JPH0682626A - ホログラムシステムとその方法 - Google Patents
ホログラムシステムとその方法Info
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- JPH0682626A JPH0682626A JP5002234A JP223493A JPH0682626A JP H0682626 A JPH0682626 A JP H0682626A JP 5002234 A JP5002234 A JP 5002234A JP 223493 A JP223493 A JP 223493A JP H0682626 A JPH0682626 A JP H0682626A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1353—Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/32—Holograms used as optical elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
- Optical Head (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 個別のレーザ源からの広く発散した２本のビ
ームを、偏位角の小さい近接離隔の２本のビームとなる
ように組み合わせるホログラムシステムとその方法を提
供する。 【構成】 ホログラム要素１２は、ホログラム１６とガ
ラス基板１４とからなる。ホログラムは光入射面に対し
て、周期的なブラッグ角平面７０を有する。そのため、
ホログラム要素は、相互に対して第１の角度で第１と第
２のレーザビーム２２、３２を受け取る。ホログラム要
素は相互に対して第２の角度でレーザビームを放出す
る。第２の角度は第１の角度より小さい。その結果、広
く拡がったレーザ源からのレーザビームが同じ光チャン
ネル中へ導かれ、多重ビームの光データ記憶システムに
対して近接離隔のビームが提供される。
ームを、偏位角の小さい近接離隔の２本のビームとなる
ように組み合わせるホログラムシステムとその方法を提
供する。 【構成】 ホログラム要素１２は、ホログラム１６とガ
ラス基板１４とからなる。ホログラムは光入射面に対し
て、周期的なブラッグ角平面７０を有する。そのため、
ホログラム要素は、相互に対して第１の角度で第１と第
２のレーザビーム２２、３２を受け取る。ホログラム要
素は相互に対して第２の角度でレーザビームを放出す
る。第２の角度は第１の角度より小さい。その結果、広
く拡がったレーザ源からのレーザビームが同じ光チャン
ネル中へ導かれ、多重ビームの光データ記憶システムに
対して近接離隔のビームが提供される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般的に三次元ホログラ
ム（ｖｏｌｕｍｅ ｈｏｌｏｇｒａｍ）に関し、特に、
光学データ記憶システムにおいて使用する三次元ホログ
ラムに関する。
ム（ｖｏｌｕｍｅ ｈｏｌｏｇｒａｍ）に関し、特に、
光学データ記憶システムにおいて使用する三次元ホログ
ラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気光学記録はデータを消去可能に記憶
しうる。書込みレーザビームが媒体上でスポットに集光
され、磁気光学材料を、前記媒体の磁性領域の磁化が変
化しうる温度まで加熱する。この温度はキューリ温度と
して知られている。前記スポットの磁性領域を上方向あ
るいは下方向のいずれかに指向させるために二方向の中
の一方向に磁界が付与される。
しうる。書込みレーザビームが媒体上でスポットに集光
され、磁気光学材料を、前記媒体の磁性領域の磁化が変
化しうる温度まで加熱する。この温度はキューリ温度と
して知られている。前記スポットの磁性領域を上方向あ
るいは下方向のいずれかに指向させるために二方向の中
の一方向に磁界が付与される。
【０００３】偏光した読取りレーザビームを磁気光学材
料上に集光することによりディスクが読み取られる。読
取りレーザビームのパワーレベルは、書込みレーザビー
ムより低く、媒体をキューリ温度までは加熱しない。カ
ー効果により、スポットの磁化方向が上方向か下方向か
に応じて、媒体から反射された光線ビームの偏光平面を
時計方向あるいは反時計方向に回転させる。次に、回転
の差が検出され、記録データを表示する。
料上に集光することによりディスクが読み取られる。読
取りレーザビームのパワーレベルは、書込みレーザビー
ムより低く、媒体をキューリ温度までは加熱しない。カ
ー効果により、スポットの磁化方向が上方向か下方向か
に応じて、媒体から反射された光線ビームの偏光平面を
時計方向あるいは反時計方向に回転させる。次に、回転
の差が検出され、記録データを表示する。
【０００４】典型的な記憶システムにおいては書込み、
読取りの双方を行うためにパワーが可変のレーザを１つ
使用している。記録されたデータを確認するために、記
録された各トラックに対してディスクを概ね３回回転さ
せる必要がある。トラックをシークして書き込むために
平均一回半の回転が必要とされ、２回転目は丁度書き込
まれたトラックを読取って確認するために必要とされ
る。
読取りの双方を行うためにパワーが可変のレーザを１つ
使用している。記録されたデータを確認するために、記
録された各トラックに対してディスクを概ね３回回転さ
せる必要がある。トラックをシークして書き込むために
平均一回半の回転が必要とされ、２回転目は丁度書き込
まれたトラックを読取って確認するために必要とされ
る。
【０００５】記録プロセスの速度を上げるために、直接
リード・アフタ・ライト（ＤＲＡＷ：ｄｉｒｅｃｔ ｒ
ｅａｄ ａｆｔｅｒ ｗｒｉｔｅ）システムが提案され
てきた。このシステムは２つのレーザを含む。即ち一方
のレーザ（読取り／書込みレーザ）はトラック書込み用
であり他方のレーザ（ＤＲＡＷレーザ）は書き込まれた
後トラックを直接読み取るためのものである。このよう
に、ＤＲＡＷシステムはディスク上でトラックを書き込
み、確認するために平均１回半だけの回転を要する。書
込みが何らなされていないときは読取り／書込みレーザ
のみがディスクの読取りに使用される。
リード・アフタ・ライト（ＤＲＡＷ：ｄｉｒｅｃｔ ｒ
ｅａｄ ａｆｔｅｒ ｗｒｉｔｅ）システムが提案され
てきた。このシステムは２つのレーザを含む。即ち一方
のレーザ（読取り／書込みレーザ）はトラック書込み用
であり他方のレーザ（ＤＲＡＷレーザ）は書き込まれた
後トラックを直接読み取るためのものである。このよう
に、ＤＲＡＷシステムはディスク上でトラックを書き込
み、確認するために平均１回半だけの回転を要する。書
込みが何らなされていないときは読取り／書込みレーザ
のみがディスクの読取りに使用される。
【０００６】別のタイプの光学データ記憶システムは数
本の平行のトラックを一回で読み取り、かつ記録するた
めに多重ビームを使用している。ビームは光学ディスク
の個別のトラック上に集光される。光学チャンネルが各
トラックからの反射ビームを受け取り、それに応答する
データ信号を発生させる。このように平行に行う方法に
よりデータをはるかに速く記録し、読み取ることができ
る。
本の平行のトラックを一回で読み取り、かつ記録するた
めに多重ビームを使用している。ビームは光学ディスク
の個別のトラック上に集光される。光学チャンネルが各
トラックからの反射ビームを受け取り、それに応答する
データ信号を発生させる。このように平行に行う方法に
よりデータをはるかに速く記録し、読み取ることができ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ＤＲＡＷシステムおよ
び平行トラックシステムの双方に係る問題は同じ光学チ
ャンネルを用いるため個々のビームを近接離隔する必要
のあることである。典型的には、２本のビームは５度以
下の角度で相互にずらされていることが望ましい。ビー
ムは個別のレーザ源により発生するが、ビームの間隔を
小さくするためにレーザ源を十分近接して位置させるこ
とは可能でない。
び平行トラックシステムの双方に係る問題は同じ光学チ
ャンネルを用いるため個々のビームを近接離隔する必要
のあることである。典型的には、２本のビームは５度以
下の角度で相互にずらされていることが望ましい。ビー
ムは個別のレーザ源により発生するが、ビームの間隔を
小さくするためにレーザ源を十分近接して位置させるこ
とは可能でない。
【０００８】従って、個別のレーザ源からの広く発散し
た２本のビームを、偏位角の小さい近接離隔の２本のビ
ームとなるように組み合わせるシステムが必要とされ
る。
た２本のビームを、偏位角の小さい近接離隔の２本のビ
ームとなるように組み合わせるシステムが必要とされ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、第１お
よび第２のレーザがそれぞれ第１および第２のレーザビ
ームを発生する。第１および第２のレーザは相互に対し
