(57)【要約】【課題】光データ記憶のための、特にホログラフィックデータ記憶のための感光性材料のプリ露光および／または硬化を実施することができる光記憶媒体（１０）へ書き込むための装置（１）を提供すること。【解決手段】装置（１）は、第１の光ビーム（７、８）を放出するための第１の光源（２）、第２の光ビーム（１５）を放出するための第２の光源（１４）、および第１の光ビーム（７）の少なくとも一部分を空間的に変調するために少なくとも２つの状態間で切り替え可能な空間光変調器（６）を有し、この空間光変調器（６）は、第１の状態では、それが第１の光ビーム（７、８）を光記憶媒体（１０）の方へ導き、第２の状態では、それが第２の光ビーム（１５）を光記憶媒体（１０）の方へ導くように、配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光ビーム（７、８）を放出するための第１の光源（２）、第２の光ビーム（１５）を放出するための第２の光源（１４）、および前記第１の光ビーム（７）の少なくとも一部分を変調するために少なくとも２つの状態間で切り替え可能な空間光変調器（６）を備えるホログラフィック記憶媒体（１０）へ書き込むための装置（１）であって、前記空間光変調器（６）は、第１の状態では、それが前記第１の光ビーム（７、８）をホログラフィック記憶媒体（１０）の方へ導き、第２の状態では、それが前記第２の光ビーム（１５）を前記ホログラフィック記憶媒体（１０）の方へ導くように、配置されることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記空間光変調器（６）は、複数の切り替え可能な微小ミラー（６１）を有するデジタルミラーデバイス（６０）であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の光ビーム（７、８）は、前記ホログラフィック記憶媒体（１０）へ書き込むためのコヒーレントな光ビームであることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記第２の光ビーム（１５）は、前記ホログラフィック記憶媒体（１０）のプレ露光および／または硬化のためのインコヒーレントな光ビームであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
光記憶媒体（１０）のプリ露光および／または硬化の方法であって、
第１の光源（２）により放出される第１の光ビーム（７）の少なくとも１部分を第１の状態で変調する空間光変調器（６）を第２の状態に切り替えるステップと、
第２の光ビーム（１５）を放出するための第２の光源（１４）のスイッチを入れるステップと、
前記空間光変調器（６）を用いて前記第２の光ビーム（１５）を前記光記憶媒体（１０）の方へ導くステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項６】
前記空間光変調器（６）は、複数の切り替え可能な微小ミラー（６１）を有するデジタルミラーデバイス（６０）であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記光記憶媒体（１０）は、ホログラフィック記憶媒体であることを特徴とする請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の光ビーム（７、８）は、前記ホログラフィック記憶媒体（１０）へ書き込むためのコヒーレントな光ビームであることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の光ビーム（１５）は、前記ホログラフィック記憶媒体（１０）のプリ露光および／または硬化のためのインコヒーレントな光ビームであることを特徴とする請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記空間光変調器（６）のいくつかのピクセル（６１）だけを前記第２の状態に選択的に切り替えることにより、かつ／または前記空間光変調器（６）の前記ピクセル（６１）が前記第２の状態にとどまる時間を個別に適合させることにより、所望の露光線量プロファイルを生成するステップをさらに有することを特徴とする請求項５から９のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光データ記憶のための、特にホログラフィック（ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ）データ記憶のための感光性材料のプリ露光および／または硬化を実施することができる光記憶媒体へ書き込むための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光記憶媒体の容量を増加させるための１つの概念は、ホログラフィックデータ記憶を使用することである。この場合、従来の光記憶媒体に対してのように少数の層だけでなく、ホログラフィック記憶媒体の全体積が情報を記憶するために使用される。ホログラフィックデータ記憶では、２つのコヒーレント（ｃｏｈｅｒｅｎｔ）なレーザビームの重ね合わせにより生成される干渉パターンを記録することにより、デジタルデータが記憶され、この場合、１つのビームが空間光変調器によって変調され、データページの形式で記録される予定の情報を運ぶ。
【０００３】
