JPH0535871B2 - - Google Patents
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- JPH0535871B2 JPH0535871B2 JP61060826A JP6082686A JPH0535871B2 JP H0535871 B2 JPH0535871 B2 JP H0535871B2 JP 61060826 A JP61060826 A JP 61060826A JP 6082686 A JP6082686 A JP 6082686A JP H0535871 B2 JPH0535871 B2 JP H0535871B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hologram
- waves
- wavelength
- spherical
- wavefront
- Prior art date
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
本発明は、再生波長λ2より短い波長λ1を有する
作成波によるホログラムの作成方法において、収
束球面波を第１の球面光学素子と、第２の球面光
学素子に垂直に入射して非点収差の物体波を発生
させ（第１、第２の球面光学素子のうち、少なく
とも１つは、シリンドリカルレンズ）、それによ
り再生波長λ2において、所望の非点隔差を得るこ
とのできるホログラムの作成方法を提供するもの
である。
作成波によるホログラムの作成方法において、収
束球面波を第１の球面光学素子と、第２の球面光
学素子に垂直に入射して非点収差の物体波を発生
させ（第１、第２の球面光学素子のうち、少なく
とも１つは、シリンドリカルレンズ）、それによ
り再生波長λ2において、所望の非点隔差を得るこ
とのできるホログラムの作成方法を提供するもの
である。
本発明は、再生波長と作成波長の差を考慮して
所望の非点隔差を得ることのできるホログラムの
作成方法に関する。
所望の非点隔差を得ることのできるホログラムの
作成方法に関する。
半導体レーザは小型、軽量、安価であり、また
直接変調可能のため、レーザプリンタや光デイス
ク、CD、レーザデイスクなどで広く用いられて
いる。この時、半導体レーザからの発散光を平行
光に変換する従来のコリメートレンズでは、ビー
ムを回折限界まで絞るために収差が除去されてい
る必要がある。このため、例えば複数枚の光学ガ
ラスレンズを用いる従来技術（例えば特開昭51−
18557など）があるが、このような方式では複数
枚の光学ガラスレンズが必要であるため、大型で
重くなる上に調整が難しくなるという問題点を有
していた。
直接変調可能のため、レーザプリンタや光デイス
ク、CD、レーザデイスクなどで広く用いられて
いる。この時、半導体レーザからの発散光を平行
光に変換する従来のコリメートレンズでは、ビー
ムを回折限界まで絞るために収差が除去されてい
る必要がある。このため、例えば複数枚の光学ガ
ラスレンズを用いる従来技術（例えば特開昭51−
18557など）があるが、このような方式では複数
枚の光学ガラスレンズが必要であるため、大型で
重くなる上に調整が難しくなるという問題点を有
していた。
一方、ホログラムレンズは原理的に、１枚のホ
ログラムレンズで任意の波面に変換可能なため、
小型、軽量なレンズが作成可能であり、さらに複
製も可能であるため半導体レーザ用のレンズとし
て注目されている。しかし、半導体レーザを再生
波長とするホログラムを作成する場合、その作成
波長を半導体レーザ光としても、高効率のものが
得られるホログラム材料は一般にはなく、一般的
なホログラム材料の感度は半導体レーザ光より短
い波長を有する可視域にある。そこで上記短波長
レーザ光を作成波として、半導体レーザ光を再生
波とするホログラムを作成する方法が従来技術と
してある。今、第６図ａに示すように半導体レー
ザからの波長λ2の発散波６２が無収差となり、そ
の回折角がθRとなるホログラムレンズ６１を、第
６図ｂに示すようにλ2より短い波長λ1の平行レー
ザ光６４で再生すると仮定する。平行レーザ光６
４の入射角θCを θC＝sin-1（λ1／λ2・sinθR）…… (1) となるようにした時に、回折波６５は、正の球面
収差波となる。従つて、回折波６５と同様の波長
λ1の正の球面収差波と、同じく波長λ1で入射角θC
のレーザ光６４と同様の平行光を作成波としてホ
ログラム６１を作成すれば、同図ａのように波長
λ2の半導体レーザ光で無収差となるホログラムを
作成することができる。上記作成方法を用いた技
術として本出願人は、第７図に示すように波長λ1
