專利名稱：全息記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過以所謂的角度多重記錄方式使參考光和記錄光干涉而將全息圖 多重記錄在全息記錄介質(zhì)上的全息記錄裝置。
背景技術(shù)：
作為以往的全息記錄裝置，有專利文獻(xiàn)1所公開的全息記錄裝置。在該文獻(xiàn)所公 開的全息記錄裝置中，將來自光源的激光通過偏振分光器(polarizing beam splitter)分 離成記錄光和參考光，在通過空間光調(diào)制器將一方的記錄光調(diào)制之后，向全息記錄介質(zhì)的 預(yù)定部位照射。并且構(gòu)成為在使相對于全息記錄介質(zhì)的入射角變化的情況下照射另一方 的參考光，以使其與記錄光在上述預(yù)定部位以各種角度干涉。在光源與偏振分光器之間設(shè)置有使入射到偏振分光器之前的激光的偏振光狀態(tài) 變化的1/2波片。當(dāng)使參考光的入射角變化時，與之相應(yīng)地使1/2波片旋轉(zhuǎn)，由此能夠改變 通過偏振分光器分離后的記錄光的光量與參考光的光量之比。即，即使由于參考光的入射 角的變化而使預(yù)定部位上的參考光的照射面積發(fā)生變動，也可以將記錄光與參考光的照度 之比保持為恒定(優(yōu)選為1 1的比)，由此能夠在明暗的對比度為良好的狀態(tài)下多重記錄 全息圖。專利文獻(xiàn)1 日本專利文獻(xiàn)特開2005-173361號公報。但是，在上述以往的全息記錄裝置中，僅考慮了將記錄光與參考光的照度之比保 持為恒定。即，參考光的入射角越大參考光的照射面積越大，因此能夠使1/2波片旋轉(zhuǎn)，以 使得例如參考光的光量變大，但是在那樣的情況下，與參考光的光量增加相反，記錄光的光 量會減少。結(jié)果，雖然能夠?qū)⒄斩戎缺３譃楹愣ǎ亲鳛橛涗浌夂蛥⒖脊夂显谝黄鸬念A(yù) 定部位中的照度本身，會隨著參考光的入射角變大而變小。因此，記錄全息圖的能量按照每 個參考光的入射角而不同，因此存在無法以恒定的照度多重記錄全息圖的難點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在上述情況下作出的。本發(fā)明的目的在于提供一種能夠以恒定的照度多 重記錄全息圖的全息記錄裝置。為了解決上述問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)手段。本發(fā)明的第一方面提供的一種全息記錄裝置，包括光源，發(fā)出激光；分光器，將 來自所述光源的激光分離成記錄光和參考光；空間光調(diào)制器，根據(jù)應(yīng)記錄的信息來調(diào)制所 述記錄光；記錄光學(xué)系統(tǒng)，向全息記錄介質(zhì)的預(yù)定部位照射被調(diào)制了的所述記錄光；以及 參考光學(xué)系統(tǒng)，在使相對于所述全息記錄介質(zhì)的入射角變化的情況下照射所述參考光，以 使所述參考光在所述預(yù)定部位以各種角度與所述記錄光干涉；通過所述記錄光與所述參考光的干涉而將全息圖多重記錄在所述預(yù)定部位，所述全息記錄裝置的特征在于，包括光量 調(diào)節(jié)單元，根據(jù)相對于所述全息記錄介質(zhì)的入射角來可變地調(diào)節(jié)從所述分光器射出后的所 述參考光的光量，以使所述預(yù)定部位上的所述參考光的照度成為預(yù)定的穩(wěn)定水平。優(yōu)選的是，所述分光器是偏振分光器，在該偏振分光器與所述空間光調(diào)制器之間 設(shè)置有使所述記錄光產(chǎn)生預(yù)定的相位差的相位片。