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JP4815595B2 - Multiple hologram transfer apparatus and multiple hologram transfer method - Google Patents

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JP4815595B2 JP2006143051A JP2006143051A JP4815595B2 JP 4815595 B2 JP4815595 B2 JP 4815595B2 JP 2006143051 A JP2006143051 A JP 2006143051A JP 2006143051 A JP2006143051 A JP 2006143051A JP 4815595 B2 JP4815595 B2 JP 4815595B2
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Description

本発明は、例えばフォトリフラクティブ結晶を用い、該結晶中へのホログラムの記録・再生を行うことのできるホログラムメモリにおいて、多重ホログラムをマスターメディアからコピーメディアへ転写する装置および方法に関するものである。   The present invention relates to an apparatus and a method for transferring multiple holograms from a master medium to a copy medium in a hologram memory which can use, for example, a photorefractive crystal and record / reproduce a hologram in the crystal.

ホログラムメモリは、物体をレーザ光などの干渉性の高い光で照明し、3次元の立体画像を記録できる技術(ホログラフィー)を応用し、2次元画像として表される情報を何層にも記録できるようにした記憶装置である。情報の再生は、ホログラムメモリに対して、情報を読み書きするための参照光を当てることによって、情報をもった画像が読み出されることによって実現される。   The hologram memory can record information expressed as a two-dimensional image in multiple layers by applying a technology (holography) that can illuminate an object with a laser beam or other highly coherent light and record a three-dimensional stereoscopic image. This is a storage device. Information reproduction is realized by reading an image with information by applying reference light for reading and writing information to the hologram memory.

例えば従来のCDやDVDなどの光ディスク記録装置は、回転する光ディスクにレーザを当て、ビット単位でデータの読み出し・書き込みを行う一方、ホログラムメモリは、レーザを一度当てるだけで同時に何千ビットもの読み出し・書き込みを行う。すなわち、ホログラムメモリは、従来の光ディスク記録装置と比較して、高速なデータ転送が可能となっている。   For example, a conventional optical disk recording device such as a CD or a DVD applies a laser to a rotating optical disk and reads / writes data in bit units, while a hologram memory reads / writes thousands of bits at the same time by applying a laser once. Write. That is, the hologram memory is capable of high-speed data transfer as compared with a conventional optical disk recording apparatus.

また、ホログラムメモリは、情報としての2次元画像のホログラムをホログラム媒質中の同一個所に多重記録することが可能である。よって、情報の記録密度を極めて高くすることができるので、大容量化を実現することができる。   The hologram memory can multiplex-record a hologram of a two-dimensional image as information at the same location in the hologram medium. Therefore, the recording density of information can be made extremely high, so that a large capacity can be realized.

以上のように、ホログラムメモリは、2次元データのダイレクトな記録再生方式に由来する高速性と、同一箇所への多重記録に由来する大容量性とを有しているので、次世代光メモリとして注目されている。   As described above, the hologram memory has high speed derived from a direct recording / reproducing method of two-dimensional data and large capacity derived from multiplex recording at the same location. Has been.

このように、大容量、高速転送レートを併せ持つホログラムメモリの商用化に向けて、ROM(Read Only Memory)の作成技術が重要な検討課題となっている(例えば、非特許文献1参照)。従来提案されているホログラム転写方式の一例では、ROMの作成時に、空間的に重なるホログラムの数(多重数)と同じ回数だけ転写作業を繰り返す。すなわち、この方法では、インコヒーレント(非干渉)にホログラムを重ね書きする必要がある。   Thus, for the commercialization of a hologram memory having both a large capacity and a high transfer rate, a ROM (Read Only Memory) creation technique has become an important study subject (see, for example, Non-Patent Document 1). In an example of a conventionally proposed hologram transfer method, the transfer operation is repeated as many times as the number of holograms that are spatially overlapped (the number of multiplexes) when the ROM is created. That is, in this method, it is necessary to overwrite the hologram incoherently (non-interfering).

一方、多重ホログラムを、多重化されたままの状態で転写することは容易でない。例えば非特許文献2では、角度多重、シフト多重、位相相関多重など、多くの多重記録方式に対して、体積ホログラムにおけるBragg回折条件の選択性を用いて一つのホログラムに対応した回折光のみを取り出すことが記載されている。そのような通常の多重記録を用いた場合、コヒーレント(干渉)に多重ホログラムを転写した後のホログラムを再生すると、多重ホログラム全てに対してBragg条件が満たされ、再生光の照射領域から全てのホログラムが同時に読み出される。すなわち、多重ホログラムから同時に再生した回折光を、そのまま一括転写(コヒーレント転写)すると、コピーのホログラムを再生した時に、隣接するホログラム同士で許容できないほど大きなクロストークが発生し、再生信号の区別が全くつかなくなる。   On the other hand, it is not easy to transfer the multiplexed hologram in a multiplexed state. For example, in Non-Patent Document 2, only diffracted light corresponding to one hologram is extracted using the selectivity of Bragg diffraction conditions in volume holograms for many multiplex recording methods such as angle multiplexing, shift multiplexing, and phase correlation multiplexing. It is described. When such normal multiplex recording is used, when the hologram is reproduced after coherent (interference) transfer of the multiplex hologram, the Bragg condition is satisfied for all the multiplex holograms, and all holograms from the irradiation area of the reproduction light are satisfied. Are simultaneously read. In other words, if the diffracted light reproduced simultaneously from multiple holograms is transferred as it is (coherent transfer) as it is, when reproducing the copy hologram, unacceptably large crosstalk occurs between adjacent holograms, and the reproduced signal is completely discriminated. It won't stick.

このため、多重ホログラムを一括に転写する手法としては、これまでに、各ホログラムの記録に用いる光波の相互時間コヒーレンスをなくすことによって、クロストークなく一括転写する手法(インコヒーレント一括転写)が提案されている(例えば、非特許文献3参照)。   For this reason, as a method for transferring multiple holograms at once, there has been proposed a method (incoherent batch transfer) for batch transfer without crosstalk by eliminating mutual time coherence of light waves used for recording each hologram. (For example, refer nonpatent literature 3).

しかしながら、同一の波長で時間コヒーレンスだけを変えるには、各ホログラムに対応する参照光の光路長を、レーザのコヒーレンス長以上に離さなければならず、結果として光学系が複雑化するという問題がある。これらのインコヒーレント転写については、非特許文献4にて詳細に比較検討されているが、事実上、どの方法で転写しても、転写後に得られる最大回折効率は変わらないことが示されている。   However, in order to change only the temporal coherence at the same wavelength, the optical path length of the reference light corresponding to each hologram must be separated from the coherence length of the laser, resulting in a problem that the optical system becomes complicated. . These incoherent transfers have been compared and examined in detail in Non-Patent Document 4, but it has been shown that the maximum diffraction efficiency obtained after transfer is virtually unchanged by any method. .

