(57)【要約】    【課題】  半導体レーザなどの波長安定性の悪いレーザ光源を再生用レーザとして用いたとしてもデータを確実に再生することができるようにデータを記録する。    【解決手段】  ホログラフィック記録装置１００は３つのレーザ光源１０１ａ、１０１ｂおよび１０１ｃを備えており、各レーザ光源の波長は少しずつ異なっている。各レーザ光源の波長は、波長安定性の悪い再生用レーザの波長領域をカバーするように設定される。まず第１のレーザ光源１０１ａを用いてデータを記録する。次に、第１のレーザ光源１０１ａを用いてデータを記録した位置に、第２のレーザ光源１０１ｂを用いて既に記録したデータと同一内容のデータを記録する。さらに、第１のレーザ光源１０１ａおよび第２のレーザ光源１０１ｂを用いてデータを記録した位置に、第３のレーザ光源１０１ｃを用いて既に記録したデータと同一内容のデータを記録する。【選択図】  図１
2005062345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長の異なる少なくとも二つ以上のレーザを用いて同一データを記録することを特徴とするホログラフィック記録方法。
【請求項２】
前記同一データを同一の領域に記録することを特徴とする請求項１に記載のホログラフィック記録方法。
【請求項３】
半導体レーザを再生用レーザとして用いてデータを再生することを特徴とするホログラフィック再生方法。
【請求項４】
波長の異なる少なくとも二つ以上のレーザを用いて同一データを記録し、半導体レーザを再生用レーザとして用いてデータを再生することを特徴とするホログラフィック記録再生方法。
【請求項５】
レーザビームを内部で干渉させることによりデータが光の干渉パターンとして記録されるホログラフィックメモリであって、
波長の異なる少なくとも二つ以上のレーザを用いて同一データが記録されていることを特徴とするホログラフィックメモリ。
【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録再生方法およびホログラフィックメモリに関し、より詳細には、波長安定性の悪いレーザを再生用レーザとして用いてデータを確実に再生することができるようにデータを記録することが可能なホログラフィック記録方法、ホログラフィック再生方法、ホログラフィック記録再生方法およびホログラフィックメモリに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大容量かつ高速記録再生が可能なホログラフィック記録が注目されている。ホログラフィック記録では、空間的に変調されたレーザビーム（信号光）およびこれと可干渉性をもつレーザビーム（参照光）を干渉させることによって生成される干渉パターンを感光性媒体中に記録させる。再生時には、参照光を照射することによって生成される回折光を検出することで記録データが読み出される。さらに、２つのビームの干渉条件を変えることで媒体中の同一領域に異なった干渉縞を多数記録することも可能であり、これは多重記録と呼ばれている。多重記録方法としては、角度多重、シフト多重、波長多重、位相コード多重などが提唱されている。この多重化によってデータ記録密度を大幅に増大させることが可能となり、ホログラフィックメモリが大容量ストレージの候補とされている所以である。
【０００３】
例えば、波長多重記録においては、小型で取扱いの容易な波長可変レーザダイオード（ＬＤ）を光源に用いた波長多重ホログラフィ記録装置が知られている（特許文献１参照）。参照光および信号光の波長を変えて記録媒体に異なる間隔の干渉縞を生成して多重記録する場合に、記録再生用光源として波長可変レーザダイオード（ＬＤ）を用いることにより、装置の小型化、高速化を実現するものである。
【特許文献１】特開平０８−２４９８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、ホログラフィックメモリは波長多重記録を行うことができるという特徴を有するが、これはホログラフィックメモリが波長選択性をもっていることに起因する。このことは、裏返せば、記録波長とほとんど同じ波長でなければデータを再生することができないことを意味し、波長安定性が高いことが光源に対して要求される。波長安定性の高い光源としては、現在、固体レーザやガスレーザが広く使用されている。