て第１の偏位角を有する。三次元ホログラム要素が第１
および第２のレーザビームを受け取り、第１および第２
のレーザビームを相互に対して第２の偏位角で送る。第
２の偏位角は第１の偏位角よりはるかに小さい。そのよ
うにして第１および第２のレーザビームは多重ビーム光
学データ記憶装置において使用しうる。
よび第２のレーザがそれぞれ第１および第２のレーザビ
ームを発生する。第１および第２のレーザは相互に対し
て第１の偏位角を有する。三次元ホログラム要素が第１
および第２のレーザビームを受け取り、第１および第２
のレーザビームを相互に対して第２の偏位角で送る。第
２の偏位角は第１の偏位角よりはるかに小さい。そのよ
うにして第１および第２のレーザビームは多重ビーム光
学データ記憶装置において使用しうる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明のホログラムシステムを示し、
全体的に参照番号１０により指示されている。システム
１０はホログラム要素１２を含む。要素１２はガラス基
板１４とホログラム１６とを有する。レーザ２０はレー
ザビーム２２を発生し、該ビーム２２はレンズ２４によ
り平行にされる。レーザ３０はレーザビーム３２を発生
し、該ビーム３２はレンズ３４により平行にされる。ビ
ーム２２と３２とは相互に対して集光角ＣＡを有する。
ビーム２２と３２とはホログラム１６において集光す
る。ビーム３２はホログラム１６のブラッグ角でホログ
ラム１６に入射する。ビーム２２は非ブラッグ角でホロ
グラムに入射する。
全体的に参照番号１０により指示されている。システム
１０はホログラム要素１２を含む。要素１２はガラス基
板１４とホログラム１６とを有する。レーザ２０はレー
ザビーム２２を発生し、該ビーム２２はレンズ２４によ
り平行にされる。レーザ３０はレーザビーム３２を発生
し、該ビーム３２はレンズ３４により平行にされる。ビ
ーム２２と３２とは相互に対して集光角ＣＡを有する。
ビーム２２と３２とはホログラム１６において集光す
る。ビーム３２はホログラム１６のブラッグ角でホログ
ラム１６に入射する。ビーム２２は非ブラッグ角でホロ
グラムに入射する。
【００１１】ホログラム１６はビーム３２を回折し、ま
たビーム２２を回折させずに通す。ビーム２２と３２と
は相互に対して発散角ＤＡでホログラム要素１２を出て
いく。角度ＤＡは角度ＣＡより小さい。その効果は、２
本の広く離れたビームを、光学システムにおいて容易に
使用しうる小さい分離角の近接離隔した２本のビームに
組み合わせることである。初期の広い離隔によって種々
タイプのレーザ装置の使用を可能とする。ＤＡは５度以
下でよく、好適実施例では１度以下である。
たビーム２２を回折させずに通す。ビーム２２と３２と
は相互に対して発散角ＤＡでホログラム要素１２を出て
いく。角度ＤＡは角度ＣＡより小さい。その効果は、２
本の広く離れたビームを、光学システムにおいて容易に
使用しうる小さい分離角の近接離隔した２本のビームに
組み合わせることである。初期の広い離隔によって種々
タイプのレーザ装置の使用を可能とする。ＤＡは５度以
下でよく、好適実施例では１度以下である。
【００１２】ホログラムは、（ホログラム製作過程中に
単一のレーザビームを分割することにより通常得られ
る）相互にコヒーレント光である２本のビームの干渉に
より生成される光強度パターンを記録することである。
三次元ホログラムにおいては、干渉パターンは、材料の
厚さが一定のままである間に該材料の屈折率の周期的な
変動として記録される。屈折率の周期的な変動により材
料内で屈折率がピークである面を作る。これらの面はブ
ラッグ面という。２個の平面波あるいはホログラム面に
おいて同一の曲率を備えた２個の波により干渉波が作ら
れると、ブラッグ面はブラッグ平面となる。
単一のレーザビームを分割することにより通常得られ
る）相互にコヒーレント光である２本のビームの干渉に
より生成される光強度パターンを記録することである。
三次元ホログラムにおいては、干渉パターンは、材料の
厚さが一定のままである間に該材料の屈折率の周期的な
変動として記録される。屈折率の周期的な変動により材
料内で屈折率がピークである面を作る。これらの面はブ
ラッグ面という。２個の平面波あるいはホログラム面に
おいて同一の曲率を備えた２個の波により干渉波が作ら
れると、ブラッグ面はブラッグ平面となる。
【００１３】ホログラムが、最大の回折効率をもたらす
角度において元のビームの１本により再照射されると、
ブラッグ平面に対するビームの内角は「ブラッグ角」と
称される。最大の回折が発生するときの入射の外角もブ
ラッグ角と称されることが多い。
角度において元のビームの１本により再照射されると、
ブラッグ平面に対するビームの内角は「ブラッグ角」と
称される。最大の回折が発生するときの入射の外角もブ
ラッグ角と称されることが多い。
【００１４】図２はホログラム要素１２の断面図を示
す。ホログラム１６は、基板１４上で厚さＴまで被着さ
れたホログラム材５０を含む。他の材料を用いることも
可能なものの、ホログラム材は重クロム酸化ゼラチンが
好ましい。ホログラム１６は面５４および５６を有し、
基板１４は面５８および６０を有する。
す。ホログラム１６は、基板１４上で厚さＴまで被着さ
れたホログラム材５０を含む。他の材料を用いることも
可能なものの、ホログラム材は重クロム酸化ゼラチンが
好ましい。ホログラム１６は面５４および５６を有し、
基板１４は面５８および６０を有する。
【００１５】ホログラム材５０は、周期的なブラッグ平
面７０を備えたものが作られた。ブラッグ平面７０は、
分離距離Ｌと、外側フリンジ・スペーシング距離ｄおよ
び面５４に対する角度φを有している。
面７０を備えたものが作られた。ブラッグ平面７０は、
分離距離Ｌと、外側フリンジ・スペーシング距離ｄおよ
び面５４に対する角度φを有している。
【００１６】動作時、（波長λ1を有している）ビーム
３２は垂直方向に対してθI32 の角度で面５４において
ホログラム１６へ入る。ビーム３２は内部入射内角α1
＝ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎθI32 ／ｎo ）で材料５０へ入
る。ここで、ｎo は材料５０の平均屈折率である（典型
的には１．２６）。この角度の変動は屈折によるもので
ある。ビーム３２の小部分が何ら回折することなく材料
５０を通り、点線で示すビーム７２として基板１４を出
ていく。ビーム７２は面５６と６０とにおいて若干屈折
することに注目すべきである。これは、材料５０と基板
１４の屈折率が異なるためである。ビーム７２は、透過
出力角θT72 で面６０を出ていく。θT7 2 はθI32 と等
しく、ビーム７２は何ら回折することなくホログラム要
素１２を透過されるようにである。
３２は垂直方向に対してθI32 の角度で面５４において
ホログラム１６へ入る。ビーム３２は内部入射内角α1
＝ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎθI32 ／ｎo ）で材料５０へ入
る。ここで、ｎo は材料５０の平均屈折率である（典型
的には１．２６）。この角度の変動は屈折によるもので
ある。ビーム３２の小部分が何ら回折することなく材料
５０を通り、点線で示すビーム７２として基板１４を出
ていく。ビーム７２は面５６と６０とにおいて若干屈折
することに注目すべきである。これは、材料５０と基板
１４の屈折率が異なるためである。ビーム７２は、透過
出力角θT72 で面６０を出ていく。θT7 2 はθI32 と等
しく、ビーム７２は何ら回折することなくホログラム要
素１２を透過されるようにである。
【００１７】ビーム３２の残りの部分はブラッグ平面７
０により回折される。ブラッグ平面７０に対するビーム
３２の角度はθ0であって、ａｒｃｓｉｎ〔λ1／２ｎ0
Ｌ〕に等しい。回折されたビームは回折内角β1で面５
６に出会う。回折されたビームは面６０において基板１
４から出ていく。面５６および６０においても若干の屈
折がある。ビーム３２は回折外角θD32 で面６０を出て
いく。θD32 はａｒｃｓｉｎ〔ｎ0ｓｉｎβ1〕に等し
い。好適実施例においては、ホログラム１６は、ビーム
３２の概ね全てが回折され、ビーム７２は存在しないよ
うに構成されている。ビーム３２および２２の正確な特
性を以下詳述する。
０により回折される。ブラッグ平面７０に対するビーム
３２の角度はθ0であって、ａｒｃｓｉｎ〔λ1／２ｎ0
Ｌ〕に等しい。回折されたビームは回折内角β1で面５
６に出会う。回折されたビームは面６０において基板１
４から出ていく。面５６および６０においても若干の屈
折がある。ビーム３２は回折外角θD32 で面６０を出て
いく。θD32 はａｒｃｓｉｎ〔ｎ0ｓｉｎβ1〕に等し
い。好適実施例においては、ホログラム１６は、ビーム
３２の概ね全てが回折され、ビーム７２は存在しないよ
うに構成されている。ビーム３２および２２の正確な特
性を以下詳述する。
【００１８】ホログラム１６の設計に当っては、下記変
