CN101465140A - 全息记录介质及用于该介质的拾取器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有改进的伺服结构的全息存储介质(9)及用于该介质的拾取器。所述全息记录介质(9)具有用于储存全息图的全息图层(96)和用于相对所述全息记录介质定位全息图的读取和/或记录用光束的伺服层(92)。所述伺服层(92)是基本平的记录层(98)。用于这种全息记录介质(9)的全息拾取器(1)包括用于产生光束(14)的光源(13)，所述光束(14)与用于记录伺服信息(99)的所述记录层(98)相互作用。

Description

全息记录介质及用于该介质的拾取器
技术领域
本发明涉及一种全息记录介质，具体地，涉及一种具有改进的伺服结构的全息盘介质。本发明还涉及一种用于这种全息记录介质的光学拾取器。
背景技术
在全息数据存储中，通过记录由两个相干激光束叠加而产生的干涉图案来存储数字数据。全息数据存储的一个优势是：例如通过改变两个光束之间的角度或波长，通过采用相位编码干涉光束等方式，可在相同体积中存储多重数据。为可靠地取回信息，读取期间全息存储系统的物理性质必须与记录期间的相同。这意味着干涉光束需要具有相同的波长，相同的波前误差，相同的光束剖面，以及在采用相位编码复用技术的情况下相同的相位编码等。另外，必须在相同的角度下并在相同的位置处照明全息图。为了精确控制必要的聚焦和追踪伺服，最好在全息记录介质的全息材料层下具有伺服层作为额外的层。
在EP1310952中，Horimai等公开了在全息盘介质的全息材料下采用与DVD(数字多功能盘)相似的基板作为引导结构的构思。在这种情况下，伺服光束用与全息光束(即，用于全息记录或读出的光束)相同的物镜聚焦在全息盘介质上。当全息和伺服光束彼此相对固定时，伺服光束对于全息记录用光束可起到参考的作用。伺服光束聚焦到引导结构上，而全息光束适应所选全息记录过程而聚焦。尽管这种方法有助于取出所记录的全息图，但一个劣势是伺服层的引导结构与记录或读出全息图所用的光干涉。因此，该层必须利用二向色镜和所谓平坦化层与全息图层分离。这使得全息盘介质的制造复杂，因而昂贵。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有改进的伺服结构的全息记录介质。
根据本发明的，该目的通过一种全息记录介质而实现，所述全息记录介质具有用于储存全息图的全息图层和用于相对所述全息记录介质定位全息图的读取和/或记录用光束的伺服层，其中所述伺服层是基本平的记录层。
通过与专用记录层结合利用空白盘基板(blank disk substrate)，本发明消除了生产上述平坦化层的需要。这大大简化了全息记录介质的制造。通过将记录层应用到镜状未格式化表面上，不会出现由预格式化基板导致的波前失真。同时，任何伺服结构都可记录到记录层，例如DVD类伺服层中。所述记录层最好用相位改变材料或染料实现。为了保持记录层在即使记录伺服结构后也是平的，优选地记录层的材料在记录时不延展或只少量延展。
所述伺服信息最好在介质制造之后提供。在全息盘的情况下，所述伺服信息优选地包括螺旋轨道或同心轨道之一。这些用高精度记录系统，例如自旋支架(spin-stand)记录，与原版盘制作所用类似。通过多光束技术，这种类型的介质初始化具有足够低的周期时间，进行得足够快，不会阻碍记录介质的制造，尤其是如果应用简单的轨道结构时。
为了制备用于记录的全息记录介质，在记录层中记录伺服信息。如果这不是在制造记录介质之后直接完成，优选地为此目的在全息存储系统中提供全息拾取器。除了产生用于从全息记录介质中读取全息图和/或在全息记录介质中记录全息图的全息光束的光源外，所述拾取器进一步包括用于产生与用于记录伺服信息的记录层相互作用的光束的光源。
