JPH07129995A

JPH07129995A - 光波長多重記録再生装置

Info

Publication number: JPH07129995A
Application number: JP27856993A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiko Umetsu; 暢彦梅津; Sadahiro Takemoto; 禎広竹本; Yasunori Asazuma; 庸紀朝妻
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-11-08
Filing date: 1993-11-08
Publication date: 1995-05-19

Abstract

(57)【要約】【目的】簡潔な構成でその記録および再生を行うこと
ができるようにした光波長多重記録再生装置を提供する
ものである。【構成】光源部１と、波長選択素子２と、光検出部３
とを有し、光源部１から複数の波長光を光波長多重記録
媒体４に照射し、この光波長多重記録媒体４からの発光
を波長選択素子２を通して検出する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光波長多重記録再生装
置、特にその光波長多重記録された記録媒体に対する再
生態様が、再生光による励起発光を検出して記録媒体上
の情報の読み出しを行う態様を採る場合に適用する光波
長多重記録再生装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】光の波長領域に多重記録できる情報記録
媒体としては、光化学ホールバーニング（PHB)やフォト
クロミズムなどの現象を利用したものが挙げられるが、
ＰＨＢを利用した波長多重記録の原理は、例えば特開昭
５３−９９７３５号公報に記載されているように、透明
媒体に分散された光吸収色素が極低温において示す１つ
の広い吸収帯（不均一吸収帯）の中に、狭帯域のレーザ
光を照射して鋭い窪み（ホール）を形成させるというも
のである。

【０００３】不均一吸収帯には、照射するレーザ光の波
長を僅かずつ変化させることによって多数のホールを形
成することができ、理論的には１０〜１０００個のホー
ルが形成可能であると言われている。

【０００４】しかしながら、このように極低温で記録再
生を行うには大掛かりな冷却装置を必要とすることか
ら、実用上の問題があり、これに対して室温でのＰＨＢ
による情報記録が可能な記録材料として、ＳｍをＢａＣ
ｌＦ系結晶母体にドープしたＢａＣｌＦ：Ｓｍ系の記録
材料が検討されている。

【０００５】図７にそのＳｍ²⁺のエネルギー準位のモデ
ル図を示す。⁷Ｆ₀は基底状態で、 ⁵Ｄ₀は第１励起状
態の準安定状態で、その上に4f⁵5d の広い吸収帯が広が
っている。この記録材料による記録媒体に対する記録
は、図７に実線矢印をもってその記録過程を示すよう
に、例えば波長６８９〜６９１ｎｍでの選択された波長
の記録光λｓ（λ₁〜λ_n）の照射により、基底状態の
電子をＦ₀から準安定準位Ｄ₀の特定のサイトのＳｍ²⁺
のみを共鳴的に励起すると同時に、所要の波長λｇ（＜
５００ｎｍ）のゲート光を照射して光イオン化させる２
段階光励起を行う。これによって放出された電子は、伝
導帯を介して近傍のトラップと結合する。これにより前
述の特定のサイトにあるＳｍ²⁺がＳｍ³⁺となり、そのサ
イトにあるＳｍ²⁺の分布が減少し、これによって吸収ス
ペクトルにホールができ、これによって情報の記録がな
される。記録光の波長を変えることによって異なるサイ
トにおけるＳｍ²⁺の分布を制御でき、これによって波長
多重記録を可能にするものである。

【０００６】上述した記録方法は、２段階光励起による
記録方法であるが、記録材料の組成、製法等の選定によ
って、伝導帯が準安定準位に近いものであって、その記
録において上述のゲート光を用いずに、選択された波長
λｓ（λ₁〜λ_n）の記録光の２光子によって上述した
光イオン化を行って同様の記録を行ういわゆる２光子記
録法がある。

【０００７】そして、この記録情報の再生は、選択波長
光λ₁〜λ_nによる再生光の照射によって⁷Ｆ₀−⁵Ｄ
₀の吸収スペクトルを観測して上記ホールの検出を行う
か、図７に点線矢印をもって、その再生過程を示すよう
に、例えば記録波長と異なる再生波長４２０ｎｍの１波
長光λ_excの照射による励起によって発光する蛍光の発
光スペクトルの観測によって上記ホールの検出を行って
記録情報の再生を行う。