数を考慮に入れる。
数を考慮に入れる。
【００１９】θI＝入射角（外部） α1＝入射角（内部） β1＝回折角（内部） δ＝ブラッグ角からの偏位。ビーム３２に対しては零に
等しいと想定 φ＝ブラッグ平面の傾き。傾きの無いときはπ／２ Ｌ＝ブラッグ平面の離隔距離 Ｔ＝ホログラム材の厚さ ｄ＝外側フリンジ間隔 ｎo＝ホログラム媒体に対する平均屈折率。露光（ｅｘ
ｐｏｓｕｒｅ）し、かつ処理した重クロム酸化ゼラチン
のホログラフィッククイック格子に対しては典型的には
１．２６ ｎ1＝ホログラム媒体の屈折率のピーク変動。本発明の
好適実施例において使用する重クロム酸化ゼラチンに対
しては典型的には約０．０１ λa＝空気中の光の波長。ここではλa＝λ1＝７８０ｎ
ｍ δλ＝λaからの偏位（ブラッグλ）。零に等しいと想
定 以下の式においてこれらの変数を用いる。
等しいと想定 φ＝ブラッグ平面の傾き。傾きの無いときはπ／２ Ｌ＝ブラッグ平面の離隔距離 Ｔ＝ホログラム材の厚さ ｄ＝外側フリンジ間隔 ｎo＝ホログラム媒体に対する平均屈折率。露光（ｅｘ
ｐｏｓｕｒｅ）し、かつ処理した重クロム酸化ゼラチン
のホログラフィッククイック格子に対しては典型的には
１．２６ ｎ1＝ホログラム媒体の屈折率のピーク変動。本発明の
好適実施例において使用する重クロム酸化ゼラチンに対
しては典型的には約０．０１ λa＝空気中の光の波長。ここではλa＝λ1＝７８０ｎ
ｍ δλ＝λaからの偏位（ブラッグλ）。零に等しいと想
定 以下の式においてこれらの変数を用いる。
【００２０】
【式１】
【００２１】
【式２】 前述の式（１１）および（１２）とはＳおよびＰの直交
偏光成分に対する回折効率を提供し、ビーム３２および
７２の条件を決定する。ＥsはＳ偏光成分の回折効率で
あり、ＥpはＰ偏光成分の回折効率である。ｓとｐとは
光線の直交偏光成分を示す。好適実施例においては、ビ
ーム２２と３２とはＳ偏光のみを含み、そのためＰ偏光
に対する回折効率は無視してよい。ホログラム物理学に
ついてのさらに詳細な論議はＢｅｌｌ Ｓｙｓｔｅｍ
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ（１９６９年１１
月）、Ｖｏｌ ４８，Ｎｏ．９の２９０９頁の「Ｃｏｕ
ｐｌｅｄ Ｗａｖｅ Ｔｈｅｏｒｙ ｆｏｒ Ｔｈｉｃ
ｋ Ｈｏｌｏｇｒａｍ Ｇｒａｔｉｎｇｓ」においてＨ
ｅｒｗｉｇ Ｋｏｇｅｌｎｉｋにより提供されている。
偏光成分に対する回折効率を提供し、ビーム３２および
７２の条件を決定する。ＥsはＳ偏光成分の回折効率で
あり、ＥpはＰ偏光成分の回折効率である。ｓとｐとは
光線の直交偏光成分を示す。好適実施例においては、ビ
ーム２２と３２とはＳ偏光のみを含み、そのためＰ偏光
に対する回折効率は無視してよい。ホログラム物理学に
ついてのさらに詳細な論議はＢｅｌｌ Ｓｙｓｔｅｍ
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ（１９６９年１１
月）、Ｖｏｌ ４８，Ｎｏ．９の２９０９頁の「Ｃｏｕ
ｐｌｅｄ Ｗａｖｅ Ｔｈｅｏｒｙ ｆｏｒ Ｔｈｉｃ
ｋ Ｈｏｌｏｇｒａｍ Ｇｒａｔｉｎｇｓ」においてＨ
ｅｒｗｉｇ Ｋｏｇｅｌｎｉｋにより提供されている。
【００２２】ビーム２２は、θI22の角度でホログラム
１６へ入り、面５４および６０において屈折し、θT22
の角度で基板１４を出ていく。好適実施例においては、
θI22＝θT22＝４５度である。
１６へ入り、面５４および６０において屈折し、θT22
の角度で基板１４を出ていく。好適実施例においては、
θI22＝θT22＝４５度である。
【００２３】ホログラム１６の設計において、所望の集
光角ＣＡと拡がり角ＤＡとをまず決定する。次に、ホロ
グラム１６に対する特定の角度を前述の式を用いて計算
する。一旦全ての角度が決められるとホログラムの厚さ
が選択される。ホログラムは高いブラッグ角感度を有さ
ねばならない。このことは、ホログラムがブラッグ角で
のビーム３２を概ね１００パーセント回折するが、（例
えばビーム２２のように）ブラッグ角を僅かに外れた角
度の光線は回折しないことを意味する。換言すれば、ホ
ログラムは入光光線の角度の高度の選択性がある。この
ことは本発明においては、ビーム２２と３２との間の所
望の拡がり角が約１度である場合極めて重要である。も
しブラッグ角感度が高くないとすれば、ビーム２２はま
た、所望のように回折されずに通過するよりもむしろ回
折される。所望のブラッグ角感度が厚さＴを決定する。
光角ＣＡと拡がり角ＤＡとをまず決定する。次に、ホロ
グラム１６に対する特定の角度を前述の式を用いて計算
する。一旦全ての角度が決められるとホログラムの厚さ
が選択される。ホログラムは高いブラッグ角感度を有さ
ねばならない。このことは、ホログラムがブラッグ角で
のビーム３２を概ね１００パーセント回折するが、（例
えばビーム２２のように）ブラッグ角を僅かに外れた角
度の光線は回折しないことを意味する。換言すれば、ホ
ログラムは入光光線の角度の高度の選択性がある。この
ことは本発明においては、ビーム２２と３２との間の所
望の拡がり角が約１度である場合極めて重要である。も
しブラッグ角感度が高くないとすれば、ビーム２２はま
た、所望のように回折されずに通過するよりもむしろ回
折される。所望のブラッグ角感度が厚さＴを決定する。
【００２４】図３は、厚さＴ＝４０ミクロン、α1＝２
３．３８度、β1＝３４．８１度、θI32＝３０．００
度、θD32＝４６．００度、ｎ1＝０．００８４、ｎo＝
１．２６およびλa＝７８０ｎｍであるホログラムに対
するブラッグ角δからのずれに対する回折効率Ｅsのグ
ラフを示す。グラフはＥsの式（１１）をプロットする
ことにより得られる。ブラッグ角（δ＝０）において、
Ｓ偏光の回折効率が１００パーセントであることに注目
されたい。ブラッグ角から１度の偏位（δ＝±１）にお
いて、回折効率は０である。これらは、ＤＡ＝１度の離
隔でホログラムを出ていくそれぞれビーム３２および２
２に対する所望の回折効率である。Ｔ＝４０ミクロンの
所望の厚さは、所望の回折効率を有する厚さが決定され
るまで種々の厚さに等しいＴである図３と類似の種々の
グラフにプロットすることにより得られたものである。
一旦ホログラムの角度と厚さが既知となると、当該技術
分野において周知のように露光パラメータが決められ
る。
３．３８度、β1＝３４．８１度、θI32＝３０．００
度、θD32＝４６．００度、ｎ1＝０．００８４、ｎo＝
１．２６およびλa＝７８０ｎｍであるホログラムに対
するブラッグ角δからのずれに対する回折効率Ｅsのグ
ラフを示す。グラフはＥsの式（１１）をプロットする
ことにより得られる。ブラッグ角（δ＝０）において、
Ｓ偏光の回折効率が１００パーセントであることに注目
されたい。ブラッグ角から１度の偏位（δ＝±１）にお
いて、回折効率は０である。これらは、ＤＡ＝１度の離
隔でホログラムを出ていくそれぞれビーム３２および２
２に対する所望の回折効率である。Ｔ＝４０ミクロンの
所望の厚さは、所望の回折効率を有する厚さが決定され
るまで種々の厚さに等しいＴである図３と類似の種々の
グラフにプロットすることにより得られたものである。
一旦ホログラムの角度と厚さが既知となると、当該技術
分野において周知のように露光パラメータが決められ
る。
【００２５】図４は、Ｔ＝４０ミクロン、α1＝２３．
３８度、β1＝３４．８１度、ｎo＝１．２６およびλa
＝７８０ｎｍのホログラムに対する回折効率Ｅs対屈折
率ｎ1のピーク変化のグラフを示す。ｎ1 の値は、当該
技術分野において公知のようにホログラムを露光し、か
つ処理することにより決まる。所望の１００パーセント
のＥs偏光回折効率はｎ1＝０．００８４において達成さ
れることに注目されたい。
３８度、β1＝３４．８１度、ｎo＝１．２６およびλa
＝７８０ｎｍのホログラムに対する回折効率Ｅs対屈折
率ｎ1のピーク変化のグラフを示す。ｎ1 の値は、当該
技術分野において公知のようにホログラムを露光し、か
つ処理することにより決まる。所望の１００パーセント
のＥs偏光回折効率はｎ1＝０．００８４において達成さ
れることに注目されたい。
【００２６】一旦厚さＴと所望の角度とが決定される
と、ホログラムが製作される。ホログラムを記録するに
は、ホログラム材料に反応する光波長を用いる必要があ
る。好適実施例においては、重クロム酸化ゼラチンがホ
ログラム材料として用いられ、約４８８ｎｍの記録波長
λ2が使用される。
と、ホログラムが製作される。ホログラムを記録するに
は、ホログラム材料に反応する光波長を用いる必要があ
る。好適実施例においては、重クロム酸化ゼラチンがホ
ログラム材料として用いられ、約４８８ｎｍの記録波長
λ2が使用される。
【００２７】図５は、ホログラム１８を製作するシステ
ムの概略図であって、全体的に１００の参照番号によっ
て指示されている。システム１００は、記録波長λ2で
光ビーム１１２を放射するガスレーザ１１０を有する。
ビーム１１２はビーム拡大器１１４により拡大される。
ビームスプリッタ１１６がビーム１１２を対象ビーム１
