專利名稱：用于按位全息存儲(chǔ)的復(fù)制和格式化方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本技術(shù)一般涉及按位全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。更確切地來說，這些技術(shù)涉及用于光盤中的并行復(fù)制的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算能力提升，計(jì)算技術(shù)已進(jìn)入新應(yīng)用領(lǐng)域，尤其例如是消費(fèi)視頻、數(shù)據(jù)歸檔、文檔存儲(chǔ)、成像和電影制作。這些應(yīng)用為開發(fā)具有增加的存儲(chǔ)容量和增加的數(shù)據(jù)速率的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)提供了持續(xù)推動(dòng)力。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)中發(fā)展的一個(gè)示例可以是用于光存儲(chǔ)系統(tǒng)的逐漸更高的存儲(chǔ)容量。 例如，上世紀(jì)80年代初開發(fā)的壓縮光盤具有約650-700MB的數(shù)據(jù)容量或約74-80分鐘的雙聲道音頻節(jié)目。相比之下，上世紀(jì)90年代初開發(fā)的數(shù)字多功能光盤(DVD)格式具有約 4.7GB (單層)或8.5GB (雙層)的容量。而且，已開發(fā)更高容量存儲(chǔ)技術(shù)來滿足更高的需求，例如，對(duì)更高分辨率視頻格式的需求。例如，諸如藍(lán)光光盤(Blu-ray Disc )格式的高容量記錄格式能夠在單層光盤中保存約25GB或在雙層光盤中保存約50GB。隨著計(jì)算技術(shù)持續(xù)發(fā)展，可以預(yù)期具有更高容量的存儲(chǔ)介質(zhì)。全息存儲(chǔ)系統(tǒng)和微全息存儲(chǔ)系統(tǒng)是可實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)業(yè)界中增加的容量需求的其他正在開發(fā)的存儲(chǔ)技術(shù)的示例。全息存儲(chǔ)是以全息圖形式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，這些全息圖是通過兩束光在感光存儲(chǔ)介質(zhì)中的交叉產(chǎn)生的三維干涉圖樣的圖像?；陧摰娜⒓夹g(shù)和按位全息技術(shù)均受到推行。在基于頁的全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中，在存儲(chǔ)介質(zhì)的體積內(nèi)，將包含數(shù)字編碼的數(shù)據(jù)(例如，多個(gè)位) 的信號(hào)光束疊加在參考光束上，從而導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)，此化學(xué)反應(yīng)調(diào)制該體積內(nèi)的介質(zhì)的折射率。因此，一般將每個(gè)位作為干涉圖樣的一部分來存儲(chǔ)。在按位全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或微全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中，每個(gè)位作為典型地由兩個(gè)對(duì)向傳播的聚焦記錄光束生成的微全息圖或布拉格反射光柵來寫入。然后通過使用讀取光束將微全息圖反射出以重構(gòu)記錄光束，來取回該數(shù)據(jù)。全息存儲(chǔ)系統(tǒng)提供比現(xiàn)有光系統(tǒng)高得多的存儲(chǔ)容量。但是，部分由于微全息圖和存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，光盤)中緊密間隔的磁道和/或?qū)拥男∥锢沓叽纾詫蓚€(gè)對(duì)向傳播光束動(dòng)態(tài)地重疊以便實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確且有效率的微全息圖記錄。用于記錄含有微全息圖的光盤的更簡(jiǎn)單或更有效率的技術(shù)將會(huì)是有優(yōu)勢(shì)的。

發(fā)明內(nèi)容
