[发明专利]用于在玻璃上快速写入数据的多光束光学系统

说明书

一种光学数据记录系统包括激光器、动态数字全息图、电子控制器和扫描机构。动态数字全息图包括多个全息区域，并且被配置为将在其上所接收的辐照引导到光学记录介质。电子控制器被操作上耦合到动态数字全息图，并且被配置为控制从每个全息区域引导的辐照。扫描机构被配置为改变激光器相对于动态数字全息图的相对定位，以使得每个全息区域被激光器依次照射。

背景技术

高功率短脉冲激光辐照可以用于将数据写入和存储到玻璃基质上。辐照在其焦点处引起由介质的非线性(例如，双光子)吸收产生的基质介质内的长寿命或永久性结构和光学变化。在某些情况下，在辐照的焦点处会形成具有类似光栅的光学特性的纳米级3D结构。本文中使用的术语“体素(voxel)”是指在基质介质内这种或引起的另一种结构或光学变化的个体位点，其可用于存储数据。

体素可以以很多不同的形式存储数据。原则上，介质的任何穆勒矩阵系数都可以被操纵并且用于编码数据。在一些示例中，可以将写到基质上的体素建模为具有特定延迟δd(以纳米(nm)为单位)和角取向(以度为单位)的波片。延迟和取向二者都可以用于编码数据。当通过偏振激光束写入体素时，偏振角决定波片光栅的取向而光束的强度(即，光束功率或累积能量)决定光栅的强度并且因此决定延迟δd。

发明内容

本文中公开的示例涉及一种光学数据记录系统，该光学数据记录系统包括激光器、动态数字全息图(DDH)、电子控制器和扫描机构。动态数字全息图包括多个全息区域，并且被配置为将在其上接收的辐照引导到光学记录介质。电子控制器在操作上耦合到动态数字全息图，并且被配置为控制从每个全息区域引导的辐照。扫描机构被配置为改变激光器相对于动态数字全息图的相对定位，以使得每个全息区域被激光器依次照射。

提供本“发明内容”以便以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的“具体实施方式”中进一步描述。本“发明内容”既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。此外，所要求保护的主题不限于能够解决在本公开的任何部分中指出的任何或所有缺点的实现。

附图说明

图1A和图1B示意性地示出了将光学记录介质基质的单次曝光分成多次曝光以增加每个体素的瞬时激光功率的效果。

图2-图7示出了示例光学数据记录系统的各方面。

图8示出了示例光学数据记录方法的各方面。

图9示出了另一示例光学数据记录系统的各方面。

图10示出了适用于本文中的方法的示例计算系统的各方面。

具体实施方式

现在将通过示例的方式并且参考上面列出的附图来呈现本公开。在附图中的一个或多个附图中可以基本相同的组件、过程步骤和其他元素将被协调地标识并且以最少的重复进行描述。但是，应当注意，协调地标识的元素也可以有所不同。还应当注意，这些图是示意性的并且通常没有按比例绘制。相反，图中所示的各种绘图比例、纵横比和组件数目可能被故意扭曲以使某些特征或关系更易于查看。

如上所述，可以使用诸如偏振飞秒激光器(FSL)等高功率短脉冲激光器将数据写入玻璃或其他固体基质上。结果是感应的局部双折射，其中双折射的角度由偏振取向确定，而延迟由积分强度确定。通过独立地设置每个局部体素的双折射，对于一系列偏振角中的每个，每个体素可以潜在地存储一些位的信息，例如，指定Q个不同偏振角之一和在每个偏振角下的R个不同的延迟态之一。然而，辐照引起的基质介质的折射率变化是一种高度非线性的光学现象。为了实现这一点，激光束的瞬时功率密度必须高于临界值，这可以在脉冲激光实现中表示为临界能量密度ε_crit。低于临界能量密度，基质介质的折射率将不会改变。应当注意，在玻璃上发生任何永久且有用的变化之前，可能需要施加N个ε_crit能量的脉冲。