(57)【要約】【課題】ホログラフィック記録再生方法において、再生時に安価なレーザダイオードを用いることができるようにする。【解決手段】ホログラフィック再生装置４０は、再生用レーザ光源として、ホログラフィック記録時の記録用レーザ光の波長とほぼ同一波長を、発振中心波長とする第２レーザダイオード４２と、これよりもわずかに短い波長のレーザ光をその発振中心波長として出射する第１レーザダイオード４１と、わずかに長い発振中心波長のレーザ光を出射する第３レーザダイオード４３と、を備え、これらから出射したレーザ光を一本の統合光学系４４にまとめて、ホログラフィック記録媒体１２に、再生用レーザ光として入射させ、少なくとも一つのレーザ光の波長が、記録時のレーザ光の波長と一致して、大きな回折効率を得るようにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体レーザ、ガスレーザ、面発光レーザ、シングルモード発振のレーザダイオードのいずれかからのレーザ光を、物体光及び参照光に分岐し、物体光を空間光変調器により、記録すべき情報に応じて変調し、参照光と共にホログラフィック記録媒体に照射して干渉縞を記録し、
記録の再生時には、前記記録時のレーザ光と同一波長、これよりも僅かに短い波長、及び、僅かに長い波長をそれぞれ発振ピーク波長とする３基のレーザダイオードからの３本のレーザ光を、１本の再生光路に、再生用レーザ光として統合し、前記ホログラフィック記録媒体に照射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２】
請求項１において、前記干渉縞の記録時は、前記参照光を、位相空間光変調器における一部のピクセルを変調ピクセルとしてその位相を変調させることにより空間変調し、記録されるデータページのアドレスとなる位相分布を与えて、位相コード多重記録とし、再生時には、前記再生用レーザ光を、再生用位相空間光変調器により記録時と同じ位相パターンとなるように空間変調して、前記ホログラフィック記録媒体に照射し、発生した回折光量を検出し、この検出光量が最大となるように、前記再生用位相空間光変調器における変調ピクセルの単位を変化させ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３】
請求項１又は２において、前記記録時のレーザ光の波長に対して、前記僅かに短い波長及び僅かに長い波長のそれぞれの差は、０．５ｎｍ〜１．５ｎｍであ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４】
請求項１、２又は３において、前記３基のレーザダイオードの少なくとも一つから出射される再生用レーザ光の縦モード波形をマルチモード化し、その発振波長の一つが、前記記録時のレーザ光の波長と略一致するように、前記再生用レーザ光の、前記記録時のレーザ光波長からの偏差に応じて制御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】
請求項４において、高周波重畳法により、前記再生用レーザダイオードによる再生用レーザ光の発振過渡特性を利用して、その縦モード波形をマルチモード化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６】
参照光と記録すべき情報に応じて振幅空間光変調器により変調された物体光との干渉縞が記録されたホログラフィック記録媒体に、再生用レーザ光を照射して、発生した回折光により前記情報を再生させるホログラフィック再生装置であって、
前記記録時の波長よりも僅かに短い波長のレーザ光を発振ピーク波長として出射する第１レーザダイオードと、
前記参照光と同一波長のレーザ光を発振ピーク波長として出射する第２レーザダイオードと、
前記参照光の波長よりも僅かに長い波長のレーザ光を発振ピーク波長として出射する第３レーザダイオードと、
前記第１〜第３レーザダイオードの出射するレーザ光を、１本の再生用レーザ光として統合し、且つ、前記ホログラフィック記録媒体に導く統合光学系と、
を有してなるホログラフィック再生装置。
【請求項７】
請求項６において、前記参照光は、位相空間光変調器における一部のピクセルを変調ピクセルとしてその位相を変調させることにより、記録されるデータページのアドレスとなる位相分布を与えられていて、
前記統合光学系に配置され、前記再生用レーザ光を、記録時の参照光と同じパターンとなるように空間変調する再生用位相空間光変調器と、
前記再生用レーザ光の照射により発生した回折光の光量を検出する光検出器と、
この光検出器の出力値が最大となるように、前記再生用位相空間光変調器における変調ピクセルの単位を変化させるピクセル制御装置と、
を設けたことを特徴とするホログラフィック再生装置。
【請求項８】
請求項６又は７において、前記記録時のレーザ光の波長に対して、前記僅かに短い波長及び僅かに長い波長のそれぞれの差は、０．５ｎｍ〜１．５ｎｍであることを特徴とするホログラフィック再生装置。
