JPH06222706A - ホログラム・システム及びその製造方法 - Google Patents
ホログラム・システム及びその製造方法Info
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- JPH06222706A JPH06222706A JP5302064A JP30206493A JPH06222706A JP H06222706 A JPH06222706 A JP H06222706A JP 5302064 A JP5302064 A JP 5302064A JP 30206493 A JP30206493 A JP 30206493A JP H06222706 A JPH06222706 A JP H06222706A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/32—Holograms used as optical elements
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/02—Details of features involved during the holographic process; Replication of holograms without interference recording
- G03H1/024—Hologram nature or properties
- G03H1/0248—Volume holograms
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造が容易で、光ビームの所望の分離を均一
に達成する立体ホログラム・システムを与えること。 【構成】 本発明のホログラム・システム１０（図１）
は２つの同じ立体ホログラム１４、１８を含んでいる。
両方のホログラムはホログラムの面に対して垂直に方向
付けられたブラグ面１２０を持つている。第１の立体ホ
ログラム１４は直交する偏光成分を持つ２つのビームに
分離する。２つのビームの間で所望の分離角度が達成さ
れるように、第２の立体ホログラム１８が２つの偏光成
分のビーム３６、３４の内の一方のビーム３４を屈折す
る。この分離角度は、第１の立体ホログラムのブラグ面
に対して或る大きさの回転角度で第２の立体ホログラム
のブラグ面を方向付けることによつて、製造の際に正確
に調節することができる。
に達成する立体ホログラム・システムを与えること。 【構成】 本発明のホログラム・システム１０（図１）
は２つの同じ立体ホログラム１４、１８を含んでいる。
両方のホログラムはホログラムの面に対して垂直に方向
付けられたブラグ面１２０を持つている。第１の立体ホ
ログラム１４は直交する偏光成分を持つ２つのビームに
分離する。２つのビームの間で所望の分離角度が達成さ
れるように、第２の立体ホログラム１８が２つの偏光成
分のビーム３６、３４の内の一方のビーム３４を屈折す
る。この分離角度は、第１の立体ホログラムのブラグ面
に対して或る大きさの回転角度で第２の立体ホログラム
のブラグ面を方向付けることによつて、製造の際に正確
に調節することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、立体ホログラム、より
具体的に言えば、所望のようにビーム分離を達成するた
めの立体ホログラム・システム及び立体ホログラム・シ
ステムの製造方法に関する。
具体的に言えば、所望のようにビーム分離を達成するた
めの立体ホログラム・システム及び立体ホログラム・シ
ステムの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ホログラムは相互にコヒーレントな２つ
の光ビーム（２つの光ビームは、通常、単一のレーザ光
線を分割することにより得られる）の干渉によつて作ら
れた輝度のパターンを記録するのに用いられる。ホログ
ラムには、透過型（transmissive）と反射型の２つの主
要なカテゴリーがある。これら２つの主要なカテゴリー
は、さらに２つの物理的タイプのホログラム、即ち平面
レリーフ・ホログラム（surface releif hologram）及
び立体ホログラム（volume hologram）に分類される。
平面レリーフ・ホログラムはフオトリソグラフイ処理を
用いて記録することができる。材料の屈折率が一定であ
る場合に、材料の厚さの周期的な変化によつて干渉パタ
ーンが記録される。
の光ビーム（２つの光ビームは、通常、単一のレーザ光
線を分割することにより得られる）の干渉によつて作ら
れた輝度のパターンを記録するのに用いられる。ホログ
ラムには、透過型（transmissive）と反射型の２つの主
要なカテゴリーがある。これら２つの主要なカテゴリー
は、さらに２つの物理的タイプのホログラム、即ち平面
レリーフ・ホログラム（surface releif hologram）及
び立体ホログラム（volume hologram）に分類される。
平面レリーフ・ホログラムはフオトリソグラフイ処理を
用いて記録することができる。材料の屈折率が一定であ
る場合に、材料の厚さの周期的な変化によつて干渉パタ
ーンが記録される。
【０００３】立体ホログラムにおいては、材料の厚さが
一定である場合に、材料の屈折率の周期的な変化によつ
て干渉パターンが記録される。屈折率の周期的な変化は
材料内の最大屈折率の面を作る。これらの面はブラツグ
表面（Bragg surface）と呼ばれている。同じ曲線を持
つ２つの平面波、即ち同じ２つの光波によつてホログラ
ムの面に干渉パターンが作られた時、ブラツグ表面は複
数のブラツグ平面である。
一定である場合に、材料の屈折率の周期的な変化によつ
て干渉パターンが記録される。屈折率の周期的な変化は
材料内の最大屈折率の面を作る。これらの面はブラツグ
表面（Bragg surface）と呼ばれている。同じ曲線を持
つ２つの平面波、即ち同じ２つの光波によつてホログラ
ムの面に干渉パターンが作られた時、ブラツグ表面は複
数のブラツグ平面である。
【０００４】最大の回折効率を生じる角度でオリジナル
のレーザ・ビームの１つによつてホログラムが再照射さ
れた時、ブラツグ平面に対するビームの内角はブラツグ
角と呼ばれる。最大の回折効率が生じ入射ビームの外角
もまたブラツグ角と呼ばれる。
のレーザ・ビームの１つによつてホログラムが再照射さ
れた時、ブラツグ平面に対するビームの内角はブラツグ
角と呼ばれる。最大の回折効率が生じ入射ビームの外角
もまたブラツグ角と呼ばれる。
【０００５】近年になつて、ホログラムは光学データ・
ストレージ装置に用いられるようになつてきた。これら
のホログラムは、幾つかの目的に用いるために光ビーム
を分離する。
ストレージ装置に用いられるようになつてきた。これら
のホログラムは、幾つかの目的に用いるために光ビーム
を分離する。
【０００６】特開平５−２１６３８６号公報は２つのホ
ログラムを用いた立体ホログラム・システムを教示して
いる。第１の立体ホログラム装置は所望の偏光または輝
度の２つの入力ビームに分割し、第２の立体ホログラム
装置は他方のビームに対して一方のビームの角度的位置
を調節する。
ログラムを用いた立体ホログラム・システムを教示して
いる。第１の立体ホログラム装置は所望の偏光または輝
度の２つの入力ビームに分割し、第２の立体ホログラム
装置は他方のビームに対して一方のビームの角度的位置
を調節する。
【０００７】立体ホログラムを使用するときの問題は、
立体ホログラムの製造が困難なことにあつた。立体ホロ
グラムの過程はホログラム材料の収縮を生じ、その結
果、ブラツグ面の歪を発生する。このことは、所望の角
度で所望のビーム分離を達成するホログラム・システム
を正確で均一に作ることを困難にする。
