KR100718436B1 - Writing device on the holographic digital data storage system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 장치에 관한 것으로, 특히 광원으로부터 입력되는 레이저 광을 기준광과 신호광으로 분기한 후, 분기된 기준광을 제1광경로를 통해 전송하고, 분기된 신호광을 제2광경로를 통해 각각 전송하는 광 분리기와, 광 분리기로부터 제1광경로를 통해 제공되는 기준광을 0차 신호 성분만을 차단시키는 필터와, 필터에서 0차 신호 성분이 차단된 기준광을 기설정된 각도로 반사시켜 저장 매체에 입사시키는 미러와, 광 분리기로부터 제2광경로를 통해 제공되는 신호광을 홀로그래픽 디지털 데이터로 변조시켜 저장 매체에 입사시키는 공간 광 변조기를 포함한다. 그러므로 본 발명은 저장 매체로 입사되는 기준광 경로에 0차 신호 성분만을 차단하기 위한 필터를 추가함으로써 기준광의 0차 신호 성분으로 인한 저장 매체의 다이나믹 레인지 소모를 줄일 수 있다BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recording apparatus of a holographic digital data storage system, and in particular, after splitting laser light input from a light source into a reference light and a signal light, transmitting the branched reference light through the first optical path, and removing the branched signal light. An optical splitter transmitting through the two optical paths, a filter for blocking only the 0th order signal component from the reference light provided from the optical splitter through the first optical path, and a reference angle from which the 0th order signal component is blocked by the filter at a predetermined angle. And a mirror for reflecting and entering the storage medium, and a spatial light modulator for modulating the signal light provided from the optical separator through the second optical path into holographic digital data and entering the storage medium. Therefore, the present invention can reduce the dynamic range consumption of the storage medium due to the zero-order signal component of the reference light by adding a filter to block only the zero-order signal component in the reference light path incident on the storage medium.

홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템, 기준광, 0차, 필터 Holographic Digital Data Storage System, Reference Light, Zeroth Order, Filter

Description

홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 장치{WRITING DEVICE ON THE HOLOGRAPHIC DIGITAL DATA STORAGE SYSTEM}Recording device of holographic digital data storage system {WRITING DEVICE ON THE HOLOGRAPHIC DIGITAL DATA STORAGE SYSTEM}

도 1은 종래 기술에 의한 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 및 재생장치를 나타낸 구성도,1 is a block diagram showing a recording and reproducing apparatus of a holographic digital data storage system according to the prior art;

도 2는 광의 회절 효과에 의해 저장 매체에 입사되는 기준광의 광 분포를 나타낸 그래프,2 is a graph showing a light distribution of reference light incident on a storage medium by a diffraction effect of light;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 장치를 나타낸 구성도,3 is a block diagram showing a recording apparatus of a holographic digital data storage system according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 장치내 필터 구성을 나타낸 도면,4 is a diagram showing a filter configuration in a recording apparatus of a holographic digital data storage system according to the present invention;

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 장치를 나타낸 구성도.5 is a block diagram showing a recording apparatus of a holographic digital data storage system according to another embodiment of the present invention.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

100 : 광원 104 : 광 분리기100: light source 104: optical separator

106 : 공간 광 변조기(SLM) 108, 130 : 퓨리에 렌즈106: spatial light modulator (SLM) 108, 130: Fourier lens

110 : 반사 미러 112 : 필터110: reflection mirror 112: filter

114 : 회전 미러 118 : 저장 매체114: rotating mirror 118: storage medium

140 : CCD 140: CCD

본 발명은 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템(HDDS : Holographic Digital Data Storage System)에 관한 것으로서, 특히 기준광 강도를 줄여 저장 매체에서 기준광 강도로 인한 다이나믹 레인지(dynamic range) 소모를 줄일 수 있는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a holographic digital data storage system (HDDS). In particular, the present invention relates to a holographic digital data storage system which can reduce the dynamic range consumption due to the reference light intensity in a storage medium by reducing the reference light intensity. A reproducing apparatus of a system.

현재 홀로그래픽 디지털 데이터를 저장하는 기술은 예를 들어, 반도체 레이저, CCD(Charge Coupled Device), LCD(Liquid Crystal Display) 등의 눈부신 발전에 힘입어 여러 분야에서 활발한 연구가 진행되고 있으며, 이러한 연구의 결과로서 지문을 저장하고 재생하는 지문 인식 시스템 등이 실용화되고 있을 뿐만 아니라, 대용량의 저장 능력과 초고속 데이터 전송 속도의 장점을 응용할 수 있는 여러 분야로 확대되어 가고 있는 추세에 있다. 그 중에서 대용량 데이터를 저장하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템은 대상 물체로부터의 신호광과 기준광을 서로 간섭시킬 때 발생하는 간섭 무늬를 간섭 무늬의 강도(amplitude)에 민감하게 반응하는 저장매체, 예를 들면 광 굴절성(photorefractive) 크리스털(crystal) 등의 저장매체에 기록하는 것으로, 물체의 3차원 상을 표시할 수 있고, 또한 2진 데이터로 된 페이지(page) 단위로 구성되는 수백에서 수천 개의 홀로그램 데이터를 동일 장소에 저장할 수 있다.Currently, technologies for storing holographic digital data are being actively researched in various fields, for example, thanks to remarkable developments such as semiconductor lasers, charge coupled devices (CCDs), and liquid crystal displays (LCDs). As a result, fingerprint recognition systems for storing and reproducing fingerprints have been put to practical use, and are being expanded to various fields that can apply the advantages of large storage capacity and ultra-fast data transfer speed. Among them, a holographic digital data storage system for storing a large amount of data is a storage medium, for example, optically, in which an interference fringe generated when the signal light from a target object and a reference light interfere with each other is sensitive to the amplitude of the interference fringe. By recording to a storage medium such as a photorefractive crystal, it is possible to display three-dimensional images of an object and to generate hundreds to thousands of hologram data composed of pages of binary data. Can be stored in the same place.