本技術(shù)的實(shí)施例提供了一種用于在全息光盤上記錄數(shù)據(jù)的方法。該方法包括向全息光盤的第一側(cè)發(fā)射多個(gè)信號(hào)光束，并向該全息光盤的第二側(cè)發(fā)射多個(gè)參考光束，以使得多個(gè)并行信號(hào)光束中的每個(gè)信號(hào)光束與多個(gè)參考光束中的對(duì)應(yīng)參考光束基本重疊。第一側(cè)和第二側(cè)位于光盤的相對(duì)側(cè)上。另一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于將微全息圖記錄在全息光盤上的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括配置成向全息光盤的第一側(cè)并行地透射多個(gè)信號(hào)光束的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)探頭以及配置成向全息光盤的第二側(cè)并行地透射多個(gè)參考光束的一個(gè)或多個(gè)參考探頭。第一側(cè)與第二側(cè)相對(duì)。另一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于以微全息圖預(yù)先填充全息光盤的方法。該方法包括以第一對(duì)對(duì)向傳播光束照射全息光盤以在全息光盤的第一磁道上產(chǎn)生第一照射點(diǎn)，以及與第一對(duì)對(duì)向傳播光束的照射并行地、以第二對(duì)對(duì)向傳播光束照射全息光盤以在全息光盤的第二磁道上產(chǎn)生第二照射點(diǎn)。又一個(gè)實(shí)施例提供了一種全息光盤，其包括含有可記錄全息材料的基本平面板的襯底、在襯底上形成的多個(gè)數(shù)據(jù)層、以及多個(gè)數(shù)據(jù)層的每個(gè)上的多個(gè)并行數(shù)據(jù)磁道。該全息光盤配置成存儲(chǔ)作為對(duì)向傳播的重疊光束創(chuàng)建的干涉圖樣照射的結(jié)果而形成的多個(gè)微全息圖。


當(dāng)參考附圖閱讀下面的詳細(xì)描述時(shí)，將更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，在所有附圖中，相似的符號(hào)表示相似部件，在附圖中圖1圖示根據(jù)實(shí)施例的、具有數(shù)據(jù)磁道的光盤；圖2A和圖2B是根據(jù)實(shí)施例的、微全息圖復(fù)制系統(tǒng)的框圖；圖3A和圖;3B圖示根據(jù)實(shí)施例的、將單個(gè)光束復(fù)制技術(shù)與多個(gè)并行光束復(fù)制技術(shù)比較的兩個(gè)示意圖；圖4是根據(jù)實(shí)施例的、并行地在全息光盤的多個(gè)磁道上進(jìn)行記錄的多探頭系統(tǒng)的示意圖；圖5是根據(jù)實(shí)施例的、透射多個(gè)光束以并行地在全息光盤的多個(gè)磁道上進(jìn)行記錄的單個(gè)探頭的示意圖；圖6是根據(jù)實(shí)施例的、利用反射主調(diào)制的微全息復(fù)制系統(tǒng)的示意圖；圖7是根據(jù)實(shí)施例的、利用空間光調(diào)制器的微全息復(fù)制系統(tǒng)的示意圖；以及圖8是根據(jù)實(shí)施例的、利用光源的直接調(diào)制的微全息復(fù)制系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式下文將描述本技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例。為了盡量提供對(duì)這些實(shí)施例的簡(jiǎn)明描述，本說明書中并未描述真實(shí)實(shí)現(xiàn)的所有特征。應(yīng)該意識(shí)到在任何此類真實(shí)實(shí)現(xiàn)的開發(fā)中， 當(dāng)在任何工程項(xiàng)目或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中時(shí)，必須作出多種實(shí)現(xiàn)特定的決策以便達(dá)到開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如與系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的約束以及與業(yè)務(wù)相關(guān)聯(lián)的約束相符，這對(duì)于不同的實(shí)現(xiàn)可能是有所變化的。再者，應(yīng)該意識(shí)到，對(duì)于從本公開獲益的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，此類開發(fā)成果可能是復(fù)雜且耗時(shí)的，但是盡管如此仍是設(shè)計(jì)、制造和加工的例行工作。按位全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)典型地包括通過將兩個(gè)重疊且干涉的光束發(fā)射到記錄介質(zhì)(例如，全息光盤)內(nèi)來進(jìn)行記錄。由顯微鏡下可見大小的局部全息圖樣(稱為微全息圖)的存在與否來表示數(shù)據(jù)位，這些微全息圖在由聚焦光束照射時(shí)起體積光反射器的作用。例如，圖1所示的全息光盤10表示可以如何在光盤10的層中組織數(shù)據(jù)位。一般地，全息光盤10是基本平的圓盤，其具有嵌在透明塑料膜中的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層。