の収束球面波７２を凸レンズ７１に入射すること
によつて発生する負の球面収差波７３を交差させ
て正の球面収差波７４を発生させ、該収差波７４
と入射角θCの波長λ1の参照波７５とをホログラム
材料７６上で干渉させてホログラムを作成する方
法を特許出願した（昭和60年３月28日出願）。こ
の方法によれば、収差発生光学系とホログラム作
成用材料との間隔を長くとれるため、多重反射に
よるゴースト及びノイズが入らず、さらに参照波
を容易に入射できるという利点を有している。ま
た、特開昭60−1229882にも、一方法が出願され
ている。
ログラムレンズで任意の波面に変換可能なため、
小型、軽量なレンズが作成可能であり、さらに複
製も可能であるため半導体レーザ用のレンズとし
て注目されている。しかし、半導体レーザを再生
波長とするホログラムを作成する場合、その作成
波長を半導体レーザ光としても、高効率のものが
得られるホログラム材料は一般にはなく、一般的
なホログラム材料の感度は半導体レーザ光より短
い波長を有する可視域にある。そこで上記短波長
レーザ光を作成波として、半導体レーザ光を再生
波とするホログラムを作成する方法が従来技術と
してある。今、第６図ａに示すように半導体レー
ザからの波長λ2の発散波６２が無収差となり、そ
の回折角がθRとなるホログラムレンズ６１を、第
６図ｂに示すようにλ2より短い波長λ1の平行レー
ザ光６４で再生すると仮定する。平行レーザ光６
４の入射角θCを θC＝sin-1（λ1／λ2・sinθR）…… (1) となるようにした時に、回折波６５は、正の球面
収差波となる。従つて、回折波６５と同様の波長
λ1の正の球面収差波と、同じく波長λ1で入射角θC
のレーザ光６４と同様の平行光を作成波としてホ
ログラム６１を作成すれば、同図ａのように波長
λ2の半導体レーザ光で無収差となるホログラムを
作成することができる。上記作成方法を用いた技
術として本出願人は、第７図に示すように波長λ1
の収束球面波７２を凸レンズ７１に入射すること
によつて発生する負の球面収差波７３を交差させ
て正の球面収差波７４を発生させ、該収差波７４
と入射角θCの波長λ1の参照波７５とをホログラム
材料７６上で干渉させてホログラムを作成する方
法を特許出願した（昭和60年３月28日出願）。こ
の方法によれば、収差発生光学系とホログラム作
成用材料との間隔を長くとれるため、多重反射に
よるゴースト及びノイズが入らず、さらに参照波
を容易に入射できるという利点を有している。ま
た、特開昭60−1229882にも、一方法が出願され
ている。
上記方法により理論的に無収差のホログラムを
得ることができるが、実際には半導体レーザ自体
に非点隔差という問題が存在する。半導体レーザ
において光導波が利得成分により行われると、光
エネルギーの伝搬方向と波面とが直交しない場合
がある。半導体素子の接合方向に平行な導波に
は、屈折率導波型レーザでも利得成分が多少混合
する。この結果、第２図に示すように接合に平行
方向２４のビームのウエイストがレーザ端面より
ΔZだけ内部にあり、その差が非点隔差となる。
ΔZの値は屈折率導波型レーザでは通常10μm以下
であるが、利得導波型レーザでは10〜50μmとい
う大きな値になる。このように非点隔差のある半
導体レーザを使用すると、無収差のホログラムレ
ンズを用いてビームを絞り込んでも、結像倍率に
よつては回折限界のスポツトが得られない場合が
生じる。
得ることができるが、実際には半導体レーザ自体
に非点隔差という問題が存在する。半導体レーザ
において光導波が利得成分により行われると、光
エネルギーの伝搬方向と波面とが直交しない場合
がある。半導体素子の接合方向に平行な導波に
は、屈折率導波型レーザでも利得成分が多少混合
する。この結果、第２図に示すように接合に平行
方向２４のビームのウエイストがレーザ端面より
ΔZだけ内部にあり、その差が非点隔差となる。
ΔZの値は屈折率導波型レーザでは通常10μm以下
であるが、利得導波型レーザでは10〜50μmとい
う大きな値になる。このように非点隔差のある半
導体レーザを使用すると、無収差のホログラムレ
ンズを用いてビームを絞り込んでも、結像倍率に
よつては回折限界のスポツトが得られない場合が
生じる。
上記のような半導体レーザの非点隔差を補正す
る従来方法として、円筒レンズ用いる方法
（“Bell System Technical Journal”，第58巻，
第９号，P.P.1909〜1998，1979年）、平行ガラス
板を斜めに配置する方法（特開昭58−143443）な
どがある。しかし、このような従来方法は、構成
部品数が増加し調整箇所が難しくなるという問題
点を有していた。
る従来方法として、円筒レンズ用いる方法
