JPH0527659A - ホログラム多重露光装置 - Google Patents

ホログラム多重露光装置

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JPH0527659A
JPH0527659A JP17925491A JP17925491A JPH0527659A JP H0527659 A JPH0527659 A JP H0527659A JP 17925491 A JP17925491 A JP 17925491A JP 17925491 A JP17925491 A JP 17925491A JP H0527659 A JPH0527659 A JP H0527659A
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JP
Japan
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laser
hologram
wavelength
temperature
semiconductor laser
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Withdrawn
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JP17925491A
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English (en)
Inventor
Shigeo Kayashima
茂生 茅嶌
Naritake Iwata
成健 岩田
Tomoji Maeda
智司 前田
Shinya Hasegawa
信也 長谷川
Mamoru Hokari
守 穂刈
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体レーザを用いて多重露光を行うホログ
ラム多重露光装置に関し、レーザ光の波長を変えて多量
の情報を記録できる取扱容易な装置を提供することを目
的とする。 【構成】 温度制御手段5によって半導体レーザ1の温
度が制御されて、半導体レーザ1からは温度に応じて異
なる波長のレーザ光が出射される。露光手段3では、そ
の異なる波長のレーザ光を用いてホログラム感光材4に
多重露光を行う。また、非線形光学結晶2によって、半
導体レーザ1から出射されたレーザ光の波長を、ホログ
ラム感光材4の感光波長領域に近づくように変換する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザを用いて多
重露光を行うホログラム多重露光装置に関し、特に多量
の情報を記録するためにレーザ光の波長を変えて多重露
光を行うようにしたホログラム多重露光装置に関する。
【0002】画像処理の分野において情報を高密度に記
録するために、ホログラムの利用が考えられている。そ
の高密度化の1つの手段として、レーザ光の波長を変え
て行う多重露光が有効である。
【0003】
【従来の技術】従来、ホログラム記録材料としてよく使
用されるフォトレジストや重クロム酸ゼラチンなどは、
400nm付近の短波長領域で感光し易い。こうした領
域の波長のレーザ光を出射するレーザ光源としてArレ
ーザ(発振波長488nm、514.5nm)やHe−
Cdレーザ(発振波長325nm、441.6nm)等
がある。これらのレーザは出力が大きい反面、レーザ本
体が大きく、また発振に大電流を必要とし、それに伴
い、冷却やガス供給制御等の問題もあり、取扱が容易で
ないという欠点がある。更に、これらのレーザは1つの
装置から単一波長のレーザ光しか発振できない。
【0004】一方、半導体レーザは出力が小さいが、レ
ーザ本体が小さく、また発振は小電流で充分であり、取
扱が容易であるという特徴がある。しかし、発振波長が
長波長領域から赤外領域(約800〜1000nm付
近)にあり、フォトレジストや重クロム酸ゼラチン等を
感光材としたホログラムの露光用光源には適さない。な
お、半導体レーザは、温度が変化すると発振するレーザ
光の波長が変化する性質を有している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】情報記録の高密度化の
ために、レーザ光の波長を変えてホログラム感光材の多
重露光を行うことが考えられる。
【0006】しかし、この多重露光装置のレーザ光源と
してArレーザやHe−Cdレーザを用いた場合には、
これらレーザの各装置がそれぞれ単一の波長のレーザ光
しか出射できないため、互いに異なる波長のレーザ光を
出射する複数のレーザを備える必要があるとともに、多
重露光を行う度にレーザを取り替えねばならない。従っ
