(57)【要約】【課題】  拡散素子を用いた自己参照ホログラフィを提供する。【解決手段】  本発明は、拡散素子を利用する自己参照ホログラフィック記録技法を目的としている。自己参照ホログラフィは、参照ビームをデータ符号化物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分から生成するホログラフィック記録技法を指す。本発明によれば、データ符号化物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分から参照ビームを生成するのに拡散素子をホログラフィック記録システムに配置することができる。自己参照ホログラフィにおいて参照ビームを生成するのに拡散素子を使用すると、自己参照ホログラフィック記録システムにとって利点が得られる。【選択図】図１
2004253121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラフィック媒体と、
データ符号化物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分から参照ビームを生成するのに配置された拡散素子であって、前記物体ビームの非ゼロ周波数フーリエ成分および前記参照ビームが前記ホログラフィック媒体において干渉してホログラムを生成する拡散素子と、
を含む、ホログラフィックデータ記憶システム。
【請求項２】
光を生成するレーザと、
前記レーザにより生成された前記光を状態調整して前記物体ビームを生成する１つ以上の光学素子と、
前記物体ビームにおいてデータを符号化するデータ符号器と、
前記ホログラムを前記参照ビームのみで照明する場合、前記ホログラムにおいてデータを検出するデータ検出器と、
をさらに含む、請求項１記載のホログラフィックデータ記憶システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィに関し、より詳しくは、ホログラフィックデータ記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの異なる種類のデータ記憶媒体が、情報を記憶するのに開発されている。従来のデータ記憶媒体には、例えば２、３例をあげると、磁気媒体、光学媒体および機械媒体がある。データ記憶密度を高くすることは、新しい又は改良された種類のデータ記憶媒体の開発において最優先の目標である。
【０００３】
従来の媒体では、媒体の表面上における別個の機械的、光学的又は磁気的変化として個々のビットを記憶する。このような理由で、媒体表面積は一般に、従来の媒体のデータ密度に物理的制約を招く。
【０００４】
ホログラフィックデータ記憶媒体では、従来の媒体よりも高い記憶密度を呈することができる。ホログラフィック媒体において、データは、媒体表面ではなく、媒体の体積の全体にわたって記憶される。さらに、多重化技法を用いて同じ媒体体積内でデータを重ね合わせることができる。このような理由で、理論上のホログラフィック記憶密度は、１立方センチメートル当たり数十テラビットに近づくことができる。
【０００５】
ホログラフィックデータ記憶媒体では、全ページの情報、例えばビットマップを、感光性光学材料内で光学干渉縞として記憶することができる。これは、光学材料内で２本のコヒーレントなレーザビームを交差させることにより行われる。物体ビームと呼ばれる第１のレーザビームは、記憶すべき情報を含む。参照ビームと呼ばれる第２のレーザビームは、物体ビームと干渉して、ホログラムとしてホログラフィック記録材料に記憶できる干渉縞を生成する。ほとんどの従来のホログラフィック記録システムにおいて、物体ビームおよび参照ビームは通常、別々の光路を追従する。
【０００６】
記憶ホログラムを参照ビームのみで照明すると、参照ビーム光の一部は、ホログラム干渉縞で回折される。さらに、回折光を向けて元の物体ビームを再構成することができる。従って、記録ホログラムを参照ビームで照明することにより、物体ビームに符号化されたデータを、再構成して、カメラ等のデータ検出器により検出することができる。
【０００７】
「自己参照ホログラフィック記憶装置」（Ｓｅｌｆ−Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｄ  Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｓｔｏｒａｇｅ）と称するジャタン・エドワーズ（Ｊａｔｈａｎ  Ｅｄｗａｒｄｓ）による特許文献１（２００１年３月２０日出願）に記載のような自己参照ホログラフィにより、ホログラフィックデータ記憶システムを改良できる。自己参照ホログラフィにおいて、物体ビームおよび参照ビームは、共通の光路を追従する。特に、自己参照ホログラフィにおいて、参照ビームは、物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分から生成される。特許文献１に記載のように、物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分から参照ビームを生成することは、レンズ又は鏡を用いて実現可能である。