一方、本願出願人は、ホログラム媒質中のBragg条件ではなく、ランダムディフーザを用いた信号光自身の位相変調・復調によってホログラムを多重記録および選択再生する空間スペクトル拡散多重(以下、SSS多重)方式を提案している(非特許文献5,6参照)。   On the other hand, the applicant of the present invention does not use the Bragg condition in the hologram medium, but spatial spread spectrum multiplexing (hereinafter referred to as SSS multiplexing) in which holograms are multiplexed and recorded and selectively reproduced by phase modulation / demodulation of the signal light itself using a random diffuser. The system is proposed (refer nonpatent literatures 5 and 6).

尚、多重ホログラム記録について開示する他の文献としては、例えば、以下の非特許文献7ないし9が挙げられる。
H. Horimai and X. Tan,“Duplication technology for secured read-only holographic versatile disc”, Proc. International Symposium on Optical Memory and Optical Data Storage Topical Meeting, ISOM/ODS2005, no.M-B7, Hawaii, USA, Jul. 2005 L. Solymar, D. J. Webb and A. Grunnet-jepsen,“The Physics and Applications of Photorefractive Materials”, Oxford Unversity Press, New York, 1996. S. Piazzolla, B. K. Jenkins and A. R. Tanguay, Jr.,“Single-step copying process for multiplexed volume holograms”, Opt. Lett., 17, pp.676-678, 1992. S. Campbell, Y. Zhang, P. Yeh,“Writing and Copying in Volume holographic memories: approaches and analysis”, Opt. Commun., 123, pp.27-33, 1996 T. Ito and A. Okamoto,“Volume holographic recording using spatial spread-spectrum multiplexing”, Jpn. J. Appl. Phys. 45 Part 1, pp.1270-1276, 2006 T. Ito and A. Okamoto, “Volume holographic recording using spatial spread-spectrum multiplexing technique”, Proc. ISOM/ODS2005, MP-20, Honolulu, USA, Jul.2005 F. H. Mok, G. W. Burr and D. Psaltis,“System metric for holographic memory systems”, Opt. Lett., 21, pp.896-898, 1996 K. M. Johnson, M. Armstrong, L. Hesselink and J. W. Goodman,“Multiple multiple-exposure hologram”, Appl. Opt., 24, pp.4467-4472, 1985 K. Anderson and K. Curtis,“Polytopic multiplexing”, Opt. Lett., 29, pp.1402-1404, 2004
In addition, as other documents disclosing the multiple hologram recording, for example, the following non-patent documents 7 to 9 can be cited.
H. Horimai and X. Tan, “Duplication technology for secured read-only holographic versatile disc”, Proc. International Symposium on Optical Memory and Optical Data Storage Topical Meeting, ISOM / ODS2005, no.M-B7, Hawaii, USA, Jul . 2005 L. Solymar, DJ Webb and A. Grunnet-jepsen, “The Physics and Applications of Photorefractive Materials”, Oxford Unversity Press, New York, 1996. S. Piazzolla, BK Jenkins and AR Tanguay, Jr., “Single-step copying process for multiplexed volume holograms”, Opt. Lett., 17, pp. 676-678, 1992. S. Campbell, Y. Zhang, P. Yeh, “Writing and Copying in Volume holographic memories: approaches and analysis”, Opt. Commun., 123, pp. 27-33, 1996 T. Ito and A. Okamoto, “Volume holographic recording using spatial spread-spectrum multiplexing”, Jpn. J. Appl. Phys. 45 Part 1, pp. 1270-1276, 2006 T. Ito and A. Okamoto, “Volume holographic recording using spatial spread-spectrum multiplexing technique”, Proc. ISOM / ODS2005, MP-20, Honolulu, USA, Jul.2005 FH Mok, GW Burr and D. Psaltis, “System metric for holographic memory systems”, Opt. Lett., 21, pp. 896-898, 1996 KM Johnson, M. Armstrong, L. Hesselink and JW Goodman, “Multiple multiple-exposure hologram”, Appl. Opt., 24, pp. 4467-4472, 1985 K. Anderson and K. Curtis, “Polytopic multiplexing”, Opt. Lett., 29, pp.1402-1404, 2004

上記SSS多重方式によって記録されたホログラムの場合、再生時にはディフューザにおける逆拡散によってアドレス指定される。よって、SSS多重をベースにして多重ホログラムの転写方式を確立すれば、多重回折光がコピー側メディアに書込まれても、問題なく各ページデータを選択再生できるので、コヒーレントな転写が可能であると考えられる。また、コヒーレント一括転写では、インコヒーレント型に比べ、コヒーレンス調整に伴う光学系の複雑化は解消される。さらに、コヒーレント一括転写によっては、その回折効率を大幅に増強することも可能であると考えられる。   In the case of a hologram recorded by the SSS multiplexing method, it is addressed by despreading in the diffuser during reproduction. Therefore, if a transfer system for multiple holograms is established based on SSS multiplexing, each page data can be selected and reproduced without any problem even when multiple diffracted light is written on the copy-side medium, so that coherent transfer is possible. it is conceivable that. Further, in the coherent batch transfer, complication of the optical system due to the coherence adjustment is eliminated as compared with the incoherent type. Furthermore, it is considered that the diffraction efficiency can be greatly enhanced by coherent batch transfer.

しかしながら、上記SSS多重方式を用いたコヒーレント一括転写については、これまで研究されていなかった。   However, the coherent batch transfer using the SSS multiplexing method has not been studied so far.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、上記SSS多重方式を用いたコヒーレント一括転写の具体的手法を提案することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to propose a specific method of coherent batch transfer using the SSS multiplexing method.

本発明に係る多重ホログラム転写装置は、上記課題を解決するために、空間スペクトル拡散多重方式によってマスターホログラムメモリに記録されている多重ホログラムを、コピーホログラムメモリに転写する多重ホログラム転写装置において、上記マスターホログラムメモリに第一参照光を照射して、記録されている多重ホログラムを一括再生する第一参照光光源と、上記コピーホログラムメモリに第二参照光を照射する第二参照光光源と備え、上記コピーホログラムメモリに、上記マスターホログラムメモリから再生された多重ホログラムと、上記第二参照光とを同時に照射し、該コピーホログラムメモリに上記多重ホログラムを一括転写することを特徴としている。   In order to solve the above problems, a multiple hologram transfer apparatus according to the present invention is a multiple hologram transfer apparatus that transfers a multiple hologram recorded in a master hologram memory to a copy hologram memory by a spatial spectrum diffusion multiplexing method. A first reference light source for irradiating the hologram memory with the first reference light to collectively reproduce the recorded multiple holograms; and a second reference light light source for irradiating the copy hologram memory with the second reference light. The copy hologram memory is simultaneously irradiated with the multiple hologram reproduced from the master hologram memory and the second reference light, and the multiple holograms are collectively transferred to the copy hologram memory.