优选地，记录层的材料对于第一波长敏感而对于第二波长不敏感。以这种方式，所述伺服信息可例如通过增加伺服光束的功率而用伺服光束来记录，但却保持不受全息光束影响。替代地，记录层以这种方式沉积：聚焦的光束能记录伺服信息，而未聚焦或不良聚焦的光束则不能。或者，所述记录层的材料既对伺服光束的波长不敏感，也对全息光束的波长不敏感，但对第三波长敏感。在这种情况下，用指定光源以第三波长发出光束而记录伺服信息。当然，代替用聚焦光束记录伺服信息，也可采用照明全部记录层的掩模而在一个步骤中记录伺服信息。替代地，在一个照明步骤中记录部分伺服信息，而其它部分用聚焦光束来记录。这些使得可记录一定的总体伺服信息作为介质制造的一部分，而更具体的或用户产生的伺服信息在使用全息记录介质期间记录。
优选地，记录层相对用于伺服光束的波长和用于全息光束的波长具有二向色性(dichroic)。这意味着所述记录层中所记录的信息不会导致所述全息光束被反射或相位调制。以这种方式，二向色层不再必需而可省略，这进一步简化了全息记录介质的制造。
优选地，全息记录介质是全息盘。但是，本发明也可应用到其它类型的全息记录介质，例如全息存储卡等。
附图说明
为更好理解，现将参照附图更详细地解释本发明。应理解本发明不局限于该示范实施例，并且在不背离本发明的范围的情况下，具体的特征也可方便地组合和/或修改。附图中：
图1示意性示出全息存储系统中的全息拾取器，
图2示出已知的全息记录介质的剖视图，以及
图3示出根据本发明的全息记录介质的剖视图。
具体实施方式
在全息数据存储中，通过记录由两束相干激光束叠加而产生的干涉图案来存储数字数据。用于全息存储系统中的全息拾取器1的一个示范设置在图1中示出。相干光源，例如激光二极管2，发出光束3，光束3由准直透镜4准直。通常，光束3在蓝色或绿色波长范围内。然后光束3被分成两个独立的光束6、7。在本例中，采用分束器BS实现光束3的分割。但是，还可为此采用其它光学元件。空间光调制器(SLM)5调制两束光中的一束，所谓“物光”6，以标记2维数据图案。物光6和另一光束，所谓“参考光”7都通过物镜8聚焦到全息记录介质9，例如，全息盘中。在物光6和参考光7交会处，出现干涉图案，这记录在全息记录介质9的感光层中。
通过只用参考光7照明所记录全息图而从全息记录介质9中取出所存储数据。参考光7被全息图结构衍射并产生原始物光6的复本——重构的物光10。该重构的物光10由物镜8准直并被第一分束器11导向到2维阵列检测器12，例如CCD阵列上。阵列检测器12允许重构所记录的数据。
为了简化物光和参考光6、7相对全息记录介质9的定位，全息记录介质9提供有伺服层。全息拾取器1包括另一光源13，用于产生伺服光束14。伺服光束14通常在红色波长范围内。伺服光束14由另一准直透镜15准直并通过第二分束器17耦合到物光和参考光6、7的光路中。然后伺服光束14由物镜8聚焦到伺服层上。由伺服层反射的光束再次由物镜8准直并由第二分束器17和第三分束器18朝检测器20引导。透镜19将所反射的光束聚焦到检测器20上。伺服光束14优选地具有与物光和参考光6、7不同的波长。在这种情况下波长选择分束器可用作第二分束器17。优选地，伺服光束14还是线性偏振光束，这使得可用偏振选择分束器实现第三分束器18。然后伺服光束14的路线包括四分之一波片16，用于将所反射的伺服光束14的偏振方向相对由光源13发出的伺服光束14的偏振方向旋转90度。
如上所述，伺服光束14用与全息记录用光束6、7相同的物镜8聚焦到全息记录介质9上。由于全息光束6、7与伺服光束14彼此相对固定，伺服光束14起到全息记录用光束6、7的参考的作用。由于它们不同的波长和不同的准直，全息光束6、7和伺服光束14具有不同的焦点。