立体ホログラムの製造が困難なことにあつた。立体ホロ
グラムの過程はホログラム材料の収縮を生じ、その結
果、ブラツグ面の歪を発生する。このことは、所望の角
度で所望のビーム分離を達成するホログラム・システム
を正確で均一に作ることを困難にする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従つて、製造が容易
で、かつ、光ビームの所望の分離を均一に達成する立体
ホログラム・システムが要求される。
で、かつ、光ビームの所望の分離を均一に達成する立体
ホログラム・システムが要求される。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明を簡単に
述べると、本発明は２つの別個の基板上にある２つの立
体ホログラムを含んでおり、夫々のホログラムは光学接
着剤で相互に接着されている。２つのホログラムは互い
に同一であり、ホログラムの面に対して垂直方向に向け
られたブラツグ面を持つている。これらのホログラムは
それらの間に置かれた光学接着剤で相互に接着されてい
る。この光学接着剤は輻射線により活性化される。２つ
のホログラムは、それらのブラツグ面が相対的な或る大
きさの回転角度でオフセツトされるまで相対的に移動さ
れ、ビームの所望の分離量が得られる。その後、光学接
着剤は活性化され、ホログラムは半永久的に相互に接着
される。
述べると、本発明は２つの別個の基板上にある２つの立
体ホログラムを含んでおり、夫々のホログラムは光学接
着剤で相互に接着されている。２つのホログラムは互い
に同一であり、ホログラムの面に対して垂直方向に向け
られたブラツグ面を持つている。これらのホログラムは
それらの間に置かれた光学接着剤で相互に接着されてい
る。この光学接着剤は輻射線により活性化される。２つ
のホログラムは、それらのブラツグ面が相対的な或る大
きさの回転角度でオフセツトされるまで相対的に移動さ
れ、ビームの所望の分離量が得られる。その後、光学接
着剤は活性化され、ホログラムは半永久的に相互に接着
される。
【００１０】
【実施例】図１は本発明のホログラム・システムの模式
図であり、全体を参照数字１０で表わしている。ホログ
ラム・システム１０は基板１２と、立体ホログラム１４
と透明な光学的接着剤の薄層１６と、立体ホログラム１
８と、基板２０とで構成されている。ホログラム１４及
び１８は同じホログラムである。ダイオード・レーザ３
０はレーザ・ビーム３２を照射する。レーザ３０は、波
長が約７８０ナノメートルの光を発生するゲルマニウム
−アルミニウム−砒素レーザである。レーザ・ビーム３
２はレンズ３３によつてコリメート（平行）される。
図であり、全体を参照数字１０で表わしている。ホログ
ラム・システム１０は基板１２と、立体ホログラム１４
と透明な光学的接着剤の薄層１６と、立体ホログラム１
８と、基板２０とで構成されている。ホログラム１４及
び１８は同じホログラムである。ダイオード・レーザ３
０はレーザ・ビーム３２を照射する。レーザ３０は、波
長が約７８０ナノメートルの光を発生するゲルマニウム
−アルミニウム−砒素レーザである。レーザ・ビーム３
２はレンズ３３によつてコリメート（平行）される。
【００１１】レーザ・ビーム３２は基板１２を通過して
ホログラム１４に到達する。レーザ・ビーム３２は、そ
のブラツグ角度でホログラム１４に入射する。ホログラ
ム１４は、ビーム３２のＰ偏光成分をビーム３４として
回折し、そして、回折しないビーム３２のＳ偏光成分を
ビーム３６として通過する。一般に、光ビームの直交す
る２つの偏光成分はＳ偏光成分及びＰ偏光成分と呼ばれ
る。
ホログラム１４に到達する。レーザ・ビーム３２は、そ
のブラツグ角度でホログラム１４に入射する。ホログラ
ム１４は、ビーム３２のＰ偏光成分をビーム３４として
回折し、そして、回折しないビーム３２のＳ偏光成分を
ビーム３６として通過する。一般に、光ビームの直交す
る２つの偏光成分はＳ偏光成分及びＰ偏光成分と呼ばれ
る。
【００１２】ビーム３６は回折せずにホログラム１８を
通過するとともに基板２０を通過する。ビーム３４はホ
ログラム１８のブラツグ角に近い角度でホログラム１８
に入射して、回折した後、基板２０を通つて出る。ホロ
グラム１８はホログラム１４と略同一なので、通常、ビ
ーム３４はビーム３６と全く同じ回折率で回折する。こ
のことは、若し２つのホログラム１４及び１８が整列さ
れているならば、真である。２つのホログラム１４及び
１８が整列されている場合、ビーム３４及び３６とホロ
グラム・システム１０との間には角度的な分離はない。
然しながら、以下に詳細に述べるように、ホログラム１
０はホログラム１４及び１８の間に僅かな回転角度的な
オフセツトが与えられている。このオフセツトは、ビー
ム３４及び３６の間に角度的な分離（ＳＡ）を発生させ
る。この角度的な分離の所定の正確な量は製造のときに
調節することができる。従つて、本発明は所望の角度的
分離の正確な量を発生する立体ホログラム・システムを
作ることができる。
通過するとともに基板２０を通過する。ビーム３４はホ
ログラム１８のブラツグ角に近い角度でホログラム１８
に入射して、回折した後、基板２０を通つて出る。ホロ
グラム１８はホログラム１４と略同一なので、通常、ビ
ーム３４はビーム３６と全く同じ回折率で回折する。こ
のことは、若し２つのホログラム１４及び１８が整列さ
れているならば、真である。２つのホログラム１４及び
１８が整列されている場合、ビーム３４及び３６とホロ
グラム・システム１０との間には角度的な分離はない。
然しながら、以下に詳細に述べるように、ホログラム１
０はホログラム１４及び１８の間に僅かな回転角度的な
オフセツトが与えられている。このオフセツトは、ビー
ム３４及び３６の間に角度的な分離（ＳＡ）を発生させ
る。この角度的な分離の所定の正確な量は製造のときに
調節することができる。従つて、本発明は所望の角度的
分離の正確な量を発生する立体ホログラム・システムを
作ることができる。
【００１３】図２は立体ホログラム１４と基板１２を含
むホログラム組立体１００の細部を説明するための断面
図である。ホログラム１４は厚さＴを有し、基板１２上
に接着されている。ホログラム１４はホログラム材料で
作られており、これはダイクロメイト（dichromated）
ゼラチンが望ましい材料である。基板１２はガラスで作
られるのが望ましい。この装置には、外面１１０と、ホ
ログラム１４及び基板１２の間の面１１２と、ホログラ
ム１４の反対側に他の面１１４がある。
むホログラム組立体１００の細部を説明するための断面
図である。ホログラム１４は厚さＴを有し、基板１２上
に接着されている。ホログラム１４はホログラム材料で
作られており、これはダイクロメイト（dichromated）
ゼラチンが望ましい材料である。基板１２はガラスで作
られるのが望ましい。この装置には、外面１１０と、ホ
ログラム１４及び基板１２の間の面１１２と、ホログラ
ム１４の反対側に他の面１１４がある。
【００１４】ホログラム１４は周期的にブラツグ面１２
０を持つている。ブラツグ面１２０は分離距離Ｌ（絶対
分離距離）と、外部フリンジ（fringe）空間の距離ｄ
（面１１２に沿つて分離した距離）とを持つている。ブ
ラツグ面１２０は面１１２に関して角度Φに設定されて
いる。良好な実施例においては、φ＝９０°に設定され
ており、ｄ＝Ｌとなつていることには注意を払う必要が
ある。
０を持つている。ブラツグ面１２０は分離距離Ｌ（絶対
分離距離）と、外部フリンジ（fringe）空間の距離ｄ
（面１１２に沿つて分離した距離）とを持つている。ブ
ラツグ面１２０は面１１２に関して角度Φに設定されて
いる。良好な実施例においては、φ＝９０°に設定され
ており、ｄ＝Ｌとなつていることには注意を払う必要が
ある。