도 1은 종래 기술에 의한 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 및 재생 장치를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing a recording and reproducing apparatus of a holographic digital data storage system according to the prior art.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 의한 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 및 재생 장치는 광원(10)과, 광 분리기(beam splitter)(14)와, 공간 광 변조기(SLM : Spatial Light Modulator)(16)와, 반사 미러(20)와, 회전 미러(24)와, 저장 매체(26)와, CCD(30) 등을 포함한다. 여기서, 미설명된 도면 부호 12는 광 확대 렌즈, 18 및 28은 퓨리에 렌즈를 나타낸다. 그리고 도면에 미도시되어 있지만, 광 분리기(14)와 저장 매체(26) 사이의 광 경로에는 셔터가 추가 설치된다. Referring to FIG. 1, a recording and reproducing apparatus of a conventional holographic digital data storage system includes a light source 10, a light splitter 14, and a spatial light modulator (SLM) ( 16, a reflection mirror 20, a rotation mirror 24, a storage medium 26, a CCD 30 and the like. Here, reference numeral 12, which is not described, denotes a light magnification lens, and 18 and 28 denote Fourier lenses. Although not shown in the figure, a shutter is additionally installed in the optical path between the optical separator 14 and the storage medium 26.

광원(10)은 레이저 광을 발생시키고, 광 분리기(14)는 광원(10)에서 발생된 광을 기준광(reference beam, Sref)과 신호광(signal beam, Sobj)으로 분기시킨 후 각각의 경로를 통해 전송한다. 공간 광 변조기(SLM)(16)는 광 분리기(14)에서 분기된 신호광에 홀로그래픽 데이터, 즉 페이지 단위로 구성되는 다수 픽셀의 2진 데이터를 실어 변조한다. 반사 미러(20)는 광 분리기(14)에 의해 분기된 기준광을 반사하고, 회전 미러(24)는 반사 미러(20)에서 반사된 광을 저장 매체(26)에 입사되는 각도를 변환하여 제공한다. 저장 매체(26)는 기록시 공간 광 변조기(SLM)(16)로부터 출력되는 신호광과 회전 미러(24)에서 반사된 기준광의 간섭으로 발생된 간섭 무늬를 기록시키고, 재생시 기준광의 조사로 기록된 간섭 무늬를 회절시켜 출력한다. CCD(30)는 저장 매체(26)에 기준광만 조사되어 간섭 무늬 형태로 기록된 한 페이지의 2진 픽셀 데이터 이미지가 재생될 경우 이 재생된 데이터 이미지를 전기적인 데이터로 변환하여 출력한다.The light source 10 generates a laser light, and the light separator 14 splits the light generated from the light source 10 into a reference beam Sref and a signal beam Sobj and then passes through respective paths. send. The spatial light modulator (SLM) 16 carries holographic data, that is, binary data of a plurality of pixels configured in units of pages, on the signal light branched from the optical separator 14 and modulates them. The reflecting mirror 20 reflects the reference light branched by the light separator 14, and the rotating mirror 24 converts the angle reflected by the reflecting mirror 20 to the storage medium 26 and provides the light. . The storage medium 26 records the interference fringe generated by the interference of the signal light output from the spatial light modulator (SLM) 16 at the time of recording and the reference light reflected from the rotation mirror 24, and is recorded by the irradiation of the reference light at the time of reproduction. The interference fringe is diffracted and output. When only one reference light is irradiated onto the storage medium 26 and the one-page binary pixel data image recorded in the form of an interference fringe is reproduced, the CCD 30 converts the reproduced data image into electrical data and outputs it.

이와 같이 구성된 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 및 재생장치는 다음과 같이 작동한다.The recording and reproducing apparatus of the holographic digital data storage system configured as described above operates as follows.

우선, 기록시 광원(10)에서 발생된 레이저 광은 광 확대 렌즈(12)를 통해 광 분리기(14)에 입사되며 광 분리기(14)에서는 입사된 레이저 광을 기준광과 신호광으로 분기시킨 후 각각의 경로를 통해 전송한다. 광 분리기(14)에 의해 분기된 신호광은 공간 광 변조기(SLM)(16)에 입력되어 변조된다. 즉, 신호광(Sobj)은 공간 광 변조기(SLM)(16)를 통해 실제 픽셀들이 이루는 명암의 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조된 후에 퓨리에 렌즈(18)를 통해서 저장 매체(26)에 입사된다. 그리고, 광 분리기(14)에 의해 분기된 기준광은 반사 미러(20) 및 회전 미러(24)에 의해 반사되는데, 제 2미러(24)를 통해 설정된 기록 각도로 반사되어 저장 매체(26)에 입사된다. 신호광(Sobj)과 기준광(Sref)은 홀로그램을 기록하기 위한 저장 매체(26) 내부에서 서로 중첩되어 간섭을 일으키고, 이때 발생된 간섭 무늬의 강도에 따라서 저장 매체(26)의 내부 운동 전하의 광유도 현상(Light-induced generation of mobile charge)에 의해 기록 물질층에 간섭된 무늬가 기록된다.First, the laser light generated by the light source 10 during recording is incident on the light separator 14 through the light magnifying lens 12, and the light separator 14 splits the incident laser light into reference light and signal light, respectively. Send via the path. The signal light branched by the optical separator 14 is input to the spatial light modulator (SLM) 16 and modulated. That is, the signal light Sobj is modulated in units of one page of the binary data of the contrast of real pixels through the spatial light modulator (SLM) 16 and then incident on the storage medium 26 through the Fourier lens 18. . The reference light branched by the optical separator 14 is reflected by the reflection mirror 20 and the rotation mirror 24, and is reflected at the recording angle set through the second mirror 24 to enter the storage medium 26. do. The signal light Sobj and the reference light Sref overlap each other inside the storage medium 26 for recording the hologram and cause interference, and the light induction of the internal kinetic charge of the storage medium 26 depends on the intensity of the interference fringe generated at this time. An interference pattern is recorded on the recording material layer by a light-induced generation of mobile charge.