また、本発明に係る多重ホログラム転写方法は、上記課題を解決するために、空間スペクトル拡散多重方式によってマスターホログラムメモリに記録されている多重ホログラムを、コピーホログラムメモリに転写する多重ホログラム転写方法において、上記マスターホログラムメモリに第一参照光を照射して、記録されている多重ホログラムを一括再生し、上記コピーホログラムメモリに上記多重ホログラムと第二参照光とを照射して、該コピーホログラムメモリに上記マスターホログラムメモリから再生された多重ホログラムを一括転写することを特徴としている。   Moreover, in order to solve the above-mentioned problem, the multiple hologram transfer method according to the present invention is a multiple hologram transfer method for transferring a multiple hologram recorded in a master hologram memory by a spatial spectrum diffusion multiplexing method to a copy hologram memory. Irradiating the master hologram memory with the first reference light to reproduce the recorded multiple holograms at once, irradiating the copy hologram memory with the multiple holograms and the second reference light, It is characterized by collectively transferring multiple holograms reproduced from a master hologram memory.

上記の構成によれば、マスターホログラムメモリに記録されている多重ホログラムが空間スペクトル拡散多重方式によって記録されている。この場合、マスターホログラムメモリからコピーホログラムメモリへの転写を行うにあたって、上記第一参照光および第二参照光を同一波長及び同一光路として照射しながら、多重ホログラムのコヒーレント一括転写を行うことができる。このため、従来のインコヒーレント一括転写のように光学系が複雑化することなく、転写作業の簡素化を図ることができる。   According to said structure, the multiple hologram currently recorded on the master hologram memory is recorded by the spatial spread spectrum multiplexing system. In this case, when transferring from the master hologram memory to the copy hologram memory, coherent batch transfer of multiple holograms can be performed while irradiating the first reference light and the second reference light with the same wavelength and the same optical path. Therefore, the transfer operation can be simplified without complicating the optical system as in the conventional incoherent batch transfer.

また、上記多重ホログラム転写装置においては、上記多重ホログラムがM枚のホログラムを多重化したものであり、マスターホログラムメモリから再生される多重ホログラムの全ての信号光の強度和をMI、コピーホログラムメモリに照射される第二参照光の強度Irefとし、コピーされる全ての信号光の強度和と第二参照光の強度Irefとの光強度比をr=MI/Irefとする時、上記光強度比rが、r=1となるように、上記第一参照光光源および第二参照光光源の出射光強度が設定される構成とすることが好ましい。 In the multiplex hologram transfer apparatus, the multiplex hologram is a multiplex of M holograms, and the intensity sum of all signal lights of the multiplex hologram reproduced from the master hologram memory is represented by MI i , copy hologram memory Is the intensity I ref of the second reference light irradiated to the light, and the light intensity ratio between the intensity sum of all the copied signal lights and the intensity I ref of the second reference light is r = MI i / I ref , It is preferable that the emitted light intensity of the first reference light source and the second reference light source is set so that the light intensity ratio r is r = 1.

また、上記多重ホログラム転写方法においては、上記多重ホログラムがM枚のホログラムを多重化したものであり、マスターホログラムメモリから再生される多重ホログラムの全ての信号光の強度和をMI、コピーホログラムメモリに照射される第二参照光の強度Irefとし、コピーされる全ての信号光の強度和と第二参照光の強度Irefとの光強度比をr=MI/Irefとする時、上記光強度比rが、r=1に設定されることが好ましい。 In the multiplex hologram transfer method, the multiplex hologram is obtained by multiplexing M holograms, and the intensity sum of all the signal lights of the multiplex hologram reproduced from the master hologram memory is represented by MI i . Is the intensity I ref of the second reference light irradiated to the light, and the light intensity ratio between the intensity sum of all the copied signal lights and the intensity I ref of the second reference light is r = MI i / I ref , The light intensity ratio r is preferably set to r = 1.

上記の構成によれば、上記光強度比rをr=1に設定することで、ホログラム1枚あたりの回折効率を最大値に設定することができる。また、ホログラム1枚あたりの回折効率は、1/Mに比例し、従来のインコヒーレント一括転写方式(ホログラム1枚あたりの回折効率が1/Mに比例する)に比べ、転写後の回折効率をM倍に向上させることができる。 According to the above configuration, the diffraction efficiency per hologram can be set to the maximum value by setting the light intensity ratio r to r = 1. In addition, the diffraction efficiency per hologram is proportional to 1 / M, and compared to the conventional incoherent batch transfer method (the diffraction efficiency per hologram is proportional to 1 / M 2 ), the diffraction efficiency after transfer. Can be improved M times.

本発明に係る多重ホログラム転写装置は、以上のように、空間スペクトル拡散多重方式によってマスターホログラムメモリに記録されている多重ホログラムを、コピーホログラムメモリに転写する多重ホログラム転写装置において、上記マスターホログラムメモリに第一参照光を照射して、記録されている多重ホログラムを一括再生する第一参照光光源と、上記コピーホログラムメモリに第二参照光を照射する第二参照光光源と備え、上記コピーホログラムメモリに、上記マスターホログラムメモリから再生された多重ホログラムと、上記第二参照光とを同時に照射し、該コピーホログラムメモリに上記多重ホログラムを一括転写する構成である。   As described above, the multiplex hologram transfer apparatus according to the present invention is a multiplex hologram transfer apparatus for transferring a multiplex hologram recorded in a master hologram memory to a copy hologram memory by a spatial spectrum diffusion multiplex method. The copy hologram memory comprising: a first reference light source that irradiates a first reference light and collectively reproduces recorded multiple holograms; and a second reference light source that irradiates the copy hologram memory with a second reference light. Further, the multiple hologram reproduced from the master hologram memory and the second reference light are simultaneously irradiated, and the multiple holograms are collectively transferred to the copy hologram memory.

また、本発明に係る多重ホログラム転写方法は、以上のように、空間スペクトル拡散多重方式によってマスターホログラムメモリに記録されている多重ホログラムを、コピーホログラムメモリに転写する多重ホログラム転写方法において、上記マスターホログラムメモリに第一参照光を照射して、記録されている多重ホログラムを一括再生し、上記コピーホログラムメモリに上記多重ホログラムと第二参照光とを照射して、該コピーホログラムメモリに上記マスターホログラムメモリから再生された多重ホログラムを一括転写する構成である。   Further, the multiple hologram transfer method according to the present invention is the multiple hologram transfer method for transferring the multiple hologram recorded in the master hologram memory by the spatial spectrum diffusion multiplexing method to the copy hologram memory as described above. Irradiating the memory with the first reference light, reproducing the recorded multiple holograms at once, irradiating the copy hologram memory with the multiple holograms and the second reference light, and supplying the copy hologram memory with the master hologram memory In this configuration, multiple holograms reproduced from the above are collectively transferred.

それゆえ、マスターホログラムメモリからコピーホログラムメモリへの転写を行うにあたって、上記第一参照光および第二参照光を同一波長及び同一光路として照射しながら、多重ホログラムのコヒーレント一括転写を行うことができ、従来のインコヒーレント一括転写のように光学系が複雑化することなく、転写作業の簡素化を図ることができる。   Therefore, when performing transfer from the master hologram memory to the copy hologram memory, coherent batch transfer of multiple holograms can be performed while irradiating the first reference light and the second reference light as the same wavelength and the same optical path, The transfer operation can be simplified without complicating the optical system as in the conventional incoherent batch transfer.