【０００５】
しかしながら、固体レーザやガスレーザは、レーザビームの入力パワーに対する変換効率が小さく、またレーザ発振のための共振器を別途設ける必要がある。そのため、これらのレーザを用いた場合には小型、軽量かつ低廉なホログラフィック記録再生を実現することができないという問題がある。
【０００６】
一方、光ディスクでは、非常にコンパクトな半導体レーザ（レーザダイオード）が用いられているが、半導体レーザは固体間で波長がばらつくとともに温度変化によっても波長が変化するという欠点を有し、ホログラフィック記録再生に適用することは困難であった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、半導体レーザなどの波長安定性の悪いレーザ光源を再生用レーザとして用いたとしてもデータを確実に再生することができるようにデータを記録することが可能なホログラフィック記録方法を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の目的は、小型、軽量かつ低廉な装置を構成することが可能なホログラフィック再生方法を提供することにある。
【０００９】
さらにまた、本発明の目的は、波長安定性の悪いレーザ光源を再生用レーザとして用いたとしてもデータを確実に再生することができるようにデータを記録することが可能であり、しかも小型、軽量かつ低廉な装置を構成することが可能なホログラフィック記録再生方法を提供することにある。
【００１０】
さらにまた、本発明の目的は、波長安定性の悪いレーザ光源を再生用レーザとして用いたとしてもデータを確実に再生することが可能なホログラフィックメモリを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の前記目的は、波長の異なる少なくとも二つ以上のレーザを用いて同一データを記録することを特徴とするホログラフィック記録方法によって達成される。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態においては、前記同一データを同一の領域に記録する。
【００１３】
本発明の前記目的はまた、半導体レーザを再生用レーザとして用いてデータを再生することを特徴とするホログラフィック再生方法によっても達成される。
【００１４】
本発明の前記目的はまた、波長の異なる少なくとも二つ以上のレーザを用いて同一データを記録し、半導体レーザを再生用レーザとして用いてデータを再生することを特徴とするホログラフィック記録再生方法によっても達成される。
【００１５】
本発明の前記目的はまた、レーザビームを内部で干渉させることによりデータが光の干渉パターンとして記録されるホログラフィックメモリであって、波長の異なる少なくとも二つ以上のレーザを用いて同一データが記録されていることを特徴とするホログラフィックメモリによっても達成される。
【００１６】
本発明の前記目的はまた、所定の波長をもつ第１のレーザビームを生成する第１のレーザ光源と、前記第１のレーザビームとは異なる波長をもつ第２のレーザ光源と、前記第１のレーザビームを用いて第１のデータを記録し、前記第２のレーザビームを用いて前記第１のデータと同一である第２のデータを記録するデータ記録手段を備えているホログラフィック記録装置によって達成される。
【００１７】
本発明の前記目的はまた、所定の波長をもつ第１のレーザビームを生成する第１のレーザ光源と、前記第１のレーザビームとは波長が異なる第２のレーザビームを生成する第２のレーザ光源と、前記第１のレーザビームを用いてホログラフィックメモリに第１のデータを記録し、前記第２のレーザビームを用いて前記ホログラフィックメモリに前記第１のデータと同一である第２のデータを記録するデータ記録手段と、第３のレーザビームを生成する半導体レーザと、前記第３のレーザビームを用いて前記ホログラフィックメモリから前記データを再生するデータ再生手段を備えているホログラフィック記録再生装置によっても達成される。
【００１８】
本発明の前記目的はまた、レーザビームを内部で干渉させることによりデータが光の干渉パターンとして記録されるホログラフィックメモリであって、所定の波長をもつ第１のレーザビームを用いて記録された第１のデータと、前記第１のレーザビームとは異なる波長をもつ第２のレーザビームを用いて記録された前記第１のデータと同一である第２のデータが記録されているホログラフィックメモリによっても達成される。