２０と像ビーム１２２とに分割する。ビーム１２２はミ
ラー１２４によりホログラム１８に反射される。ビーム
１２０と１２２とは、ホログラム１８でθI2Aおよびθ
I2B の記録外部入射角において交差する。θI2A とθ
I2B の角度は前述のように所望のホログラムの条件
（Ｌ、φ）によって決まる。記録内部入射角はα2A＝φ
−π／２−ａｒｃｓｉｎ〔λ2／２ｎ0Ｌ〕およびα2B＝
φ−π／２＋ａｒｃｓｉｎ〔λ2／２ｎ0Ｌ〕である。ス
ネルの法則から、θI2A＝ａｒｃｓｉｎ〔ｎ0ｓｉｎ
α2A〕およびθI2B＝ａｒｃｓｉｎ〔ｎ0ｓｉｎα2B〕で
ある。そのためホログラム１８のホログラム材５０はθ
I2A およびθI2B の角度でλ2 の光線に対して露光され
る。その結果、所望のブラッグ平面がフィルムに記録さ
れる。
ムの概略図であって、全体的に１００の参照番号によっ
て指示されている。システム１００は、記録波長λ2で
光ビーム１１２を放射するガスレーザ１１０を有する。
ビーム１１２はビーム拡大器１１４により拡大される。
ビームスプリッタ１１６がビーム１１２を対象ビーム１
２０と像ビーム１２２とに分割する。ビーム１２２はミ
ラー１２４によりホログラム１８に反射される。ビーム
１２０と１２２とは、ホログラム１８でθI2Aおよびθ
I2B の記録外部入射角において交差する。θI2A とθ
I2B の角度は前述のように所望のホログラムの条件
（Ｌ、φ）によって決まる。記録内部入射角はα2A＝φ
−π／２−ａｒｃｓｉｎ〔λ2／２ｎ0Ｌ〕およびα2B＝
φ−π／２＋ａｒｃｓｉｎ〔λ2／２ｎ0Ｌ〕である。ス
ネルの法則から、θI2A＝ａｒｃｓｉｎ〔ｎ0ｓｉｎ
α2A〕およびθI2B＝ａｒｃｓｉｎ〔ｎ0ｓｉｎα2B〕で
ある。そのためホログラム１８のホログラム材５０はθ
I2A およびθI2B の角度でλ2 の光線に対して露光され
る。その結果、所望のブラッグ平面がフィルムに記録さ
れる。
【００２８】図６は、ホログラム要素の代替実施例を示
し、全体的に参照番号１５０により指示されている。こ
の要素１５０は、プリズム１５４上に被着されたホログ
ラム１５２を有する。プリズム１５４は、θ154の角度
でｎp＝１．６の屈折率を有するガラスが好ましい。ホ
ログラム１５２は重クロム酸化ゼラチンから作ることが
好ましい。
し、全体的に参照番号１５０により指示されている。こ
の要素１５０は、プリズム１５４上に被着されたホログ
ラム１５２を有する。プリズム１５４は、θ154の角度
でｎp＝１．６の屈折率を有するガラスが好ましい。ホ
ログラム１５２は重クロム酸化ゼラチンから作ることが
好ましい。
【００２９】プリズム１５４を追加することによりホロ
グラム１５２のブラッグ角感度が増す。このことによ
り、拡がり角ＤＡを１度以下にすることすら可能であ
る。このことは、プリズム１５４とホログラム１５２と
の間の面での屈折が付加されることにより達成される。
次にプリズムは、双方のビームが前記面に対して概ね垂
直でプリズム１５４から出ていくように方向づけられ
る。一旦所望角度が選択されると、ホログラム１５２の
製作は前述するものと類似である。
グラム１５２のブラッグ角感度が増す。このことによ
り、拡がり角ＤＡを１度以下にすることすら可能であ
る。このことは、プリズム１５４とホログラム１５２と
の間の面での屈折が付加されることにより達成される。
次にプリズムは、双方のビームが前記面に対して概ね垂
直でプリズム１５４から出ていくように方向づけられ
る。一旦所望角度が選択されると、ホログラム１５２の
製作は前述するものと類似である。
【００３０】好適実施例においては、Ｔ＝４０ミクロ
ン、φ＝９０度、α1＝３４．１４度、β1＝３４．１４
度、θI32＝４５．００度、θD32＝２６．２３度、θ
I22＝４４．００度、θT22＝２５．７３度、θ154＝２
６．２３度、ｎ1＝０．００８４、ｎo＝１．２６および
λa＝７８０ｎｍである。その結果のビーム間の収束角
はＣＡ＝８９．００度で、その結果の拡がり角はＤＡ＝
０．８０度である。
ン、φ＝９０度、α1＝３４．１４度、β1＝３４．１４
度、θI32＝４５．００度、θD32＝２６．２３度、θ
I22＝４４．００度、θT22＝２５．７３度、θ154＝２
６．２３度、ｎ1＝０．００８４、ｎo＝１．２６および
λa＝７８０ｎｍである。その結果のビーム間の収束角
はＣＡ＝８９．００度で、その結果の拡がり角はＤＡ＝
０．８０度である。
【００３１】プリズム１５４はまた、より薄いホログラ
ム１５２を用いたい場合にも用いることができる。例え
ば、前述のホログラム要素１２は、１度に等しいＤＡを
達成するには４０ミクロンの厚さを必要とする。プリズ
ム１５４を備えたホログラム要素１５０は、厚さが僅か
に３２ミクロンのホログラムと同じ１度のＤＡを得るこ
とができる。前記角度の計算やホログラム要素の製作は
前述のものと同じである。
ム１５２を用いたい場合にも用いることができる。例え
ば、前述のホログラム要素１２は、１度に等しいＤＡを
達成するには４０ミクロンの厚さを必要とする。プリズ
ム１５４を備えたホログラム要素１５０は、厚さが僅か
に３２ミクロンのホログラムと同じ１度のＤＡを得るこ
とができる。前記角度の計算やホログラム要素の製作は
前述のものと同じである。
【００３２】図７は、ホログラム要素の代替実施例の概
略図で、全体的に参照番号２００で示す。要素２００は
基板２１２上に被着されたホログラム２１０と、基板２
１６に被着されたホログラム２１４とを備える。次に基
板は、光学セメントにより相互に接着される。ホログラ
ム２１０と２１４とは重クロム酸化ゼラチンから作ら
れ、基板２１２と２１６とはガラスから作られることが
好ましい。
略図で、全体的に参照番号２００で示す。要素２００は
基板２１２上に被着されたホログラム２１０と、基板２
１６に被着されたホログラム２１４とを備える。次に基
板は、光学セメントにより相互に接着される。ホログラ
ム２１０と２１４とは重クロム酸化ゼラチンから作ら
れ、基板２１２と２１６とはガラスから作られることが
好ましい。
【００３３】要素２００において、ビーム３２は、ホロ
グラム２１０において回折され、次に回折されずにホロ
グラム２１４を通る。ビーム２２は、回折されずにホロ
グラム２１０を通り、次にホログラム２１４において回
折される。各ホログラムは、ビーム間の角度変化の一部
に関与する。ホログラムの設計と製作とはホログラム１
６について上述したのと同じである。好適実施例におい
ては、ＣＡ＝９４．００度、ＤＡ＝２．００度である。
ホログラム２１０に対しては、θI22＝４５．００度、
θT22＝４５．００度、θI32＝４９．００度、θD32＝
２．００度、α1＝３６．８０度、β1＝１．５９度、ｎ
1＝０．００８９およびＴ＝４０ミクロンである。ホロ
グラム２１４に対しては、θI22＝４５．００度、θD22
＝０．００度、θI32＝２．００度、θT32＝２．００
度、α1＝３４．１４度、β1＝０．００度、ｎ1＝０．
００８９およびＴ＝４０ミクロンである。
グラム２１０において回折され、次に回折されずにホロ
グラム２１４を通る。ビーム２２は、回折されずにホロ
グラム２１０を通り、次にホログラム２１４において回
折される。各ホログラムは、ビーム間の角度変化の一部
に関与する。ホログラムの設計と製作とはホログラム１
６について上述したのと同じである。好適実施例におい
ては、ＣＡ＝９４．００度、ＤＡ＝２．００度である。
ホログラム２１０に対しては、θI22＝４５．００度、
θT22＝４５．００度、θI32＝４９．００度、θD32＝
２．００度、α1＝３６．８０度、β1＝１．５９度、ｎ
1＝０．００８９およびＴ＝４０ミクロンである。ホロ
グラム２１４に対しては、θI22＝４５．００度、θD22
＝０．００度、θI32＝２．００度、θT32＝２．００
度、α1＝３４．１４度、β1＝０．００度、ｎ1＝０．
００８９およびＴ＝４０ミクロンである。
【００３４】図８は本発明によるＤＲＡＷ光学データ記
憶システムの概略図を示し、全体的に参照番号３００に
よって指示される。システム３００は光学データ記憶デ
ィスク３１２を含む。ディスク３１２は磁気−光学（Ｍ
Ｏ）タイプのディスクであることが好ましい。ディスク
３１２は、スピンドルモータ３１６に装着されたスピン
ドル３１４に取り付けられている。モータ３１６は本シ
ステムのシャーシ３２０に取り付けられている。モータ
３１６はスピンドル３１４とディスク３１２とを回転さ
せる。
憶システムの概略図を示し、全体的に参照番号３００に
よって指示される。システム３００は光学データ記憶デ
ィスク３１２を含む。ディスク３１２は磁気−光学（Ｍ
Ｏ）タイプのディスクであることが好ましい。ディスク
３１２は、スピンドルモータ３１６に装着されたスピン
ドル３１４に取り付けられている。モータ３１６は本シ
ステムのシャーシ３２０に取り付けられている。モータ
３１６はスピンドル３１４とディスク３１２とを回転さ
せる。
【００３５】光学ヘッド３２２はディスク３１２の下方
に位置している。ヘッド３２２はアーム３２４に取り付