本発明の一実施形態について図1ないし図12に基づいて説明すると以下の通りである。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

〔ホログラムメモリ装置の構成〕
図1に、本発明の実施の一形態に係るホログラムメモリ装置の概略構成を示す。同図に示すホログラムメモリ装置は、空間スペクトル拡散多重(SSS多重)方式を採用するものであり、マスターのホログラムメモリ1に対して多重ホログラムを記録するための構成、および、マスターのホログラムメモリ1に記録されている多重ホログラムをコピーとなるホログラムメモリ2にコヒーレント一括転写するための構成を記載している。上記ホログラムメモリ装置は、第一光源3、第二光源4、第三光源5、SLM6、ランダムディフューザ7、および制御部8を備えている。
[Configuration of hologram memory device]
FIG. 1 shows a schematic configuration of a hologram memory device according to an embodiment of the present invention. The hologram memory device shown in FIG. 1 adopts a spatial spectrum spread multiplexing (SSS multiplexing) system, a configuration for recording multiple holograms in the master hologram memory 1, and the master hologram memory 1. A configuration for coherent batch transfer of recorded multiple holograms to a hologram memory 2 serving as a copy is described. The hologram memory device includes a first light source 3, a second light source 4, a third light source 5, an SLM 6, a random diffuser 7, and a control unit 8.

第一光源3は、SLM6に対して光を照射するための光源である。SLM6は、第一光源3からの光に対して、記録すべきデータに応じた変調を加え信号光とする。また、ランダムディフューザ7は、SLM6から送られてくる信号光に空間位相変調を加え、物体光としてホログラムメモリ1に入射させる。尚、本発明において、信号光に空間位相変調を加える手段は上述のようなランダムディフーザに限定されるものではなく、他の空間位相変調手段(例えば、ファイバを束にしたファイババンドル等)を用いることも可能である。   The first light source 3 is a light source for irradiating the SLM 6 with light. The SLM 6 modulates the light from the first light source 3 in accordance with the data to be recorded and uses it as signal light. Further, the random diffuser 7 applies spatial phase modulation to the signal light sent from the SLM 6 and makes it incident on the hologram memory 1 as object light. In the present invention, the means for applying the spatial phase modulation to the signal light is not limited to the random diffuser as described above, but other spatial phase modulation means (for example, a fiber bundle in which fibers are bundled). It is also possible to use.

第二光源4は、ホログラムメモリ1への多重ホログラム記録時、およびホログラムメモリ1からホログラムメモリ2へのコヒーレント一括転写時において、第一参照光をホログラムメモリ1に照射するための光源である。この第二光源4からホログラムメモリ1に入射される参照光は、第一光源3からホログラムメモリ1に入射される物体光とコヒーレントとなるように制御部8によって制御される。第三光源5は、ホログラムメモリ1からホログラムメモリ2へのコヒーレント一括転写時において、第二参照光をホログラムメモリ2に照射するための光源である。   The second light source 4 is a light source for irradiating the hologram memory 1 with the first reference light at the time of multiplex hologram recording to the hologram memory 1 and coherent batch transfer from the hologram memory 1 to the hologram memory 2. The reference light incident on the hologram memory 1 from the second light source 4 is controlled by the control unit 8 so as to be coherent with the object light incident on the hologram memory 1 from the first light source 3. The third light source 5 is a light source for irradiating the hologram memory 2 with the second reference light at the time of coherent batch transfer from the hologram memory 1 to the hologram memory 2.

制御部8は、ホログラムメモリ装置における動作を統括的に制御する。具体的には、制御部8は、第一光源3、第二光源4、第三光源5、SLM6、およびランダムディフューザ7の動作を制御する。以下に示すホログラムの記録・転写処理は、制御部8の制御に基づいて行われる。   The control unit 8 comprehensively controls the operation of the hologram memory device. Specifically, the control unit 8 controls the operations of the first light source 3, the second light source 4, the third light source 5, the SLM 6, and the random diffuser 7. The following hologram recording / transfer processing is performed under the control of the control unit 8.

なお、上記の説明では、第一光源3および第二光源4をそれぞれ別々の光源のように記載しているが、実際には、第一光源3および第二光源4から出射されるレーザ光が干渉しなければホログラムの記録ができない。このため、第一光源3および第二光源4は単一の光源から出射された光を、ビームスプリッタおよびミラーなどを用いて2つの光に分離し、これらを各光源として機能させる構成とされる。   In the above description, the first light source 3 and the second light source 4 are described as separate light sources. However, actually, the laser light emitted from the first light source 3 and the second light source 4 is different. Hologram recording is not possible without interference. For this reason, the first light source 3 and the second light source 4 are configured to separate light emitted from a single light source into two lights using a beam splitter, a mirror, and the like, and to function as each light source. .

〔マスターホログラムメモリに対する多重ホログラムの記録動作〕
上記ホログラムメモリ装置において、ホログラムメモリ1に対する多重ホログラムの記録動作について図2を参照しながら説明する。
[Recording operation of multiple holograms to master hologram memory]
In the above hologram memory device, a recording operation of multiple holograms with respect to the hologram memory 1 will be described with reference to FIG.

マスターとなるホログラムメモリ1に多重ホログラムを記録する時には、図2に示すように、第一光源3から出射される光に対して、SLM6によって記録すべきデータに応じた変調を加え信号光とする。この信号光は、例えば、M層のホログラムを多重記録する場合には、Mページ分の信号光となる。   When recording multiple holograms in the hologram memory 1 serving as a master, as shown in FIG. 2, the light emitted from the first light source 3 is modulated by the SLM 6 in accordance with the data to be recorded to obtain signal light. . For example, when M-layer holograms are multiplexed and recorded, this signal light becomes signal light for M pages.

また、上記信号光は、ランダムディフューザ7によって空間位相変調されてからホログラムメモリ1に照射されるが、この時、第二光源4から出射される第一参照光をホログラムメモリ1に同時に照射する。SSS多重方式では、上記第一参照光の位相は変化させず、信号光側のランダムディフューザ7をわずかに変位させることにより、信号光に変調する空間位相を各ページのホログラム毎に変化させる。   The signal light is spatially modulated by the random diffuser 7 and then applied to the hologram memory 1. At this time, the first reference light emitted from the second light source 4 is simultaneously applied to the hologram memory 1. In the SSS multiplexing system, the phase of the first reference light is not changed, and the random diffuser 7 on the signal light side is slightly displaced to change the spatial phase modulated into the signal light for each hologram of each page.

上記の記録動作においては、ランダムディフューザ7を通過した物体光が、第一参照光とともにホログラムメモリ1に入射する。物体光中のデータはこれら2つの光波の干渉縞に応じて誘起されるホログラム(屈折率格子)Hとして記録される。尚、この時、他の多重記録と同様に、回折効率を均一化するための露光スケジューリングが行われる。   In the recording operation described above, the object light that has passed through the random diffuser 7 enters the hologram memory 1 together with the first reference light. Data in the object light is recorded as a hologram (refractive index grating) H induced according to the interference fringes of these two light waves. At this time, exposure scheduling for making the diffraction efficiency uniform is performed as in the case of other multiple recording.

