全息组件及其制造装置和制造方法、偏转光学单元及信息记录重放装置的制作方法

专利名称：全息组件及其制造装置和制造方法、偏转光学单元及信息记录重放装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及全息组件、全息组件制造装置、全息组件制造方法、偏转光学 单元、信息记录装置以及信息重放装置，更具体地说，涉及使光束偏转的全息 组件、制造全息组件用的全息组件制造装置以及全息组件制造方法、使用全息 组件使参考光的光轴偏转的偏转光学单元、以及使用偏转光学单元的信息记录 装置和信息重放装置。
背景技术：
近年来，提出了利用全息图技术进行大容量的资料的记录重放的全息记录重放装置(例如参照 J.Ashley "Holographic data storage" 、 IBM ， J.RES.DEVELOP, VOL.44, N0.3， MAY 2000)。这种全息图记录重放装置 为例提高记录密度采用所谓多重记录方法。这是不同于已有的全息图记录，在 一个地方记录多个独立的页的方式。作为这样的多重记录方式，代表性的方式 已知有角度多重记录、位移多重记录、相位码多重记录等，但是此外还有其它 特殊多重记录等各种方式。图14是部分表示出已有的全息记录重放装置IOOO的结构的大概结构图。参考图14，已有的全息记录重放装置1000具备扫描镜1001和构成4f光学 系统的透镜1002、 1003。全息记录重放装置1000用角度多重记录方式将信息 记录于全息记录材料(全息记录媒体)1006上。从未图示的激光光源发射出的激光分叉为信号光1004和参考光1005。由空 间调制器(未图示)进行了空间调制的信号光1004通过未图示的信号光光学系统 聚光于全息记录材料1006上。另一方面，参考光1005通过未图示的参考光光 学系统，由扫描镜1001发射，以所希望的角度射入参考光光学系统的透镜1002。参考光1005通过透镜1003照射全息记录材料1006。如图14所示，信号光 与参考光的干涉产生的干涉条纹、即全息图1007被连接于全息记录材料1006 上。在这里，如果使扫描镜101的角度改变，相应于该改变，参考光1005射 向全息记录材料1006的入射角度就会发生改变。对于每一入射角度不同的全息图1007被多重记录于全息记录材料1006的同一记录区域。如上所述，在图14的全息记录重放装置IOOO中，为了使参考光1005偏转 采用扫描镜1001。在特开2006 — 078942号公报中，也提出了使用衍射光学组 件作为扫描镜1001的替代品的方法。图15表示图14的全息记录重放装置1000中由于入射角度的变化，造成参 考光1005对全息记录材料的1006照射的面积发生变化的情况。如图15所示，参考光1005a、 1005b其光束的粗细为一定值，射入全息记录 材料1006的入射角度Ag、 Bg不同。在这种情况下，从图15可知，与参考光 1005a相比，参考光1005b对记录材料1006的照射面积更大。图16表示图14的全息记录重放装置1000中参考光1005的入射角度变化 的情况下对全息记录材料1006的照射面积的变化情况。在图16中，假定参考光1005a 1005c都是光束直径(pl为一定值的光束。 在这种情况下，如图16(A)、 (B)、 (C)所示，扫描镜1001的角度发生变化，参 考光1005a 1005c的入射角度An Cn越小，则参考光1005a 1005c对全息 记录材料1006的照射直径cpl cp3越大(cpK(p2〈(p3)。图17表示图14的全息记录重放装置1000中全息记录材料1006上记录的 全息图1007重放的情况。参照图17，在进行重放时，只有参考光1005对全息记录材料1006进行照 射。在图17中，为了明确地进行说明，用箭头表示出对全息记录材料以某一 入射角入射的参考光1005p的光路。参考光1005，与记录时一样，利用扫描镜 1001使其向所希望的角度偏转，通过透镜1002、 1003射入全息记录材料1006。 这时从全息记录材料1006上记录的全息图1007发生重放光1008。重放光1008 利用未图示的图像传感器实施光电变换后，作为实施了图像处理的数据重放。已有的全息记录重放装置1000中，参考光1005对全息记录材料1006的入 射角度如图15、 16所示变化时，信号光1004与参考光1005的入射角度的变 化无关地以一定的入射角度照射全息记录材料1006的相同面积的部分。这意 味着参考光1005的照射面积越增大，则包含信号光1004的照射范围，参考光 1005照射全息记录材料1006的范围越大。但是，在全息记录重放装置1000中，最好是参考光1005在全息记录材料 1006内以覆盖信号光1004的照射范围所需要的最小限度的范围进行照射。这 是因为参考光1005的不需要的部分的照射在全息记录材料1006造成多余的感光部分。全息记录材料的多余的感光成为其动力学范围的消耗，进而造成全息记录材料1006的记录容量的降低。又，如已有的全息记录重放装置1000那样利用两片透镜1002、 1003构成 的远心光路光学系统(例如4f光学系统)改变参考光1005的入射角度的情况下， 要求对两片透镜1002、 1003进行正确的位置调整。