本發(fā)明的第二方面提供的一種全息記錄裝置，包括光源，發(fā)出激光；偏振分光 器，將來自該光源的激光分離成記錄光和參考光；空間光調(diào)制器，根據(jù)應(yīng)記錄的信息來調(diào)制 所述記錄光；相位片，在所述偏振分光器與所述空間光調(diào)制器之間使所述記錄光產(chǎn)生預(yù)定 的相位差；記錄光學(xué)系統(tǒng)，向全息記錄介質(zhì)的預(yù)定部位照射被調(diào)制了的所述記錄光；以及 參考光學(xué)系統(tǒng)，在使相對于所述全息記錄介質(zhì)的入射角變化的情況下照射所述參考光，以 使所述參考光在所述預(yù)定部位以各種角度與所述記錄光干涉；通過所述記錄光與所述參考 光的干涉而將全息圖多重記錄在所述預(yù)定部位，所述全息記錄裝置的特征在于，包括調(diào)光 單元，根據(jù)相對于所述全息記錄介質(zhì)的入射角來可變地調(diào)節(jié)入射到所述偏振分光器之前的 所述激光的光量和相位，以使所述預(yù)定部位上的所述記錄光和所述參考光的各自的照度成 為預(yù)定的穩(wěn)定水平。優(yōu)選的是，所述調(diào)光單元包括輸出控制單元，控制所述光源的激光輸出；以及相 位調(diào)節(jié)單元，使所述激光產(chǎn)生相位差并使該相位差變動。優(yōu)選的是，所述調(diào)光單元包括光量調(diào)節(jié)單元，可變地調(diào)節(jié)所述激光的光量；以及 相位調(diào)節(jié)單元，使所述激光產(chǎn)生相位差并使該相位差變動。


圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的全息記錄裝置的第一實施方式的整體構(gòu)成圖；圖2是用于說明圖1所示的全息記錄裝置的光學(xué)作用的說明圖；圖3是表示應(yīng)用了本發(fā)明的全息記錄裝置的第二實施方式的整體構(gòu)成圖；圖4是用于說明圖3所示的全息記錄裝置的光學(xué)作用的說明圖；圖5是表示應(yīng)用了本發(fā)明的全息記錄裝置的第三實施方式的整體構(gòu)成圖；圖6是用于說明圖5所示的全息記錄裝置的光學(xué)作用的說明圖。
具體實施例方式以下，參照附圖來具體地說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。圖1和圖2示出了應(yīng)用了 本發(fā)明的全息記錄裝置的第一實施方式。如圖1所示，全息記錄裝置Al針對全息記錄介質(zhì)B通過角度多重記錄方式多重記 錄全息圖。該全息記錄裝置Al包括光源1、準(zhǔn)直透鏡2、偏振分光器(以下，稱為“PBS”)3、 1/2波片4、空間光調(diào)制器5、固定反射鏡6、物鏡7、減光濾光器(光量調(diào)節(jié)單元)8、參考光 用的可動反射鏡9以及控制部10。固定反射鏡6和物鏡7作為將記錄光S引導(dǎo)至全息記錄 介質(zhì)B的記錄光學(xué)系統(tǒng)而設(shè)置?？蓜臃瓷溏R9作為在使入射角相對于全息記錄介質(zhì)B變化 的情況下引導(dǎo)參考光R的參考光學(xué)系統(tǒng)而設(shè)置。按照記錄光S與參考光R重疊的方式向全息記錄介質(zhì)B的預(yù)定部位照射記錄光S 和參考光R，記錄由干涉條紋構(gòu)成的全息圖。此時，通過使參考光R相對于全息記錄介質(zhì)B的入射角變化，而在預(yù)定部位多重記錄根據(jù)記錄光S與參考光R交叉的角度而不同的干涉 條紋圖案的全息圖。光源1例如由半導(dǎo)體激光元件構(gòu)成，射出頻帶較窄且干涉性高的激光。準(zhǔn)直透鏡2 將光源1射出的激光轉(zhuǎn)換為平行光。從準(zhǔn)直透鏡2射出的平行光通過PBS3而被分離為偏 振光方向不同的記錄光S和參考光R。記錄光S通過PBS3的分離而例如成為S偏振光，之 后通過透過1/2波片4而成為P偏振光。成為了 P偏振光的記錄光S入射到空間光調(diào)制器 5中，通過該空間光調(diào)制器5而被調(diào)制成與應(yīng)記錄的信息相應(yīng)的像素圖案的光。