けられ、アーム３２４の方は音声コイルモータ３２６に
接続されている。当該モータ３２６はシャーシ３２０に
取り付けられ、アーム３２４とヘッド３２２とをディス
ク３１２の下方で半径方向に運動させる。点線３３０は
光チャンネル３２８からヘッド３２２、ディスク３１２
へ、そしてその戻りの光路を示す。磁気アーム３３２は
シャーシ３２０に接続され、ディスク３１２の上に延在
する。バイアス磁石３３４がアーム３３２に取り付けら
れている。
に位置している。ヘッド３２２はアーム３２４に取り付
けられ、アーム３２４の方は音声コイルモータ３２６に
接続されている。当該モータ３２６はシャーシ３２０に
取り付けられ、アーム３２４とヘッド３２２とをディス
ク３１２の下方で半径方向に運動させる。点線３３０は
光チャンネル３２８からヘッド３２２、ディスク３１２
へ、そしてその戻りの光路を示す。磁気アーム３３２は
シャーシ３２０に接続され、ディスク３１２の上に延在
する。バイアス磁石３３４がアーム３３２に取り付けら
れている。
【００３６】図９は、図８に示す光チャンネル３２８の
概略図を示す。レーザ３４０はＳ偏光読取り／書込み
（Ｒ／Ｗ）ビーム２２を発生させ、該ビームはレンズ３
４２によって平行とされ、例えばプリズムのようなサー
キュラライザ（ｃｉｒｃｕｌａｒｉｚｅｒ）３４４によ
って円形とされる。レーザ３４６はＳ偏光した、直接リ
ード・アフタ・ライト（ＤＲＡＷ）ビーム３２を発生さ
せ、該ビームはレンズ３４８によって平行とされ、例え
ばプリズムのようなサーキュラライザ３５０により円形
とされる。ビーム２２と３２とはホログラム１２におい
て収束し、前述のように方向づけし直される。それらは
重なり、極めて小さい角度で相互から広がる。重なった
ビーム２２と３２とは透過ビーム３５２と称される。ビ
ーム３５２はビームスプリッタ３５６まで進む。ビーム
３５２の一部はビーム３５８としてビームスプリッタ３
５６から導かれ、本実施例においては使用されない。ビ
ーム３５２の残りの部分は光学ヘッド３２２まで進む。
ヘッド３２２は、ビーム３５２が上方に、図９の紙面か
ら出る方向に導かれるように４５度の角度で方向づけた
ビームベンダミラー（ｂｅａｍ ｂｅｎｄｅｒ ｍｉｒ
ｒｏｒ）３６０を有している。
概略図を示す。レーザ３４０はＳ偏光読取り／書込み
（Ｒ／Ｗ）ビーム２２を発生させ、該ビームはレンズ３
４２によって平行とされ、例えばプリズムのようなサー
キュラライザ（ｃｉｒｃｕｌａｒｉｚｅｒ）３４４によ
って円形とされる。レーザ３４６はＳ偏光した、直接リ
ード・アフタ・ライト（ＤＲＡＷ）ビーム３２を発生さ
せ、該ビームはレンズ３４８によって平行とされ、例え
ばプリズムのようなサーキュラライザ３５０により円形
とされる。ビーム２２と３２とはホログラム１２におい
て収束し、前述のように方向づけし直される。それらは
重なり、極めて小さい角度で相互から広がる。重なった
ビーム２２と３２とは透過ビーム３５２と称される。ビ
ーム３５２はビームスプリッタ３５６まで進む。ビーム
３５２の一部はビーム３５８としてビームスプリッタ３
５６から導かれ、本実施例においては使用されない。ビ
ーム３５２の残りの部分は光学ヘッド３２２まで進む。
ヘッド３２２は、ビーム３５２が上方に、図９の紙面か
ら出る方向に導かれるように４５度の角度で方向づけた
ビームベンダミラー（ｂｅａｍ ｂｅｎｄｅｒ ｍｉｒ
ｒｏｒ）３６０を有している。
【００３７】図１０は、図９において矢印で示す方向か
ら視た光学ヘッド３２２の側面図を示す。ビーム３５２
はミラー３６０からレンズ３６２まで上方に導かれる。
レンズ３６２は、音声コイルモータ３６６に取り付けた
ホルダ３６４に配置されている。モータ３６６は、光線
をディスク３１２上に集光すべくレンズ３６２を垂直方
向の上下に運動させる。レンズ３６２において、光線ビ
ーム３５２は、Ｒ／Ｗビーム２２とＤＲＡＷビーム３２
とに分割される。ビームは、相互に対する拡がり角のた
めレンズ３６２によって分離される。
ら視た光学ヘッド３２２の側面図を示す。ビーム３５２
はミラー３６０からレンズ３６２まで上方に導かれる。
レンズ３６２は、音声コイルモータ３６６に取り付けた
ホルダ３６４に配置されている。モータ３６６は、光線
をディスク３１２上に集光すべくレンズ３６２を垂直方
向の上下に運動させる。レンズ３６２において、光線ビ
ーム３５２は、Ｒ／Ｗビーム２２とＤＲＡＷビーム３２
とに分割される。ビームは、相互に対する拡がり角のた
めレンズ３６２によって分離される。
【００３８】ビーム２２と３２とはディスク３１２の同
じトラックに集光する。ディスク３１２が矢印の方向に
回転するにつれて、トラックはビーム２２により書き込
まれ、次いでビーム３２によって確認される。ビーム２
２と３２とは、反射したＲ／Ｗビーム３８０および反射
したＤＲＡＷビーム３８２としてディスク３１２によっ
て反射される。重なったビーム３８０と３８２とは反射
されたビーム３８４とする。反射されたビーム３８４は
レンズ３６２によって平行とされ、ミラー３６０によっ
て反射される。
じトラックに集光する。ディスク３１２が矢印の方向に
回転するにつれて、トラックはビーム２２により書き込
まれ、次いでビーム３２によって確認される。ビーム２
２と３２とは、反射したＲ／Ｗビーム３８０および反射
したＤＲＡＷビーム３８２としてディスク３１２によっ
て反射される。重なったビーム３８０と３８２とは反射
されたビーム３８４とする。反射されたビーム３８４は
レンズ３６２によって平行とされ、ミラー３６０によっ
て反射される。
【００３９】図９を参照すれば、ビーム３８４はビーム
スプリッタ３５６まで進む。ビームスプリッタ３５６に
おいて、ビーム３８４の一部はビームスプリッタ３９０
に向けて反射される。ビームスプリッタ３９０はビーム
３８４をサーボビーム３９２とデータビーム３９４とに
分割する。サーボビーム３９２はレンズ３９６まで進
み、当該レンズ３９６はビーム３９２を集光し、Ｒ／Ｗ
成分ビーム３９８とＤＲＡＷ成分ビーム４００とに分割
する。ナイフエッジ（ｋｎｉｆｅ ｅｄｇｅ）４０２が
ビーム４００を阻止する。ビーム３９８はサーボ光学検
出器４０４まで進む。検出器４０４は、当該技術分野に
おいて公知のようにセグメント化したスポットサイズ測
定検出器でよい。トラッキングエラー（ＴＥＳ）回路４
０６と焦点エラー（ＦＥＳ）回路４０８とが検出器４０
４に接続されている。回路４０６はトラッキングエラー
信号（ＴＥＳ）を発生させ、該信号はビームをトラック
上に保つようにモータ３２６を制御するためにトラック
／シークサーボ４１０によって使用される。回路４０８
は焦点エラー信号（ＦＥＳ）を発生し、該信号はビーム
をディスク３１２上に集光させた状態を保つようレンズ
３６２を運動させるべくモータ３６６を制御するために
集光サーボ４１２によって使用される。
スプリッタ３５６まで進む。ビームスプリッタ３５６に
おいて、ビーム３８４の一部はビームスプリッタ３９０
に向けて反射される。ビームスプリッタ３９０はビーム
３８４をサーボビーム３９２とデータビーム３９４とに
分割する。サーボビーム３９２はレンズ３９６まで進
み、当該レンズ３９６はビーム３９２を集光し、Ｒ／Ｗ
成分ビーム３９８とＤＲＡＷ成分ビーム４００とに分割
する。ナイフエッジ（ｋｎｉｆｅ ｅｄｇｅ）４０２が
ビーム４００を阻止する。ビーム３９８はサーボ光学検
出器４０４まで進む。検出器４０４は、当該技術分野に
おいて公知のようにセグメント化したスポットサイズ測
定検出器でよい。トラッキングエラー（ＴＥＳ）回路４
０６と焦点エラー（ＦＥＳ）回路４０８とが検出器４０
４に接続されている。回路４０６はトラッキングエラー
信号（ＴＥＳ）を発生させ、該信号はビームをトラック
上に保つようにモータ３２６を制御するためにトラック
／シークサーボ４１０によって使用される。回路４０８
は焦点エラー信号（ＦＥＳ）を発生し、該信号はビーム
をディスク３１２上に集光させた状態を保つようレンズ
３６２を運動させるべくモータ３６６を制御するために
集光サーボ４１２によって使用される。
【００４０】データビーム３９４は、半波長板４２０を
通って偏光ビームスプリッタ４２２まで進む。ビームス
プリッタ４２２はビーム３９４を直交偏光ビーム４２４
と４２６とに分割する。レンズ４３０はビーム４２６を
集光し、Ｒ／Ｗ成分ビーム４３２とＤＲＡＷ成分ビーム
４３４とに分割する。ビーム４３２と４３４とはそれぞ
れ一対の光検出器４３６および４３８上に落ちる。レン
ズ４４０はビーム４２４を集光し、Ｒ／Ｗ成分ビーム４
４２とＤＲＡＷビーム４４４とに分割する。ビーム４４
２と４４４とはそれぞれ一対の光検出器４４６および４
４８上に落ちる。検出器４３６、４３８、４４６および
４４８はデータ回路４５０に接続されている。
通って偏光ビームスプリッタ４２２まで進む。ビームス
プリッタ４２２はビーム３９４を直交偏光ビーム４２４
と４２６とに分割する。レンズ４３０はビーム４２６を
集光し、Ｒ／Ｗ成分ビーム４３２とＤＲＡＷ成分ビーム
４３４とに分割する。ビーム４３２と４３４とはそれぞ
れ一対の光検出器４３６および４３８上に落ちる。レン