（“Bell System Technical Journal”，第58巻，
第９号，P.P.1909〜1998，1979年）、平行ガラス
板を斜めに配置する方法（特開昭58−143443）な
どがある。しかし、このような従来方法は、構成
部品数が増加し調整箇所が難しくなるという問題
点を有していた。
本発明は上記問題点を除くため、簡単な構成で
再生波長と作成波長の違いと半導体レーザで発生
する非点隔差の影響を同時に除くことのできる球
面光学素子を用いたホログラム作成方法を提供す
ることを目的とする。
再生波長と作成波長の違いと半導体レーザで発生
する非点隔差の影響を同時に除くことのできる球
面光学素子を用いたホログラム作成方法を提供す
ることを目的とする。
本発明は、波面変換機能を有するホログラムを
その再生波３１，３１′の波長λ2より短い波長λ1
を有する物体波１５，１５′及び参照波１６を作
成波としてホログラム材料１３上で干渉させるこ
とにより作成するホログラム作成方法において、
前記再生波３１，３１′を発生する再生光源２１
は、非点収差を有する波面を発生し、前記物体波
１５，１５′として、収束球面波１７，１７′を所
定の曲率を有するシリンドリカルレンズを少なく
とも１枚用いて形成される第１の球面光学素子１
１と第２の球面光学素子１２を含む光学系に垂直
に入射させることにより発生する波面を用い、前
記参照波１６として、平行光の波面を用いること
を特徴とする。
その再生波３１，３１′の波長λ2より短い波長λ1
を有する物体波１５，１５′及び参照波１６を作
成波としてホログラム材料１３上で干渉させるこ
とにより作成するホログラム作成方法において、
前記再生波３１，３１′を発生する再生光源２１
は、非点収差を有する波面を発生し、前記物体波
１５，１５′として、収束球面波１７，１７′を所
定の曲率を有するシリンドリカルレンズを少なく
とも１枚用いて形成される第１の球面光学素子１
１と第２の球面光学素子１２を含む光学系に垂直
に入射させることにより発生する波面を用い、前
記参照波１６として、平行光の波面を用いること
を特徴とする。
また、波面変換機能を有するホログラムをその
再生波３１，３１′の波長λ2より短い波長λ1を有
する物体波１５，１５′及び参照波１６を作成波
としてホログラム材料１３上で干渉させることに
より作成するホログラム作成方法において、前記
再生波３１，３１′を発生する再生光源２１は、
非点収差を有する波面を発生する半導体レーザで
あり、前記物体波１５，１５′として、収束球面
波１７，１７′を所定の曲率を有するシリンドリ
カルレンズを少なくとも１枚用いて形成される第
１の球面光学素子１１と第２の球面光学素子１２
を含む光学系に垂直に入射させることにより発生
する波面を用い、前記参照波１６として、平行光
の波面を用い、該参照波の前記ホログラム材料１
３への入射角θCは、再生時の前記ホログラムから
の出射光３２の出射角θRに対して、 θC＝sin-1（（λ1／λ2）・sinθR） で示される関係を満たすように決定され、前記出
射角θRは、前記半導体レーザ２１から発生される
前記再生波３１，３１′のビーム長径D1及び短径
D2に対して、 θR＝cos-1（D2／D1） で示される関係を満たすように決定されることを
特徴とする。
再生波３１，３１′の波長λ2より短い波長λ1を有
する物体波１５，１５′及び参照波１６を作成波
としてホログラム材料１３上で干渉させることに
より作成するホログラム作成方法において、前記
再生波３１，３１′を発生する再生光源２１は、
非点収差を有する波面を発生する半導体レーザで
あり、前記物体波１５，１５′として、収束球面
波１７，１７′を所定の曲率を有するシリンドリ
カルレンズを少なくとも１枚用いて形成される第
１の球面光学素子１１と第２の球面光学素子１２
を含む光学系に垂直に入射させることにより発生
する波面を用い、前記参照波１６として、平行光
の波面を用い、該参照波の前記ホログラム材料１
３への入射角θCは、再生時の前記ホログラムから
の出射光３２の出射角θRに対して、 θC＝sin-1（（λ1／λ2）・sinθR） で示される関係を満たすように決定され、前記出
射角θRは、前記半導体レーザ２１から発生される
前記再生波３１，３１′のビーム長径D1及び短径
D2に対して、 θR＝cos-1（D2／D1） で示される関係を満たすように決定されることを
特徴とする。
上記手段において、再生波長λ2より短い波長λ1
を有する収束球面波を第１の球面光学素子と第２
の球面光学素子（第１、第２の球面光学素子の少
なくとも１つはシリンドリカルレンズ）に入射さ
せることにより、半導体レーザにおいて発生する
非点隔差を、再生波長λ2と作成波長λ1の差を考慮