그리고, 재생시 광원(10)에서 발생된 레이저 광(예컨대 532nm 파장의 레이저광)은 광 확대 렌즈(12)를 통해 광 분리기(14)에 전달되고, 광 분리기(14)에서는 입사되는 레이저 광을 기준광과 신호광으로 분기시킨다. 광 분리기(14)에 의해 분기된 신호광은 공간 광 변조기(SLM)(18)에 입력되어 변조되며, 광 분리기(14)와 저장 매체(26) 사이의 광 경로에 설치된 셔터(미도시됨)에 의해 저장 매체(26)에 전달되지 않는다. 하지만 광 분리기(14)에 의해 분기된 기준광은 반사 미러(20)에 의해 반사되고, 반사된 광은 회전 미러(24)에 의해 기설정된 기록시 각도와 동일한 각도를 갖는 기준광(Sref)으로서 저장 매체(26)에 입사된다. 즉, 저장된 각 페이지에 상응하게 회전 미러(24)의 각도가 변화되는 기준광(Sref)은 저장 매체(26)인 디스크에 입사된다.In addition, the laser light generated by the light source 10 (for example, laser light having a wavelength of 532 nm) during reproduction is transmitted to the optical separator 14 through the optical magnifying lens 12, and the optical separator 14 receives the incident laser light. It branches into a reference light and a signal light. The signal light branched by the optical separator 14 is input to the spatial light modulator (SLM) 18 and modulated, and is provided to a shutter (not shown) installed in the optical path between the optical separator 14 and the storage medium 26. By the storage medium 26. However, the reference light branched by the optical separator 14 is reflected by the reflecting mirror 20, and the reflected light is stored as the reference light Sref having an angle equal to the preset recording angle by the rotating mirror 24. It enters into (26). That is, the reference light Sref at which the angle of the rotating mirror 24 is changed in correspondence with each stored page is incident on the disk which is the storage medium 26.

신호광(Sobj)이 차단된 상태에서 기준광(Sref)만 저장 매체(26)에 조사되면, 간섭 데이터가 기록된 저장 매체(26)에서 원래의 픽셀 명암으로 구성되는 한 페이지의 2진 픽셀 데이터 이미지(즉, 바둑판 형상 무늬)가 재생된다. 저장 매체(26)로부터 재생되는 2진 픽셀 데이터 이미지(한 페이지 단위)(Sread)는 퓨리에 렌즈(28)를 통해 CCD(30)에 전달되고, CCD(30)에서는 재생된 데이터 이미지(Sread)를 전기적인 데이터 신호로 변환하고, 변환된 데이터를 미도시된 영상 신호 처리부 및 디코더 등을 통해 원래 데이터로 복원한다.When only the reference light Sref is irradiated to the storage medium 26 while the signal light Sobj is blocked, a one-page binary pixel data image composed of original pixel contrast in the storage medium 26 on which interference data is recorded ( That is, a checkerboard pattern) is reproduced. The binary pixel data image (one page unit) Sread reproduced from the storage medium 26 is transferred to the CCD 30 through the Fourier lens 28, and the CCD 30 receives the reproduced data image Sread. The data is converted into an electrical data signal, and the converted data is restored to original data through an image signal processor, a decoder, and the like, which are not shown.

그런데, 종래 기술에 의한 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 및 재생 장치는, 가우시안 분포를 갖는 기준광(Sref)과 공간 광 변조기(SLM)(18)를 통해 변조된 신호광(Sobj)을 간섭시켜 저장 매체(26)에 기록할 경우 광의 회절 효과에 의해 저장 매체(26)에 입사되는 기준광(Sref)의 광 분포가 도 2와 같다. 즉, 기준광(Sref)의 광 분포 그래프를 살펴보면, 기준광 강도가 제일 큰 0차 신호 성분, 그 외 1, 2차 등의 고차광 신호 성분을 포함한다. 광의 0차 신호 성분은 DC 성분으로 데이터 판별(0, 1)에 영향을 주지 않지만, 큰 광 강도에 의해 저장 매체(26)내 기록 물질층의 다이나믹 레인지가 많이 소모되므로 저장 매체(26)의 기록 횟수가 제한된다.However, the recording and reproducing apparatus of the holographic digital data storage system according to the related art is a storage medium by interfering a reference light (Sref) having a Gaussian distribution and the signal light (Sobj) modulated through the spatial light modulator (SLM) 18 In the case of recording at 26, the light distribution of the reference light Sref incident on the storage medium 26 due to the diffraction effect of the light is shown in FIG. That is, the light distribution graph of the reference light Sref includes a zero-order signal component having the largest reference light intensity and other high-order light signal components such as first and second orders. The zero-order signal component of the light is a DC component, which does not affect data discrimination (0, 1), but the recording of the storage medium 26 is consumed because a large light intensity consumes much dynamic range of the recording material layer in the storage medium 26. The number of times is limited.

