JPH08202246A - ホログラム記録装置 - Google Patents

ホログラム記録装置

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JPH08202246A
JPH08202246A JP828795A JP828795A JPH08202246A JP H08202246 A JPH08202246 A JP H08202246A JP 828795 A JP828795 A JP 828795A JP 828795 A JP828795 A JP 828795A JP H08202246 A JPH08202246 A JP H08202246A
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JP
Japan
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semiconductor laser
fabry
temperature
perot etalon
temperature measuring
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JP828795A
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Yorio Wada
順雄 和田
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0486Improving or monitoring the quality of the record, e.g. by compensating distortions, aberrations
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体レーザの温度と注入電流を安定化し、
ホログラム記録時に波長を安定させ、良好な干渉縞を得
ることのできるホログラム記録装置を提供する。 【構成】 半導体レーザ素子2に密着した第1の温度測
定素子3と、第1の温度測定素子3の出力信号に基いて
半導体レーザ素子に熱的に接触せしめられた第1のペル
チエ素子4を介して半導体レーザ素子の温度を設定値に
保持させる第1の温度制御手段17と、ファブリーペロ
ーエタロン11に密着した第2の温度測定素子12と、
第2の温度測定素子18の出力信号に基いてファブリー
ペローエタロン11の温度を設定値に保持させる第2の
温度制御手段18と、ファブリーペローエタロンの透過
光量が常に最大になるように半導体レーザ素子への注入
電流を制御する電流制御手段19とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ホログラムの記録装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ホログラム記録用の光源として、従来
は、主として、He−Neレーザ等の各種ガスレーザや
ルビーレーザ等の固体レーザが用いられてきた。一方、
半導体レーザを光源に用いたホログラム記録の取り組み
が従来よりなされてきた。これは、Applied Optics Vo
l.19,No.13(1980) 等に開示されている。光源に半導体
レーザを用いた場合には、ガスレーザや固体レーザを用
いた場合に比べて、ホログラフィの記録装置を非常に小
型化でき、装置の製作コストも大幅に削減できるという
利点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ホログラム
記録時には、装置の振動を抑えることはもちろん、光源
の波長が安定していることが必要である。ガスレーザや
固体レーザを用いる場合には、波長の安定度は充分であ
り、主に振動の防止に留意していればよかったが、装置
自体が大きく、従って、ホログラフィ記録装置全体が大
きくなるという問題がある。
【0004】これに対し、半導体レーザを用いれば、ホ
ログラム記録装置を大幅に小型化することができるが、
一般に動作温度や注入電流により発振波長が変化し、
又、この発振波長が不連続的に変化するモードホップと
呼ばれる特性を有している。ホログラム記録時に発振波
長が大きく変化すると、露光中に干渉縞が変化し、良好
なホログラム再生像が得られない。従って、半導体レー
ザをホログラム記録用の光源として用いる場合、発振波
長を安定化する制御が必要になってくる。
【0005】従来、半導体レーザを用いたホログラム記
録装置において、半導体レーザの発振波長を安定化する
方法は提案されていたが、何れも十分な波長安定度を達
成できてはいない。又、半導体レーザの多くは、発振ス
ペクトル線幅がガスレーザに比べて広いので、コヒーレ
ンス長が短く、参照光と物体光との光路長差に対する許
容度が非常に小さい。従って、ホログラム記録時に、参
照光と物体光との間の光路長差を非常に小さくするよう
に配置しなければならず、装置の構成上制約を受けてい
た。更に、光路長差の許容度は、波長安定度にも関係し
ており、露光中の波長変動は、λ2 /Dを越えてはなら
ないことが知られている(M.Yonemura,Optics Lettics
Vol.1,No.1.1985) 。ここで、λは光源の波長、Dは参
照光と物体光の光路長差を表している。半導体レーザを