【００１５】図２のホログラム組立体１００の動作を説
明すると、ビーム３２（波長λ1）は、基板１２の表面
１１０における垂直線に対して角度θIで入射する。ビ
ーム３２は面１１０及び１１２の両面において屈折し、
そして、内部入射角α＝ａｓｉｎ［ｓｉｎθI（ｎa／ｎ
0）］でホログラム１４に入射する。但し、上式におい
て、ｎ0はホログラム１４の平均屈折率（通常、ダイク
ロメート・ゼラチンにおいて１．２６）であり、ｎaは
外部環境の屈折率（空気においては、通常１．０）であ
る。ビーム３２の一部は、回折することなくホログラム
１４を通つて通過して、ビーム３６としてホログラム１
４を出る。ビーム３６は面１１４において屈折すること
には注意を要する。θT＝ａｓｉｎ［（ｓｉｎα）ｎ0／
ｎa］であるとして、ビームはθTの通過出射角度（tran
smitted output angle）で面１１４を出る。上式におい
て、ｎaは周囲の材料の屈折率である。後述されるよう
に図１に示したホログラム１８がホログラム１４を接着
している場合にはθTはαに等しい。
明すると、ビーム３２（波長λ1）は、基板１２の表面
１１０における垂直線に対して角度θIで入射する。ビ
ーム３２は面１１０及び１１２の両面において屈折し、
そして、内部入射角α＝ａｓｉｎ［ｓｉｎθI（ｎa／ｎ
0）］でホログラム１４に入射する。但し、上式におい
て、ｎ0はホログラム１４の平均屈折率（通常、ダイク
ロメート・ゼラチンにおいて１．２６）であり、ｎaは
外部環境の屈折率（空気においては、通常１．０）であ
る。ビーム３２の一部は、回折することなくホログラム
１４を通つて通過して、ビーム３６としてホログラム１
４を出る。ビーム３６は面１１４において屈折すること
には注意を要する。θT＝ａｓｉｎ［（ｓｉｎα）ｎ0／
ｎa］であるとして、ビームはθTの通過出射角度（tran
smitted output angle）で面１１４を出る。上式におい
て、ｎaは周囲の材料の屈折率である。後述されるよう
に図１に示したホログラム１８がホログラム１４を接着
している場合にはθTはαに等しい。
【００１６】ビーム３２の一部はブラツグ面１２０によ
つて回折する。ブラツグ面１２０に対するビーム３２の
角度はθOであり、ａｓｉｎ［λ1／２ｎ0Ｌ］に等し
い。回折したビームは面１１４に対して内部回折角βで
入射する。回折したビームは面１１４において、ビーム
３４としてホログラム１４を出る。ビーム３４はθDの
回折出力角で面１１４を出る。但し、上式においてθD
はａｓｉｎ［ｓｉｎβ（ｎ0／ｎa）］に等しい。ビーム
３４及び３６の特性の細部については以下に説明する。
つて回折する。ブラツグ面１２０に対するビーム３２の
角度はθOであり、ａｓｉｎ［λ1／２ｎ0Ｌ］に等し
い。回折したビームは面１１４に対して内部回折角βで
入射する。回折したビームは面１１４において、ビーム
３４としてホログラム１４を出る。ビーム３４はθDの
回折出力角で面１１４を出る。但し、上式においてθD
はａｓｉｎ［ｓｉｎβ（ｎ0／ｎa）］に等しい。ビーム
３４及び３６の特性の細部については以下に説明する。
【００１７】ホログラム１４を設計する場合、以下の変
数が考慮される。即ち、 θ＝入射の角度（外部入射角）。 α＝入射の角度（内部入射角）。 β＝回折の角度（内部回折角）。 δ＝ブラツグ角からの誤差。ここでは、０と仮定する。 φ＝ブラツグ面の傾斜角。傾斜がない場合、この角度は
π／２。 Ｌ＝ブラツグ面の分離。 Ｔ＝ホログラム材料の厚さ。 ｄ＝外部フリンジ空間の距離。 ｎ0＝ホログラム媒体の平均屈折率。高いｎ1を有するダ
イクロメート・ゼラチンのホログラフ回折格子（hologr
aphic grating）に露出され、処理された場合、通常、
１．２６。 ｎ1＝ホログラム媒体の屈折率の変化の最大値。ダイク
ロメート・ゼラチンの場合、この値は通常、０．１であ
る。 λa＝空気中のレーザ・ビームの波長。ここでは、λa＝
λ1＝７８０ナノメートルである。 δλ＝λa（ブラツグλ）からの誤差。ここでは０と仮
定する。 これらの値は下記の数式表、（数１）及び（数２）に示
した数式に用いられる。
数が考慮される。即ち、 θ＝入射の角度（外部入射角）。 α＝入射の角度（内部入射角）。 β＝回折の角度（内部回折角）。 δ＝ブラツグ角からの誤差。ここでは、０と仮定する。 φ＝ブラツグ面の傾斜角。傾斜がない場合、この角度は
π／２。 Ｌ＝ブラツグ面の分離。 Ｔ＝ホログラム材料の厚さ。 ｄ＝外部フリンジ空間の距離。 ｎ0＝ホログラム媒体の平均屈折率。高いｎ1を有するダ
イクロメート・ゼラチンのホログラフ回折格子（hologr
aphic grating）に露出され、処理された場合、通常、
１．２６。 ｎ1＝ホログラム媒体の屈折率の変化の最大値。ダイク
ロメート・ゼラチンの場合、この値は通常、０．１であ
る。 λa＝空気中のレーザ・ビームの波長。ここでは、λa＝
λ1＝７８０ナノメートルである。 δλ＝λa（ブラツグλ）からの誤差。ここでは０と仮
定する。 これらの値は下記の数式表、（数１）及び（数２）に示
した数式に用いられる。
【００１８】
【数１】
【００１９】
【数２】
【００２０】上記の（数２）の表に掲げた数式（１１）
及び（１２）はＳ偏光及びＰ偏光の直交する偏光成分を
与えて、ビーム３４及び３６の条件を決定する。ＥSは
Ｓ偏光成分の回折効率であり、ＥPはＰ偏光成分の回折
効率である。ホログラムに関する数式についてのより詳
細な説明は、１９６９年１１月のBell System Technica
l Journalの第４８巻第９号のコゲルニク（H.Kogelni
k）の「Coupled Wave Theory for Thick Hologram mathe
matics」と題する文献の２９０９頁に記載されている。
及び（１２）はＳ偏光及びＰ偏光の直交する偏光成分を
与えて、ビーム３４及び３６の条件を決定する。ＥSは
Ｓ偏光成分の回折効率であり、ＥPはＰ偏光成分の回折
効率である。ホログラムに関する数式についてのより詳
細な説明は、１９６９年１１月のBell System Technica
l Journalの第４８巻第９号のコゲルニク（H.Kogelni
k）の「Coupled Wave Theory for Thick Hologram mathe
matics」と題する文献の２９０９頁に記載されている。
【００２１】図３はホログラム１４のＥｓ及びＥｐの回
折効率対最大屈折率（ｎ1）の関係を示すグラフであ
る。ホログラム１４の場合において、パラメータはθ＝
３９．０５°、φ＝９０°、α＝β＝３０°、Ｔ＝５ミ
クロン、λa＝７８０ナノメートルである。回折効率は
ビーム３４として回折されたビーム３２のパーセンテー
ジを示している。ビーム３２の残りの部分はビーム３６
として連続する。例えば、ｎ1＝０．１３５において、
Ｐ偏光のビームの１００％がビーム３４として回折さ
れ、Ｓ偏光のビームの０％が偏光される。ビーム３４は
Ｐ偏光ビームの１００％を持つているのに反して、ビー
ム３６は１００％のＳ偏光のビームを持ち、０％のＰ偏
光のビームを持つている。この場合、ホログラム１４は
偏光ビーム・スプリツタとして機能する。本発明の良好
な実施例では、ホログラム１４は偏光ビーム・スプリツ
タとして動作するようにｎ1は０．１３５に選ばれる。
折効率対最大屈折率（ｎ1）の関係を示すグラフであ
る。ホログラム１４の場合において、パラメータはθ＝
３９．０５°、φ＝９０°、α＝β＝３０°、Ｔ＝５ミ
クロン、λa＝７８０ナノメートルである。回折効率は
ビーム３４として回折されたビーム３２のパーセンテー
ジを示している。ビーム３２の残りの部分はビーム３６
として連続する。例えば、ｎ1＝０．１３５において、
Ｐ偏光のビームの１００％がビーム３４として回折さ
れ、Ｓ偏光のビームの０％が偏光される。ビーム３４は