이를 위하여 종래 기술에서는 저장 매체(26)에 입사되는 기준광이 투과되는 렌즈의 초점 위치를 앞, 뒤로 조정하여 기준광의 0차 신호 성분을 줄이는 방법이 있으나, 이러한 방법으로는 저장 매체(26)의 다이나믹 레인지를 줄이는데 한계를 가질 수밖에 없었다. To this end, in the related art, there is a method of reducing the zero-order signal component of the reference light by adjusting the focal position of the lens through which the reference light incident on the storage medium 26 is transmitted. There was no limit to reducing the range.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 저장 매체로 입사되는 기준광 경로에 0차 신호 성분만을 차단하기 위한 필터를 추가함으로써 기준광의 0차 신호 성분으로 인한 저장 매체의 다이나믹 레인지 소모를 줄일 수 있는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by adding a filter for blocking only the 0th order signal component to the reference light path incident on the storage medium. It is to provide a recording device of a holographic digital data storage system that can reduce the dynamic range consumption.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 저장 매체에 기설정된 각도의 기준광과 데이터 정보를 갖는 신호광을 중첩시켜 데이터를 기록하는 장치에 있어서, 광원으로부터 입력되는 레이저 광을 기준광과 신호광으로 분기한 후, 분기된 기준광을 제1광경로를 통해 전송하고, 분기된 신호광을 제2광경로를 통해 각각 전송하는 광 분리기와, 광 분리기로부터 제1광경로를 통해 제공되는 기준광을 0차 신호 성분만을 차단시키는 필터와, 필터에서 0차 신호 성분이 차단된 기준광을 기설정된 각도로 반사시켜 저장 매체에 입사시키는 미러와, 광 분리기로부터 제2광경로를 통해 제공되는 신호광을 홀로그래픽 디지털 데이터로 변조시켜 저장 매체에 입사시키는 공간 광 변조기를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention is a device for recording data by superimposing a reference light of a predetermined angle and a signal light having data information on a storage medium of a holographic digital data storage system, the laser light input from the light source and the reference light; After splitting into the signal light, the optical splitter transmits the branched reference light through the first optical path, and transmits the split signal light through the second optical path, respectively, and the reference light provided from the optical splitter through the first optical path is 0. A holographic digital display of a filter for blocking only the difference signal component, a mirror for reflecting the reference light from which the zero-order signal component is blocked by the filter at a predetermined angle and incident on the storage medium, and a signal light provided from the optical separator through the second optical path And a spatial light modulator that modulates data into the storage medium.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 장치는, 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 저장 매체에 기설정된 각도의 기준광과 데이터 정보를 갖는 신호광을 중첩시켜 데이터를 기록하는 장치에 있어서, 광원으로부터 입력되는 레이저 광을 기준광과 신호광으로 분기한 후, 분기된 기준광을 제1광경로를 통해 전송하고, 분기된 신호광을 제2광경로를 통해 각각 전송하는 광 분리기와, 광 분리기로부터 제1광경로를 통해 제공되는 기준광을 0차 신호 성분만을 차단시키는 필터와, 필터에서 0차 신호 성분이 차단된 기준광을 기설정된 각도로 반사시켜 저장 매체에 입사시키는 미러와, 광 분리기로부터 제2광경로를 통해 제공되는 신호광을 홀로그래픽 디지털 데이터로 변조시켜 저장 매체에 입사시키는 공간 광 변조기와, 미러와 저장 매체 사이에 구비된 적어도 하나 이상의 렌즈를 포함한다.In order to achieve the above object, another apparatus of the present invention is a device for recording data by superimposing a reference light of a predetermined angle and a signal light having data information on a storage medium of a holographic digital data storage system, the laser being input from a light source After splitting the light into the reference light and the signal light, the optical splitter for transmitting the branched reference light through the first optical path, and each of the divided signal light through the second optical path, and provided from the optical splitter through the first optical path A filter for blocking only the 0th order signal component, a mirror for reflecting the reference light from which the 0th order signal component is blocked by the filter at a predetermined angle, and entering the storage medium; and a signal light provided through the second optical path from the optical separator Is modulated into holographic digital data and enters the storage medium, between the mirror and the storage medium. Bidoen includes at least one lens.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 장치를 나타낸 구성도이다.3 is a block diagram illustrating a recording apparatus of a holographic digital data storage system according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예는 앵글 멀티플렉싱 방식의 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 장치로서, 광원(100)과, 광 분리기(104)와, 공간 광 변조기(SLM)(106)와, 반사 미러(110)와, 필터(112)와, 회전 미러(114)와, 저장 매체(118) 등을 포함한다. 여기서, 미설명된 도면 부호 102는 광 확대 렌즈, 108은 퓨리에 렌즈, 116은 한쌍의 렌즈를 나타낸다.Referring to FIG. 3, an embodiment of the present invention is a recording apparatus of an angle multiplexing holographic digital data storage system, which includes a light source 100, an optical separator 104, and a spatial light modulator (SLM) 106. And a reflection mirror 110, a filter 112, a rotation mirror 114, a storage medium 118, and the like. Here, reference numeral 102 denotes an optical magnification lens, 108 denotes a Fourier lens, and 116 denotes a pair of lenses.

광원(100)은 레이저 광을 발생시키고, 광 분리기(104)는 광원(100)에서 발생된 레이저 광을 기준광(reference beam, Sref)과 신호광(signal beam, Sobj)으로 분기시킨 후 각각의 경로를 통해 전송한다. The light source 100 generates laser light, and the light separator 104 splits the laser light generated from the light source 100 into a reference beam Sref and a signal beam Sobj, and then divides each path. Send it through.