又，在组装有远心光路光 学系统的情况下，光学系统的总长度变大，其结果是全息记录重放装置1000 变大。发明内容本发明的目的在于提供能够使光学系统保持紧凑同时抑制参考光照射在对 象物体上的照射面积的偏转光学单元、使用于该偏转光学单元的全息组件、制 造该全息组件的全息组件制造装置、以及全息组件制造方法、还有使用该偏转 光学单元的信息记录装置、以及信息重放装置。本发明的某一种形式，是用于使入射的光束偏转的全息组件，具备接收 第l光束的第l全息图，该第l光束通过第l基点，并通过由入射光束的直径 决定的第l区域内，向全息组件入射；以及接收第2光束的第2全息图，该第 2光束通过所述第1基点，并通过由入射光束的直径决定的第2区域内，向全 息组件入射，由所述第l全息图衍射的第l衍射光，通过第2基点，并通过由 第1衍射光的光束直径决定的第3区域，由所述第2全息图衍射的第2衍射光， 通过第2基点，并通过由第2衍射光的光束直径决定的第4区域。最好是第l和第2光束以及第l和第2衍射光都是平行光。最好是第1和第2全息图被多重记录于全息组件。最好是第1和第2全息图与第1和第2光束向全息组件入射的入射角度无 关地以一定的衍射效率分别射出第l和第2衍射光。最好是第1和第2衍射光的光束直径，因从第1和第2全息图射出的出射 位置而不同。本发明的另一种形式，是用于制造全息组件的全息组件制造装置，具备 射出光束的光源；将光束分离为制造用的信号光和制造用的参考光的光束分离 器；以信号光基准点为中心使角度旋转，以将制造用的信号光反射到全息组件 的各区域的第1角度旋转反射镜；以参考光基准点为中心使角度旋转，以将制 造用的参考光反射到制造用的信号光照射全息组件的地方的第2角度旋转反射镜；在制造用的信号光透过全息组件之后，将制造用的信号光向信号光基准点 反射的反射镜；以及使制造用的信号光与制造用的参考光的偏振一致的偏振光 调整部。最好是还具备使制造用的信号光以及制造用的参考光的光束直径改变的光圈。最好是全息组件具备接收第1光束的第1全息图，该第1光束通过第1 基点，并通过由入射光束的直径决定的第1区域内，向全息组件入射；以及接 收第2光束的第2全息图，该第2光束通过第1基点，通过由入射光束的直径 决定的第2区域内，向全息组件入射，由所述第l全息图衍射的第l衍射光， 通过第2基点，并通过由第l衍射光的光束直径决定的第3区域，由第2全息 图衍射的第2衍射光，通过第2基点，并通过由第2衍射光的光束直径决定的 第4区域，参考光基准点对应于第l基点，信号光基准点对应于第2基点。本发明的又一种形式，是用于制造全息组件的全息组件制造方法，具备以 下步骤射出光束的步骤；将光束分离为制造用信号光和制造用参考光的分离 步骤；以信号光基准点为中心使角度旋转，以将制造用的信号光反射到全息组 件的各区域的步骤；以参考光基准点为中心使角度旋转，以将制造用的参考光 反射到制造用的信号光照射全息组件的地方的步骤；在制造用的信号光透过全 息组件之后，将制造用的信号光向信号光基准点反射的步骤；使制造用的信号 光与制造用的参考光的偏振一致的步骤；以及使制造用的信号光与制造用的参 考光在全息组件的规定位置上干涉，以进行多重记录的步骤。最好是还具备使制造用的信号光和制造用的参考光的光束直径改变的步骤。最好是全息组件具备接收第1光束的第1全息图，该第1光束通过第1 基点，并通过由入射光束的直径决定的第1区域内，向全息组件入射；以及接 收第2光束的第2全息图，该第2光束通过第1基点，并通过由入射光束的直 径决定的第2区域内，向全息组件入射，由第l全息图衍射的第l衍射光，通 过第2基点，并通过由所述第1衍射光的光束直径决定的第3区域，由所述第 2全息图衍射的第2衍射光，通过所述第2基点，并通过由第2衍射光的光束 直径决定的第4区域，参考光基准点对应于第1基点，信号光基准点对应于第 2基点。本发明的又一种方式，是使光束偏转的偏转光学单元，具备与入射光的10入射位置无关地将入射光作为重放光照射到规定的位置上的全息组件；以及通 过使角度旋转，将光束向全息组件的各区域反射的角度旋转反射镜。最好是，重放光照射到规定位置上的照射面积为一定值，与从全息组件射 出的出射角度无关。最好是全息组件为用于使入射光束偏转的全息组件，具备接收第1光束 的第1全息图，该第l光束通过第l基点，并通过由入射光束的直径决定的第 l区域内，向全息组件入射；以及接收第2光束的第2全息图，该第2光束通 过第1基点，并通过由入射光束的直径决定的第2区域内，向全息组件入射， 由第1全息图衍射的第1衍射光，通过第2基点，并通过由第l衍射光的光束 直径决定的第3区域；由第2全息图衍射的第2衍射光，通过所述第2基点， 并通过由第2衍射光的光束直径决定的第4区域。本发明的再一种方式，是利用角度多重记录方式将信号光与记录用的参考 光的干涉条纹记录于全息记录媒体上的信息记录装置，具备射出光束的光源； 将光束分离为信号光和参考光的光束分离器；将信息提供给信号光的空间光调 制器、将信号光聚焦于全息记录媒体的物镜；以及使参考光配合角度多重记录 偏转，在全息记录媒体上聚焦的偏转光学单元。