【００１９】
本発明の前記目的はまた、レーザビームをホログラフィックメモリ内で干渉させることによりデータを光の干渉パターンとして記録するホログラフィック記録方法であって、所定の波長をもつ第１のレーザビームを用いて第１のデータを記録し、前記第１のレーザビームとは異なる波長をもつ第２のレーザビームを用いて前記第１のデータと同一である第２のデータを記録するホログラフィック記録方法によっても達成される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、波長安定性の悪い半導体レーザを再生用レーザとして用いてデータを確実に再生することができるようにデータを記録することが可能なホログラフィック記録方法を提供することができる。
【００２１】
また、本発明によれば、小型、軽量かつ低廉な装置を構成することが可能なホログラフィック再生方法を提供することができる。
【００２２】
さらにまた、本発明によれば、再生用レーザとして波長安定性の悪い半導体レーザを用いてデータを確実に再生することができるようにデータを記録することが可能であり、しかも小型、軽量かつ低廉な装置を構成することが可能なホログラフィック記録再生方法を提供することができる。
【００２３】
さらにまた、本発明によれば、波長安定性の悪いレーザ光源を再生用レーザとして用いたとしてもデータを確実に再生することが可能なホログラフィックメモリを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施態様について詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の好ましい実施態様にかかるホログラフィック記録装置を示す模式図である。
【００２６】
図１に示されるように、このホログラフィック記録装置１００は、３つのレーザ光源１０１ａ、１０１ｂおよび１０１ｃを備えており、各レーザ光源の波長は少しずつ異なっている。詳細は後述するが、各レーザ光源の波長は、波長安定性の悪い再生用レーザの波長領域をカバーするように設定される。本実施態様において、第１のレーザ光源の波長は４０３ｎｍであり、第２のレーザ光源１０１ｂの波長は４０５ｎｍであり、第３のレーザ光源１０１ｃの波長は４０７ｎｍである。レーザ光源としては波長安定性の高いガスレーザや固体レーザが使用される。
【００２７】
第１のレーザ光源１０１ａから出射したレーザビームの光路上には、余分な光量を除去する減光（ＮＤ）フィルタ１０２ａと、ビーム径を拡大するビームエキスパンダ１０３ａと、ビームの進行方向を所定の方向に変更させるミラー１０４ａが配置されている。ビームエキスパンダ１０３ａは例えば図示のようにコリメートレンズ１２１ａ、シャッター１２２ａおよびコリメートレンズ１２３ａからなるものである。同様に、第２のレーザ光源１０１ｂから出射したビームの光路上にはＮＤフィルタ１０２ｂ、ビームエキスパンダ１０３ｂおよびミラー１０４ｂが配置されており、第３のレーザ光源１０１ｃから出射したビームの光路上にはＮＤフィルタ１０２ｃ、ビームエキスパンダ１０３ｃおよびミラー１０４ｃが配置されている。
【００２８】
各ミラー１０４ａ、１０４ｂおよび１０４ｃの向きは、それぞれのミラーで反射したビームの光路が一致するように設定されている。そして、各ミラー１０４ａ、１０４ｂおよび１０４ｃによって光路が変更させられたビームの共通の光路上には、入射ビームを２分割して信号光と参照光を生成するビームスプリッタ１０５が設けられている。ビームスプリッタ１０５によって分割された一方のビームである信号光の光路上には、シャッター１０６およびデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）１０７が配置されている。ＤＭＤ１０７は微小なミラー素子がマトリックス配置されたものであって、各ミラー素子の向きを２方向あるいは多方向に選択的に制御可能に構成されている。ＤＭＤ１０７は図示しないコントローラによって制御される。入力されたデータに基づいてコントローラがＤＭＤ１０７のミラー素子の向きを制御するので、ＤＭＤ１０７で反射したビームは空間的に変調される。ＤＭＤ１０７で反射した信号光の進行方向にはホログラフィックメモリ１２０が設けられている。ビームスプリッタ１０５によって分割された他方のビームである参照光の光路上にはミラーが配置されており、ミラーで反射した参照光の進行方向にホログラフィックメモリ１２０が設けられている。