【０００８】
例えば、レンズは、参照ビームを生成するために物体ビームのゼロ周波数成分を光学的に向ける媒体の前で物体ビームの光路に配置可能である。一方、鏡は、物体ビームが媒体を通過した後に物体ビームのゼロ周波数成分を光学的に反射する媒体の後で物体ビームの光路に配置可能である。一般に、自己参照ホログラフィは、ホログラフィックデータ記憶システムにおいて、システムのサイズを縮小でき、考えられる位置合わせの懸念をも減少できるホログラフィック記録媒体に向けられた１本の光路の実現を含む、多くの利点をもたらすことができる。
【特許文献１】米国特許出願第０９／８１３，０６６号明細書
【０００９】
概して、本発明は、拡散素子を利用する自己参照ホログラフィック記録技法を目的としている。特に、データ符号化物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分から参照ビームを生成するのに拡散素子をホログラフィック記録システムに配置することができる。拡散素子は、ゼロ周波数フーリエ成分をランダムに拡散させることもでき、又は整列又は部分整列方法でゼロ周波数フーリエ成分を拡散させることもできる。例えば、特定の角度、位相および振幅を有する参照ビームを生成するように拡散素子を設計することもできる。そのような技法は、ホログラフィック媒体における記憶ホログラムの多重化を改良することにより、ホログラフィック媒体の記憶容量を増大することもできる。多重化は、実質的に重複するホログラムをホログラフィック記録媒体の体積に記憶するのに使用される技法を指す。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施形態において、本発明は、参照ビームを生成する拡散素子を用いてデータ符号化物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分を光学的に向けるステップと、データ符号化物体ビームの非ゼロ周波数フーリエ成分および参照ビームでホログラフィック媒体を照明するステップと、を含む方法を提供する。特に、データ符号化物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分、即ち参照ビームは、データ符号化物体ビームの高次フーリエ成分と干渉して媒体にホログラムを生成することができる。
【００１１】
別の実施形態において、本発明は、ホログラフィック媒体と、データ符号化物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分から参照ビームを生成するのに配置された拡散素子であって、物体ビームの非ゼロ周波数フーリエ成分および参照ビームがホログラフィック媒体において干渉してホログラムを生成する拡散素子とを含む、ホログラフィックデータ記憶システムを提供する。
【００１２】
さらなる実施形態において、本発明は、第２の光学ビームを生成するのに位相マスクを用いて第１の光学ビームのゼロ周波数フーリエ成分を光学的に向けるステップと、第１の光学ビームの非ゼロ周波数フーリエ成分および第２の光学ビームでホログラフィック媒体を照明するステップと、を含む方法を提供する。
【００１３】
異なる実施形態では、１つ以上の利点をもたらすことがある。特に、自己参照ホログラフィは、１本の光路を有するホログラフィックシステムを実現することができる。さらに、物体ビームからゼロ周波数フーリエ成分を除去して参照ビームを生成すると、望ましくない強度の物体ビームを減少することができる。換言すれば、物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分を除去すると、物体ビームを介して感光性ホログラフィック記録材料に伝達される全エネルギーを減少することにより、ホログラフィック記録中に感光性ホログラフィック記録材料の望ましくない過度露光を減少又は回避することができる。
【００１４】