偏转光学单元包含与入射光 的入射位置无关地将入射光作为记录用参考光照射到全息记录媒体的规定的 位置上的全息组件；以及通过使角度旋转，将光束向全息组件的各区域反射的 角度旋转反射镜。最好是重放光照射到规定位置上的照射面积为一定值，与从全息组件射出 的出射角度无关。本发明的再一种方式，是从利用角度多重记录方式将信号光与记录用的参 考光的干涉条纹加以记录的全息记录媒体，利用重放用参考光重放信息的信息 重放装置，具备使参考光按照角度多重记录偏转，聚焦于全息记录媒体上的偏 转光学单元。偏转光学单元包含与入射光的入射位置无关地将入射光作为重放用参考光照射到全息记录媒体的规定的位置上的全息组件；以及通过使角度 旋转，将光束向全息组件的各区域反射的角度旋转反射镜。最好是所述重放光照射到规定位置上的照射面积为一定值，与从全息组件 射出的出射角度无关。采用本发明，则能够保持光学系统紧凑，同时能够抑制参考光在记录媒体 上的照射面积。本发明的上述目的和其它目的、特征、方式、以及优点，从参照附图理解 的关于本发明的下述详细说明能够更加清楚了解。


图1是表示包含本发明实施形态1的偏转光学单元100的偏转光学系统1 的结构的结构图。图2是表示本发明实施形态2的全息组件102的工作原理的一个例子的示 意图。图3是表示本发明实施形态2的全息组件102的工作原理的一个例子的示 意图。图4是表示本发明实施形态2的全息组件102的工作原理的另一例子的示 意图。图5是表示本发明实施形态2的全息组件102的工作原理的另一例子的示 意图。图6是表示本发明实施形态2的全息组件102的工作原理的又一个例子的 示意图。图7是表示本发明实施形态3的全息组件102的制造方法的示意图。 图8是表示本发明实施形态3的全息组件的制造装置2的结构图。 图9表示从全息组件102向对象物体403照射的重放光401、 402的情况。 图10表示对全息组件102照射制造用参考光202等的情况。 图11表示对于图10那样的全息组件102的偏转光学单元100a的结构的一 个例子。图12表示本发明实施形态4的全息记录重放装置10的记录时的动作。 图13表示本发明实施形态4的全息记录重放装置10的重放时的动作。 图14是部分表示出已有的全息记录重放装置1000的结构的大概结构图。 图15表示图14的全息记录重放装置1000中由于入射角度的变化，造成参考光1005对全息记录材料的1006照射的面积发生变化的情况。图16表示图14的全息记录重放装置1000中参考光1005的入射角度变化的情况下对全息记录材料1006的照射面积的变化情况。图17表示图14的全息记录重放装置1000中全息记录材料1006上记录的全息图1007重放的情况。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施形态进行详细说明。还有，图中相同或相 当的部分标以相同的标号，对其说明不再重复。 实施形态1图1是表示包含本发明实施形态1的偏转光学单元100的偏转光学系统1的结构的结构图。参照图l，实施形态1的偏转光学系统1具备偏转光学单元100、激光光 源105、特殊滤光镜106、准直透镜107、 ND(NeutraI Density)滤光镜128、以 及反射镜109。偏转光学单元100包含角度旋转反射镜101和全息组件102， 对对象物体(例如记录媒体)403照射重放光103a 103c。从激光光源105发射的光束104借助于特殊滤光镜106变换为所希望的光 束直径，借助于准直透镜107变换为平行光。成为平行光的光束104借助于ND 滤光镜128调整强度。强度的调整也可以借助于例如波长板与偏振组件的组合 进行。经过强度调整的光束104借助于反射镜109引导到角度旋转反射镜101。角度旋转反射镜101将光束104向全息组件102反射。作为角度旋转反射 镜101有例如检电镜(galvano mirror)。在全息组件102上预先记录全息图，使 得与光束104的入射位置无关地将重放光103a 103c聚光于规定的位置。如上所述，如果采用实施形态l，通过采用偏转光学单元100，能够构筑只 用角度旋转反射镜101的旋转动作，就能够对特定的区域一边阶梯性地改变角 度、 一边照射光束的偏转光学系统1。以往，为了对特定区域一边改变偏转角度、 一边照射光束，有必要构筑使 用两片远心透镜的光学系统。在实施形态1的偏转光学单元100中，通过使用 全息组件102，能够简化光学系统，并且容易进行光学系统的调整。实施形态2图2是表示本发明实施形态2的全息组件102的工作原理的一个例子的示 意图。参照图2，全息组件102的材料可以采用能够记录光的干涉条纹(全息图)的 材料，具体地说，可以使用感旋光性的聚合物材料等。在全息组件102中，借 助于光束的干涉多重记录全息图10al、 10a2、 10bl、 10b2、 10c、 10d。在这里，首先，作为一个例子对光束照射于全息图10b时的动作进行说明。光束llb通过基点13与角度al射入全息图10bl。另一方面，光束12b向 着基点14以角度pi从全息图10bl射出。