そのまま発振させる所謂フリーランニングの状態では、
波長安定度は、△λ/λ=10-4程度であり、許容され
る光路長差は数mmでしかない。
【0006】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、半導体レーザの温度と注入電流を安定化し、ホ
ログラム記録時に波長を安定させ、良好な干渉縞を得る
ことのできるホログラム記録装置を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるホログラム記録装置は、半導体レーザ
素子と、該半導体レーザ素子の温度を測定するための第
1の温度測定素子と、該半導体レーザ素子を加熱するた
めの第1のペルチエ素子と、該ペルチエ素子の放熱面に
接触した放熱部材と、前記半導体レーザ素子から射出し
たビームの該半導体レーザ素子への戻りを防止するため
の光アイソレータと、該半導体レーザ素子から射出した
ビームを平行光束にするためのコリメータレンズと、前
記半導体レーザ素子と前記第1の温度測定素子と前記光
アイソレータと前記コリメータレンズとを一体的に保持
する第1の断熱部材と、前記平行光束を2分割するため
の偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリッタに
より分割されたビームの一方が入射するように配置され
たファブリーペローエタロンと、該ファブリーペローエ
タロンの温度を測定するための第2の温度測定素子と、
該第2の温度測定素子により測定された温度と予め設定
された温度との差によって前記ファブリーペローエタロ
ンを加熱冷却する第2のペルチエ素子と、該第2のペル
チエ素子の放熱面に接触した放熱部材と、前記ファブリ
ーペローエタロンと前記第2の温度測定素子とを一体的
に保持する第2の断熱部材と、前記ファブリーペローエ
タロンからの透過光を検出して電気信号に変換する光電
変換手段と、該光電変換手段によって得られた光量デー
タを前記半導体レーザ素子への注入電流にフィードバッ
クするフィードバック回路とを備えていて、前記偏光ビ
ームスプリッタにより分割されたビームの他方が、ホロ
グラフィ記録のために用いられるようになっている。
【0008】
【作用】ホログラム記録装置は、その光源部において、
半導体レーザ素子の温度と注入電流を制御し、半導体レ
ーザ素子の発振波長を安定せしめる。半導体レーザ素子
は、第1の温度測定素子と第1のペルエチ素子により、
予め設定した温度に対し±0.1℃に保たれる。このよ
うにして温度安定化した半導体レーザ素子から射出され
たビームの一部を取り出し、ファブリーペローエタロン
へ導き、ファブリーペローエタロンの透過光の光量を光
電変換素子でモニタし、常に最も光量が大きくなるよう
に半導体レーザ素子への注入電流を制御して、発振波長
を安定化する。尚、ファブリーペローエタロン自身も±
0.1℃で温度安定化されている。これらの制御で波長
安定度は、△λ/λ=1×10-6になる。
【0009】
【実施例】第1実施例 図1及び2は本発明の第1実施例を示している。図1は
光源部の構成を示す図であり、図2はフレネルホログラ
ム記録装置の構成を示す図である。図中、1は光源部ケ
ース、2は半導体レーザ素子、3は半導体レーザ素子2
の温度を測定するため半導体レーザ素子2の外装に密着
せしめられた第1の温度測定素子、4は半導体レーザ素
子2に熱的に密着せしめられていて半導体レーザ素子2
を加熱又は冷却するための第1のペルチエ素子、5は第
1のペルチエ素子4の放熱面に接触せしめられた放熱部
材、6は半導体レーザ素子2から射出したビームの該半
導体レーザ素子2への戻り光を防止するための光アイソ
レータ、7は半導体レーザ素子2から射出したビームを
平行光束にするためのコリメータレンズ、8は半導体レ
ーザ素子2,第1の温度測定素子3,第1のペルチエ素
子4,放熱部材5,光アイソレータ6及びコリメータレ
ンズ7を1つのブロックとして一体的に保持する断熱部
材である。
【0010】9は上記平行光束を2分割するための偏光
ビームスプリッタ、10はファブリーペローエタロンの
一方の端面からの反射光の偏光面を変化させ偏光ビーム
スプリッタ9を透過して半導体レーザ素子2へ光が戻ら
ないようにするためのλ/4板、11は偏光ビームスプ
リッタ9により分割されたビームの一方即ち偏光ビーム
スプリッタ9を透過したビームが垂直に入射するように
配置されたファブリーペローエタロン(波長フィルター
の一種)、12はファブリーペローエタロン11の温度
を測定するためファブリーペローエタロン11の外装に
密着せしめられた第2の温度測定素子、13はファブリ
ーペローエタロン11に熱的に密着せしめられていてフ
ァブリーペローエタロン11を加熱又は冷却するための
第2のペルチエ素子、14は第2のペルテエ素子13の
放熱面に接触せしめられた放熱部材、15はファブリー
ペローエタロン11からの透過光を検出して電気信号に
変換する光電変換手段、16はファブリーペローエタロ
ン11,第2の温度測定素子12,第2のペルチエ素子
13及び放熱部材14を1つのブロックとして一体的に
保持する断熱部材である。
【0011】17は第1の温度測定素子3により検出さ
れた出力信号に基づき半導体レーザ素子2の温度が予め
設定された温度よりも低い時は半導体レーザ素子2を加
熱し、高い時は半導体レーザ素子2を冷却するように第
1のペルチエ素子4を駆動する第1の温度制御手段、1