Ｐ偏光ビームの１００％を持つているのに反して、ビー
ム３６は１００％のＳ偏光のビームを持ち、０％のＰ偏
光のビームを持つている。この場合、ホログラム１４は
偏光ビーム・スプリツタとして機能する。本発明の良好
な実施例では、ホログラム１４は偏光ビーム・スプリツ
タとして動作するようにｎ1は０．１３５に選ばれる。
【００２２】図４はホログラム・システム２００を構成
するための光学系の模式図を示す図である。ガラス基板
２０２は、Ｔに等しい深さまで、ホログラム材料２０４
で被覆される。基板２０２及びホログラム材料２０４の
組合わせはプレート２０６と呼ばれる。良好な実施例に
おいて、材料２０４としてダイクロメート・ゼラチンが
用いられている。
するための光学系の模式図を示す図である。ガラス基板
２０２は、Ｔに等しい深さまで、ホログラム材料２０４
で被覆される。基板２０２及びホログラム材料２０４の
組合わせはプレート２０６と呼ばれる。良好な実施例に
おいて、材料２０４としてダイクロメート・ゼラチンが
用いられている。
【００２３】ホログラム・システムで記録するために、
ホログラム材料に反応する光波長を用いる必要がある。
記録用光波長λ2はダイクロメート・ゼラチンのために
約４８８ナノメートルでなければならない。ホログラム
・システム２００は記録用光波長λ2としてレーザ・ビ
ーム２１２を発生するガス・レーザ２１０を使用する。
ビーム２１２はビーム拡大装置２１４によつて拡大され
る。ビーム・スプリツタ２１６はビーム２１２をオブジ
エクト・ビーム２２０とイメージ・ビーム２２２とに分
割する。ビーム２２２はミラー２２４によつてプレート
２０６に向つて反射される。ビーム２２０及び２２２
は、夫々θ12A及びθ12Bの記録外部入射角でプレート２
０６の位置で交差する。角度θ12A及びθ12Bの大きさは
上述の数式を用いて所望のホログラムの条件によつて決
定される。入射ビームの記録内部角度はα12A＝φ−π
／２−ａｓｉｎ［λ2／２ｎ0Ｌ］及びα12B＝φ−π／
２＋ａｓｉｎ［λ2／２ｎ0Ｌ］である。スネールの法則
（Snell's Law）から、θ12A＝ａｓｉｎ（ｎ0ｓｉｎα
12A）であり、θ12B＝ａｓｉｎ（ｎ0ｓｉｎα12B）であ
る。この項における数式において、ｎ0は処理されてい
ないホログラム材料の屈折率であり、処理されていない
ダイクロメート・ゼラチンに対しては約１．５３であ
る。このようにして、ホログラム材料は角度θ12A及び
θ12Bで波長λ2のレーザ・ビームに露出される。この結
果は、所望のブラツグ面がフイルム中に記録される。正
確な露出及び処理時間はｎ1の所望の値によつて決定さ
れる。
ホログラム材料に反応する光波長を用いる必要がある。
記録用光波長λ2はダイクロメート・ゼラチンのために
約４８８ナノメートルでなければならない。ホログラム
・システム２００は記録用光波長λ2としてレーザ・ビ
ーム２１２を発生するガス・レーザ２１０を使用する。
ビーム２１２はビーム拡大装置２１４によつて拡大され
る。ビーム・スプリツタ２１６はビーム２１２をオブジ
エクト・ビーム２２０とイメージ・ビーム２２２とに分
割する。ビーム２２２はミラー２２４によつてプレート
２０６に向つて反射される。ビーム２２０及び２２２
は、夫々θ12A及びθ12Bの記録外部入射角でプレート２
０６の位置で交差する。角度θ12A及びθ12Bの大きさは
上述の数式を用いて所望のホログラムの条件によつて決
定される。入射ビームの記録内部角度はα12A＝φ−π
／２−ａｓｉｎ［λ2／２ｎ0Ｌ］及びα12B＝φ−π／
２＋ａｓｉｎ［λ2／２ｎ0Ｌ］である。スネールの法則
（Snell's Law）から、θ12A＝ａｓｉｎ（ｎ0ｓｉｎα
12A）であり、θ12B＝ａｓｉｎ（ｎ0ｓｉｎα12B）であ
る。この項における数式において、ｎ0は処理されてい
ないホログラム材料の屈折率であり、処理されていない
ダイクロメート・ゼラチンに対しては約１．５３であ
る。このようにして、ホログラム材料は角度θ12A及び
θ12Bで波長λ2のレーザ・ビームに露出される。この結
果は、所望のブラツグ面がフイルム中に記録される。正
確な露出及び処理時間はｎ1の所望の値によつて決定さ
れる。
【００２４】図５は本発明のホログラム・システム１０
の他のホログラム装置２５０を説明するための模式図で
ある。プレート２０６が露出され、処理された後に、プ
レートは等しい２つの部分片２５２及び２５４に切断さ
れる。部分片２５２は基体１２及びホログラム１４に対
応し、部分片２５４は基体２０及びホログラム１８に対
応する。部分片２５２及び２５４は、関連するホログラ
ム１４及び１８の間の透明な光学接着剤１６により一体
的に接着される。この光学接着剤は紫外線に晒すことに
より硬化可能である。
の他のホログラム装置２５０を説明するための模式図で
ある。プレート２０６が露出され、処理された後に、プ
レートは等しい２つの部分片２５２及び２５４に切断さ
れる。部分片２５２は基体１２及びホログラム１４に対
応し、部分片２５４は基体２０及びホログラム１８に対
応する。部分片２５２及び２５４は、関連するホログラ
ム１４及び１８の間の透明な光学接着剤１６により一体
的に接着される。この光学接着剤は紫外線に晒すことに
より硬化可能である。
【００２５】結果として得られる組立体（ホログラム・
システム１０）は、光学的に透明であり、精密回転可能
なステージ２５６のホルダ中に設置される。部分片２５
２及び２５４は、ホログラム１４のブラツグ面１２０が
ホログラム１８のブラツグ面１２０と平行になるまで相
互に回転的に移動される。レーザ３０は波長λ1を持つ
ビーム３２を発生する。ビーム３２はレンズ３３によつ
てコリメートされる。ビーム３２は角度θIでホログラ
ム・システム１０に入射するよう差し向けられる。ホロ
グラム１４及び１８中のブラツグ面１２０は整列されて
いるので、ビーム３６及び３４がホログラム・システム
２５０を出るときに、これらのビームは重なり合つてい
る。従つて、角度分離はない。次に部分片２５４を通る
ビームはホログラムの面に垂直なｚ座標軸の周りで回転
され、他方、部分片２５２を通るビームは回転せずに静
止している。ホログラムのブラツグ面１２０の間の角度
の回転が大きくなるので、ビーム３４はビーム３６から
離れ始め、そして角度的な分離は増加する。ホログラム
１４及び１８のブラツグ面の間の回転角的なオフセツト
の量を調節することによつて、角度的分離（ＳＡ）の所
望の量が達成される。
システム１０）は、光学的に透明であり、精密回転可能
なステージ２５６のホルダ中に設置される。部分片２５
２及び２５４は、ホログラム１４のブラツグ面１２０が
ホログラム１８のブラツグ面１２０と平行になるまで相
互に回転的に移動される。レーザ３０は波長λ1を持つ
ビーム３２を発生する。ビーム３２はレンズ３３によつ
てコリメートされる。ビーム３２は角度θIでホログラ
ム・システム１０に入射するよう差し向けられる。ホロ
グラム１４及び１８中のブラツグ面１２０は整列されて
いるので、ビーム３６及び３４がホログラム・システム
２５０を出るときに、これらのビームは重なり合つてい
る。従つて、角度分離はない。次に部分片２５４を通る
ビームはホログラムの面に垂直なｚ座標軸の周りで回転
され、他方、部分片２５２を通るビームは回転せずに静
止している。ホログラムのブラツグ面１２０の間の角度
の回転が大きくなるので、ビーム３４はビーム３６から
離れ始め、そして角度的な分離は増加する。ホログラム
１４及び１８のブラツグ面の間の回転角的なオフセツト
の量を調節することによつて、角度的分離（ＳＡ）の所
望の量が達成される。
【００２６】所望のビーム分離の量が達成されるよう
に、部分片２５２及び２５４が方向付けられた後に、紫
外線供給源２８０が活性化され、紫外線によりホログラ
ム・システムを照射する。これは、接着剤１６と部分片
