超高速多次元多重記録技術による大容量ホログラフィックデータストレージの実現

昨年度の予定では，高速記録を目的とした二値ホログラムの技術を応用することを検討していた．しかし，実応用を検討する場合，(1)光利用効率を改善した高精度位相検出法の検討，および(2)散乱・揺らぎ場における安定検出技術の確立，が必要と考え，まずこれら二つの課題を解決する研究をおこなった．さらに，昨年度予定していた(3)さらなる高記録密度を目的とした研究にも取り組んだ．まず(1)に関して，これまで提案してきた強度輸送方程式に基づく位相検出方法に対して位相ホログラムおよび深層学習を応用し，従来技術に比べておよそ10倍の光利用効率の向上を達成した．また，位相検出方法に関する研究において，式の導出が曖昧であった箇所を指摘する論文を発表した． 次に，(2)に関して，昨年度提案したシングルピクセルイメージングに基づく検出方法において，散乱・揺らぎ場中で検出が可能なシステムの構築をおこなった．原理検証実験では，拡散角が20度の非常に散乱の影響が強い場合でも情報の取得が可能であることを示した．また，散乱体が回転しているような環境下でも，情報が得られることを示した． 最後に(3)に関して，体積ホログラムの角度選択性を活用した記録密度向上方法について取り組んだ．角度選択性に基づく方法はこれまでも多くの研究者により提案されてきたが，本研究では単一光路により実現できる方法を実現した． また，昨年度予定していた，三次元空間情報を二次元情報から取得する方法を圧縮センシングの適用により実現した．以上の研究成果より，研究課題の実現に不可欠な要素技術を確立可能であるという見通しを得た．今後，これらの各要素技術を統一する際に生じる各課題を解決する必要がある．

昨年度の予定では，高速記録を目的とした二値ホログラムの技術を応用することを検討していた．しかし，実応用を検討する場合，(1)光利用効率を改善した高精度位相検出法の検討，および(2)散乱・揺らぎ場における安定検出技術の確立，が必要と考え，まずこれら二つの課題を解決する研究をおこなった．さらに，昨年度予定していた(3)さらなる高記録密度を目的とした研究にも取り組んだ．まず(1)に関して，これまで提案してきた強度輸送方程式に基づく位相検出方法に対して位相ホログラムおよび深層学習を応用し，従来技術に比べておよそ10倍の光利用効率の向上を達成した．また，位相検出方法に関する研究において，式の導出が曖昧であった箇所を指摘する論文を発表した． 次に，(2)に関して，昨年度提案したシングルピクセルイメージングに基づく検出方法において，散乱・揺らぎ場中で検出が可能なシステムの構築をおこなった．原理検証実験では，拡散角が20度の非常に散乱の影響が強い場合でも情報の取得が可能であることを示した．また，散乱体が回転しているような環境下でも，情報が得られることを示した． 最後に(3)に関して，体積ホログラムの角度選択性を活用した記録密度向上方法について取り組んだ．角度選択性に基づく方法はこれまでも多くの研究者により提案されてきたが，本研究では単一光路により実現できる方法を実現した． また，昨年度予定していた，三次元空間情報を二次元情報から取得する方法を圧縮センシングの適用により実現した．以上の研究成果より，研究課題の実現に不可欠な要素技術を確立可能であるという見通しを得た．今後，これらの各要素技術を統一する際に生じる各課題を解決する必要がある．