〔マスターホログラムメモリからコピーホログラムへの多重ホログラムのコヒーレント一括転写動作〕
上記ホログラムメモリ装置において、ホログラムメモリ1からホログラムメモリ2へのコヒーレント一括転写動作について図3を参照しながら説明する。
[Coherent batch transfer of multiple holograms from master hologram memory to copy hologram]
The coherent batch transfer operation from the hologram memory 1 to the hologram memory 2 in the hologram memory device will be described with reference to FIG.

コヒーレント一括転写動作の際には、マスターであるホログラムメモリ1に第二光源4から出射される第一参照光を照射する。これにより、ホログラムメモリ1からは、記録されている多重ホログラムが一括して再生され、この再生光(すなわち、再生された多重ホログラム)がコピーとなるホログラムメモリ2に照射される。この時、第三光源5から出射される第二参照光をホログラムメモリ2に同時に照射する。   In the coherent batch transfer operation, the first reference light emitted from the second light source 4 is applied to the hologram memory 1 as a master. Thereby, the recorded holographic holograms are collectively reproduced from the hologram memory 1, and this reproduced light (that is, the reproduced multiplex hologram) is irradiated to the hologram memory 2 serving as a copy. At this time, the hologram memory 2 is simultaneously irradiated with the second reference light emitted from the third light source 5.

このように、ホログラムメモリ2においては、ホログラムメモリ1からの再生光と、第三光源5からの第二参照光とが同時に照射されることにより、ホログラムメモリ1に記録されていた多重ホログラムがコヒーレント一括転写される。このような一括転写では、コピー作成時に露光スケジュールを考える必要はない。   As described above, in the hologram memory 2, the reproduction light from the hologram memory 1 and the second reference light from the third light source 5 are simultaneously irradiated, so that the multiplexed hologram recorded in the hologram memory 1 is coherent. Batch transfer. In such batch transfer, it is not necessary to consider an exposure schedule when creating a copy.

上記コヒーレント一括転写では、上記参照光を同一波長及び同一光路として照射することができるため、従来のインコヒーレント一括転写のように光学系が複雑化するといった問題を回避できる。   In the coherent batch transfer, since the reference light can be irradiated with the same wavelength and the same optical path, the problem that the optical system becomes complicated as in the conventional incoherent batch transfer can be avoided.

〔再生動作〕
次に、多重ホログラムが記録されているホログラムメモリに対し、データの再生動作について図4を参照しながら説明する。
[Playback operation]
Next, the data reproduction operation for the hologram memory in which the multiple holograms are recorded will be described with reference to FIG.

ホログラムメモリに対してデータの再生を行う場合には、多重ホログラムの記録されているホログラムメモリ1に読出し光が照射され、位相共役鏡9に励起光が入射される。読出し光は記録時に用いた参照光と同一の方向からホログラムメモリ1に対して入射される。読出し光はホログラムメモリ1中のホログラムHによって回折され、その回折光は位相共役鏡9に入射する。   When data is reproduced from the hologram memory, the readout light is applied to the hologram memory 1 in which multiple holograms are recorded, and the excitation light is incident on the phase conjugate mirror 9. The reading light is incident on the hologram memory 1 from the same direction as the reference light used at the time of recording. The readout light is diffracted by the hologram H in the hologram memory 1, and the diffracted light enters the phase conjugate mirror 9.

位相共役鏡9中では、回折光強度が、励起光強度によって決められる強度閾値よりも大きい場合にのみ、回折光および励起光の入射によって生じる相互励起型位相共役現象を介して、互いの位相共役光を発生させるようなホログラムが生成される。その結果、回折光の位相共役となるフィードバック光が発生し、ホログラムメモリ1中に記録されたホログラムHの位相整合条件を自動的に満足して入射する。   In the phase conjugate mirror 9, only when the diffracted light intensity is greater than the intensity threshold determined by the excitation light intensity, the mutual phase conjugation occurs through the mutual excitation type phase conjugation phenomenon caused by the incidence of the diffracted light and the excitation light. A hologram that generates light is generated. As a result, feedback light that is a phase conjugate of the diffracted light is generated, and automatically enters the phase matching condition of the hologram H recorded in the hologram memory 1.

尚、本発明におけるSSS多重方式では、再生動作に「位相共役再生」が必須であるが、上記説明は「相互励起型」の位相共役器を用いた場合を例示したものである。本方式での再生動作はこれに限定されるものではなく、他の位相共役再生の場合にも適用可能である。   In the SSS multiplexing system according to the present invention, “phase conjugate reproduction” is essential for the reproduction operation. However, the above description illustrates the case where a “mutual excitation type” phase conjugator is used. The reproduction operation in this system is not limited to this, and can be applied to other phase conjugate reproduction.

また、位相共役再生を行うためには、大別して以下の二つの方法があります。
(1) 平面参照光でホログラムを記録し,それに対向する平面読み出し光を照射して再生する方法(本例ではこの方法を使用)。
(2) 平面以外の任意の波面をもつ参照光でホログラムを記録し、参照光を位相共役器に入力した後、位相共役鏡から返される光波を用いてホログラムを再生する方法。
In addition, there are roughly the following two methods to perform phase conjugate reproduction.
(1) A method of recording a hologram with a plane reference beam and reproducing it by irradiating a plane readout beam facing it (this method is used in this example).
(2) A method of recording a hologram with reference light having an arbitrary wavefront other than a plane, inputting the reference light to the phase conjugator, and then reproducing the hologram using the light wave returned from the phase conjugate mirror.

さらに、上記説明において使用されている位相共役器(すなわち、位相共役鏡9)は、外部から励起光が入力される能動的デバイスが例示されているが、必ずしもこのような能動的なデバイスである必要はなく、「自己励起型位相共役器」と呼ばれる外部励起光が必要ない受動的なタイプを用いることも可能である。   Furthermore, although the phase conjugator (that is, the phase conjugate mirror 9) used in the above description is an active device to which excitation light is input from the outside, it is not necessarily such an active device. There is no need, and it is also possible to use a passive type called “self-excited phase conjugator” that does not require external pumping light.

ホログラムメモリ1中のホログラムHを透過したフィードバック光は、物体光の位相共役となっており、ビームスプリッタ3を介して出力光として出力される。この出力光は、多重ホログラムであるが、この多重ホログラムの中から、ランダムディフューザ7によって任意のホログラムを選択的に取り出して復元することができる。すなわち、ランダムディフューザ7の位置を調整することによって、記録時と同じ位置となる一つのホログラムのみが選択的に取り出され、このホログラムを光検出器10によって検出することによって再生が行われる。   The feedback light transmitted through the hologram H in the hologram memory 1 is a phase conjugate of the object light and is output as output light through the beam splitter 3. Although this output light is a multiplex hologram, an arbitrary hologram can be selectively extracted from the multiplex hologram by the random diffuser 7 and restored. That is, by adjusting the position of the random diffuser 7, only one hologram at the same position as at the time of recording is selectively extracted, and reproduction is performed by detecting this hologram with the photodetector 10.