【０００８】また、この記録媒体に対する情報の消去
は、図７に破線矢印をもって示すように、トラップの深
さに相当するエネルギーの波長のλ_er照射する。このよ
うにすると、トラップからの電子が解放され、Ｓｍ³⁺は
Ｓｍ²⁺に戻り、ホールは消去される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した波
長多重記録および再生、特にその再生態様が上述した所
定の波長の再生光による励起によって発光する蛍光の発
光スペクトルの観測によってホールの検出すなわち記録
情報の再生を行う再生態様を採る場合において、簡潔な
構成でその記録および再生を行うことができるようにし
た光波長多重記録再生装置を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の本発明は、図１に
その一例の構成図を示すように、少なくとも光源部１
と、波長選択素子２と、光検出部３とを有し、光源部１
から複数の波長光を光波長多重記録媒体４に照射し、こ
の光波長多重記録媒体４からの発光を波長選択素子２を
通して光検出部３によって検出する構成とする。

【００１１】第２の本発明は、上記光源部１が、複数の
波長光と所定の波長のゲート光とを発生する光源である
構成とする。

【００１２】第３の本発明は、上記光源部１に、ホログ
ラムによる光合成素子が設けられ、この光合成素子を介
して複数の波長の光を同一軸上に合成して取り出すよう
にした構成とする。

【作用】本発明は、極めて簡潔な構成を採って前述した
いわゆる２段階光励起記録法あるいは２光子記録法によ
って光波長多重記録媒体に対する記録を行うことができ
るとともに、特にその再生に当たっては所定波長の再生
光の励起による発光すなわち蛍光のスペクトルの観測に
よって各波長のホールを検出して光波長多重記録による
各記録情報の再生を行う。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明装置の一例の概略構成を示
す。光波長多重記録媒体４は、前述したように例えばデ
ィスク状をなし、基板４Ａ上にＡｌ等の反射膜４Ｂを介
して室温でＰＨＢ現象を起こす記録材料層４Ｃ例えばＳ
ｒ_XＣａ_1-XＦＣｌ：Ｓｍ（０＜ｘ＜１）、Ｓｒ_XＢａ
_1-XＦＣｌ：Ｓｍ（０＜ｘ＜１）が被着形成され、これ
の上に透明の保護膜ないしは保護基板４Ｄが配置されて
なる。この記録媒体１すなわちディスクは、その中心軸
Ｏを中心に回転駆動される。

【００１４】図１に示す例では、その光波長多重記録媒
体４に対する光波長多重記録を２光子記録法によってす
なわち互いに異なる波長λ₁〜λ_nの記録光によって記
録し、再生すなわち光波長多重記録媒体４からの記録情
報の読み出しは、再生光の照射による励起発光スペクト
ルの観測による態様を採る場合である。

【００１５】この記録再生装置は、光源部１と、例えば
ダイクロイックミラーよりなる波長選択素子２と、光検
出部３とを有するが、この例においては、光源部１と、
波長選択素子２との間の光路に、コリメータレンズ２１
と、第１のビームスプリッタ２２と、第２のビームスプ
リッタ２３とが配置された構成とし、波長選択素子２と
光波長多重記録媒体４との間に１／４波長板２４および
対物レンズ２５が配置され、波長選択素子２と光検出部
３との間にフィルタ２６および集光レンズ２７が配置さ
れた構成とした。

【００１６】光源部１は、選択された波長λｓ（λ₁〜
λ_n）の記録光を記録時にはそれぞれ記録情報に応じて
例えばオン・オフ変調して出射し、再生時には所定の波
長λ _excの再生光を出射させ、消去時には波長λ_erを出
射するようになされる。

【００１７】この構成において、その記録時には、光源
部１から選択された波長λｓすなわち各波長λ₁〜λ_n
のそれぞれ記録情報に応じて変調した記録光を、コリメ
タレンズ２１→ビームスプリッタ２２→偏光ビームスプ
リッタ２３→波長選択素子２例えばダイクロイックミラ
ーに向かわせ、ここで記録光を反射させて１／４波長板
２４→対物レンズ２５を通過させ、レンズ２５によって
光波長多重記録媒体４に集光照射して２光子記録法によ
る光波長多重記録を行う。このとき、光波長多重記録媒
体４で反射した光は再びダイクロイックミラーによって
反射して偏光ビームスプリッタ２３に向かい、その例え
ば一部の光を検出部２８に向かわせこれによって例えば
トラッキングサーボ信号を得ることができるが、このと
き記録光源がレーザである場合、記録光が直線偏光であ
れば、この光は１／４波長板２４に往復通過するので、
その戻り光はその偏光面が９０回転しているこから、こ
の偏光ビームスプリッタ２３で反射させることができ、
レーザへの戻り光を阻止できノイズの発生を抑制できる
とともに、この光を検出部２８に効率よく向かわせるこ
とができる。