ズ４４０はビーム４２４を集光し、Ｒ／Ｗ成分ビーム４
４２とＤＲＡＷビーム４４４とに分割する。ビーム４４
２と４４４とはそれぞれ一対の光検出器４４６および４
４８上に落ちる。検出器４３６、４３８、４４６および
４４８はデータ回路４５０に接続されている。
【００４１】当該技術分野において公知のように、ディ
スク駆動制御装置４６０は全体のシステム制御を提供す
る。制御装置４６０は当該技術分野で公知である磁石制
御装置４６２、レーザ制御装置４６４、モータ３１６お
よびサーボ４１０および４１２に接続されている。
スク駆動制御装置４６０は全体のシステム制御を提供す
る。制御装置４６０は当該技術分野で公知である磁石制
御装置４６２、レーザ制御装置４６４、モータ３１６お
よびサーボ４１０および４１２に接続されている。
【００４２】図１１は検出器４０４の上面図を示す。検
出器４０４は６個の部分Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、ＥおよびＦに
分割されている。
出器４０４は６個の部分Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、ＥおよびＦに
分割されている。
【００４３】図１２は、ＴＥＳ回路４０６、ＦＥＳ回路
４０８およびデータ回路４５０の回路図を示す。ＦＥＳ
回路４０８は、それぞれ検出器のＡ、Ｂ、Ｅ、Ｆ、Ｃお
よびＤの部分に接続された複数の増幅器５００、５０
２、５０４、５０６、５０８および５１０を含む。加算
増幅器５２０は増幅器５００〜５０６に接続され、加算
増幅器５２２は増幅器５０８および５１０に接続されて
いる。差動増幅器５２４は加算増幅器５２０および５２
２に接続され、ＦＥＳを発生する。
４０８およびデータ回路４５０の回路図を示す。ＦＥＳ
回路４０８は、それぞれ検出器のＡ、Ｂ、Ｅ、Ｆ、Ｃお
よびＤの部分に接続された複数の増幅器５００、５０
２、５０４、５０６、５０８および５１０を含む。加算
増幅器５２０は増幅器５００〜５０６に接続され、加算
増幅器５２２は増幅器５０８および５１０に接続されて
いる。差動増幅器５２４は加算増幅器５２０および５２
２に接続され、ＦＥＳを発生する。
【００４４】ＴＥＳ回路４０６は、一対の加算増幅器５
３０および５３２と、差動増幅器５３４とを含む。増幅
器５３０は、増幅器５０２、５０６および５１０に接続
され、増幅器５３２は増幅器５００、５０４および５０
８に接続されている。差動増幅器５３４は増幅器５３０
および５３２に接続され、ＴＥＳを発生する。
３０および５３２と、差動増幅器５３４とを含む。増幅
器５３０は、増幅器５０２、５０６および５１０に接続
され、増幅器５３２は増幅器５００、５０４および５０
８に接続されている。差動増幅器５３４は増幅器５３０
および５３２に接続され、ＴＥＳを発生する。
【００４５】データ回路４５０は、それぞれ検出器４３
６、４４６、４３８、４４８に接続された複数の増幅器
５４０、５４２、５４４および５４６を有している。差
動増幅器５５０は、増幅器５４０および５４２に接続さ
れ、ビーム３２によって検出されたデータを示すデータ
信号を発生する。
６、４４６、４３８、４４８に接続された複数の増幅器
５４０、５４２、５４４および５４６を有している。差
動増幅器５５０は、増幅器５４０および５４２に接続さ
れ、ビーム３２によって検出されたデータを示すデータ
信号を発生する。
【００４６】システム３００の動作についてはこれで理
解できるであろう。ディスク３１２にデータを書き込み
たい場合、制御装置４６０によりレーザ制御装置４６４
はレーザ３４０および３４６を付勢してビーム２２およ
び３２の双方を発生し、ホログラム１２において組み合
わされるようにする。
解できるであろう。ディスク３１２にデータを書き込み
たい場合、制御装置４６０によりレーザ制御装置４６４
はレーザ３４０および３４６を付勢してビーム２２およ
び３２の双方を発生し、ホログラム１２において組み合
わされるようにする。
【００４７】次にビーム２２と３２とは前述のようにデ
ィスク３１２に導かれる。ビーム２２は、ディスク３１
２のＭＯ材をキューリ温度を越える温度まで加熱するに
十分なパワーを有している。この温度において、前記材
料の磁性領域をバイアス磁石３３４により反対の方向に
向けることができる。典型的には媒体３１２の前記領域
は元の方向に指向され、バイアス磁石３３４を用いて、
ビーム２２がキューリ温度を越えて加熱するスポットの
領域を反転させる。制御装置４６０は、レーザ制御装置
４６４が記録すべきデータに応答するビーム２２をパル
ス化させるようにする。
ィスク３１２に導かれる。ビーム２２は、ディスク３１
２のＭＯ材をキューリ温度を越える温度まで加熱するに
十分なパワーを有している。この温度において、前記材
料の磁性領域をバイアス磁石３３４により反対の方向に
向けることができる。典型的には媒体３１２の前記領域
は元の方向に指向され、バイアス磁石３３４を用いて、
ビーム２２がキューリ温度を越えて加熱するスポットの
領域を反転させる。制御装置４６０は、レーザ制御装置
４６４が記録すべきデータに応答するビーム２２をパル
ス化させるようにする。
【００４８】ディスク３１２が回転し、正にビーム２２
によって記録されたスポットがＤＲＡＷビーム３２の下
を通る。ビーム３２は、ビーム２２より低いパワーレベ
ルにあり、材料をキューリ温度より上に加熱しない。ビ
ーム３８２は、記録されたスポットの磁性方向に応じて
その偏光平面をあちらこちらに回転させる。このことは
カー効果として知られている。このように、ＤＲＡＷビ
ーム３２はビーム２２によって正に書き込まれたデータ
を読み取る。反射したビーム３８０および３８２は光チ
ャンネル３２８まで戻る。
によって記録されたスポットがＤＲＡＷビーム３２の下
を通る。ビーム３２は、ビーム２２より低いパワーレベ
ルにあり、材料をキューリ温度より上に加熱しない。ビ
ーム３８２は、記録されたスポットの磁性方向に応じて
その偏光平面をあちらこちらに回転させる。このことは
カー効果として知られている。このように、ＤＲＡＷビ
ーム３２はビーム２２によって正に書き込まれたデータ
を読み取る。反射したビーム３８０および３８２は光チ
ャンネル３２８まで戻る。
【００４９】ＤＲＡＷサーボビーム４００は、ナイフエ
ッジ４０２によって完全に阻止され、そのためＲ／Ｗサ
ーボビーム３９８のみを用いて集光およびトラッキング
のためのサーボ信号を提供する。図１１を参照された
い。ビーム２２が媒体３１２上に正確に集光されると、
ビーム３９８は検出器４０４上で円形断面５６０を有す
ることになる。領域ＣとＤとに衝突する光の量の和は、
領域Ａ、Ｂ、ＥおよびＦに衝突する光の量の和と概ね等
しく、回路４０８が零の集光エラー信号を発生するよう
にさせる。もしビーム２２が一方あるいは他方向に焦点
から僅かに外れているとすれば、ビーム３９８は検出器
４０４上で円形断面５６２または５６４を有する。円形
断面のこのような変動により回路４０８が正あるいは負
の焦点エラー信号を発生するようにさせる。焦点エラー
信号は、再び焦点が得られるまでレンズ３６２を動かせ
るようにモータ３６６を制御するために焦点サーボ４１
２によって用いられる。
ッジ４０２によって完全に阻止され、そのためＲ／Ｗサ
ーボビーム３９８のみを用いて集光およびトラッキング
のためのサーボ信号を提供する。図１１を参照された
い。ビーム２２が媒体３１２上に正確に集光されると、
ビーム３９８は検出器４０４上で円形断面５６０を有す
ることになる。領域ＣとＤとに衝突する光の量の和は、
領域Ａ、Ｂ、ＥおよびＦに衝突する光の量の和と概ね等
しく、回路４０８が零の集光エラー信号を発生するよう
にさせる。もしビーム２２が一方あるいは他方向に焦点
から僅かに外れているとすれば、ビーム３９８は検出器
４０４上で円形断面５６２または５６４を有する。円形
断面のこのような変動により回路４０８が正あるいは負
の焦点エラー信号を発生するようにさせる。焦点エラー
信号は、再び焦点が得られるまでレンズ３６２を動かせ
るようにモータ３６６を制御するために焦点サーボ４１
２によって用いられる。
【００５０】もし媒体３１２のトラック上にビーム２２
が正確に集光するとすれば、ビーム３９８はＡ、Ｃおよ
びＥの部分と、Ｂ、ＤおよびＦの部分との間で均等に円
形断面５６０として落ちる。もしビーム２２がトラック
から外れているとすれば、ビーム３９８はＡ、Ｃおよび
Ｅの部分により多く、Ｂ、ＤおよびＦの部分により少な
く、あるいはその逆に落ちる。このため正あるいは負の
トラッキングエラー信号が回路４０６によって発生す
る。次に、このトラッキングエラー信号が、ビームが再
びトラック上に来るまでヘッド３２２を運動させるよう
モータ３２６を制御するためにトラック／シークサーボ
４１０によって使用される。
が正確に集光するとすれば、ビーム３９８はＡ、Ｃおよ
びＥの部分と、Ｂ、ＤおよびＦの部分との間で均等に円
形断面５６０として落ちる。もしビーム２２がトラック
から外れているとすれば、ビーム３９８はＡ、Ｃおよび
