JP2002368329A - Coherent light generation apparatus and method, and optical information recording apparatus and method - Google Patents
Coherent light generation apparatus and method, and optical information recording apparatus and methodInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光出力の立ち上がり後に緩和振動を生じる
レーザを用いながら、所定期間にわたって均質な可干渉
性を有するコヒーレント光を生成する。
【解決手段】 コヒーレント光生成装置101は、発光
出力の立ち上がり後に緩和振動を生じるレーザとしての
半導体レーザ102と、この半導体レーザ102を駆動
する駆動回路103と、この駆動回路103を制御する
制御回路104とを備えている。制御回路104は、半
導体レーザ102より緩和振動における最初のピークの
みを含む光パルスが所定期間にわたって繰り返し出力さ
れ、この所定期間内の複数の光パルスによって所定期間
にわたって均質な可干渉性を有するコヒーレント光が生
成されるように、駆動回路103を制御する。
(57) [Problem] To generate coherent light having uniform coherence over a predetermined period while using a laser which generates relaxation oscillation after rising of a light emission output. SOLUTION: A coherent light generation device 101 includes a semiconductor laser 102 as a laser that generates relaxation oscillation after a rising of a light emission output, a driving circuit 103 for driving the semiconductor laser 102, and a control circuit 104 for controlling the driving circuit 103. And The control circuit 104 repeatedly outputs a light pulse including only the first peak in the relaxation oscillation from the semiconductor laser 102 over a predetermined period, and the coherent light having uniform coherence over a predetermined period by a plurality of light pulses within the predetermined period. The driving circuit 103 is controlled so that is generated.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、所定期間にわたっ
て均質な可干渉性を有するコヒーレント光を生成するコ
ヒーレント光生成装置および方法、ならびにホログラフ
ィを利用して記録媒体に情報を記録するための光情報記
録装置および方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coherent light generating apparatus and method for generating coherent light having uniform coherence over a predetermined period, and optical information for recording information on a recording medium using holography. The present invention relates to a recording apparatus and a recording method.
【0002】[0002]
【従来の技術】ホログラフィを利用して記録媒体に情報
を記録するホログラフィック記録は、一般的に、イメー
ジ情報を持った光と参照光とを記録媒体の内部で重ね合
わせ、そのときにできる干渉パターンを記録媒体に書き
込むことによって行われる。記録された情報の再生時に
は、その記録媒体に参照光を照射することにより、干渉
パターンによる回折によりイメージ情報が再生される。2. Description of the Related Art In general, holographic recording in which information is recorded on a recording medium using holography is performed by superimposing light having image information and reference light inside a recording medium, and generating interference at that time. This is performed by writing a pattern on a recording medium. When the recorded information is reproduced, the image information is reproduced by irradiating the recording medium with the reference light and diffracting by the interference pattern.
【0003】近年では、超高密度光記録のために、ボリ
ュームホログラフィ、特にデジタルボリュームホログラ
フィが実用域で開発され注目を集めている。ボリューム
ホログラフィとは、記録媒体の厚み方向も積極的に活用
して、3次元的に干渉パターンを書き込む方式であり、
厚みを増すことで回折効率を高め、多重記録を用いて記
録容量の増大を図ることができるという特徴がある。そ
して、デジタルボリュームホログラフィとは、ボリュー
ムホログラフィと同様の記録媒体と記録方式を用いつつ
も、記録するイメージ情報は2値化したデジタルパター
ンに限定した、コンピュータ指向のホログラフィック記
録方式である。このデジタルボリュームホログラフィで
は、例えばアナログ的な絵のような画像情報も、一旦デ
ジタイズして、2次元デジタルパターン情報に展開し、
これをイメージ情報として記録する。再生時は、このデ
ジタルパターン情報を読み出してデコードすることで、
元の画像情報に戻して表示する。これにより、再生時に
信号対雑音比(SN比)が多少悪くても、微分検出を行
ったり、2値化データをコード化しエラー訂正を行った
りすることで、極めて忠実に元の情報を再現することが
可能になる。In recent years, volume holography, especially digital volume holography, has been developed in the practical range for ultra-high-density optical recording and has attracted attention. Volume holography is a system in which an interference pattern is written three-dimensionally by actively utilizing the thickness direction of a recording medium.
The feature is that the diffraction efficiency can be increased by increasing the thickness, and the recording capacity can be increased by using multiplex recording. Digital volume holography is a computer-oriented holographic recording method that uses the same recording medium and recording method as volume holography, but limits image information to be recorded to binary digital patterns. In this digital volume holography, for example, image information such as an analog picture is once digitized and developed into two-dimensional digital pattern information.
This is recorded as image information. During playback, by reading and decoding this digital pattern information,
Return to the original image information and display. Thereby, even if the signal-to-noise ratio (S / N ratio) is somewhat poor at the time of reproduction, the original information can be reproduced very faithfully by performing differential detection or encoding the binary data and performing error correction. It becomes possible.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、光を利用し
て円板状の記録媒体に情報を記録する一般的な光情報記
録装置は、記録媒体に対して情報記録用の光を照射する
光ヘッドを備えている。そして、この光情報記録装置で
は、記録媒体を回転させながら、光ヘッドより記録媒体
に対して情報記録用の光を照射して、記録媒体に情報を
記録するようになっている。By the way, a general optical information recording apparatus for recording information on a disc-shaped recording medium by using light is a method of irradiating a recording medium with light for recording information. It has a head. In this optical information recording apparatus, information is recorded on the recording medium by irradiating the recording medium with light from the optical head while rotating the recording medium.
【0005】ホログラフィック記録を用いる光情報記録
装置においても、上記の一般的な光情報記録装置と同様
に、記録媒体を回転させながら、記録媒体に対して情報
光と参照光とを照射して、記録媒体における複数の情報
記録領域に順次情報を記録することが考えられる。この
場合には、各情報記録領域に記録される各情報を互いに
分離するために、記録媒体に照射される情報光と参照光
の強度を、各情報記録領域においては大きくし、他の領
域では小さくする必要がある。これを実現する一つの手
段としては、光パルスに基づいて情報光および参照光を
生成することが考えられる。In an optical information recording apparatus using holographic recording, similarly to the above-mentioned general optical information recording apparatus, the recording medium is irradiated with information light and reference light while rotating the recording medium. It is conceivable to sequentially record information in a plurality of information recording areas on a recording medium. In this case, in order to separate each information recorded in each information recording area from each other, the intensity of the information light and the reference light applied to the recording medium is increased in each information recording area, and is increased in other areas. Need to be smaller. One way to achieve this is to generate information light and reference light based on light pulses.
【0006】上述のようなホログラフィック記録に用い
られる光パルスに求められる条件は、可干渉性を有する
こと、すなわちコヒーレントであることと、記録媒体の
光学的特性を変化させるのに十分なエネルギを有するこ
とである。[0006] The conditions required for the light pulse used in the holographic recording as described above include coherence, that is, coherence, and energy sufficient to change the optical characteristics of the recording medium. Is to have.
【0007】従来、コヒーレントで高エネルギの光パル
スを生成する光源としては、パルスレーザが知られてい
る。しかしながら、パルスレーザは、大型であり、光情
報記録装置に組み込むことは実用的ではない。Conventionally, a pulse laser has been known as a light source for generating a coherent and high-energy light pulse. However, pulse lasers are large and impractical to incorporate into optical information recording devices.
【0008】一般的な光情報記録装置では、光源として
半導体レーザが用いられている。ホログラフィック記録
を用いる光情報記録装置においても、光源としては、実
用的な半導体レーザを用いることが望ましい。[0008] In a general optical information recording apparatus, a semiconductor laser is used as a light source. In an optical information recording apparatus using holographic recording, it is desirable to use a practical semiconductor laser as a light source.
【0009】しかしながら、よく知られているように、
半導体レーザを直接変調して光パルスを生成した場合に
は、光パルスの立ち上がり後に緩和振動が発生し、この
緩和振動が発生している期間では光の可干渉性(コヒー
レンス)が低下する。従って、半導体レーザを直接変調
して生成した光パルスでは、光パルス全体でも可干渉性
が低くなるという問題点がある。However, as is well known,
When an optical pulse is generated by directly modulating a semiconductor laser, relaxation oscillation occurs after the rise of the optical pulse, and the coherence of light decreases during the period in which the relaxation oscillation occurs. Therefore, an optical pulse generated by directly modulating a semiconductor laser has a problem that coherence is low even in the entire optical pulse.
【0010】一方、半導体レーザを用いてパルス幅が極
めて短い光パルスを生成するパルス光源も種々提案され
ている。このようなパルス光源は、例えば、半値幅が数
十ps(ピコ秒)で、ピークパワーが数十〜百数十mW
の光パルスを、数MHz程度までの繰り返し周波数で出
力するようになっている。しかしながら、このパルス光
源によって生成される光パルスでは、記録媒体の光学的
特性を変化させるのに十分なエネルギを得ることはでき
ないという問題点がある。[0010] On the other hand, various pulsed light sources have been proposed which generate an optical pulse having a very short pulse width using a semiconductor laser. Such a pulsed light source has, for example, a half width of tens of ps (picoseconds) and a peak power of tens to hundreds of tens of mW.
Is output at a repetition frequency of up to about several MHz. However, there is a problem in that the light pulse generated by the pulse light source cannot obtain sufficient energy to change the optical characteristics of the recording medium.
【0011】なお、一般的な光ディスク装置では、情報
再生用の光として、高周波重畳することによってマルチ
モード化された半導体レーザの光が用いられている。こ
の情報再生用の光は、コヒーレンスが低下しているた
め、ホログラフィック記録に用いることはできない。Incidentally, in a general optical disk device, as a light for reproducing information, a light of a semiconductor laser which has been made into a multi-mode by superimposing at a high frequency is used. This light for information reproduction cannot be used for holographic recording because its coherence is reduced.
【0012】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第1の目的は、発光出力の立ち上がり後に緩
和振動を生じるレーザを用いながら、所定期間にわたっ
て均質な可干渉性を有するコヒーレント光を生成するこ
とを可能にしたコヒーレント光生成装置および方法を提
供することにある。The present invention has been made in view of such a problem, and a first object of the present invention is to provide a coherent light having uniform coherence over a predetermined period while using a laser which generates relaxation oscillation after the rise of the emission output. It is an object of the present invention to provide a coherent light generation device and method capable of generating a coherent light.
【0013】本発明の第2の目的は、ホログラフィを利
用して記録媒体に情報を記録するための光情報記録装置
および方法であって、発光出力の立ち上がり後に緩和振
動を生じるレーザを用いながら、所定期間にわたって均
質な可干渉性を有するコヒーレント光を生成し、このコ
ヒーレント光を用いて情報の記録を行うことができるよ
うにした光情報記録装置および方法を提供することにあ
る。A second object of the present invention is to provide an optical information recording apparatus and method for recording information on a recording medium by using holography, wherein a laser which generates relaxation oscillation after rising of a light emission output is used. An object of the present invention is to provide an optical information recording apparatus and method capable of generating coherent light having uniform coherence over a predetermined period, and recording information using the coherent light.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明のコヒーレント光
生成装置は、所定期間にわたって均質な可干渉性を有す
るコヒーレント光を生成する装置であって、発光出力の
立ち上がり後に緩和振動を生じるレーザと、レーザを駆
動する駆動回路と、レーザより緩和振動における最初の
ピークのみを含む光パルスが所定期間にわたって繰り返
し出力され、この所定期間内の複数の光パルスによって
所定期間にわたって均質な可干渉性を有するコヒーレン
ト光が生成されるように、駆動回路を制御する制御手段
とを備えたものである。According to the present invention, there is provided a coherent light generating apparatus for generating coherent light having uniform coherence over a predetermined period of time, comprising: a laser which generates relaxation oscillation after a rising of a light emission output; A driving circuit for driving the laser, and an optical pulse including only the first peak in the relaxation oscillation from the laser is repeatedly output over a predetermined period, and a plurality of light pulses within the predetermined period provide a coherent with uniform coherence over a predetermined period. Control means for controlling the drive circuit so that light is generated.
【0015】本発明のコヒーレント光生成方法は、所定
期間にわたって均質な可干渉性を有するコヒーレント光
を生成する方法であって、発光出力の立ち上がり後に緩
和振動を生じるレーザを駆動して、レーザより、緩和振
動における最初のピークのみを含む光パルスを出力させ
る手順と、所定期間にわたって、光パルスを出力させる
手順を繰り返し実行させ、所定期間内に発生される複数
の光パルスによって、所定期間にわたって均質な可干渉
性を有するコヒーレント光を生成する手順とを備えたも
のである。The method of generating coherent light of the present invention is a method of generating coherent light having uniform coherence over a predetermined period. The method drives a laser that generates relaxation oscillation after the rising of the light emission output. A procedure for outputting an optical pulse including only the first peak in the relaxation oscillation, and a procedure for outputting the optical pulse over a predetermined period are repeatedly executed, and a plurality of light pulses generated within the predetermined period provide uniform light over a predetermined period. Generating coherent light having coherence.
【0016】本発明のコヒーレント光生成装置または方
法では、レーザより、緩和振動における最初のピークの
みを含む光パルスが所定期間にわたって繰り返し出力さ
れ、この所定期間内の複数の光パルスによって所定期間
にわたって均質な可干渉性を有するコヒーレント光が生
成される。本発明のコヒーレント光生成装置または方法
において、レーザは半導体レーザであってもよい。In the coherent light generating apparatus or method according to the present invention, an optical pulse including only the first peak in the relaxation oscillation is repeatedly output from the laser over a predetermined period, and a plurality of light pulses within the predetermined period uniformly output the laser light over a predetermined period. Coherent light having high coherence is generated. In the coherent light generation device or method of the present invention, the laser may be a semiconductor laser.
【0017】本発明の光情報記録装置は、複数の情報記
録領域を有する記録媒体における各情報記録領域に、ホ
ログラフィを利用して情報を記録するための装置であっ
て、所定期間にわたって均質な可干渉性を有するコヒー
レント光を生成するコヒーレント光生成装置と、コヒー
レント光生成装置によって生成されたコヒーレント光に
基づいて、記録する情報を担持した情報光と参照光とを
生成し、情報記録領域に情報光と参照光との干渉による
干渉パターンによって情報が記録されるように、記録媒
体に対して情報光と参照光とを照射する光学系とを備え
ている。The optical information recording apparatus of the present invention is an apparatus for recording information using holography in each information recording area of a recording medium having a plurality of information recording areas, and is capable of recording information uniformly over a predetermined period. A coherent light generating device for generating coherent light having coherence, and, based on the coherent light generated by the coherent light generating device, generating information light and reference light carrying information to be recorded, and generating information in an information recording area. An optical system for irradiating the recording medium with the information light and the reference light so that the information is recorded by an interference pattern due to the interference between the light and the reference light.
【0018】本発明の光情報記録装置において、コヒー
レント光生成装置は、発光出力の立ち上がり後に緩和振
動を生じるレーザと、レーザを駆動する駆動回路と、レ
ーザより緩和振動における最初のピークのみを含む光パ
ルスが所定期間にわたって繰り返し出力され、この所定
期間内の複数の光パルスによって所定期間にわたって均
質な可干渉性を有するコヒーレント光が生成されるよう
に、駆動回路を制御する制御手段とを有している。In the optical information recording apparatus according to the present invention, the coherent light generating apparatus includes a laser that generates a relaxation oscillation after the rising of the emission output, a driving circuit for driving the laser, and a light including only the first peak in the relaxation oscillation from the laser. Control means for controlling the drive circuit such that the pulses are repeatedly output over a predetermined period, and a plurality of light pulses within the predetermined period generate coherent light having uniform coherence over a predetermined period. I have.
【0019】本発明の光情報記録方法は、複数の情報記
録領域を有する記録媒体における各情報記録領域に、ホ
ログラフィを利用して情報を記録する方法であって、所
定期間にわたって均質な可干渉性を有するコヒーレント
光を生成する手順と、コヒーレント光を生成する手順に
よって生成されたコヒーレント光に基づいて、記録する
情報を担持した情報光と参照光とを生成し、情報記録領
域に情報光と参照光との干渉による干渉パターンによっ
て情報が記録されるように、記録媒体に対して情報光と
参照光とを照射する手順とを備えている。An optical information recording method according to the present invention is a method for recording information using holography in each information recording area of a recording medium having a plurality of information recording areas, wherein a uniform coherent A procedure for generating coherent light having the following, and, based on the coherent light generated by the procedure for generating coherent light, generate information light and reference light carrying information to be recorded, and generate the information light and the reference in the information recording area. Irradiating the recording medium with information light and reference light so that the information is recorded by an interference pattern due to interference with light.