【００２９】
以上のように構成されたホログラフィック記録装置１００において、ホログラフィックメモリ１２０へのデータの記録は次のように行われる。
【００３０】
まず、ホログラフィックメモリ１２０を回転させて信号光および参照光の照射位置を予め所望の位置に合わせるとともに、ビームが通過できるようにシャッター１０６をオフにする。次に、第１のレーザ光源１０１ａを用いてデータを記録するため、第１のシャッター１２２ａを予めオフにし、第２のシャッター１２２ｂおよび第３のシャッター１２２ｃを予めオンにする。第１のレーザ光源１０１ａからのビームはＮＤフィルタ１０２ａによって過剰なビームパワーが除去され、ビームエキスパンダ１０３ａによってビーム径が拡大されかつ平行光にされた後、ミラー１０４ａで反射し、ビームスプリッタ１０５に入射する。そして、ビームスプリッタ１０５に入射したビームは信号光と参照光に分割される。信号光はＤＭＤ１０７によって空間的に変調された後、（集光されて、）ホログラフィックメモリ１２０に照射される。一方、参照光はミラー１０８で反射して信号光の照射位置と同じ位置に照射される。ホログラフィックメモリ１２０の記録層内で信号光と参照光が重ね合わせられることで、データが干渉パターンとして記録される。
【００３１】
次に、ホログラフィックメモリ１２０を回転させずに、第１のレーザ光源１０１ａを用いてデータを記録した位置に、第２のレーザ光源１０１ｂを用いて既に記録したデータと同一内容のデータを記録する。そのため、第２のシャッター１２２ｂを予めオフにし、第１のシャッター１２２ａおよび第３のシャッター１２２ｃを予めオンにする。第２のレーザ光源１０１ｂからのビームはＮＤフィルタ１０２ｂによって過剰なビームパワーが除去され、ビームエキスパンダ１０３ｂによってビーム径が拡大された後、ミラー１０４ｂで反射し、ビームスプリッタ１０５に入射する。そして、ビームスプリッタ１０５に入射したビームは信号光と参照光に分割される。信号光はＤＭＤ１０７によって空間的に変調された後、（集光されて、）ホログラフィックメモリ１２０に照射される。一方、参照光はミラー１０８で反射して信号光の照射位置と同じ位置に照射される。ホログラフィックメモリ１２０の記録層内で信号光と参照光が重ね合わせられることで、最初に記録したデータと同一のデータが干渉パターンとして記録される。
【００３２】
さらに、ホログラフィックメモリ１２０を回転させずに第１および第２のレーザ光源１０１ｂ、を用いてデータを記録した位置に、第３のレーザ光源１０１ｃを用いて既に記録したデータと同一内容のデータを記録する。そのため、第３のシャッター１２２ｃをオフにし、第１のシャッター１２２ａおよび第２のシャッター１２２ｂをオンにする。第３のレーザ光源１０１ｃからのビームはＮＤフィルタ１０２ｃによって過剰なビームパワーが除去され、ビームエキスパンダ１０３ｃによってビーム径が拡大されかつ平行光にされた後、ミラー１０４ｃで反射し、ビームスプリッタ１０５に入射する。そして、ビームスプリッタ１０５に入射したビームは信号光と参照光に分割される。信号光はＤＭＤ１０７によって空間的に変調された後、集光されて、ホログラフィックメモリ１２０に照射される。一方、参照光はミラー１０８で反射して信号光の照射位置と同じ位置に照射される。ホログラフィックメモリ１２０の記録層内で信号光と参照光が重ね合わせられることで、最初および２回目に記録したデータと同一のデータが干渉パターンとして記録される。
【００３３】
次の新たなデータを記録する場合には、ホログラフィックメモリ１２０を図示しない駆動手段によって回転させて信号光および参照光の照射位置を前回の記録位置と異なる位置に合わせる。そして、上述した第１から第３のレーザ光源１０１ａ〜１０１ｃを順に用いて同一データの波長多重記録が行なわれる。
【００３４】
以上説明したように、本実施態様によれば、波長の異なる複数のレーザ光源を用いて同一データの波長多重記録を行うので、再生用レーザとして波長安定性の悪い半導体レーザを用いたとしてもデータを確実に再生することが可能である。特に、同一データをホログラフィックメモリ内の同一位置に多重記録するので、データ再生も容易となる。