在图2中示出已知的全息记录介质9的剖视图。全息记录介质9具有全息图层96和伺服层92。伺服光束14聚焦到伺服层92的引导结构上，该引导结构由伺服层92与平坦化层93之间的锯齿状边界表示。在图中，为说明的目的而扩大引导结构的尺寸。相反，全息光束6、7适应所选全息记录过程通过全息图层96和间隔层95而聚焦到二向色镜层(dichroic mirror layer)94，所述二向色镜层94对于伺服光束14的波长是透明的，但对于全息光束6、7的波长是反射性的。伺服层92布置在基板91上方并通过平坦化层93而从二向色镜层94分离。位于全息图层96上方的是覆盖层97。也可将伺服层92放置于全息图层96上方，由适合的平坦化层93分离。但是在这种情况下，必须例如通过增加全息图层96与伺服层92之间的距离，使得全息光束6、7经过伺服层92时具有相对大的直径，来补偿由伺服层92导致的全息光束6、7的失真。
图3示出根据本发明的全息记录介质9的剖视图。伺服层92和平坦化层93由专用记录层98代替，记录层98优选地是由相位改变材料或染料制成的记录层。记录层98布置在基本平的(未格式化)基板91上，从而也是基本平的。因而记录层98没有坑或凹陷。记录层98用例如相位改变材料或染料实现。记录到记录层98中的是伺服信息99。记录层98优选地以这种方式设计：具体地，伺服信息99没有导致全息光束6、7被反射或相位调制。这通过例如采用在相位改变时对于伺服光束的波长改变反射性、而对于全息光束的波长不改变反射性的材料来实现。在这种情况下，还可省略二向色镜层94，如图3所示。
由于专用记录层98应用到镜状表面，不发生来自预格式化(preformatted)基板的波前失真。因而记录层98消除了平坦化层93的需要。因此，任何轨道或伺服结构可记录到记录层98中，例如具有轨道的DVD类伺服结构。优选地，在介质制造后施加伺服信息99。在光盘的情况下，伺服信息99包括螺旋数据轨道或同心数据轨道。这些轨道优选地用高精度记录系统记录，与原版盘制作(disk mastering)所用的类似。

Claims (9)

1.一种全息记录介质(9)，具有用于储存全息图的全息图层(96)和用于相对所述全息记录介质定位全息图的读取和/或记录用光束的伺服层(92)，其特征在于所述伺服层(92)是基本平的记录层(98)。
2.根据权利要求1所述的全息记录介质(9)，其中所述记录层(98)是相位改变层或染料层。
3.根据权利要求1或2所述的全息记录介质(9)，其中所述记录层(98)的材料对于第一波长敏感，而对于第二波长不敏感。
4.根据权利要求1或2所述的全息记录介质(9)，其中所述记录层(98)相对用于伺服光束(14)的波长以及用于全息光束(6、7)的波长具有二向色性。
5.根据权利要求4所述的全息记录介质(9)，其中所述记录层(98)中记录的信息(99)不会导致所述全息光束(6、7)被反射或相位调制。
6.一种制备全息记录介质(9)的方法，具有在所述全息记录介质(9)的基本平的记录层(98)中记录伺服信息(99)的步骤。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述记录层(98)中所记录的伺服信息(99)包括螺旋轨道或同心轨道之一。
8.用于采用根据权利要求1到5中任意一项的全息记录介质(9)的全息存储系统的全息拾取器(1)，包括：
-用于产生全息光束(6、7)的光源(2，BS)，所述全息光束(6、7)用于从所述全息记录介质(9)中读取全息图(23)和/或在所述全息记录介质(9)中记录全息图(23)，以及
-用于产生光束(14)的光源(13)，所述光束(14)与用于记录伺服信息(99)的所述全息记录介质(9)的基本平的记录层(98)相互作用。
9.一种全息存储系统，其特征在于包括根据权利要求8所述的全息拾取器(1)。
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