その上、自己参照ホログラフィにおいて拡散素子を使用すると、ホログラフィックシステムをさらに改良できる。拡散素子は、位相、角度および強度などの制御特性を有する参照ビームを生成することもできる。例えば、位相マスクの形態における拡散素子を使用すると、ホログラフィック記録媒体に記憶されるデータを多重化する性能を向上させる位相量を有する参照ビームを実現することができる。多重化は、例えば重複する又は部分的に重複する方法で、同じ体積の媒体に２つ以上のホログラムを記録する処理を指す。特定の角度、位相および振幅を有する参照ビームを生成する拡散素子を使用することにより、ホログラフィック記録媒体の記憶容量を増大し、ホログラフィック記録システムで記憶される個々のホログラムの機械的アドレス指定を簡略化するために移動多重化を使用することができる。特に、位相、角度、振幅などの規定特性を有するように生成された参照ビームにより、より高い選択性、即ちより高い記憶密度を有する移動多重化ホログラムを再構成する性能を使用可能にすることもできる。
【００１５】
本発明における１つ以上の実施形態の詳細を、下記の明細書および添付図面に記載する。本発明の他の特徴、目的および利点は、明細書および図面、ならびに特許請求の範囲から明らかであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、拡散素子を利用する自己参照ホログラフィック記録技法を目的としている。自己参照ホログラフィは、参照ビームをデータ符号化物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分から生成するホログラフィック記録技法を指す。特に、ホログラフィック媒体にホログラムを生成するために物体ビームの高次成分と干渉するようにデータ符号化物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分を光学的に向けることができる。換言すれば、参照ビームは、データ符号化物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分を含み、物体ビームの非ゼロ周波数フーリエ成分と干渉してホログラフィック媒体にホログラムを生成する。
【００１７】
物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分から参照ビームを生成することにより、１本の光路を有するホログラフィックシステムを実現することができる。物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分は、符号化データの詳細に関する画像情報を含まない。その結果、物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分は、物体ビームに含まれる情報に寄与することなく感光性ホログラフィック記録材料を消耗することがある強度を規定することもできる。従って、物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分を除去しゼロ周波数フーリエ成分を参照ビームとして使用することにより、感光性ホログラフィック記録材料の望ましくない過度露光を除去又は減少することができる。
【００１８】
本発明によれば、データ符号化物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分から参照ビームを生成するのに拡散素子をホログラフィック記録システムに配置することができる。データ符号化物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分から参照ビームを生成する拡散素子を使用すると、後で詳しく略述するようにホログラフィック記録において確実な利点が得られる。ある例では、拡散素子は、ゼロ周波数フーリエ成分をランダムに拡散させることもある。他の例の中には、拡散素子は、例えばある望ましい特性を有する参照ビームを生成するのに、整列又は規定方法でゼロ周波数フーリエ成分を拡散させることもある。
【００１９】
場合によっては、特定の角度、位相および振幅を有する参照ビームを生成するように、拡散素子を設計することもでき、媒体で多重化の改良を考慮できる。特に、参照ビームの望ましい位相は、多重化を改良できる。多重化は、例えば実質的に重複する方法で、同じ体積の媒体に２つ以上のホログラムを記録する処理を指す。特定の角度、位相および振幅を有する参照ビームを生成する拡散素子を使用することにより、記憶容量を増大でき、簡略化媒体アクセス機構を可能にする移動多重化選択性を改良できる。特に、位相、角度、振幅などの制御特性を有するように参照ビームを生成する場合、多重化ホログラムを再構成する性能を向上させることもできる。移動多重化の場合、例えば自己参照ホログラフィにおいて拡散素子を利用する、本明細書に記載の記録技法を、媒体上の１つ以上の移動位置で繰り返すこともできる。さらに、場合によっては、ホログラフィック媒体に対して拡散素子のみの移動に続いて自己参照記録を繰り返すことにより、移動多重化を実現することもできる。