經(jīng)過了空間 光調(diào)制器5的記錄光S經(jīng)由固定反射鏡6和物鏡7照射到全息記錄介質(zhì)B的預(yù)定部位。記 錄光S相對于全息記錄介質(zhì)B的入射角例如被設(shè)定為45°。參考光R通過PBS3的分離而例如成為P偏振光，之后入射到減光濾光器8。減光 濾光器8由ND過濾器或液晶元件和偏振片的組合構(gòu)成，并構(gòu)成為由控制部10進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控 制。這樣的減光濾光器8形成為減少參考光R的光量的比例根據(jù)旋轉(zhuǎn)姿勢而有所不同。經(jīng) 過了減光濾光器8的參考光R按照經(jīng)由可動反射鏡9在全息記錄介質(zhì)B的預(yù)定部位與記錄 光S重疊的方式照射?？蓜臃瓷溏R9被構(gòu)成為由控制部10進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制。根據(jù)這樣的可 動反射鏡9，使預(yù)定部位上的參考光R的入射角例如在30° 60°的范圍內(nèi)變化(參照圖 2)。在預(yù)定部位，P偏振光的記錄光S與P偏振光的參考光R干涉，由此能夠有效地光學(xué)記 錄全息圖。再生時與記錄時相同，在使入射角變化的情況下向預(yù)定部位照射參考光R，將與 其相應(yīng)地從預(yù)定部位產(chǎn)生的再生光用光電檢測器等接收，由此再生作為全息圖而記錄的信 肩、ο下面，對全息記錄裝置Al的光學(xué)作用進(jìn)行說明。作為一個例子，如圖2所示，在記錄時，光源1的激光輸出(光量)為2. 4，記錄光 S和參考光R被PBS3分離成1 1.4的光量比。記錄光S以其相對于全息記錄介質(zhì)B的入 射角為45°照射，預(yù)定部位上的記錄光S的照射面積成為了 1。此時，照度以每單位面積的光量表示，因此在預(yù)定部位，記錄光S的照度成為1。通過控制可動反射鏡9，而使參考光R以其相對于全息記錄介質(zhì)B的入射角例如為 30°、45°、60°照射。當(dāng)入射角為45°時，預(yù)定部位上的參考光R的照射面積成為1。當(dāng)參考光R的入射角為30°時，可控制減光濾光器8的旋轉(zhuǎn)姿勢，使得與其相對 應(yīng)。由此，參考光R的光量從透過減光濾光器8之前具有的1.4減少到0.8。此時，根據(jù)照 度余弦法則，預(yù)定部位上的參考光R的照射面積成為0.8左右。由此，預(yù)定部位上的記錄光 S的照度變成為1，記錄光S和參考光R以照度之比為1 1的狀態(tài)互相干涉。結(jié)果，能夠 將全息圖以明暗的對比度為良好的狀態(tài)記錄在預(yù)定部位。當(dāng)參考光R的入射角為45°時，為了與之對應(yīng)，可控制減光濾光器8的旋轉(zhuǎn)姿勢， 使得與其相對應(yīng)。由此，參考光R的光量從透過減光濾光器8之前具有的1.4減少到1。此 時，預(yù)定部位上的參考光R的照射面積為1。由此，即使是在參考光R的入射角為45°的 情況下，預(yù)定部位上的記錄光S的照度也成為1，記錄光S和參考光R以照度之比被維持為 1 1的狀態(tài)互相干涉。結(jié)果，能夠?qū)⑷D以明暗的對比度為良好的狀態(tài)記錄在預(yù)定部 位。當(dāng)參考光R的入射角為60°時，可控制減光濾光器8的旋轉(zhuǎn)姿勢，使得與其相對 應(yīng)。由此，參考光R在透過減光濾光器8之前具有的光量1. 4幾乎不會減少的情況下到達(dá)預(yù)
