(57)【要約】      （修正有）【課題】ホログラム記憶媒体からの読み出しおよび／または書き込み用の信号対雑音比が改良される装置を提供する。【解決手段】改良された信号対雑音比を持つ、透過型ホログラム記憶媒体１９からの読み出し、および／または書き込みを行うための同軸型装置１は、２つ以上の参照ビーム７’、７”と物体ビーム８または再生物体ビーム２１の同軸配置をもつ。参照ビーム７’、７”は、ホログラム記憶媒体１９の後方の、装置１のフーリエ面内で、物体ビーム８又は再生物体ビーム２１の周りの円上に配置される。鏡が、このフーリエ面内または近傍に位置づけられ、参照ビーム７’、７”を反射することなく、物体ビーム８又は再生物体ビーム２１を反射するように設計されている。【選択図】図１
2009259386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上の参照ビーム（７’、７”）および物体ビーム（８）または再生物体ビーム（２１）の同軸配置をもつ、透過型ホログラム記憶媒体（１９）からの読み出しおよび／または透過型ホログラム記憶媒体（１９）への書き込みのための装置（１）であって、
前記参照ビーム（７’、７”）は、前記ホログラム記憶媒体（１９）の後方の、前記装置（１）のフーリエ面内で、前記物体ビーム（８）または前記再生物体ビーム（２１）の周りの円周に配されており、
鏡（２７）が、前記フーリエ面内又は近傍に位置づけられ、前記鏡（２７）は、前記参照ビーム（７’、７”）を反射することなしに前記物体ビーム（８）または前記再生物体ビーム（２１）を反射するように設計されていることを特徴とする装置（１）。
【請求項２】
前記鏡（２７）は、前記参照ビーム（７’、７”）が配された円の直径よりも小さい直径をもつ円形の鏡であることを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
前記鏡（２７）は、前記物体ビーム（８）または前記再生物体ビーム（２１）のためのフーリエ・フィルタであることを特徴とする請求項２に記載の装置（１）。
【請求項４】
前記鏡（２７）は、透明、または吸収性の基板（２６）上に配置されることを特徴とする請求項２または３に記載の装置（１）。
【請求項５】
前記鏡（２７）は、前記参照ビーム（７’、７”）が配された円の直径よりも大きな寸法を有し、非反射性の領域が、前記鏡（２７）上の少なくとも前記参照ビーム（７’、７”）の位置（２８）に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
【請求項６】
前記非反射性の領域は、反射コーティングされていないか、または回折もしくは反射する構造を持たない領域であることを特徴とする請求項５に記載の装置（１）。
【請求項７】
前記鏡（２７）は、機械的に、または電子的に対物レンズ（１７）に結合していることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の装置（１）。
【請求項８】
前記装置は、４つの参照ビーム（７’、７”）を有することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム記憶媒体からの読み出しおよび／またはホログラム記憶媒体への書き込みのための装置に関し、より具体的には、２つ以上の参照ビームを用いて、改良された信号対雑音比を持つ、ホログラム記憶媒体からの読み出しおよび／またはホログラム記憶媒体への書き込みを行う同軸型の装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ホログラフィック・データ記憶においては、ディジタル・データは、２つの可干渉性のレーザ・ビームの重なりによって発生する干渉パターンを記録することによって記憶される。ここで、１つのビームは、所謂「物体ビーム」と呼ばれ、空間光変調器によって変調され、記録すべき情報を運んでいる。第２のビームは、参照ビームとして働く。干渉パターンは、干渉パターンの局所的強度に依存して記憶材料の特性の改質をもたらす。記録されたホログラムの読み出しは、記録中と同一条件を用いて参照ビームでホログラムを照射することによって行われる。この結果、記録された物体ビームの再生ができる。
【０００３】