【００２０】
ホログラフィックデータ記憶に使用される典型的な多重化技法は、角度、波長又は移動多重化方法の変形例又は組合せを含む。多重化の（ホログラム間の）選択性が増大するにつれて、より高い記憶密度を達成できる。この選択性は、異なる重複ホログラムを記録するのに使用されると、参照ビームの相関関係に反比例して変わる。角度多重化では、ホログラムを記録するのに使用される参照ビームおよび物体ビーム間の媒体に対して異なる傾斜角度で記録されていると、多数のホログラムを識別する。角度多重化ホログラムの読出しは通常、初期記録状態を一致させるために媒体に対する参照ビームの正確な向き変更を必要とする。
【００２１】
波長多重化では、記録に使用される物体および参照ビームの両方に対してコヒーレント源の波長を調整することにより、ホログラム間の識別を制御する。多数のホログラムの後の読出しは通常、前の記録工程中に使用された正確な波長の繰返しを必要とする。
【００２２】
移動多重化では、参照ビームは、各ホログラムに関する記録ビームに対する媒体の横方向移動が識別を与えるように十分な角度および／又は位相量を取り入れる。移動多重化方法を用いた後の読出しは通常、前の記録状態を一致させるために媒体に対する参照ビーム横方向位置を必要とする。媒体に対するヘッドの横方向位置決めは駆動機構においてより定常的に実施されるので、移動多重化方法は角度又は波長多重化に比べてより好都合であろう。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態による自己参照ホログラフィック記録システム１０のブロック図である。図１に示すように、ホログラフィック記録システム１０は、レーザ光１４を生成するレーザ１２を含む。光１４は、有効データ符号化のために光１４を状態調整するレンズ、鏡、フィルタなどの種々の光学素子１６を通過する。
【００２４】
空間光変調器（ＳＬＭ）１８などのデータ符号器を使用して、光１４においてデータを符号化する。特に、ＳＬＭ１８は、光においてホログラフィックビットマップ、例えば画素配列を符号化することもできる。データ符号化された光は、ホログラフィック記録の業界で既知のように物体ビームと呼ばれている。フーリエ変換レンズ２０は、データ符号化物体ビームのフーリエ分解を与えるように配置されている。
【００２５】
拡散素子２５は、データ符号化物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分を光学的に向けて参照ビームを生成するのに配置されている。物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分から生成されたこの参照ビームは、媒体３０において物体ビームの高次成分と干渉する。換言すれば、参照ビームは、媒体３０において物体ビームの非ゼロ周波数フーリエ成分と干渉する。このようにして、物体ビーム上に符号化されたビットマップのホログラムを、媒体３０に記憶することができる。
【００２６】
例として、媒体３０は、ディスク又はカードという形をとることもできるが、本発明の範囲はその点に関して限定されない。例えば、ディスク状媒体は、感光材料が２枚の基板部分の間に挟まれたサンドウィッチ構造を有することもできる。基板部分は、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、アモルファスポリオレフィン、ガラスなどを含んでもよく、基板部分の一方又は両方の外面には、反射防止塗膜を塗布してもよい。媒体３０の感光材料は、２つ以上のオリゴマー成分の混合から生じるマトリックス重合体を含んでもよい。光開始剤を第１のオリゴマー成分に混合することができ、書込み単量体を第２のオリゴマー成分に混合することができる。また、１つ以上の添加剤をオリゴマー成分に溶かすこともできる。しかし、他の実施形態において、媒体３０は、任意の種々様々な他のホログラフィック記録構成を想定することもできる。
【００２７】
カメラなどのデータ検出器３２は、媒体３０を参照ビームのみで照明した場合、媒体３０上の記憶ホログラムを検出するのに配置されることもできる。その場合、物体ビーム上に符号化され媒体３０に記憶されたビットマップを再構成できるようにゼロ周波数フーリエ成分、即ち参照ビームのみが媒体３０を照明することもできる。フィルタ、マスク、不透明素子など（図示せず）を使用して、読出し中に物体ビームの高次成分を阻止することもできるので、読出し中にだけ媒体３０を参照ビームで照明して物体ビームの再構成を容易にすることができる。
【００２８】