5定部位。此時，根據(jù)照度余弦法則，預(yù)定部位上的參考光R的照射面積為1.4左右。由此， 即使是在參考光R的入射角為60°的情況下，預(yù)定部位上的記錄光S的照度也成為1，記錄 光S和參考光R以照度之比被維持為1 1的狀態(tài)互相干涉。結(jié)果，能夠?qū)⑷D以明暗 的對比度為良好的狀態(tài)記錄在預(yù)定部位。即，當(dāng)通過使參考光R的入射角變化而多重記錄全息圖時，不但記錄光S和參考光 R的照度之比保持為恒定，而且各自的照度本身也會恒定。因此，根據(jù)本實施方式的全息記錄裝置Al，通過將記錄光S和參考光R的照度之比 保持為恒定，能夠記錄對比度良好的全息圖，并且記錄光S和參考光R的照度本身也被保持 為穩(wěn)定的水平，因此即使參考光R的入射角發(fā)生變化，記錄全息圖的能量也會恒定，從而能 夠以光學(xué)上恒定的光強(qiáng)度多重記錄全息圖。圖3和圖4表示應(yīng)用了本發(fā)明的全息記錄裝置的第二實施方式。另外，在以下說 明的各實施方式中對于與上述的構(gòu)成要素相同或類似的構(gòu)成要素標(biāo)注相同標(biāo)號，省略其說 明。如圖3所示，第二實施方式的全息記錄裝置A2包括光源1、準(zhǔn)直透鏡2、相位調(diào)節(jié) 單元20、PBS3、l/2波片4、空間光調(diào)制器5、固定反射鏡6、物鏡7、參考光用的可動反射鏡9 以及控制部10。光源1、可動反射鏡9以及相位調(diào)節(jié)單元20由控制部10控制。控制部10 和相位調(diào)節(jié)單元20作為根據(jù)參考光R的入射角而可變地調(diào)節(jié)激光的光量和相位的調(diào)光單 元而設(shè)置。光源1被構(gòu)成為根據(jù)參考光R的入射角而被控制部10可變地調(diào)節(jié)激光輸出。從 準(zhǔn)直透鏡2射出的激光經(jīng)由相位調(diào)節(jié)單元20入射到PBS3中。相位調(diào)節(jié)單元20例如是能 夠旋轉(zhuǎn)1/2波片或相位調(diào)制液晶元件的構(gòu)成，該相位調(diào)節(jié)單元20根據(jù)旋轉(zhuǎn)姿勢而使激光的 偏振光方向變化。這樣的相位調(diào)節(jié)單元20根據(jù)參考光R的入射角而被控制部10控制旋轉(zhuǎn) 姿勢。一旦通過相位調(diào)節(jié)單元20使入射到PBS3之前的激光的偏振光方向發(fā)生變化，則與 之相應(yīng)地被PBS3分離的記錄光S和參考光R的光量之比就會發(fā)生變動。參考光R被PBS3 分離出之后，經(jīng)由可動反射鏡9以與記錄光S重疊的方式照射到全息記錄介質(zhì)B的預(yù)定部 位。作為一個例子，如圖4所示，在記錄時，光源1的激光輸出(光量)在1.8 2. 4 的范圍內(nèi)變動。例如，當(dāng)參考光R的入射角為30°、45°、60°時，光源1的激光輸出分別成 為 1. 8、2、2· 4。來自光源1的激光根據(jù)參考光R的入射角而被相位調(diào)節(jié)單元20改變偏振光方向。 由此，由PBS3分離的記錄光S和參考光R的光量比發(fā)生變動。例如，當(dāng)參考光R的入射角 為30°、45°、60°時，記錄光S和參考光R被PBS3分離成1 0. 8、1 1、1 1. 4的光量 比。即，即使參考光R的入射角發(fā)生變化，從PBS3射出后的記錄光S的光量也會恒定。以相對于全息記錄介質(zhì)B的入射角為45°照射該記錄光S并且預(yù)定部位上的記錄 光S的照射面積成為1，因此在預(yù)定部位，記錄光S的照度成為1。以相對于全息記錄介質(zhì)B的入射角為30°、45°、60°照射參考光R，預(yù)定部位上 的參考光R的照射面積在入射角為45°的情況下成為1。因此，與前述的第一實施方式相 同，當(dāng)參考光R的入射角為30°時，參考光R的照射面積成為0. 8左右，當(dāng)參考光R的入射 角為60°時，參考光R的照射面積成為1.4左右。