て、これらのレーザの本体が大きく、また発振に大電流
を必要とし、冷却やガス供給制御等の問題もあり、取扱
が容易でないという点から考えると、ArレーザやHe
−Cdレーザを用いた多重露光装置の実現は難しい。
【0007】一方、半導体レーザは発振波長を変化でき
るので、単一の半導体レーザを備えるだけで複数波長レ
ーザ光を使った取扱容易な多重露光装置の実現の可能性
がある。しかし、半導体レーザは発振波長の観点からは
ホログラムの露光用光源には適さないという問題があっ
た。
【0008】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、複数波長レーザ光を使った取扱容易なホログ
ラム多重露光装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明では上記目的を達
成するために、図1に示すように、温度変化に応じて発
振波長が変化する半導体レーザ1と、半導体レーザの温
度を制御する温度制御手段5と、半導体レーザから出射
された異なる波長のレーザ光を用いてホログラム感光材
4を多重露光する露光手段3とを有することを特徴とす
るホログラム多重露光装置が、提供される。
【0010】また、半導体レーザから出射されたレーザ
光が入射され、入射されたレーザ光の波長を変えて露光
手段に出射する非線形光学結晶2が、前記ホログラム多
重露光装置に備えられる。
【0011】
【作用】温度制御手段5によって半導体レーザ1の温度
が制御されて、半導体レーザ1からは温度に応じて異な
る波長のレーザ光が出射される。
【0012】露光手段3では、その異なる波長のレーザ
光を用いてホログラム感光材4に多重露光を行う。ま
た、非線形光学結晶2によって、半導体レーザ1から出
射されたレーザ光の波長を、ホログラム感光材4の感光
波長領域に近づくように変換する。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図2はホログラム多重露光装置の概略構成を示
す図である。ホログラムの露光用光源として半導体レー
ザ21を用いる。半導体レーザ21から発振されるレー
ザ光の波長は、図3に示すような温度−波長特性を示
す。
【0014】図3(a)は、温度変化によって発振波長
が変化する一般の半導体レーザの温度−波長特性を示
す。図から分かるように、一般の半導体レーザには、温
度変化によって発振波長が不連続に変化するモードホッ
プと呼ばれる特性が存在する。半導体レーザは、例え
ば、温度0〜50o C付近で約840nm前後のレーザ
光を発振し、温度1o Cの上昇毎に波長が約0.3nm
程度増大する。モードホップは温度1o C位の上昇毎に
発生する。
【0015】図3(b)は、こうしたモードホップ現象
をなくした半導体レーザであるDFBレーザ(分布帰還
形レーザ)の温度−波長特性を示す。本発明は、図3
(a)、図3(b)に示すような、温度変化によって発
振波長が変化する半導体レーザの温度−波長特性を利用
して発振波長を変え、異なる波長のレーザ光を得ようと
するものである。
【0016】図2に戻って、半導体レーザ21には、サ
ーミスタ等からなる温度検出装置22が設けられ、この
温度検出装置22で検出された半導体レーザ21の温度
を表す信号が温度制御装置23に入力される。温度制御
装置23には又、半導体レーザ21の目標温度を表す制
御信号が外部から加えられ、温度制御装置23は、温度
検出装置22で検出された半導体レーザ21の実際温度
信号とこの制御信号とに基づき発熱吸熱装置24の作動
を制御する。発熱吸熱装置24は半導体レーザ21に取
りつけられて、供給電流量や電流の向きに応じて発熱又
は吸熱を行うペルチェ素子等からなる。こうした構成に
よって、半導体レーザ21の温度が外部から指令された
各種目標温度になるように制御される。この目標温度
は、図3の半導体レーザの温度−波長特性から、所望の
レーザ光の波長に対応した温度として読み出されたもの
である。従って、半導体レーザ21からは外部からの指
令に応じ、所望の波長のレーザ光が出射されることにな
る。
【0017】半導体レーザ21から出射されたレーザ光
は、第2高調波発生(Second Harmonic Generation,S
HG)用の非線形光学結晶25に入射される。この非線
形光学結晶25は、KNbO3等からなり、入射された
レーザ光の波長を変換し、第2高調波だけを出射させる
素子である。従って、半導体レーザ21から、例えば波
長840nmのレーザ光が入射されると、非線形光学結
晶25からは、ホログラム感光材の感光波長領域内であ
る波長420nmのレーザ光が出射される。
【0018】非線形光学結晶25から出射したレーザ光
は、ビームスプリッタ27を介して、一方はミラー2