Ｅの部分により多く、Ｂ、ＤおよびＦの部分により少な
く、あるいはその逆に落ちる。このため正あるいは負の
トラッキングエラー信号が回路４０６によって発生す
る。次に、このトラッキングエラー信号が、ビームが再
びトラック上に来るまでヘッド３２２を運動させるよう
モータ３２６を制御するためにトラック／シークサーボ
４１０によって使用される。
【００５１】ＤＲＡＷデータビーム４３４および４４４
は、それぞれ検出器４３８と４４８とによって検出さ
れ、データ回路４５０は、記録されたデータを示すＤＲ
ＡＷデータ信号を発生させる。制御装置４６０は、その
信号を用いて、正に書き込まれたデータが正確に記録さ
れたことを確認する。書込み動作の間、Ｒ／Ｗデータ信
号は制御装置４６０によって無視される。
は、それぞれ検出器４３８と４４８とによって検出さ
れ、データ回路４５０は、記録されたデータを示すＤＲ
ＡＷデータ信号を発生させる。制御装置４６０は、その
信号を用いて、正に書き込まれたデータが正確に記録さ
れたことを確認する。書込み動作の間、Ｒ／Ｗデータ信
号は制御装置４６０によって無視される。
【００５２】読取り動作の間、制御装置４６０は、Ｒ／
Ｗビーム２２のみが発生するようにレーザ制御装置４６
４がレーザ３４０のみを付勢するようにさせる。ビーム
２２のパワーは、それがディスク３１２の媒体をそのキ
ューリ温度より上に加熱しないように調整される。この
低パワービーム２２はビーム３８０としてディスク３１
２によって反射される。Ｒ／Ｗデータビーム４３２と４
４２とはそれぞれ検出器４３６および４４６によって検
出され、データ回路４５０はＲ／Ｗデータ信号を発生す
る。
Ｗビーム２２のみが発生するようにレーザ制御装置４６
４がレーザ３４０のみを付勢するようにさせる。ビーム
２２のパワーは、それがディスク３１２の媒体をそのキ
ューリ温度より上に加熱しないように調整される。この
低パワービーム２２はビーム３８０としてディスク３１
２によって反射される。Ｒ／Ｗデータビーム４３２と４
４２とはそれぞれ検出器４３６および４４６によって検
出され、データ回路４５０はＲ／Ｗデータ信号を発生す
る。
【００５３】図１３は本発明による平行トラック光デー
タ記憶システムの概略図を示し、全体的に参照番号６０
０によって指示されている。システム３００の要素と類
似のシステム６００の要素はダッシュ符号を付して指示
している。光チャンネル３２８′は、ビーム２２と３２
とが種々の半径方向位置においてディスク３１２′の分
離したトラック上に集光されるようにヘッド３２２′に
対して方向づけられている。このため、ディスク３１
２′の２本の異なるトラックを同時に記録あるいは読み
取りできるようにする。図示のために、図１３は光チャ
ンネル３２８′を図９のヘッド３２８と比較して９０度
廻したものとして示している。実際には、光チャンネル
３２８′は第２のビームを隣接のトラックに向かって移
動させるよう僅かに（５〜１０度）廻すだけでよい。レ
ーザ制御装置４６４′は、レーザ３４０′および３４
６′の双方を付勢して、所望に応じて記録あるいは読取
りに必要な強度のレベルでレーザビーム２２′および３
２′を発生する。検出器４０４′はシステム３００につ
いて示した位置に対して回転させられることにも注目さ
れたい。このことは適正なＴＥＳを発生させる上で必要
である。
タ記憶システムの概略図を示し、全体的に参照番号６０
０によって指示されている。システム３００の要素と類
似のシステム６００の要素はダッシュ符号を付して指示
している。光チャンネル３２８′は、ビーム２２と３２
とが種々の半径方向位置においてディスク３１２′の分
離したトラック上に集光されるようにヘッド３２２′に
対して方向づけられている。このため、ディスク３１
２′の２本の異なるトラックを同時に記録あるいは読み
取りできるようにする。図示のために、図１３は光チャ
ンネル３２８′を図９のヘッド３２８と比較して９０度
廻したものとして示している。実際には、光チャンネル
３２８′は第２のビームを隣接のトラックに向かって移
動させるよう僅かに（５〜１０度）廻すだけでよい。レ
ーザ制御装置４６４′は、レーザ３４０′および３４
６′の双方を付勢して、所望に応じて記録あるいは読取
りに必要な強度のレベルでレーザビーム２２′および３
２′を発生する。検出器４０４′はシステム３００につ
いて示した位置に対して回転させられることにも注目さ
れたい。このことは適正なＴＥＳを発生させる上で必要
である。
【００５４】図１４は同心のデータトラック７００とト
ラッキング溝７０２とを有するディスク３１２の一部を
示す。データトラック７００は、記録されたデータスポ
ット即ちマーク７０４を含んでいる。システム３００の
ビーム２２と３２およびシステム６００のビーム２２′
および３２′とが示されている。双方の場合において、
ビームの中心間の距離は約１５〜２０ミクロンである。
ラッキング溝７０２とを有するディスク３１２の一部を
示す。データトラック７００は、記録されたデータスポ
ット即ちマーク７０４を含んでいる。システム３００の
ビーム２２と３２およびシステム６００のビーム２２′
および３２′とが示されている。双方の場合において、
ビームの中心間の距離は約１５〜２０ミクロンである。
【００５５】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、個別のレーザ源からの広く発散した２本の
ビームを、偏位角の小さい近接離隔の２本のビームとな
るように組み合わせることにより、ビームの間隔を小さ
くするべくレーザ源を十分近接して位置させることが可
能となる。
ているので、個別のレーザ源からの広く発散した２本の
ビームを、偏位角の小さい近接離隔の２本のビームとな
るように組み合わせることにより、ビームの間隔を小さ
くするべくレーザ源を十分近接して位置させることが可
能となる。
【図１】本発明によるホログラムシステムの概略図。
【図２】図１に示すホログラムの断面図。
【図３】ブラッグ角からのずれに対する回折したＳ偏光
のパーセントを示すグラフ。
のパーセントを示すグラフ。
【図４】屈折率のピーク変動に対する回折したＳ偏光の
パーセントを示すグラフ。
パーセントを示すグラフ。
【図５】本発明のホログラムを作るためのシステムの概
略図。
略図。
【図６】本発明のホログラム要素の代替実施例の断面
図。
図。
【図７】本発明のホログラム要素の代替実施例の断面
図。
図。
【図８】本発明による光データ記憶システムの概略図。
【図９】図８に示す駆動装置の一部の概略図。
【図１０】図８に示す駆動装置の一部の概略図。
【図１１】図９に示す光検出器の上面図。
【図１２】図９に示すＴＥＳ回路、ＦＥＳ回路およびデ
ータ回路の回路図。
ータ回路の回路図。
【図１３】本発明による光データ記憶システムの代替実
施例の概略図。
施例の概略図。
【図１４】光データ記憶媒体の一部の上面図。
１０：ホログラムシステム １２、１５０、２００：ホログラム要素 １４：ガラス基板 １６、１８、１５２、２１０、２１４：ホログラム ２０、３０、３４０、３４０′、３４６、３４６′：レ
ーザ ２４、３４、３４２、３４８、３６２、３９６、４３
０、４４０：レンズ ５０：ホログラム材 １１４：ビーム拡大器 １１６、３５６、３９０、４２２：ビームスプリッタ １２４、３６０：ミラー １５４：プリズム ２１２、２１６：基板 ３００：ＤＲＡＷ光学記憶システム ３１２、３１２′：ディスク ３２２、３２２′：光学ヘッド ３２８、３２８′：光チャンネル ３４４、３５０：サーキュラライザ ４０２：ナイフエッジ ４０６：トラッキングエラー（ＴＥＳ）回路 ４０８：焦点エラー（ＦＥＳ）回路 ４０４、４０４′、４３６、４３８、４４６、４４８：
検出器 ４２０：半波長板
ーザ ２４、３４、３４２、３４８、３６２、３９６、４３
０、４４０：レンズ ５０：ホログラム材 １１４：ビーム拡大器 １１６、３５６、３９０、４２２：ビームスプリッタ １２４、３６０：ミラー １５４：プリズム ２１２、２１６：基板 ３００：ＤＲＡＷ光学記憶システム ３１２、３１２′：ディスク ３２２、３２２′：光学ヘッド ３２８、３２８′：光チャンネル ３４４、３５０：サーキュラライザ ４０２：ナイフエッジ ４０６：トラッキングエラー（ＴＥＳ）回路 ４０８：焦点エラー（ＦＥＳ）回路 ４０４、４０４′、４３６、４３８、４４６、４４８：
検出器 ４２０：半波長板
フロントページの続き (72)発明者 レロイ・デービッド・ディクソン アメリカ合衆国95037、カリフォルニア州 モーガンヒル、ラクーン・コート 17660番地 (72)発明者 マーティアス・クリスティアーン・クラン ツ アメリカ合衆国95123、カリフォルニア州 サン・ノゼ、レイク・イザベラ・ウェイ 988番地
Claims (10)
- 【請求項１】 第１の放射ビームを発生する第１の放射
源と、 第２の放射ビームを発生する第２の放射源と、 相互に対して第１の角度でホログラム要素に入射する前
記第１および第２の放射ビームを受け取り、かつ第１の
角度よりは小さくかつ相互に対して第２の角度で第１お
よび第２のビームを放出するホログラム要素とを備える