【００１８】そして、再生時には、記録波長とは異なる
所定の波長λ_excのレーザ光の直線偏光による再生光を
光源部１から発生させ、これをコリメタレンズ２１→ビ
ームスプリッタ２２→偏光ビームスプリッタ２３→波長
選択素子２例えばダイクロイックミラーに向かわせ、こ
こで再生光を反射させて１／４波長板２４→対物レンズ
２５に通じ、このレンズ２５によって光波長多重記録媒
体４に集光照射する。この照射による励起によって光波
長多重記録媒体４から蛍光が発せられ、これが対物レン
ズ２５→１／４波長板２４→波長選択素子２の例えばダ
イクロイックミラーに向かう。この再生時において１／
４波長板２４は、再生光の波長λ_excに対して旋光性を
示す波長板に切換えられる。また波長選択素子２は、再
生光の波長λ_excは殆ど透過せずに反射し、再生光によ
って励起されて発生する蛍光に関しては、高い透過率を
もって透過する波長選択性を有する素子が用いられるも
のであって、これによってこの波長選択素子２に導入さ
れた光波長多重記録媒体４からの蛍光は、この波長選択
素子２を透過してフィルタ２６→集光レンズ２７によっ
て集光されて光検出部３に導入される。ここに、フィル
タ２６は、波長選択素子２の波長選択性にもかかわらず
これを透過する不要の光、すなわち光波長多重記録媒体
４からの励起発光波長以外の光を遮断するフィルタ特性
を有するものが用いられる。

【００１９】光検出部３は例えば分光器等によって各波
長を分光し、その発光スペクトルの観測すなわち各波長
におけるホールすなわち記録情報の検出ができるように
なされている。

【００２０】一方、この再生時においても、再生光の一
部は光波長多重記録媒体４から反射して偏光ビームスプ
リッタ２３に向かうが、この場合においても、この反射
により戻る光は１／４波長板２４を往復することから、
その偏光面が９０°回転しているので、この戻り光は、
光源部１側には殆ど戻ることなく、効率良く検出部２８
に向かい、トラッキングサーボ信号を得ることができ
る。

【００２１】また、光源部１から出射させた再生光の一
部は、ビームスプリッタ２２によって検出部２９に向か
わせ、光源強度の検出を行って、この検出信号によって
再生信号に対する再生光の光強度変動の影響をキャンセ
ルさせる。

【００２２】上述した例では、２光子記録方法によって
光波長多重記録媒体４に対する記録を行った場合である
が、２段階光励起記録法による場合の一例の概略構成を
図２に示す。図２において図１に対応する部分には同一
符号を付して重複説明を省略するが、この場合、光源部
１は、図７で説明したように、選択された波長λｓ（λ
₁〜λ_n）の記録光と、を取り出す第１の光源３１と、
所定の波長λｇのゲート光を取り出す第２の光源３２と
よりなる。この場合、第１または第２のいずれかの光源
３１または３２から再生光を切換え出射できるようにな
される。

【００２３】第２の光源３２からのゲート光は、コリメ
ータレンズ４１およびビームスプリッタ４２を介して第
１の光源３１からの選択された記録光と一致するように
なされる。

【００２４】この構成において、その記録に当たって
は、この例では第１の光源３１から、図１で説明したと
同様に、波長λ₁〜λ_nによる記録情報に応じた記録光
を、光波長多重記録媒体４に向かわせるとともに、この
例では同時に第２光源３２から、所定の波長λｇのゲー
ト光を発生させて、コリメータレンズ４１およびビーム
スプリッタ４２を介して上述の記録光に重畳してこれと
ともに光波長多重記録媒体４に照射させる。