8は第2の温度測定素子12により検出された出力信号
に基づきファブリーペローエタロン11の温度が予め設
定された温度よりも低い時はファブリーペローエタロン
11を加熱し、高い時はファブリーペローエタロン11
を冷却するように第2のペルチエ素子13をを駆動する
第2の温度制御手段、19は光電変換手段15により得
られた光量データを半導体レーザ素子2への注入電流に
フィードバックする電流制御手段である。
【0012】20はフレネルホログラム記録装置を収納
するハウジング、21は参照光と物体光の光量比を変化
させるためのλ/2板、22は偏光ビームスプリッタ、
23及び24は偏光ビームスプリッタ22により分割さ
れた参照光及び物体光、25はビームを拡げるためのレ
ンズ、26は乾板、27,28はミラー、29はビーム
を拡げるためのレンズ、30は物体である。尚、第1及
び第2の温度制御手段は、何れも、設定温度に対し±
0.1℃の精度で温度制御できるものを使用するものと
する。
【0013】第1実施例は上記のように構成されている
から、半導体レーザ素子2を射出したビームは、光アイ
ソレータ6を透過した後、コリメータレンズ7により平
行光となり、偏光ビームスプリッタ9に入射する。そし
て、この偏光ビームスプリッタ9により、入射光の一方
は反射されて光源部ケース1より外部へ射出し、他方は
偏光ビームスプリッタ9を透過してλ/4板10を通過
し、ファブリーペローエタロン11へ入射する。ファブ
リーペローエタロン11を透過した光は光電変換手段1
5によりモニタされ、この出力は電流制御手段19へ入
力されて、ファブリーペローエタロン11の透過光量が
常に最大になるように、半導体レーザ素子2への注入電
流が制御される。
【0014】この場合、第1の温度測定素子3は、半導
体レーザ素子2の温度を検出して、その出力信号を第1
の温度制御手段17へ入力し、それに基いて第1の温度
制御手段17は、半導体レーザ素子2の温度が予め設定
された温度に維持されるように、第1のペルチエ素子4
を駆動する。その結果、実験によれば、半導体レーザ素
子2の発振波長の安定度△λ/λは±7.6×10-6
保持された。又、第2の温度測定素子12は、ファブリ
ーペローエタロン11の温度を検出して、その出力信号
を第2の温度制御手段18へ入力し、それに基いて第2
の温度制御手段18は、ファブリーペローエタロン11
の温度が予め設定された温度に維持されるように、第2
のペルチエ素子13を駆動する。その結果、実験によれ
ば、半導体レーザ素子2のための第1の温度制御手段1
7と、ファブリーペローエタロン11のための第2の温
度制御手段18と、半導体レーザ素子13への注入電流
制御手段19を合わせた系全体での波長安定度△λ/λ
は±10-6に保持されることが確認された。この波長安
定度において、半導体レーザ素子2から発振される中心
波を670nmとすると、670nmの光路長差まで許容さ
れ得ることになる。
【0015】上述のようにして光源部ケース1より外部
へ射出したビームは、λ/2板21により偏光面を回転
せしめられた後、偏光ビームスプリッタ22により参照
光23と物体光24とに分割され、参照光23はミラー
27で反射せしめられた後レンズ25によりビームが広
げられて、乾板26へ入射せしめられる。同様に、物体
光24はミラー28により反射せしめられた後レンズ2
9によりビームが広げられて、物体30を照射する。物
体Oから反射して乾板26へ入射せしめられたこの光は
乾板26上で参照光23と互いに干渉し、干渉縞が記録
される。この場合、参照光23と物体光24の光量比
は、λ/2板21を回転することにより調節され得る。
【0016】第2実施例 図3は本発明の第2実施例を示している。この実施例
は、1光束による所謂デニシューク型のホログラム記録
装置であり、光源部ケース1より外部へ出射したビーム
は、レンズ30により拡散光31となり、この拡散光の
中心軸線と約45゜の角度をなすように配置された乾板
26と、この乾板26の裏側に配置された物体Oとによ
り構成される。尚、このデニシューク型ホログラム記録
装置の作用は、当業者にとって周知であるので、説明は
省略する。
【0017】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、光源であ
る半導体レーザ素子の発振波長を、温度と注入電流とを
適正に制御することにより安定化させることができ、そ
の結果、良好な記録を行うことのできるホログラム記録
装置を提供することができる。又、本発明によれば、光
路長差を大きくとることができ、而も、この種従来装置
に比べて装置全体を極めて安価に製作することができる
という利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光源部の構成を示す図である。
【図2】本発明によるホログラム記録装置の第1実施例
の構成を示す図である。
【図3】本発明によるホログラム記録装置の第2実施例