して発生する。このようにして得られたレーザ光
を物体波としてホログラムを作成することによ
り、再生波長λ2より短い作成波長λ1を用いて再生
波長λ2において無収差となるホログラムを作成で
き、さらに半導体レーザにおいて発生する特定の
導波方向での非点隔差の影響も同時に除くことが
できるホログラムを作成できる。
を有する収束球面波を第１の球面光学素子と第２
の球面光学素子（第１、第２の球面光学素子の少
なくとも１つはシリンドリカルレンズ）に入射さ
せることにより、半導体レーザにおいて発生する
非点隔差を、再生波長λ2と作成波長λ1の差を考慮
して発生する。このようにして得られたレーザ光
を物体波としてホログラムを作成することによ
り、再生波長λ2より短い作成波長λ1を用いて再生
波長λ2において無収差となるホログラムを作成で
き、さらに半導体レーザにおいて発生する特定の
導波方向での非点隔差の影響も同時に除くことが
できるホログラムを作成できる。
以下、本発明の実施例につき詳細に説明を行
う。
う。
｛本発明の実施例（第１図〜第３図）｝
今、第２図において半導体レーザダイオードチ
ツプ２１からの出射光に非点隔差がある場合、そ
の導波方向は活性層２２の接合方向に平行な方向
２４であり、活性層端面（点Ｐ）からΔZ奥の点
Ｑが仮想的な出射点となる。これに対して上記導
波方向に直交する方向２３への出射光の出射点は
活性層端面の点Ｐである。すなわち、点Ｐと点Ｑ
の差ΔZが非点隔差となる。従つてこのような半
導体レーザを用いて無収差となるホログラムレン
ズを作成するためには、作成時の波長を仮にλ2
（半導体レーザ光の波長）とすると、第３図ａ，
ｂ，ｃに示すように出射方向２３より導波方向２
４（共に第２図参照）の方が非点隔差量ΔZだけ
長い非点収差波３１，３１′（共に出射方向が異
なる同一波）を物体波とし、一方参照波を出射方
向２３に角度θRだけ傾けた平行光３２としてホロ
グラム材料１３に記録すればよい。
ツプ２１からの出射光に非点隔差がある場合、そ
の導波方向は活性層２２の接合方向に平行な方向
２４であり、活性層端面（点Ｐ）からΔZ奥の点
Ｑが仮想的な出射点となる。これに対して上記導
波方向に直交する方向２３への出射光の出射点は
活性層端面の点Ｐである。すなわち、点Ｐと点Ｑ
の差ΔZが非点隔差となる。従つてこのような半
導体レーザを用いて無収差となるホログラムレン
ズを作成するためには、作成時の波長を仮にλ2
（半導体レーザ光の波長）とすると、第３図ａ，
ｂ，ｃに示すように出射方向２３より導波方向２
４（共に第２図参照）の方が非点隔差量ΔZだけ
長い非点収差波３１，３１′（共に出射方向が異
なる同一波）を物体波とし、一方参照波を出射方
向２３に角度θRだけ傾けた平行光３２としてホロ
グラム材料１３に記録すればよい。
しかし、一般に半導体レーザ光の波長λ2で高効
率となるホログラム感光材料はないため、波長λ2
より短い波長λ1のレーザ光でホログラムを作成す
ることを考える。再生波長λ2で第３図に示したよ
うな非点隔差を許容するホログラムを得るために
は、第１図ａ，ｂに示すように、作成波長λ1にお
いて再生波λ2との差に応じ導波方向２４において
ΔZに対応する非点隔差を有する物体波１５，１
５′（共に出射方向の異なる同一波）を発生する
光学系を用いる。そのため、波長λ1の収束球面波
１７，１７′（同一）を球面凸レンズ１１に入射
させることにより負の球面収差波を発生させ、そ
れを交差させ正の球面収差波として基板１４上に
形成されたホログラム材料１３上へ導く。一方、
シリンドリカルレンズ１２は同図ｂのように導波
方向２４に曲率R′を有するため、出射方向２３
の物体波１５（同図ａ）方向２４の物体波１５′
（同図ｂ）とでは、各交差位置からホログラム材
料１３までの距離が異なり、これが第３図に対応
する非点隔差となる。このような物体波１５，１
５′に加え、波長λ1の平行光である参照波１６を
入射角θCで入射させ、ホログラム材料１３に感光
させる。この時、作成波長λ1で入射角θCの参照波
１６を用いてホログラムを作成した場合、前記(1)
式で説明したように、再生波長λ2で再生した場合
の上記ホログラムによる回折角はθRとなる。次
に、回折角θRの決定の仕方について説明を行う。
率となるホログラム感光材料はないため、波長λ2
より短い波長λ1のレーザ光でホログラムを作成す
ることを考える。再生波長λ2で第３図に示したよ
うな非点隔差を許容するホログラムを得るために
は、第１図ａ，ｂに示すように、作成波長λ1にお
いて再生波λ2との差に応じ導波方向２４において
ΔZに対応する非点隔差を有する物体波１５，１
５′（共に出射方向の異なる同一波）を発生する