【0020】本発明の光情報記録方法において、コヒー
レント光を生成する手順は、発光出力の立ち上がり後に
緩和振動を生じるレーザを駆動して、レーザより、緩和
振動における最初のピークのみを含む光パルスを出力さ
せる手順と、所定期間にわたって、光パルスを出力させ
る手順を繰り返し実行させ、所定期間内に発生される複
数の光パルスによって、所定期間にわたって均質な可干
渉性を有するコヒーレント光を生成する手順と含んでい
る。In the optical information recording method of the present invention, the step of generating coherent light includes driving a laser that generates relaxation oscillation after the rise of the light emission output, and generating an optical pulse containing only the first peak in the relaxation oscillation from the laser. A step of outputting, and a step of repeatedly outputting a light pulse over a predetermined period, and a step of generating coherent light having uniform coherence over a predetermined period by a plurality of light pulses generated within the predetermined period. Contains.
【0021】本発明の光情報記録装置または方法では、
レーザより、緩和振動における最初のピークのみを含む
光パルスが所定期間にわたって繰り返し出力され、この
所定期間内の複数の光パルスによって所定期間にわたっ
て均質な可干渉性を有するコヒーレント光が生成され
る。そして、このコヒーレント光に基づいて情報光と参
照光とが生成され、情報記録領域に情報光と参照光との
干渉による干渉パターンによって情報が記録されるよう
に、記録媒体に対して情報光と参照光とが照射される。
本発明の光情報記録装置または方法において、レーザは
半導体レーザであってもよい。In the optical information recording apparatus or method according to the present invention,
An optical pulse including only the first peak in the relaxation oscillation is repeatedly output from the laser over a predetermined period, and a plurality of light pulses within the predetermined period generate coherent light having uniform coherence over a predetermined period. Then, the information light and the reference light are generated based on the coherent light, and the information light and the reference light are generated on the recording medium such that the information is recorded in the information recording area by the interference pattern due to the interference between the information light and the reference light. Irradiation with reference light is performed.
In the optical information recording device or method according to the present invention, the laser may be a semiconductor laser.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。始めに、図1を参照
して、本発明の一実施の形態に係るコヒーレント光生成
装置の構成について説明する。本実施の形態に係るコヒ
ーレント光生成装置101は、所定期間にわたって均質
な可干渉性を有するコヒーレント光を生成する装置であ
る。このコヒーレント光生成装置101は、発光出力の
立ち上がり後に緩和振動を生じるレーザとしての半導体
レーザ102と、この半導体レーザ102を駆動する駆
動回路103と、この駆動回路103を制御する制御回
路104とを備えている。制御回路104は、本発明に
おける制御手段に対応する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. First, a configuration of a coherent light generation device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The coherent light generation device 101 according to the present embodiment is a device that generates coherent light having uniform coherence over a predetermined period. The coherent light generation device 101 includes a semiconductor laser 102 as a laser that generates relaxation oscillation after the emission output rises, a drive circuit 103 for driving the semiconductor laser 102, and a control circuit 104 for controlling the drive circuit 103. ing. The control circuit 104 corresponds to the control means in the present invention.
【0023】駆動回路103は、制御回路104からの
制御信号に基づいて、半導体レーザ102に供給する駆
動電流の値を、ゼロと、発光しきい値以上の所定値との
間で切り換えるようになっている。The drive circuit 103 switches the value of the drive current supplied to the semiconductor laser 102 between zero and a predetermined value equal to or higher than the light emission threshold based on a control signal from the control circuit 104. ing.
【0024】制御回路104は、半導体レーザ102よ
り緩和振動における最初のピークのみを含む光パルスが
所定期間にわたって繰り返し出力され、この所定期間内
の複数の光パルスによって所定期間にわたって均質な可
干渉性を有するコヒーレント光が生成されるように、駆
動回路103を制御するようになっている。具体的に
は、制御回路104は、駆動回路103に対して、駆動
回路103から半導体レーザ102に供給される駆動電
流の値をゼロと所定値との間で切り換えるタイミングを
示す制御信号を与えるようになっている。制御回路10
4は、例えばマイクロコンピュータによって構成するこ
とができる。この場合、マイクロコンピュータは、CP
U(中央処理装置)、ROM(リード・オンリ・メモ
リ)およびRAM(ランダム・アクセス・メモリ)を有
し、CPUが、RAMを作業領域として、ROMに格納
されたプログラムを実行することによって、制御回路1
04の機能を実現する。The control circuit 104 repeatedly outputs a light pulse including only the first peak in the relaxation oscillation from the semiconductor laser 102 over a predetermined period. The plurality of light pulses within the predetermined period provide uniform coherence over a predetermined period. The driving circuit 103 is controlled so as to generate the coherent light. Specifically, the control circuit 104 gives the drive circuit 103 a control signal indicating a timing for switching the value of the drive current supplied from the drive circuit 103 to the semiconductor laser 102 between zero and a predetermined value. It has become. Control circuit 10
4 can be constituted by a microcomputer, for example. In this case, the microcomputer uses the CP
U (central processing unit), ROM (read only memory) and RAM (random access memory), and the CPU executes the program stored in the ROM by using the RAM as a work area. Circuit 1
04 functions are realized.
【0025】次に、図2および図3を参照して、本実施
の形態に係るコヒーレント光生成装置101の動作およ
び本実施の形態に係るコヒーレント光生成方法について
説明する。Next, the operation of the coherent light generation device 101 according to the present embodiment and the coherent light generation method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
【0026】図2および図3は、コヒーレント光生成装
置101の動作の一例を表している。図2において、
(a)は半導体レーザ102に供給される駆動電流と半
導体レーザ102の発光出力との関係を示し、(b)は
駆動電流の波形を示し、(c)は発光出力の波形を示し
ている。また、図3において、(a)は駆動電流の波形
を示し、(b)は発光出力の波形を示している。FIGS. 2 and 3 show an example of the operation of the coherent light generation apparatus 101. FIG. In FIG.
(A) shows the relationship between the drive current supplied to the semiconductor laser 102 and the emission output of the semiconductor laser 102, (b) shows the waveform of the drive current, and (c) shows the waveform of the emission output. 3A shows the waveform of the drive current, and FIG. 3B shows the waveform of the light emission output.
【0027】本実施の形態において、駆動回路103よ
り半導体レーザ102に供給される駆動電流の値は、ゼ
ロと所定値との間で切り換えられる。本実施の形態で
は、駆動電流の値が所定値となる時間を、半導体レーザ
102の発光出力の立ち上がり後に生じる緩和振動の周
期よりも小さくしている。このようにして、本実施の形
態では、半導体レーザ102より、緩和振動における最
初のピークのみを含む光パルスを出力させる。また、本
実施の形態では、駆動電流の値の切り換えの周期を、半
導体レーザ102の発光出力が立ち上がってからゼロに
戻るまでの時間以上としている。このようにして、本実
施の形態では、各光パルス間で発光出力が一旦ゼロに戻
るようにしながら、緩和振動における最初のピークのみ
を含む複数の光パルスを、半導体レーザ102より繰り
返し出力させる。図2および図3に示した例では、駆動
電流の値が所定値となる時間を40psとし、駆動電流
の値の切り換えの周期を100psとしている。In this embodiment, the value of the drive current supplied from the drive circuit 103 to the semiconductor laser 102 is switched between zero and a predetermined value. In the present embodiment, the time during which the value of the drive current becomes the predetermined value is set shorter than the period of the relaxation oscillation that occurs after the rising of the emission output of the semiconductor laser 102. Thus, in this embodiment, the semiconductor laser 102 outputs an optical pulse including only the first peak in the relaxation oscillation. Further, in the present embodiment, the switching cycle of the drive current value is set to be equal to or longer than the time from when the emission output of the semiconductor laser 102 rises to when it returns to zero. In this manner, in the present embodiment, a plurality of light pulses including only the first peak in the relaxation oscillation are repeatedly output from the semiconductor laser 102 while the light emission output temporarily returns to zero between each light pulse. In the examples shown in FIGS. 2 and 3, the time when the value of the drive current becomes a predetermined value is set to 40 ps, and the cycle of switching the value of the drive current is set to 100 ps.
【0028】また、本実施の形態では、所定期間にわた
って、上述のように光パルスを出力させる手順を繰り返
し実行させ、所定期間内に発生される複数の光パルスに
よって、所定期間にわたって均質な可干渉性を有するコ
ヒーレント光を生成する。所定の期間は、コヒーレント
光の用途によって異なる。例えば、コヒーレント光をホ
ログラフィック記録に用いる場合には、所定の期間は、
コヒーレント光が記録媒体の光学的特性を変化させるの
に十分なエネルギを有するようになる期間とする。図2
および図3に示した例では、所定期間を50ns(ナノ
秒)としている。Further, in the present embodiment, the procedure for outputting the optical pulse as described above is repeatedly executed over a predetermined period, and a plurality of light pulses generated within the predetermined period allow uniform coherent interference over a predetermined period. To generate coherent light having a characteristic. The predetermined period depends on the use of the coherent light. For example, when using coherent light for holographic recording, the predetermined period
This is a period during which the coherent light has sufficient energy to change the optical characteristics of the recording medium. FIG.
In the example shown in FIG. 3, the predetermined period is set to 50 ns (nanosecond).
【0029】ここで、本実施の形態との比較のために、
所定期間、例えば50nsにわたって、半導体レーザ1
02に、発光しきい値以上の一定の値の駆動電流を供給
した場合における駆動電流と半導体レーザ102の発光
出力との関係の一例を図4に示す。図4において、
(a)は駆動電流の波形を示し、(b)は発光出力の波
形を示している。この場合には、図4(a)に示したよ
うなパルス状の駆動電流に応じて、図4(b)に示した
光パルスが得られる。しかしながら、この光パルスで
は、発光出力の立ち上がり後に緩和振動が発生する。こ
の緩和振動が発生している期間では光の可干渉性(コヒ
ーレンス)が低下する。そのため、光パルス全体でも可
干渉性が低くなる。Here, for comparison with the present embodiment,
For a predetermined period, for example, 50 ns, the semiconductor laser 1
FIG. 4 shows an example of the relationship between the drive current and the light emission output of the semiconductor laser 102 when a drive current having a constant value equal to or larger than the light emission threshold is supplied to the laser diode 02. In FIG.
(A) shows the waveform of the drive current, and (b) shows the waveform of the light emission output. In this case, the optical pulse shown in FIG. 4B is obtained according to the pulsed drive current as shown in FIG. However, with this light pulse, relaxation oscillation occurs after the rising of the light emission output. During the period in which the relaxation oscillation occurs, the coherence of light decreases. Therefore, the coherence is low even in the entire light pulse.
【0030】これに対し、本実施の形態では、図3に示
したように、半導体レーザ102より、緩和振動におけ
る最初のピークのみを含む光パルスを所定期間にわたっ
て繰り返し出力させ、この所定期間内の複数の光パルス
によってコヒーレント光を生成する。緩和振動が生じて
いる期間では、半導体レーザ102の発振モードが変化
するために光の可干渉性が低下する。しかし、緩和振動
における最初のピークのみを含む期間だけを見れば、半
導体レーザ102の発振モードはほぼ一定である。従っ
て、本実施の形態のように、半導体レーザ102より、
緩和振動における最初のピークのみを含む光パルスを所
定期間にわたって繰り返し出力させれば、所定期間内の
複数の光パルスによって所定期間にわたって均質な可干
渉性を有するコヒーレント光を生成することができる。On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the semiconductor laser 102 repeatedly outputs an optical pulse including only the first peak in the relaxation oscillation for a predetermined period, and Coherent light is generated by a plurality of light pulses. During the period in which the relaxation oscillation occurs, the coherence of light decreases because the oscillation mode of the semiconductor laser 102 changes. However, looking only at a period including only the first peak in the relaxation oscillation, the oscillation mode of the semiconductor laser 102 is almost constant. Therefore, as in the present embodiment, the semiconductor laser 102
By repeatedly outputting an optical pulse including only the first peak in the relaxation oscillation over a predetermined period, coherent light having uniform coherence can be generated over a predetermined period by a plurality of light pulses within the predetermined period.
【0031】以上説明したように、本実施の形態に係る
コヒーレント光生成装置および方法によれば、発光出力
の立ち上がり後に緩和振動を生じる半導体レーザ102
を用いながら、所定期間にわたって均質な可干渉性を有
するコヒーレント光を生成することができる。As described above, according to the coherent light generation apparatus and method according to the present embodiment, the semiconductor laser 102 that generates relaxation oscillation after the rise of the light emission output
, It is possible to generate coherent light having uniform coherence over a predetermined period.
【0032】以下、上記の本実施の形態に係るコヒーレ
ント光生成装置および方法を用いる本実施の形態に係る
光情報記録装置および方法について説明する。図5は、
本実施の形態に係る光情報記録装置を含む光情報記録再
生装置の構成を示すブロック図である。図6は、図5に
示した光情報記録再生装置における光ヘッドの断面図で
ある。An optical information recording apparatus and method using the coherent light generating apparatus and method according to the present embodiment will be described below. FIG.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an optical information recording / reproducing device including the optical information recording device according to the present embodiment. FIG. 6 is a sectional view of an optical head in the optical information recording / reproducing apparatus shown in FIG.
【0033】まず、図5および図6を参照して、本実施
の形態において用いられる記録媒体1について説明す
る。記録媒体1は円板状をなしている。また、記録媒体
1は、同心円状に配置された複数のトラックを有してい
る。各トラックには、複数のアドレス・サーボ領域6が
等間隔に設けられている。隣り合うアドレス・サーボ領
域6間には、1つまたは複数の情報記録領域7が設けら
れている。First, the recording medium 1 used in the present embodiment will be described with reference to FIGS. The recording medium 1 has a disk shape. The recording medium 1 has a plurality of tracks arranged concentrically. Each track is provided with a plurality of address servo areas 6 at equal intervals. One or more information recording areas 7 are provided between adjacent address / servo areas 6.
【0034】アドレス・サーボ領域6には、光情報記録
再生装置における各種の動作のタイミングの基準となる
基本クロックを生成するための情報、サンプルドサーボ
方式によってフォーカスサーボを行うための情報、サン
プルドサーボ方式によってトラッキングサーボを行うた
めの情報およびアドレス情報が、予めエンボスピット等
によって記録されている。なお、アドレス・サーボ領域
6にはフォーカスサーボを行うための情報が記録されず
に、フォーカスサーボは後述するエアギャップ層と反射
膜の境界面を用いて行ってもよい。アドレス情報は、各
情報記録領域7を識別するための情報である。The address / servo area 6 includes information for generating a basic clock which is a reference for timings of various operations in the optical information recording / reproducing apparatus, information for performing focus servo by a sampled servo method, and information for sampled servo. Information and address information for performing tracking servo by a servo method are recorded in advance by emboss pits or the like. Note that information for performing focus servo may not be recorded in the address servo area 6, and focus servo may be performed using an interface between an air gap layer and a reflective film, which will be described later. The address information is information for identifying each information recording area 7.
【0035】記録媒体1は、ポリカーボネート等によっ
て形成された円板状の透明基板2と、この透明基板2に
おける光の入出射側とは反対側に、透明基板2から順に
配置された情報記録層3、エアギャップ層4、反射膜5
を備えている。情報記録層3は、ホログラフィを利用し
て情報が記録される層であり、光が照射されたときに光
の強度に応じて屈折率、誘電率、反射率等の光学的特性
が変化するホログラム材料によって形成されている。ホ
ログラム材料としては、例えば、デュポン(Dupon
t)社製フォトポリマ(photopolymers)
HRF−600(製品名)や、アプリリス(April
s)社製フォトポリマULSH−500(製品名)等が
使用される。反射膜5は、例えばアルミニウムによって
形成されている。なお、記録媒体1では、エアギャップ
層4を設けずに、情報記録層3と反射膜5とが隣接する
ようにしてもよい。The recording medium 1 has a disc-shaped transparent substrate 2 made of polycarbonate or the like, and an information recording layer arranged in this order on the transparent substrate 2 on the side opposite to the light incident / exit side. 3, air gap layer 4, reflection film 5
It has. The information recording layer 3 is a layer on which information is recorded using holography, and a hologram whose optical characteristics such as a refractive index, a dielectric constant, and a reflectivity change according to the intensity of light when irradiated with light. It is formed of a material. As a hologram material, for example, Dupont
t) Photopolymers manufactured by the company
HRF-600 (product name), Aprilis (April)
s) Photopolymer ULSH-500 (product name) manufactured by the company is used. The reflection film 5 is formed of, for example, aluminum. In the recording medium 1, the information recording layer 3 and the reflection film 5 may be adjacent to each other without providing the air gap layer 4.