ホログラフィック・データ記憶の１つの利点は、データ容量の増大である。従来の光記憶媒体と異なり、ほんの数層ではなく、ホログラム記憶媒体の体積が、情報を記憶するために用いられる。ホログラフィック・データ記憶の更なる利点の１つは、例えば、２つのビーム間の角度を変えることによって、又はシフト多重化法などによって、同一体積内に多重のデータを記憶できる可能性である。更に、単一ビットを記憶するのではなく、データが、データ・ページとして記憶される。典型的なデータ・ページは、明暗パターンの行列、即ち、多重ビットを符号化した２次元の２値アレイ又は灰色値のアレイからなっている。これによって、記憶密度の増大に加えて、データ転送速度の増大を達成することができる。データ・ページは、空間光変調器（ＳＬＭ）によって物体ビーム上に刻み込まれ、検出器アレイを用いて検出される。
【０００４】
特許文献１では、３つの共焦点に配置されたフーリエ面をもつ１２ｆ反射同軸型ホログラフィック記憶装置が示されている。この装置では、物体ビームと参照ビームは、第１と第３のフーリエ面で、それぞれインカップリングされ（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｉｎ）、アウトカップリングされる（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｏｕｔ）。参照ビームは、これらの面で小さなスポットになる。より正確には、それらは、エアリー（Ａｉｒｙ）パターンのような回折パターンを形成する。この装置は、物体ビームと参照ビームが、物体面と像面で開口の同じ領域を占有するので、所謂共通開口装置である。ビームは、対物レンズの開口全体を占有する。開示された装置は、シフト多重化、参照波走査多重化、位相符号化多重化、又はこれらの多重化方法の組み合わせを適用することが可能である。参照ビームは、半円錐形状ビームの対〈または複数の対〉である。半円錐形状参照ビームの対または複数の対の尖端は、物体ビームのフーリエ面で直径に沿って２つの線を形成する。
【０００５】
理論的には、無限ホログラムにおいて、シフト選択性曲線（ｓｈｉｆｔ  ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ  ｃｕｒｖｅ）は、ｓｉｎｃ（ｘ）のような関数である。例えば、非特許文献１を参照されたい。いわゆるブラッグ距離（Ｂｒａｇｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ）においては、シフト・ホログラムの回折効率はゼロとなる。特許文献１において、２本の線に沿った参照光の先端間の距離は、このブラッグ距離に対応している。多重化ホログラム間のホログラム間クロストークは、ブラッグ距離においては、理論的に無視できる程度である。無限直径ホログラムを仮定すると、シフト多重化に対しては、選択性の方向及び非選択性の方向がある。再び、非特許文献１の論文を参照されたい。選択性の方向は、参照光の先端によって形成された線の方向である。ホログラムの面内において選択性の方向に直交する、いわゆる非選択性の方向においては、シフト距離は無限大である。
【０００６】
しかし、現実の記憶システムにおいては、ホログラムの体積は有限である。実際、ホログラムの体積のオーダーは、約（０．４〜０．６）×（０．４〜０．６）×（０．２〜０．６）ｍｍ3である。詳細な研究によって、無限ホログラムのシフト選択性曲線と有限ホログラムのシフト選択性曲線との間に大きな相違があることが明らかになっている。有限体積ホログラムの場合においては、ブラッグ距離が存在しない。非特許文献２を参照されたい。有限体積ホログラムを使用すると、選択性の大きさのオーダーは、両方向でほぼ同じである。例えば、非特許文献３を参照されたい。選択性が両方向に存在しているので、２次元多重化が可能となる。ここで問題となるのは、非選択性の方向においてホログラム間クロストークが過度に大きいことである。このことによって、非選択性の方向において達成可能な多重化ホログラムの数が制限され、結果として、ホログラム記憶媒体の総容量が制限される。
【０００７】
よりよい選択性を得るためには、未公開の特許文献２において、３つ以上の参照ビームおよび物体ビームまたは再生物体ビームの同軸配置を持つ反射型ホログラム記憶媒体からの読み出しおよび／または反射型ホログラム記憶媒体への書き込みのための装置が記述されている。この装置では、参照ビームは、装置のフーリエ面において物体ビームの周りの円又は楕円上に配列される。反射した参照ビームから再生物体ビームを分離するために、反射した参照ビームを遮蔽して、再生物体ビームを中心開口を通して通過させるアウトカップリング・フィルタ（ｏｕｔ−ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｆｉｌｔｅｒ）が用いられる。
