、第１方向から前記記録可能部分に入り、参照波は、データの記録中に、反対の第２方向から読み出し可能部分に入る。本発明の例示としての一実施形態においては、信号波の光軸は、記憶媒体の面に対して、実質的に垂直である。
【００３０】
好適な実施形態においては、信号波は、空間光変調器（ＳＬＭ）を走査ビームが通ることにより生成される。レンズのような光学要素は、ホログラフィック媒体において信号波を画像化するように備えられることが可能である。しかしながら、参照波は、信号波が透過するレンズ又は他の光学要素を透過する必要がなく、その結果、全体的な構造は先行技術に比べて簡略化され、このことはまた、光学要素のデザイン及び選択において参照波の何れの考慮に対する必要性を削除することができる。
【００３１】
本発明の上記の及び他の特徴については、以下に詳述する実施形態を参照することにより明らかになり、理解できるであろう。
【００３２】
本発明の実施形態については、以下で、単なる例示として、添付図を参照して説明している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
全ての収差について補正された短い焦点距離のレンズ系についての必要性を有することなく、高濃度及び優れた画像化の両方を達成するように、ホログラフィックデータ記憶媒体に記憶されているボリュームホログラムの位相共役読み出しを用いることが提供されている。参照ビームを用いてＳＬＭからの物体ビームを記録した後、ホログラムが、オリジナルの参照ビームの位相共役（時間反転したコピー）を有する読み出し中に再構成されることが可能である。回折された波面は、次いで、入来物体ビームの経路をリトレースし、何れの累積した位相エラーを取り消す。これは、低性能のレンズを用いて、又は極端にコンパクトなシステムのために全くレンズを用いないで、データページが高い忠実度で回復することを可能にする。
【００３４】
しかしながら、図７（ａ）及び７（ｂ）を参照して上記した既知の位相共役読み出しシステムは完全反射構成をもたらさない。
【００３５】
国際公開第０３／０１２７８２号パンフレットにおいては、ホログラフィック記憶装置であって、異なる焦点及び／又は極性を有する２つのフォーカシングされたビーム（信号及び参照）が記憶媒体の同じ側に入射し、読み出しが、媒体の反射表面からのビームの一又は他の反射の結果として実行される、ホログラフィック記憶装置について記載している。
【００３６】
他方、本発明の例示としての実施形態は、データを記憶するために用いられないホログラフィック媒体における空間を利用する。上記のように、従来の角度多重化のために、用いられるボリュームの割合は約５０％である。ホログラフィック媒体の非使用部分の１つ又はそれ以上のボリューム内においてか又は、ホログラフィック媒体の使用部分と非使用部分との間の境界においてのどちらかで、回折構造を付加することが与えられ、それ故、参照波は回折され、単波の光軸に対して実質的に垂直な使用されるボリュームに入射する。図８は、本発明の例示としての実施形態にしたがった媒体の構造を示している。記録中、参照波は左側から使用されるボリュームに入射し、読み出し中、参照波は右側から使用されるボリュームに入射する。これは、記録中及び読み出し中にカウンター伝搬参照波が存在することを意味し、本発明を位相共役読み出し方法であるようにしている。そのような有利点は、ここでは、参照ビームが、駆動の信号分岐部及び検出分岐部として記憶媒体の同じ側にあり、それ故、完全反射システムが達成されることである。
【００３７】
図８（ａ）を参照するに、記録中、上部表面４ａ及び下部表面４ｂを有するホログラフィック媒体４は厚さｄを有する。媒体４は、干渉格子を記録することができる前に、光の前照射ドーズを必要とすることが可能である。信号波１は外側の光線１ａ及び１ｃ並びに光軸に沿った中央の光線１ｂ（破線）を有し、開口数ＮＡを有し、その開口数（１に比べて十分に小さいと仮定される）は光の収束コーンの頂角に等しい。信号波は、それが均一でない（チェッカーボードパターンにより変調される）ため、適切に規定された狭い焦点を有しない。実際には、その信号波はフルグレーのボリューム２０を占め、そのボリュームは、幅ｄ＊ＮＡ及び高さｄを有する。参照波２は、光線２ａ及び２ｂ（明確化のために、全ての光線が示されていない）を有し、光軸と角度（少なくとも）ＮＡを成す。記録中の参照波は回折構造３０ａにおいて左側から入射し、それ故、参照波は、光軸に対して実質的に垂直な信号波ボリューム２０に入射する。
【００３８】
図８（ｂ）を参照するに、読み出し中、参照波は光線６ａ及び６ｂ（明確化のために、全ての光線が示されていない）を有し、光軸と角度（少なくとも）ＮＡを成し、それ故、記録中は参照波に対して軸が反対になっている。それ故、読み出し中、参照波は、回折構造３０ｂにおいて右側から入射し、それ故、参照波は、光軸に対して実質的に垂直な信号波ボリューム２０に入射する。記録中及び読み出し中の参照波は反対方向に伝搬し、このことは位相共役ホログラフィの形であることを意味している。それ故、読み出し中に生成される外側の光線２６ａ及び２６ｂを有する信号波２６は上方に、システムに戻るように進む。