【００２５】このようにして、光波長多重記録媒体４に
光波長多重記録を行う。

【００２６】そして、再生に当たっては、光源部１の第
１の光源３１もしくは第２の光源３２から、波長λ_exc
の再生光を取出し、これを図１で説明したと同様に光波
長多重記録媒体４に向かわせ、同様の方法によってその
再生を行う。

【００２７】図１および図２のいずれにおいても、その
消去時には光源部１から波長λ_erを発生させ光波長多重
記録媒体４に照射することによって記録の消去を行う。

【００２８】尚、上述の構成において、光源部１または
その第１および第２の光源３１および３２において複数
の波長の光を取り出すに当たっては、各波長の光を発生
するレーザ等が用いられることになるが、これらの光は
例えば図３に示すように、各波長の光源Ｓ例えばλ₁〜
λ_nのレーザ等の光源Ｓ₁〜Ｓ_n，更に図示しないが、
上述のλ_exc，λ_er等の波長の光源からの各光はそれぞ
れ図１および図２で示すように、コリメータレンズ２１
で合成されるようにすることもできるが、コリメータレ
ンズ２１に入射させる以前に図４に示すように、予め光
合成素子５１によって同一軸上に合成させて、その後に
コリメータレンズ２１に入射させることが望ましい。こ
の光合成素子５１として、例えば各光源Ｓからの光をそ
れぞれ光ファイバーによって同一軸上に一致させると
か、ホログラムによるビームコンバイナーによって構成
することができる。

【００２９】このホログラムによる光合成素子すなわち
ビームコンバイナーの作製は、例えば図５に示すよう
に、透明基板６１上に塗布された合成を行うべき波長例
えばλ ₁〜λ_nの範囲に感光性を示す感光層に対し、先
ず所定の波長λ₁の物体光Ｌ_su _bを基板２１に対して例
えば直角に入射させると共に、同一波長λ₁の参照光Ｌ
_refを物体光Ｌ_subの光軸に対して所定の角度θ₁（０
＜θ₁＜９０°）で入射させて干渉露光を行う。次に同
様の方法によって他の波長のλ₂ に関して同様の物体光
Ｌ_subと角度θ₂ （θ₂ ≠θ₁，０＜θ₁＜９０°）の
参照光Ｌ_refを用いて干渉露光を行い同様にして順次互
いに異なる所定の波長λ₃〜λ_nに関してそれぞれの波
長の物体光Ｌ_subの照射と所定の互いに異なる角度θ₃
〜θ_nの入射角による参照光Ｌ_refとの照射によって順
次干渉露光する。その後感光層に対する現像、定着をお
こなうことによってホログラムによる光合成素子すなわ
ちビームコンバイナーを作製する。

【００３０】このようにして作製したホログラムによる
光合成素子５１すなわちビームコンバイナーは、これに
対して図６に示すように、上述の波長λ₁〜λ_nをそれ
ぞれ上述の入射角θ₁〜θ_nをもって入射させれば、こ
れらが同一軸上に合致合成されて出射させることができ
るので、このように同一軸上に合成された光を図１のレ
ンズ２１に入射させる。

【００３１】上述の本発明構成によれば、その記録再生
の手段として、光学レンズ、ビームスプリッタ、１／４
波長板等の組み合わせで簡潔に構成される。そして、こ
れら光学レンズ、ビームスプリッタ、１／４波長板等の
組み合わせによる構成は、光ディスク、光磁気ディスク
等で汎用されている記録再生ピックアップにおける技術
の延長上にあることから、実際の組み立て、製造での技
術的利益は大で、更に光波長多重記録媒体４として、室
温でＰＨＢ現象を呈する媒体を用いることにより、冷却
装置を設けることを回避することによって、より全体と
しての小型、軽量、コンパクト化をはかることができ、
また、廉価に構成できる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、上述したように、その
記録再生の手段として、光学レンズ、ビームスプリッ
タ、１／４波長板等の組み合わせで簡潔に構成でき、全
体として小型、軽量、コンパクトに、また、廉価に構成
できるものであり、光波長多重記録再生装置の実用化に
おいて極めて大きな利益をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の一例の概略構成図である。