【０００８】
色々な同軸型ホログラフィック記憶システムの主な利点は、物体ビームと参照ビームが同じ光路を伝播するので、周囲の擾乱に対して敏感でないことである。反射型ホログラム記憶媒体を用いると、全ての光学要素がホログラム記憶媒体の同じ側に配列されるので、透過型ホログラム記憶媒体のためのシステムのサイズに比べて、システムのサイズを低減することができる。更に、シフト多重化のために更なるハードウェアは必要としない。ホログラム記憶媒体を正確に動かすだけで十分であり、これは、ホログラム記憶媒体を回転させることで容易に実現できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２００６／００３０７７号パンフレット
【特許文献２】欧州特許出願公開第ＥＰ０６１２２２３３．７号明細書
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｇ．バーバスタチス（Ｇ  Ｂａｒｂａｓｔａｔｈｉｓ）ら、「球面参照波をもつシフト多重化（Ｓｈｉｆｔ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ｓｐｈｅｒｉｃａｌ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｗａｖｅｓ）」、アプライド・オプティクス（Ａｐｐｌ．  Ｏｐｔ．）、３５巻、ページ２４０３−２４１７。
【非特許文献２】Ｚ．カルパチ（Ｚ．  Ｋａｒｐａｔｉ）ら、「半円錐参照ビームを持つ有限体積ホログラムのシフト選択性の計算（Ｓｈｉｆｔ  Ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ  Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｆｉｎｉｔｅ  Ｖｏｌｕｍｅ  Ｈｏｌｏｇｒａｍｓ  ｗｉｔｈ  Ｈａｌｆ−Ｃｏｎｅ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｂｅａｍｓ）」、ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（Ｊａｐ．  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．，）４５巻、（２００６年）、ページ１２８８―１２８９。
【非特許文献３】Ｚ．カルパチ（Ｚ．  Ｋａｒｐａｔｉ）ら、「体積ホログラフィック記憶における半円錐参照ビームを持つ場合の選択性と許容度の計算（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ  ａｎｄ  ｔｏｌｅｒａｎｃｅ  ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ  ｗｉｔｈ  ｈａｌｆ−ｃｏｎｅ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｂｅａｍ  ｉｎ  ｖｏｌｕｍｅ  ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  ｓｔｏｒａｇｅ）」,ジャーナル・オブ・モダーン・オプティックス（Ｊ．  Ｍｏｄ．  Ｏｐｔ．）,５３巻、（２００６年）、ページ２０６７−２０８８。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、反射同軸型システムの大きな課題は、再生物体ビームと同じ軸上を伝播する色々な雑音を減衰させることによって信号対雑音比（ＳＮＲ）を増大させることである。多重化されたホログラムの回折効率は小さいので、必要とする減衰の大きさの程度は約１０4又は１０5である。
【００１２】
２つ以上の参照ビームおよび物体ビームまたは再生物体ビームの同軸配置をもつホログラム記憶媒体からの読み出しおよび／またはホログラム記憶媒体への書き込み用の装置であって、信号対雑音比が改良される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】
【００１３】
本発明によれば、この目的は、２つ以上の参照ビームおよび物体ビームまたは再生物体ビームの同軸配置をもつ透過型ホログラム記憶媒体からの読み出しおよび／または透過型ホログラム記憶媒体への書き込み用の装置であって、参照ビームが装置の、ホログラム記憶媒体の後方のフーリエ面内にある物体ビーム又は再生物体ビームの周りの円上に配置されていて、参照ビームを反射することなしに物体ビームまたは再生物体ビームを反射するように設計された鏡が、該フーリエ面の中に、または近傍に位置していることを特徴とする装置によって達成される。