【0036】次に、図5を参照して、光情報記録再生装
置の構成について説明する。この光情報記録再生装置1
0は、記録媒体1が取り付けられるスピンドル81と、
このスピンドル81を回転させるスピンドルモータ82
と、記録媒体1の回転数を所定の値に保つようにスピン
ドルモータ82を制御するスピンドルサーボ回路83と
を備えている。光情報記録再生装置10は、更に、記録
媒体1に対して、記録する情報を担持した情報光と記録
用参照光とを照射して情報を記録すると共に、記録媒体
1に対して再生用参照光を照射し、再生光を検出して、
記録媒体1に記録されている情報を再生するための光ヘ
ッド40と、この光ヘッド40を記録媒体1の半径方向
に移動可能とする駆動装置84とを備えている。Next, the configuration of the optical information recording / reproducing apparatus will be described with reference to FIG. This optical information recording / reproducing device 1
0 is a spindle 81 to which the recording medium 1 is attached,
A spindle motor 82 for rotating the spindle 81
And a spindle servo circuit 83 for controlling the spindle motor 82 so as to keep the rotation speed of the recording medium 1 at a predetermined value. The optical information recording / reproducing apparatus 10 further irradiates the recording medium 1 with an information light carrying information to be recorded and a recording reference light to record the information, and also reproduces the reproduction reference information on the recording medium 1. Irradiate the light, detect the reproduction light,
An optical head 40 for reproducing information recorded on the recording medium 1 and a driving device 84 for moving the optical head 40 in the radial direction of the recording medium 1 are provided.
【0037】光ヘッド40は、本実施の形態に係るコヒ
ーレント光生成装置101と、このコヒーレント光生成
装置101によって生成されたコヒーレント光に基づい
て情報光と参照光とを生成し、情報記録領域7に情報光
と記録用参照光との干渉による干渉パターンによって情
報が記録されるように、記録媒体1に対して情報光と記
録用参照光とを照射する光学系とを備えている。The optical head 40 generates the information light and the reference light based on the coherent light generator 101 according to the present embodiment and the coherent light generated by the coherent light generator 101, And an optical system for irradiating the recording medium 1 with the information light and the recording reference light so that information is recorded by an interference pattern due to interference between the information light and the recording reference light.
【0038】光情報記録再生装置10は、更に、光ヘッ
ド40の出力信号よりフォーカスエラー信号FE、トラ
ッキングエラー信号TEおよび再生信号RFを検出する
ための検出回路85と、この検出回路85によって検出
されるフォーカスエラー信号FEに基づいて、光ヘッド
40における後述するアクチュエータ50を駆動してフ
ォーカスサーボを行うフォーカスサーボ回路86と、検
出回路85によって検出されるトラッキングエラー信号
TEに基づいてアクチュエータ50を駆動してトラッキ
ングサーボを行うトラッキングサーボ回路87と、トラ
ッキングエラー信号TEおよび後述するコントローラか
らの指令に基づいて駆動装置84を制御して光ヘッド4
0を記録媒体1の半径方向に移動させるスライドサーボ
を行うスライドサーボ回路88とを備えている。The optical information recording / reproducing apparatus 10 further includes a detection circuit 85 for detecting the focus error signal FE, the tracking error signal TE, and the reproduction signal RF from the output signal of the optical head 40. A focus servo circuit 86 that drives an actuator 50 of the optical head 40, which will be described later, based on the focus error signal FE to perform focus servo, and drives the actuator 50 based on a tracking error signal TE detected by the detection circuit 85. A tracking servo circuit 87 for performing tracking servo, and an optical head 4 by controlling a driving device 84 based on a tracking error signal TE and a command from a controller described later.
And a slide servo circuit 88 for performing a slide servo for moving 0 in the radial direction of the recording medium 1.
【0039】光情報記録再生装置10は、更に、光ヘッ
ド40内の後述する光検出器45の出力データをデコー
ドして、記録媒体1の情報記録領域7に記録されたデー
タを再生したり、検出回路85からの再生信号RFより
基本クロックを再生したりアドレスを判別したりする信
号処理回路89と、光情報記録再生装置10の全体を制
御するコントローラ90と、このコントローラ90に対
して種々の指示を与える操作部91とを備えている。The optical information recording / reproducing device 10 further decodes output data of a later-described photodetector 45 in the optical head 40 to reproduce data recorded in the information recording area 7 of the recording medium 1, A signal processing circuit 89 for reproducing a basic clock and determining an address from a reproduction signal RF from a detection circuit 85, a controller 90 for controlling the entire optical information recording / reproducing apparatus 10, and various types of the controller 90 And an operation unit 91 for giving an instruction.
【0040】コントローラ90は、信号処理回路89よ
り出力される基本クロックやアドレス情報を入力すると
共に、光ヘッド40、スピンドルサーボ回路83および
スライドサーボ回路88等を制御するようになってい
る。スピンドルサーボ回路83は、信号処理回路89よ
り出力される基本クロックを入力するようになってい
る。コントローラ90は、CPU(中央処理装置)、R
OM(リード・オンリ・メモリ)およびRAM(ランダ
ム・アクセス・メモリ)を有し、CPUが、RAMを作
業領域として、ROMに格納されたプログラムを実行す
ることによって、コントローラ90の機能を実現するよ
うになっている。The controller 90 receives the basic clock and address information output from the signal processing circuit 89, and controls the optical head 40, the spindle servo circuit 83, the slide servo circuit 88 and the like. The spindle servo circuit 83 receives the basic clock output from the signal processing circuit 89. The controller 90 includes a CPU (Central Processing Unit), R
It has an OM (read only memory) and a RAM (random access memory), and the CPU implements the function of the controller 90 by executing a program stored in the ROM using the RAM as a work area. It has become.
【0041】次に、本実施の形態に係る光情報記録再生
装置における情報の記録の原理について説明する。本実
施の形態では、情報光と記録用参照光を生成し、情報記
録層3に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パタ
ーンによって情報が記録されるように、情報光と記録用
参照光とを記録媒体1の情報記録層3に照射する。情報
光は、記録する情報に基づいて光の位相を空間的に変調
することによって生成される。Next, the principle of information recording in the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment will be described. In the present embodiment, the information light and the recording reference light are generated such that information is recorded on the information recording layer 3 by an interference pattern due to the interference between the information light and the recording reference light. The information recording layer 3 of the recording medium 1 is irradiated with light. Information light is generated by spatially modulating the phase of light based on information to be recorded.
【0042】以下、図7を参照して、本実施の形態に係
る光情報記録方法について詳しく説明する。なお、図7
では、本実施の形態に係る光情報記録再生装置における
記録再生光学系の一例における一部を示している。この
例における記録再生光学系は、記録媒体1の透明基板2
側に対向する対物レンズ11と、この対物レンズ11に
おける記録媒体1とは反対側に、対物レンズ11側から
順に配設されたビームスプリッタ12および位相空間光
変調器13を有している。ビームスプリッタ12は、そ
の法線方向が対物レンズ11の光軸方向に対して45°
傾けられた半反射面12aを有している。図7に示した
記録再生光学系は、更に、記録媒体1からの戻り光がビ
ームスプリッタ12の半反射面12aで反射される方向
に配置された光検出器14を有している。位相空間光変
調器13は、格子状に配列された多数の画素を有し、各
画素毎に出射光の位相を選択することによって、光の位
相を空間的に変調することができるようになっている。
また、光検出器14は、格子状に配列された多数の画素
を有し、各画素毎に受光した光の強度を検出できるよう
になっている。Hereinafter, the optical information recording method according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG.
Shows a part of an example of a recording / reproducing optical system in the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment. The recording / reproducing optical system in this example includes a transparent substrate 2 of a recording medium 1.
The objective lens 11 has a beam splitter 12 and a phase spatial light modulator 13 arranged on the opposite side of the objective lens 11 from the objective lens 11 side. The beam splitter 12 has a normal direction of 45 ° with respect to the optical axis direction of the objective lens 11.
It has an inclined semi-reflective surface 12a. The recording / reproducing optical system shown in FIG. 7 further has a photodetector 14 arranged in a direction in which return light from the recording medium 1 is reflected by the semi-reflective surface 12a of the beam splitter 12. The phase spatial light modulator 13 has a large number of pixels arranged in a grid pattern, and can spatially modulate the light phase by selecting the phase of the emitted light for each pixel. ing.
Further, the photodetector 14 has a large number of pixels arranged in a lattice pattern, and can detect the intensity of light received for each pixel.
【0043】図7に示した例では、位相空間光変調器1
3によって、情報光と記録用参照光とを生成するように
なっている。位相空間光変調器13には、位相および強
度が一定でコヒーレントな平行光が入射されるようにな
っている。情報の記録時において、位相空間光変調器1
3は、一方の半分の領域13Aでは、記録する情報に基
づいて画素毎に出射光の位相を選択することによって、
光の位相を空間的に変調して情報光を生成し、他方の半
分の領域13Bでは、全ての画素について出射光の位相
を同一にして記録用参照光を生成する。In the example shown in FIG. 7, the phase spatial light modulator 1
3, the information light and the recording reference light are generated. Coherent parallel light having a constant phase and intensity is incident on the phase spatial light modulator 13. At the time of recording information, the phase spatial light modulator 1
3 is to select the phase of the emitted light for each pixel based on the information to be recorded in one half area 13A,
The information light is generated by spatially modulating the light phase, and in the other half area 13B, the reference light for recording is generated with the same phase of the emitted light for all the pixels.
【0044】位相空間光変調器13は、領域13Aで
は、画素毎に、変調後の光の位相を、所定の基準位相に
対する位相差が+π/2(rad)となる第1の位相と
基準位相に対する位相差が−π/2(rad)となる第
2の位相のいずれかに設定するようになっている。第1
の位相と第2の位相との位相差はπ(rad)である。
なお、位相空間光変調器13は、領域13Aにおいて、
画素毎に、変調後の光の位相を3つ以上の値のいずれか
に設定してもよい。また、位相空間光変調器13は、領
域13Bでは、全ての画素の出射光の位相を、所定の基
準位相に対する位相差が+π/2(rad)となる第1
の位相とするようになっている。なお、位相空間光変調
器13は、領域13Bにおいて、全ての画素の出射光の
位相を第2の位相としてもよいし、第1の位相および第
2の位相のいずれとも異なる一定の位相としてもよい。In the region 13A, the phase spatial light modulator 13 converts the phase of the modulated light into a first phase and a reference phase whose phase difference with respect to a predetermined reference phase is + π / 2 (rad) for each pixel. Is set to one of the second phases at which the phase difference with respect to -π / 2 (rad) is obtained. First
Is a phase difference of π (rad).
In addition, the phase spatial light modulator 13 has a region 13A.
The phase of the modulated light may be set to one of three or more values for each pixel. Further, in the region 13B, the phase spatial light modulator 13 sets the phase of the emitted light of all the pixels to the first phase in which the phase difference with respect to a predetermined reference phase is + π / 2 (rad).
Phase. In addition, the phase spatial light modulator 13 may set the phase of the emitted light of all the pixels in the region 13B as the second phase, or may set the phase of the emitted light as a constant phase different from any of the first phase and the second phase. Good.
【0045】図7中には、位相空間光変調器13の入射
光、位相空間光変調器13の出射光、記録媒体1に照射
される前における対物レンズ11の入射光、およびビー
ムスプリッタ12の半反射面12aで反射された記録媒
体1からの戻り光の位相および強度を示している。な
お、図7では、第1の位相を記号“+”で表し、第2の
位相を記号“−”で表している。また、図7では、強度
の最大値を“1”で表し、強度の最小値“0”で表して
いる。FIG. 7 shows the incident light of the phase spatial light modulator 13, the output light of the phase spatial light modulator 13, the incident light of the objective lens 11 before the recording medium 1 is irradiated, and the light of the beam splitter 12. It shows the phase and intensity of the return light from the recording medium 1 reflected by the semi-reflective surface 12a. In FIG. 7, the first phase is represented by a symbol “+”, and the second phase is represented by a symbol “−”. In FIG. 7, the maximum value of the intensity is represented by “1” and the minimum value of the intensity is represented by “0”.
【0046】図7に示した例では、情報の記録時には、
位相空間光変調器13に、位相および強度が一定でコヒ
ーレントな平行光21が入射される。位相空間光変調器
13に入射した光のうち領域13Aを通過した光は、記
録する情報に基づいて位相が空間的に変調されて情報光
22Aとなる。なお、情報光22Aにおいて、第1の位
相の画素と第2の位相の画素との境界部分では局所的に
強度が低下する。一方、位相空間光変調器13に入射し
た光のうち領域13Bを通過した光は、位相が空間的に
変調されず、記録用参照光22Bとなる。これら情報光
22Aおよび記録用参照光22Bはビームスプリッタ1
2に入射し、一部が半反射面12aを通過し、更に対物
レンズ11を通過して収束する情報光23Aおよび収束
する記録用参照光23Bとなって、記録媒体1に照射さ
れる。情報光23Aおよび記録用参照光23Bは、情報
記録層3を通過し、エアギャップ層4と反射膜5の境界
面上で最も小径になるように収束し、反射膜5で反射さ
れる。反射膜5で反射された後の情報光24Aおよび記
録用参照光24Bは、拡散する光となって、再度、情報
記録層3を通過する。In the example shown in FIG. 7, when recording information,
Coherent parallel light 21 having a constant phase and intensity is incident on the phase spatial light modulator 13. Of the light that has entered the phase spatial light modulator 13, the light that has passed through the region 13A has its phase spatially modulated based on the information to be recorded, and becomes information light 22A. In the information beam 22A, the intensity locally decreases at the boundary between the pixel of the first phase and the pixel of the second phase. On the other hand, of the light that has entered the phase spatial light modulator 13, the light that has passed through the region 13B is not spatially modulated in phase and becomes the recording reference light 22B. The information beam 22A and the recording reference beam 22B are transmitted to the beam splitter 1
2, a part thereof passes through the semi-reflective surface 12 a, further passes through the objective lens 11, and becomes the converging information beam 23 </ b> A and the converging recording reference beam 23 </ b> B. The information light 23 </ b> A and the recording reference light 23 </ b> B pass through the information recording layer 3, converge so as to have the smallest diameter on the boundary between the air gap layer 4 and the reflection film 5, and are reflected by the reflection film 5. The information light 24A and the recording reference light 24B after being reflected by the reflection film 5 become diffused light and pass through the information recording layer 3 again.
【0047】情報記録層3では、反射膜5で反射される
前の情報光23Aと反射膜5で反射された後の記録用参
照光24Bとが干渉して干渉パターンを形成すると共
に、反射膜5で反射された後の情報光24Aと反射膜5
で反射される前の記録用参照光23Bとが干渉して干渉
パターンを形成する。そして、これらの干渉パターンが
情報記録層3内に体積的に記録される。In the information recording layer 3, the information light 23 A before being reflected by the reflection film 5 and the recording reference light 24 B after being reflected by the reflection film 5 interfere with each other to form an interference pattern. Information light 24A after reflection by the light 5 and the reflection film 5
And the recording reference light 23B before being reflected by the laser beam interferes to form an interference pattern. Then, these interference patterns are volumetrically recorded in the information recording layer 3.
【0048】反射膜5で反射された後の情報光24Aと
記録用参照光24Bは、記録媒体1より出射され、対物
レンズ11によって平行光の情報光25Aと記録用参照
光25Bとなる。これらの光25A,25Bは、ビーム
スプリッタ12に入射し、一部が半反射面12aで反射
されて、光検出器14によって受光される。The information light 24A and the recording reference light 24B after being reflected by the reflection film 5 are emitted from the recording medium 1, and become parallel information light 25A and recording reference light 25B by the objective lens 11. These lights 25A and 25B are incident on the beam splitter 12, partly reflected by the semi-reflective surface 12a, and received by the photodetector 14.
【0049】次に、本実施の形態に係る光情報記録再生
装置における情報の再生の原理について説明する。本実
施の形態では、再生用参照光を生成し、この再生用参照
光を記録媒体1の情報記録層3に対して照射すると共
に、再生用参照光が照射されることによって情報記録層
3より発生される再生光を収集し、この再生光と再生用
参照光とを重ね合わせて合成光を生成し、この合成光を
検出する。Next, the principle of reproducing information in the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment will be described. In the present embodiment, the reproduction reference light is generated, and the reproduction reference light is applied to the information recording layer 3 of the recording medium 1, and the reproduction reference light is applied to the information recording layer 3. The generated reproduction light is collected, the reproduction light and the reproduction reference light are overlapped to generate a combined light, and the combined light is detected.
【0050】以下、図8を参照して、本実施の形態に係
る光情報再生方法について詳しく説明する。なお、図8
では、図7と同様に、本実施の形態に係る光情報記録再
生装置における記録再生光学系の一例における一部を示
している。Hereinafter, the optical information reproducing method according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG.
7 shows a part of an example of a recording / reproducing optical system in the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment, similarly to FIG.
【0051】また、図8中には、位相空間光変調器13
の入射光、位相空間光変調器13の出射光、記録媒体1
に照射される前における対物レンズ11の入射光、およ
びビームスプリッタ12の半反射面12aで反射された
記録媒体1からの戻り光の位相および強度を示してい
る。図8における位相および強度の表し方は、図7と同
様である。FIG. 8 shows a phase spatial light modulator 13.
Incident light, output light of the phase spatial light modulator 13, recording medium 1
2 shows the phase and intensity of the incident light of the objective lens 11 before being irradiated to the recording medium 1 and the return light from the recording medium 1 reflected by the semi-reflective surface 12a of the beam splitter 12. The representation of the phase and intensity in FIG. 8 is the same as in FIG.