這些數(shù)據(jù)層可以包括基本局限在可反射光(例如，用于按位全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的微全息圖)的深度的材料的任何數(shù)量的修改的區(qū)域。在一些實(shí)施例中，這些數(shù)據(jù)層可以嵌入在對(duì)投射到光盤10上的光束的功率(例如，照射強(qiáng)度)做出響應(yīng)的可全息記錄的材料中。例如，在不同實(shí)施例中， 光盤10的材料可以是閾值響應(yīng)的或線性響應(yīng)的。這些數(shù)據(jù)層在厚度上可以介于約0. 05 μ m 至5 μ m之間，并且可以具有約0. 5 μ m至250 μ m之間的間隔。一般可以將微全息圖形式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在從光盤10的外緣到內(nèi)側(cè)界限的連續(xù)螺旋磁道12中，盡管可使用同心圓磁道或其他配置。軸孔14的尺寸可以設(shè)為繞全息系統(tǒng)中的軸銜接，以使得光盤10可旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和/或讀取。圖2A的框圖中提供了一種將微全息圖記錄到全息光盤10的通用系統(tǒng)。全息系統(tǒng) 16包括光源18，其可以被分成信號(hào)光束20和參考光束22。正如將要論述的，在一些實(shí)施例中，光源18 (其可以是單個(gè)光源或多個(gè)單模偏振光源)可以將要記錄的多個(gè)幾乎并行光束發(fā)射到光盤10中的并行磁道12上。還可以將多個(gè)源束分成多個(gè)信號(hào)光束20和多個(gè)參考光束22?？梢愿鶕?jù)要記錄在光盤10上的數(shù)據(jù)調(diào)制(框24)信號(hào)光束20。在一些實(shí)施例中，處理器40可控制信號(hào)光束20的調(diào)制(框。調(diào)制的信號(hào)光束沈可以通過光學(xué)和伺服機(jī)械系統(tǒng)觀，光學(xué)和伺服機(jī)械系統(tǒng)觀可包括配置成將聚焦的信號(hào)光束30聚焦在光盤10 的具體位置上的多種光和伺服機(jī)械裝置。例如，光學(xué)和伺服機(jī)械系統(tǒng)觀可以將聚焦的信號(hào)光束30聚焦到光盤10中的具體數(shù)據(jù)層或數(shù)據(jù)磁道12。參考光束22也可以通過光學(xué)和伺服機(jī)械系統(tǒng)32，光學(xué)和伺服機(jī)械系統(tǒng)32包括多種光學(xué)和伺服機(jī)械裝置，這些多種光學(xué)和伺服機(jī)械裝置設(shè)計(jì)成將聚焦的參考光束34聚焦到光盤10中的具體數(shù)據(jù)層或數(shù)據(jù)磁道12，以使得聚焦的參考光束34與聚焦的信號(hào)光束34 重疊?？梢詫⑽⑷D記錄在全息光盤10中的由兩個(gè)重疊的對(duì)向傳播的聚焦激光束30和 34形成的干涉圖樣的照射點(diǎn)中。在一些實(shí)施例中，可以使用聚焦的參考光束34來從光盤 10取回記錄的微全息圖?？梢栽谟糜谛盘?hào)檢測(cè)38的檢測(cè)器處接收聚焦的參考光束34的反射(稱為數(shù)據(jù)反射36)。通過將重疊的對(duì)向傳播的聚焦光束保持在期望的磁道的同時(shí)使光盤10繞著穿過軸孔14定位的軸旋轉(zhuǎn)，可將多個(gè)微全息圖的流記錄在光盤10的磁道12上。一般地，保持對(duì)向傳播光束的某種重疊程度，以確保將微全息圖準(zhǔn)確地記錄在全息光盤10的適合磁道 12和/或?qū)又小？梢岳霉夂退欧C(jī)械系統(tǒng)28和32，以在微全息圖記錄過程期間隨著光盤旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)地保持期望的重疊。此類光和伺服機(jī)械組件觀和32可增加用于記錄全息光盤10的最終用戶裝置的復(fù)雜度。本技術(shù)提供了用于以微全息圖預(yù)先格式化和/或預(yù)先填充全息光盤10、以使得最終用戶裝置可使用單個(gè)光束曝光來修改和/或擦除光盤10的方法和系統(tǒng)。預(yù)先填充全息光盤可以指在全息光盤10的加工過程期間預(yù)先記錄微全息圖。預(yù)先填充過程期間記錄的微全息圖可以表示代碼、地址、跟蹤數(shù)據(jù)、和/或其他輔助信息?？梢噪S后使用單個(gè)光束而非重疊的對(duì)向傳播光束來修改和/或擦除預(yù)先記錄的微全息圖。因此，最終用戶系統(tǒng)無需保持重疊的對(duì)向傳播的激光束來將數(shù)據(jù)記錄到預(yù)先填充的全息光盤。代替地，使用一個(gè)或多個(gè)單側(cè)光束的最終用戶系統(tǒng)可以用于記錄、修改和/或擦除預(yù)先填充的全息光盤上的微全息圖。利用預(yù)先填充全息光盤的對(duì)向傳播光束記錄微全息圖對(duì)于最終用戶裝置可降低微全息圖修改的復(fù)雜度，同時(shí)也可以根據(jù)本技術(shù)來改進(jìn)預(yù)先填充光盤的過程。