[发明专利]读取在全息存储介质上记录的傅立叶全息图的方法和全息存储系统

说明书

本发明涉及用于读取傅立叶全息图的系统，具体地说，涉及读取在全息存储介质上记录的傅立叶全息图的方法以及涉及全息存储系统。 

全息数据存储是基于记录携带数据的数据编码信号光束(也称为物体光束)干涉模式和在全息存储介质处的参考光束的干涉模式的概念。空间光调制器(SLM)通常用于创建物体光束，并且全息存储介质例如能是光致聚合物或光折变晶体或适合记录物体光束和参考光束的相对振幅及它们之间的相位差的任何其它材料。在存储介质中创建全息图后，将参考光束投影到存储介质中将交互和重构原数据编码的物体光束，该光束能由诸如CCD阵列相机或诸如此类等检测器检测。重构的数据编码的物体光束通常在本领域中称为重构的全息图本身。根据此术语，全息图的重构意味着原数据编码的物体光束的重构；并且全息图的读取意味着检测重构的全息图，具体而言重构的全息图的图像。此术语在本说明书中适用。 

物体光束和参考光束的空间重叠对全息图的写入影响极大，而用于重构的参考光束和在存储介质中存储的全息图的相对位置对全息图读取的影响很大。参考光束和物体光束均覆盖存储介质的表面上较大的部分时，全息存储介质的读取能较轻松地实现。全息图的中心与参考光束的中心之间的移位容差大约为光束直径大小的10％，这通常在常规系统的机械限制内。然而，降低全息图大小导致在读取介质时对参考光束和全息图的对准产生更高的要求。高精度的对准也能在例如对存储的全息数据复用和/或安全加密的情况下是必需的。复用和/或加密全息图存在许多已知方法。此类方法可涉及将在实平面和/或傅 立叶平面两者中的物体光束和/或参考光束进行相位编码。WO02/05270 A1中公开了用于通过对参考光束进行相位编码实现相位编码的复用和加密的方法和装置。在应用相位编码的复用或加密时，在全息图的重构期间在参考光束的中心与全息图的中心之间的移位容差能降到光束直径的1％。光束和全息图的错位通常与系统的光学组件的错位相关联，而光学组件的错位能由于机械振动、温度变化等原因造成。它也是设计为接收诸如全息标识卡等可移除存储介质的系统的一个常见问题。 

US 7116626 B1讲述了一种克服上述识别的错位问题的微定位方法。所述方法的目的是通过确保系统的各种组件的正确对准，如SLM与诸如光源、透镜、检测器和存储介质等各种装置的正确对准，提高全息存储系统的性能，即，调制的图像的质量。对准技术集中在对准SLM、存储的全息图像和检测器的像素的“像素匹配”方面，使得SLM的每个像素投射到检测器的单个像素上，从而产生更佳的数据恢复效率。方法涉及物理地移动所有所述组件或一些所述组件，并且一种伺服机构被建议为基于与偏离检测到的图像的错位相关联的反馈，控制组件的定位。 

各种示范方法被描述以便确定检测到的图像的错位。在一个示例中，错位是基于与检测到的图像相关联的信道度量的测量的。信道度量通常是指示像素错位的标量，例如，平均像素强度或SNR。信道度量指示错位的幅度或程度，但不是错位的方向。因此，为将像素配准(registration)错误降到最低，需要移动系统的至少一个组件，并且要在新的组件位置重新计算信道度量。找到组件相对于彼此的最佳位置可能要进行大量的步骤，这会十分耗时。在另一示例中，错位是基于与检测到的图像相关联的页度量(page metric)的测量的。页度量通常包括参考像素，即已知像素模式或配准标记，如位于用户编码数据内或在用户编码数据周围的边界区中的像素块。可检测已知像素模式并用于确定全息存储系统的各种组件的错位。此解决方案的缺陷在于全息图要提供有参考像素块，像素块太大时占用宝贵的数据空间，太小时难以在图像中定位。参考像素块用于计算系统的点扩散函数(PSF)，这是负责对准系统的组件的已知伺服方法使用的关键信息。然而，最好是具有不需要系统的PSF的伺服方法。

本发明的目的是提供检测全息数据存储系统的组件错位的简单方式，而无需应用参考像素块或不必重复地重新定位组件。 

此目的通过根据本发明所述的方法和根据本发明所述的全息存储系统而得以实现。 

从附图和示范实施例中将明白本发明的其它细节。 

图1a是根据本发明的反射型全息存储系统的示范实施例的示意图。 

图1b是根据本发明的透射型全息存储系统的另一示范实施例的示意图。 

图2示出由空间光调制器生成的示范参考光束代码模式。 

图3示出参考光束代码模式一个SLM像素的移位。 

图4示出由空间光调制器生成的另一示范参考光束代码模式。 

图5示出使用稀疏调制编码的示范数据代码块。