由此，即使參考光R的入射角發(fā)生變化，預(yù)定部位上的記錄光S和參考光R的照度 也成為1，記錄光S和參考光R以照度之比始終為1 1的狀態(tài)相互干涉。結(jié)果，能夠?qū)⑷?息圖以明暗的對比度為良好的狀態(tài)記錄在預(yù)定部位。并且，當(dāng)使參考光R的入射角變化時， 不但記錄光S和參考光R的照度之比保持為恒定，各自的照度本身也保持為恒定。因此，根據(jù)本實施方式的全息記錄裝置A2，也能夠以良好的對比度且光學(xué)上恒定 的光強(qiáng)度多重記錄全息圖。圖5和圖6表示應(yīng)用了本發(fā)明的全息記錄裝置的第三實施方式。如圖5所示，第三實施方式的全息記錄裝置A3包括光源1、準(zhǔn)直透鏡2、相位調(diào)節(jié) 單元20、光量調(diào)節(jié)單元30、PBS3、l/2波片4、空間光調(diào)制器5、固定反射鏡6、物鏡7、參考光 用的可動反射鏡9以及控制部10?？蓜臃瓷溏R9、相位調(diào)節(jié)單元20以及光量調(diào)節(jié)單元30 由控制部10控制?？刂撇?0、相位調(diào)節(jié)單元20以及光量調(diào)節(jié)單元30作為根據(jù)參考光R的 入射角而可變地調(diào)節(jié)激光的光量和相位的調(diào)光單元而設(shè)置。光源1被構(gòu)成為激光輸出恒定、來自該光源1的激光入射到準(zhǔn)直透鏡2中。從準(zhǔn)直 透鏡2射出的激光經(jīng)由光量調(diào)節(jié)單元30入射到相位調(diào)節(jié)單元20中。光量調(diào)節(jié)單元30例 如由ND過濾器構(gòu)成或由組合了液晶元件和偏振片的減光濾光器構(gòu)成。該光量調(diào)節(jié)單元30 被構(gòu)成為根據(jù)參考光R的入射角而被控制部10控制旋轉(zhuǎn)姿勢，并且根據(jù)旋轉(zhuǎn)姿勢而減少激 光的光量的比例有所不同。相位調(diào)節(jié)單元20具有與第二實施方式的相位調(diào)節(jié)單元20相同 的光學(xué)作用。作為一個例子，如圖6所示，在記錄時，光源1的激光輸出恒定為2. 4。此時，當(dāng)參 考光R的入射角變?yōu)?0°、45°、60°時，與之相應(yīng)地使光量調(diào)節(jié)單元30的旋轉(zhuǎn)姿勢變化。 結(jié)果，透過光量調(diào)節(jié)單元30后的激光的光量分別成為1. 8、2、2. 4。經(jīng)由光量調(diào)節(jié)單元30后的激光與第二實施方式相同，根據(jù)參考光R的入射角而由 相位調(diào)節(jié)單元20改變偏振光方向。即，當(dāng)參考光R的入射角為30°、45°、60°時，記錄光 S和參考光R被PBS3分離成1 0.8、1 1、1 1. 4的光量比，即使參考光R的入射角發(fā) 生變化，從PBS3射出后的記錄光S的光量也會恒定。以相對于全息記錄介質(zhì)B的入射角為45°照射記錄光S并且預(yù)定部位上的記錄光 S的照射面積成為1，因此在預(yù)定部位，記錄光S的照度成為1。另外，以相對于全息記錄介 質(zhì)B的入射角為30°、45°、60°照射參考光R，預(yù)定部位上的參考光R的照射面積在入射 角為45°的情況下成為1。因此，與上述的第二實施方式相同，當(dāng)參考光R的入射角為30° 時，參考光R的照射面積成為0. 8左右，當(dāng)參考光R的入射角為60°時，參考光R的照射面 積成為1.4左右。由此，即使參考光R的入射角發(fā)生變化，預(yù)定部位上的記錄光S和參考光R的照度 也成為1，記錄光S和參考光R以照度之比始終為1 1的狀態(tài)相互干涉。結(jié)果，能夠?qū)⑷?息圖以明暗的對比度為良好的狀態(tài)記錄在預(yù)定部位。并且，當(dāng)使參考光R的入射角變化時， 不但記錄光S和參考光R的照度之比保持為恒定，各自的照度本身也會恒定。因此，根據(jù)本實施方式的全息記錄裝置A3，也能夠以良好的對比度且光學(xué)上均勻 的光量多重記錄全息圖。另外，本發(fā)明不限于上述實施方式。上述實施方式示出的數(shù)值等說到底也只不過是作為一個例子而例示的值，可以根