【請求項９】
請求項６、７又は８において、前記３基のレーザダイオードのうち少なくとも一つのレーザダイオードの出射する再生用レーザ光の縦モード波形をマルチモード化するスペクトル制御装置と、
前記再生用レーザ光の照射に基づき前記ホログラフィック記録媒体を透過したレーザ光の光量を検出する光検出器と、
を有してなり、
前記スペクトル制御装置は、前記光検出器により検出された透過光の光量が最小となるように、前記再生用レーザ光の縦モード波形を制御するようにされた
ことを特徴とするホログラフィック再生装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記スペクトル制御装置は、前記レーザダイオードによる再生用レーザ光の発振過渡特性を利用して、その縦モード波形をマルチモード化する高周波重畳回路であることを特徴とするホログラフィック再生装置。
【請求項１１】
請求項９において、前記再生用レーザ光を、記録時の参照光と同じ位相パターンとなるように空間変調する再生用位相空間光変調器が設けられ、
前記スペクトル制御装置は、前記回折光量が最大となるように、前記再生用位相空間光変調器における変調ピクセルの単位を変化させるようにされたピクセル制御装置であることを特徴とするホログラフィック再生装置。
【請求項１２】
請求項６乃至１１のいずれかのホログラフィック再生装置を含んでなり、
固体レーザ、ガスレーザ、面発光レーザ、シングルモード発振のレーザダイオードのいずれかからなる記録用レーザ光源と、
この記録用レーザ光源からのレーザ光を分岐した物体光及び参照光をホログラフィック記録媒体に導く物体光学系及び参照光学系と、
前記物体光学系に設けられ、物体光を、記録すべき情報に応じて変調する振幅空間光変調器と、
前記参照光学系に配置され、参照光に記録されるデータページのアドレスとなる位相分布を与える位相空間光変調器と、を有し、
前記参照光学系は、前記統合光学系を兼ねていることを特徴とするホログラフィック記録再生装置。
【請求項１３】
請求項１２において、前記記録用レーザダイオードはシングルモード発振のレーザダイオードであり、且つ、前記第２レーザダイオードを兼ねていることを特徴とするホログラフィック記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、物体光と参照光とをホログラフィック記録媒体に照射して干渉縞を記録するためのホログラフィック記録再生方法、ホログラフィック再生装置及びホログラフィック記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種ホログラフィック記録再生方法あるいはホログラフィック記録再生装置は、例えば特許文献１に開示されるように、記録と再生を同一のレーザ光源からのレーザ光によりなされている。又、波長多重記録の場合は、ホログラム単位で、同一光源・同一特性のレーザ光により記録再生している。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１６３７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、従来のホログラフィック記録再生方法では、記録と再生において同一のレーザ光源を用いているが、このレーザ光源として、固体レーザやガスレーザを用いた場合、記録時におけるレーザ光のコヒーレンシー（coheremcy）とレーザパワーの点で良好な特性が得られるが、大型且つ高価であり、又、記録再生装置が量産向きでないという問題点がある。
【０００５】
又、レーザ光源としてレーザダイオードを用いた場合は、小型且つ安価であり、記録再生装置が量産向きではあるが、記録時のレーザ光のコヒーレンシーとパワーの点で性能が劣るという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、ホログラフィック記録の再生時に、十分なコヒーレンシーとパワーを保持しつつ、レーザダイオードのレーザ光によって再生像を得ることができるようにしたホログラフィック記録再生方法、ホログラフィック再生装置及びホログラフィック記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、鋭意研究の結果、発振ピーク周波数がわずかに異なる３基のレーザダイオードからのレーザ光を一本に統合して、ホログラフィック記録媒体に入射させ、そのいずれかの波長を、記録時のレーザ光と一致させるようにして、記録再生時に十分なコヒーレンシーとパワーを得ることができることが分かった。
【０００８】
即ち、以下の本発明により上記課題を解決することができる。
【０００９】
（１）固体レーザ、ガスレーザ、面発光レーザ、シングルモード発振のレーザダイオードのいずれかからのレーザ光を、物体光及び参照光に分岐し、物体光を空間光変調器により、記録すべき情報に応じて変調し、参照光と共にホログラフィック記録媒体に照射して干渉縞を記録し、記録の再生時には、前記記録時のレーザ光と同一波長、これよりも僅かに短い波長、及び、僅かに長い波長をそれぞれ発振ピーク波長とする３基のレーザダイオードからの３本のレーザ光を、１本の再生光路に、再生用レーザ光として統合し、前記ホログラフィック記録媒体に照射することを特徴とするホログラフィック記録再生方法。