自己参照ホログラフィック記録をより良く説明するために、フーリエ分解の基本的な説明をここで行う。フーリエ分解の説明に役立つように図２を使用する。図２に示すように、例示的ＳＬＭ画素配列４０を、物体ビーム上のビットマップとして符号化することができる。特に、種々の形状、サイズ又は画素数を有することもできる画素配列４０を規定するのにＳＬＭを使用することもできる。ＳＬＭを通過した後、物体ビームは、ＳＬＭ４０から１焦点距離の場所に位置するフーリエ変換レンズ４２を通過することができる。レンズ４２からさらに１焦点距離離れた場所に、データ符号化物体ビームが、フーリエ変換面４４におけるフーリエ成分の集まりとして現れる。本発明によれば、ランダム又は整列方法でゼロ周波数フーリエ成分４６を拡散させるのに拡散素子を使用することもできる。
【００２９】
フーリエ成分は、ＳＬＭ画素配列４０の全情報を含む。しかし、符号化データは、フーリエスペクトルの「高次成分」に含まれている。フーリエスペクトルの中心にあるゼロ周波数（又はＤＣ）成分４６は、高次成分ではなく、これは符号化データのいずれも含まない。むしろ、このゼロ周波数フーリエ成分４６は、ＳＬＭ画素配列４０の光の平均強度を規定する情報のみを含む。さらに、このゼロ周波数フーリエ成分４６は通常、フーリエスペクトルにおける光の全量の重要な部分を含む。
【００３０】
従来のシステムの中には、物体ビームにおけるゼロ周波数フーリエ成分の強度が、感光記録材料を過度に露光することによって記録する上で問題を生じる場合もある。しかし、自己参照記録では、ゼロ周波数フーリエ成分を物体ビームから除去し、参照ビームとして使用するので、このような過度露光を減少又は除去できる。また、別個の参照ビームおよび参照ビーム用の別個の光路の必要性も無くなる。
【００３１】
本発明の実施形態によれば、拡散素子（図２に示してない）を用いてフーリエスペクトルのゼロ周波数成分から参照ビームを生成することができる。拡散素子は、前記高次フーリエ成分で照射されたものと同じ体積の記録材料によって前記フーリエスペクトルの前記ゼロ周波数成分を光学的に向けることができる。
【００３２】
参照ビームとしてフーリエスペクトルのゼロ周波数成分を使用すると、従来のホログラフィックデータ記憶システムの多くの問題に対処することができる。例えば、フーリエスペクトルのゼロ周波数成分を使用して参照ビームを生成する場合、システムは、媒体に向けられたほんの１本の光路を有するだけでよい。さらに、システムで必要とされる光学素子（例えば、高価な高品質レンズ）の数を減らすこともできる。従って、光学素子の別の参照路を無くすことができ、システムのサイズを大幅に縮小することができる。その上、上述のように、参照ビームのようなフーリエスペクトルのゼロ周波数成分により、強過ぎる物体ビームに従来伴う過度露光問題を減らすことができる。
【００３３】
図３は、拡散素子５０を利用する自己参照ホログラフィの例示的光学配列の側面図である。ＳＬＭ５２は、レーザ光上でビットマップを符号化して、物体ビーム５１を規定する。フーリエ変換レンズ５４を、ＳＬＭ５２から約１焦点距離の場所に配置することもできる。データ符号化物体ビーム５１は、レンズ５４を通過する。拡散素子５０を配置して、データ符号化物体ビーム５１のゼロ周波数フーリエ成分のみを拡散させ、参照ビーム５３を生成する。参照ビーム５３は、媒体５６においてデータ符号化物体ビーム５１の高次成分５５と干渉する。換言すれば、参照ビーム５３は、媒体５６においてデータ符号化物体ビーム５１の非ゼロ周波数成分と干渉する。このようにして、ホログラムを媒体５６に生成することができる。図３の構成では、拡散素子５０をフーリエ変換レンズ５４と媒体５６との間に配置する。例えば、拡散素子５０を、フーリエ変換面５８に又は同フーリエ変換面の近くに配置することもできるが、本発明はその点に関して必ずしも限定されない。
【００３４】
図４は、拡散素子６０を利用する自己参照ホログラフィの例示的光学配列の別の側面図である。図４の構成では、拡散素子６０をフーリエ変換レンズ６４とＳＬＭ６２との間に配置する。拡散素子６０を設計および配置して、データ符号化物体ビーム６１のゼロ周波数フーリエ成分を拡散させ、参照ビーム６３を生成する。拡散素子６０は、物体ビームの高次成分に対応する光を通過するが、ゼロ周波数フーリエ成分に対応する光を拡散させる拡散マスクを形成することもできる。場合によっては、拡散素子６０は、位相、振幅および角度又は角度方向の望ましい特性を有する参照ビームを生成するのに、整列方法でゼロ周波数フーリエ成分を拡散させることもある。いずれにせよ、参照ビームは、媒体６６においてデータ符号化物体ビーム６１の高次成分６５と干渉する。位相、角度、振幅などの制御特性を有するように参照ビームを生成する場合、多重化ホログラムを再構成する性能を向上させることもできる。
【００３５】