【0052】図8に示した例では、情報の再生時には、
位相空間光変調器13に、位相および強度が一定でコヒ
ーレントな平行光31が入射される。情報の再生時にお
いて、位相空間光変調器13は、全ての画素について出
射光の位相を、所定の基準位相に対する位相差が+π/
2(rad)となる第1の位相にして再生用参照光32
を生成する。この再生用参照光32はビームスプリッタ
12に入射し、一部が半反射面12aを通過し、更に対
物レンズ11を通過して収束する再生用参照光33とな
って、記録媒体1に照射される。再生用参照光33は、
情報記録層3を通過し、エアギャップ層4と反射膜5の
境界面上で最も小径になるように収束し、反射膜5で反
射される。反射膜5で反射された後の再生用参照光は、
拡散する光となって、再度、情報記録層3を通過する。In the example shown in FIG. 8, when reproducing information,
Coherent parallel light 31 having a constant phase and intensity is incident on the phase spatial light modulator 13. At the time of reproducing information, the phase spatial light modulator 13 sets the phase of the outgoing light for all pixels so that the phase difference with respect to a predetermined reference phase is + π /
2 (rad) as the first phase and the reproduction reference light 32
Generate The reproduction reference light 32 is incident on the beam splitter 12, a part of which passes through the semi-reflective surface 12a, and further becomes the reproduction reference light 33 which converges after passing through the objective lens 11, and is irradiated on the recording medium 1. You. The reproduction reference light 33 is
The light passes through the information recording layer 3, converges on the boundary surface between the air gap layer 4 and the reflection film 5 so as to have the smallest diameter, and is reflected by the reflection film 5. The reference light for reproduction after being reflected by the reflection film 5 is
The light becomes diffused light and passes through the information recording layer 3 again.
【0053】情報記録層3では、反射膜5で反射される
前の再生用参照光33によって、反射膜5とは反対側に
進行する再生光が発生すると共に、反射膜5で反射され
た後の再生用参照光によって、反射膜5側に進行する再
生光が発生する。反射膜5とは反対側に進行する再生光
は、そのまま記録媒体1より出射され、反射膜5側に進
行する再生光は、反射膜5で反射されて、記録媒体1よ
り出射される。In the information recording layer 3, the reproduction reference light 33 before being reflected by the reflection film 5 generates reproduction light traveling to the opposite side to the reflection film 5, and after being reflected by the reflection film 5. Due to the reproduction reference light, reproduction light traveling toward the reflection film 5 side is generated. The reproduction light traveling to the opposite side to the reflection film 5 is emitted from the recording medium 1 as it is, and the reproduction light traveling to the reflection film 5 is reflected by the reflection film 5 and emitted from the recording medium 1.
【0054】このように、再生時には、記録媒体1から
の戻り光34は、再生光と、反射膜5で反射された後の
再生用参照光とを含んだものとなる。戻り光34は、対
物レンズ11によって平行光の戻り光35とされてビー
ムスプリッタ12に入射し、一部が半反射面12aで反
射されて、光検出器14によって受光される。光検出器
14に入射する戻り光35は、再生光36と、反射膜5
で反射された後の再生用参照光37とを含んでいる。再
生光36は、情報記録層3に記録された情報に対応して
光の位相が空間的に変調された光である。図8では、便
宜上、再生光36と再生用参照光37とを分け、それぞ
れについて位相および強度を示している。しかし、実際
には、再生光36と再生用参照光37とが重ね合わせら
れて合成光が生成され、この合成光が光検出器14によ
って受光される。合成光は、記録された情報に対応し
て、強度が空間的に変調された光となる。従って、光検
出器14によって合成光の強度の2次元パターンが検出
され、これにより情報が再生される。As described above, at the time of reproduction, the return light 34 from the recording medium 1 includes the reproduction light and the reproduction-specific reference light after being reflected by the reflection film 5. The return light 34 is converted into parallel light return light 35 by the objective lens 11, enters the beam splitter 12, is partially reflected by the semi-reflective surface 12 a, and is received by the photodetector 14. The return light 35 incident on the photodetector 14 includes the reproduction light 36 and the reflection film 5.
And the reference light 37 for reproduction after being reflected by the light source. The reproduction light 36 is light whose phase is spatially modulated according to information recorded on the information recording layer 3. In FIG. 8, for convenience, the reproduction light 36 and the reproduction reference light 37 are separated, and the phase and intensity are shown for each. However, in practice, the reproduction light 36 and the reproduction reference light 37 are superimposed to generate a combined light, and the combined light is received by the photodetector 14. The combined light is light whose intensity is spatially modulated according to the recorded information. Therefore, the two-dimensional pattern of the intensity of the combined light is detected by the photodetector 14, whereby information is reproduced.
【0055】図7および図8に示したように、本実施の
形態に係る光情報記録再生装置では、情報光、記録用参
照光、再生用参照光および再生光が同軸的に配置される
ように、情報光、記録用参照光および再生用参照光の照
射と再生光の収集は、情報記録層3の同一面側より行わ
れる。また、情報光、記録用参照光および再生用参照光
は、全て、同じ位置で最も小径となるように収束する。
なお、図7において、情報記録層3に照射される情報光
23Aと記録用参照光23Bは、断面が半円形状の光ビ
ームとなるが、これらは、断面が円形の光ビームの半分
ずつを構成するので、同軸的である。As shown in FIGS. 7 and 8, in the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment, the information light, the recording reference light, the reproduction reference light, and the reproduction light are arranged coaxially. The irradiation of the information light, the recording reference light, and the reproduction reference light and the collection of the reproduction light are performed from the same surface side of the information recording layer 3. The information light, the recording reference light, and the reproduction reference light all converge so as to have the smallest diameter at the same position.
In FIG. 7, the information beam 23A and the recording reference beam 23B applied to the information recording layer 3 are light beams having a semicircular cross section. It is coaxial because it constitutes.
【0056】ここで、図9を参照して、上記再生光3
6、再生用参照光37および合成光について詳しく説明
する。図9において、(a)は再生光36の強度、
(b)は再生光36の位相、(c)は再生用参照光37
の強度、(d)は再生用参照光37の位相、(e)は合
成光の強度を表している。図9は、情報光の各画素毎の
位相を、基準位相に対する位相差が+π/2(rad)
となる第1の位相と基準位相に対する位相差が−π/2
(rad)となる第2の位相のいずれかに設定した場合
についての例を示している。従って、図9に示した例で
は、再生光36の各画素毎の位相は、情報光と同様に、
第1の位相と第2の位相のいずれかになる。また、再生
用参照光37の各画素毎の位相は全て第1の位相となっ
ている。ここで、再生光36の強度と再生用参照光37
の強度が等しいとすれば、図9(e)に示したように、
再生光36の位相が第1の位相となる画素では、合成光
の強度は再生光36の強度および再生用参照光37の強
度よりも大きくなり、再生光36の位相が第2の位相と
なる画素では、原理的には合成光の強度はゼロとなる。Here, with reference to FIG.
6. The reference light 37 for reproduction and the combined light will be described in detail. 9A shows the intensity of the reproduction light 36,
(B) is the phase of the reproduction light 36, and (c) is the reference light 37 for reproduction.
(D) shows the phase of the reference light for reproduction 37, and (e) shows the intensity of the combined light. FIG. 9 shows the phase of the information light for each pixel, where the phase difference from the reference phase is + π / 2 (rad).
The phase difference between the first phase and the reference phase is -π / 2
An example is shown in the case where the phase is set to one of the second phases (rad). Accordingly, in the example shown in FIG. 9, the phase of each pixel of the reproduction light 36 is, like the information light,
Either the first phase or the second phase. In addition, the phase of each pixel of the reproduction reference light 37 is all the first phase. Here, the intensity of the reproduction light 36 and the reproduction reference light 37
If the intensities are equal, as shown in FIG.
In a pixel in which the phase of the reproduction light 36 is the first phase, the intensity of the combined light is greater than the intensity of the reproduction light 36 and the intensity of the reproduction-specific reference light 37, and the phase of the reproduction light 36 is the second phase. In the pixel, the intensity of the combined light is zero in principle.
【0057】次に、記録時に情報光の位相を2つの値の
いずれかに設定する場合と情報光の位相を3つ以上の値
のいずれかに設定する場合とを含めて、再生光の位相と
合成光の強度との関係について詳しく説明する。Next, the phase of the reproduction light, including the case where the phase of the information light is set to one of two values during recording and the case where the phase of the information light is set to one of three or more values, are included. The relationship between and the intensity of the combined light will be described in detail.
【0058】合成光は、再生光と再生用参照光という2
つの光波を重ね合わせたものである。従って、再生光の
振幅および再生用参照光の振幅を共にa0とし、再生光
と再生用参照光との位相差をδとすると、合成光の強度
Iは次の式(1)で表される。The combined light includes a reproduction light and a reference light for reproduction.
It is a superposition of two light waves. Accordingly, the both a 0 amplitude and the amplitude of the reference light for reproduction of the reproduction light, when the phase difference between the reproduction-specific reference light and the reproduction light and [delta], the intensity I of the combined light is expressed by the following equation (1) You.
【0059】 I=2a0 2+2a0 2cosδ =2a0 2(1+cosδ) =4a0 2cos2(δ/2) …(1)[0059] I = 2a 0 2 + 2a 0 2 cosδ = 2a 0 2 (1 + cosδ) = 4a 0 2 cos 2 (δ / 2) ... (1)
【0060】再生用参照光の位相は画素に依らずに一定
であるから、上式より、再生光の位相に応じて合成光の
強度Iが変化することが分かる。また、情報光の位相
を、例えば+π/2(rad)から−π/2(rad)
の範囲内で、n(nは2以上の整数)値のいずれかに設
定すれば、合成光の強度Iもn値のいずれかになる。Since the phase of the reference light for reproduction is constant irrespective of the pixel, it can be seen from the above equation that the intensity I of the combined light changes according to the phase of the reproduction light. Further, the phase of the information light is changed, for example, from + π / 2 (rad) to −π / 2 (rad).
Is set to any one of n values (n is an integer of 2 or more) within the range, the intensity I of the combined light also becomes one of the n values.
【0061】このように、本実施の形態に係る光情報記
録方法では、再生光と再生用参照光と重ね合わせて生成
される合成光の強度の2次元パターンを検出することに
よって、記録する情報に基づいて光の位相が空間的に変
調された情報光と記録用参照光との干渉による干渉パタ
ーンによって情報記録層3に記録された情報を再生する
ことができる。As described above, in the optical information recording method according to this embodiment, the information to be recorded is detected by detecting the two-dimensional pattern of the intensity of the combined light generated by superimposing the reproduction light and the reproduction reference light. The information recorded on the information recording layer 3 can be reproduced by an interference pattern caused by interference between the information light whose light phase is spatially modulated based on the information light and the recording reference light.
【0062】ところで、本実施の形態では、位相が空間
的に変調された記録用参照光および再生用参照光を用い
て、位相符号化多重方式による多重記録と、このように
多重記録された情報の再生とを行うことができるように
してもよい。以下、図10ないし図12を参照して、位
相符号化多重方式による多重記録を行う場合の情報の記
録の原理と再生の原理について説明する。By the way, in the present embodiment, the multiplexed recording by the phase encoding multiplexing method and the information multiplexed and recorded in this manner are performed by using the recording reference light and the reproduction reference light whose phases are spatially modulated. May be performed. Hereinafter, the principle of information recording and the principle of reproduction in the case of performing multiplex recording by the phase encoding multiplex method will be described with reference to FIGS.
【0063】まず、図10を参照して、位相符号化多重
方式による多重記録を行う場合における情報の記録の原
理について説明する。図10には、本実施の形態に係る
光情報記録再生装置における記録再生光学系の一例にお
ける一部を示している。図10に示した光学系の構成は
図7と同様である。図10中には、位相空間光変調器1
3の入射光、位相空間光変調器13の出射光、記録媒体
1に照射される前における対物レンズ11の入射光、お
よびビームスプリッタ12の半反射面12aで反射され
た記録媒体1からの戻り光の位相および強度を示してい
る。図10における光の位相および強度の表し方は図7
と同様である。First, with reference to FIG. 10, the principle of information recording in the case of performing multiplex recording by the phase encoding multiplex method will be described. FIG. 10 shows a part of an example of a recording / reproducing optical system in the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment. The configuration of the optical system shown in FIG. 10 is the same as that in FIG. In FIG. 10, the phase spatial light modulator 1
3, the output light of the phase spatial light modulator 13, the incident light of the objective lens 11 before being irradiated on the recording medium 1, and the return from the recording medium 1 reflected by the semi-reflective surface 12a of the beam splitter 12. The phase and intensity of light are shown. FIG. 7 shows how to represent the phase and intensity of light in FIG.
Is the same as
【0064】情報の記録時には、位相空間光変調器13
に、位相および強度が一定でコヒーレントな平行光21
が入射される。位相空間光変調器13における一方の半
分の領域13Aは、記録する情報に基づいて画素毎に出
射光の位相を2値または3つ以上の値の中から選択する
ことによって、位相が空間的に変調された情報光22A
を生成する。ここでは、説明を簡単にするために、領域
13Aは、各画素毎に出射光の位相を、所定の基準位相
に対する位相差が+π/2(rad)となる第1の位相
と基準位相に対する位相差が−π/2(rad)となる
第2の位相のいずれかに設定することによって、光の位
相を空間的に変調するものとする。一方、位相空間光変
調器13における他方の半分の領域13Bは、各画素毎
に出射光の位相を2値または3つ以上の値の中から選択
することによって、位相が空間的に変調された記録用参
照光22Bを生成する。ここでは、説明を簡単にするた
めに、領域13Bは、各画素毎に出射光の位相を、基準
位相と第1の位相と第2の位相のいずれかに設定するこ
とによって、光の位相を空間的に変調するものとする。At the time of recording information, the phase spatial light modulator 13
And a coherent parallel light 21 having a constant phase and intensity.
Is incident. One half area 13A of the phase spatial light modulator 13 has a spatially spatial phase by selecting the phase of outgoing light from binary or three or more values for each pixel based on information to be recorded. Modulated information light 22A
Generate Here, for simplicity of explanation, the region 13A sets the phase of the outgoing light for each pixel to the position relative to the first phase and the reference phase whose phase difference with respect to a predetermined reference phase is + π / 2 (rad). By setting the phase difference to one of the second phases at which the phase difference becomes -π / 2 (rad), the phase of light is spatially modulated. On the other hand, the other half area 13B of the phase spatial light modulator 13 has its phase spatially modulated by selecting the phase of the outgoing light for each pixel from two values or three or more values. The recording reference light 22B is generated. Here, in order to simplify the description, the region 13B sets the phase of the emitted light for each pixel to one of the reference phase, the first phase, and the second phase, thereby changing the phase of the light. It shall be spatially modulated.
【0065】情報光22Aおよび記録用参照光22Bは
ビームスプリッタ12に入射し、一部が半反射面12a
を通過し、更に対物レンズ11を通過して収束する情報
光23Aおよび収束する記録用参照光23Bとなって、
記録媒体1に照射される。情報光23Aおよび記録用参
照光23Bは、情報記録層3を通過し、エアギャップ層
4と反射膜5の境界面上で最も小径になるように収束
し、反射膜5で反射される。反射膜5で反射された後の
情報光24Aおよび記録用参照光24Bは、拡散する光
となって、再度、情報記録層3を通過する。The information light 22A and the recording reference light 22B are incident on the beam splitter 12, and a part thereof is a semi-reflective surface 12a.
Pass through the objective lens 11 and converge as an information beam 23A and a converging recording reference beam 23B.
The recording medium 1 is irradiated. The information light 23 </ b> A and the recording reference light 23 </ b> B pass through the information recording layer 3, converge so as to have the smallest diameter on the boundary between the air gap layer 4 and the reflection film 5, and are reflected by the reflection film 5. The information light 24A and the recording reference light 24B after being reflected by the reflection film 5 become diffused light and pass through the information recording layer 3 again.
【0066】情報記録層3では、反射膜5で反射される
前の情報光23Aと反射膜5で反射された後の記録用参
照光24Bとが干渉して干渉パターンを形成すると共
に、反射膜5で反射された後の情報光24Aと反射膜5
で反射される前の記録用参照光23Bとが干渉して干渉
パターンを形成する。そして、これらの干渉パターンが
情報記録層3内に体積的に記録される。In the information recording layer 3, the information light 23 A before being reflected by the reflection film 5 and the recording reference light 24 B after being reflected by the reflection film 5 interfere with each other to form an interference pattern. Information light 24A after reflection by the light 5 and the reflection film 5
And the recording reference light 23B before being reflected by the laser beam interferes to form an interference pattern. Then, these interference patterns are volumetrically recorded in the information recording layer 3.
【0067】反射膜5で反射された後の情報光24Aと
記録用参照光24Bは、記録媒体1より出射され、対物
レンズ11によって平行光の情報光25Aと記録用参照
光25Bとなる。これらの光25A,25Bは、ビーム
スプリッタ12に入射し、一部が半反射面12aで反射
されて、光検出器14によって受光される。The information beam 24A and the recording reference beam 24B after being reflected by the reflection film 5 are emitted from the recording medium 1, and become parallel information beam 25A and recording reference beam 25B by the objective lens 11. These lights 25A and 25B are incident on the beam splitter 12, partly reflected by the semi-reflective surface 12a, and received by the photodetector 14.