【００１０】
（２）請求項１において、前記干渉縞の記録時は、前記参照光を、位相空間光変調器における一部のピクセルを変調ピクセルとしてその位相を変調させることにより空間変調し、記録されるデータページのアドレスとなる位相分布を与えて、位相コード多重記録とし、再生時には、前記再生用レーザ光を、再生用位相空間光変調器により記録時と同じ位相パターンとなるように空間変調して、前記ホログラフィック記録媒体に照射し、発生した回折光量を検出し、この検出光量が最大となるように、前記再生用位相空間光変調器における変調ピクセルの単位を変化させることを特徴とするホログラフィック記録再生方法。
【００１１】
（３）前記記録時のレーザ光の波長に対して、前記僅かに短い波長及び僅かに長い波長のそれぞれの差は、０．５ｎｍ〜１．５ｎｍであることを特徴とする（１）又は（２）のホログラフィック記録再生方法。
【００１２】
（４）前記３基のレーザダイオードの少なくとも一つから出射される再生用レーザ光の縦モード波形をマルチモード化し、その発振波長の一つが、前記記録時のレーザ光の波長と略一致するように、前記再生用レーザ光の、前記記録時のレーザ光波長からの偏差に応じて制御することを特徴とする（１）、（２）又は（３）のホログラフィック記録再生方法。
【００１３】
（５）高周波重畳法により、前記再生用レーザダイオードによる再生用レーザ光の発振過渡特性を利用して、その縦モード波形をマルチモード化することを特徴とする（４）のホログラフィック記録再生方法。
【００１４】
（６）参照光と記録すべき情報に応じて振幅空間光変調器により変調された物体光との干渉縞が記録されたホログラフィック記録媒体に、再生用レーザ光を照射して、発生した回折光により前記情報を再生させるホログラフィック再生装置であって、前記記録時の波長よりも僅かに短い波長のと同一波長のレーザ光を発振ピーク波長として出射する第１レーザダイオードと、前記参照光と同一波長のレーザ光を発振ピーク波長として出射する第２レーザダイオードと、前記参照光の波長よりも僅かに長い波長のレーザ光を発振ピーク波長として出射する第３レーザダイオードと、前記第１〜第３レーザダイオードの出射するレーザ光を、１本の再生用レーザ光として統合し、且つ、前記ホログラフィック記録媒体に導く統合光学系と、を有してなるホログラフィック再生装置。
【００１５】
（７）前記参照光は、位相空間光変調器における一部のピクセルを変調ピクセルとしてその位相を変調させることにより、記録されるデータページのアドレスとなる位相分布を与えられていて、前記統合光学系に配置され、前記再生用レーザ光を、記録時の参照光と同じパターンとなるように空間変調する再生用位相空間光変調器と、前記再生用レーザ光の照射により発生した回折光の光量を検出する光検出器と、この光検出器の出力値が最大となるように、前記再生用位相空間光変調器における変調ピクセルの単位を変化させるピクセル制御装置と、を設けたことを特徴とする（６）のホログラフィック再生装置。
【００１６】
（８）前記記録時のレーザ光の波長に対して、前記僅かに短い波長及び僅かに長い波長のそれぞれの差は、０．５ｎｍ〜１．５ｎｍであることを特徴とする（６）又は（７）のホログラフィック再生装置。
【００１７】
（９）前記３基のレーザダイオードのうち少なくとも一つのレーザダイオードの出射する再生用レーザ光の縦モード波形をマルチモード化するスペクトル制御装置と、前記再生用レーザ光の照射に基づき前記ホログラフィック記録媒体を透過したレーザ光の光量を検出する光検出器と、を有してなり、前記スペクトル制御装置は、前記光検出器により検出された透過光の光量が最小となるように、前記再生用レーザ光の縦モード波形を制御するようにされたことを特徴とする（６）、（７）又は（８）のホログラフィック再生装置。
【００１８】
（１０）前記スペクトル制御装置は、前記レーザダイオードによる再生用レーザ光の発振過渡特性を利用して、その縦モード波形をマルチモード化する高周波重畳回路であることを特徴とする（９）のホログラフィック再生装置。
【００１９】
（１１）前記再生用レーザ光を、記録時の参照光と同じ位相パターンとなるように空間変調する再生用位相空間光変調器が設けられ、前記スペクトル制御装置は、前記回折光量が最大となるように、前記再生用位相空間光変調器における変調ピクセルの単位を変化させるようにされたピクセル制御装置であることを特徴とする（９）のホログラフィック再生装置。
【００２０】
