[发明专利]具有改善的光束重叠的全息存储系统

说明书

技术领域

本发明涉及从全息存储介质读取和/或向全息存储介质写入的装置和方 法，更具体地，涉及使用物光束与一个或多个参考光束的同轴配置的装置和 方法，所述同轴配置在全息存储介质内实现了改善的光束重叠。本发明进一 步涉及适合于在这种装置中使用或者具有这种方法的全息存储介质。

背景技术

在全息数据存储中，通过记录两个相干激光光束叠加所产生的干涉图案 来存储数字数据，其中一个所谓的“物光束(object beam)”的光束被空间光调制 器进行调制并且携带要记录的信息。第二光束用作参考光束。该干涉图案导 致依赖于干涉图案的局部强度(intensity)的存储材料的具体特性的变更。通 过使用与记录期间相同的条件、以参考光束照亮全息图来执行对所记录的全 息图的读取。这导致所记录的物光束的重构。

全息数据存储的一个优点是增大的数据容量(capacity)。与传统的光存储 介质相反，全息存储介质的体积(volμme)用于存储信息，而不仅仅是全息存储 介质的几层用于存储信息。全息数据存储的又一优点是例如通过改变两个光 束之间的角度或者通过使用移动多路复用(shift multiplexing)等，可以以相同 的体积存储多个数据。此外，代替存储单一比特，而将数据存储为数据页面 (data page)。通常，数据页面由暗光图案的矩阵(即，对多个比特进行编码的 二维二进制阵列或者灰度值的阵列)构成。这除了允许增大的存储密度之外， 还允许实现增大的数据率。通过空间光调制器(SLM，spatial light modulator) 将数据页面印记(imprint)在物光束上，并且以检测器阵列对其进行检测。

EP1 624 451公开了具有同轴配置的全息存储系统，其中，在物光束周围 排列了(arrange)多个参考光束。根据该解决方案，在物平面和像平面处， 分别耦入(couple in)和耦出(couple out)物光束与参考光束。由于傅立叶物镜 (objective)的孔径被分割为物部分和参考部分，因此该配置为所谓的分割孔径 配置。该配置具有全息材料接近于数据密度为最高的傅立叶平面的优点。此 外，物光束和参考光束之间的重叠在接近傅立叶平面很好。然而，傅立叶物 镜的一半孔径用于参考光束。这意味着分割孔径系统的单个全息图的容量仅 为通常孔径配置的容量的一半。另外，物光束和参考光束的完全重叠仅出现 在傅立叶平面中。在全息存储介质中，在100-200μm厚度的层内，该重叠仅 仅是部分的。该值依赖于全息图的直径以及傅立叶物镜的数值孔径。自距傅 立叶平面大约200-400μm的距离处开始，完全没有重叠。这限制了全息材料 的最大有用厚度。

在WO2006/003077中，示出了具有三个共焦排列的傅立叶平面的12f反 射型同轴全息存储配置。在该配置中，在第一和第三傅立叶平面处分别耦入 和耦出物光束和参考光束。在这些平面中，参考光束是小的点。更精确地， 其形成类似于Airy图案的衍射(diffraction)图案。由于物光束和参考光束在 物平面和像平面处填满(fill out)了孔径的相同区域，因此该配置为所谓的通 常孔径配置。光束填满物镜的整个孔径。所公开的配置允许应用移动(shift) 多路复用、参考扫描多路复用、相位编码多路复用或者这些多路复用方案的 组合。参考光束是一对(或数对)半锥形形状的光束。

EP 1 912 212公开了如下的全息存储系统，其具有一个或多个参考光束 与一物光束的同轴配置、或者一个或多个参考光束与一重构的物光束的同轴 配置。在物光束或重构的物光束的焦平面之内，该一个或多个参考光束的焦 点相对于该物光束的焦点被移动。

EP 1 837 871公开了具有全息层和镜面(mirror)层的全息存储介质。根据 一个实施例，该镜面层具有用于反射一个或多个参考光束的一个或多个反射 区域，其中，镜面层的剩余区域是透明的或者吸收性的。

在已知的全息存储系统中，物光束和参考光束并不完全重叠。为了实现 更好的重叠，需要将全息材料置于远离傅立叶平面。结果，全息材料中的单 个全息图数据密度低。

发明内容

本发明的目的在于提出如下的装置和方法：其用于从全息存储介质进行 读取和/或向全息存储介质进行写入，并且其中物光束和一个或多个参考光束 的重叠得到改善。