ホログラムメモリへ多重ホログラムを記録する機能と、ホログラムメモリに記録されている多重ホログラムを再生する機能とを有するホログラムメモリ装置の構成を図5に示す。図5に示すホログラムメモリ装置は、第一光源3、第二光源4、第四光源11、SLM6、ランダムディフューザ7、制御部8、位相共役鏡9、光検出器10、およびビームスプラッタ12を備えている。   FIG. 5 shows a configuration of a hologram memory device having a function of recording a multiplexed hologram in the hologram memory and a function of reproducing the multiplexed hologram recorded in the hologram memory. The hologram memory device shown in FIG. 5 includes a first light source 3, a second light source 4, a fourth light source 11, an SLM 6, a random diffuser 7, a control unit 8, a phase conjugate mirror 9, a photodetector 10, and a beam splatter 12. ing.

上記構成のホログラムメモリ装置では、再生時にホログラムメモリ1に読出し光を照射する光源として、記録時に参照光を照射する第二光源4を兼用することができる。また、SLM6とランダムディフューザ7との間にはビームスプリッタ12が配置されている。このビームスプリッタ12は、記録時にはSLM6から出射される信号光をランダムディフューザ7に入射させ、再生時にはランダムディフューザ7から出射される出力光を光検出器に入射させる機能を有する。また、第四光源11は、位相共役鏡9に上述した励起光を照射するための光源である。   In the hologram memory device configured as described above, the second light source 4 that irradiates the reference light during recording can also be used as the light source that irradiates the readout light to the hologram memory 1 during reproduction. A beam splitter 12 is disposed between the SLM 6 and the random diffuser 7. The beam splitter 12 has a function of causing the signal light emitted from the SLM 6 to enter the random diffuser 7 during recording and causing the output light emitted from the random diffuser 7 to enter the photodetector during reproduction. The fourth light source 11 is a light source for irradiating the phase conjugate mirror 9 with the excitation light described above.

尚、上記説明では、マスターであるホログラムメモリ1に対しての再生動作を説明したが、コピーであるホログラムメモリ2に対しても、マスターと同じ位置に配置すれば同じように再生動作が行える
また、図1の構成のホログラム装置に再生機能を追加する場合には、図6に示すような構成となるが、この場合は、マスタであるホログラムメモリ1の位置に、ホログラムメモリ1と同じ厚みと屈折率とを有するダミーメディアをおくことによってもコピーであるログラムメモリ2の再生が可能となる。さらに他の方法としては、最初に奥側でマスターメディア(上記例ではホログラムメモリ1)に多重記録し、それを位相共役再生してコピーメディア(上記例ではホログラムメモリ2)に一括転写する方法も考えられる。
In the above description, the reproducing operation with respect to the hologram memory 1 as a master has been described, but the reproducing operation can be performed in the same manner with respect to the hologram memory 2 as a copy if it is arranged at the same position as the master. When the reproducing function is added to the hologram apparatus having the configuration shown in FIG. 1, the configuration shown in FIG. 6 is used. In this case, the hologram memory 1 serving as the master has the same thickness as the hologram memory 1. It is also possible to reproduce the program memory 2 as a copy by placing a dummy medium having a refractive index. As yet another method, there is also a method of first recording multiple recordings on the master medium (hologram memory 1 in the above example) on the back side, and then transferring them collectively to the copy medium (hologram memory 2 in the above example) by phase conjugate reproduction. Conceivable.

〔回折効率増強効果〕
通常、多重記録後のホログラムの屈折率変調は、各ページに対応した信号光・参照光の干渉縞強度パターンの総和(インコヒーレント和)となる。ホログラムを一枚記録した時のダイナミックレンジがΔnであった場合、M枚のホログラムを多重化すると、ホログラム一枚当たりに割当てられるダイナミックレンジがΔn/Mとなるため、回折効率は1/Mに比例して減少する(非特許文献7参照)。同様のことが、インコヒーレント型の転写にも当てはまる。
[Diffraction efficiency enhancement effect]
Normally, the refractive index modulation of a hologram after multiple recording is the sum (incoherent sum) of interference fringe intensity patterns of signal light and reference light corresponding to each page. When the dynamic range when one hologram is recorded is Δn 0 , when M holograms are multiplexed, the dynamic range assigned to one hologram is Δn 0 / M, so that the diffraction efficiency is 1 / It decreases in proportion to M 2 (see Non-Patent Document 7). The same applies to incoherent transfer.

一方、上述したようなコヒーレント転写の場合には、回折効率は必ずしも1/M則に従うとは限らない。このコヒーレント一括転写において、マスターメディアから再生される多重ホログラムにおける1枚のホログラム当たりの信号光強度をIとすれば、コピーされる全ての信号光(M枚のホログラムの信号光)の強度和はMIである。また、このコヒーレント一括転写において、コピーメディアに照射される第二参照光の強度Irefとし、コピーされる全ての信号光の強度和と第二参照光の強度Irefとの比をr=MI/Irefとすると、マスターに記録されたある一つのホログラムから回折されるの振幅Aは、 On the other hand, in the case of coherent transfer as described above, the diffraction efficiency does not always follow the 1 / M 2 rule. In this coherent batch transfer, if the signal light intensity per hologram in a multiplexed hologram reproduced from the master medium is I i , the sum of the intensities of all the signal lights to be copied (signal lights of M holograms) Is MI i . Further, in the coherent collective transfer, then the intensity I ref of the second reference light applied to the copy medium, the ratio of r = MI between the intensity I ref of the intensity sum of all of the signal light to be copied and the second reference light If i / I ref , the amplitude A i diffracted from one hologram recorded in the master is

と表される。ここで、φは振幅Aの信号光に対応する位相であり、マスター記録時に変調される位相φは互いに直交する空間分布を持つものとする。このとき、コヒーレント転写後のメディア全体のダイナミックレンジは、 It is expressed. Here, φ i is a phase corresponding to the signal light of amplitude A i , and the phase φ i modulated at the time of master recording has a spatial distribution orthogonal to each other. At this time, the dynamic range of the entire media after coherent transfer is

と書くことができる。AおよびAはそれぞれ信号光の振幅、ArefおよびIrefは転写時の参照光の振幅および強度、c.c.は複素共役を表す。すなわち、多重回折光の振幅和(コヒーレント和)がホログラムとして記録される。上記(2)式の多重ホログラムに振幅Arefの参照光を照射することによって再生される多重回折光の振幅Aoutは、 Can be written. A i and A j are the amplitude of the signal light, A ref and I ref are the amplitude and intensity of the reference light during transfer, and c.c. Represents a complex conjugate. That is, the amplitude sum (coherent sum) of multiple diffracted light is recorded as a hologram. The amplitude A out of the multiple diffracted light reproduced by irradiating the reference hologram having the amplitude A ref to the multiple hologram of the above formula (2) is:

である。ここで、上記(2)式の信号光同士によって書かれたホログラム(第一項)からの参照光の回折成分Σ(A )・Arefは、薄いホログラムの場合はスペックルノイズとなるが、厚いホログラムでこのノイズは無視できるものと仮定した。exp(φ)の相互相関が十分に低い場合、この多重回折光Aoutにexp(−φ)を乗じて逆拡散すると、M枚のホログラムのうちのk枚目のホログラムに対応する信号光成分Aout kを選択再生できる。ここで、Aout kは以下の(4)式にて表される。 It is. Here, the diffraction component Σ (A i A j * ) · A ref of the reference light from the hologram (first term) written by the signal lights of the above formula (2) is speckle noise in the case of a thin hologram However, this noise was assumed to be negligible for thick holograms. When the cross-correlation of exp (φ i ) is sufficiently low, multiplying the multiple diffracted light A out by exp (−φ k ) and back-diffusing results in a signal corresponding to the k-th hologram among the M holograms The light component A out k can be selectively reproduced. Here, A out k is expressed by the following equation (4).