２５２及び２５４とを活性化して、部分片を半永久的に
接着する。このようにしてホログラム・システムは完成
する。代案として、光学接着剤１６は通常の経時性の接
着剤でもよく、この場合には、ホログラムが適当に位置
付けられた後に接着剤が硬化される。
に、部分片２５２及び２５４が方向付けられた後に、紫
外線供給源２８０が活性化され、紫外線によりホログラ
ム・システムを照射する。これは、接着剤１６と部分片
２５２及び２５４とを活性化して、部分片を半永久的に
接着する。このようにしてホログラム・システムは完成
する。代案として、光学接着剤１６は通常の経時性の接
着剤でもよく、この場合には、ホログラムが適当に位置
付けられた後に接着剤が硬化される。
【００２７】２つの大きなプレート２５２と２５４を組
み合わせた後に、これを切断し、多くの小さなホログラ
ム・システムに構成することによつて、全く同じタイプ
の多くのホログラム・システムが容易に、しかも効率的
に製造することができることには注意を向けられたい。
み合わせた後に、これを切断し、多くの小さなホログラ
ム・システムに構成することによつて、全く同じタイプ
の多くのホログラム・システムが容易に、しかも効率的
に製造することができることには注意を向けられたい。
【００２８】図６は図１に示したホログラム・システム
１０の細部を説明するための断面図である。本発明を説
明する目的のために、最初、ホログラム１４のブラツグ
面１２０はホログラム１８のブラツグ面１２０に対して
平行であると仮定する。つまり、最初に、ホログラム１
４及び１８の夫々のブラツグ面の間には回転角度的なオ
フセツトはないと言うことである。
１０の細部を説明するための断面図である。本発明を説
明する目的のために、最初、ホログラム１４のブラツグ
面１２０はホログラム１８のブラツグ面１２０に対して
平行であると仮定する。つまり、最初に、ホログラム１
４及び１８の夫々のブラツグ面の間には回転角度的なオ
フセツトはないと言うことである。
【００２９】ホログラム１４及び１８は、同じものであ
つて、ホログラムの面に対して垂直に向けられているブ
ラツグ面を持ち（φ＝９０°）、かつ、Ｔ１＝Ｔ２であ
る。上述の数式から、α1＝β1＝α2＝β2であることが
理解できる。
つて、ホログラムの面に対して垂直に向けられているブ
ラツグ面を持ち（φ＝９０°）、かつ、Ｔ１＝Ｔ２であ
る。上述の数式から、α1＝β1＝α2＝β2であることが
理解できる。
【００３０】ビーム３２は角度θIでホログラム・シス
テム１０に入射する。基板１２の面において屈折した
後、ビーム３２は角度α1でホログラム１４に入射す
る。ホログラム１４は、ビーム３４としてＰ偏光成分を
回折し、ビーム３６として、回折されないＳ偏光成分を
通過する。ビーム３６は角度α2でホログラム１８に入
射する。スネールの法則から、α1＝α2である。ホログ
ラム１８はホログラム１４と同じなので、Ｓ偏光ビーム
しか含んでいないビーム３６は、再度、回折せずにホロ
グラム１８を通過する。基板２０の面において屈折した
後、θT＝ａｓｉｎ［ｓｉｎα2（ｎ0／ｎ1）］とした場
合、ビーム３６は基板２０の面に対して角度θTで出
る。良好な実施例において、ビーム３６は、ホログラム
１４を通過した後にはＰ偏光ビームを含んでいないこと
には注意を払う必要がある。然しながら、ホログラム１
４が１００％の効率を持たず、ビーム３６の中に僅かな
Ｐ偏光ビームが存在したとしても、この少量のＰ偏光ビ
ームは破線の矢印２９０で示されたようにホログラム１
８によつて回折される。
テム１０に入射する。基板１２の面において屈折した
後、ビーム３２は角度α1でホログラム１４に入射す
る。ホログラム１４は、ビーム３４としてＰ偏光成分を
回折し、ビーム３６として、回折されないＳ偏光成分を
通過する。ビーム３６は角度α2でホログラム１８に入
射する。スネールの法則から、α1＝α2である。ホログ
ラム１８はホログラム１４と同じなので、Ｓ偏光ビーム
しか含んでいないビーム３６は、再度、回折せずにホロ
グラム１８を通過する。基板２０の面において屈折した
後、θT＝ａｓｉｎ［ｓｉｎα2（ｎ0／ｎ1）］とした場
合、ビーム３６は基板２０の面に対して角度θTで出
る。良好な実施例において、ビーム３６は、ホログラム
１４を通過した後にはＰ偏光ビームを含んでいないこと
には注意を払う必要がある。然しながら、ホログラム１
４が１００％の効率を持たず、ビーム３６の中に僅かな
Ｐ偏光ビームが存在したとしても、この少量のＰ偏光ビ
ームは破線の矢印２９０で示されたようにホログラム１
８によつて回折される。
【００３１】ビーム３４は角度α2でホログラム１８に
入射する。ビーム３４はＰ偏光ビームしか含んでいない
から、再度回折する。ビーム３４は角度β2でホログラ
ム１８を出る。基板２０の面で屈折した後、θD＝ａｓ
ｉｎ［ｓｉｎβ2（ｎ0／ｎa）］であるとすれば、ビー
ム３４は角度θDで基板２０の面から出る。α2＝β2な
ので、ビーム３６及び３４は同じ角度で出て、両ビーム
間の角度的分離はない。
入射する。ビーム３４はＰ偏光ビームしか含んでいない
から、再度回折する。ビーム３４は角度β2でホログラ
ム１８を出る。基板２０の面で屈折した後、θD＝ａｓ
ｉｎ［ｓｉｎβ2（ｎ0／ｎa）］であるとすれば、ビー
ム３４は角度θDで基板２０の面から出る。α2＝β2な
ので、ビーム３６及び３４は同じ角度で出て、両ビーム
間の角度的分離はない。
【００３２】次に、ホログラム１８はｚ座標軸の周りで
僅かに回転されるが、他方、ホログラム１４は回転され
ずそのまま静止している。ビーム３４は図面の面から外
れた僅かな角度だけホログラム１８によつて回折される
が、ビーム３６は図面の面中にとどまる。このように、
所望の角度的な分離が達成される。
僅かに回転されるが、他方、ホログラム１４は回転され
ずそのまま静止している。ビーム３４は図面の面から外
れた僅かな角度だけホログラム１８によつて回折される
が、ビーム３６は図面の面中にとどまる。このように、
所望の角度的な分離が達成される。
【００３３】図７は図６のホログラム・システム１０の
平面図を示している。ビーム３４及び３６の間の角度的
な分離（ＳＡ）はこの図から明瞭に理解できる。
平面図を示している。ビーム３４及び３６の間の角度的
な分離（ＳＡ）はこの図から明瞭に理解できる。
【００３４】良好な実施例において、ホログラム・シス
テム１０の回折効率を著しく減少しないで１度乃至１０
度の角度的な分離が容易に達成される。回転的な角度が
増加すると、第２のホログラム１８は、ビーム３４のＰ
偏光ビームを回折する効率が低下するようになる。然し
ながら、回折されなかつたＰ偏光ビームは図６の破線の
矢印２９２で示されたように通過される。この使用され
ないＰ偏光ビームはＰ及びＳ偏光ビーム３４及び３６か
ら離隔され、これらのビーム３４及び３６と干渉しな
い。従つて、偏光の分離は、Ｐ偏光ビーム３４中に含ま
れた合計の光量を僅か低下するだけで達成される。
テム１０の回折効率を著しく減少しないで１度乃至１０
度の角度的な分離が容易に達成される。回転的な角度が
増加すると、第２のホログラム１８は、ビーム３４のＰ
偏光ビームを回折する効率が低下するようになる。然し
ながら、回折されなかつたＰ偏光ビームは図６の破線の
矢印２９２で示されたように通過される。この使用され
ないＰ偏光ビームはＰ及びＳ偏光ビーム３４及び３６か
ら離隔され、これらのビーム３４及び３６と干渉しな
い。従つて、偏光の分離は、Ｐ偏光ビーム３４中に含ま
れた合計の光量を僅か低下するだけで達成される。
【００３５】本発明はブラツグ面１２０がホログラムの
面に対して垂直である場合（φ＝９０°）の良好な実施
例を用いている。これは、ホログラム動作に基づくホロ
グラム中の収縮がブラツグ面の角度に悪く影響しないこ
とを保証するのを助ける。これは好ましいことではある