공간 광 변조기(SLM)(106)는 광 분리기(104)에서 분기된 신호광에 페이지 단위로 구성되는 홀로그래픽 데이터인 다수 픽셀의 2진 데이터를 실어 변조한다.The spatial light modulator (SLM) 106 loads and modulates binary data of a plurality of pixels, which are holographic data organized in units of pages, on the signal light branched from the optical separator 104.

반사 미러(110)는 광 분리기(104)에서 분기된 기준광을 반사시켜 필터(112)를 통해 회전 미러(114)에 전달한다. The reflective mirror 110 reflects the reference light branched from the optical separator 104 and transmits the reflected reference light through the filter 112 to the rotating mirror 114.

필터(112)는 반사 미러(110)와 회전 미러(114) 사이에 구비되며 반사 미러(110)에서 반사된 기준광(Sref) 중에서 0차 신호 성분만을 차단시키고 1차 이상의 고차광 신호 성분을 통과시켜 광 강도를 줄인 광을 회전 미러(114)에 전달한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 필터(112)는 기준광의 0차 신호 성분이 투과되는 중앙 부분(112a)이 클로우즈되며 1차 이상의 고차광 성분이 투과되는 필터 부분(112b)이 오픈되며 그 외 나머지 부분(112c)을 클로우즈된 도우넛 형태를 갖는다. 여기서, 필터(112)는 필터의 중앙 부분(112a)을 통해 반사 미러(110)에서 반사된 기준광 경로를 위한 광의 0차성분이 차단되도록 한다.The filter 112 is provided between the reflection mirror 110 and the rotation mirror 114, and blocks only the 0th order signal component among the reference light Sref reflected from the reflective mirror 110, and passes the 1st or higher order high-order signal component. The light having reduced light intensity is transmitted to the rotating mirror 114. As shown in FIG. 4, the filter 112 of the present invention is closed by the central portion 112a through which the zero-order signal component of the reference light is transmitted, and the filter portion 112b through which the first or higher high-shielding component is transmitted is opened. The remaining portion 112c has a closed donut shape. Here, the filter 112 causes the zero-order component of light for the reference light path reflected by the reflection mirror 110 through the central portion 112a of the filter to be blocked.

회전 미러(114)는 필터(112)를 통과한 광을 기설정된 기록 각도로 반사시켜 기준광(Sref)으로서 렌즈(116)를 통해 저장 매체(118) 방향으로 입사시킨다. 이때, 본 발명의 일 실시예는 회전 미러(114)가 액츄에이터(미도시됨)에 의해 회전되어 미러 반사면의 각도를 조정함으로써 저장 매체(118)에 입사되는 기준광 각도를 조정하여 앵글 멀티플렉싱 방식으로 저장 매체(118)에 홀로그램 데이터를 중첩 기록한다.The rotating mirror 114 reflects the light passing through the filter 112 at a predetermined recording angle and enters the storage medium 118 through the lens 116 as the reference light Sref. At this time, in one embodiment of the present invention is rotated by the actuator (not shown) by adjusting the angle of the mirror reflection surface to adjust the angle of the reference light incident on the storage medium 118 in an angle multiplexing manner. The hologram data is superimposed on the storage medium 118.

저장 매체(118)는 기록시 공간 광 변조기(SLM)(106)로부터 변조된 신호광(Sobj)과 렌즈(116)를 통해 회전 미러(114)에서 반사된 기준광(Sref)의 간섭으로 발생된 간섭 무늬를 기록시킨다. 이때, 본 발명에 따른 저장 매체(118)에서는 필터(112)에 의해 0차 성분이 제거되어 광 강도가 줄어든 기준광(Sref)과 신호광(Sobj)을 간섭시켜 기록하기 때문에 광의 회절 효과에 의해 발생되는 0차, 1차 등의 광 성분 중에서 광 강도가 제일 큰 0차 성분으로 인한 저장 매체(118)의 다이나믹 레인지가 소모를 줄인다.The storage medium 118 is an interference fringe generated by interference of the signal light Sobj modulated from the spatial light modulator (SLM) 106 and the reference light Sref reflected from the rotation mirror 114 through the lens 116 at the time of recording. Record it. At this time, in the storage medium 118 according to the present invention, since the zero-order component is removed by the filter 112, the reference light Sref and the signal light Sobj having the reduced light intensity are recorded so that they are generated by the diffraction effect of the light. The dynamic range of the storage medium 118 due to the zero order component having the highest light intensity among the light components such as the zero order and the first order reduces consumption.

한편, 미설명된 도면부호 130은 재생시 저장 매체(118)에서 재생된 광(Sread)을 CCD(140)에 전달하는 퓨리에 렌즈를 나타낸다. 도면 부호 140은 CCD로서, 저장 매체(118)에 기준광만 조사되어 간섭 무늬 형태로 기록된 한 페이지의 2진 픽셀 데이터 이미지가 재생될 경우 이 재생된 광(Sread)의 이미지를 촬영하여 전기적인 이미지 데이터로 변환하여 출력한다.Meanwhile, reference numeral 130 denotes a Fourier lens which transmits the light Sread reproduced in the storage medium 118 to the CCD 140 during reproduction. Reference numeral 140 denotes a CCD. When a single-page binary pixel data image recorded in the form of an interference fringe is irradiated with only the reference light to the storage medium 118, an image of the reproduced light is taken to capture an electrical image. Convert it to data and output it.