の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 光源部ケース 2 半導体レーザ素子 3 第1の温度測定素子 4 第1のペルチエ素子 5,14 放熱部材 6 光アイソレータ 7 コリメータレンズ 8,16 断熱部材 9,22 偏光ビームスプリッタ 10 λ/4板 11 ファブリーペローエタロン 12 第2の温度測定素子 13 第2のペルチエ素子 15 光電変換素子 17 第1の温度制御手段 18 第2の温度制御手段 19 注入電流制御手段 20 ハウジング 21 λ/2板 23 参照光 24 物体光 25,29,30 レンズ 26 乾板 27,28 ミラー O 物体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体レーザ素子と、該半導体レーザ素
    子の温度を測定するための第1の温度測定素子と、該半
    導体レーザ素子を加熱冷却するための第1のペルチエ素
    子と、該ペルチエ素子の放熱面に接触した放熱部材と、
    前記半導体レーザ素子から射出したビームの該半導体レ
    ーザ素子への戻りを防止するための光アイソレータと、
    該半導体レーザ素子から射出したビームを平行光束にす
    るためのコリメータレンズと、前記半導体レーザ素子と
    前記第1の温度測定素子と前記光アイソレータと前記コ
    リメータレンズとを一体的に保持する第1の断熱部材
    と、前記平行光束を2分割するための偏光ビームスプリ
    ッタと、該偏光ビームスプリッタにより分割されたビー
    ムの一方が1つの端面に垂直に入射するように配置され
    たファブリーペローエタロンと、該ファブリーペローエ
    タロンの温度を測定するための第2の温度測定素子と、
    該第2の温度測定素子により測定された温度と予め設定
    された温度との差によって前記ファブリーペローエタロ
    ンを加熱冷却する第2のペルチエ素子と、該第2のペル
    チエ素子の放熱面に接触した放熱部材と、前記ファブリ
    ーペローエタロンと前記第2の温度測定素子とを一体的
    に保持する第2の断熱部材と、前記ファブリーペローエ
    タロンからの透過光を検出して電気信号に変換する光電
    変換手段と、該光電変換手段によって得られた光量デー
    タを前記半導体レーザ素子への注入電流にフィードバッ
    クするフィードバック回路とを備えていて、前記偏光ビ
    ームスプリッタにより分割されたビームの他方をホログ
    ラフィ記録のために用いるようにしたホログラム記録装
    置。
  2. 【請求項2】 半導体レーザー素子と、該半導体レーザ
    ー素子の温度を測定するための第1の温度測定素子と、
    該半導体レーザー素子を加熱冷却するための第1のペル
    チエ素子と、該ペルチエ素子の放熱面に接触した放熱部
    材と、前記半導体レーザー素子から射出したビームの該
    半導体レーザー素子への戻りを防止するための光アイソ
    レータと、該半導体レーザー素子から射出したビームを
    平行光束にするためのコリメータレンズと、前記半導体
    レーザー素子と前記第1の温度測定素子と前記光アイソ
    レータと前記コリメータレンズとを一体的に保持する第
    1の断熱部材と、前記平行光束を2分割するための偏光
    ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリッタにより分
    割されたビームの一方が1つの端面に垂直に入射するよ
    うに配置されたファブリーペローエタロンと、該ファブ
    リーペローエタロンの温度を測定するための第2の温度
    測定素子と、該第2の温度測定素子により測定された温
    度と予め設定された温度との差によって前記ファブリー
    ペローエタロンを加熱冷却する第2のペルチエ素子と、
    該第2のペルチエ素子の放熱面に接触した放熱部材と、
    前記ファブリーペローエタロンと前記第2の温度測定素
    子とを一体的に保持する第2の断熱部材と、前記ファブ
    リーペローエタロンからの透過光を検出して電気信号に
    変換する光電変換手段と、該光電変換手段によって得ら
    れた光量データを前記半導体レーザー素子への注入電流
    にフィードバックするフィードバック回路とを備えた波
    長安定化半導体レーザー光源。
JP828795A 1995-01-23 1995-01-23 ホログラム記録装置 Withdrawn JPH08202246A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7446916B2 (en) 2003-10-08 2008-11-04 Tdk Corporation Holographic recording and reproduction apparatus, and method with temperature adjustment device for semiconductor laser

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7446916B2 (en) 2003-10-08 2008-11-04 Tdk Corporation Holographic recording and reproduction apparatus, and method with temperature adjustment device for semiconductor laser

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