正如所論述的，當(dāng)預(yù)先填充全息光盤10時(shí)，在全息系統(tǒng)中使光盤10旋轉(zhuǎn)，以使得定向到光盤10的重疊的對(duì)向傳播光束可以將微全息圖記錄在光盤10的選定磁道12和/或?qū)由?。部分地受限于光盤材料機(jī)械強(qiáng)度的光盤10的轉(zhuǎn)速限制了能夠記錄微全息圖的速度(也稱為傳輸速率)。 例如，藍(lán)光光盤的典型光盤轉(zhuǎn)速在12x BD速率下可導(dǎo)致單通道系統(tǒng)中約430兆位/秒的傳輸速率。在此傳輸速率下，光盤中每個(gè)數(shù)據(jù)層的記錄時(shí)間約為500秒。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可以使用并行微全息圖記錄技術(shù)來增加傳輸速率并減少全息光盤10的記錄時(shí)間。例如，并行微全息圖記錄可以包括將多個(gè)光束定向到全息光盤以照射光盤10中多于一個(gè)的磁道12。光束可以指通過一組相同光元件在基本相同方向中傳播的光的集合，并且可以包括源自不同光源的光。多個(gè)光束還可以從相對(duì)方向(即，對(duì)向傳播光束)定向到光盤10的多于一個(gè)的磁道12，以使得多個(gè)重疊的對(duì)向傳播光束可以創(chuàng)建多個(gè)照射點(diǎn)的干涉圖樣，這導(dǎo)致光盤10的并行磁道12中的多個(gè)記錄的微全息圖。而且，在一些實(shí)施例中，重疊光束可以在聚焦點(diǎn)處干涉，該聚焦點(diǎn)相對(duì)于數(shù)據(jù)層平面具有較小面積。干涉圖樣的聚焦的照射點(diǎn)可以由未被照射的區(qū)域分隔。通過限制數(shù)據(jù)層上照射的面積，可以將記錄的微全息圖的深度擴(kuò)展(cbpth spread)限制到期望的尺寸和/或限制在期望的數(shù)據(jù)層上(例如，介于約0. 05 μ m至5 μ m之間)。而且，正如圖2B中提供的，復(fù)制系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例包括并行通道光源18的直接調(diào)制。例如，可以將并行通道光源18耦合到適于直接調(diào)制并行通道光源18的調(diào)制器 24。調(diào)制器M可以由處理器40來控制，并且可以將并行通道光源18調(diào)制成使得并行通道光源18發(fā)射的調(diào)制的信號(hào)光束沈包含要記錄在復(fù)制光盤10上的信息。參考圖8將論述此實(shí)施例的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。圖3A和圖:3B中的兩個(gè)示意圖比較了并行記錄微全息圖的兩種不同的方法。使用單個(gè)光束方法42的寬區(qū)域照射包括使用單個(gè)光束44來照射主光盤46中的較寬區(qū)域(例如，橫跨多個(gè)數(shù)據(jù)磁道1 。主光盤46可以包括要復(fù)制到復(fù)制光盤10上的數(shù)據(jù)，并且以單個(gè)光束44橫跨多個(gè)數(shù)據(jù)磁道12可允許多個(gè)數(shù)據(jù)磁道12上的數(shù)據(jù)被同時(shí)復(fù)制。通過主光盤46透射的或從主光盤46反射的調(diào)制的光束48可以透射穿過表示為圖3A中透鏡的光成像系統(tǒng)50，光成像系統(tǒng)50可以將反射48聚焦并將聚焦的反射52定向到復(fù)制光盤10。還可以將單個(gè)寬區(qū)域參考光束M定向到復(fù)制光盤10的相對(duì)側(cè)，以使得聚焦的反射52和參考光束討可以對(duì)向傳播且干涉，從而形成全息樣56。復(fù)制光盤10可以具有多個(gè)數(shù)據(jù)層， 如垂直線k、L1和L2所表示的。但是，單個(gè)光束44和M的增加的照射視場(chǎng)一般會(huì)導(dǎo)致復(fù)制光盤10中的記錄的全息圖的增加的深度擴(kuò)展。增加的深度擴(kuò)展特性可以指全息圖的增加的尺寸，這可能橫跨過光盤10的更大厚度(在單個(gè)光束44和M的方向中)，并且可能橫跨過多于一個(gè)層。例如， 雖然單個(gè)光束44和討可以都定向到層L1,但是記錄光的強(qiáng)度可能非常高，以使得典型地用于此類基于頁的寬區(qū)域照射系統(tǒng)的線性材料可能對(duì)于寬照射場(chǎng)較為敏感，并且相鄰層Ltl和 L2中的材料也可能受單個(gè)光束44和M的影響。因此，全息圖記錄中增加的深度擴(kuò)展可能限制或減少了全息光盤10的數(shù)據(jù)容量，這是因?yàn)橛涗浺粋€(gè)全息圖樣可能消耗多于一個(gè)數(shù)據(jù)層。多個(gè)并行光束方法58中呈現(xiàn)了本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例。