光学系を用いる。そのため、波長λ1の収束球面波
１７，１７′（同一）を球面凸レンズ１１に入射
させることにより負の球面収差波を発生させ、そ
れを交差させ正の球面収差波として基板１４上に
形成されたホログラム材料１３上へ導く。一方、
シリンドリカルレンズ１２は同図ｂのように導波
方向２４に曲率R′を有するため、出射方向２３
の物体波１５（同図ａ）方向２４の物体波１５′
（同図ｂ）とでは、各交差位置からホログラム材
料１３までの距離が異なり、これが第３図に対応
する非点隔差となる。このような物体波１５，１
５′に加え、波長λ1の平行光である参照波１６を
入射角θCで入射させ、ホログラム材料１３に感光
させる。この時、作成波長λ1で入射角θCの参照波
１６を用いてホログラムを作成した場合、前記(1)
式で説明したように、再生波長λ2で再生した場合
の上記ホログラムによる回折角はθRとなる。次
に、回折角θRの決定の仕方について説明を行う。
今、第２図において、活性層２２の端面からの
出射方法２３への出射光の出射口は1μmでありそ
の回折角は大きいが、同じく導波方向２４への出
射光の出射口は３〜5μm程度と大きくそのため回
折角は小さくなる。
出射方法２３への出射光の出射口は1μmでありそ
の回折角は大きいが、同じく導波方向２４への出
射光の出射口は３〜5μm程度と大きくそのため回
折角は小さくなる。
この結果、出射光の遠視野像２５（第２図）は
出射方向２３の方が大きく広がり楕円形となる。
しかし、半導体レーザ光をホログラムレンズによ
り平行光にしたのちレンズなどで均一な大きさの
ビームを回折限界まで絞り込むためには、ビーム
形状を真円に補正する必要がある。そのため、第
３図ａ又はｃに示すようにホログラム１３による
出射方向２３は半導体レーザの活性層の垂直方向
として、さらに、回折角θRを適当な角度に設定す
ることにより、回折平行光３２の出射方向２３の
ビーム径D1′を導波方向２４のビーム径D2（第３
図ｂ）と同じ大きさにすることができ、真円補正
を行うことができる。今、第３図ａにおいて、出
射方向２３の回折光３２のホログラム１３上での
ビーム径D1は、回折角θRで出射されるとビーム
径D1′に変換される。この時のビーム整型比Ｍ＝
D1′／D1は簡単な幾何計算により、 Ｍ＝cosθR…… (2) となる。一方、導波方向２４の回折光３２は垂直
に出射されるためビーム整形比は１である。そこ
で、半導体レーザから出射された出射光の各方向
２３，２４のビーム径D1，D2（第３図ａ，ｂ）の
比が例えばD1：D2＝２：１であれば、上記(2)式
よりθR＝60゜に設定することにより D1：D1′＝２：１、すなわちD1′＝D2とすること
ができ、遠視野像３３（第３図ｃを真円にするこ
とができる。
出射方向２３の方が大きく広がり楕円形となる。
しかし、半導体レーザ光をホログラムレンズによ
り平行光にしたのちレンズなどで均一な大きさの
ビームを回折限界まで絞り込むためには、ビーム
形状を真円に補正する必要がある。そのため、第
３図ａ又はｃに示すようにホログラム１３による
出射方向２３は半導体レーザの活性層の垂直方向
として、さらに、回折角θRを適当な角度に設定す
ることにより、回折平行光３２の出射方向２３の
ビーム径D1′を導波方向２４のビーム径D2（第３
図ｂ）と同じ大きさにすることができ、真円補正
を行うことができる。今、第３図ａにおいて、出
射方向２３の回折光３２のホログラム１３上での
ビーム径D1は、回折角θRで出射されるとビーム
径D1′に変換される。この時のビーム整型比Ｍ＝
D1′／D1は簡単な幾何計算により、 Ｍ＝cosθR…… (2) となる。一方、導波方向２４の回折光３２は垂直
に出射されるためビーム整形比は１である。そこ
で、半導体レーザから出射された出射光の各方向
２３，２４のビーム径D1，D2（第３図ａ，ｂ）の
比が例えばD1：D2＝２：１であれば、上記(2)式
よりθR＝60゜に設定することにより D1：D1′＝２：１、すなわちD1′＝D2とすること
ができ、遠視野像３３（第３図ｃを真円にするこ
とができる。
このようにして求まるθRから前記(1)式を用い
て、第１図における参照波１６の入射角θCが決定
され、再生波長λ2において非点隔差を補正し、且
つ真円補正を行うことのできる回折角θRを有する
ホログラムを作成することができる。
て、第１図における参照波１６の入射角θCが決定
され、再生波長λ2において非点隔差を補正し、且
つ真円補正を行うことのできる回折角θRを有する
ホログラムを作成することができる。
｛本発明により作成されたホログラムの実施例
（第４図）｝ 次に、第４図ａ，ｂに本発明により作成された
ホログラム１３を再生波長λ2の半導体レーザ光３