ホログラフィックデータ記憶に対しては、ただし他の形式の光データ記憶に対してもまた、フォトポリマー等の感光性材料が光データ記録のために使用される。これらの材料は、その材料により局所的に吸収される全光エネルギーに依存して、固有の物理的性質、例えば屈折率を変える。これらの変化は、その材料内にデータを記録することを可能にする。いくつかの材料に対しては、データを効果的に記録できる前に材料をプリ露光し、データを記録後に再度材料を露光する必要がある。この最後の露光またはポスト露光は、硬化、固定、またはフラッド（ｆｌｏｏｄ）硬化としても知られている。プリ露光は、材料の感度を増大させるために必要であり、この感度は、高いデータ記録速度を達成するために必要とされる。硬化は、記録後の処理されていない全ての材料を処理するために必要であり、すなわち記録されたデータは固定され、材料内への追加のデータの記録が防止される。プリ露光および硬化が材料内にどのような検出可能なデータ構造も生じさせないことが望ましい。プリ露光の目的は、データを記憶する前に材料の感度を上げることである。硬化の目的は、データを記録した後に材料の感度を下げることである。プリ露光および硬化の両方に対して、データが記録される予定のまたは記録された感光性材料の体積は、結果として生じる物理的性質の変化がデータ記録品質を阻害しないように、露光する必要がある。普通このことは、材料をインコヒーレント（ｉｎｃｏｈｅｒｅｎｔ）な光で露光することにより達成され、この光は、例えばＬＥＤのアレイによって放出される。このようにして、記録体積全体にわたり物理的性質の均一な変化が得られる。インコヒーレントな光源を使用すると、例えば干渉効果によりもたらされる材料の不均一な露光が回避される。
【０００４】
例えば、ホログラフィックデータ記憶のために使用される感光性材料を硬化する方法が開示されている（例えば、特許文献１および２参照）。いずれの場合にも、レーザダイオードのようなコヒーレントな光源が光データ記録のために使用される。追加のインコヒーレントな光源が硬化のために使用される。結果として、少なくとも部分的に分離した２つの光路、および光源を制御するための２つの分離した電子ドライバが必要とされる。このことは、光学システムを複雑にし、そのコストを上昇させる。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４７９９７４６号明細書
【特許文献２】米国特許第４６８７７２０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光記憶媒体のプリ露光および／または硬化のために簡略化した配置を有する、光記憶媒体へ書き込むための装置を提案することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、この目的は、第１の光ビームを放出するための第１の光源、第２の光ビームを放出するための第２の光源、および空間光変調器を備える光記憶媒体から読み出しかつ／またはそれへ書き込むための装置により達成され、この空間光変調器は、第１の光ビームの少なくとも１部分を変調するために少なくとも２つの状態間で切り替え可能であり、第１の状態ではそれが第１の光ビームを光記憶媒体の方へ導き、第２の状態ではそれが第２の光ビームを光記憶媒体の方へ導くように配置される。
【０００８】
本発明は、どちらの光ビームも装置の主光路内に案内できるように空間光変調器（ＳＬＭ）を使用することを提案する。したがって、両方の光源の光を光路内に選択的に案内するのに単一の素子で十分である。このことにより、光学的なセットアップが簡単になり、部品の数が減少する。第２の光ビームを光記憶媒体の方へ導くために、空間光変調器は、第１の光ビームの少なくとも一部分を変調する第１の状態から、第２の状態へ切り替えられる。次いで、第２の光ビームを放出するために、第２の光源のスイッチを入れる。もちろん、空間光変調器を第２の状態に切り替える前に、第２の光源のスイッチを同様に入れることもできる。
【０００９】
本発明による解決策のさらなる利点は、プリ露光および／または硬化を空間的に変化する露光線量で実施できることである。露光線量は、露光強度と露光時間との積として定義される。ＳＬＭのピクセル（ｐｉｘｅｌ）のいくつかだけを第２の状態に選択的に切り替えることにより、かつ／またはピクセルが第２の状態にとどまる時間を個別に適合させることにより、所望の露光線量プロファイルが生成される。
【００１０】
空間光変調器は、複数の切り替え可能な微小ミラーを有するデジタルミラーデバイスであることが有利である。デジタルミラーデバイスは、微小ミラーを２つの異なる方向に、例えば＋３０°および−３０°だけ傾けることにより、２つの異なる状態が容易に実現できるという利点を有する。さらに離散的な傾斜角を使用することにより、例えば２つより多い光ビームを光記憶媒体の方へ選択的に導くために、追加の状態を実現することができる。
【００１１】
光記憶媒体は、ホログラフィック記憶媒体であることが好ましい。ホログラフィック記憶媒体に対しては、２つの光ビームが必要とされ、それらは、ホログラフィック記憶媒体へ書き込むためのコヒーレントな光ビーム、およびホログラフィック記憶媒体のプリ露光および／または硬化のためのインコヒーレントな光ビームである。したがって、本発明による解決策は、ホログラフィック記憶システムのピックアップ（ｐｉｃｋｕｐ）のレイアウトを簡単にし、製造コストを低減することを可能にする。
【００１２】
さらによく理解するために、図を参照して以下の記述でより詳細に本発明を説明する。例示の実施形態において、本発明は、ホログラフィック記憶媒体に適用される。本発明は、他の形式の光記憶媒体にも適用可能であり、本発明の範囲から逸脱することなく特定の特徴を便宜的に組合せかつ／または変更することができることが理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