【0068】次に、図11を参照して、位相符号化多重
方式による多重記録を行う場合における情報の再生の原
理について説明する。図11では、図10と同様に、本
実施の形態に係る光情報記録再生装置における記録再生
光学系の一例における一部を示している。また、図11
中には、位相空間光変調器13の入射光、位相空間光変
調器13の出射光、記録媒体1に照射される前における
対物レンズ11の入射光、およびビームスプリッタ12
の半反射面12aで反射された記録媒体1からの戻り光
の位相および強度を示している。図11における位相お
よび強度の表し方は、図10と同様である。Next, with reference to FIG. 11, the principle of information reproduction in the case of performing multiplex recording by the phase encoding multiplex method will be described. FIG. 11 shows a part of an example of a recording / reproducing optical system in the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment, similarly to FIG. FIG.
The incident light of the phase spatial light modulator 13, the output light of the phase spatial light modulator 13, the incident light of the objective lens 11 before being irradiated on the recording medium 1, and the beam splitter 12
2 shows the phase and intensity of the return light from the recording medium 1 reflected by the semi-reflective surface 12a. The expression of the phase and the intensity in FIG. 11 is the same as that in FIG.
【0069】情報の再生時には、位相空間光変調器13
に、位相および強度が一定でコヒーレントな平行光31
が入射される。位相空間光変調器13における半分の領
域13Bは、画素毎に出射光の位相を2値または3つ以
上の値の中から選択することによって、記録用参照光2
2Bと同様の変調パターンで位相が空間的に変調された
再生用参照光32B1を生成する。一方、位相空間光変
調器13における半分の領域13Aは、画素毎に出射光
の位相を2値または3つ以上の値の中から選択すること
によって、再生用参照光32B1の変調パターンに対し
て、記録用参照光および再生用参照光を情報記録層3に
照射する光学系の光軸の位置を中心として点対称なパタ
ーンで位相が空間的に変調された再生用参照光32B2
を生成する。When reproducing information, the phase spatial light modulator 13
And a coherent parallel light 31 having a constant phase and intensity.
Is incident. The half area 13B of the phase spatial light modulator 13 can select the phase of the emitted light from binary or three or more values for each pixel, so that the recording reference light 2
Phase in the same modulation pattern and 2B generates a spatially modulated reference beam 32B 1 for reproduction. On the other hand, half of the region 13A of the phase spatial light modulator 13, by selecting the phase of the outgoing light for each pixel from the binary or more values, relative to the modulation pattern of the reference light for reproduction 32B 1 Thus, the reproduction reference light 32B 2 whose phase is spatially modulated in a point-symmetric pattern with respect to the position of the optical axis of the optical system that irradiates the recording reference light and the reproduction reference light to the information recording layer 3.
Generate
【0070】これらの再生用参照光32B1,32B2は
ビームスプリッタ12に入射し、一部が半反射面12a
を通過し、更に対物レンズ11を通過して収束する再生
用参照光33B1,33B2となって、記録媒体1に照射
される。再生用参照光33B 1,33B2は、情報記録層
3を通過し、エアギャップ層4と反射膜5の境界面上で
最も小径になるように収束し、反射膜5で反射される。
反射膜5で反射された後の再生用参照光は、拡散する光
となって、再度、情報記録層3を通過する。These reproduction reference beams 32B1, 32BTwoIs
Part of the light enters the beam splitter 12 and is partially semi-reflective 12a.
Which passes through the lens and further converges through the objective lens 11
Reference beam 33B1, 33BTwoIrradiates the recording medium 1
Is done. Reference beam for reproduction 33B 1, 33BTwoIs the information recording layer
3 on the interface between the air gap layer 4 and the reflective film 5
The light converges to have the smallest diameter and is reflected by the reflection film 5.
The reproduction reference light reflected by the reflection film 5 is diffused light.
Then, it passes through the information recording layer 3 again.
【0071】情報記録層3では、反射膜5で反射される
前の再生用参照光33B2によって、反射膜5とは反対
側に進行する再生光が発生すると共に、反射膜5で反射
された後の再生用参照光33B2によって、反射膜5側
に進行する再生光が発生する。反射膜5とは反対側に進
行する再生光は、そのまま記録媒体1より出射され、反
射膜5側に進行する再生光は、反射膜5で反射されて、
記録媒体1より出射される。これらの再生光を共に符号
34A1で表す。In the information recording layer 3, the reproduction reference light 33 B 2 before being reflected by the reflection film 5 generates reproduction light traveling to the opposite side to the reflection film 5 and is reflected by the reflection film 5. the reference beam 33B 2 for regeneration after, reproduction light is generated that travels to the reflecting film 5 side. The reproduction light traveling to the opposite side to the reflection film 5 is emitted from the recording medium 1 as it is, and the reproduction light traveling to the reflection film 5 is reflected by the reflection film 5,
The light is emitted from the recording medium 1. These reproduction light are both represented by reference numeral 34A 1.
【0072】また、情報記録層3では、反射膜5で反射
される前の再生用参照光33B1によって、反射膜5と
は反対側に進行する再生光が発生すると共に、反射膜5
で反射された後の再生用参照光33B1によって、反射
膜5側に進行する再生光が発生する。反射膜5とは反対
側に進行する再生光は、そのまま記録媒体1より出射さ
れ、反射膜5側に進行する再生光は、反射膜5で反射さ
れて、記録媒体1より出射される。これらの再生光を共
に符号34A2で表す。In the information recording layer 3, the reproduction reference light 33 B 1 before being reflected by the reflection film 5 generates reproduction light traveling to the opposite side to the reflection film 5,
In the reference light 33B 1 for regeneration after being reflected, the reproduction light is generated which travels to the reflecting film 5 side. The reproduction light traveling to the opposite side to the reflection film 5 is emitted from the recording medium 1 as it is, and the reproduction light traveling to the reflection film 5 is reflected by the reflection film 5 and emitted from the recording medium 1. These reproduction light are both represented by reference numeral 34A 2.
【0073】一方、再生用参照光33B1は、反射膜5
で反射されて、再生光34A1と同じ方向に進む再生用
参照光34B1となる。また、再生用参照光33B2は、
反射膜5で反射されて、再生光34A2と同じ方向に進
む再生用参照光34B2となる。On the other hand, the reproduction reference beam 33B 1
In is reflected, the reference light 34B 1 for reproduction proceeds in the same direction as the reproduction light 34A 1. The reference beam for reproduction 33B 2 is
It is reflected by the reflecting film 5, the reproduction-specific reference light 34B 2 traveling in the same direction as the reproduction light 34A 2.
【0074】これらの再生光34A1,34A2および再
生用参照光34B1,34B2は、対物レンズ11によっ
て平行光の再生光35A1,35A2および再生用参照光
35B1,35B2とされてビームスプリッタ12に入射
し、一部が半反射面12aで反射されて、光検出器14
によって受光される。The reproduction beams 34A 1 and 34A 2 and the reproduction reference beams 34B 1 and 34B 2 are converted into parallel reproduction beams 35A 1 and 35A 2 and reproduction reference beams 35B 1 and 35B 2 by the objective lens 11. Incident on the beam splitter 12 and a part thereof is reflected by the semi-reflective surface 12a.
Is received by the
【0075】再生光35A1,35A2は、いずれも、記
録時の情報光と同様に位相が空間的に変調された光とな
る。ただし、再生光35A1,35A2の位相の変調パタ
ーンは互いに点対称となる。Each of the reproduction light beams 35A 1 and 35A 2 is light whose phase is spatially modulated similarly to the information light at the time of recording. However, the modulation patterns of the phases of the reproduction lights 35A 1 and 35A 2 are point-symmetric with each other.
【0076】光検出器14の一方の半分の領域には、再
生光35A1と再生用参照光35B1とが重ね合わせられ
て生成される合成光が入射する。光検出器14の他方の
半分の領域には、再生光35A2と再生用参照光35B2
とが重ね合わせられて生成される合成光が入射する。こ
れらの2種類の合成光は、いずれも、記録された情報に
対応して、強度が空間的に変調された光となる。ただ
し、2種類の合成光の強度の変調パターンは互いに点対
称となる。従って、光検出器14において、2種類の合
成光のうちのいずれか一方の強度の2次元パターンを検
出することによって情報を再生することができる。ここ
では、再生光35A1と再生用参照光35B1とが重ね合
わせられて生成される合成光の強度の2次元パターンを
検出することによって情報を再生するものとする。[0076] in one half of the area of the photodetector 14, the combined light generated is superimposed with reproduction light 35A 1 and the reproduction-specific reference light 35B 1 is is incident. In the other half area of the photodetector 14, the reproduction light 35A 2 and the reproduction reference light 35B 2
And the combined light generated by superimposing. Each of these two types of combined light is light whose intensity is spatially modulated according to the recorded information. However, the intensity modulation patterns of the two types of combined light are point-symmetric with each other. Therefore, information can be reproduced by detecting a two-dimensional pattern of one of the two types of combined light in the photodetector 14. Here, it is assumed that reproduces information by detecting the two-dimensional patterns of the intensity of the combined light generated is superimposed with reproduction light 35A 1 and the reproduction-specific reference light 35B 1 is.
【0077】次に、図12を参照して、上記再生光、再
生用参照光および合成光について詳しく説明する。図1
2において、(a)は再生光の強度、(b)は再生光の
位相、(c)は再生用参照光の強度、(d)は再生用参
照光の位相、(e)は合成光の強度を表している。図1
2は、情報光の各画素毎の位相を、第1の位相と第2の
位相のいずれかに設定し、記録用参照光および再生用参
照光の各画素毎の位相を、基準位相、第1の位相および
第2の位相のいずれかに設定した場合についての例を示
している。この場合、再生光の各画素毎の位相は、情報
光と同様に、第1の位相と第2の位相のいずれかにな
る。従って、再生光と再生用参照光との位相差は、ゼ
ロ、±π/2(rad)、±π(rad)のいずれかに
なる。ここで、再生光の強度と再生用参照光の強度が等
しいとすれば、図12(e)に示したように、合成光の
強度は、再生光と再生用参照光との位相差がゼロとなる
画素では最も大きくなり、再生光と再生用参照光との位
相差が±π(rad)なる画素では原理的にはゼロとな
り、再生光と再生用参照光との位相差が±π/2(ra
d)となる画素では、位相差がゼロとなる画素における
強度の1/2となる。図12(e)では、位相差が±π
(rad)となる画素における強度を“0”で表し、位
相差が±π/2(rad)となる画素における強度を
“1”で表し、位相差がゼロとなる画素における強度を
“2”で表している。Next, the reproduction light, the reproduction reference light and the combined light will be described in detail with reference to FIG. FIG.
2, (a) is the intensity of the reproduction light, (b) is the phase of the reproduction light, (c) is the intensity of the reproduction reference light, (d) is the phase of the reproduction reference light, and (e) is the intensity of the combined light. Represents strength. FIG.
2 sets the phase of each pixel of the information light to one of the first phase and the second phase, and sets the phase of each pixel of the recording reference light and the reproduction reference light to each of the reference phase and the second phase. An example in the case where the phase is set to one of the first phase and the second phase is shown. In this case, the phase of the reproduction light for each pixel is one of the first phase and the second phase, similarly to the information light. Therefore, the phase difference between the reproduction light and the reference light for reproduction is zero, ± π / 2 (rad), or ± π (rad). Here, assuming that the intensity of the reproduction light is equal to the intensity of the reproduction reference light, the phase difference between the reproduction light and the reproduction reference light is zero as shown in FIG. In a pixel where the phase difference between the reproduction light and the reproduction reference light is ± π (rad), it becomes zero in principle, and the phase difference between the reproduction light and the reproduction reference light is ± π / rad. 2 (ra
In the pixel of d), the intensity is 1 / of the intensity of the pixel in which the phase difference is zero. In FIG. 12E, the phase difference is ± π
(Rad) is represented by “0”, the intensity of a pixel having a phase difference of ± π / 2 (rad) is represented by “1”, and the intensity of a pixel having a phase difference of zero is represented by “2”. It is represented by
【0078】図10ないし図12に示した例では、合成
光の画素毎の強度が3値になる。そして、例えば、図1
2(e)に示したように、強度“0”は2ビットのデー
タ“00”に対応させ、強度“1”は2ビットのデータ
“01”に対応させ、強度“2”は2ビットのデータ
“10”に対応させることができる。このように、図1
0ないし図12に示した例では、図7ないし図9に示し
た例のように合成光の画素毎の強度が2値になる場合に
比べて、再生光の強度や位相を同様にしながら、合成光
が担持する情報量を増加させることができ、その結果、
記録媒体1の記録密度を向上させることができる。In the examples shown in FIGS. 10 to 12, the intensity of the combined light for each pixel is ternary. And, for example, FIG.
As shown in FIG. 2 (e), the intensity “0” corresponds to the 2-bit data “00”, the intensity “1” corresponds to the 2-bit data “01”, and the intensity “2” corresponds to the 2-bit data. It can correspond to data “10”. Thus, FIG.
In the examples shown in FIGS. 0 to 12, the intensity and phase of the reproduction light are made similar to those in the case shown in FIGS. The amount of information carried by the combined light can be increased, and as a result,
The recording density of the recording medium 1 can be improved.
【0079】再生光と再生用参照光との位相差をδとす
ると、合成光の強度Iは前出の式(1)で表される。式
(1)より、再生光と再生用参照光との位相差に応じて
合成光の強度Iが変化することが分かる。従って、再生
光と再生用参照光との位相差の絶対値、すなわち、情報
光と再生用参照光との位相差の絶対値が、例えばゼロか
らπ(rad)の範囲内でn(nは2以上の整数)値に
なるようにすれば、合成光の強度Iもn値となる。Assuming that the phase difference between the reproduction light and the reference light for reproduction is δ, the intensity I of the combined light is expressed by the above equation (1). Equation (1) shows that the intensity I of the combined light changes according to the phase difference between the reproduction light and the reproduction-specific reference light. Therefore, the absolute value of the phase difference between the reproduction light and the reproduction reference light, that is, the absolute value of the phase difference between the information light and the reproduction reference light is, for example, n (n is n) within a range from zero to π (rad). If it is set to a value (an integer of 2 or more), the intensity I of the combined light also becomes the n value.
【0080】ところで、上述のように、位相が空間的に
変調された情報光と位相が空間的に変調された記録用参
照光とを用いて、記録媒体1の情報記録層3に情報を記
録する場合には、記録すべき情報と、その情報を記録す
る際に用いる記録用参照光の位相の変調パターンとに基
づいて、情報光の位相の変調パターンを決定する。この
ことを、図12を参照して詳しく説明する。情報記録層
3に記録された情報は合成光の強度のパターンに基づい
て再生されるので、記録すべき情報は、図12(e)に
示したような所望の合成光の強度のパターンのデータに
変換される。記録用参照光の位相の変調パターンは、図
12(d)に示したような再生用参照光の位相の変調パ
ターンと同様である。情報光の位相の変調パターンは、
図12(e)に示したような所望の合成光の強度のパタ
ーンのデータと、図12(d)に示したような再生用参
照光および記録用参照光の位相の変調パターンのデータ
とを用いた位相的な演算により、図12(b)に示した
ような所望の再生光の位相の変調パターンと同じか、点
対称な変調パターンになるように決定される。As described above, information is recorded on the information recording layer 3 of the recording medium 1 using the information light whose phase is spatially modulated and the recording reference light whose phase is spatially modulated. In this case, the modulation pattern of the phase of the information light is determined based on the information to be recorded and the modulation pattern of the phase of the recording reference light used for recording the information. This will be described in detail with reference to FIG. Since the information recorded in the information recording layer 3 is reproduced based on the pattern of the intensity of the combined light, the information to be recorded is the data of the pattern of the desired intensity of the combined light as shown in FIG. Is converted to The modulation pattern of the phase of the recording reference light is the same as the modulation pattern of the phase of the reproduction reference light as shown in FIG. The modulation pattern of the phase of the information light is
The data of the desired intensity pattern of the combined light as shown in FIG. 12E and the data of the phase modulation pattern of the reproduction reference light and the recording reference light as shown in FIG. The phase calculation used is determined so that the modulation pattern is the same as the modulation pattern of the phase of the desired reproduction light as shown in FIG.
【0081】上述のようにして位相の変調パターンが決
定された情報光と記録用参照光とを用いて情報が記録さ
れた情報記録層3に対して、図12(d)に示したよう
な、記録用参照光と同様の位相の変調パターンを有する
再生用参照光を照射すれば、図12(e)に示したよう
な強度のパターンを有する合成光が得られ、この合成光
の強度のパターンに基づいて、情報記録層3に記録され
た情報が再生される。As shown in FIG. 12D, the information recording layer 3 on which information has been recorded using the information light having the phase modulation pattern determined as described above and the recording reference light is used. By irradiating a reproduction reference light having a modulation pattern having the same phase as that of the recording reference light, a combined light having an intensity pattern as shown in FIG. The information recorded on the information recording layer 3 is reproduced based on the pattern.