【００３５】
図２は、本発明の好ましい実施形態にかかるホログラフィック再生装置の構成を示す模式図である。
【００３６】
図２に示されるようにこのホログラフィック再生装置では、再生用レーザとして半導体レーザ１０１ｄが用いられる。半導体レーザ１０１ｄは波長安定性が悪く、波長領域として４０２ｎｍ〜４０８ｎｍまでの波長が含まれている。
【００３７】
図３は、記録波長と再生波長との関係を概略的に示すグラフである。なお、実線が記録用ビーム、矢印Ａが再生用ビームのばらつき幅を示している。
【００３８】
図３に示されるように、記録波長が４０３ｎｍ、４０５ｎｍおよび４０７ｎｍであるのに対し、再生波長は４０２ｎｍから４０８ｎｍの間となるので、いずれかの記録波長によって記録されたデータを再生することが可能となる。
【００３９】
半導体レーザ１０１ｄから出射したビームの光路上には、ＮＤフィルタ１０２ｄ、ビームエキスパンダ１０３ｄおよび２つのミラー１０４ｄおよび１０８が配置されている。各ミラーの向きは、ホログラフィックメモリへのビームの最終的な入射光路が図１に示した記録系システムにおける参照光の入射光路と一致するように設定されている。さらに、図１に示した記録系システムにおいてホログラフィックメモリ１２０を透過した信号光の進行方向に相当する位置にフォトディテクタ１３０が設けられている。
【００４０】
半導体レーザ１０１ｄからのビームはＮＤフィルタ１０２ｄ、ビームエキスパンダ１０３ｄ、ミラー１０４ｄおよびミラー１０８を経由してホログラフィックメモリ１２０に照射される。参照光はホログラフィックメモリ１２０のデータ記録位置に形成されている干渉パターンによって空間的に変調され、かつ信号光の進行方向と同一方向に回折される。この回折光はフォトディテクタ１３０で受光される。そして、フォトディテクタからの信号が信号処理手段で復調されることにより、もとのデータが再生される。
【００４１】
以上説明したように、本実施態様によれば、再生時に波長安定性の悪い半導体レーザを用いることができるので、小型、軽量かつ低廉な再生装置を実現することができる。
【００４２】
前記実施態様においては、記録系システムと再生系システムが分離している場合を例に説明したが、記録系システムと再生系システムを１つにすることも可能である。その際、記録系システムにおけるレーザ装置として、ガスレーザや固体レーザではなく、半導体レーザを用いることもできる。
【００４３】
図４は、本発明の好ましい実施態様にかかるホログラフィック記録再生装置の構成を示す模式図である。
【００４４】
図４に示されるように、このホログラフィック記録再生装置４００は、図１に示した記録系システムと、図２に示した再生系システムの両方を備えている。そして、本実施形態においては、記録系システムにおける第１乃至第３のレーザ光源１０１ａ〜１０１ｃに半導体レーザが使用されている。第１乃至第３の半導体レーザの中心波長はそれぞれ４０３ｎｍ、４０５ｎｍおよび４０７ｎｍであり、波長領域としても幅をもっている。波長のばらつきや温度変化などを考慮したうえで記録用レーザとして複数の半導体レーザを使用して、再生用レーザとして使用される波長安定性の悪い半導体レーザの波長領域をカバーする。その他の構成は図１および図２の構成と同様である。
【００４５】
上述したように、記録時には、第１乃至第３のレーザ光源からのレーザビームを順次用いてホログラフィックメモリにデータが記録されるが、その際、シャッター１２２ｄは予めオンにされて、再生用レーザビームの通過が遮断される。一方、再生時には、記録系システムにおける３つのシャッター１２２ａ乃至１２２ｃが予めオンにされて、第１乃至第３のレーザ光源１０１ｃからのビームが遮断される。また、シャッター１０６も予めオンにされて信号光の通過が遮断される。したがって、半導体レーザ１０１ｄからのビームはＮＤフィルタ１０２ｄ、ビームエキスパンダ１０３ｄおよびミラー１０４ｄを経由してビームスプリッタ１０５に入射する。ビームスプリッタ１０５によって分割された一方のビームである信号光はシャッター１０６によって遮断されるので、参照光のみがミラー１０８を介してホログラフィックメモリ１２０に照射される。参照光はホログラフィックメモリ１２０のデータ記録位置に形成されている干渉パターンによって空間的に変調され、記録時における信号光の進行方向と同一方向に回折される。この回折光はフォトディテクタ１３０で受光される。そして、フォトディテクタからの信号が信号処理手段によって復調されることにより、もとのデータが再生される。