【００１４】
共通開口システムでは、物体ビームを反射することは、信号対雑音比の向上に対して、またはビット誤り率（ＢＥＲ）又は符号誤り率（ＳＥＲ）の低減に対して重要である、ことが判ってきた。それ故に、反射型システムを維持することは望ましい。しかしながら、反射した参照ビームは、システムの光学素子の表面で散乱され、回折されるが、これは雑音になるので、反射した参照ビームを濾波することが必要になる。
【００１５】
本発明は、ホログラム記憶媒体の後方のフーリエ面に置かれた特別設計の鏡と組み合わせた透過型ホログラム記憶媒体を用いることによってこの問題を克服する。物体ビームまたは再生物体ビームだけが反射してシステム内へ検出器の方へ戻る。参照ビームは、ホログラムを形成した直後に、または物体ビームを再生した後に該フーリエ面でアウトカップリングされる（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｏｕｔ）。参照ビームは、検出器のほうへは伝播しないので、検出器表面上での参照ビームによって引き起こされる回折雑音は、軽減する。同時に、比較的単純な鏡だけが、透過型ホログラム記憶媒体の背後に置かれる。それ故、全光学素子がホログラム記憶媒体の同じ側に配置される反射型システムと比べてシステムのサイズは、大きくは変わらない。
【００１６】
該鏡は、参照ビームが上に配置される円の直径よりも小さい直径をもつ円形の鏡であるのが有利である。参照ビームは、物体ビームまたは再生物体ビームの周りに配置されるので、参照ビームがもはや反射されない点まで鏡の直径を減少すれば十分である。これは、透明な、または吸収性の基板に、適当な円形の領域内に反射性のコーティングを施すことによって実現するのが好適である。
【００１７】
有利なことには、該鏡は、物体ビームまたは再生物体ビームに対してフーリエ・フィルタとして作用する。これは、物体ビームまたは再生物体ビームの高次のフーリエ成分をもはや反射しない点まで鏡の直径を更に低減することによって可能である。この場合、該鏡は、ピンホール・フーリエ・フィルタの反射型等価物である。
【００１８】
代替法としては、該鏡は、参照ビームが上に配列される円の直径よりも大きな寸法を持つ。この場合、非反射性の領域が、少なくとも鏡上の参照ビームの位置に位置づけられている。非反射性の領域は、製造容易な反射性のコーティングを持たない領域であるか、又は回折性又は屈折性構造であることが好適である。後者の場合、該構造は、たとえば、参照ビームの強度を制御するために参照ビームを所望の方向に向けることが可能である。
【００１９】
該鏡は、対物レンズに機械的に、または電子的に結合していることが好適である。該装置は、物体ビームと参照ビームとをホログラム記憶媒体へ集束させるために対物レンズを持つ。この対物レンズは、一般に、集束と追尾のために可動になっている。このことは、物体ビームまたは再生物体ビームおよび参照ビームの位置が変化することを意味する。対物レンズへ鏡を結合することは、鏡上の物体ビームまたは再生物体ビームおよび参照ビームの正しい位置を確保することになる。
【００２０】
有利なことには、該装置は、４つの参照ビームを持つ。数値的シミュレーションによればこれが最適な参照ビーム数である。
【００２１】
よりよく理解するために、本発明は、図を参照して、以下の記述においてより詳しく説明される。本発明は、この例示的実施形態に限定されるものではなく、記述された複数の特徴は、また適宜組み合わされ、および／または本発明の技術範囲から逸脱することなしに変形することが出来る、と理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】公知の同軸型反射型ホログラフィック記憶システムの単純化された組み立てを示す図である。
【図２】リング型１／２波長板を持つインカップリング・フィルタ〈ｉｎ−ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｆｉｌｔｅｒ）の断面図を示す図である。
【図３】４つの参照ビームの場合のインカップリング・フィルタ〈ｉｎ−ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｆｉｌｔｅｒ）の断面図を示す図である。