【0082】記録用参照光および再生用参照光の位相の
変調パターンは、ユーザとなる個人の固有の情報に基づ
いて作成するようにしてもよい。個人の固有の情報とし
ては、暗証番号、指紋、声紋、虹彩のパターン等があ
る。このようにした場合には、記録媒体1に情報を記録
した特定の個人のみが、その情報を再生することが可能
になる。The phase modulation pattern of the recording reference light and the reproduction reference light may be created based on information unique to the individual who is the user. Information unique to an individual includes a password, a fingerprint, a voiceprint, and an iris pattern. In this case, only a specific individual who has recorded information on the recording medium 1 can reproduce the information.
【0083】以上説明したように、位相が空間的に変調
された記録用参照光および再生用参照光を用いることに
より、位相符号化多重方式による多重記録と、このよう
に多重記録された情報の再生とを行うことが可能にな
る。As described above, by using the recording reference light and the reproduction reference light whose phases are spatially modulated, the multiplex recording by the phase encoding multiplexing method and the information multiplexed recording Playback can be performed.
【0084】次に、図6を参照して、光ヘッド40の構
成について説明する。図6は光ヘッド40を示す断面図
である。図6に示したように、光ヘッド40は、記録再
生光学系を収納したヘッド本体41と、記録媒体1に対
して垂直な方向と、記録媒体1におけるトラックを横断
する方向とについて、それぞれ所定の範囲内で光ヘッド
本体41を移動可能なアクチュエータ50とを有してい
る。このヘッド本体41内の底部には、支持台42を介
して、コヒーレント光生成装置101の半導体レーザ1
02が固定されていると共に、反射型の位相空間光変調
器44と光検出器45が固定されている。光検出器45
の受光面には、マイクロレンズアレイ46が取り付けら
れている。また、ヘッド本体41内において、位相空間
光変調器44および光検出器45の上方にはプリズムブ
ロック48が設けられている。プリズムブロック48の
半導体レーザ102側の端部近傍にはコリメータレンズ
47が設けられている。また、ヘッド本体41の記録媒
体1に対向する面には開口部が形成され、この開口部に
対物レンズ11が設けられている。この対物レンズ11
とプリズムブロック48との間には4分の1波長板49
が設けられている。Next, the configuration of the optical head 40 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a sectional view showing the optical head 40. As shown in FIG. 6, the optical head 40 has a head main body 41 containing a recording / reproducing optical system, a direction perpendicular to the recording medium 1 and a direction crossing tracks on the recording medium 1. And an actuator 50 that can move the optical head main body 41 within the range. The semiconductor laser 1 of the coherent light generation device 101 is provided on the bottom of the head body 41 via a support 42.
02 is fixed, and the reflection-type phase spatial light modulator 44 and the photodetector 45 are fixed. Photodetector 45
A microlens array 46 is attached to the light receiving surface of. In the head body 41, a prism block 48 is provided above the phase spatial light modulator 44 and the photodetector 45. A collimator lens 47 is provided near the end of the prism block 48 on the semiconductor laser 102 side. An opening is formed in the surface of the head main body 41 facing the recording medium 1, and the objective lens 11 is provided in this opening. This objective lens 11
A quarter wave plate 49 between the prism block 48 and the
Is provided.
【0085】位相空間光変調器44は、格子状に配列さ
れた多数の画素を有し、各画素毎に出射光の位相を、互
いにπ(rad)だけ異なる2つの値のいずれかに設定
することによって、光の位相を空間的に変調することが
できるようになっている。位相空間光変調器44は、更
に、入射光の偏光方向に対して、出射光の偏光方向を9
0°回転させるようになっている。位相空間光変調器4
4としては、例えば反射型の液晶素子を用いることがで
きる。The phase spatial light modulator 44 has a large number of pixels arranged in a lattice, and sets the phase of emitted light to one of two values different from each other by π (rad) for each pixel. As a result, the phase of light can be spatially modulated. The phase spatial light modulator 44 further sets the polarization direction of the outgoing light to 9 relative to the polarization direction of the incident light.
It is designed to rotate by 0 °. Phase spatial light modulator 4
As 4, for example, a reflective liquid crystal element can be used.
【0086】光検出器45は、格子状に配列された多数
の画素を有し、各画素毎に受光した光の強度を検出でき
るようになっている。また、マイクロレンズアレイ46
は、光検出器45の各画素の受光面に対向する位置に配
置された複数のマイクロレンズを有している。The photodetector 45 has a large number of pixels arranged in a lattice, and can detect the intensity of light received for each pixel. Also, the micro lens array 46
Has a plurality of microlenses arranged at positions facing the light receiving surface of each pixel of the photodetector 45.
【0087】光検出器45としては、CCD型固体撮像
素子やMOS型固体撮像素子を用いることができる。ま
た、光検出器45として、MOS型固体撮像素子と信号
処理回路とが1チップ上に集積されたスマート光センサ
(例えば、文献「O plus E,1996年9月,
No.202,第93〜99ページ」参照。)を用いて
もよい。このスマート光センサは、転送レートが大き
く、高速な演算機能を有するので、このスマート光セン
サを用いることにより、高速な再生が可能となり、例え
ば、Gビット/秒オーダの転送レートで再生を行うこと
が可能となる。As the photodetector 45, a CCD solid-state imaging device or a MOS solid-state imaging device can be used. In addition, as the photodetector 45, a smart photosensor in which a MOS solid-state imaging device and a signal processing circuit are integrated on one chip (for example, the document “O plus E, September 1996,
No. 202, pages 93-99 ". ) May be used. Since this smart optical sensor has a high transfer rate and a high-speed calculation function, high-speed reproduction can be performed by using this smart optical sensor. For example, reproduction at a transfer rate of the order of G bits / second can be performed. Becomes possible.
【0088】プリズムブロック48は、偏光ビームスプ
リッタ面48aと反射面48bを有している。偏光ビー
ムスプリッタ面48aと反射面48bのうち偏光ビーム
スプリッタ面48aがコリメータレンズ47寄りに配置
されている。偏光ビームスプリッタ面48aと反射面4
8bは、共にその法線方向がコリメータレンズ47の光
軸方向に対して45°傾けられ、且つ互いに平行に配置
されている。The prism block 48 has a polarizing beam splitter surface 48a and a reflecting surface 48b. The polarization beam splitter surface 48a of the polarization beam splitter surface 48a and the reflection surface 48b is disposed closer to the collimator lens 47. Polarizing beam splitter surface 48a and reflecting surface 4
8b, the normal direction of each of them is inclined by 45 ° with respect to the optical axis direction of the collimator lens 47, and they are arranged in parallel with each other.
【0089】位相空間光変調器44は偏光ビームスプリ
ッタ面48aの下方の位置に配置され、光検出器45は
反射面48bの下方の位置に配置されている。また、4
分の1波長板49と対物レンズ11は、偏光ビームスプ
リッタ面48aの上方の位置に配置されている。なお、
コリメータレンズ47や対物レンズ11は、ホログラム
レンズであってもよい。The phase spatial light modulator 44 is arranged below the polarizing beam splitter surface 48a, and the photodetector 45 is arranged below the reflecting surface 48b. Also, 4
The half-wave plate 49 and the objective lens 11 are arranged at a position above the polarizing beam splitter surface 48a. In addition,
The collimator lens 47 and the objective lens 11 may be hologram lenses.
【0090】プリズムブロック48の偏光ビームスプリ
ッタ面48aは、後で詳しく説明するように、偏光方向
の違いによって、4分の1波長板49を通過する前の情
報光、記録用参照光および再生用参照光の光路と4分の
1波長板49を通過した後の記録媒体1からの戻り光の
光路とを分離する。As will be described later in detail, the polarization beam splitter surface 48a of the prism block 48 has an information beam, a recording reference beam, and a reproduction beam before passing through a quarter-wave plate 49 due to a difference in polarization direction. The optical path of the reference light and the optical path of the return light from the recording medium 1 after passing through the quarter-wave plate 49 are separated.
【0091】図6におけるプリズムブロック48、位相
空間光変調器44、光検出器45は、それぞれ、図7等
におけるビームスプリッタ12、位相空間光変調器1
3、光検出器14に対応する。The prism block 48, the phase spatial light modulator 44, and the photodetector 45 in FIG. 6 correspond to the beam splitter 12, the phase spatial light modulator 1 in FIG.
3. Corresponds to the photodetector 14.
【0092】次に、情報の記録時における記録再生光学
系の作用について説明する。半導体レーザ102は、コ
ヒーレントなS偏光の光を出射する。なお、S偏光とは
偏光方向が入射面(図6おける紙面)に垂直な直線偏光
であり、後述するP偏光とは偏光方向が入射面に平行な
直線偏光である。Next, the operation of the recording / reproducing optical system when recording information will be described. The semiconductor laser 102 emits coherent S-polarized light. Note that S-polarized light is linearly polarized light whose polarization direction is perpendicular to the plane of incidence (the paper surface in FIG. 6), and P-polarized light described below is linearly polarized light whose polarization direction is parallel to the plane of incidence.
【0093】半導体レーザ102より出射されたS偏光
のレーザ光は、コリメータレンズ47によって平行光と
され、プリズムブロック48の偏光ビームスプリッタ面
48aに入射し、この偏光ビームスプリッタ面48aで
反射されて、位相空間光変調器44に入射する。位相空
間光変調器44の出射光は、一方の半分の領域では、記
録する情報に基づいて光の位相が空間的に変調された情
報光となり、他方の半分の領域では、全ての画素につい
て出射光の位相が同一の記録用参照光または位相が空間
的に変調された記録用参照光となる。また、位相空間光
変調器44の出射光は、偏光方向が90°回転されてP
偏光の光となる。The S-polarized laser light emitted from the semiconductor laser 102 is collimated by the collimator lens 47, enters the polarization beam splitter surface 48a of the prism block 48, and is reflected by the polarization beam splitter surface 48a. The light enters the phase spatial light modulator 44. The light emitted from the phase spatial light modulator 44 becomes information light in which the phase of the light is spatially modulated based on the information to be recorded in one half area, and is emitted from all the pixels in the other half area. The recording reference light having the same phase of the emitted light or the recording reference light whose phase is spatially modulated. The light emitted from the phase spatial light modulator 44 has its polarization direction rotated by 90 °, and
It becomes polarized light.
【0094】位相空間光変調器44の出射光である情報
光および記録用参照光は、P偏光であるので、プリズム
ブロック48の偏光ビームスプリッタ面48aを透過
し、4分の1波長板49を通過して円偏光の光となる。
この情報光および記録用参照光は、対物レンズ11によ
って集光されて記録媒体1に照射される。この情報光お
よび記録用参照光は、情報記録層3を通過し、エアギャ
ップ層4と反射膜5の境界面上で最も小径になるように
収束し、反射膜5で反射される。反射膜5で反射された
後の情報光および記録用参照光は、拡散する光となっ
て、再度、情報記録層3を通過する。半導体レーザ10
2の出力が記録用の高出力に設定されると、情報記録層
3に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターン
が記録される。Since the information light and the recording reference light, which are the light emitted from the phase spatial light modulator 44, are P-polarized light, they pass through the polarization beam splitter surface 48a of the prism block 48 and pass through the quarter-wave plate 49. The light passes through to become circularly polarized light.
The information light and the recording reference light are condensed by the objective lens 11 and irradiated on the recording medium 1. The information light and the recording reference light pass through the information recording layer 3, converge so as to have the smallest diameter on the boundary surface between the air gap layer 4 and the reflection film 5, and are reflected by the reflection film 5. The information light and the recording reference light that have been reflected by the reflection film 5 become diffused light and pass through the information recording layer 3 again. Semiconductor laser 10
2 is set to a high output for recording, an interference pattern due to interference between the information light and the reference light for recording is recorded on the information recording layer 3.
【0095】記録媒体1からの戻り光は、対物レンズ1
1によって平行光とされ、4分の1波長板49を通過し
てS偏光の光となる。この戻り光は、プリズムブロック
48の偏光ビームスプリッタ面48aで反射され、更に
反射面48bで反射され、マイクロレンズアレイ46を
経て、光検出器45に入射する。The return light from the recording medium 1 is
The light is collimated by 1 and passes through the quarter-wave plate 49 to become S-polarized light. This return light is reflected by the polarization beam splitter surface 48a of the prism block 48, further reflected by the reflection surface 48b, and enters the photodetector 45 via the micro lens array 46.
【0096】情報の記録時において、対物レンズ11か
らの光ビームが記録媒体1のアドレス・サーボ領域6を
通過する期間では、半導体レーザ102の出力は、再生
用の低出力に設定されると共に、位相空間光変調器44
は、光の位相を変調せずに、全ての画素について位相が
同一の光を出射する。このときの光検出器45の出力に
基づいて、基本クロック、アドレス情報、フォーカスエ
ラー信号およびトラッキングエラー情報を得ることがで
きる。In recording information, during the period when the light beam from the objective lens 11 passes through the address servo area 6 of the recording medium 1, the output of the semiconductor laser 102 is set to a low output for reproduction, and Phase spatial light modulator 44
Emits light with the same phase for all pixels without modulating the phase of the light. Based on the output of the photodetector 45 at this time, a basic clock, address information, a focus error signal, and tracking error information can be obtained.
【0097】次に、情報の再生時における記録再生光学
系の作用について説明する。情報の再生時には、半導体
レーザ102の出力は、再生用の低出力に設定される。
半導体レーザ102より出射されたS偏光のレーザ光
は、コリメータレンズ47によって平行光とされ、プリ
ズムブロック48の偏光ビームスプリッタ面48aに入
射し、この偏光ビームスプリッタ面48aで反射され
て、位相空間光変調器44に入射する。位相空間光変調
器44の出射光は、全ての画素について出射光の位相が
同一の再生用参照光または位相が空間的に変調された再
生用参照光となる。また、位相空間光変調器44の出射
光は、偏光方向が90°回転されてP偏光の光となる。Next, the operation of the recording / reproducing optical system at the time of reproducing information will be described. When reproducing information, the output of the semiconductor laser 102 is set to a low output for reproduction.
The S-polarized laser light emitted from the semiconductor laser 102 is converted into parallel light by the collimator lens 47, enters the polarization beam splitter surface 48a of the prism block 48, is reflected by the polarization beam splitter surface 48a, and becomes a phase spatial light. The light enters the modulator 44. The light emitted from the phase spatial light modulator 44 is the reproduction reference light in which the phase of the emitted light is the same for all pixels or the reproduction reference light in which the phase is spatially modulated. Further, the light emitted from the phase spatial light modulator 44 is turned into a P-polarized light by rotating the polarization direction by 90 °.
【0098】位相空間光変調器44の出射光である再生
用参照光は、P偏光であるので、プリズムブロック48
の偏光ビームスプリッタ面48aを透過し、4分の1波
長板49を通過して円偏光の光となる。この再生用参照
光は、対物レンズ11によって集光されて記録媒体1に
照射される。この再生用参照光は、情報記録層3を通過
し、エアギャップ層4と反射膜5の境界面上で最も小径
になるように収束し、反射膜5で反射される。反射膜5
で反射された後の再生用参照光は、拡散する光となっ
て、再度、情報記録層3を通過する。再生用参照光によ
って、情報記録層3より再生光が発生される。Since the reference light for reproduction, which is the light emitted from the phase spatial light modulator 44, is P-polarized light, the prism block 48
The light passes through the polarizing beam splitter surface 48a, passes through the quarter wavelength plate 49, and becomes circularly polarized light. This reference light for reproduction is condensed by the objective lens 11 and is irradiated on the recording medium 1. The reproduction reference light passes through the information recording layer 3, converges on the boundary surface between the air gap layer 4 and the reflection film 5 so as to have the smallest diameter, and is reflected by the reflection film 5. Reflective film 5
The reference light for reproduction after being reflected by the light becomes diffused light and passes through the information recording layer 3 again. Reproduction light is generated from the information recording layer 3 by the reproduction reference light.
【0099】記録媒体1からの戻り光は、再生光と再生
用参照光とを含む。この戻り光は、対物レンズ11によ
って平行光とされ、4分の1波長板49を通過してS偏
光の光となる。この戻り光は、プリズムブロック48の
偏光ビームスプリッタ面48aで反射され、更に反射面
48bで反射され、マイクロレンズアレイ46を経て、
光検出器45に入射する。この光検出器45の出力に基
づいて、記録媒体1に記録された情報を再生することが
できる。The return light from the recording medium 1 includes a reproduction light and a reproduction reference light. This return light is converted into parallel light by the objective lens 11, passes through the quarter wavelength plate 49, and becomes S-polarized light. This return light is reflected by the polarization beam splitter surface 48a of the prism block 48, further reflected by the reflection surface 48b, passes through the micro lens array 46,
The light enters the photodetector 45. The information recorded on the recording medium 1 can be reproduced based on the output of the photodetector 45.