不是如單個(gè)光束方法42中那樣以單個(gè)光束照射較寬的場(chǎng)，多個(gè)光束方法58包括以多個(gè)對(duì)向傳播光束照射全息光盤10。在一個(gè)實(shí)施例中，將多個(gè)信號(hào)光束60定向到主光盤46?？梢詫⒚總€(gè)光束聚焦在一個(gè)軌道12上，且從主光盤46的透射62 (或反射，取決于不同的系統(tǒng)設(shè)計(jì))可以透射穿過表示為圖:3B中的透鏡的光成像系統(tǒng)50，光成像系統(tǒng)50可以將透射62成像到復(fù)制光盤10。還可以將多個(gè)參考光束66定向到光盤10的相對(duì)側(cè)。在一些實(shí)施例中，可以從共同的并行通道光源18 (圖2A和圖2B)分出參考光束66和信號(hào)光束60，以及在一些實(shí)施例中，可以從不同的單模偏振光源透射多個(gè)參考光束66 (以及由此透射多個(gè)信號(hào)光束60)。并行參考光束66和透射圖像64可以對(duì)向傳播并干涉，從而在光盤10中的數(shù)據(jù)層(例如，數(shù)據(jù)層L1)上形成干涉圖樣。該干涉圖樣可以包括由未被照射的區(qū)域分隔的多個(gè)照射點(diǎn)(例如，每個(gè)點(diǎn)可對(duì)應(yīng)于并行光束通道的一對(duì)對(duì)向傳播的光束的干涉)。每個(gè)干涉點(diǎn)可以在數(shù)據(jù)層L1中形成微全息圖68。因?yàn)橄鄬?duì)于整個(gè)數(shù)據(jù)層平面的面積，數(shù)據(jù)層L1中僅小部分?jǐn)?shù)據(jù)層平面(而非單個(gè)光束方法42中的寬區(qū)域)被照射，因此照射圖樣中的每個(gè)光束點(diǎn)(或微全息圖68)可以較好聚焦在單個(gè)數(shù)據(jù)層L1內(nèi)，潛在地增加光盤10的數(shù)據(jù)容量。在一些實(shí)施例中，使用用于并行微全息圖記錄的多個(gè)并行光束可以利用多個(gè)光探頭，如圖4所示。光探頭70可以發(fā)射單個(gè)光束，并且復(fù)制系統(tǒng)16(例如，圖2A和圖2B)中的多個(gè)光探頭70可以布置成各將光束60照射在光盤10中的數(shù)據(jù)磁道12上，以使得多個(gè)光束60并行地照射多個(gè)磁道12。在一些實(shí)施例中，每個(gè)光探頭可以具有配置成將光束60 聚焦在磁道12上的分離光學(xué)元件。而且，可以將一組附加的光探頭配置成從相對(duì)方向照射光盤10，以使得從每個(gè)光探頭70發(fā)射的并行光束60對(duì)向傳播，從而在光盤12的一個(gè)層中的數(shù)據(jù)磁道12中干涉。在圖5所示的另一個(gè)實(shí)施例中，使用多個(gè)并行光束的并行微全息圖記錄可以利用從一組光學(xué)元件并行地透射多個(gè)光束60的光探頭72。在一個(gè)實(shí)施例中，來自單個(gè)光探頭 72的多個(gè)信號(hào)光束60可以透射穿過適于透射光束的單獨(dú)光纖的束，以使得每個(gè)光束在透射出光探頭72并透射到光盤10的多個(gè)磁道12上時(shí)是分散的。對(duì)向傳播的并行信號(hào)光束 60可以通過從位于光盤10的相對(duì)側(cè)上的另一個(gè)光探頭74透射對(duì)向傳播光束66或通過將多個(gè)光束分成多個(gè)信號(hào)光束60和多個(gè)參考光束66來實(shí)現(xiàn)(如參考圖2A和圖2B所論述的)。本技術(shù)的實(shí)施例可以包括多種系統(tǒng)配置。圖6-8中提供了能夠使用對(duì)向傳播光束來進(jìn)行并行微全息圖記錄的不同全息復(fù)制系統(tǒng)配置的示例。圖6-8所示的實(shí)施例可以是圖 1-5中先前論述的實(shí)施例的更詳細(xì)的附圖。圖6是圖示用于配置成復(fù)制從主光盤取回的數(shù)據(jù)的并行微全息圖記錄的全息復(fù)制系統(tǒng)示意圖。正如所論述的，主光盤46和復(fù)制光盤10可以各具有多個(gè)數(shù)據(jù)層(例如，L。、 L1^L2等，如圖3所示)，以及每個(gè)數(shù)據(jù)層可以具有多個(gè)數(shù)據(jù)磁道12 (如圖1所示)?？梢杂蓮?fù)制系統(tǒng)80的軸106使主光盤46和復(fù)制光盤10繞著它們的軸孔14旋轉(zhuǎn)。主光盤46的旋轉(zhuǎn)可以使微全息圖形式的數(shù)據(jù)能夠并行地從多個(gè)數(shù)據(jù)磁道12被取回、并行地記錄到旋轉(zhuǎn)的復(fù)制光盤10的多個(gè)數(shù)據(jù)磁道上。復(fù)制系統(tǒng)80可以從并行通道光源82發(fā)射并行光束。例如，光源82可以透射具有約405nm的波長(zhǎng)的并行源光束88。在一些實(shí)施例中，可以使用不同波長(zhǎng)的光，以及在一些實(shí)施例中，光源82可以采用多個(gè)波長(zhǎng)透射具有調(diào)制的強(qiáng)度的光束。光源82可以通過可旋轉(zhuǎn)并行源光束88的每個(gè)的偏振的多個(gè)光裝置(例如，透鏡84和半波片86)來透射并行源光束，并變成多個(gè)信號(hào)光束92。