【図４】本発明による同軸型反射型ホログラフィック記憶システムの簡単化された組み立てを描いている図である。
【図５】ホログラム記憶媒体の位置での物体ビームと参照ビームの拡大側面図を示す図である。
【図６】ホログラム記憶媒体の後方のフーリエ面内に位置づけられた円形の鏡の上面図を描いている図である。
【図７】ホログラム記憶媒体の後方のフーリエ面内に位置づけられた鏡の代替の解を示す図である。
【図８】ホログラム記憶媒体の後方のフーリエ面内に位置づけられた鏡の更なる解を示す図である。
【図９】ホログラム記憶媒体の後方のフーリエ面内に位置づけられた鏡の更なる解を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
公知の同軸型反射型ホログラフィック記憶システム１の単純化された組み立てが、図１に示されている。簡単化のために、集積サーボ・システムは、図内で省略されている。この例では、ホログラフィック記憶システムは、１２ｆシステムである。レーザ２によって放出されたレーザ・ビーム３は、任意選択のビーム拡張器４によって広げられ、偏光ビーム分割器（ＰＢＳ）立方体６によって参照ビーム７と物体ビーム８とに分割される。１／２波長板５が、ビーム拡張器４とＰＢＳ立方体６の間に位置づけられる。レーザ２は、直線偏光レーザ・ビーム３を放出する。１／２波長板５を回転することによって、レーザ・ビーム３の偏光方向は、任意の方向に回転できる。ＰＢＳ立方体６は、レーザ・ビーム３を２つの直交した偏光の（Ｐ偏光とＳ偏光）のレーザ・ビーム７、８に分割する。１／２波長板５の回転は、Ｐ偏光ビームとＳ偏光ビームのビーム強度比、換言すると、物体アームと参照アームの強度比の制御を可能にする。読み出し回折効率を最適化するためには、記録時の強度比を最適化することが望ましい。物体ビーム８は、ＰＢＳ立方体６によって反射型ＳＬＭ９上へ向けられる。反射型ＳＬＭ９は、データ・ページを物体ビーム８上に刻み込むだけでなく、物体ビーム８の偏光の方向を変える。これに関しては、反射型ＳＬＭ９は、１／２波長板のように働く。ＳＬＭ９からの反射の後、物体ビーム８は、ＰＢＳ立方体６を通過し、参照ビーム７と組み合わされる。参照ビーム７の光路の中で、１／４波長板１０と反射型回折ビーム発生器１１が存在する。ビーム発生器１１は、２つ以上の、よく定義された回折次数を反射するが、これらは、よく定義された方向に伝播する、円形の傾いた平面波である。数値的なシミュレーションが示すところは、参照ビームの最適数は４である。それ故、ビーム発生器１１は、４つの参照ビーム７’、７”を発生するのが好適である。図にはその中の２つが示されている。ビーム発生器１１を実際に実現すると、回折効率が低いために、ゼロ次の回折ビームも出現する。このビームは、光学システムの更なる部分で阻止される。
【００２４】
前に示したように、物体ビーム８と参照ビーム７’、７”は、ＰＢＳ立方体６によって結合されて主同軸配置内へ入る。このＰＢＳ立方体６に引き続いて、第１の長焦点距離対物レンズ１２が存在する。この場合、長焦点距離とは、その焦点距離がレンズと焦点の間に、過大な収差を持たずに他の光学部品を置くことができる程度に十分に長いということを意味する。長焦点距離対物レンズは、その製造が簡単で、必要とする光学要素は少ないという利点を持つ。更に、長焦点距離対物レンズのフーリエ面の直径が大きく、これは、フーリエ面に置かれるフィルタの製造公差が低減するので製作を簡単にする。この第１の対物レンズ１２は、ＳＬＭ８のフーリエ変換を、１２ｆシステムの第１のフーリエ面でありＳＬＭ８のフーリエ面である後焦点面に生成する。第１の対物レンズ１２は、また、多数の参照ビーム７’、７”を第１のフーリエ面に結像する。この第１のフーリエ面内にインカップリング・フィルタ（ｉｎ−ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｆｉｌｔｅｒ）１３が位置づけられ、これは、物体ビーム８を低域濾波し、参照ビームのゼロ次成分の偏光を回転させることなく参照ビーム７’、７”の偏光を回転させるように設計されている。インカップリング・フィルタ１３は、図２と３を参照して以下により詳しく説明する。
【００２５】