【００４６】
以上説明したように、本実施態様によれば、再生用レーザのみならず記録用レーザにも半導体レーザを使用するので、小型、軽量かつ低廉なホログラフィック記録再生装置を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、これらも本発明に包含されるものであることは言うまでもない。
【００４８】
例えば、前記実施態様においては、３つのレーザ光源を備えている場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、２つ以上であればレーザ光源はいくつあっても構わない。すなわち、再生用レーザの波長のばらつきの程度に応じて設定すればよい。また、レーザ光源として３つのレーザ装置が物理的に存在している必要はなく、発振波長を変化させることができる１つのレーザ光源を利用しても構わない。すなわち、レーザ光源とは物理的なレーザ装置を意味するものではなく概念的なものである。
【００４９】
また、前記実施態様においては、あるデータを記録する場合に、ある波長でデータを記録した後に波長を変えて同一のデータを記録し、すべての波長での記録が終わった段階で次のデータの記録を行うようにしているが、これに限定されるものではなく、記録データ全体を１つの波長ですべて記録した後に波長を変えて再びデータ全体の記録を開始するようにしてもよい。
【００５０】
また、前記実施態様においては、信号光の変調手段としてＤＭＤを用いているが、これに限定されるものではなく、例えば空間光変調器を用いてもよい。空間光変調器を用いた場合には、空間的に変調された信号光が空間光変調器の透過光として得られるので、必要に応じてミラーなどの光路変更手段を追加する必要がある。また、ＮＤフィルタやビームエキスパンダなどを必ずしも用いる必要はなく、光学部品の配置や光路の設定は必要に応じて自由に設定してよい。すなわち、各レーザ光源からのレーザビームを用いてホログラフィックメモリにデータを記録するデータ記録手段が構成されていればよい。
【００５１】
また、本発明にかかるホログラフィック記録とともにシフト多重、角度多重、シフト多重、位相コード多重などの多重記録を行っても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施態様にかかるホログラフィック記録装置を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の好ましい実施形態にかかるホログラフィック再生装置の構成を示す模式図である。
【図３】図３は、記録波長と再生波長との関係を概略的に示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の好ましい実施態様にかかるホログラフィック記録再生装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００      ホログラフィック記録装置
１０１ａ      第１のレーザ光源
１０１ｂ      第２のレーザ光源
１０１ｃ      第３のレーザ光源
１０１ｄ      第４のレーザ光源（半導体レーザ）
１０２ａ〜１０２ｄ      ＮＤフィルタ
１０３ａ〜１０３ｄ      ビームエキスパンダ
１０４ａ〜１０４ｄ      ミラー
１０５      ビームスプリッタ
１０６      シャッター
１０７      ＤＭＤ
１０８      ミラー
１２０      ホログラフィックメモリ
１２１ａ〜１２１ｄ      コリメートレンズ
１２２ａ〜１２２ｄ      シャッター
１２３ａ〜１２３ｄ      コリメートレンズ
１３０      フォトディテクタ
２００      ホログラフィック再生装置
４００      ホログラフィック記録再生装置
【図１】
2005062345.tif 000003
【図２】
2005062345.tif 000004
【図３】
2005062345.tif 000005
【図４】
2005062345.tif 000006