ことを特徴とするホログラムシステム。 - 【請求項２】 前記ホログラム要素が、前記第１および
第２のビームの中の一方を回折し、残りのビームが回折
されずに通過させる単一のホログラムからなることを特
徴とする請求項１記載のホログラムシステム。 - 【請求項３】 前記ホログラム要素がホログラムとプリ
ズムとからなることを特徴とする請求項１記載のホログ
ラムシステム。 - 【請求項４】 前記ホログラム要素が第１および第２の
ホログラムからなり、前記第１のホログラムが前記第１
のビームのみ回折し、前記第２のホログラムが前記第２
のビームのみを回折することを特徴とする請求項１記載
のホログラムシステム。 - 【請求項５】 第１の放射ビームを発生する第１の放射
源と、 第２の放射ビームを発生する第２の放射源と、 相互に対して第１の角度で第１および第２の放射ビーム
を受け取り、かつ第１の角度より小さくかつ相互に対し
て第２の角度で前記第１および第２の放射ビームを放出
するホログラム要素と、 光データ記憶媒体と、 前記ホログラム要素から前記光データ記憶媒体まで前記
第１および第２の放射ビームを導く光透過手段と、 前記光データ記憶媒体からの第１および第２の反射光ビ
ームを受け取り、それに応答してデータ信号を発生する
光受容手段とを備えることを特徴とするホログラムシス
テム。 - 【請求項６】 前記ホログラム要素が、前記第１および
第２のビームの一方を回折させ、残りを回折せずに通過
させる単一のホログラムからなることを特徴とする請求
項５記載のホログラムシステム。 - 【請求項７】 前記ホログラム要素がホログラムとプリ
ズムとからなることを特徴とする請求項５記載のシステ
ム。 - 【請求項８】 前記ホログラム要素が第１および第２の
ホログラムからなり、前記第１のホログラムが第１のビ
ームのみを回折し、前記第２のホログラムが第２のビー
ムのみを回折することを特徴とする請求項５記載のホロ
グラムシステム。 - 【請求項９】 相互に対して第１の角度を有する第１お
よび第２の放射ビームを発生するステップと、 第１の角度より小さくかつ相互に対して第２の相対角度
において前記第１および第２のビームを放出するホログ
ラム要素まで前記第１および第２の放射ビームを導くス
テップと、 前記第１および第２のビームを光データ記憶媒体上のデ
ータトラックまで導くステップと、 前記第１のビームのパワーと変調とを制御してデータ記
憶媒体上にデータを記録するステップと、 正に記録されたデータから前記第２のビームを反射する
ステップと、 前記媒体からの反射ビームを受け取り、それに応答して
データ信号を発生するステップとを備えることを特徴と
するホログラムシステムの方法。 - 【請求項１０】 相互に対して第１の角度を有する第１
および第２の放射ビームを発生するステップと、 第１の角度より小さい第２の相対角度において前記第１
および第２のビームを放出するホログラム要素に前記第
１および第２の放射ビームを導くステップと、 光データ記憶媒体上のデータトラックを分離するため前
記第１および第２のビームを導くステップと、 前記光データ記憶媒体から前記第１および第２のビーム
を反射させるステップと、 前記第１および第２の反射ビームを受け取り、それに応
答して第１および第２のデータ信号を発生するステップ
とを備えることを特徴とするホログラムシステムの方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/846,648 US5272690A (en) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | Hologram element system |
| US846648 | 1992-03-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0682626A true JPH0682626A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=25298535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5002234A Pending JPH0682626A (ja) | 1992-03-05 | 1993-01-11 | ホログラムシステムとその方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5272690A (ja) |
| EP (1) | EP0559435A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0682626A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08179680A (ja) * | 1994-08-31 | 1996-07-12 | Hughes Aircraft Co | ホログラフィ露光システム |
| WO2012165556A1 (ja) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 像撮影方法、像撮影再生方法、空間光変調器、像再生装置及びデジタルホログラム形成装置。 |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5606434A (en) * | 1994-06-30 | 1997-02-25 | University Of North Carolina | Achromatic optical system including diffractive optical element |
| WO1997035223A1 (en) | 1996-03-15 | 1997-09-25 | Retinal Display Cayman Limited | Method of and apparatus for viewing an image |
| US5777760A (en) * | 1996-05-10 | 1998-07-07 | Quantum Corporation | Position feedback system for volume holographic storage media |
| US5974019A (en) * | 1997-05-05 | 1999-10-26 | Seagate Technology, Inc. | Optical system for two-dimensional positioning of light beams |
| US6212151B1 (en) | 1997-11-12 | 2001-04-03 | Iolon, Inc. | Optical switch with coarse and fine deflectors |
| AU6143199A (en) | 1998-09-14 | 2000-04-03 | Digilens Inc. | Holographic illumination system and holographic projection system |
| US6339486B1 (en) | 1998-10-16 | 2002-01-15 | Digilens, Inc. | Holographic technique for illumination of image displays using ambient illumination |
| US6421109B1 (en) | 1998-10-16 | 2002-07-16 | Digilens, Inc. | Method and system for display resolution multiplication |
| US6678078B1 (en) | 1999-01-07 | 2004-01-13 | Digilens, Inc. | Optical filter employing holographic optical elements and image generating system incorporating the optical filter |
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| US6507419B1 (en) | 1999-03-23 | 2003-01-14 | Digilens, Inc. | Illumination system using optical feedback |
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| JP4683553B2 (ja) * | 2005-11-21 | 2011-05-18 | 株式会社リコー | 光源ユニット、光検出ユニット、光ピックアップ装置及び光ディスク装置 |
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