在与实施形态1的偏转光学单元100 的对应中，角度旋转反射镜101的旋转中心位于基点13，对象物体403位于基 点14。图3是表示本发明实施形态2的全息组件102的工作原理的一个例子的示 意图。参照图3，在制造全息组件102中的全息图10bl时，光束llb和光束12c 对全息组件102进行照射，光束llb、 12c都是集束波发散的平行光入射光束。 光束llb通过基点13进行照射，光束12c通过基点14进行照射。基点13、 14 分别存在于光束llb、 12c的光束直径决定的区域内。这时在全息组件102中， 由于光束llb、 12c的干涉，干涉条纹作为衍射光栅(全息图)形成。图3中，对全息组件102中的全息图10bl，照射具有与其制造时相同的波 长、入射角(xl、以及波面的波束llb的情况下，即假定照射满足布喇格条件的 光束llb的情况。在这种情况下，如图2所示，从全息组件102产生经过与制 造全息图10bl时使用的光束12c相同的路径的重放光12b。另一方面，在照射 与制造全息图10bl时波长、入射角、波面、相位等不同的条件的光束lib的 情况下，布喇格条件没有得到满足，重放光12b不发生。图4是表示本发明实施形态2的全息组件102的工作原理的另一例子的示 意图。参照图4，光束lld通过基点13以角度a2射入全息图10d。另一方面，光 束12d向基点14以角度|32从全息图10d射出。光束lld、 12d都是集束不发 散的平行光入射光束。图5是表示本发明实施形态2的全息组件102的工作原理的另一例子的示 意图。参照图5，全息组件102中的全息图10d制造时，光束lld和光束12e向全 息组件102照射。光束lld通过基点13进行照射，光束12e通过基点14进行照射。在图5中，假定对全息组件102中的全息图10d照射具有与其制造时相同 的波长、入射角a2以及波面的光束lld的情况、也就是照射满足布喇格条件 的光束lld的情况。在这种情况下，如图4所示，从全息组件102发生与全息图10d制造时使用的光束12e经过相同路径的重放光12d。如上所述，在全息组件102上，通过基点13照射光束llb、 lld、...，多重 记录全息图案。作为通过基点14的衍射光的光束12b、 12d、...的光束直径因 从全息图10bl、 10d、...出射的位置而不同。全息图10bl、 10d、...与光束llb、 lld、...对全息组件102的入射角度无关 地以一定的衍射效率分别射出作为衍射光的光束12b、 12d。还有，在图2 图 5中，保持间隔表示出全息图lOal、 10a2、 10bl、...，但是也可以全息图10a、 10a2、 10bl、...的一部分重叠着记录、即进行多重记录。图6是表示本发明实施形态2的全息组件102的工作原理的又一个例子的 示意图。参照图6，在全息组件102中，在全息组件102上以入射角al照射与全息 图10bl制造时相同波长和相位，并且通过基点13，光束直径比制造时的光束 11b、12c还要大的光束11bb。在这种情况下，利用光束llbb中满足全息图薩 的布喇格条件的成分生成重放光12b。如图6所示，光束10bb即使是照射到全息图10al..... 10c、 10d，也因为光束10bb的入射角与全息图10al、 10a2、 10b2、 10c、 10d的制造时的入射角 不同，所以不从全息图10al、 10a2、 10b2、 10c、 10d产生再生光。因此为了生 成与全息组件102制造时相同波长而且以所希望的角度通过基点14的光束， 只要调整光束10bb对全息组件102的入射角即可。如上所述，如果采用实施形态2，通过与实施形态1的偏转光学单元IOO对 应定位，可以用偏转光学单元100的结果制造所希望的全息组件102。这样， 只要是在照射满足布喇格条件的光束的情况下，就能够从全息组件102发生经 过与全息图制造时使用的光束相同的路径的再生光。实施形态3图7是表示本发明实施形态3的全息组件102的制造方法的示意图。 在图7中，为了简化说明，用箭头表示光束的传播方向。利用偏振光束分 离器(PBS)等分割未图示的光源射出的光束，将其一部分作为全息组件102制造 用的信号光201，将另一部分作为全息组件102制造用的参考光202。预先使 制造用的信号光201和制造用的参考光202的偏振以及强度一致。制造用的信 号光201包含制造用的信号光201a 201g。制造用的参考光202包含制造用的参考光202a 202g。制造用的信号光201a通过全息组件102的出射侧的信号光基准点203照射 在全息组件102上。制造用的参考光202a通过全息组件102的入射侧的参考光 基准点204照射在全息组件102上。与制造用的信号光201a的干涉条纹被记录 于全息组件102上。同样地，如制造用的信号光201b与制造用的参考光202b的干涉条纹、制 造用的信号光201c与制造用的参考光202c的干涉条纹、...那样，在全息组件 102上多重记录干涉条纹。但是，如上所述，制造用的信号光201a 201g通常 向信号光基准点203照射，制造用的参考光202a 202g通常透过参考光基准点 204照射于全息组件102。