けれども、注意深い処理によつて、本発明をホログラム
面に対して垂直ではないブラツグ面で実施することが可
能である。このようなホログラムの設計は上述と同じ数
式を使用する。また、ホログラム・システムの製造も同
様に上述の数式を使用する。先ず、２つのホログラムの
ブラツグ面が相互に平行にされ、そして、所望のビーム
分離が達成されるまでそれらのビームが回転的にオフセ
ツトされるように、２つのホログラムが整列される。
面に対して垂直である場合（φ＝９０°）の良好な実施
例を用いている。これは、ホログラム動作に基づくホロ
グラム中の収縮がブラツグ面の角度に悪く影響しないこ
とを保証するのを助ける。これは好ましいことではある
けれども、注意深い処理によつて、本発明をホログラム
面に対して垂直ではないブラツグ面で実施することが可
能である。このようなホログラムの設計は上述と同じ数
式を使用する。また、ホログラム・システムの製造も同
様に上述の数式を使用する。先ず、２つのホログラムの
ブラツグ面が相互に平行にされ、そして、所望のビーム
分離が達成されるまでそれらのビームが回転的にオフセ
ツトされるように、２つのホログラムが整列される。
【００３６】本発明は光学データ・ストレージ・システ
ムに使用することができる。図８は本発明の光学データ
・ストレージ・システム３００のブロツク図を示してい
る。光学データ・ストレージ・システム３００は、回転
デイスクの形式が望ましい光学データ・ストレージ媒体
３１０を含んでいる。ストレージ媒体３１０は磁気光学
媒体であるのが好ましい。ストレージ媒体３１０は周知
のように装着用スピンドル３１４に回転自在に装着され
る。装着用スピンドル３１４はスピンドル・モータ３１
６に結合されている。スピンドル・モータ３１６はスピ
ンドル３１４及びストレージ媒体３１０を回転させる。
バイアス用電磁石３１８がストレージ媒体３１０の上に
設けられている。
ムに使用することができる。図８は本発明の光学データ
・ストレージ・システム３００のブロツク図を示してい
る。光学データ・ストレージ・システム３００は、回転
デイスクの形式が望ましい光学データ・ストレージ媒体
３１０を含んでいる。ストレージ媒体３１０は磁気光学
媒体であるのが好ましい。ストレージ媒体３１０は周知
のように装着用スピンドル３１４に回転自在に装着され
る。装着用スピンドル３１４はスピンドル・モータ３１
６に結合されている。スピンドル・モータ３１６はスピ
ンドル３１４及びストレージ媒体３１０を回転させる。
バイアス用電磁石３１８がストレージ媒体３１０の上に
設けられている。
【００３７】レーザ３３０はレーザ・ビーム３３２を発
生する。レーザ３３０は、波長が７８０ナノメートルの
光ビームを発生するゲルマニウム・アルミニウム砒素ダ
イオード・レーザである。ビーム３３２はレンズ３３４
によりコリメートされて、サーキユラライザ３３６によ
つて循環される。サーキユラライザ３３６は循環プリズ
ムであつてもよい。ビーム３３２はビーム・スプリツタ
３４０を通過する。ビーム３３２はミラー３４２によつ
てレンズ３４４の方向に反射される。レンズ３４４はビ
ーム３３２をストレージ媒体３１０上に収束する。レン
ズ３４４はレンズ・ホルダ３４６に装着されている。レ
ンズ・ホルダ３４６は、ボイス・コイル・モータのよう
な焦点調節装置３５０によつてストレージ媒体３１０に
対して上下に移動される。
生する。レーザ３３０は、波長が７８０ナノメートルの
光ビームを発生するゲルマニウム・アルミニウム砒素ダ
イオード・レーザである。ビーム３３２はレンズ３３４
によりコリメートされて、サーキユラライザ３３６によ
つて循環される。サーキユラライザ３３６は循環プリズ
ムであつてもよい。ビーム３３２はビーム・スプリツタ
３４０を通過する。ビーム３３２はミラー３４２によつ
てレンズ３４４の方向に反射される。レンズ３４４はビ
ーム３３２をストレージ媒体３１０上に収束する。レン
ズ３４４はレンズ・ホルダ３４６に装着されている。レ
ンズ・ホルダ３４６は、ボイス・コイル・モータのよう
な焦点調節装置３５０によつてストレージ媒体３１０に
対して上下に移動される。
【００３８】ミラー３４２、レンズ３４４、レンズ・ホ
ルダ３４６及び焦点調節装置３５０は光学ヘツド３５２
を構成している。光学ヘツド３５２はリニヤ・モータ３
６０によつてストレージ媒体３１０に対して半径方向に
移動することができる。
ルダ３４６及び焦点調節装置３５０は光学ヘツド３５２
を構成している。光学ヘツド３５２はリニヤ・モータ３
６０によつてストレージ媒体３１０に対して半径方向に
移動することができる。
【００３９】ビーム３３２の一部はストレージ媒体３１
０によつてビーム３７０として反射される。ビーム３７
０はレンズ３４４を通過し、ミラー３４２によつてビー
ム・スプリツタ３４０に反射される。ホログラム組立体
１０において、ビーム３７０は、図１に示したビーム３
６及び３４に夫々対応するビーム３７２及びビーム３７
４に分離される。
０によつてビーム３７０として反射される。ビーム３７
０はレンズ３４４を通過し、ミラー３４２によつてビー
ム・スプリツタ３４０に反射される。ホログラム組立体
１０において、ビーム３７０は、図１に示したビーム３
６及び３４に夫々対応するビーム３７２及びビーム３７
４に分離される。
【００４０】ビーム３７２及び３７４はレンズ３７６に
よつて、夫々セグメント光学検出器３８０及び単一の光
学検出器３８２に収束される。光学検出器３８０及び３
８２は検出回路３９０に接続されている。検出回路３９
０はデータ信号、焦点エラー信号（ＦＥＳ）及びトラツ
キング・エラー信号（ＴＥＳ）を発生する。検出回路３
９０に接続されている焦点サーボ回路３９２の出力は焦
点調節装置３５０に接続されている。検出回路３９０に
接続されているトラツク追跡サーボ回路３９４の出力は
リニヤ・モータ３６０に接続されている。レーザ制御回
路３９６の出力はレーザ３３０に接続されており、レー
ザ３３０のパワーを制御する。電磁石制御回路３９８は
バイアス用電磁石３１８に接続されており、この電磁石
３１８のパワーを制御する。デイスク駆動制御回路４０
０は、スピンドル・モータ３１６と、サーボ回路３９２
及び３９４と、レーザ制御回路と、電磁石制御回路３９
８とに接続されており、これらの回路を制御する。サー
ボ回路３９２及び３９４、レーザ制御回路３９６、マグ
ネツト制御回路３９８及びデイスク駆動制御回路４００
はすべて周知の回路である。
よつて、夫々セグメント光学検出器３８０及び単一の光
学検出器３８２に収束される。光学検出器３８０及び３
８２は検出回路３９０に接続されている。検出回路３９
０はデータ信号、焦点エラー信号（ＦＥＳ）及びトラツ
キング・エラー信号（ＴＥＳ）を発生する。検出回路３
９０に接続されている焦点サーボ回路３９２の出力は焦
点調節装置３５０に接続されている。検出回路３９０に
接続されているトラツク追跡サーボ回路３９４の出力は
リニヤ・モータ３６０に接続されている。レーザ制御回
路３９６の出力はレーザ３３０に接続されており、レー
ザ３３０のパワーを制御する。電磁石制御回路３９８は
バイアス用電磁石３１８に接続されており、この電磁石
３１８のパワーを制御する。デイスク駆動制御回路４０
０は、スピンドル・モータ３１６と、サーボ回路３９２
及び３９４と、レーザ制御回路と、電磁石制御回路３９
８とに接続されており、これらの回路を制御する。サー
ボ回路３９２及び３９４、レーザ制御回路３９６、マグ
ネツト制御回路３９８及びデイスク駆動制御回路４００
はすべて周知の回路である。
【００４１】図９はセグメント光学検出器３８０の平面
図である。セグメント光学検出器３８０は６個の部分、
３８０Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦに分割されている。