이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 앵글 멀티플렉싱 방식의 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 장치는 다음과 같이 작동한다.The recording apparatus of the angle multiplexing holographic digital data storage system according to an embodiment of the present invention configured as described above operates as follows.

우선, 광원(100)에서 발생된 레이저 광(예컨대 532nm 파장의 레이저광)이 광 확대 렌즈(102)를 통해 광 분리기(104)에 전달되고, 광 분리기(104)에서는 입사되는 광을 두 개의 기준광과 신호광으로 분기시킨다.First, laser light (for example, 532 nm wavelength laser light) generated by the light source 100 is transmitted to the optical separator 104 through the optical magnifying lens 102, and the light incident from the optical separator 104 receives two reference lights. And branch into signal light.

광 분리기(104)에 의해 분기된 신호광은 공간 광 변조기(SLM)(106)로 입력되며 페이지 단위로 구성되는 홀로그래픽 데이터인 다수 픽셀의 2진 데이터를 실어 변조시킨 후에 퓨리에 렌즈(108)를 통해 저장 매체(118)에 입사한다.The signal light branched by the optical separator 104 is input to the spatial light modulator (SLM) 106, and modulates binary data of a plurality of pixels, which are holographic data organized in units of pages, and then through the Fourier lens 108. Enters storage medium 118.

그리고 광 분리기(104)에 의해 분기된 기준광은 반사 미러(110)에 의해 반사되어 필터(112)에 전달되고, 필터(112)에서는 반사 미러(110)에서 반사된 기준광에서 0차 신호 성분만을 차단시키고 1차 이상의 고차광 신호 성분을 그대로 통과시켜 광 강도가 줄어든 광을 회전 미러(114)에 전달한다.The reference light branched by the optical separator 104 is reflected by the reflection mirror 110 and transmitted to the filter 112, and the filter 112 blocks only the 0th order signal component from the reference light reflected by the reflection mirror 110. By passing through the first or higher high light signal component as it is, the light intensity is reduced to transmit to the rotating mirror (114).

회전 미러(114)에 의해 기설정된 기록 각도로 반사된 기준광(Sref)은 저장 매체(118)에 전달한다. The reference light Sref reflected by the rotation mirror 114 at the preset recording angle is transmitted to the storage medium 118.

퓨리에 렌즈(108)를 통해 공간 광 변조기(SLM)(106)로부터 변조된 신호광(Sobj)과 필터(112)를 통해 0차 성분이 제거되어 광 강도가 줄어든 기준광(Sref)은 저장 매체(118)에서 서로 간섭되어 기록 물질층 내부에 기록된다.The signal light Sobj modulated from the spatial light modulator (SLM) 106 through the Fourier lens 108 and the reference light Sref whose zero intensity components are removed through the filter 112 are reduced to the storage medium 118. Are interfering with each other and are recorded inside the recording material layer.

그러므로 본 실시예에 따른 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 장치는 광 회절 효과에 의해 발생되는 0차, 1차 등의 광 성분 중에서 광 강도가 제일 큰 0차 성분을 제거한 기준광(Sref)을 이용하여 저장 매체(118)에 홀로그래픽 데이터를 기록하기 때문에 저장 매체(118)의 다이나믹 레인지 소모를 줄인다.Therefore, the recording apparatus of the holographic digital data storage system according to the present embodiment uses a reference light (Sref) from which the zero-order component having the largest light intensity is removed from the optical components such as the zeroth order and the first order generated by the optical diffraction effect. By recording holographic data in the storage medium 118, the dynamic range consumption of the storage medium 118 is reduced.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 장치를 나타낸 구성도이다.5 is a block diagram showing a recording apparatus of a holographic digital data storage system according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예는 쉬프트 멀티플렉싱 방식의 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 장치로서, 광원(100)과, 광 분리기(104)와, 공간 광 변조기(SLM)(106)와, 반사 미러(110)와, 필터(112)와, 미러(114a)와, 저장 매체(118) 등을 포함한다. 여기서, 미설명된 도면 부호 102는 광 확대 렌즈, 108 및 117은 퓨리에 렌즈를 나타낸다.Referring to FIG. 5, another embodiment of the present invention is a recording apparatus of a shift multiplexing holographic digital data storage system, which includes a light source 100, an optical separator 104, and a spatial light modulator (SLM) 106. And a reflection mirror 110, a filter 112, a mirror 114a, a storage medium 118, and the like. Here, unexplained reference numeral 102 denotes an optical magnifying lens, and 108 and 117 denote Fourier lenses.

광원(100)은 레이저 광을 발생시키고, 광 분리기(104)는 광원(100)에서 발생된 레이저 광을 기준광(reference beam, Sref)과 신호광(signal beam, Sobj)으로 분기시킨 후 각각의 경로를 통해 전송한다. 공간 광 변조기(SLM)(106)는 광 분리기(104)에 의해 분기된 신호광에 페이지 단위로 구성되는 홀로그래픽 데이터인 다수 픽셀의 2진 데이터를 실어 변조시킨다.The light source 100 generates laser light, and the light separator 104 splits the laser light generated from the light source 100 into a reference beam Sref and a signal beam Sobj, and then divides each path. Send it through. The spatial light modulator (SLM) 106 loads and modulates binary data of a plurality of pixels, which are holographic data organized in units of pages, on the signal light branched by the optical separator 104.

반사 미러(110)는 광 분리기(104)에 의해 분기된 기준광을 반사시켜 필터(112)에 전달한다. The reflecting mirror 110 reflects the reference light branched by the light separator 104 and transmits the reflected light to the filter 112.

