ホログラフィック光相関の制御系の自動化

図3.6に本研究で構築した光相関演算システムのシステム構成を示す．本光相関演 算システムは制御用のコンピュータ，FLCOSの表示タイミングに合わせてCWレー

第3章 ホログラフィック光相関システムの高速化

Q-SWパルスレーザーとそのコントローラ，及びホログラフィック光ディスクとアク チュエータからなるディスクユニットと本体ユニットとメカニカルユニットから成る ディスクユニットコントローラで構成される．これらはディスクの回転を基準に同期 するシステムとした．

SLM Q-SW

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SLM

図3.6: システム構成図.

さらに，従来それぞれ独立したソフトウェアで動作していた各デバイスを統合制御可 能なソフトウェアを構築することでシステムの自動化を実現した．システムの自動化 に当たり，測定したシステムタイムチャートを図3.7に示す．このように，ディスクの 回転を基準にしたトリガ信号を用いて画像表示素子であるFLCOSとシャッターを同 期している．ここで，図3.7に示したタイムチャートはディスク回転数900 rpmの時 のものである．

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3.4ハードウェア改良

パルスレーザー 光相関信号

3.45ms

画像表示周期：10.1ms 画像表示(2 period)

開:3ms

閉

反転:2.9 μs シャッター

SLM画像表示 SLM反転 トリガ信号

(アクチュエータから)

10.5μs

0.7ns ディスク１回転:66.7ms

374.7μs 527.4μs

3.86ms

0.39μs 光相関演算過程

ホログラム 記録過程

0.7ns 1.8 ms

図3.7: システムタイムチャート.

ここで，本研究において構築した光相関演算システムは，照合時の高速性を重視し たシステムであるが，大量のホログラムを記録する必要のある本システムにおいてホ ログラム記録に費やされる時間も無視できないことも述べておく．本システムにおけ る照合のデータベースは，SLMに表示した2次元データにパルスレーザーによって平 行光を照射して光信号に変換し，照合のフィルタとしてホログラム記録される．この 時，ホログラム記録にかかる時間は，SLMのフレームレイト，露光に必要なレーザパ ルス数，ディスク回転数に比例する．記録されるホログラムは，例えばシフト多重記 録シフト間隔が，円周方向に2 µm間隔，半径方向に10 µm間隔であるとき，1ディ

スクに2.7 TB程度の大容量データを記録可能であるが，記録ホログラム数は5×10⁸

枚にも及ぶことになる．そのため，本研究においては，高密度記録について検証する 際に，同時に1パルス記録でのデータベース作製の可能性を探る．

第3章 ホログラフィック光相関システムの高速化