よって、コヒーレント一括転写後の多重ホログラム一枚あたりの回折効率ηは、   Therefore, the diffraction efficiency η per multiple hologram after coherent batch transfer is

となる。上記(5)式において、コピー時の光強度比がr=Mの場合は、インコヒーレント記録の回折効率とほぼ変わらないが、r=1のときにホログラム一枚あたりの回折効率が最大となり(図7参照)、この回折効率は1/Mに比例する(図8参照)ことがわかる。すなわち、コヒーレント転写後の回折効率は、インコヒーレント転写の場合に比べて最大でM倍改善される。 It becomes. In the above formula (5), when the light intensity ratio at the time of copying is r = M, it is almost the same as the diffraction efficiency of incoherent recording, but when r = 1, the diffraction efficiency per hologram is maximized ( It can be seen that this diffraction efficiency is proportional to 1 / M (see FIG. 8). That is, the diffraction efficiency after coherent transfer is improved up to M times compared to the case of incoherent transfer.

〔多重ホログラム一括転写実験〕
図9に示す光学系を用いて、コヒーレント一括転写による回折効率の増強効果を検証した。まず、シャッターS1およびS4のみを開放し、すりガラス(Diffuser)を50[μm]ずつシフトさせて、マスターメディアPRC1(マスター用フォトリフラクティブLiNbO結晶)に対してSSS多重記録を行った。
[Multiple hologram batch transfer experiment]
Using the optical system shown in FIG. 9, the effect of enhancing the diffraction efficiency by coherent batch transfer was verified. First, only the shutters S1 and S4 were opened, the ground glass (Diffuser) was shifted by 50 [μm], and SSS multiple recording was performed on the master medium PRC1 (master photorefractive LiNbO 3 crystal).

ここで、マスターメディアPRC1に強い(回折効率の高い)ホログラムを書き込むと、ノイズホログラムによるPRC1での散乱が再生時の出力像の質を低下させるので、PRC1へのマスター作成時には、なるべく弱いホログラムを多重記録した。マスター作成時の光波入射条件は、信号光パワー:38[μW]、参照光1パワー:650[μW]、参照光1のビーム径:3[mm]、信号光と参照光の交差角:55[degree]とし、使用したFe−doped LiNbOの消去時定数が記録時定数よりも極端に遅かったので、特別な露光スケジュールは行わず、それぞれ90[s]ずつ照射を行った。 Here, if a strong (high diffraction efficiency) hologram is written on the master medium PRC1, the quality of the output image at the time of reproduction is deteriorated due to the scattering at the PRC1 due to the noise hologram. Multiple recordings were made. Light wave incidence conditions at the time of creating the master are: signal light power: 38 [μW], reference light 1 power: 650 [μW], beam diameter of reference light 1: 3 [mm], intersection angle of signal light and reference light: 55 [Degree], and the erase time constant of the Fe-doped LiNbO 3 used was extremely slower than the recording time constant. Therefore, a special exposure schedule was not performed, and irradiation was performed 90 [s] each.

次に、シャッターS1を閉じ、シャッターS2およびS4のみ開放してマスターメディアPRC1からコピーメディアPRC2に全てのホログラムを一括転写した。転写時は、PRC1に参照光1:7.2[mW]を照射し、PRC2に入射する多重回折光:50[μW]、参照光2:260[μW]に調整し、転写露光時間を330[s]とした。   Next, the shutter S1 was closed, only the shutters S2 and S4 were opened, and all the holograms were transferred from the master medium PRC1 to the copy medium PRC2. At the time of transfer, PRC 1 is irradiated with reference light 1: 7.2 [mW], adjusted to multiple diffracted light incident on PRC 2: 50 [μW], reference light 2: 260 [μW], and transfer exposure time is 330. [S].

コピーホログラム記録完了後、シャッターS2およびS4を閉じ、260[μW]の読出し光をそれぞれ0.1秒程度照射して位相共役再生し、その出力光を測定した。散乱による損失を避けるためには、転写後に結晶1のマスターホログラムをインコヒーレント消去した方が望ましいが、今回はLiNbO結晶の消去時定数が遅かったので、マスターホログラムを消去しないまま再生を行った。 After the copy hologram recording was completed, the shutters S2 and S4 were closed, and 260 [μW] readout light was irradiated for about 0.1 second each for phase conjugate reproduction, and the output light was measured. In order to avoid loss due to scattering, it is desirable to incoherently erase the master hologram of crystal 1 after transfer. However, since the erase time constant of the LiNbO 3 crystal was slow this time, reproduction was performed without erasing the master hologram. .

測定結果を以下の表1に示す。また、M=5のときの測定例および出力像の例をそれぞれ図10および図11に示す。表1の結果から、多重数Mが増加しても出力光の総和(Total)は低下せず、ホログラム一枚あたりの出力光パワーは1/Mとなっていることがわかる。また、図10における測定例は、コヒーレント一括転写後における出力工パワーの測定結果であり、横軸は測定開始からの経過時間を示している。この測定例において、図中最右に示されている小さな強度ピークはクロストーク成分を表す。   The measurement results are shown in Table 1 below. Further, measurement examples and output image examples when M = 5 are shown in FIGS. 10 and 11, respectively. From the results of Table 1, it can be seen that even when the number of multiplexing M increases, the total output light does not decrease, and the output light power per hologram is 1 / M. The measurement example in FIG. 10 is a measurement result of the output power after coherent batch transfer, and the horizontal axis indicates the elapsed time from the start of measurement. In this measurement example, the small intensity peak shown on the rightmost side in the figure represents a crosstalk component.

図12に、通常のSSS多重とコヒーレント一括転写後における規格化回折効率の比較を示す。通常のSSS多重記録では、回折効率は1/Mよりやや大きくなるだけであるが、コヒーレント一括転写後の回折効率は、ほぼ完全に1/Mの曲線と一致しており、転写によって回折効率が大幅に改善されることが確認できる。 FIG. 12 shows a comparison of normalized diffraction efficiency after normal SSS multiplexing and coherent batch transfer. In ordinary SSS multiplex recording, the diffraction efficiency is only slightly higher than 1 / M 2 , but the diffraction efficiency after coherent batch transfer almost completely matches the 1 / M curve. Can be confirmed to be greatly improved.