8、レンズ29を経てホログラム感光材30に達し、他
方はミラー31、レンズ32、被写体33を経てホログ
ラム感光材30に達する。ホログラム感光材30は例え
ばフォトレジスト、重クロム酸ゼラチン等から成り、ホ
ログラム感光材30には被写体33からの反射光に応じ
た干渉縞がつくられ、感光される。
【0019】次に、以上の構成において行われる多重露
光の手順について、図3(a)の特性を有する半導体レ
ーザを例にとって説明する。先ず、半導体レーザ21か
らの波長λ1 のレーザ光を使って第1の被写体のホログ
ラムの作成を行うことを説明する。この作成のために、
被写体33の位置に第1の被写体を置き、また、図3
(a)の特性から、波長λ1 に対応する温度T 1 を読み
取って、温度制御装置23に、温度T1 を目標温度とす
る制御信号を送る。これにより、所定の待ち時間後に半
導体レーザ21から波長λ1 のレーザ光が非線形光学結
晶25に出射され、非線形光学結晶25からはλ1 /2
のレーザ光がホログラム感光材30に向けて出射され
る。これによりホログラム感光材30は第1の被写体に
関する情報を記録する。
【0020】次に、半導体レーザ21からの波長λ2
レーザ光による第2の被写体のホログラムの作成を行
う。上記と同様に、被写体33の位置に第2の被写体を
置き、また、図3(a)の特性から温度T2 を読み取っ
て、温度制御装置23に、温度T2 を目標温度とする制
御信号を送る。これにより、所定の待ち時間後に半導体
レーザ21から波長λ2 のレーザ光が非線形光学結晶2
5に出射され、非線形光学結晶25からはλ2 /2のレ
ーザ光がホログラム感光材30に向けて出射される。こ
れによりホログラム感光材30は、第1の被写体に関す
る情報に重ねて第2の被写体に関する情報を記録する。
【0021】このように作成されたホログラムに、参照
光として波長λ1 /2のレーザ光を照射すれば、第1の
被写体に関する情報だけが読み出され、波長λ2 /2の
レーザ光を照射すれば、第2の被写体に関する情報だけ
が読み出される。
【0022】なお、上記実施例ではホログラム感光材3
0として反射型を使用したが、透過型を用いることも考
えられる。しかし、透過型ホログラムを用いると波長選
択性が悪いため、多重露光したホログラムを例えば波長
λ1 /2のレーザ光で再生すると、波長λ2 /2や更に
は波長λ3 /2で記録された第2、第3の被写体も収差
を伴って同時に再生されてしまうという欠点がある。従
ってホログラム感光材として反射型ホログラムを用いる
方が好ましい。
【0023】上記説明では、図3(a)の特性を有する
半導体レーザを例にして説明したが、図3(b)の特性
を有するDFBレーザを用いても全く同様な作用効果を
得ることができる。
【0024】また、上記説明では2つの波長のレーザ光
による2重露出を説明したが、互いに異なる多数の波長
を用いることにより波長の数だけの多重化がなされたホ
ログラムの作成が可能である。
【0025】更に、上記実施例のように画像そのものを
記録するのではなく、画像情報をデジタル変換して記録
することもできる。図4にその実施例を示す。集光用レ
ンズ41の後方に、デジタル情報を透過性の材料に記録
したビットパターン42を配置し、更にその後方にホロ
グラム感光材43を置く。レンズ41で集光されたレー
ザ光44aはビットパターン42を通過してホログラム
感光材43に照射される。同時にホログラム43後方か
ら、レーザ光44aと同一波長のレーザ光44bを照射
することにより干渉縞を発生させ、それを記録する(図
4a)。再生する場合は、このホログラム43にレーザ
光44aと同一波長のレーザ光44cを照射し、フォト
ダイオードアレイ等の受光器45に再生されたビットパ
ターンデジタル情報を投射する(図4b)。これによ
り、ホログラムに記録したデジタル情報を再生すること
ができる。
【0026】本実施例においても、上記実施例と同様に
レーザ光の波長を変えることにより、多重露光を行うこ
とができる。図5は、図2に示したホログラム多重露光
装置とは異なる他の実施例のホログラム多重露光装置の
概略構成図を示す。この実施例では、非線形光学結晶を
通過したレーザ光のパワーが低下することを考慮して、
レーザ光源に、同一温度に対しては同一波長のレーザ光
を発振する複数の半導体レーザ51a,51b,51c
を集合部材52上にアレイ状に並べたものを用いる。こ
れら半導体レーザ51a,51b,51cの温度制御
は、図示はしないが、レーザ毎に個別に図2の温度検出
装置22、温度制御装置23、発熱吸熱装置24と同一
の装置をそれぞれ備えるか、又は集合部材52に対し、
図2の温度検出装置22、温度制御装置23、発熱吸熱
装置24と同一の装置を1組備えるかして、図2の装置
と同様の動作を行う。