필터(112)는 반사 미러(110)와 미러(114a) 사이에 구비되며 반사 미러(110)에서 반사된 광에서 0차 신호 성분만을 차단시키고 1차 이상의 고차광 신호 성분을 통과시켜 광 강도를 줄인 광을 미러(114a)에 전달한다.The filter 112 is provided between the reflection mirror 110 and the mirror 114a, and blocks only zero-order signal components from the light reflected by the reflection mirror 110, and passes the first or more high-shielding signal components to reduce the light intensity. Light is transmitted to the mirror 114a.

미러(114a)는 필터(112)를 통해 0차 신호 성분이 차단되며 1차 이상의 고차광 신호 성분을 갖는 광을 기설정된 기록 각도로 반사시켜 퓨리에 렌즈(117)를 통해 저장 매체(118)에 전달한다.The mirror 114a blocks the zero-order signal component through the filter 112 and reflects light having the first-order high-shielding signal component at a predetermined recording angle to be transmitted to the storage medium 118 through the Fourier lens 117. do.

저장 매체(118)는 기록시 공간 광 변조기(SLM)(106)로부터 변조된 신호광(Sobj)과 필터(112)에 의해 0차 성분이 제거되어 광 강도가 줄어든 기준광(Sref)이 서로 간섭되어 기록된다. 이때, 본 발명의 다른 실시예는 저장 매체(118)가 액츄에이터(미도시됨)에 의해 이동함으로써 저장 매체(118)에 입사되는 기준광(Sref) 및 신호광(Sobj) 위치를 조정하여 쉬프트 멀티플렉싱 방식으로 저장 매체(118)에 홀로그램 데이터를 중첩 기록한다.The storage medium 118 records the signal light Sobj modulated from the spatial light modulator (SLM) 106 at the time of recording and the reference light Sref whose light intensity is reduced by removing the zeroth order component by the filter 112. do. At this time, another embodiment of the present invention by shifting the storage medium 118 by an actuator (not shown) by adjusting the position of the reference light (Sref) and signal light (Sobj) incident on the storage medium 118 in a shift multiplexing manner. The hologram data is superimposed on the storage medium 118.

이와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 쉬프트 멀티플렉싱 방식의 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 장치는 다음과 같이 작동한다.The recording apparatus of the shift multiplexing holographic digital data storage system according to another embodiment of the present invention configured as described above operates as follows.

우선, 광원(100)에서 발생된 레이저 광(예컨대 532nm 파장의 레이저광)이 광 확대 렌즈(102)를 통해 광 분리기(104)에 전달되고, 광 분리기(104)에서는 입사되는 광을 두 개의 광으로 분기시킨다.First, laser light (for example, 532 nm wavelength laser light) generated by the light source 100 is transmitted to the optical separator 104 through the optical magnifying lens 102, and the light incident on the optical separator 104 transmits the incident light to two light beams. Branch to

광 분리기(104)에서 그대로 투과된 광은 공간 광 변조기(SLM)(106)로 입력되며 페이지 단위로 구성되는 홀로그래픽 데이터인 다수 픽셀의 2진 데이터를 실어 주어 신호광(Sobj)으로 변조된 후에 퓨리에 렌즈(108)를 통해 저장 매체(118)에 입사된다.The light transmitted as it is from the optical separator 104 is input to the spatial light modulator (SLM) 106 and carries a binary data of a plurality of pixels, which are holographic data organized in units of pages, and is modulated into a signal light Sobj, followed by a Fourier. It enters the storage medium 118 through the lens 108.

그리고 광 분리기(104)에서 반사된 광은 반사 미러(110)에 의해 반사되어 필터(112)에 전달된다. The light reflected by the light separator 104 is reflected by the reflection mirror 110 and transmitted to the filter 112.

필터(112)는 반사 미러(110)에서 반사된 광에서 0차 신호 성분만을 차단시키고 1차 이상의 고차광 신호 성분을 그대로 통과시켜 광 강도가 줄어든 광을 미러(114a)에 전달한다.The filter 112 blocks only zero-order signal components from the light reflected by the reflective mirror 110 and passes the first-order or higher high-shielding signal components as they are to transmit light having reduced light intensity to the mirror 114a.

미러(114a)는 필터(112)를 통해 0차 신호 성분이 차단되며 1차 이상의 고차광 신호 성분이 그대로 통과되어 광 강도가 줄어든 광을 기설정된 기록 각도로 반사시킨 기준광(Sref)으로서, 퓨리에 렌즈(117)를 통해 저장 매체(118)에 전달한다.The mirror 114a is a reference light (Sref) reflecting light having a zero light signal component through the filter 112 and passing the first or more high light shield signal components as they are and reducing the light intensity at a predetermined recording angle. And through 117 to the storage medium 118.

공간 광 변조기(SLM)(106)로부터 변조된 신호광(Sobj)과 필터(112)를 통해 0차 성분이 제거되어 광 강도가 줄어든 기준광(Sref)은 저장 매체(118)에서 서로 간섭되어 기록 물질층 내부에 기록된다.The signal light Sobj modulated from the spatial light modulator (SLM) 106 and the reference light (Sref) whose light intensity is reduced by removing the zero-order component through the filter 112 are interfered with each other in the storage medium 118 so that the recording material layer It is recorded internally.