在这里，参考光基准点204以及信号光基准点203分别对应于实施形态2 的图2 图6所示的基点13和14。也就是说，参考光基准点204和信号光基 准点203是参考光202和信号光201的各光束直径决定的区域的范围内的点。又，制造用的信号光201a与制造用的信号光201b形成的角度、制造用的信 号光201b与制造用的信号光201c形成的角度、...全部设定为相等的角度。同 样，制造用的参考光202a与制造用的参考光202b形成的角度、制造用的参考 光202b与制造用的参考光202c形成的角度、...全部设定为相等的角度。还有， 全息组件102与信号光基准点203之间的距离、全息组件102与参考光基准点 204之间的距离可以是相同的距离也可以是不同的距离。图8是表示本发明实施形态3的全息组件的制造装置2的结构图。参照图8，实施形态3的全息组件制造装置2具备反射镜21a 24a、 27、 1/4 波长板21b 24b、光圈25a、 25b、角度旋转准直透镜107、半波长板108、以 及偏振光束分离器110。反射镜21a 24a以及1/4波长板21b 24b也可以形成 一体。光圈25a、 25b是为了在全息组件102的制造时调整光束的直径而设置的。 又，在图8中为了简化说明用箭头表示光束的主光线。激光光源105射出的光束利用特殊滤光镜106变换为所希望的光束直径的 光束，利用准直透镜107变换为平行光。成为平行光的光束通过半波长板108， 利用偏振光束分离器110分割为全息组件102的制造用的信号光201和全息组 件102的制造用的参考光202。制造用的信号光201与制造用的参考光202的 分割比例利用半波长板108的旋转进行调整。制造用的信号光201通过光圈25b被引导到角度旋转透镜101b。角度旋转 透镜101b的旋转中心设置于图7中说明的信号光基准点203。制造用的参考光 202通过光圈25a由反射镜27反射，被导入角度旋转反射镜101a。角度旋转反 射镜101a的旋转中心设置于图7说明的参考光基准点204。利用角度旋转反射镜101a反射制造用的参考光202，依序生成以所希望的 角度射入全息组件102的制造用的参考光202a、 202c、 202e、 202g。又，制造 用的信号光201利用角度旋转反射镜101b反射，然后在透过制造用的参考光 202a、 202c、 202e、 202g在全息组件102上照射的区域的方向分别生成射入全 息组件102的制造用的信号光201a、 201c、 201e、 201g。发生上述情况时，制造用的参考光202和制造用的信号光201照射在全息 组件102上的同一区域。但是在该时刻，制造用的参考光202与制造用的信号 光201偏振方向不同，因此两者不会发生干涉，对全息组件102没有影响。制造用的信号光201a、 201c、 201e、 201g —旦透过全息组件102，其后利 用1/4波长板21b 24b依序将其变换为圆偏振光。变换为圆偏振光的制造用的 信号光201a、 201c、 201e、 201g利用反射镜21a 24a分别反射到角度旋转反 射镜101b的方向上，再度通过1/4波长板21b 24b，依序变换为直线偏振光。发生上述情况时，制造用的参考光202与制造用的信号光201照射于全息 组件102上的同一区域。在该时刻，制造用的参考光202与制造用的信号光201 偏振方向一致，因此在全息组件102中两者发生干涉，干涉条纹作为全息图被 多重记录于全息组件102上。借助于上述动作制造全息组件102。又，利用图8的全息组件制造装置2制造全息组件102时，利用光圈25a、 25b分别改变制造用的信号光201与制造用的参考光202的光束直径，如下所 述，这样可以将照射于图1的对象物体403上的重放光103a 103c的照射面积 经常保持一定。图9表示从全息组件102向对象物体403照射的重放光401、 402的情况。 如图9所示，光束直径p的重放光401从全息组件102以入射角ccp向对象 物体403射出。又，光束直径q的重放光402从全息组件102以入射角|3q向 对象物体403射出。在制造全息组件102时，使光束直径p和入射角ap与光 束直径q和入射角(3q满足下述式(l)的关系，这样即使是重放光401、 402的入 射角度发生变化也能够将向对象物体403照射的照射面积404保持一定。 p/cosap二q/cos卩q …G)17在图7中，制造全息组件102时，使与图1的Y—Z平面平行的制造用的信 号光201与制造用的参考光相互干涉进行多重记录。但是制造用的信号光201 和制造用的参考光202的方向不仅限于Y—Z平面。图IO是表示对全息组件102照射制造用的参考光202等的情况的立体图。如图10所示，不仅Y — Z平面，也可以使平行于X — Z平面的制造用的信 号光201a 201d与制造用的参考光202a 204d发生干涉进行多重记录。但是， 在不管哪一种情况下，都有必要使制造用的信号光201通过信号光基准点203， 使制造用的参考光202通过参考光基准点204。还有，如果是制造用的信号光201通过信号光基准点203，制造用的参考光 202通过参考光基准点204，在全息组件102的任意处所记录干涉条纹都可以。 