図である。セグメント光学検出器３８０は６個の部分、
３８０Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦに分割されている。
【００４２】図１０は検出回路３９０のブロツク図を示
している。検出回路３９０はデータ信号発生回路４６
２、焦点エラー信号発生回路４６４及びトラツキング・
エラー信号発生回路４６６を含んでいる。データ信号発
生回路４６２は光学検出器３８２に接続された増幅器４
７０と、光学検出器のセグメント３８０Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ、Ｅ及びＦとに接続されている。増幅器４７２乃至４
８２の出力は加算増幅器４８６に接続されている。増幅
器４７０の出力及び増幅器４８６の出力は差動増幅器４
８８に接続されている。差動増幅器４８８の出力はデー
タ信号である。
している。検出回路３９０はデータ信号発生回路４６
２、焦点エラー信号発生回路４６４及びトラツキング・
エラー信号発生回路４６６を含んでいる。データ信号発
生回路４６２は光学検出器３８２に接続された増幅器４
７０と、光学検出器のセグメント３８０Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ、Ｅ及びＦとに接続されている。増幅器４７２乃至４
８２の出力は加算増幅器４８６に接続されている。増幅
器４７０の出力及び増幅器４８６の出力は差動増幅器４
８８に接続されている。差動増幅器４８８の出力はデー
タ信号である。
【００４３】焦点エラー信号発生回路４６４は１対の加
算増幅器４９０及び４９２を含んでいる。増幅器４９０
の入力は増幅器４７６及び４７８の出力に接続されてい
る。増幅器４９２の入力は増幅器４７２、４７４、４８
０及び４８２の出力に接続されている。増幅器４９０及
び４９２は差動増幅器４９４に接続されており、差動増
幅器４９４の出力は焦点エラー信号（ＦＥＳ）である。
算増幅器４９０及び４９２を含んでいる。増幅器４９０
の入力は増幅器４７６及び４７８の出力に接続されてい
る。増幅器４９２の入力は増幅器４７２、４７４、４８
０及び４８２の出力に接続されている。増幅器４９０及
び４９２は差動増幅器４９４に接続されており、差動増
幅器４９４の出力は焦点エラー信号（ＦＥＳ）である。
【００４４】トラツキング・エラー信号発生回路４６６
は１対の加算増幅器５００及び５０２と、差動増幅器５
０４とを含んでいる。加算増幅器５００の入力は増幅器
４７４、４７８及び４８２の出力に接続されている。差
動増幅器５０４の入力は加算増幅器５００及び５０２の
出力に接続されており、トラツキング・エラー信号を発
生する。
は１対の加算増幅器５００及び５０２と、差動増幅器５
０４とを含んでいる。加算増幅器５００の入力は増幅器
４７４、４７８及び４８２の出力に接続されている。差
動増幅器５０４の入力は加算増幅器５００及び５０２の
出力に接続されており、トラツキング・エラー信号を発
生する。
【００４５】光学データ・ストレージ・システム３００
の動作を以下に説明する。ストレージ媒体３１０にデー
タを書き込む場合、マグネツト及びレーザ３３０がオン
にされる。レーザ３３０は、ストレージ媒体３１０上の
光点をキユーリー温度以上の温度に加熱するのに充分な
輝度を持つ書き込みビーム３３２を発生する。この温度
において、上述の光点はバイアス用電磁石３１８により
発生された磁界と整列される。レーザ３３０は、記録さ
れるべきデータ・パルスのビーム表示を与えるように制
御される。このようにして、データは、磁界が上向き
か、または下向きの方向を持つストレージ媒体３１０上
の点として記録される。
の動作を以下に説明する。ストレージ媒体３１０にデー
タを書き込む場合、マグネツト及びレーザ３３０がオン
にされる。レーザ３３０は、ストレージ媒体３１０上の
光点をキユーリー温度以上の温度に加熱するのに充分な
輝度を持つ書き込みビーム３３２を発生する。この温度
において、上述の光点はバイアス用電磁石３１８により
発生された磁界と整列される。レーザ３３０は、記録さ
れるべきデータ・パルスのビーム表示を与えるように制
御される。このようにして、データは、磁界が上向き
か、または下向きの方向を持つストレージ媒体３１０上
の点として記録される。
【００４６】書き込み動作の間で反射されたビーム３７
０はホログラム素子１０に戻る。ビーム３７０はＰ偏光
成分のビーム３７４及びＳ偏光成分のビーム３７２に分
割される（図８を参照）。ビーム３３２がストレージ媒
体３１０上に正確に収束されたとき、ビーム３３２は検
出器３８０上に円状の領域５１０を持つている（図９を
参照）。ビーム入射領域Ｃ及びＤの量は、ビーム入射領
域Ａ、Ｂ、Ｅ及びＦの量にほぼ等しいので、焦点エラー
信号発生回路４６４に焦点エラー信号は発生されない。
若しビーム３３２が、いずれかの方向に僅かに焦点外れ
しているならば、ビーム３７２は検出器３８０上の円状
の領域５１２、または５１４として入射する。これは、
焦点エラー信号発生回路４６４に正か、負の焦点エラー
信号を発生させる。焦点エラー信号は、焦点が再度合う
まで、レンズ３４４を移動する焦点調節装置３５０に用
いられる。
０はホログラム素子１０に戻る。ビーム３７０はＰ偏光
成分のビーム３７４及びＳ偏光成分のビーム３７２に分
割される（図８を参照）。ビーム３３２がストレージ媒
体３１０上に正確に収束されたとき、ビーム３３２は検
出器３８０上に円状の領域５１０を持つている（図９を
参照）。ビーム入射領域Ｃ及びＤの量は、ビーム入射領
域Ａ、Ｂ、Ｅ及びＦの量にほぼ等しいので、焦点エラー
信号発生回路４６４に焦点エラー信号は発生されない。
若しビーム３３２が、いずれかの方向に僅かに焦点外れ
しているならば、ビーム３７２は検出器３８０上の円状
の領域５１２、または５１４として入射する。これは、
焦点エラー信号発生回路４６４に正か、負の焦点エラー
信号を発生させる。焦点エラー信号は、焦点が再度合う
まで、レンズ３４４を移動する焦点調節装置３５０に用
いられる。
【００４７】若しビーム３３２がストレージ媒体３１０
のトラツク上に正確に収束しているならば、ビーム３７
２は部分Ａ、Ｃ及びＥと、Ｂ、Ｄ及びＦとの間で等しい
円弧状の領域５１０として入射する。若しビーム３３２
がトラツクから外れているならば、ビームは部分Ａ、Ｃ
及びＥ上に多く入射し、Ｂ、Ｄ及びＦ部分に少なく入射
し、トラツク外れが上述と逆ならば、入射量の関係は上
述と逆である。これは、トラツキング・エラー信号発生
回路４６６によつて発生される正、または負のトラツキ
ング・エラー信号を発生する。このトラツキング・エラ
ー信号は、ビームが再度トラツク上に戻るまでヘツド３
５２を移動するためのリニヤ・モータ３６０を制御する
のに使用される。
のトラツク上に正確に収束しているならば、ビーム３７
２は部分Ａ、Ｃ及びＥと、Ｂ、Ｄ及びＦとの間で等しい
円弧状の領域５１０として入射する。若しビーム３３２
がトラツクから外れているならば、ビームは部分Ａ、Ｃ
及びＥ上に多く入射し、Ｂ、Ｄ及びＦ部分に少なく入射
し、トラツク外れが上述と逆ならば、入射量の関係は上
述と逆である。これは、トラツキング・エラー信号発生
回路４６６によつて発生される正、または負のトラツキ
ング・エラー信号を発生する。このトラツキング・エラ
ー信号は、ビームが再度トラツク上に戻るまでヘツド３
５２を移動するためのリニヤ・モータ３６０を制御する
のに使用される。
【００４８】記録デイスク上のデータを読み取る場合、
レーザ３３０は読み取りビーム３３２を発生するように
動作される。読み取りビーム３３２は、ストレージ媒体
３１０がキユーリー温度以上に加熱されないような充分
に低い輝度のビームである。ビーム３３２はレンズ３４
４によつてストレージ媒体３１０上に収束される。デー