多個(gè)源光束88的一部分還可以被偏振分光鏡90朝向四分之一波片172和反射鏡174按90°反射。 反射鏡174可以位于能夠?qū)⒃摲瓷溏R向前或向后移動(dòng)的平移臺(tái)上。當(dāng)并行源光束88的部分通過四分之一波片172并被反射鏡174反射以再次通過四分之一波片172時(shí)，在偏振上將波束88旋轉(zhuǎn)90°并透射通過偏振分光鏡90而變成參考光束110。并行信號(hào)光束92可以通過可在記錄時(shí)打開而在讀取時(shí)關(guān)閉的遮光器96?？梢詫⒉⑿行盘?hào)光束傳播到第二偏振分光鏡98，第二偏振分光鏡98可以使由反射鏡94要朝向主光盤46反射的信號(hào)光束92通過。信號(hào)光束92可以首先通過第二四分之一波片100以及光、機(jī)械和電子系統(tǒng)102，光、機(jī)械和電子系統(tǒng)102可以包括適于將并行信號(hào)光束92聚焦在主光盤46上的多種光元件。可以將聚焦的信號(hào)光束104投射在主光盤46上的多個(gè)磁道12 上。主光盤46中的數(shù)據(jù)(例如，微全息圖形式的)可以反射光束104的、表示主光盤 46的被投射的磁道12上的數(shù)據(jù)的一些部分。反射的信號(hào)光束108可以透射通過光探頭 102和四分之一波片100并被反射鏡94反射到偏振分光鏡98。由于并行光束最后通過偏振分光鏡98時(shí)已將反射的信號(hào)光束108在偏振上旋轉(zhuǎn)90° (兩次通過四分之一波片100 之后)，所以反射的信號(hào)光束108可以被偏振分光鏡98反射到第三偏振分光鏡112，第三偏振分光鏡112按90°反射這些反射的信號(hào)光束108。并行數(shù)據(jù)光束114可以通過多種光元件而朝向復(fù)制光盤10。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，反射的信號(hào)光束108可以通過一維回復(fù)反射器(retro-reflector) 116，一維回復(fù)反射器116在光束108的透射期間改變光束108的朝向。可以由反射鏡118及四分之一波片120和光探頭122(例如，透鏡或其他光學(xué)、電子和機(jī)械組件)將信號(hào)光束108反射，并且可以將聚焦的并行信號(hào)光束IM投射到復(fù)制光盤10 上。在一個(gè)實(shí)施例中，可以將先前分光的并行參考光束110定向到復(fù)制光盤10的相對(duì)側(cè)?？梢杂啥喾N元件(例如，二向色濾光片134和反射鏡138)將并行參考光束110反射以通過四分之一波片140和光探頭142，四分之一波片140和光探頭142可以包括其他光組件以聚焦并透射這些光束，從而使得聚焦的參考光束144可以從與聚焦的并行信號(hào)光束124 相對(duì)側(cè)投射在復(fù)制光盤10上。光束IM和144可以是對(duì)向傳播的，并且可以基本重疊在復(fù)制光盤10的多個(gè)并行磁道上。光束IM和144可以具有相似的功率(例如，相似的強(qiáng)度分布)，并且可以創(chuàng)建干涉圖樣以將微全息圖記錄在多個(gè)并行磁道12上。而且，同時(shí)記錄的微全息圖可以屬于復(fù)制光盤10的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)層。全息復(fù)制系統(tǒng)80可以具有多種伺服機(jī)械組件，其適于保持光探頭102、122和142 相對(duì)于光盤46和10的位置。例如，系統(tǒng)80可以包括伺服機(jī)械裝置148，其用于控制將聚焦的信號(hào)光束104發(fā)射到主光盤46上的光探頭102的位置。例如，伺服機(jī)械裝置148可以使用誤差感測(cè)反饋來確定聚焦的信號(hào)光束104是否脫焦、聚焦在非計(jì)劃中的數(shù)據(jù)磁道12上或是正記錄到非計(jì)劃中的數(shù)據(jù)層?？梢允褂貌蓸悠?14對(duì)反射的信號(hào)光束108進(jìn)行采樣來檢測(cè)誤差。采樣的光束可以通過多種光裝置146，然后才透射到伺服機(jī)械裝置148。如果伺服機(jī)械裝置148檢測(cè)到誤差，則可以調(diào)整光探頭102的位置。相似地，系統(tǒng)80可以包括伺服機(jī)械裝置130，其用于控制將聚焦的信號(hào)光束IM發(fā)射到復(fù)制光盤10上的光探頭122的位置。如果伺服機(jī)械裝置130檢測(cè)到誤差，則可以調(diào)整光探頭122的位置。