在图8的全息组件制造装置2中，制造用的信号光201a、 201c、 201e、 201g — 旦通过全息组件102后，使偏振光与制造用的参考光202a、 202c、 202e、 202g 一致后就再度向全息组件102进行照射。图ll表示对于图IO那样的全息组件102的偏转光学单元100a的结构的一 个例子。参照图11，偏转光学单元100a包含两片角度旋转反射镜101c、 101d。角度 旋转反射镜101c在与纸面平行的方向上具有旋转轴。角度旋转反射镜101d具 有垂直于纸面方向的旋转轴。从外部来的光束104借助于角度旋转反射镜101c、 101d调整方向后射向全息组件102，照射重放光103a 103c。如果这样采用实施形态3，则借助于全息组件制造装置2制造全息组件102， 利用全息组件102代替远心光学系统将参考光照射于记录媒体，这样能够保持 光学系统紧凑，同时抑制参考光在记录媒体上的照射面积。实施形态4在实施形态4中，对在使用实施形态1说明的偏转光学单元100的全息记 录重放装置中，利用角度多重记录方式对全息记录媒体进行信息的记录或重放 的情况进行说明。图12表示本发明实施形态4的全息记录重放装置10的记录时的动作。全 息记录重放装置IO也可以是专用于记录的全息记录装置。参照图12，实施形态4的全息记录重放装置IO具备偏转光学单元100、激 光光源105、特殊滤光镜106、准直透镜107、半波长板108、 112、 123、偏振光束分离器(PBS)110、118、快门111、光束扩展器117、空间光调制器(SLM)119、 摄像组件120、转像透镜121、多中心光圈122、物镜124、以及成像透镜125。偏转光学单元IOO包含角度旋转反射镜101和全息组件102，对全息记录媒 体130照射记录用的参考光RLa RLc。全息记录重放装置10在全息记录媒体 130内使信号光SL与参考光RL发生干涉记录干涉条纹，使参考光RL的入射 角改变用角度多重记录方式记录全息图。激光光源105射出的光束借助于特殊滤光镜106变换为规定的光束直径的 光束，利用准直透镜107变换为平行光。成为平行光的光束通过半波长板108， 利用偏振光束分离器110分割为信号光SL与参考光RL。信号光SL与参考光 RL的分割比例借助于半波长板108的旋转进行调整。参考光RL在利用半波长板112使偏振光旋转之后用角度旋转反射镜101反 射，以所希望的角度射入全息组件102，参考光RL—旦射入全息组件102，就 从全息组件102中的全息图产生记录用的参考光RLa RLc。在这里， 一旦使角度旋转反射镜101的角度改变，参考光RL向全息组件 102入射的入射角度就相应于该角度变化而变化。对于每一入射角度，产生不 同的记录用参考光RLa RLc。另一方面，如实施形态3所述，全息记录媒体130设置于经常照射记录用 参考光RLa RLc的位置(信号光基准点203)。因此，记录用参考光RLa RLc 对全息记录媒体130进行照射经常照射于规定的位置。其结果是，即使使旋转 反射镜101旋转也不会改变参考光RLa RLc向全息记录媒体130入射的位置。信号光SL借助于光束扩展器117调整光束直径使其照射空间光调制器119 的整个面，利用空间光调制器119接受振幅调制和/或相位调制。空间光调制器 119可以使用例如反射型液晶空间调制器、DMD(Digital Mirror Device:数字式 反射镜器件)、利用磁光效应或电光效应的空间光调制器。在这里，对空间光调 制器119采用反射型液晶空间光调制器的情况下的信号光SL的振幅变化进行 说明。空间光调制器119将入射的P偏振的信号光SL以像素为单位变换为P偏振 光或X偏振光出射。S偏振光分量构成的信号光SL用偏振光束分离器118反 射到全息记录媒体130的方向。该反射的信号光SL通过转像透镜121和半波 长板123，利用物镜124聚焦于全息记录媒体130内。该聚光的信号光SL在全 息记录媒体130内与上述参考光RL重叠，结果所发生的干涉条纹的光强分布作为全息图加以记录。还有，空间光调制器119发生的不要的衍射光利用多中心光圈122遮挡。 多中心光圈122是具有以信号光SL的光束的光轴为中心的开口部的遮光荫罩， 在图12中，配置于转像透镜121的透镜焦点面上。在记录时在转像透镜121 的透镜焦点面上形成用空间光调制器119形成的光振幅图案的傅里叶变换项。 该傅里叶变换像具有多个亮点。光轴中心的亮点被称为0次衍射光，其周围依 序形成被称为一次、二次、三次、…的高次衍射光。这些衍射光各自的强度分布，其峰值不同，但是形状相同。全息记录时为 了提高记录密度，通常只使0次衍射光通过记录于全息记录媒体130。多中心 光圈122起着去除周围的高次衍射光的作用。还有，所谓多中心光圈122是一 个例子，也可以是其它光圈。在全息记录媒体130上记录信息之后，在空间光调制器119上显示接着记 录的资料页。与此同时，角度旋转反射镜101稍作旋转，改变参考光RL的入 射角度。其后一旦快门lll打开，接着记录的资料页就以角度多重记录方式记 录于全息记录媒体130的同一记录区域。