（１２）ホログラフィック再生装置を含んでなり、固体レーザ、ガスレーザ、面発光レーザ、シングルモード発振のレーザダイオードのいずれかからなる記録用レーザ光源と、この記録用レーザ光源からのレーザ光を分岐した物体光及び参照光をホログラフィック記録媒体に導く物体光学系及び参照光学系と、前記物体光学系に設けられ、物体光を、記録すべき情報に応じて変調する振幅空間光変調器と、前記参照光学系に配置され、参照光に記録されるデータページのアドレスとなる位相分布を与える位相空間光変調器と、を有し、前記参照光学系は、前記統合光学系を兼ねていることを特徴とする（６）乃至（１１）のいずれかのホログラフィック記録再生装置。
【００２１】
（１３）前記記録用レーザダイオードはシングルモード発振のレーザダイオードであり、且つ、前記第２レーザダイオードを兼ねていることを特徴とする（１２）のホログラフィック記録再生装置。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、ホログラフィック記録の再生時に、十分なコヒーレンシーとパワーを保持しつつ、レーザダイオードのレーザ光によって再生像を得ることができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
ホログラフィック記録の際に、固体レーザ、ガスレーザ、面発光レーザ、シングルモード発振のレーザダイオードのいずれかのレーザ光を用いて記録し、記録再生時には、発振ピーク波長がわずかに異なる３基の再生用レーザダイオードから出射される再生用レーザ光を一本に統合して、ホログラフィック記録媒体を照射し、且つ、その発振波長の１つを記録時のレーザ光の波長と略一致させることにより上記目的を達成する。
【実施例１】
【００２４】
以下、図１〜図３を参照して、本発明の実施例１について説明する。
【００２５】
図１は、本発明のホログラフィック記録再生方法において、ホログラフィック記録媒体１２にホログラフィック記録するための記録光学系１０を示す。この記録光学系１０は、固体レーザ、ガスレーザ、面発光レーザのいずれかからなる記録用レーザ光源１４と、この記録用レーザ光源１４から出射したレーザ光が分岐された一部を物体光として前記ホログラフィック記録媒体１２に導くための参照光学系１６と、分岐されたレーザ光の残りを物体光として前記ホログラフィック記録媒体１２に導くための物体光学系１８とを備えて構成されている。
【００２６】
前記記録用レーザ光源１４からのレーザ光は、偏光ビームスプリッタ２０により例えばｓ偏光成分が反射されて、前記参照光学系１６に入射し、又ｐ偏光成分が偏光ビームスプリッタ２０を透過して、前記物体光学系１８に入射するようにされている。
【００２７】
前記参照光学系１６は、前記偏光ビームスプリッタ２０側から、１／２波長板２２、位相空間光変調器２４、フーリエレンズ２６がこの順で配置されている。
【００２８】
又、前記物体光学系１８には、偏光ビームスプリッタ２０側から、振幅空間光変調器２８とフーリエレンズ３０とがこの順で配置されている。
【００２９】
又、ホログラフィック記録媒体１２に照射された物体光と参照光とにより生じた回折光は、逆フーリエレンズ３２を通ってＣＣＤ３４に導かれ、記録状態をモニタできるようにされている。
【００３０】
前記物体光学系１８における前記振幅空間光変調器２８は、記録すべき情報（データ）に応じてピクセル毎に振幅が変調され、又は変調されないようにされている。
【００３１】
ここで、一般的には、記録されるデータページのＯＮピクセル比率（全ピクセルに対するＯＮピクセル、即ちレーザ光を通過させるピクセルの比率）が全てのページで一定になるように符号化されている。
【００３２】
又、前記参照光学系１６における位相空間光変調器２４は、一部のピクセルを変調ピクセルとしてその位相を変調させることにより、参照光を空間変調し、ホログラフィック記録媒体１２に記録されるデータページのアドレスとなる位相分布を与えるものであり、これによって、位相コード多重記録となるようにされている。
【００３３】
例えば、図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示されるように、該位相空間光変調器２４の各ピクセルに位相差を与えることによって、ホログラフィック記録媒体１２に記録されたホログラムにアドレスを割り振るものである。
【００３４】
図２（Ａ）〜（Ｃ）において、斜線で示されるピクセルと白抜きで示されたピクセルとでは、それぞれのピクセルを通過したレーザ光の間に、π即ち１／２波長分の位相差が与えられることを示している。
【００３５】
ここで、位相空間光変調器２４は、通過するレーザ光の位相にのみ空間分布を与えるもので、その振幅は変化させない。従って、レーザ光全体としてのエネルギー損失が発生しない。
【００３６】
次に、前記記録光学系１０によってホログラフィック記録されたホログラフィック記録媒体１２の記録を再生するためのホログラフィック再生装置４０を図３を参照して説明する。
【００３７】
このホログラフィック再生装置４０は、第１〜第３レーザダイオード４１、４２、４３と、これら第１〜第３レーザダイオード４１、４２、４３から出射した第１〜第３再生用レーザ光を一本の光路に統合して、ホログラフィック記録媒体１２に導く統合光学系４４と、を備えて構成されている。