그러므로 본 발명의 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 장치역시 광 회절 효과에 의해 발생되는 0차, 1차 등의 광 성분 중에서 광 강도가 제일 큰 0차 성분을 제거한 기준광(Sref')을 이용하여 저장 매체(118)에 홀로그래픽 데이터를 기록하기 때문에 저장 매체(118)의 다이나믹 레인지 소모가 줄인다.Therefore, the recording device of the holographic digital data storage system according to another embodiment of the present invention also removes the reference light (Sref ') from which the zero-order component having the largest light intensity is removed among the optical components such as zero-order and first-order generated by the light diffraction effect. By recording the holographic data on the storage medium 118, the dynamic range consumption of the storage medium 118 is reduced.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 저장 매체로 입사되는 기준광 경로에 0차 신호 성분만을 차단하기 위한 필터를 추가함으로써 기준광의 0차 신호 성분으로 인한 저장 매체의 다이나믹 레인지 소모를 줄일 수 있다.As described above, the present invention can reduce the dynamic range consumption of the storage medium due to the zero-order signal component of the reference light by adding a filter for blocking only the zero-order signal component to the reference light path incident on the storage medium.

이에 따라 본 발명은 저장 매체의 기록 횟수를 증가시킬 수 있어 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 고용량 데이터의 기록이 가능해진다.Accordingly, the present invention can increase the number of recordings of the storage medium, thereby enabling recording of high capacity data of the holographic digital data storage system.

한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described embodiment, various modifications are possible by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention described in the claims to be described later.

Claims (6)

홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 저장 매체에 기설정된 각도의 기준광과 데이터 정보를 갖는 신호광을 중첩시켜 데이터를 기록하는 장치에 있어서,An apparatus for recording data by superimposing a reference light having a predetermined angle and a signal light having data information on a storage medium of a holographic digital data storage system, 광원으로부터 입력되는 레이저 광을 기준광과 신호광으로 분기한 후, 상기 분기된 기준광을 제1광경로를 통해 전송하고, 상기 분기된 신호광을 제2광경로를 통해 각각 전송하는 광 분리기와, An optical splitter for splitting the laser light input from the light source into the reference light and the signal light, and then transmitting the split reference light through the first optical path, and transmitting the split signal light through the second optical path, respectively; 상기 광 분리기로부터 제1광경로를 통해 제공되는 기준광을 0차 신호 성분만을 차단시키는 필터와,A filter for blocking only the 0th order signal component from the reference light provided from the optical splitter through the first optical path; 상기 필터에서 0차 신호 성분이 차단된 기준광을 기설정된 각도로 반사시켜 상기 저장 매체에 입사시키는 미러와,A mirror for reflecting the reference light from which the 0th order signal component is blocked by the filter at a predetermined angle to enter the storage medium; 상기 광 분리기로부터 제2광경로를 통해 제공되는 신호광을 홀로그래픽 디지털 데이터로 변조시켜 상기 저장 매체에 입사시키는 공간 광 변조기Spatial light modulator for modulating the signal light provided from the optical splitter through the second optical path into holographic digital data to enter the storage medium 를 포함하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 장치.Recording device of the holographic digital data storage system comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 필터는,The filter, 상기 기준광의 중앙이 클로우즈되며 나머지 광 부분이 오픈된 도우넛 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 장치.And a donut shape in which the center of the reference light is closed and the remaining light portion is open. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 미러는 액츄에이터에 의해 상기 저장 매체로 입사되는 기준광 각도를 조정하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 장치.And said mirror adjusts an angle of reference light incident on said storage medium by an actuator. 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 저장 매체에 기설정된 각도의 기준광과 데이터 정보를 갖는 신호광을 중첩시켜 데이터를 기록하는 장치에 있어서,An apparatus for recording data by superimposing a reference light having a predetermined angle and a signal light having data information on a storage medium of a holographic digital data storage system, 광원으로부터 입력되는 레이저 광을 기준광과 신호광으로 분기한 후, 상기 분기된 기준광을 제1광경로를 통해 전송하고, 상기 분기된 신호광을 제2광경로를 통해 각각 전송하는 광 분리기와, An optical splitter for splitting the laser light input from the light source into the reference light and the signal light, and then transmitting the split reference light through the first optical path, and transmitting the split signal light through the second optical path, respectively; 상기 광 분리기로부터 제1광경로를 통해 제공되는 기준광을 0차 신호 성분만을 차단시키는 필터와,A filter for blocking only the 0th order signal component from the reference light provided from the optical splitter through the first optical path; 상기 필터에서 0차 신호 성분이 차단된 기준광을 기설정된 각도로 반사시켜 상기 저장 매체에 입사시키는 미러와,A mirror for reflecting the reference light from which the 0th order signal component is blocked by the filter at a predetermined angle to enter the storage medium; 상기 광 분리기로부터 제2광경로를 통해 제공되는 신호광을 홀로그래픽 디지털 데이터로 변조시켜 상기 저장 매체에 입사시키는 공간 광 변조기와,A spatial light modulator for modulating the signal light provided from the optical splitter through the second optical path into holographic digital data and injecting the optical signal into the storage medium; 상기 미러와 상기 저장 매체 사이에 구비된 적어도 하나 이상의 렌즈At least one lens provided between the mirror and the storage medium 를 포함하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 장치.Recording device of the holographic digital data storage system comprising a. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 필터는,The filter, 상기 기준광의 중앙이 클로우즈되며 나머지 광 부분이 오픈된 도우넛 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 장치.And a donut shape in which the center of the reference light is closed and the remaining light portion is open. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 저장 매체는 액츄에이터에 의해 위치가 이동되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 장치.And the storage medium is moved in position by an actuator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20030095346A (en) * 2002-06-10 2003-12-18 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 Complex object lens, optical head apparatus, optical information apparatus, computer, optical disk player, car navigation system, optical disk recorder, optical disk server
KR20040085328A (en) * 2003-03-31 2004-10-08 주식회사 대우일렉트로닉스 Apparatus for capturing a data page in a holographic digital data storage system

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