2光子吸収記録媒体を用いた超高密度書換可能3次元多層記録光メモリシステムの開発

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3次元光メモリの再生光学系として,瞳分割光検出器を用いたピックアップシステムを試作し,その特性を評価した.試作したシステムは,レーザー光を対物レンズを用いて光メモリ記録媒体内部の一点に集光する.記録媒体を透過したレーザー光は再度集光レンズによって集められるが,その検出には集光レンズの瞳面に4分割光検出器を配置し,4つの光検出器で瞳面上の光強度を検出する.もし,光メモリの記録媒体内部に屈折率分布としてビット情報が記録されていると,そのビット上にレーザービームスポットが一致したとき,屈折率の勾配によりレーザービームの進行方向が変化し,結果として,集光レンズの瞳面上において透過光が横ずれをおこす.従って分割ディテクタそれぞれが検出する光強度に変化が生じ,それぞれの光検出器からの信号の差分信号から記録媒体中の屈折率分布が微分された形で検出される.一方記録媒体中に吸収分布としてビットが記録されていた場合は,そのビットにレーザービームスポットが一致しても,透過光の横ずれは起きず光強度が一様に低下するだけなので,差分信号は変化しない.つまり,記録媒体中の屈折率情報だけが選択的に得られることになる.これに対し,4つの分割ディテクタの信号を全て積算すると,これは瞳面上に到達した光の強度のみを反映するので,記録媒体中の吸収分布情報のみを選択的に取得できることになる.このように分割ディテクタの信号から,吸収分布ならびに屈折率分布が同時にかつ分離して検出できることがわかった.実験では,試作したシステムを用いて屈折率分布と吸収分布の同時検出とその分離に成功した.この結果から,本研究で試作したピックアップ光学系を用いれば,記録媒体内部に,吸収分布と屈折率分布という2つの情報を同一空間に多重に記録・再生できることが明らかになり,3次元光メモリのさらなる高密度記録の可能性を確認できた.