【0100】情報の再生時において、対物レンズ11か
らの光ビームが記録媒体1のアドレス・サーボ領域6を
通過する期間では、光検出器45の出力に基づいて、基
本クロック、アドレス情報、フォーカスエラー信号およ
びトラッキングエラー情報を得ることができる。In reproducing information, during the period when the light beam from the objective lens 11 passes through the address servo area 6 of the recording medium 1, the basic clock, the address information, and the focus error are output based on the output of the photodetector 45. Signal and tracking error information can be obtained.
【0101】なお、位相空間光変調器44は光の偏光方
向を回転させないものであってもよい。この場合には、
図6におけるプリズムブロック48の偏光ビームスプリ
ッタ面48aを半反射面に変更する。あるいは、プリズ
ムブロック48と位相空間光変調器44との間に、4分
の1波長板を設け、プリズムブロック48からのS偏光
の光を4分の1波長板によって円偏光の光に変換して位
相空間光変調器44に入射させ、位相空間光変調器44
からの円偏光の光を4分の1波長板によってP偏光の光
に変換して、偏光ビームスプリッタ面48aを透過させ
るようにしてもよい。また、各画素毎に出射光の位相を
3つ以上の値のいずれかに設定できる位相空間光変調器
としては、液晶を用いたものに限らず、例えば、マイク
ロミラーデバイスを用いて、入射光の進行方向につい
て、各画素毎に反射面の位置を調整するようにした構成
したものでもよい。The phase spatial light modulator 44 may not rotate the polarization direction of light. In this case,
The polarization beam splitter surface 48a of the prism block 48 in FIG. 6 is changed to a semi-reflective surface. Alternatively, a quarter-wave plate is provided between the prism block 48 and the phase spatial light modulator 44, and the S-polarized light from the prism block 48 is converted into circularly-polarized light by the quarter-wave plate. Incident on the phase spatial light modulator 44,
May be converted into P-polarized light by a quarter-wave plate and transmitted through the polarizing beam splitter surface 48a. Further, the phase spatial light modulator that can set the phase of the emitted light to any one of three or more values for each pixel is not limited to the one using liquid crystal. May be configured such that the position of the reflection surface is adjusted for each pixel in the traveling direction of.
【0102】次に、図13を参照して、本実施の形態に
おけるフォーカスエラー情報の生成方法の一例について
説明する。図13は、光検出器45の受光面における入
射光の輪郭を示す説明図である。本例におけるフォーカ
スエラー情報の生成方法では、以下のようにして、光検
出器45の受光面における入射光の輪郭の大きさに基づ
いてフォーカスエラー情報を生成する。まず、対物レン
ズ11からの光ビームが、記録媒体1におけるエアギャ
ップ層4と反射膜5の境界面上で最も小径になるように
収束する合焦状態のときには、光検出器45の受光面に
おける入射光の輪郭は、図13において符号60で示し
た輪郭となるものとする。対物レンズ11からの光ビー
ムが最も小径となる位置がエアギャップ層4と反射膜5
の境界面よりも手前側へずれた場合には、光検出器45
の受光面における入射光の輪郭は、図13において符号
61で示したように径が小さくなる。逆に、対物レンズ
11からの光ビームが最も小径となる位置がエアギャッ
プ層4と反射膜5の境界面よりも奥側へずれた場合に
は、光検出器45の受光面における入射光の輪郭は、図
13において符号62で示したように径が大きくなる。
従って、合焦状態を基準として、光検出器45の受光面
における入射光の輪郭の径の変化に応じた信号を検出す
ることによってフォーカスエラー信号を得ることができ
る。具体的には、例えば、合焦状態を基準として、光検
出器45の受光面における明部に対応する画素の増減数
に基づいてフォーカスエラー信号を生成することができ
る。Next, an example of a method of generating focus error information in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is an explanatory diagram showing the contour of the incident light on the light receiving surface of the photodetector 45. In the method of generating focus error information in the present example, focus error information is generated based on the size of the contour of incident light on the light receiving surface of the photodetector 45 as described below. First, when the light beam from the objective lens 11 is in a focused state in which the light beam converges on the boundary surface between the air gap layer 4 and the reflective film 5 on the recording medium 1 so as to have the smallest diameter, the light beam on the light receiving surface of the photodetector 45 It is assumed that the contour of the incident light is the contour indicated by reference numeral 60 in FIG. The position where the light beam from the objective lens 11 has the smallest diameter is the air gap layer 4 and the reflection film 5.
Is shifted to the near side from the boundary surface of the photodetector 45,
The diameter of the contour of the incident light on the light receiving surface becomes smaller as indicated by reference numeral 61 in FIG. Conversely, if the position where the light beam from the objective lens 11 has the smallest diameter is shifted farther than the boundary surface between the air gap layer 4 and the reflection film 5, the incident light on the light receiving surface of the photodetector 45 The contour has a larger diameter as indicated by reference numeral 62 in FIG.
Therefore, a focus error signal can be obtained by detecting a signal corresponding to a change in the diameter of the contour of the incident light on the light receiving surface of the photodetector 45 based on the in-focus state. Specifically, for example, it is possible to generate a focus error signal based on the increase / decrease number of pixels corresponding to a bright portion on the light receiving surface of the photodetector 45 based on the in-focus state.
【0103】本実施の形態では、光ビームが常に合焦状
態となるように、フォーカスエラー信号に基づいて、記
録媒体1に対して垂直な方向についての光ヘッド本体4
1の位置を調整して、フォーカスサーボを行う。なお、
光ビームが情報記録領域7を通過する際には、フォーカ
スサーボは行われず、直前のアドレス・サーボ領域6通
過時の状態が保持される。In this embodiment, the optical head main body 4 in the direction perpendicular to the recording medium 1 is set based on the focus error signal so that the light beam is always in focus.
Adjust the position of 1 to perform focus servo. In addition,
When the light beam passes through the information recording area 7, focus servo is not performed, and the state at the time when the light beam passed through the immediately preceding address servo area 6 is maintained.
【0104】次に、図14および図15を参照して、本
実施の形態におけるトラッキングエラー情報の生成方法
とトラッキングサーボの方法の一例について説明する。
この例では、記録媒体1のアドレス・サーボ領域6に
は、トラッキングサーボに用いられる位置決め情報とし
て、図14(a)に示したように、トラック70に沿っ
て光ビーム72の進行方向の手前側から順に、2つのピ
ット71A、1つのピット71B、1つのピット71C
が形成されている。2つのピット71Aは、図14にお
いて符号Aで示した位置においてトラック70を挟んで
対称な位置に配置されている。ピット71Bは、図14
において符号Bで示した位置においてトラック70に対
して片側にずれた位置に配置されている。ピット71C
は、図14において符号Cで示した位置において、トラ
ック70に対してピット71Bとは反対側にずれた位置
に配置されている。Next, an example of a method of generating tracking error information and a method of tracking servo according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
In this example, the address servo area 6 of the recording medium 1 includes positioning information used for tracking servo, as shown in FIG. Two pits 71A, one pit 71B, one pit 71C in order from
Are formed. The two pits 71A are arranged symmetrically with respect to the track 70 at the position indicated by the symbol A in FIG. The pit 71B is shown in FIG.
In the position indicated by the symbol B, the track 70 is disposed at a position shifted to one side with respect to the track 70. Pit 71C
Are arranged at positions indicated by reference numeral C in FIG.
【0105】図14(a)に示したように、光ビーム7
2がトラック70上を正確に進行する場合には、光ビー
ム72が各位置A,B,Cを通過する際の光検出器45
の全受光量は、図14(b)に示したようになる。すな
わち、位置A通過時の受光量が最も大きく、位置B通過
時の受光量と位置C通過時の受光量は互いに等しく且つ
位置A通過時の受光量よりも小さくなる。As shown in FIG. 14A, the light beam 7
When the light beam 72 passes through the positions A, B, and C, the light detector 45
Are as shown in FIG. 14B. That is, the amount of light received when passing through the position A is the largest, and the amount of light received when passing through the position B and the amount of light received through the position C are equal to each other and smaller than the amount of light received when passing through the position A.
【0106】一方、図15(a)に示したように、光ビ
ーム72がトラック70に対してピット71C寄りにず
れて進行する場合には、光ビーム72が各位置A,B,
Cを通過する際の光検出器45の全受光量は、図15
(b)に示したようになる。すなわち、位置A通過時の
受光量が最も大きく、次に位置C通過時の受光量が大き
く、位置B通過時の受光量は最も小さくなる。位置B通
過時の受光量と位置C通過時の受光量との差の絶対値
は、光ビーム72のトラック70からのずれ量が大きく
なるほど大きくなる。On the other hand, as shown in FIG. 15 (a), when the light beam 72 is shifted toward the pit 71C with respect to the track 70, the light beam 72
The total amount of light received by the photodetector 45 when passing through C is shown in FIG.
The result is as shown in FIG. That is, the amount of light received when passing through position A is the largest, the amount of light received when passing through position C is the largest, and the amount of light received when passing through position B is the smallest. The absolute value of the difference between the amount of light received when passing through the position B and the amount of light received when passing through the position C increases as the amount of deviation of the light beam 72 from the track 70 increases.
【0107】なお、図示しないが、光ビーム72がトラ
ック70に対してピット71B寄りにずれて進行する場
合には、位置A通過時の受光量が最も大きく、次に位置
B通過時の受光量が大きく、位置C通過時の受光量は最
も小さくなる。位置B通過時の受光量と位置C通過時の
受光量との差の絶対値は、光ビーム72のトラック70
からのずれ量が大きくなるほど大きくなる。Although not shown, when the light beam 72 is shifted toward the pit 71B with respect to the track 70, the amount of light received when passing through the position A is the largest, and then the amount of light received when passing through the position B is the largest. Is large, and the amount of received light when passing through the position C is the smallest. The absolute value of the difference between the amount of light received when passing through the position B and the amount of light received when passing through the position C is determined by the
It becomes larger as the amount of deviation from becomes larger.
【0108】以上のことから、位置B通過時の受光量と
位置C通過時の受光量との差から、トラック70に対す
る光ビーム72のずれの方向および大きさが分かる。従
って、位置B通過時の受光量と位置C通過時の受光量と
の差をトラッキングエラー信号とすることができる。ピ
ット71Aは、位置B通過時の受光量と位置C通過時の
受光量を検出するタイミングの基準となる。From the above, the direction and magnitude of the displacement of the light beam 72 with respect to the track 70 can be determined from the difference between the amount of light received when passing the position B and the amount of light received when passing the position C. Accordingly, the difference between the amount of light received when passing through position B and the amount of light received when passing through position C can be used as a tracking error signal. The pit 71A serves as a reference for detecting the amount of light received when passing through the position B and the amount of light received when passing through the position C.
【0109】本例におけるトラッキングサーボは、具体
的には、以下のようにして行われる。まず、光検出器4
5の全受光量が最初にピークに達するタイミング、すな
わち位置A通過時のタイミングを検出する。次に、位置
A通過時のタイミングを基準にして、位置B通過時のタ
イミングと位置C通過時のタイミングを予測する。次
に、予測した各タイミングで、位置B通過時の受光量と
位置C通過時の受光量を検出する。最後に、位置B通過
時の受光量と位置C通過時の受光量との差を検出し、こ
れをトラッキングエラー信号とする。そして、光ビーム
72が常にトラック70に追従するように、トラッキン
グエラー信号に基づいてトラッキングサーボが行われ
る。なお、光ビーム72が情報記録領域7を通過する際
には、トラッキングサーボは行われず、直前のアドレス
・サーボ領域6通過時の状態が保持される。The tracking servo in this example is specifically performed as follows. First, the photodetector 4
5, the timing at which the total amount of received light first reaches a peak, that is, the timing when passing through the position A is detected. Next, the timing at the time of passing through the position B and the timing at the time of passing through the position C are predicted based on the timing at the time of passing through the position A. Next, at each predicted timing, the amount of light received when passing through position B and the amount of light received when passing through position C are detected. Finally, the difference between the amount of light received when passing through the position B and the amount of light received when passing through the position C is detected, and this is used as a tracking error signal. Then, tracking servo is performed based on the tracking error signal so that the light beam 72 always follows the track 70. When the light beam 72 passes through the information recording area 7, tracking servo is not performed, and the state at the time when the light beam 72 passes through the immediately preceding address servo area 6 is maintained.
【0110】なお、本実施の形態におけるトラッキング
エラー情報の生成方法とトラッキングサーボの方法は、
上記の方法に限らず、例えばプッシュプル法を用いても
よい。この場合には、アドレス・サーボ領域6には、ト
ラッキングサーボに用いられる位置決め情報として、ト
ラック方向に沿った一列のピット列を形成しておき、光
検出器45の受光面における入射光の形状の変化を検出
して、トラッキングエラー情報を生成する。Note that the method of generating tracking error information and the method of tracking servo in this embodiment are as follows.
Instead of the above method, for example, a push-pull method may be used. In this case, a row of pits along the track direction is formed in the address servo area 6 as positioning information used for tracking servo, and the shape of incident light on the light receiving surface of the photodetector 45 is determined. The change is detected to generate tracking error information.
【0111】本実施の形態では、半導体レーザ102よ
り、緩和振動における最初のピークのみを含む光パルス
を所定期間にわたって繰り返し出力させることによって
コヒーレント光を生成する。従って、本実施の形態によ
れば、所定期間にわたって均質な可干渉性を有すると共
に、記録媒体1の情報記録層3の光学的特性を変化させ
るのに十分なエネルギを有するコヒーレント光を生成す
ることができる。本実施の形態では、このコヒーレント
光に基づいて情報光と記録用参照光とを生成し、情報記
録領域7に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パ
ターンによって情報が記録されるように、記録媒体1に
対して情報光と記録用参照光とを照射する。従って、本
実施の形態によれば、発光出力の立ち上がり後に緩和振
動を生じる半導体レーザ102を用いながら、所定期間
にわたって均質な可干渉性を有すると共に情報記録層3
の光学的特性を変化させるのに十分なエネルギを有する
コヒーレント光を生成し、このコヒーレント光を用い
て、ホログラフィを利用した情報の記録を行うことがで
きる。In the present embodiment, coherent light is generated by repeatedly outputting an optical pulse including only the first peak in the relaxation oscillation from the semiconductor laser 102 for a predetermined period. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to generate coherent light having uniform coherence over a predetermined period and having sufficient energy to change the optical characteristics of the information recording layer 3 of the recording medium 1. Can be. In the present embodiment, the information light and the recording reference light are generated based on the coherent light, and information is recorded in the information recording area 7 by an interference pattern due to the interference between the information light and the recording reference light. Then, the recording medium 1 is irradiated with the information light and the recording reference light. Therefore, according to the present embodiment, the information recording layer 3 has uniform coherence over a predetermined period while using the semiconductor laser 102 that generates relaxation oscillation after the rise of the light emission output.
, Coherent light having sufficient energy to change the optical characteristics of the hologram is generated, and information can be recorded using holography using the coherent light.
【0112】また、本実施の形態では、記録媒体1にア
ドレス・サーボ領域6が設けられている。アドレス・サ
ーボ領域6には、各情報記録領域7を識別するためのア
ドレス情報と各情報記録領域7に対する情報光、記録用
参照光および再生用参照光の照射位置を合わせるための
位置決め情報とが記録されている。光情報記録再生装置
は、アドレス・サーボ領域6に記録されたアドレス情報
を検出して各情報記録領域7を識別する。従って、本実
施の形態によれば、各情報記録領域7を容易に識別する
ことが可能になる。また、光情報記録再生装置は、アド
レス・サーボ領域6に記録された位置決め情報を検出し
て、各情報記録領域7に対して情報光、記録用参照光お
よび再生用参照光の照射位置を合わせる。従って、本実
施の形態によれば、各情報記録領域7に対して情報光、
記録用参照光および再生用参照光の照射位置を容易に合
わせることが可能になる。In this embodiment, the recording medium 1 is provided with the address servo area 6. The address servo area 6 includes address information for identifying each information recording area 7 and positioning information for matching the irradiation positions of the information light, the recording reference light, and the reproduction reference light with respect to each information recording area 7. Has been recorded. The optical information recording / reproducing apparatus detects address information recorded in the address servo area 6 and identifies each information recording area 7. Therefore, according to the present embodiment, each information recording area 7 can be easily identified. Further, the optical information recording / reproducing apparatus detects the positioning information recorded in the address servo area 6 and adjusts the irradiation position of the information light, the recording reference light, and the reproduction reference light to each information recording area 7. . Therefore, according to the present embodiment, an information beam,
The irradiation positions of the recording reference light and the reproduction reference light can be easily adjusted.