【図２】本発明装置の一例の概略構成図である。

【図３】本発明装置の光源部の一例の構成図である。

【図４】本発明装置の光源部の一例の構成図である。

【図５】光合成素子のホログラムによる作製の説明図で
ある。

【図６】光合成素子の動作図である。

【図７】Ｓｍ²⁺のエネルギー準位のモデル図である。

【符号の説明】

１光源部３１第１の光源３２第２の光源２波長選択素子３光検出部４光波長多重記録媒体

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年３月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】しかしながら、このように極低温で記録再
生を行うには大掛かりな冷却装置を必要とすることか
ら、実用上の問題があり、これに対して室温でのＰＨＢ
による情報記録が可能な記録材料として、Ｓｍをアルカ
リ土類金属のハロゲン化物結晶母体にドープした材料、
例えばＳｒＦＣｌ_XＢｒ_1-X：Ｓｍ²⁺などが検討されて
いる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】上述した記録方法は、２段階光励起による
記録方法であるが、記録材料の組成、製法等の選定によ
って、伝導帯と準安定準位とのエネルギー差が小さい場
合にはその記録において上述のゲート光を用いずに、選
択された波長λｓ（λ₁〜λ _n）の記録光の２光子によ
って上述した光イオン化を行って同様の記録を行ういわ
ゆる２光子記録法がある。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】

【実施例】図１は、本発明装置の一例の概略構成を示
す。光波長多重記録媒体４は、前述したように例えばデ
ィスク状をなし、基板４Ａ上にＡｌ等の反射膜４Ｂを介
して室温でＰＨＢ現象を起こす記録材料層４Ｃ例えばＳ
ｒ_xＣａ_1-xＦＣ１_yＢｒ_1-y：Ｓｍ（０＜ｘ＜１，０
＜ｙ＜１）、Ｓｒ_xＢａ_1-xＦＣ１_yＢｒ_1-y：Ｓｍ
（０＜ｘ＜１，０＜ｙ＜１）が被着形成され、これの上
に透明の保護膜ないしは保護基板４Ｄが配置されてな
る。この記録媒体１すなわちディスクは、その中心軸Ｏ
を中心に回転駆動される。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２２】上述した例では、２光子記録方法によって
光波長多重記録媒体４に対する記録を行った場合である
が、２段階光励起記録法による場合の一例の概略構成を
図２に示す。図２において図１に対応する部分には同一
符号を付して重複説明を省略するが、この場合、光源部
１は、図７で説明したように、選択された波長λｓ（λ
₁〜λ_n）の記録光を取り出す第１の光源３１と、所定
の波長λｇのゲート光を取り出す第２の光源３２とより
なる。この場合、第１または第２のいずれかの光源３１
または３２から再生光を切換え出射できるようになされ
る。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】このホログラムによる光合成素子すなわち
ビームコンバイナーの作製は、例えば図５に示すよう
に、透明基板６１上に塗布された合成を行うべき波長例
えばλ ₁〜λ_nの範囲に感光性を示す感光層に対し、先
ず所定の波長λ₁の物体光Ｌ_su _bを基板２１に対して例
えば直角に入射させると共に、同一波長λ₁の参照光Ｌ
_refを物体光Ｌ_subの光軸に対して所定の角度θ₁（０
＜θ₁＜９０°）で入射させて干渉露光を行う。次に同
様の方法によって他の波長のλ₂に関して同様の物体光
Ｌ_subと角度θ₂（θ₂≠θ₁，０＜θ₂ ＜９０°）の
参照光Ｌ_refを用いて干渉露光を行い同様にして順次互
いに異なる所定の波長λ₃〜λ_nに関してそれぞれの波
長の物体光Ｌ_subの照射と所定の互いに異なる角度θ₃
〜θ_nの入射角による参照光Ｌ_refとの照射によって順
次干渉露光する。この後感光層に対する現像、定着をお
こなうことによってホログラムによる光合成素子すなわ
ちビームコンバイナーを作製する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも光源部と、波長選択素子と、
光検出部とを有し、上記光源部から複数の波長光を光波長多重記録媒体に照
射し、該光波長多重記録媒体からの発光を上記波長選択
素子を通して検出することを特徴とする光波長多重記録
再生装置。
【請求項２】上記光源部が、複数の波長光と所定の波
長のゲート光とを発生する光源であることを特徴とする
請求項１に記載の光波長多重記録再生装置。
【請求項３】上記光源部に、ホログラムによる光合成
素子が設けられ、該光合成素子を介して複数の波長の光
を同一軸上に合成して取り出すようにしたことを特徴と
する請求項１に記載の光波長多重記録再生装置。