インカップリング・フィルタ１３を通過した後、物体ビーム８と参照ビーム７’、７”は、第２のＰＢＳ立方体１４を通過する。参照ビームのゼロ次成分は、他のビーム７’、７”、８と直交しているので、第２のＰＢＳ立方体１４は、低域濾波された物体ビーム８と回折された参照ビーム７’、７”を透過させるが、参照ビームのゼロ次成分を光学システムの外へ反射する。ＰＢＳ立方体１４の後の第２の長焦点距離対物レンズ１５は、ＳＬＭ像を中間物体面１６上へ再変換し、集束した参照ビーム７’、７”から再び円形の傾斜した平面波を発生する。高ＮＡのフーリエ対物レンズ１７は、ＳＬＭ像を第２のフーリエ面内に位置づけられたホログラム記憶媒体１９の鏡の層２０上へ変換する。高ＮＡのフーリエ対物レンズ１７の位置は、サーボ回路３２で制御されたアクチュエータ３１で調整される。書き込み時は、物体ビーム８は、ホログラム記憶媒体１９のホログラム層２９内で直接参照ビーム７’、７”と鏡の層２０で反射された参照ビームと干渉する。読み出し時は、再生物体ビーム２１は、高ＮＡのフーリエ対物レンズ１７によって中間像面１６上へ再変換される。より明確には、図示のように、再生物体ビーム２１は、物体ビーム８と一致し、再生物体ビーム２１の参照番号は、ＰＢＳ立方体１４の後に書かれている。１／４波長板１８が、高ＮＡのフーリエ対物レンズ１７とホログラム記憶媒体１９の間に位置づけられている。ビームがこの１／４波長板１８を２度通過するので、再生物体ビーム２１の偏光方向は、もともとの物体ビーム８の偏光方向に直交する。再生物体ビーム２１は、第２の長焦点距離対物レンズ１５でふたたびフーリエ変換される。偏光方向の回転のために、ＰＢＳ立方体１４は、再生物体ビーム２１を、１２ｆシステムの第３のフーリエ面内に位置づけられたアウトカップリング・フィルタ（ｏｕｔ−ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｆｉｌｔｅｒ）２２上に反射する。アウトカップリング・フィルタ２２は、反射した参照ビームを遮蔽する。このようにして再生物体ビーム２１だけが、第３の長焦点距離対物レンズ２３によって検出器アレイ２４上に像を結ぶ。
【００２６】
図２は、１２ｆ光学システムの第１のフーリエ面内に位置したインカップリング・フィルタ１３の断面図を示す。それは、ビーム遮蔽体１３０、例えば、物体ビーム８とゼロ次の参照ビームのために直径Ｄ３をもつ中心開口１３２を有し、参照ビーム７’、７”のために直径ｄをもつ穴１３１を有する薄い黒い金属板、又は反射性又は吸収性の層を持つ透明な基板を含む。リング状の１／２波長板１３３が、ビーム遮蔽体１３０上に配置される。リング状の１／２波長板１３３は、直径Ｄ２をもつ中心開口１３４を有する。物体ビーム８と参照ビームのゼロ次成分は、この中心開口１３４を変化することなく通過し、ビーム遮断体１３０の中心開口１３２も通過する。中心開口１３２は、物体ビーム８の高次フーリエ成分を遮断するので、物体ビーム８に対して低域フィルタとして働く。残った参照ビーム７’、７”は、これらのビーム７’、７”の偏光の方向を回転させる１／２波長板１３３を通過する。第１のフーリエ面の前では、物体ビーム８と参照ビーム７’、７”の偏光の方向は直交している。リング状の１／２波長板１３３は、回折された参照ビーム ７’、７”の偏光方向を回転させるが、参照ビームの低エネルギーのゼロ次成分は、偏光方向を保存する。ビーム遮断体１３０の中心開口１３２の周りに直径Ｄ１をもつリング上に配列された、回折された参照ビーム７’、７”のための穴１３１がある。このように第１のフーリエ面内に在るフィルタ１３は、参照ビームのゼロ次成分と一緒に回折された参照ビーム７’、７”を透過させ、また低域濾波された物体ビーム８を透過させる。リング型の１／２波長板１３３のために、参照ビームのゼロ次成分の偏光方向は、他のビーム７’、７”、８の偏光方向と直交する。それ故に、フィルタ１３の後のＰＢＳ立方体１４は、低域濾波された物体ビーム８と回折された参照ビーム７’、７”を透過し、参照ビームのゼロ次成分を光学システムの外へ反射する。図では、中心開口１３２は円形であり、光学的組み立てのレンズの円形の開口に最も適合する。しかしながら、例えば、参照ビーム７’、７”の尖端が楕円上に配置するときは、開口１３２は、楕円形でもよい。更に、四角形又は長方形の画素を持つＳＬＭ９の回折像によりよく適合するためには、開口は四角形又は長方形であってもよい。参照ビーム７’、７”のための開口１３１は、切替可能な開口であってもよい。これは、特別の多重化系にとって有利である。
【００２７】
図３は、４つの参照ビーム７’、７”の場合のインカップリング・フィルタ１３のビーム遮断体１３０の上面図を示す。参照ビーム７’、７”のための穴１３１は、直径Ｄ１をもつ円上に配列されている。中心開口１３２の直径はＤ３である。直径の差（Ｄ１−Ｄ３）は、約４０−ｌ００μｍである。参照ビーム７’、７”の穴１３１の直径ｄは、約１０−ｌ００μｍである。もちろん、参照ビーム７’、７”の数は、４つの参照ビーム７‘、７”に限定されるものではない。