タは、上方向の磁界領域か、下方向の磁界領域としてス
トレージ媒体上に既に記録されている。ストレージ媒体
３１０から反射されたビームは、磁界領域の磁界の方向
に依存した方向に偏光回転された面を持つている。反射
されたビーム３７０は戻されて、ホログラム素子１０に
おいてビーム３７２及び３７４に分割される。Ｐ偏光成
分ビーム３７４は光学検出器３８２によつて検出され、
Ｓ偏光成分ビーム３７２は光学検出器３８０に差し向け
られる。データ信号発生回路４６２はこれら２つのビー
ムの輝度を比較して、ストレージ媒体３１０上に記録さ
れたデータ表示であるデータ信号を発生する。
レーザ３３０は読み取りビーム３３２を発生するように
動作される。読み取りビーム３３２は、ストレージ媒体
３１０がキユーリー温度以上に加熱されないような充分
に低い輝度のビームである。ビーム３３２はレンズ３４
４によつてストレージ媒体３１０上に収束される。デー
タは、上方向の磁界領域か、下方向の磁界領域としてス
トレージ媒体上に既に記録されている。ストレージ媒体
３１０から反射されたビームは、磁界領域の磁界の方向
に依存した方向に偏光回転された面を持つている。反射
されたビーム３７０は戻されて、ホログラム素子１０に
おいてビーム３７２及び３７４に分割される。Ｐ偏光成
分ビーム３７４は光学検出器３８２によつて検出され、
Ｓ偏光成分ビーム３７２は光学検出器３８０に差し向け
られる。データ信号発生回路４６２はこれら２つのビー
ムの輝度を比較して、ストレージ媒体３１０上に記録さ
れたデータ表示であるデータ信号を発生する。
【００４９】
【発明の効果】本発明によつて、製造が容易で、かつ、
所望のビーム分離を均一に達成する立体ホログラム・シ
ステムが与えられる。
所望のビーム分離を均一に達成する立体ホログラム・シ
ステムが与えられる。
【図１】本発明のホログラム・システムの模式図であ
る。
る。
【図２】本発明の１つのホログラムの細部を示す断面図
である。
である。
【図３】本発明の立体ホログラムの回折効率対最大の屈
折率の関係を示すグラフである。
折率の関係を示すグラフである。
【図４】本発明のホログラム・システムを作るためのシ
ステムの模式図である。
ステムの模式図である。
【図５】本発明のホログラム・システムを作るための付
加的なシステムの模式図である。
加的なシステムの模式図である。
【図６】本発明のホログラム・システムの細部を示す断
面図である。
面図である。
【図７】図６のホログラム・システムの平面図である。
【図８】本発明の光学データ・ストレージ・システムの
模式図である。
模式図である。
【図９】図８に示したシステムの一部を示す模式図であ
る。
る。
【図１０】図８に示したシステムの一部を説明するため
の回路図である。
の回路図である。
１０、２００、２５０ ホログラム・システム １２、２０、２０２ 基板 １４、１８ ホログラム １６ 光学接着剤 ３０、３３０ レーザ ３２、２１２、３３２、３７０ レーザ・ビーム ３３、３３４、３４４ レンズ １００ ホログラム組立体 １２０ ブラツグ面 ２０４ ホログラム材料 ２１０ ガス・レーザ ２１４ ビーム拡大装置 ２１６、３４０ ビーム・スプリツタ ２２０ オブジエクト・ビーム ２２２ イメージ・ビーム ２２４、３４２ ミラー ２８０ 紫外線供給源 ３００ 光学データ・ストレージ・システム ３１０ ストレージ媒体 ３１４ 装着用スピンドル ３１６ スピンドル・モータ ３１８ バイアス用電磁石 ３３６ サーキユラライザ ３５０ 焦点調節装置 ３６０ リニヤ・モータ ３８０ セグメント光学検出器 ３８２ 光学検出器 ３９０ 検出回路 ３９２ 焦点サーボ回路 ３９４ トラツク追跡サーボ回路 ３９６ レーザ制御回路 ３９８ 電磁石制御回路 ４００ デイスク駆動制御回路 ４６２ データ信号発生回路 ４６４ 焦点エラー信号発生回路 ４６６ トラツキング・エラー信号発生回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード・デニス・ラリソン アメリカ合衆国 ユタ州、パラダイス、サ ウス400ウエスト 8501
Claims (3)
- 【請求項１】ブラツグ面を有する第１の立体ホログラム
と、 第１の立体ホログラムと同じ第２の立体ホログラムを含
むことと、第２の立体ホログラムはそのブラツグ面を第
１の立体ホログラムのブラツグ面に対して相対的な或る
回転角度で方向付けられていることと、 第１の立体ホログラムと第２の立体ホログラムとを結合
する手段とからなるホログラム・システム。 - 【請求項２】第１及び第２の立体ホログラムは同じで、
かつブラツグ面を有しており、第１及び第２の立体ホロ
グラムの間に接着剤を挟むステツプと、 第１及び第２の立体ホログラムの関連ブラツグ面が相互
に対して或る回転角度で方向付けられるまで、第１及び
第２の立体ホログラムを相互に対して相対的に回転移動
するステツプと、 第１及び第２の立体ホログラムを半永久的に接着するた
めに前記接着材を硬化させるステツプとを含むホログラ
ム・システムの製造方法。 - 【請求項３】光学データ・ストレージ媒体と、 輻射ビームを発生する輻射源と、 輻射ビームをストレージ媒体に通過するための手段と、 ストレージ媒体から反射された輻射ビームを受け取るた
めの受け取り手段を含むことと、該受け取り手段は、輻
射ビームを所望の分離角度で２つの偏光成分ビームに分
離して受け取るためのホログラム組立体を含むことと、
該ホログラム組立体はブラツグ面を有する第１の立体ホ
ログラムを含んでいることと、 第１の立体ホログラムと同じ第２の立体ホログラムを含
むことと、該第２の立体ホログラムはそのブラツグ面を
第１の立体ホログラムのブラツグ面に対して相対的な或
る回転角度で方向付けられていることと、 第１及び第２の立体ホログラムを結合する手段とからな
るホログラム・システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US99324692A | 1992-12-17 | 1992-12-17 | |
| US993246 | 1992-12-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06222706A true JPH06222706A (ja) | 1994-08-12 |
| JP2866565B2 JP2866565B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=25539292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5302064A Expired - Fee Related JP2866565B2 (ja) | 1992-12-17 | 1993-12-01 | ホログラム・システム及びその製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5602657A (ja) |
| EP (1) | EP0602813B1 (ja) |
| JP (1) | JP2866565B2 (ja) |
| KR (1) | KR970003373B1 (ja) |
| AT (1) | ATE164687T1 (ja) |
| DE (1) | DE69317743T2 (ja) |
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| JP2008233226A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Ricoh Co Ltd | 光束分割素子 |
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