１，３１′で再生した例を示す。半導体レーザダ
イオード４１は、半導体レーザダイオードチツプ
２１及びガラス窓４２などにより構成され、半導
体レーザダイオードチツプ２１からの出射光は実
際にはガラス窓４２で球面収差を受け、ホログラ
ム１３へ入射する。従つて、第１図の実施例でホ
ログラムを作成する場合、この球面収差も同時に
補正するように各設計パラメータが設定される。
（第４図）｝ 次に、第４図ａ，ｂに本発明により作成された
ホログラム１３を再生波長λ2の半導体レーザ光３
１，３１′で再生した例を示す。半導体レーザダ
イオード４１は、半導体レーザダイオードチツプ
２１及びガラス窓４２などにより構成され、半導
体レーザダイオードチツプ２１からの出射光は実
際にはガラス窓４２で球面収差を受け、ホログラ
ム１３へ入射する。従つて、第１図の実施例でホ
ログラムを作成する場合、この球面収差も同時に
補正するように各設計パラメータが設定される。
｛本実施例の設計パラメータ（第１図）｝
次に、第１図の実施例の具体的な設計パラメー
タを示す。まず、再生波長である半導体レーザダ
イオードチツプ２１（第２図）の発振波長λ2＝
787nmとする。これは一般に市販されている可視
の半導体レーザの平均値である。また、第４図に
おけるガラス窓４２の厚みT42＝0.3mm、屈折率
N42＝1.5とする。そして、同じく半導体レーザダ
イオードチツプ２１の非点隔差を10μmとする。
この時、第１図のホログラム作成光学系におい
て、作成されたホログラムの波面収差が最小とな
るように減衰最小自乗法（DLS法）を用いて、
各設計パラメータの最適化を行つた。この結果、
ホログラム作成波長λ1＝488nm（Arレーザ）、球
面凸レンズ１１の中心厚みT11＝5.5mm、曲率R11
＝26mm、屈折率N11＝1.73903、球面凸レンズ１１
の上面から無収差波１８の収束位置までの距離Ｚ
＝32.96mm、球面凸レンズ１１とシリンドリカル
レンズ１２の間隔Ｄ＝１mm、シリンドリカルレン
ズ１２の中心厚みT12＝４mm、曲率R12＝5000mm、
屈折率N12＝1.522、シリンドリカルレンズ１２と
ホログラム材料１３との距離DL＝31.4mmと設定
できた。
タを示す。まず、再生波長である半導体レーザダ
イオードチツプ２１（第２図）の発振波長λ2＝
787nmとする。これは一般に市販されている可視
の半導体レーザの平均値である。また、第４図に
おけるガラス窓４２の厚みT42＝0.3mm、屈折率
N42＝1.5とする。そして、同じく半導体レーザダ
イオードチツプ２１の非点隔差を10μmとする。
この時、第１図のホログラム作成光学系におい
て、作成されたホログラムの波面収差が最小とな
るように減衰最小自乗法（DLS法）を用いて、
各設計パラメータの最適化を行つた。この結果、
ホログラム作成波長λ1＝488nm（Arレーザ）、球
面凸レンズ１１の中心厚みT11＝5.5mm、曲率R11
＝26mm、屈折率N11＝1.73903、球面凸レンズ１１
の上面から無収差波１８の収束位置までの距離Ｚ
＝32.96mm、球面凸レンズ１１とシリンドリカル
レンズ１２の間隔Ｄ＝１mm、シリンドリカルレン
ズ１２の中心厚みT12＝４mm、曲率R12＝5000mm、
屈折率N12＝1.522、シリンドリカルレンズ１２と
ホログラム材料１３との距離DL＝31.4mmと設定
できた。
｛本実施例の波面収差測定例（第５図）｝
上記条件で設計したホログラムで発生する波面
収差量を第５図に示す。なお、第４図ａにおい
て、ホログラム１３と半導体レーザダイオードチ
ツプ２１間の距離f0＝11.5164mmとしている。第
５図より高いNAにわたつて波面収差が、λ／８
以内に入つていて、ほぼ回折限界に近いホログラ
ムであることがわかる。
収差量を第５図に示す。なお、第４図ａにおい
て、ホログラム１３と半導体レーザダイオードチ
ツプ２１間の距離f0＝11.5164mmとしている。第
５図より高いNAにわたつて波面収差が、λ／８
以内に入つていて、ほぼ回折限界に近いホログラ
ムであることがわかる。
一方、与えられた非点隔差量ΔZ、再生波長λ2
に対して、非点隔差補正をしていない無収差の光
学レンズの波面収差がλ／８以内にあるために
は、 を満たすNAのレンズが必要である。前記条件の
場合は、NAは(3)式より、0.2以下のものしか使え
ず、暗いレンズとなつてしまうが、本発明によれ
ば、従来方式に比べ、高NAで非点隔差が補正さ
れた小型、軽量、安価なホログラムレンズが得ら
れる利点がある。
に対して、非点隔差補正をしていない無収差の光
学レンズの波面収差がλ／８以内にあるために
は、 を満たすNAのレンズが必要である。前記条件の
場合は、NAは(3)式より、0.2以下のものしか使え