図５は、拡散素子７０を利用する自己参照ホログラフィの例示的光学配列の別の側面図である。図５の配列は、拡散素子７０をフーリエ変換レンズ７４と媒体７６との間に配置するという点で図３の配列と同様である。しかし、図５では、物体ビーム７１の高次フーリエ成分７５に対応する角度のみで実質的に拡散素子７０により参照ビーム７３を分散させる。その場合、角度分散の点で整列方法で物体ビーム７１のゼロ周波数フーリエ成分を拡散させるように拡散素子７０を設計することができる。換言すれば、媒体７６上で高次フーリエ成分７５の位置に対応する角度で参照ビーム７３を分散させるように拡散素子７０を設計する。従って、媒体７６の感光性重合体における露光が、２本のビームが干渉記録を生成できるような規定位置で生じるだけである。そのような技法では、より小さい感光性重合体容量を使用して所与のホログラムを記憶するという点で記録効率を向上させることもできる。従って、媒体７６の記憶密度を高めることができる。しかし、参照ビーム７３の各角度分散部分が読出し中に位置合わせを必要とする場合があるので、図５の配列のようなシステムにおける位置合わせの問題を、図３の配列のようなシステムと比べて複雑にする場合がある。
【００３６】
図６は、拡散素子８０を利用する自己参照ホログラフィの例示的光学配列の別の側面図である。図６の配列は、拡散素子８０をフーリエ変換レンズ８４とＳＬＭ８２との間に配置するという点で図４の配列と略同様である。しかし、図６では、物体ビーム８１の高次フーリエ成分８５に対応する角度のみで実質的に拡散素子８０により参照ビーム８３を分散させる。換言すれば、図６のシステムは、参照ビーム８３の角度分散を規定するという点で図５のシステムと似ている。
【００３７】
角度分散の点で整列方法で物体ビーム８１のゼロ周波数フーリエ成分を拡散させるように拡散素子８０を設計することができる。換言すれば、媒体８６上で高次フーリエ成分８５の位置に対応する角度で参照ビーム８３を分散させるように拡散素子８０を設計する。従って、媒体８６の感光性重合体における干渉が、そのような規定位置で生じるだけである。再度、図５および図６に示すような技法では、より小さい感光性重合体を使用して所与のホログラムを記憶するという点で効率を向上させることもでき、従って、記憶密度を高めることができる。しかし、図５および図６の配列のようなシステムにおける位置合わせの問題を、図３および図４の配列のようなシステムと比べて複雑にする場合がある。
【００３８】
本明細書に記載した種々の実施形態の拡散素子は、ホログラフィック記録を改良する特定の機能を含むこともできる。一般に、拡散素子は、データ符号化物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分から参照ビームを生成するのに本発明に従って使用される。しかし、異なる実施形態では、例えば位相、角度、強度などの点で特定の特性を有する参照ビームを生成することが望ましい場合もある。参照ビームにおけるそのような特性は、例えば多重化する性能を改良することにより、ホログラフィック記録を改良することができる。従って、参照ビームにおけるそのような特性は、所与のホログラフィック記録媒体に伴う記憶密度を高めることもでき、記憶保全性を向上させることもできる。拡散素子は、拡散膜、複製表面を有する膜、ガラス、重合体などの複製素子、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）、ランダム又は整列方法で樹脂に分散された光学拡散粒子などを含んでもよい。
【００３９】
場合によっては、データ符号化物体ビームのゼロ周波数フーリエ成分から参照ビームを生成するのに使用される拡散素子は、ゼロ周波数フーリエ成分をランダムに拡散させることもある。望ましい特性を有する参照ビームが得られるように拡散を整列する、即ち詳細に規定する場合もある。図５および図６に関連して記載したように、１つのそのような整列は、参照ビームの角度と関連がある場合もある。例えば、規定の角度でのみ前記データ符号化物体ビームの前記ゼロ周波数フーリエ成分を拡散させる拡散素子を生成することにより、例えば記憶容量を高めることができる感光性重合体記録材料の効率使用の点で改良を実現することができる。換言すれば、同じ量の感光性重合体は、より多くのホログラムを記憶することができる。参照ビームの角度、位相および他の特性の制御により、多重化ビットマップを再構成する性能を向上させることができる。特に、位相、角度、振幅などの規定特性を有するように参照ビームを生成する場合、多重化ホログラムを再構成する性能を向上させることができる。
【００４０】