反复进行这样的记录到达到规定的多 重程度时，使全息记录媒体130向X方向或Y方向移动。在接着的记录区域进 行与上述相同的多重记录。图13表示本发明实施形态4的全息记录重放装置10的重放时的动作。全 息记录重放装置IO也可以是专用于重放的全息重放装置。图13的全息记录重放装置IO的结构与图12所说明的相同，因此在这里不 反复说明。摄像组件120采用例如CMOS(互补金属氧化物半导体)或CCD(电荷 耦合器件)等。又，重放时只使用参考光RL。参考光RL，与记录时一样，利用角度旋转反射镜101偏转到规定的角度照 射到全息组件102上。从全息组件102产生重放用的参考光RLa RLc，射入 全息记录媒体130。利用参考光RLa RLc向全息记录媒体130的照射，发生 与记录的信号光SL通过相同光路的重放光CL。该重放光CL利用成像透镜125 和摄像组件120检测出，经过光电变换后实施图像处理。借助于此，将全息记 录媒体BO上记录的资料重放。还有，在上述实施形态4的全息记录重放装置10中，也可以采用实施形态 3的图IO所示那样的全息组件102。又，在实施形态4的全息记录重放装置10 中，可以采用使用图II所示那样的两片角度旋转反射镜101c、 101d偏转光学单元100a。如上所述，如果采用实施形态4，利用使用实施形态1的偏转光学单元的全 息记录重放装置记录重放信息，因此能够保持光学系统的紧凑，同时抑制参考 光在记录媒体上照射的照射面积。上面详细地说明了本发明，但是这些说明只是例示，而不是对本发明的限 定，应该理解为本发明的范围由说明书所附的权利要求书解释。
权利要求
1.一种全息组件，是用于使入射的光束偏转的全息组件(102)，其特征在于，具备接收第1光束的第1全息图(10a1)，该第1光束通过第1基点(13)，并通过由入射光束的直径决定的第1区域内，向所述全息组件入射；以及接收第2光束的第2全息图(10a2)，该第2光束通过所述第1基点(13)，并通过由入射光束的直径决定的第2区域内，向所述全息组件入射，由所述第1全息图(10a1)衍射的第1衍射光，通过第2基点(14)，并通过由所述第1衍射光的光束直径决定的第3区域，由所述第2全息图(10a2)衍射的第2衍射光，通过所述第2基点(14)，并通过由所述第2衍射光的光束直径决定的第4区域。
2. 根据权利要求1所述的全息组件，其特征在于，所述第1和第2光束以及所述第1和第2衍射光都是平行光。
3. 根据权利要求1所述的全息组件，其特征在于，所述第1和第2全息图(10al、 10a2)被多重记录于所述全息组件(102)。
4. 根据权利要求l所述的全息组件，其特征在于，所述第1和第2全息图(10al、 10a2)与所述第1和第2光束向所述全息组件 (102)入射的入射角度无关地以一定的衍射效率分别射出所述第1和第2衍射 光。
5. 根据权利要求1至4中的任一项所述的全息组件，其特征在于， 所述第1和第2衍射光的光束直径，因从所述第1和第2全息图(10al、 10a2)射出的出射位置而不同。
6. —种全息组件制造装置，是用于制造全息组件的制造装置(2)，其特征在 于，具备射出光束的光源(105);将所述光束分离为制造用信号光和制造用参考光的光束分离器(110);以信号光基准点为中心使角度旋转，以将所述制造用的信号光反射到所述全息组件的各区域的第1角度旋转反射镜(101b);以参考光基准点为中心使角度旋转，以将所述制造用的参考光反射到所述制造用的信号光照射所述全息组件的地方的第2角度旋转反射镜(101a);在所述制造用的信号光透过所述全息组件之后，将所述制造用的信号光向所述信号光基准点反射的反射镜(21a 24a);以及使所述制造用的信号光与所述制造用的参考光的偏振一致的偏振光调整部 (21b 24b)。
7. 根据权利要求6所述的全息组件制造装置，其特征在于， 还具备使所述制造用的信号光以及所述制造用的参考光的光束直径改变的光圈(25a、 25b)。
8. 根据权利要求6或7所述的全息组件制造装置，其特征在于， 所述全息组件(102)具备接收第1光束的第1全息图(10al)，该第1光束通过第1基点(13)，并通过 由入射光束的直径决定的第1区域内，向所述全息组件入射；以及接收第2光束的第2全息图(10a2)，该第2光束通过所述第l基点(13)，并 通过由入射光束的直径决定的第2区域内，向所述全息组件入射，由所述第1全息图(10al)衍射的第1衍射光，通过第2基点(14)，并通过由 所述第1衍射光的光束直径决定的第3区域，由所述第2全息图(10a2)衍射的第2衍射光，通过所述第2基点(14)，并通 过由所述第2衍射光的光束直径决定的第4区域，所述参考光基准点对应于所述第1基点(13)，所述信号光基准点对应于所述第2基点(14)。