【００３８】
前記統合光学系４４には、前記第１レーザダイオード４１からの第１再生用レーザ光を反射するミラー４４Ａと、この反射された第１再生用レーザ光を透過すると共に、前記第２レーザダイオード４２からの第２再生用レーザ光を反射して、これら第１、第２再生用レーザ光を統合するビームスプリッタ４４Ｂと、この統合されたレーザ光を反射すると共に、前記第３レーザダイオード４３からの第３再生用レーザ光を透過し、前記反射されたレーザ光と第３再生用レーザ光とを一本の光路に統合する偏光ビームスプリッタ４４Ｃと、前記一本の光路に統合された再生用レーザ光の、前記ホログラフィック記録媒体１２への入射光路上に配置された再生用位相空間光変調器４６と、対物レンズ４７とを備えている。
【００３９】
ここで、前記第１レーザダイオード４１及び第２レーザダイオード４２は、振動面が直交する直線偏光の一方、例えばｓ偏光をそれぞれ出射するようにされ、又前記第３レーザダイオード４３は、ｓ偏光と直交する振動面を有するｐ偏光を出射するようにされている。又、前記ビームスプリッタ４４Ｂは、ｓ偏光の略半分を反射し略半分を透過するようにされ、更に、前記偏光ビームスプリッタ４４Ｃはｐ偏光を透過し、ｓ偏光を反射するようにされている。
【００４０】
従って、第１レーザダイオード４１から出射したｓ偏光は、ミラー４４Ａで反射され、反射されたビームの略半分はビームスプリッタ４４Ｂを透過して、偏光ビームスプリッタ４４Ｃにおいて反射される。又、第２レーザダイオード４２から出射したｓ偏光の略半分はビームスプリッタ４４Ｂにおいて反射されて、前記第１再生用レーザ光と共に、ｓ偏光として、偏光ビームスプリッタ４４Ｃで反射される。一方、第３レーザダイオード４３からのｐ偏光は、偏光ビームスプリッタ４４Ｃを透過するので、２本のｓ偏光と１本のｐ偏光からなる第１〜第３再生用レーザ光が一本の光路に統合されて、前記再生用位相空間光変調器４６及び対物レンズ４７を通ってホログラフィック記録媒体１２に照射される。
【００４１】
又、前記対物レンズ４７を通ったレーザ光が、前記ホログラフィック記録媒体１２に照射されて発生した回折光を受光するＣＣＤ４８と、このＣＣＤ４８とホログラフィック記録媒体１２との間に配置された逆フーリエレンズ５０とを備えている。
【００４２】
この実施例１において、記録用レーザ光源１４からのレーザ光の波長をλ０として、ホログラフィック記録媒体１２にホログラフィック記録をし、これを、前記波長λ０よりもわずかに短い波長λ１の発振ピーク波長を有する前記第１レーザダイオード４１、前記波長λ０と略等しい波長λ２の発振ピーク波長を有する第２レーザダイオード４２と、前記波長λ０よりもわずかに長い波長λ３の発振ピーク波長を有する第３レーザダイオード４３と、を用いて、前記ホログラフィック再生装置４０によりホログラフィック記録を再生するとする。
【００４３】
記録用レーザ光源１４からのレーザ光の記録時のスペクトラムは、図４（Ｄ）に示されるように、理想的な狭スペクトルであったとしても、ホログラム再生可能な波長帯域は、有限の線幅Δλ０を持つ。
【００４４】
このΔλ０は、記録されたホログラムの波長選択性が有限の波長ずれ（ブラッグミスマッチ）を許容するためであって、例えばホログラフィック記録媒体１２の記録層が厚いほど、あるいは記録波長λ０が短かいほど、該許容幅Δλ０は小さくなる。前記第１〜第３レーザダイオード４１、４２、４３からの再生用レーザ光のスペクトルにおいては、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、パワー密度１／ｅ2の位置で、それぞれの線幅をΔλとする。
【００４５】
ホログラフィック記録の再生時には、前記波長λ１〜λ３の３本のレーザ光を同時に照射するので、再生用レーザ光のスペクトルは、図４（Ａ）〜（Ｃ）を合成した、図４（Ｅ）及び（Ｆ）において一点鎖線で示されるものとなる。ここで、前記波長λ１〜λ３は等間隔で分布しているものとした。
【００４６】
以上より、前記合成されたスペクトルは波長λ２にピークを持ち、そのスペクトル線幅は、図４（Ｅ）、（Ｆ）に示されるようにΔλｓとなる。
【００４７】
例えば、図４（Ｆ）に示されるように、記録用レーザ光の波長λ０がλ２よりもわずかに大きい場合、第１レーザダイオード４１からの第１再生用レーザ光単独（図４（Ｆ）破線参照）では、ホログラムの波長選択性に該当する波長域を含まないので、ホログラムを再生することができないが、前記一点鎖線で示される合成されたスペクトルは波長λ０を含んでいるので、正常な再生像を得ることができる。
【００４８】
なお、この合成スペクトルによる回折効率は、図４（Ｄ）に示された記録用レーザ光のスペクトルを完全に包含しているので、図４（Ｆ）において実線で示されるように、該記録用レーザ光のスペクトルとほぼ同一となる。
【００４９】
更に、上記波長λ１〜λ３及びλ０との関係を、具体的に、図５及び図６を参照して詳細に説明する。
【００５０】