参照ビームの他の特性、例えば位相、振幅などを、拡散素子により規定する場合もある。例えば、所望の位相量を含むように参照ビームの位相を詳細に規定すると、媒体において多重化の改良を考慮することもできる。その場合、拡散素子は、例えば格子じま模様のような構成を有する位相マスクと呼ばれることもある。
【００４１】
位相マスクの形態における拡散素子は、位相整列ビームで照明される場合に位相ビームを生じる構造を指す。位相整列ビームは、１本の光線、又は角度を連続的に変える光線のセット、例えば平面波、又は集束又は発散ビームを指す。位相整列ビームの自己相関関数は、その断面積に略等しい。対照的に、位相ビームは、入射角を変える多くの光線および不均一な位相量を有するビームを指し、必要な選択性に適した自己相関関数になる。確定的光線および位相量のビームは、位相ビームである。位相マスクの形態における拡散素子は、位相整列ビームで照明される場合に位相ビームを生じる。参照ビームとして位相ビームを使用すると、媒体内でビットマップを多重化する性能を大幅に向上させることができる。
【００４２】
位相選択性を使用して、ホログラフィック記録媒体における重複ホログラムの識別性を向上させることができる。例えば格子じま模様のような構成を有する位相マスクでは、重複連続のホログラムを識別する性能を向上させることができる参照ビームに所望の位相量を投入することができる。このような位相相関多重化は、ホログラムの多重化を容易にするのに使用される場合があるブラッグ選択性技法と無関係であってもよい。いずれにせよ、例えば拡散素子を用いた、自己参照ホログラフィック記録システムにおける位相選択性を投入すると、移動多重化および潜在的に高い多重化選択性、即ち高い記憶容量を可能にすることにより、システムを改良することができる。
【００４３】
参照ビームのさらに他の特性、例えばビームの振幅、又は偏光などの有り得る他の特性を、拡散素子により規定する場合もある。所望の偏光を必要とする場合、拡散素子は、拡散偏光子を含んでもよい。いずれにせよ、自己参照ホログラフィに使用される拡散素子は、例えばランダム性、又は所望の位相、所望の振幅、所望の角度分散、所望の偏光などの望ましい特性を有する参照ビームを生成する性能を与える。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の種々の実施形態について説明している。例えば、自己参照ホログラフィック記録技法を、ホログラフィックデータ記憶媒体用に説明している。特に、拡散素子を利用する自己参照ホログラフィを説明している。これらおよび他の実施形態は、特許請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態による自己参照ホログラフィック記録システムのブロック図である。
【図２】画素配列のフーリエ分解を示す概念図である。
【図３】拡散素子を利用する自己参照ホログラフィの例示的光学配列の側面図である。
【図４】拡散素子を利用する自己参照ホログラフィの例示的光学配列の側面図である。
【図５】拡散素子を利用する自己参照ホログラフィの例示的光学配列の側面図である。
【図６】拡散素子を利用する自己参照ホログラフィの例示的光学配列の側面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  自己参照ホログラフィック記録システム
１２  レーザ
１４  レーザ光
１６  光学素子
１８  空間光変調器（ＳＬＭ）
２０  フーリエ変換レンズ
２５  拡散素子
３０  媒体
３２  データ検出器
４０  ＳＬＭ画素配列
４２  フーリエ変換レンズ
４４  フーリエ変換面
４６  ゼロ周波数フーリエ成分
５０  拡散素子
５１  データ符号化物体ビーム
５２  空間光変調器（ＳＬＭ）
５３  参照ビーム
５４  フーリエ変換レンズ
５５  高次成分
５６  媒体
５８  フーリエ変換面
６０  拡散素子
６１  データ符号化物体ビーム
６２  空間光変調器（ＳＬＭ）
６３  参照ビーム
６４  フーリエ変換レンズ
６５  高次成分
６６  媒体
７０  拡散素子
７１  データ符号化物体ビーム
７２  空間光変調器（ＳＬＭ）
７３  参照ビーム
７４  フーリエ変換レンズ
７５  高次フーリエ成分
７６  媒体
８０  拡散素子
８１  物体ビーム
８２  空間光変調器（ＳＬＭ）
８３  参照ビーム
８４  フーリエ変換レンズ
８５  高次フーリエ成分
８６  媒体
【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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【外国語明細書】
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