本発明に係るホログラムメモリ装置は、大容量のデータを記録し、かつ、データの記録速度、読み出し速度を高速に行うことを要求される情報記録再生装置として用いることができる。   The hologram memory device according to the present invention can be used as an information recording / reproducing device which is required to record a large amount of data and to perform a high data recording speed and a high data reading speed.

本発明の実施形態を示すものであり、ホログラムメモリ装置の要部構成を示すブロック図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1, showing an embodiment of the present invention, is a block diagram showing a main configuration of a hologram memory device. 上記ホログラムメモリ装置における記録動作を示す図である。It is a figure which shows the recording operation in the said hologram memory apparatus. 上記ホログラムメモリ装置における転写動作を示す図である。It is a figure which shows the transfer operation in the said hologram memory apparatus. 上記ホログラムメモリ装置における再生動作を示す図である。It is a figure which shows the reproduction | regeneration operation | movement in the said hologram memory apparatus.

図である。
本発明の実施形態を示すものであり、ホログラムメモリ装置の要部構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態を示すものであり、ホログラムメモリ装置の要部構成を示すブロック図である。 光強度比と回折効率との関係を示すグラフである。 ホログラム多重数と回折効率との関係を示すグラフである。 多重ホログラム一括転写実験で使用された光学系を示す図である。 上記多重ホログラム一括転写実験におけるM=5のときの測定例を示すグラフである。 上記多重ホログラム一括転写実験における出力像の例を示す図である。 SSS多重とコヒーレント一括転写後における規格化回折効率の比較を示すグラフである。
FIG.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1, showing an embodiment of the present invention, is a block diagram showing a main configuration of a hologram memory device. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1, showing an embodiment of the present invention, is a block diagram showing a main configuration of a hologram memory device. It is a graph which shows the relationship between light intensity ratio and diffraction efficiency. It is a graph which shows the relationship between a hologram multiplexing number and diffraction efficiency. It is a figure which shows the optical system used in the multiple hologram batch transfer experiment. It is a graph which shows the example of a measurement when M = 5 in the above-mentioned multiple hologram batch transfer experiment. It is a figure which shows the example of the output image in the said multiple hologram batch transfer experiment. It is a graph which shows the comparison of the normalized diffraction efficiency after SSS multiplexing and coherent batch transfer.

符号の説明Explanation of symbols

1 ホログラムメモリ(マスターホログラムメモリ)
2 ホログラムメモリ(コピーホログラムメモリ)
3 第一光源
4 第二光源(第一参照光光源)
5 第三光源(第二参照光光源)
6 SLM
7 ランダムディフューザ
8 制御部
9 位相共役鏡
10 光検出器
11 第四光源
12 ビームスプリッタ
1 Hologram memory (master hologram memory)
2 Hologram memory (copy hologram memory)
3 First light source 4 Second light source (first reference light source)
5 Third light source (second reference light source)
6 SLM
7 Random Diffuser 8 Control Unit 9 Phase Conjugate Mirror 10 Photodetector 11 Fourth Light Source 12 Beam Splitter

Claims (3)

空間スペクトル拡散多重方式によってマスターホログラムメモリに記録されている多重ホログラムを、コピーホログラムメモリに転写する多重ホログラム転写装置において、
上記マスターホログラムメモリに第一参照光を照射して、記録されている多重ホログラムを一括再生する第一参照光光源と、
上記コピーホログラムメモリに上記第一参照光と干渉を生じることが可能な第二参照光を照射する第二参照光光源と備え、
上記コピーホログラムメモリに、上記マスターホログラムメモリから再生された多重ホログラムと、上記第二参照光とを同時に照射し、該コピーホログラムメモリに上記多重ホログラムを一括転写するものであって、
上記多重ホログラムがM枚のホログラムを多重化したものであり、
マスターホログラムメモリから再生される多重ホログラムの全ての信号光の強度和をMI、コピーホログラムメモリに照射される第二参照光の強度Irefとし、コピーされる全ての信号光の強度和と第二参照光の強度Irefとの光強度比をr=MI/Irefとする時、
上記光強度比rが、r=1となるように、上記第一参照光光源および第二参照光光源の出射光強度が設定されることを特徴とする多重ホログラム転写装置。
In a multiple hologram transfer apparatus for transferring a multiple hologram recorded in a master hologram memory by a spatial spread spectrum multiplexing method to a copy hologram memory,
A first reference light source that irradiates the master hologram memory with the first reference light and reproduces the recorded multiple holograms at once;
A second reference light source for irradiating the copy hologram memory with a second reference light capable of causing interference with the first reference light;
The multiple hologram reproduced from the master hologram memory and the second reference light are simultaneously irradiated to the copy hologram memory, and the multiple holograms are collectively transferred to the copy hologram memory,
The multiplex hologram is obtained by multiplexing M holograms,
The intensity sum of all the signal lights of the multiplexed hologram reproduced from the master hologram memory is MI i , and the intensity I ref of the second reference light irradiated to the copy hologram memory, When the light intensity ratio with the intensity I ref of the two reference lights is r = MI i / I ref
The multiple hologram transfer device, wherein the emitted light intensity of the first reference light source and the second reference light source is set so that the light intensity ratio r is r = 1 .
空間スペクトル拡散多重方式によってマスターホログラムメモリに記録されている多重ホログラムを、コピーホログラムメモリに転写する多重ホログラム転写方法において、
上記マスターホログラムメモリに第一参照光を照射して、記録されている多重ホログラムを一括再生し、
上記コピーホログラムメモリに上記多重ホログラムと第二参照光とを照射して、該コピーホログラムメモリに上記マスターホログラムメモリから再生された多重ホログラムを一括転写することを特徴とする多重ホログラム転写方法。
In a multiple hologram transfer method for transferring a multiple hologram recorded in a master hologram memory by a spatial spread spectrum multiplexing method to a copy hologram memory,
Irradiating the master hologram memory with the first reference light to reproduce the recorded multiple holograms at once,
A multiplex hologram transfer method comprising: irradiating the copy hologram memory with the multiplex hologram and second reference light and collectively transferring the multiplex holograms reproduced from the master hologram memory to the copy hologram memory.
上記多重ホログラムがM枚のホログラムを多重化したものであり、
マスターホログラムメモリから再生される多重ホログラムの全ての信号光の強度和を
MI、コピーホログラムメモリに照射される第二参照光の強度Irefとし、コピーされる全ての信号光の強度和と第二参照光の強度Irefとの光強度比をr=MI/Irefとする時、
上記光強度比rが、r=1に設定されることを特徴とする請求項に記載の多重ホログラム転写方法。
The multiplex hologram is obtained by multiplexing M holograms,
The intensity sum of all the signal lights of the multiplexed hologram reproduced from the master hologram memory is MI i , and the intensity I ref of the second reference light irradiated to the copy hologram memory, When the light intensity ratio with the intensity I ref of the two reference lights is r = MI i / I ref
3. The multiple hologram transfer method according to claim 2 , wherein the light intensity ratio r is set to r = 1.
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