波長λ１〜λ３の３本の再生用レーザ光の波長間隔を１ｎｍ、それぞれの線幅（１／ｅ2になる幅）を２ｎｍとし、且つ、図５に示されるように、λ１＝６３１．５ｎｍ、λ２＝６３２．５ｎｍ、λ３＝６３３．５ｎｍとし、スペクトルの合成をすると、合成された３本のレーザ光のスペクトルは、図５において一点鎖線で示されるように、λ２＝６３２．５ｎｍにピーク（単独ピークの約１．２７倍）を持ち、スペクトル線幅は４．００２ｎｍとなる。
【００５１】
一方、記録用レーザ光の波長λ０＝６３３ｎｍ、線幅が非常に狭い０．０２ｎｍでホログラフィック記録をし、これを前記図５に示される合成ビームにより再生する場合を考える。
【００５２】
ホログラフィック記録媒体１２内の感光層の厚みを１ｍｍ、屈折率変調度をΔｎ＝２．２４×１０-4とし、参照光と物体光が感光層内で交差する角度が９０°となるように記録したとすると、ホログラフィック記録媒体１２内に形成されるホログラムは、図６において二点鎖線で示されるような回折効率（波長選択性）ηを示す。
【００５３】
仮に、第１レーザダイオード４１による再生用レーザ光のみで再生用とすると、波長λ１のレーザ光のスペクトルは、再生可能な６３３ｎｍ近傍のレーザ光をほとんど含まないため、正常な再生を行なうことができない。
【００５４】
しかしながら、図５、図６において一点鎖線で示されるような合成ビームで再生すれば良好な再生が可能である。
【００５５】
更に、一般的には、レーザダイオードは、レーザダイオード固体間のスペクトルの相違のみでなく、温度や駆動電流の変化によって発振波長が変化するため、上記のように、第１〜第３レーザダイオード４１、４２、４３を同時に駆動して照射すれば、上記のような発振波長の変動を補うことができる。
【実施例２】
【００５６】
上記実施例１において、第１〜第３レーザダイオード４１、４２、４３は、シングルモード発振を前提としているので、各発振波長λ１、λ２、λ３の間隔が大きすぎる場合に、そのレーザ光の合成スペクトルに、前記記録時のレーザ光の波長λ０が含まれない場合が生じる。
【００５７】
実施例２のホログラフィック再生装置５３は、このような場合に、第１〜第３レーザダイオード４１、４２、４３の少なくとも一つ、例えば第２レーザダイオード４２に、図７に示されるように、スペクトル制御装置５４を設けたものである。
【００５８】
前記スペクトル制御装置５４は、前記ホログラフィック記録媒体１２を透過する光を検出する光検出器５２を含み、該光検出器５２の出力に応じて、前記レーザダイオード４２の出射する再生用レーザ光の縦モード波形をマルチモード化するものであって、図８に示される、高周波重畳回路５６を含んで構成されている。
【００５９】
この高周波重畳回路５６は、前記第２レーザダイオード４２を含み、その信号発生器として、発振回路５８と、インピーダンス整合回路６０を有して構成されている。
【００６０】
前記インピーダンス整合回路６０は、発振回路５８の出力インピーダンスをレーザダイオード４２のインピーダンスに変換するためのものであり、発振回路５８の出力を効率良くレーザダイオード４２に伝達すると共に、第２レーザダイオード４２に接続されるＡＰＣ回路６２から出力される直流電流をカットするようにされている。
【００６１】
前記高周波重畳回路５６は、レーザ光の過渡特性を利用して、縦モード波形をマルチモード化するものである。
【００６２】
更に詳細には、第２レーザダイオード４２の光出力のＯＮ時間が信号発生器（発振回路５８とインピーダンス整合回路６０）の周波数が高いほど短く、又ＯＮ時間が短いほど第２レーザダイオード４２における縦モード数が多いことから、マルチモードの状態を連続させるために、信号発生器の周波数を数百ＭＨｚにして第２レーザダイオード４２の光出力をＯＮ、ＯＦＦさせるものである。
【００６３】
この実施例２においては、ホログラフィック記録媒体１２に記録用レーザ光源１４からのレーザ光によってホログラフィック記録をする場合、該レーザ光の波長とレーザ出力の関係は、図９（Ａ）に示されるように、ほとんどスペクトル線幅の無い状態で、波長λ０レーザ光が出射される。
【００６４】
又、記録用レーザ光源１４のために、レーザダイオードを用いる場合は、図９（Ｂ）に示されるように、スペクトル線幅の狭い単一モードで発振させる。このためには、例えば閾値電流より十分に大きな電流を印加したり、あるいは、分布帰還型レーザ、ブラッグ反射型レーザ、面発光レーザ等を用いるとよい。
【００６５】
ホログラフィック記録媒体１２に記録されたデータ等を再生する場合は、図３に示されるホログラフィック再生装置４０を用いるが、ここでは、第１〜第３レーザダイオード４１、４２、４３からの再生用レーザ光をホログラフィック記録媒体１２に照射して得られた回折光は、逆フーリエレンズ５０を介してＣＣＤ４８で受光される。又、ホログラフィック記録媒体１２を透過したレーザ光は、光検出器５２に入射し、その光強度が検出される。
【００６６】