【００２８】
図４は、本発明による同軸反射型ホログラフィック記憶システム１の簡単化された組立図を描く。システム１は、図１のシステムと本質的には同じである。しかしながら、反射性の層２０を持つ反射型ホログラム記憶媒体１９ではなくて、透明な基板２５をもつ透過型ホログラム記憶媒体１９が用いられる。高ＮＡのフーリエ対物レンズ１７は、ＳＬＭ像を透過型ホログラム記憶媒体１９を通って第２のフーリエ面３０の上に変換する。透明な基板２６上に配置された特別な形の鏡２７が、この第２のフーリエ面３０内に位置づけられる。鏡２７は、低域濾波された物体ビーム８の直径に実質的に等しい直径を持つ円形である。このことは、鏡２７は、フーリエ・フィルタの開口の反射型等価物であることを意味する。鏡２７は、物体ビーム８を反射するが、集束する参照ビーム７’、７”は、この鏡２７の近くで透明な基板２６を通ってシステムを離れる。透明な基板２６の代わりに吸収性の基板を用いることも同様に可能である。参照ビーム７’、７”が、システム内へ反射して戻ることがないことだけが確保される必要がある。高ＮＡのフーリエ対物レンズ１７は、アクチュエータ３１によって動くときに、鏡２７はこの動きに追従する必要がある。すなわち、高ＮＡのフーリエ対物レンズ１７と鏡２７は相互に固定されている。これは、鏡２７と高ＮＡのフーリエ対物レンズ１７を機械的に結合することにより、または、鏡２７に更なるアクチュエータ３３を備えることにより達成される。この更なるアクチュエータ３３は、高ＮＡのフーリエ対物レンズ１７のサーボ回路３２によって制御されるか、または、さらなるサーボ回路３４によって制御される。更なるサーボ回路３４は、鏡２７の位置を制御するために透過した参照ビーム７’、７”を用いることが好適である。
【００２９】
ホログラム記憶媒体１９の位置での物体ビーム８と参照ビーム７’、７”の拡大側面図を図５に示す。ホログラムを書き込むときは、直接および反射した物体ビーム８は、直接集束参照ビーム７’、７”と重なり、記憶材料２９中に干渉パターン（ホログラム）を形成する。
【００３０】
読み出し時は、参照ビーム７’、７”だけがホログラムを照射する。再生された、直接および反射物体ビーム２１は、高ＮＡのフーリエ対物レンズ１７によって中間像面１６上に再変換される。集束した参照ビーム７’、７”は、鏡２７によって反射されないので、反射した参照ビームは存在しない。
【００３１】
円形の鏡２７の上面図が図６に描かれている。鏡２７は、透明な、又は吸収性の基板２６上に配置されている。小さな円形の領域２８は、基板２６上の４つの参照ビーム７’、７”の位置を示す。見られるように、参照ビーム７’、７”は、鏡２７上に当たることはない。
【００３２】
小さな円形の鏡２７の代わりに、参照ビーム７’、７”を透過させる穴を持った、より大きな鏡を用いることも同様に出来る。これは図７に描かれている。参照ビーム７’、７”の位置２８を除く基板２６の全体に反射性の被覆が施されている。しかしながら、この場合に、鏡２７は、物体ビーム８に対してフーリエ・フィルタとしては働かない。更に、基板２６を通過させることによってシステム外へ参照ビーム７’、７”を結合させるのではなく、例えば、回折格子またはプリズムのような回折又は屈折性の構造を参照ビーム７’、７”の位置２８に用いることによって、参照ビームs ７’、７”を外部へ結合することも出来る。
【００３３】
高ＮＡのフーリエ対物レンズ１７と鏡２７の結合を回避するために、鏡２７のサイズを増大することが可能である。これは図８に描かれている。物体ビーム８または再生物体ビーム２１と参照ビーム７’、７”との距離が小さすぎることがなければ、高ＮＡのフーリエ対物レンズ１７が少し動いても、補償する必要はない。物体ビーム８または再生物体ビーム２１はまだ鏡２７の上にあり、一方、参照ビーム７’、７”はなお鏡２７上に当たることはない。
【００３４】
図９は、高ＮＡのフーリエ対物レンズ１７のより大きな変位が許される鏡２７を実現する、よりよい解を示す。この場合、鏡は、更に拡大されるが、参照ビーム７’、７”のための特別な切り込みを有する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【外国語明細書】
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