而且，系統(tǒng)80可以包括用于控制光探頭142的位置的裝置。例如，系統(tǒng)80可以包括光源150，光源150透射光束156以通過光探頭142定向到復(fù)制光盤10上。光束156可以通過聚焦并定向光束156的路徑的光裝置，例如透鏡152、半波片154、反射鏡158和偏振分光鏡160?？梢詫⒐馐?56從光盤10的反射通過其他光裝置166定向到伺服機(jī)械裝置 168。因?yàn)楣馐?56是從與并行參考光束110相同的光探頭142發(fā)射的，所以光束156的反射可以指示光探頭142是否被聚焦到適合的數(shù)據(jù)磁道12和/或數(shù)據(jù)層上。而且，光源150 可以發(fā)射具有不同波長(zhǎng)(例如，650nm)的光束，以使得光束156的反射可與參考光束110相區(qū)分。雖然圖6中論述的系統(tǒng)80包括使用主光盤46來將數(shù)據(jù)復(fù)制到復(fù)制光盤10上，但是在一些實(shí)施例中，可以使用并行信號(hào)光束的空間光調(diào)制來將微全息圖記錄在復(fù)制光盤10 上。如圖7所示，系統(tǒng)180包括與使用主光盤46的系統(tǒng)80相似的配置。但是，并不使用主光盤46的光束反射來將微全息圖記錄在復(fù)制光盤10上，系統(tǒng)180包括空間光調(diào)制器173 以直接地調(diào)制將光源82發(fā)射的并行源光束88?？梢杂商幚砥?0(如圖1所示)來控制空間光調(diào)制器173，以調(diào)制并行源光束88，以便調(diào)制的并行光束176可定向到復(fù)制光盤10，從而與參考光束110重疊以將由微全息圖表示的適合數(shù)據(jù)記錄在光盤10的并行磁道12中。 例如，空間光調(diào)制器173可以是適于同時(shí)調(diào)制并行源光束88的多元件光調(diào)制器，例如電光空間光調(diào)制器或磁光空間光調(diào)制器?？臻g光調(diào)制器173可以適于調(diào)制并行信號(hào)光束92的每個(gè)的功率和/或強(qiáng)度以便以不同強(qiáng)度在復(fù)制光盤10上照射點(diǎn)。不同強(qiáng)度的照射的點(diǎn)可以表示數(shù)據(jù)，例如編碼的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址、和/或其他輔助信息。在一些實(shí)施例中，如在圖8所示的系統(tǒng)182中，可以在光源82中包括調(diào)制電子裝置184。由此，從光源82透射的源光束88可以已經(jīng)被調(diào)制以用于將適合的數(shù)據(jù)記錄在光盤 10的并行磁道12上。對(duì)于一些實(shí)施例，源光束88的調(diào)制可以包括時(shí)間復(fù)用的強(qiáng)度調(diào)制， 以使得調(diào)制的信號(hào)光束92的功率可以在復(fù)制光盤10的數(shù)據(jù)磁道12上形成具有不同功率 (例如，不同強(qiáng)度)的照射點(diǎn)。雖然本文僅圖示并描述本發(fā)明的某些特征，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將想到許多修改和更改。因此，要理解，所附權(quán)利要求意在涵蓋落入本發(fā)明的真實(shí)精神內(nèi)的所有此類修改和更改。部件列表10全息光盤12數(shù)據(jù)磁道14 軸孔16復(fù)制系統(tǒng)18 光源20信號(hào)光束22參考光束24信號(hào)調(diào)制沈調(diào)制的信號(hào)光束28光學(xué)和伺服系統(tǒng)30聚焦的信號(hào)光束
32光學(xué)和伺服系統(tǒng)34聚焦的參考光束36檢測(cè)到的光束38信號(hào)檢測(cè)40處理器42單個(gè)光束方法44單個(gè)光束46主光盤48 反射50光成像系統(tǒng)52聚焦的反射54單個(gè)參考光束56微全息圖58多個(gè)并行光束方法60并行光束62 反射64聚焦的反射66并行參考光束68微全息圖70光探頭72透射多個(gè)光束的光探頭74透射多個(gè)光束的光探頭80全息復(fù)制系統(tǒng)82并行通道光源84 透鏡86半波片88并行源光束90偏振分光鏡92并行信號(hào)光束94反射鏡96遮光器98偏振分光鏡100四分之一波片102光探頭104聚焦的并行信號(hào)光束106 車由108反射的并行光束110并行參考光束112偏振分光鏡
10
114采樣器116 —維回復(fù)反射器Il8反射鏡120四分之一波片122光探頭124聚焦的并行信號(hào)光束1 光組件130伺服機(jī)械裝置132偏振分光鏡134 二向色138反射鏡140四分之一波片142光探頭144聚焦的并行參考光束146光組件148伺服機(jī)械裝置150 光源152 透鏡巧4半波片156伺服光束158反射鏡160偏振分光鏡166光組件168伺服機(jī)械裝置170照相機(jī)172 透鏡174空間光調(diào)制器176調(diào)制的并行信號(hào)光束
權(quán)利要求