前記スペクトル制御装置５４は、この光検出器５２からの出力に基づいて、該出力が最大となるように、第２レーザダイオード４２を制御する。具体的には、高周波重畳回路５６を用いて、第２レーザダイオード４２のＯＮ時間を増減させる。第２レーザダイオード４２の縦モード波形は、ＯＮ時間が長いほどそのモード数が減少するが、各縦モード波形の波長も変化する。
【００６７】
従って、ＯＮ時間を制御することによって、図９（Ｃ）に示されるように、縦モード波形の１つの波長が、前記記録用レーザ光源１４のレーザ光の波長と一致するとき、ホログラフィック記録媒体１２における回折効率が最大となる。
【００６８】
なお、前記実施例は第２レーザダイオード４２のみをマルチモード発振させているが、本発明はこれに限定されるものでなく、第１〜第３レーザダイオード４１、４２、４３のすべてもマルチモード発振させてもよい。
【００６９】
この場合、第１〜第３レーザダイオード４１、４２、４３の発振中心波長λ1、λ2、λ3を、例えばλ1＝６３２．７５ｎｍ、λ2＝６３３．００ｎｍ、λ3＝６３３．２５ｎｍ、として、マルチモード発振させた場合の、スペクトルは図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示されるようになり、又、その合成スペクトルは図１１に示されるようになって、必ず、記録時のレーザ光の波長と等しい波長光を得ることができる。
【実施例３】
【００７０】
次に、図１１を参照して、本発明の実施例３に係るホログラフィック再生装置７０について説明する。
【００７１】
このホログラフィック再生装置７０は、前記図３のホログラフィック再生装置４０に対して、スペクトル制御装置５４と異なる第２スペクトル制御装置７２を設けたものである。
【００７２】
他の構成は、前記ホログラフィック再生装置４０と同一であるので、同一部分に同一符号を付することにより説明を省略するものとする。
【００７３】
この実施例３における第２スペクトル制御装置７２は、第１〜第３レーザダイオード４１、４２、４３から出射した再生用レーザ光を、記録時の参照光と同じ位相パターンとなるように空間変調する再生用位相空間光変調器４６における、変調ピクセルの単位を変化させるピクセル制御装置から構成されている。
【００７４】
更に詳細には、ＣＣＤ４８に受光された、ホログラフィック記録媒体１２からの回折光量が最大となるように、前記再生用位相空間光変調器４６における変調ピクセルの単位を変化させるようにしたものである。
【００７５】
これを、図２に戻って説明すると、例えば、図２（Ｂ）に示される位相コードを用いて、波長λ０のレーザ光によって記録光学系１０によりホログラフィック記録媒体１２に干渉縞が記録された場合を考える。
【００７６】
なお、位相コードの変調ピクセル単位は、必ずしも位相空間光変調器２４の単位ピクセル（図２において最小の正方形）である必要はなく、図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）においてはそれぞれ５×５、６×６、７×７ピクセルが変調ピクセル単位とされている。
【００７７】
ここで、記録用として波長λのレーザ光と、図２（Ｂ）に示される位相コードを用いて、ホログラフィック記録媒体１２に位相コード多重記録を行なう場合を考える。
【００７８】
Ｖol．１６，Ｎo．３／Ｍarch  １９９９／Ｊ．Ｏpt．Ｓoc．Ａm．Ａ  ｐ５６３〜５６４によれば、記録再生時のクロストークを最小にする変調ピクセルの周期は、参照用レーザ光の波長によって変化することが知られている。即ち、位相コードの変調単位（位相コードパターンの最大周波数）がレーザ光の波長やレーザ光の入射角と同様にブラッグ条件に対するパラメータとして機能することになる。
【００７９】
従って、前記位相コードの変調単位を変化させることによって、ブラッグ条件を変化させ、即ち波長シフトをすることができる。
【００８０】
次に、上記実施例３における第２スペクトル制御装置により、第１〜第３レーザダイオード４１、４２、４３の再生用レーザ光の波長シフトを実際に検出して、前記再生用位相空間光変調器４６における位相コードの変調単位を変化させて、波長シフトを補償する過程について説明する。
【００８１】
前述のように、前記図２（Ａ）〜（Ｃ）に示されるようなデータページのＯＮピクセル比率は全てのページで一定になるように符号化されているので、再生時にＣＣＤ４８が検出すべき全光量は、再生レーザ光強度×光学系の伝搬効率×ホログラム当たりの回折効率×ＯＮピクセル比率より予め分かっている。従って、ＣＣＤ４８で検出される全光量をモニタすれば、再生用レーザ光の発振波長を含めたセッティングが、ホログラフィック記録媒体１２におけるブラッグ条件をどの程度満足しているかを知ることができる。
【００８２】
ブラッグ条件が完全に充足されていない場合、即ちＣＣＤ４８における全検出光量が予想される規定値より少ない場合、再生用レーザ光の波長が記録時のレーザ光の波長からずれていると考えられる。これに対して、前述のように、再生用位相空間光変調器４４における位相コードの変調ピクセル単位を変化させることによって再生用レーザ光の波長シフトを補償することができる。