ず、暗いレンズとなつてしまうが、本発明によれ
ば、従来方式に比べ、高NAで非点隔差が補正さ
れた小型、軽量、安価なホログラムレンズが得ら
れる利点がある。
｛本実施例の他応用例｝
上記のように本実施例によれば、非点隔差を補
正するホログラムを作成することが可能である。
これは、逆に考えれば、非点隔差を作り出すこと
も可能であるため、光デイスクのピツクアツプの
ように分割された検知器に入射するレーザ光の各
方向の収差量によつてトラツクずれやフオーカス
ずれを検知する場合、非点隔差によつて方向毎に
異なつた収差量を発生するホログラムを用いるこ
とで検知を容易に行わせることも可能である。
正するホログラムを作成することが可能である。
これは、逆に考えれば、非点隔差を作り出すこと
も可能であるため、光デイスクのピツクアツプの
ように分割された検知器に入射するレーザ光の各
方向の収差量によつてトラツクずれやフオーカス
ずれを検知する場合、非点隔差によつて方向毎に
異なつた収差量を発生するホログラムを用いるこ
とで検知を容易に行わせることも可能である。
なお、本実施例では、第１の球面光学素子を凸
レンズ、第二のそれをシリンドリカル凸レンズと
して説明した。しかし、第二のそれをシリンドリ
カル凸レンズ、または、第一の球面光学素子を凹
レンズとすることも勿論可能である（前者の場
合、発生する非点隔差の方向が本実施例とは逆に
なる）。また、第一、第二の順序が逆となつてい
ても、勿論、可能である。さらには、第一、第二
の光学素子が直交したシリンドリカルレンズのペ
アでも良い。
レンズ、第二のそれをシリンドリカル凸レンズと
して説明した。しかし、第二のそれをシリンドリ
カル凸レンズ、または、第一の球面光学素子を凹
レンズとすることも勿論可能である（前者の場
合、発生する非点隔差の方向が本実施例とは逆に
なる）。また、第一、第二の順序が逆となつてい
ても、勿論、可能である。さらには、第一、第二
の光学素子が直交したシリンドリカルレンズのペ
アでも良い。
本発明によれば、簡単な構成で半導体レーザで
発生する非点隔差を補正することができるホログ
ラム作成方法を提供することが可能となる。
発生する非点隔差を補正することができるホログ
ラム作成方法を提供することが可能となる。
第１図ａ，ｂは、本発明の実施例の構成図、第
２図は、非点較差の説明図、第３図ａ，ｂ，ｃ
は、本発明の原理説明図、第４図ａ，ｂは、本発
明により作成されたホログラムの実施例の構成
図、第５図ａ，ｂは、本発明により作成されたホ
ログラムで発生する波面収差図、第６図ａ，ｂ
は、従来のホログラム作成方法の原理説明図、第
７図は、従来のホログラム作成方法の実施例の構
成図である。 １１…球面凸レンズ、１２…シリンドリカルレ
ンズ、１３…ホログラム材料、１４…基板、１
５，１５′…物体波、１６…参照波、１７，１
７′…収束球面波、２１…半導体レーザダイオー
ドチツプ、２２…活性層、ΔZ…非点隔差。
２図は、非点較差の説明図、第３図ａ，ｂ，ｃ
は、本発明の原理説明図、第４図ａ，ｂは、本発
明により作成されたホログラムの実施例の構成
図、第５図ａ，ｂは、本発明により作成されたホ
ログラムで発生する波面収差図、第６図ａ，ｂ
は、従来のホログラム作成方法の原理説明図、第
７図は、従来のホログラム作成方法の実施例の構
成図である。 １１…球面凸レンズ、１２…シリンドリカルレ
ンズ、１３…ホログラム材料、１４…基板、１
５，１５′…物体波、１６…参照波、１７，１
７′…収束球面波、２１…半導体レーザダイオー
ドチツプ、２２…活性層、ΔZ…非点隔差。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 波面変換機能を有するホログラムをその再生
波３１，３１′の波長λ2より短い波長λ1を有する
物体波１５，１５′及び参照波１６を作成波とし
てホログラム材料１３上で干渉させることにより
作成するホログラム作成方法において、 前記再生波３１，３１′を発生する再生光源２
１は、非点収差を有する波面を発生し、 前記物体波１５，１５′として、収束球面波１
７，１７′を所定の曲率を有するシリンドリカル
レンズを少なくとも１枚用いて形成される第１の
球面光学素子１１と第２の球面光学素子１２を含
む光学系に垂直に入射させることにより発生する
波面を用い、 前記参照波１６として、平行光の波面を用い
る、 ことを特徴とするホログラム作成方法。 ２ 波面変換機能を有するホログラムをその再生
波３１，３１′の波長λ2より短い波長λ1を有する
物体波１５，１５′及び参照波１６を作成波とし
てホログラム材料１３上で干渉させることにより
作成するホログラム作成方法において、 前記再生波３１，３１′を発生する再生光源２