7據(jù)情況酌情改變設(shè)計。 作為上述第一實施方式的變形例，代替偏振分光器，也可以使用僅將激光分離成 一定的光量比的例如半透半反鏡。在該情況下，無需在空間光調(diào)制器的入射側(cè)設(shè)置1/2波 片，因此能夠成為部件數(shù)更少的構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種全息記錄裝置，包括光源，發(fā)出激光；偏振分光器，將來自該光源的激光分離 成記錄光和參考光；空間光調(diào)制器，根據(jù)應(yīng)記錄的信息來調(diào)制所述記錄光；相位片，在所述 偏振分光器與所述空間光調(diào)制器之間使所述記錄光產(chǎn)生預(yù)定的相位差；記錄光學(xué)系統(tǒng)，向 全息記錄介質(zhì)的預(yù)定部位照射被調(diào)制了的所述記錄光；以及參考光學(xué)系統(tǒng)，在使相對于所 述全息記錄介質(zhì)的入射角變化的情況下照射所述參考光，以使所述參考光在所述預(yù)定部位 以各種角度與所述記錄光干涉；通過所述記錄光與所述參考光的干涉而將全息圖多重記錄 在所述預(yù)定部位，所述全息記錄裝置的特征在于，包括調(diào)光單元，根據(jù)相對于所述全息記錄介質(zhì)的入射角來可變地調(diào)節(jié)入射到所述偏振 分光器之前的所述激光的光量和相位，以使所述預(yù)定部位上的所述記錄光和所述參考光的 各自的照度成為預(yù)定的穩(wěn)定水平。
2.如權(quán)利要求1所述的全息記錄裝置，其中，所述調(diào)光單元包括輸出控制單元，控制所述光源的激光輸出；以及相位調(diào)節(jié)單元，使 所述激光產(chǎn)生相位差并使該相位差變動。
3.如權(quán)利要求1所述的全息記錄裝置，其中，所述調(diào)光單元包括光量調(diào)節(jié)單元，可變地調(diào)節(jié)所述激光的光量；以及相位調(diào)節(jié)單元， 使所述激光產(chǎn)生相位差并使該相位差變動。
全文摘要
一種全息記錄裝置(A1)，包括光源(1)，發(fā)出激光；分光器(3)，將來自所述光源(1)的激光分離成記錄光(S)和參考光(R)；空間光調(diào)制器(5)，根據(jù)應(yīng)記錄的信息來調(diào)制記錄光(S)；記錄光學(xué)系統(tǒng)，向全息記錄介質(zhì)(B)的預(yù)定部位照射被調(diào)制了的記錄光(S)；以及參考光學(xué)系統(tǒng)，在使相對于全息記錄介質(zhì)(B)的入射角變化的情況下照射參考光(R)，以使參考光(R)在預(yù)定部位以各種角度與記錄光(S)干涉；通過記錄光(S)與參考光(R)的干涉而將全息圖多重記錄在預(yù)定部位，全息記錄裝置(A1)還包括光量調(diào)節(jié)單元(8)，根據(jù)相對于全息記錄介質(zhì)(B)的入射角來可變地調(diào)節(jié)從分光器(3)射出后的參考光(R)的光量，以使預(yù)定部位上的參考光(R)的照度成為預(yù)定的穩(wěn)定水平。
文檔編號G11B7/125GK102096368SQ20101062331
公開日2011年6月15日 申請日期2006年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月28日
發(fā)明者吉川浩寧, 宇野和史, 山影讓, 巖村康正, 手塚耕一 申請人:富士通株式會社