【００８３】
実際には、例えば変調ピクセル単位を増加させて、ＣＣＤ４８において検出される光量が増大すれば、それが最大値に近づくまで変調ピクセル単位を増加させ続け、検出光量が減少すれば変調ピクセル単位を減少させる、といったアルゴリズムに従って、第２スペクトル制御装置７２においてサーボ制御を行なえばよい。
【００８４】
再生用レーザ光の、ホログラフィック記録媒体１２におけるブラッグ条件からのずれが再生用レーザ光の波長シフトに起因する場合、前述のような位相コードによるブラッグ条件の補償は異なるデータページ（ホログラム）についても普遍的に成り立つと考えられ、再生動作を繰り返すうちに、ＣＣＤ４８によって得られる再生光量が減少してきたときには、再び補償動作を行なえばよい。
【００８５】
このような位相コード変調によるブラッグ条件の補償方法であれば、記録時のレーザ光の波長に対して、再生用レーザ光の波長が長波長側へシフトしたか短波長側へシフトしたかに拘わらず、あるいはホログラフィック記録媒体のセッティングや光学系の変動によって、ブラッグ条件が変化したのかに拘わらず、変調ピクセル単位によってできる範囲内での補償が可能である。
【００８６】
なお、位相コードによってホログラムを多重記録する場合、Ａpplied  Ｏptics／Ｖol．３９，Ｎo．２３／１０  Ａugust  ２０００，ｐ４１６０〜４１６６によれば、理論的には３２×３２ピクセルの変調ピクセルによって、数学的に直交する向きの位相コードを約４３億通り形成することができ、実用上十分な数である。一方、現在入手可能な位相空間光変調器は数十万〜数百万ピクセルのものがあり、例えば１０２４×１０２４ピクセルの位相空間光変調器で、３２×３２の変調ピクセルからなる位相コードを形成したとすると、１つの変調ピクセルは３２×３２＝１０２４ピクセルを含んでいることになり、図２の例よりも繊細な制御が可能である。
【実施例４】
【００８７】
上記実施例１〜３は、記録用レーザ光源により記録されたホログラフィック記録媒体をホログラフィック再生装置により再生する場合のものであるが、本発明はこれに限定されず、例えば図１２に示される。実施例４のように、記録時と再生時に同一のレーザダイオードを用いてもよい。
【００８８】
この実施例４のホログラフィック記録再生装置８０は、図１の記録光学系１０の光学システムにおける記録用レーザ光源１４に代えて、図７に示される第２レーザダイオード４２を用い、記録時は、第２レーザダイオード４２をシングルモード発振とし、再生時にはスペクトル制御装置５４により制御してマルチモード発振とする。又、図１のビームスプリッタ２０は半透過反射ミラー２１とする。
【００８９】
他の構成は、図１、図７におけると同一部分については、これらと同一符号を付することにより説明を省略するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施例１に係るホログラフィック記録方法に用いる記録光学系を示す光学系統図
【図２】同記録光学系及び再生光学系で用いられる位相空間光変調器におけるデータページでのピクセルの状態を模式的に示す平面図
【図３】同実施例１におけるホログラフィック再生装置を示す光学系統図
【図４】同実施例１における各再生用レーザ光のスペクトル、その合成スペクトル及び記録用レーザ光のスペクトルを示す線図
【図５】実施例１における再生用レーザ光の発振中心波長を特定した場合の、そのスペクトル及び合成スペクトルを示す線図
【図６】合成スペクトルと回折効率との関係を示す線図
【図７】実施例２のホログラフィック再生装置を示す線図
【図８】同ホログラフィック再生装置におけるスペクトル制御装置を示す回路図
【図９】同実施例２のホログラフィック記録再生方法における記録時及び再生時のレーザ光の波長とレーザ出力との関係を示す線図
【図１０】本発明の実施例３に係るホログラフィック再生装置を示す光学系統図
【図１１】同ホログラフィック再生装置での各レーザダイオードにおける再生用レーザ光のスペクトルを示す線図
【図１２】同スペクトルの合成スペクトルを示す線図
【図１３】本発明の実施例４に係るホログラフィック記録再生装置を示す光学系統図
【符号の説明】
【００９１】
１０…記録光学系
１２…ホログラフィック記録媒体
１４…記録用レーザ光源
１６…参照光学系
１８…物体光学系
２４…位相空間光変調器
２８…振幅空間光変調器
４０、５３、７０…ホログラフィック再生装置
４１、４２、４３…第１〜第３レーザダイオード
４４…統合光学系
４６…再生用位相空間光変調器
４８…ＣＣＤ
５２…光検出器
５４…スペクトル制御装置
５６…高周波重畳回路
８０…ホログラフィック記録再生装置
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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