ホログラフィックデータ記憶では、デジタルデータは、２つのコヒーレントなレーザビームの重ね合わせにより生成される干渉パターンを記録することにより記憶される。ホログラフィック記憶媒体から読み出しおよびそれへ書き込むための従来技術の装置１の例示的なセットアップが図１に示される。コヒーレントな光源、例えばレーザダイオード２は、光ビーム３を放出し、この光ビームは、コリメートレンズ４によってコリメートされる。次いで、光ビーム３は、２つの分離した光ビーム７、８に分割される。本例では、光ビーム３の分割は、第１のビームスプリッタ５を用いて達成される。しかしながら、この目的のために他の光学部品を使用することも同様に可能である。反射型空間光変調器（ＳＬＭ）６は、２次元データパターンをインプリントするために、２つのビームのうちの１つ、いわゆる「物体ビーム」７を変調する。さらに、反射型空間光変調器６は、もう１つのビーム、いわゆる「参照ビーム」８を反射する。物体ビーム７および参照ビーム８の両方とも、ホログラフィック記憶媒体１０内、例えばホログラフィックディスク内に対物レンズ９により焦点を合わせられる。物体ビーム７と参照ビーム８との交差部に干渉パターンが現れ、この干渉パターンがホログラフィック記憶媒体１０の感光層内に記録される。説明されたセットアップでは、参照ビーム８は、ＳＬＭ６によって反射される。もちろん、参照ビーム８のために単独の光路を提供することも同様に可能である。
【００１４】
記憶されたデータは、記録されたホログラム（ｈｏｌｏｇｒａｍ）を参照ビーム８だけで照射することにより、ホログラフィック記憶媒体１０から取り出される。参照ビーム８は、ホログラム構造によって回折され、最初の物体ビーム７の複製、すなわち再構成された物体ビーム１１を生成する。この再構成された物体ビーム１１は、対物レンズ９によりコリメートされ、第２のビームスプリッタ１２によって２次元アレイ検出器１３、例えばＣＣＤアレイ上へ導かれる。アレイ検出器１３は、記録されたデータを再構成することを可能にする。
【００１５】
プリ露光および／または硬化に対しては、追加の光ビーム１５がインコヒーレントな光源１４、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）によって放出され、追加のレンズ１６および追加のビームスプリッタ１７により光路内に結合され、ホログラフィック記憶媒体１０上へ照射される。
【００１６】
図２において、本発明によるホログラフィック記憶媒体から読み出しおよびそれへ書き込むための装置１が示される。光学的なセットアップは、図１におけるのと本質的に同じである。しかしながら、このセットアップでは図１の反射型ＳＬＭ６は、特別なデジタルミラーデバイス６０、すなわち切り替え可能な微小ミラー６１のアレイにより置き換えられている。一方では、デジタルミラーデバイス６０は、物体ビーム７を変調し、参照ビーム８を反射する。他方では、それはまた、光源１４により放出されるプリ露光用または硬化用光ビーム１５をホログラフィック記憶媒体１０の方へ導くためにも使用される。このようにして、図１の追加のビームスプリッタ１７を除外することができる。この場合もやはり、参照ビーム８のために単独の光路を提供することが同様に可能である。
【００１７】
デジタルミラーデバイス６０の上面図が、図３に表される。側面図は図４に示される。デジタルミラーデバイス６０は、切り替え可能な微小ミラー６１のアレイから構成される。それは、コヒーレントな光ビーム７、８のための空間光変調器として、およびインコヒーレントな光ビーム１５のための操舵ミラーとしての両方に使用される。この目的のために、微小ミラー６１は、２つの状態間で切り替え可能であり、この場合各状態は、単一の微小ミラー６１の異なる傾斜角に対応する。以下では、これらの状態を状態−１および＋１と呼ぶ。デジタルミラーデバイス６０がコヒーレントな光源２の光ビーム７、８により照射されると、状態−１にある微小ミラー６１は、主光路内に明るいピクセルを生成する。＋１状態にある微小ミラー６１は、主光路から離れる方向へ光を反射する。したがって、＋１状態にある微小ミラー６１は、光路内に暗いピクセルを生成する。このようにして物体ビーム７は、空間的に変調される。一般に、参照ビーム８に対して空間的変調は望まれないことから、参照ビーム８によって照射される全ての微小ミラー６１は−１状態に設定される。
【００１８】
プリ露光および硬化に対しては、インコヒーレントな光源１４のスイッチが入れられ、デジタルミラーデバイス６０がインコヒーレントな光ビーム１５により照射される。微小ミラー６１は、＋１状態に切り替えられ、インコヒーレントな光ビーム１５をホログラフィック記憶媒体１０の方へ導く。主光路内で最大強度および均一な強度分布を達成するために、全ての微小ミラー６１は、＋１状態に切り替えられることが有利である。
【００１９】
図において、本発明は、ホログラフィック記憶媒体から読み出しおよびそれへ書き込むための装置に関して説明されている。もちろん本発明は、また、ホログラフィック記憶媒体へ書き込むためだけの装置でも使用することができる。さらに、本発明の概念は、２つ以上の異なる光源の間で切り替えが必要な他の光学システムにも同様に適用可能である。光源は、１つのコヒーレントな光源および１つのインコヒーレントな光源である必要はない。例えば、光源は、カラー画像を生成するために、赤色、緑色、および青色の光をそれぞれ放出する３つのレーザとすることもできる。この場合、デジタルミラーデバイス６０は、３つの状態すなわち微小ミラー６１の３つの制御可能な傾斜角を必要とすることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ホログラフィック記憶媒体から読み出しおよびそれへ書き込むための従来技術の装置を概略的に表す図である。
【図２】ホログラフィック記憶媒体から読み出しおよびそれへ書き込むための本発明による装置を概略的に表す図である。
【図３】図２の装置のデジタルミラーデバイスの上面図を示す図である。
【図４】図３のデジタルミラーデバイスの側面図を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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