9. 一种全息组件制造方法，是用于制造全息组件的制造方法(105)，其特征 在于，具备以下步骤射出光束的步骤；将所述光束分离为制造用信号光和制造用参考光的分离步骤(110:); 以信号光基准点为中心使角度旋转，以将所述制造用的信号光反射到所述全息组件的各区域的步骤(101b);以参考光基准点为中心使角度旋转，以将所述制造用的参考光反射到所述制造用的信号光照射所述全息组件的地方的步骤(101a);在所述制造用的信号光透过所述全息组件之后，将所述制造用的信号光向所述信号光基准点反射的步骤(21a 24a);使所述制造用的信号光与所述制造用的参考光的偏振一致的步骤(21b 24b);以及使所述制造用的信号光与所述制造用的参考光在所述全息组件的规定位置 上干涉，以进行多重记录的步骤。
10. 根据权利要求9所述的全息组件制造方法，其特征在于，还具备使所述制造用的信号光和所述制造用的参考光的光束直径改变的步骤(25a、 25b)。
11. 根据权利要求9或IO所述的全息组件制造方法，其特征在于， 所述全息组件(102)具备接收第1光束的第1全息图(10al)，该第1光束通过第1基点(13)，并通过 由入射光束的直径决定的第1区域内，向所述全息组件入射；以及接收第2光束的第2全息图(10a2)，该第2光束通过所述第1基点(B)，并 通过由入射光束的直径决定的第2区域内，向所述全息组件入射，由所述第1全息图(10al)衍射的第1衍射光，通过第2基点(14)，并通过由 所述第1衍射光的光束直径决定的第3区域，由所述第2全息图(10a2)衍射的第2衍射光，通过所述第2基点(14)，并通 过由所述第2衍射光的光束直径决定的第4区域，所述参考光基准点对应于所述第1基点(13)，所述信号光基准点对应于所述第2基点(H)。
12. —种偏转光学单元，是使光束偏转的偏转光学单元(IOO)，其特征在于， 具备与入射光的入射位置无关地将所述入射光作为重放光照射到规定的位置上 的全息组件(102);以及通过使角度旋转，将光束向所述全息组件的各区域反射的角度旋转反射镜 (101)。
13. 根据权利要求12所述的偏转光学单元，其特征在于， 所述重放光照射到所述规定位置上的照射面积为一定值，与从所述全息组件(102)射出的出射角度无关。
14. 根据权利要求12或13所述的偏转光学单元，其特征在于， 所述全息组件是用于使入射光束偏转的全息组件(102)，具备接收第1光束的第1全息图(10al)，该第1光束通过第1基点(13)，并通过 由入射光束的直径决定的第1区域内，向所述全息组件入射；以及接收第2光束的第2全息图(10a2)，该第2光束通过所述第1基点(13)，并通过由入射光束的直径决定的第2区域内，向所述全息组件入射；由所述第1全息图(10al)衍射的第1衍射光，通过第2基点(14)，并通过由所述第1衍射光的光束直径决定的第3区域，由所述第2全息图(10a2)衍射的第2衍射光，通过所述第2基点(14)，并通过由所述第2衍射光的光束直径决定的第4区域。
15. —种信息记录装置，是利用角度多重记录方式将信号光与记录用的参 考光的干涉条纹记录于全息记录媒体(130)上的信息记录装置(10)，其特征在于， 具备.-射出光束的光源(105);将所述光束分离为信号光和参考光的光束分离器(110);将信息提供给所述信号光的空间光调制器(119); 将所述信号光聚焦于所述全息记录媒体的物镜(124);以及使所述参考光配合角度多重记录偏转，在所述全息记录媒体上聚焦的偏转光学单元(IOO)，所述偏转光学单元(100)包含与入射光的入射位置无关地将所述入射光作为所述记录用参考光照射到所述全息记录媒体的规定的位置上的全息组件(102);以及通过使角度旋转，将光束向所述全息组件的各区域反射的角度旋转反射镜(101)。
16. 根据权利要求15所述的信息记录装置，其特征在于，所述重放光照射到所述规定位置上的照射面积为一定值，与从所述全息组件(102)射出的出射角度无关。
17. —种信息重放装置，是从利用角度多重记录方式将信号光与记录用的 参考光的干涉条纹加以记录的全息记录媒体(130)，利用重放用参考光重放信息 的信息重放装置(IO)，其特征在于，具备使所述参考光按照角度多重记录偏转，聚焦于所述全息记录媒体上的 偏转光学单元(IOO)，所述偏转光学单元(100)包含与入射光的入射位置无关地将所述入射光作为所述重放用参考光照射到所述全息记录媒体的规定的位置上的全息组件(102);以及通过使角度旋转，将光束向所述全息组件的各区域反射的角度旋转反射镜(101)。
18.根据权利要求17所述的信息重放装置，其特征在于， 所述重放光照射到所述规定位置上的照射面积为一定值，与从所述全息组 件(102)射出的出射角度无关。
全文摘要
从激光光源(105)射出的光束(104)借助于特殊滤光镜(106)变换为所希望的光束直径，利用准直透镜(107)变换为平行光。作为平行光的光束(104)利用ND滤光镜(128)调整强度。经过强度调整的光束(104)用反射镜(109)引导到角度旋转反射镜(101)，角度旋转反射镜(101)将光束(104)向全息组件(102)反射。在全息组件(102)上预先记录全息图，使得重放光(103a～103c)与光束(104)的入射位置无关地在规定的位置上聚焦。
文档编号G03H1/26GK101324781SQ20081010949
公开日2008年12月17日 申请日期2008年6月12日 优先权日2007年6月13日
发明者中村笃 申请人:夏普株式会社