【００３９】
代替の実施形態においては、回折構造は、データ記憶ボリュームの１つ又はそれ以上の非使用部分２１内に備えられる及びそれらにより囲まれることが可能であり、ホログラフィック媒体のデータ記憶ボリュームの記録可能部分を成すために用いられるように、回折構造は同じ光感応性材料から成る付加的有利点を有する。
【００４０】
例示としての回折構造を製造する方法について、ここで説明する。その方法は、多くの光感応性材料の特性を用い、それらの材料は、干渉格子が記録される前に、光の前照射ドーズを必要とする。
【００４１】
その製造プロセスの第１段階においては、媒体は、基板に対して光感応性材料の均一な層を形成することにより作られる。
【００４２】
第２段階においては、媒体の非記録可能部分になるように意図されている部分は、必要とされる前照射ドーズを超える光のドーズまで照射され、媒体の記録可能部分になるように意図されている部分は、全く照射されない。これは、マスクを通して幅広の平行ビームにより媒体を照射することにより達成される。
【００４３】
第３段階においては、全体の媒体は、媒体の面に対して実質的に平行に伝搬する波と、媒体に対して垂直方向と角度α１を成す波とにより照射される。それらの波の間の干渉格子は、必要な前照射を超える光のドーズにより照射された媒体の部分のみにおいて記録される。この手順は、反対方向に伝搬する第１波と、媒体に対して垂直方向と角度−α１で入射する第２波とにより繰り返される。それらの後半の２つの段階は、他の参照角度α２乃至αＭ全てについて繰り返される。非記録可能部分において干渉格子を生成するために用いられる光の積分されたドーズは、記録可能部分において書き込みを開始しないように、必要な前照射ドーズより小さい必要がある。最終段階は第２段階と同じであり、このとき、光のドーズが、回折構造を媒体のその記録可能部分に完全に決定するように与えられる。これは、それらの部分を非記録可能にする。しかしながら、回折構造を形成する他の方法を用いることが可能であることは、当業者には明らかである。
【００４４】
上記の実施形態は例示であって、本発明を限定するものではなく、当業者は同時提出の特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲から逸脱することなく多くの代替の実施形態をデザインすることが可能であることに留意する必要がある。“を有する”及びそれらの派生語は、何れの請求項又は全体の明細書において列挙されている要素又は段階以外の要素又は段階を排除するものではない。要素の単数表現は、その要素の複数の存在を排除するものではなく、その逆もまた排除されるものではない。本発明は、幾つかの個別の要素を有するハードウェアにより、そして、適切にプログラムされたコンピュータにより実施されることが可能である。幾つかの手段を列挙している装置請求項においては、それらの手段の幾つかは、ハードウェアの同一のアイテムにより実施されることが可能である。特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されていることのみにより、それらの手段の組み合わせが有利に用いられないことを示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１ａ】ホログラフィックデータ記憶の原理を示す模式図である。
【図１ｂ】ホログラフィックデータ記憶の原理を示す模式図である。
【図１ｃ】ホログラフィックデータ記憶の原理を示す模式図である。
【図２】ホログラフィック記憶システムを示す模式図である。
【図３ａ】全体のページを記録する及び読み出す原理を示す模式図である。
【図３ｂ】全体のページを記録する及び読み出す原理を示す模式図である。
【図４】データページを表すチェッカーボード状パターンを示す図である。
【図５ａ】角度多重化の原理を示す模式図である。
【図５ｂ】角度多重化の原理を示す模式図である。
【図６】角度多重化によりアドレス指定されたホログラフィック媒体の有用なボリューム部分を示す模式図である。
【図７ａ】位相共役方法を用いる書き込み及び読み出しの原理を示す模式図である。
【図７ｂ】位相共役方法を用いる書き込み及び読み出しの原理を示す模式図である。
【図８ａ】本発明の例示としての実施形態にしたがった書き込み及び読み出しの原理を示す模式図である。
【図８ｂ】本発明の例示としての実施形態にしたがった書き込み及び読み出しの原理を示す模式図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【国際調査報告】
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