【0113】また、本実施の形態では、情報の記録時に
は、記録する情報に基づいて光の位相が空間的に変調さ
れた情報光と記録用参照光とを、記録媒体1の情報記録
層3に照射して、情報光と記録用参照光との干渉による
干渉パターンによって情報記録層3に情報を記録する。
また、情報の再生時には、再生用参照光を情報記録層3
に照射し、これによって情報記録層3より発生される再
生光と再生用参照光とを重ね合わせて合成光を生成し、
この合成光を検出して情報を再生する。Further, in the present embodiment, at the time of recording information, the information light whose recording light is spatially modulated based on the information to be recorded and the recording reference light are transmitted to the information recording layer 3 of the recording medium 1. And information is recorded on the information recording layer 3 by an interference pattern due to interference between the information light and the recording reference light.
When reproducing information, the reference light for reproduction is applied to the information recording layer 3.
To generate a combined light by superimposing the reproduction light generated by the information recording layer 3 and the reproduction reference light,
The information is reproduced by detecting the combined light.
【0114】従って、本実施の形態によれば、情報の再
生時に再生光と再生用参照光とを分離する必要がない。
そのため、情報の記録時に、情報光と記録用参照光とを
互いに所定の角度をなすように記録媒体に入射させる必
要もない。実際、本実施の形態では、情報光、記録用参
照光、再生用参照光および再生光が同軸的に配置される
ように、情報光、記録用参照光および再生用参照光の照
射と再生光の収集とが情報記録層3の同一面側より行わ
れる。従って、本実施の形態によれば、記録および再生
のための光学系を小さく構成することができる。Therefore, according to the present embodiment, it is not necessary to separate the reproduction light and the reproduction reference light when reproducing information.
Therefore, at the time of recording information, it is not necessary to make the information light and the recording reference light incident on the recording medium at a predetermined angle to each other. In fact, in the present embodiment, the irradiation of the information light, the recording reference light and the reproduction reference light and the reproduction light are performed so that the information light, the recording reference light, the reproduction reference light and the reproduction light are coaxially arranged. Is performed from the same surface side of the information recording layer 3. Therefore, according to the present embodiment, the optical system for recording and reproduction can be made small.
【0115】また、従来の再生方法では、再生光と再生
用参照光とを分離して、再生光のみを検出するため、再
生光を検出する光検出器に再生用参照光も入射してしま
うと、再生情報のSN比が劣化するという問題点があっ
た。これに対し、本実施の形態では、再生光と再生用参
照光とを用いて情報を再生するので、再生用参照光によ
って再生情報のSN比が劣化するということがない。従
って、本実施の形態によれば、再生情報のSN比を向上
させることができる。In the conventional reproducing method, the reproducing light and the reproducing reference light are separated and only the reproducing light is detected. Therefore, the reproducing reference light also enters the photodetector for detecting the reproducing light. Thus, there is a problem that the SN ratio of the reproduction information is deteriorated. On the other hand, in the present embodiment, since information is reproduced using the reproduction light and the reproduction reference light, the SN ratio of the reproduction information does not deteriorate due to the reproduction reference light. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to improve the SN ratio of the reproduction information.
【0116】また、本実施の形態によれば、情報光、記
録用参照光および再生用参照光の全てが、同軸的に配置
され、且つ同じ位置で最も小径となるように収束するよ
うにしたので、記録および再生のための光学系の構成を
簡単にすることができる。Further, according to the present embodiment, all of the information light, the recording reference light and the reproduction reference light are arranged coaxially and converge so as to have the smallest diameter at the same position. Therefore, the configuration of the optical system for recording and reproduction can be simplified.
【0117】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れず、種々の変更が可能である。例えば、本発明のコヒ
ーレント光生成装置および方法は、半導体レーザを用い
る場合に限らず、発光出力の立ち上がり後に緩和振動を
生じる他のレーザを用いる場合にも適用することができ
る。Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made. For example, the coherent light generation apparatus and method of the present invention can be applied not only to the case where a semiconductor laser is used, but also to the case where another laser that generates relaxation oscillation after the emission output rises is used.
【0118】また、本発明の光情報記録装置および方法
は、実施の形態に示した装置や方法に限らず、コヒーレ
ント光に基づいて情報光と参照光とを生成し、この情報
光と参照光とを記録媒体に照射して情報を記録する装置
および方法の全般に適用することができる。The optical information recording apparatus and method according to the present invention are not limited to the apparatus and method described in the embodiment, but generate information light and reference light based on coherent light. The present invention can be applied to all apparatuses and methods for recording information by irradiating the recording medium with the information.
【0119】[0119]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のコヒーレ
ント光生成装置または方法では、レーザより、緩和振動
における最初のピークのみを含む光パルスを所定期間に
わたって繰り返し出力させ、この所定期間内の複数の光
パルスによって所定期間にわたって均質な可干渉性を有
するコヒーレント光を生成する。従って、本発明によれ
ば、発光出力の立ち上がり後に緩和振動を生じるレーザ
を用いながら、所定期間にわたって均質な可干渉性を有
するコヒーレント光を生成することが可能になるという
効果を奏する。As described above, in the coherent light generating apparatus or method according to the present invention, the laser repeatedly outputs an optical pulse including only the first peak in the relaxation oscillation over a predetermined period, and outputs a plurality of pulses within this predetermined period. Generates coherent light having uniform coherence over a predetermined period of time. Therefore, according to the present invention, it is possible to generate coherent light having uniform coherence over a predetermined period while using a laser that generates relaxation oscillation after the emission output rises.
【0120】また、本発明の光情報記録装置または方法
では、レーザより、緩和振動における最初のピークのみ
を含む光パルスを所定期間にわたって繰り返し出力さ
せ、この所定期間内の複数の光パルスによって所定期間
にわたって均質な可干渉性を有するコヒーレント光を生
成する。そして、このコヒーレント光に基づいて情報光
と参照光とを生成し、情報記録領域に情報光と参照光と
の干渉による干渉パターンによって情報が記録されるよ
うに、記録媒体に対して情報光と参照光とを照射する。
従って、本発明によれば、発光出力の立ち上がり後に緩
和振動を生じるレーザを用いながら、所定期間にわたっ
て均質な可干渉性を有するコヒーレント光を生成し、こ
のコヒーレント光を用いて、ホログラフィを利用した情
報の記録を行うことができるという効果を奏する。Further, in the optical information recording apparatus or method according to the present invention, the laser repeatedly outputs an optical pulse including only the first peak in the relaxation oscillation over a predetermined period. To generate coherent light with uniform coherence over Then, an information light and a reference light are generated based on the coherent light, and the information light and the reference light are generated on the recording medium such that information is recorded in an information recording area by an interference pattern due to interference between the information light and the reference light. Irradiate with reference light.
Therefore, according to the present invention, coherent light having uniform coherence is generated over a predetermined period while using a laser that generates relaxation oscillation after the rising of the light emission output, and information using holography is generated by using the coherent light. This has the effect that the recording can be performed.
【図1】本発明の一実施の形態に係るコヒーレント光生
成装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a coherent light generation device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施の形態に係るコヒーレント光生
成装置の動作の一例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of an operation of the coherent light generation device according to one embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施の形態に係るコヒーレント光生
成装置の動作の一例を示す波形図である。FIG. 3 is a waveform chart showing an example of the operation of the coherent light generation device according to one embodiment of the present invention.
【図4】所定期間にわたって半導体レーザに発光しきい
値以上の一定の値の駆動電流を供給した場合における駆
動電流と半導体レーザの発光出力との関係の一例を示す
波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of a relationship between a drive current and a light emission output of a semiconductor laser when a drive current having a constant value equal to or more than a light emission threshold is supplied to the semiconductor laser over a predetermined period.
【図5】本発明の一実施の形態に係る光情報記録再生装
置の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an optical information recording / reproducing apparatus according to one embodiment of the present invention.
【図6】図5に示した光情報記録再生装置における光ヘ
ッドの断面図である。FIG. 6 is a sectional view of an optical head in the optical information recording / reproducing apparatus shown in FIG.
【図7】図5に示した光情報記録再生装置における情報
の記録の原理を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a principle of information recording in the optical information recording / reproducing apparatus shown in FIG.
【図8】図5に示した光情報記録再生装置における情報
の再生の原理を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing the principle of information reproduction in the optical information recording / reproducing apparatus shown in FIG.
【図9】図5に示した光情報記録再生装置における情報
の再生の原理を詳しく説明するための波形図である。9 is a waveform chart for explaining in detail the principle of information reproduction in the optical information recording / reproducing apparatus shown in FIG.
【図10】図5に示した光情報記録再生装置において位
相符号化多重方式による多重記録を行う場合における情
報の記録の原理を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a principle of information recording when performing multiplex recording by a phase encoding multiplex method in the optical information recording / reproducing apparatus shown in FIG.
【図11】図5に示した光情報記録再生装置において位
相符号化多重方式による多重記録を行う場合における情
報の再生の原理を示す説明図である。11 is an explanatory diagram showing the principle of information reproduction in the case of performing multiplex recording by the phase encoding multiplex method in the optical information recording / reproducing apparatus shown in FIG.
【図12】図5に示した光情報記録再生装置において位
相符号化多重方式による多重記録を行う場合における情
報の再生の原理を詳しく説明するための波形図である。12 is a waveform diagram for explaining in detail the principle of information reproduction in the case of performing multiplex recording by the phase encoding multiplex method in the optical information recording / reproducing apparatus shown in FIG.
【図13】図5に示した光情報記録再生装置におけるフ
ォーカスエラー情報の生成方法の一例を説明するための
説明図である。13 is an explanatory diagram illustrating an example of a method of generating focus error information in the optical information recording / reproducing device illustrated in FIG.
【図14】図5に示した光情報記録再生装置におけるト
ラッキングエラー情報の生成方法とトラッキングサーボ
の方法の一例を説明するための説明図である。14 is an explanatory diagram for describing an example of a method of generating tracking error information and a method of tracking servo in the optical information recording / reproducing apparatus shown in FIG.
【図15】図5に示した光情報記録再生装置におけるト
ラッキングエラー情報の生成方法とトラッキングサーボ
の方法の一例を説明するための説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining an example of a method of generating tracking error information and a method of tracking servo in the optical information recording / reproducing apparatus shown in FIG.
1…記録媒体、3…情報記録層、5…反射膜、6…アド
レス・サーボ領域、7…情報記録領域、11…対物レン
ズ、40…光ヘッド、41…ヘッド本体、44…位相空
間光変調器、45…光検出器、47…コリメータレン
ズ、48…プリズムブロック、48a…偏光ビームスプ
リッタ面、49…4分の1波長板、101…コヒーレン
ト光生成装置、102…半導体レーザ、103…駆動回
路、104…制御回路。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Recording medium, 3 ... Information recording layer, 5 ... Reflection film, 6 ... Address servo area, 7 ... Information recording area, 11 ... Objective lens, 40 ... Optical head, 41 ... Head main body, 44 ... Phase spatial light modulation Detector 45 photodetector 47 collimator lens 48 prism block 48a polarizing beam splitter surface 49 quarter-wave plate 101 coherent light generator 102 semiconductor laser 103 driving circuit , 104 ... Control circuit.
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Claims (8)
するコヒーレント光を生成するコヒーレント光生成装置
であって、 発光出力の立ち上がり後に緩和振動を生じるレーザと、 前記レーザを駆動する駆動回路と、 前記レーザより前記緩和振動における最初のピークのみ
を含む光パルスが所定期間にわたって繰り返し出力さ
れ、この所定期間内の複数の光パルスによって所定期間
にわたって均質な可干渉性を有するコヒーレント光が生
成されるように、前記駆動回路を制御する制御手段とを
備えたことを特徴とするコヒーレント光生成装置。1. A coherent light generation device that generates coherent light having uniform coherence over a predetermined period, comprising: a laser that generates relaxation oscillation after rising of a light emission output; a driving circuit that drives the laser; An optical pulse including only the first peak in the relaxation oscillation is repeatedly output from the laser over a predetermined period, and a plurality of light pulses within the predetermined period generate coherent light having uniform coherence over a predetermined period. And a control means for controlling the driving circuit.
特徴とする請求項1記載のコヒーレント光生成装置。2. The coherent light generation device according to claim 1, wherein said laser is a semiconductor laser.
するコヒーレント光を生成するコヒーレント光生成方法
であって、 発光出力の立ち上がり後に緩和振動を生じるレーザを駆
動して、前記レーザより、前記緩和振動における最初の
ピークのみを含む光パルスを出力させる手順と、 所定期間にわたって、前記光パルスを出力させる手順を
繰り返し実行させ、前記所定期間内に発生される複数の
光パルスによって、所定期間にわたって均質な可干渉性
を有するコヒーレント光を生成する手順とを備えたこと
を特徴とするコヒーレント光生成方法。3. A coherent light generation method for generating coherent light having uniform coherence over a predetermined period, comprising: driving a laser that generates relaxation oscillation after a rising of a light emission output; And outputting a light pulse including only the first peak in a predetermined period, and repeatedly outputting the light pulse over a predetermined period, by a plurality of light pulses generated within the predetermined period, uniform over a predetermined period Generating a coherent light having coherence.
特徴とする請求項3記載のコヒーレント光生成方法。4. The method according to claim 3, wherein the laser is a semiconductor laser.
おける各情報記録領域に、ホログラフィを利用して情報
を記録するための光情報記録装置であって、 所定期間にわたって均質な可干渉性を有するコヒーレン
ト光を生成するコヒーレント光生成装置と、 前記コヒーレント光生成装置によって生成されたコヒー
レント光に基づいて、記録する情報を担持した情報光と
参照光とを生成し、前記情報記録領域に情報光と参照光
との干渉による干渉パターンによって情報が記録される
ように、前記記録媒体に対して情報光と参照光とを照射
する光学系とを備え、 前記コヒーレント光生成装置は、 発光出力の立ち上がり後に緩和振動を生じるレーザと、 前記レーザを駆動する駆動回路と、 前記レーザより前記緩和振動における最初のピークのみ
を含む光パルスが所定期間にわたって繰り返し出力さ
れ、この所定期間内の複数の光パルスによって所定期間
にわたって均質な可干渉性を有するコヒーレント光が生
成されるように、前記駆動回路を制御する制御手段とを
有することを特徴とする光情報記録装置。5. An optical information recording apparatus for recording information using holography in each information recording area of a recording medium having a plurality of information recording areas, wherein the apparatus has uniform coherence over a predetermined period. A coherent light generation device that generates coherent light, and, based on the coherent light generated by the coherent light generation device, generate information light and reference light that carry information to be recorded, and generate information light in the information recording area. An optical system that irradiates the recording medium with information light and reference light so that information is recorded by an interference pattern due to interference with the reference light, wherein the coherent light generation device includes: A laser that generates relaxation oscillation; a driving circuit that drives the laser; and only a first peak in the relaxation oscillation from the laser. Control means for controlling the drive circuit so that the light pulses including the light pulses are repeatedly output over a predetermined period, and a plurality of light pulses within the predetermined period generate coherent light having uniform coherence over a predetermined period. An optical information recording device, comprising:
特徴とする請求項5記載の光情報記録装置。6. The optical information recording apparatus according to claim 5, wherein said laser is a semiconductor laser.
おける各情報記録領域に、ホログラフィを利用して情報
を記録する光情報記録方法であって、 所定期間にわたって均質な可干渉性を有するコヒーレン
ト光を生成する手順と、 前記コヒーレント光を生成する手順によって生成された
コヒーレント光に基づいて、記録する情報を担持した情
報光と参照光とを生成し、前記情報記録領域に情報光と
参照光との干渉による干渉パターンによって情報が記録
されるように、前記記録媒体に対して情報光と参照光と
を照射する手順とを備え、 前記コヒーレント光を生成する手順は、 発光出力の立ち上がり後に緩和振動を生じるレーザを駆
動して、前記レーザより、前記緩和振動における最初の
ピークのみを含む光パルスを出力させる手順と、 所定期間にわたって、前記光パルスを出力させる手順を
繰り返し実行させ、前記所定期間内に発生される複数の
光パルスによって、所定期間にわたって均質な可干渉性
を有するコヒーレント光を生成する手順と含むことを特
徴とする光情報記録方法。7. An optical information recording method for recording information in each information recording area of a recording medium having a plurality of information recording areas by using holography, comprising: coherent light having uniform coherence over a predetermined period. Generating an information light and a reference light carrying information to be recorded, based on the coherent light generated by the step of generating the coherent light, and an information light and a reference light in the information recording area. Irradiating the recording medium with information light and reference light so that information is recorded by an interference pattern caused by the interference of the light. The step of generating the coherent light includes: Driving the laser to generate a light pulse including only the first peak in the relaxation oscillation from the laser; A step of repeatedly executing the procedure of outputting the optical pulse over a period of time, and generating a coherent light having uniform coherence over a predetermined period by a plurality of light pulses generated within the predetermined period. Optical information recording method.
特徴とする請求項7記載の光情報記録方法。8. The optical information recording method according to claim 7, wherein said laser is a semiconductor laser.
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| JP2001169002A JP2002368329A (en) | 2001-06-05 | 2001-06-05 | Coherent light generation apparatus and method, and optical information recording apparatus and method |
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- 2001-06-05 JP JP2001169002A patent/JP2002368329A/en active Pending
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