【0027】半導体レーザ51a,51b,51cから
出射されたレーザ光は集光装置53により集光されて非
線形光学結晶54に入射される。非線形光学結晶54は
図2の非線形光学結晶25と全く同じものである。非線
形光学結晶54から出射された第2高調波のレーザ光は
平行光変換装置55で平行レーザ光に変換される。本実
施例でも、図示はしないが、図2のビームスプリッタ2
7以降のレーザ光の通過経路に備えられた各装置と同一
の装置を備え、上記平行レーザ光は、これらの装置に入
射されて、図2での作用と同じ作用をする。
【0028】以上のようにレーザ光源に複数の半導体レ
ーザを備えるので、レーザ光源全体としてのパワーが増
大し、レーザ光の非線形光学結晶通過によるパワー不足
を解消できる。
【0029】なお、ホログラムの露光では、複数の半導
体レーザ51a,51b,51cから出射される各レー
ザ光の位相を揃える必要があるが、そのためには複数の
半導体レーザを位相同期レーザ(Phase Locked Laser)
にすればよい。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、温
度制御手段によって温度が制御された半導体レーザが、
温度に応じた異なる波長のレーザ光を出射し、露光手段
は、その異なる波長のレーザ光を用いてホログラム感光
材に多重露光を行う。このため、複数波長レーザ光を使
ったホログラム多重露光装置を、小型で電流消費量の少
ない取扱容易な装置として、しかもレーザ光源をいちい
ち取り替える必要がない装置として提供することが可能
となる。
【0031】また、半導体レーザから出射されたレーザ
光の波長を短波長に変更するための非線形光学結晶を備
えるので、ホログラム感光材の感光波長領域に合った波
長のレーザ光を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】ホログラム多重露光装置の概略構成図である。
【図3】半導体レーザの温度−波長構成図である。
【図4】デジタル情報を記録するホログラム装置の概略
構成図である。
【図5】他の実施例装置の概略構成図である。
【符号の説明】
1 半導体レーザ 2 非線形光学結晶 3 露光手段 4 ホログラム感光材 5 温度制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 信也 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 穂刈 守 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体レーザを用いて多重露光を行うホ
    ログラム多重露光装置において、 温度変化に応じて発振波長が変化する半導体レーザ
    (1)と、 前記半導体レーザの温度を制御する温度制御手段(5)
    と、 前記半導体レーザから出射された異なる波長のレーザ光
    を用いてホログラム感光材(4)を多重露光する露光手
    段(3)とを有することを特徴とするホログラム多重露
    光装置。
  2. 【請求項2】 前記半導体レーザから出射されたレーザ
    光が入射され、入射されたレーザ光の波長を変えて前記
    露光手段に出射する非線形光学結晶(2)を有すること
    を特徴とする請求項1記載のホログラム多重露光装置。
  3. 【請求項3】 レーザ光源として前記半導体レーザを複
    数備え、これら複数の半導体レーザは同一波長のレーザ
    光を発振し、前記露光手段に出射することを特徴とする
    請求項1又は2記載のホログラム多重露光装置。
  4. 【請求項4】 前記複数の半導体レーザはそれぞれ位相
    同期レーザであることを特徴とする請求項3記載のホロ
    グラム多重露光装置。
JP17925491A 1991-07-19 1991-07-19 ホログラム多重露光装置 Withdrawn JPH0527659A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006106734A (ja) * 2004-09-28 2006-04-20 General Electric Co <Ge> ホログラフィック記録およびホログラフィック検索の方法および装置
EP1607983A3 (en) * 2004-06-09 2007-12-19 Alps Electric Co., Ltd. Angular and wavelength multiplexing apparatus for holographic storage

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Effective date: 19981008