１は、非点収差を有する波面を発生する半導体レ
ーザであり、 前記物体波１５，１５′として、収束球面波１
７，１７′を所定の曲率を有するシリンドリカル
レンズを少なくとも１枚用いて形成される第１の
球面光学素子１１と第２の球面光学素子１２を含
む光学系に垂直に入射させることにより発生する
波面を用い、 前記参照波１６として、平行光の波面を用い、
該参照波の前記ホログラム材料１３への入射角θC
は、再生時の前記ホログラムからの出射光３２の
出射角θRに対して、 θC＝sin-1（（λ1／λ2）・sinθR） で示される関係を満たすように決定され、前記出
射角θRは、前記半導体レーザ２１から発生される
前記再生波３１，３１′のビームの長径D1及び短
径D2に対して、 θR＝cos-1（D2／D1） で示される関係を満たすように決定される、 ことを特徴とするホログラム作成方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6082686A JPS62234181A (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | ホログラム作成方法 |
| CA000515003A CA1320855C (en) | 1985-07-31 | 1986-07-30 | Laser beam scanner and its fabricating method |
| DE86401720T DE3689344T2 (de) | 1985-07-31 | 1986-07-31 | Laserstrahlscanner und Herstellungsverfahren. |
| EP86401720A EP0214018B1 (en) | 1985-07-31 | 1986-07-31 | Laser beam scanner and its fabricating method |
| US07/269,412 US4957336A (en) | 1985-07-31 | 1988-11-10 | Laser beam scanner and its fabricating method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6082686A JPS62234181A (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | ホログラム作成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62234181A JPS62234181A (ja) | 1987-10-14 |
| JPH0535871B2 true JPH0535871B2 (ja) | 1993-05-27 |
Family
ID=13153543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6082686A Granted JPS62234181A (ja) | 1985-07-31 | 1986-03-20 | ホログラム作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62234181A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02141787A (ja) * | 1988-11-24 | 1990-05-31 | Central Glass Co Ltd | 反射型ホログラムとその作製方法 |
| KR940007282B1 (ko) * | 1991-07-03 | 1994-08-12 | 주식회사 금성사 | 홀로그램 보정렌즈계를 갖는 레이저 프린터용 광학장치계 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5872181A (ja) * | 1981-10-23 | 1983-04-30 | Ricoh Co Ltd | ホログラム光学系 |
| JPS60238885A (ja) * | 1984-05-14 | 1985-11-27 | Fujitsu Ltd | ホログラム記録方法 |
-
1986
- 1986-03-20 JP JP6082686A patent/JPS62234181A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62234181A (ja) | 1987-10-14 |
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