1.一種將數(shù)據(jù)(68)記錄在全息光盤(10)上的方法，包括朝向所述全息光盤(10)的第一側(cè)發(fā)射多個(gè)信號(hào)光束(60)；以及朝向所述全息光盤(10)的第二側(cè)發(fā)射多個(gè)參考光束(66)，以使得所述多個(gè)信號(hào)光束 (60)中的每個(gè)信號(hào)光束與所述多個(gè)參考光束(66)中的對(duì)應(yīng)參考光束基本重疊，其中，所述第一側(cè)和所述第二側(cè)位于所述光盤(10)的相對(duì)側(cè)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述多個(gè)信號(hào)光束(60)中的每個(gè)信號(hào)光束與所述多個(gè)參考光束(66)中的每個(gè)對(duì)應(yīng)參考光束的所述基本重疊在所述全息光盤(10)中形成微全息圖(68)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述多個(gè)信號(hào)光束(60)中的每個(gè)信號(hào)光束與所述多個(gè)參考光束(66)中的每個(gè)對(duì)應(yīng)參考光束的所述基本重疊在所述全息光盤(10)中導(dǎo)致限于大致一個(gè)數(shù)據(jù)層的干涉圖樣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述多個(gè)信號(hào)光束(60)中的每個(gè)信號(hào)光束與所述多個(gè)參考光束(66)中的每個(gè)對(duì)應(yīng)參考光束的所述基本重疊在所述全息光盤(10)的多個(gè)數(shù)據(jù)層中導(dǎo)致多個(gè)干涉圖樣中的干涉圖樣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述多個(gè)信號(hào)光束(60)中的每個(gè)信號(hào)光束與所述多個(gè)參考光束(66)中的每個(gè)對(duì)應(yīng)參考光束的所述基本重疊導(dǎo)致將微全息圖(6 記錄在所述全息光盤(10)中的多個(gè)數(shù)據(jù)磁道(12)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括使所述全息光盤(10)旋轉(zhuǎn)，以使得每個(gè)信號(hào)光束(60)與每個(gè)對(duì)應(yīng)參考光束(66)的所述基本重疊在所述全息光盤(10)中的數(shù)據(jù)磁道 (12)上且沿著所述數(shù)據(jù)磁道(1 記錄微全息圖(68)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括調(diào)制多個(gè)源光束00)以生成所述多個(gè)信號(hào)光束 (60)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，調(diào)制多個(gè)源光束00)包括朝向主光盤06)發(fā)射所述多個(gè)源光束(20)，其中，所述多個(gè)信號(hào)光束(60)包括從所述主光盤06)反射(62) 或透射所述多個(gè)源光束00)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，調(diào)制所述多個(gè)源光束00)包括改變所述多個(gè)源光束00)中一個(gè)或多個(gè)的功率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，改變所述多個(gè)源光束00)的一個(gè)或多個(gè)的功率包括對(duì)所述光源(18)的一個(gè)或多個(gè)的直流調(diào)制04)。
全文摘要
本發(fā)明的名稱為“用于按位全息存儲(chǔ)的復(fù)制和格式化方法和系統(tǒng)”。本技術(shù)提供了用于并行地使用多個(gè)對(duì)向傳播的光束(30、34)將微全息圖(68)記錄在全息光盤(10)上的方法和系統(tǒng)。并行對(duì)向傳播的光束(30、34)重疊以在全息光盤(10)中的數(shù)據(jù)層上以及多個(gè)數(shù)據(jù)磁道(12)上形成干涉圖樣。使光盤(10)旋轉(zhuǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)微全息圖(68)在多個(gè)數(shù)據(jù)磁道(12)上的并行記錄，從而縮減記錄時(shí)間。而且，照射圖樣可以包括照射的點(diǎn)和未被照射的區(qū)域，以使每個(gè)照射點(diǎn)可以覆蓋數(shù)據(jù)層平面的較小部分，從而可能控制記錄的微全息圖(12)的深度范圍。在一些實(shí)施例中，可以從主全息光盤(46)中取回并行信號(hào)光束(60)中的數(shù)據(jù)或可以將并行信號(hào)光束(60)中的數(shù)據(jù)調(diào)制(24)到并行信號(hào)光束(60)中。
文檔編號(hào)G11B7/0065GK102456359SQ20111033082
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者P·G·博南尼, V·P·奧斯特羅弗霍夫, 任志遠(yuǎn), 史曉蕾, 夏華, 王興華, 王雪峰 申請(qǐng)人:通用電氣公司