CN114121090A - 一种数据读写装置及电子设备 - Google Patents

一种数据读写装置及电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN114121090A
CN114121090A CN202010901414.7A CN202010901414A CN114121090A CN 114121090 A CN114121090 A CN 114121090A CN 202010901414 A CN202010901414 A CN 202010901414A CN 114121090 A CN114121090 A CN 114121090A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical
data
laser
fiber
optical fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010901414.7A
Other languages
English (en)
Inventor
徐佳
邹宇豪
徐君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Priority to CN202010901414.7A priority Critical patent/CN114121090A/zh
Priority to PCT/CN2021/093983 priority patent/WO2022041855A1/zh
Priority to JP2023513576A priority patent/JP2023539261A/ja
Priority to EP21859700.3A priority patent/EP4198986A4/en
Publication of CN114121090A publication Critical patent/CN114121090A/zh
Priority to US18/174,700 priority patent/US11922983B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372—Lenses
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/04—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam
    • G11C13/047—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam using electro-optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4202—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details for coupling an active element with fibres without intermediate optical elements, e.g. fibres with plane ends, fibres with shaped ends, bundles
    • G02B6/4203—Optical features
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125—Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/127—Lasers; Multiple laser arrays
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125—Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/127—Lasers; Multiple laser arrays
    • G11B7/1275—Two or more lasers having different wavelengths
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372—Lenses
    • G11B7/1374—Objective lenses
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1381—Non-lens elements for altering the properties of the beam, e.g. knife edges, slits, filters or stops
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1384—Fibre optics
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/04—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam
    • G11C13/048—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam using other optical storage elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

本申请实施例提供一种数据读写装置及电子设备，涉及数据存储领域，能够提升数据读写的性能。该数据读写装置包括：第一激光器，用于根据控制信号输出第一光脉冲，该控制信号是根据待写入数据得到的信号；色散补偿器，用于对第一光脉冲做色散补偿以输出第二光脉冲；光纤透镜，通过光纤连接色散补偿器，用于将第二光脉冲聚焦至光存储介质，以将待写入数据写入所述光存储介质。

Description

一种数据读写装置及电子设备
技术领域
本申请实施例涉及数据存储领域，尤其涉及一种数据读写装置及电子设备。
背景技术
光存储技术具有节能、寿命长的优点，采用光存储技术可以将数据写入光盘或者从光盘中读取数据。
目前，数据写入和读取是通过光学元器件(包括反射镜、物镜等器件)改变激光的光路以实现数据写入和读取，由于光学元器件对灰尘、湿度等外界因素比较敏感，易发生光路失调，因此将影响数据的读写，导致数据的读写性能降低。
发明内容
本申请实施例提供一种数据读写装置及电子设备，能够提升数据读写的性能。
为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供一种数据读写装置，包括：第一激光器，用于根据控制信号输出第一光脉冲，该控制信号是根据待写入数据得到的信号；色散补偿器，用于对第一光脉冲做色散补偿以输出第二光脉冲；光纤透镜，通过光纤连接色散补偿器，用于将第二光脉冲聚焦至光存储介质，以将待写入数据写入光存储介质。
本申请实施例提供一种数据读写装置中的器件是光纤器件，且该光纤器件通过光纤耦合连接，由于光纤器件对外界环境不敏感，能够稳定地工作于恶劣的环境中，因此通过该数据读写装置进行数据读写，能够提升数据读写的性能。进一步的，通过光纤连接上述各个器件使得光路集成度高，数据读写装置的尺寸比传统的使用光学器件构成的数据读写装置的尺寸小。
一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的数据读写装置还包括：第二激光器、光纤耦合器以及探测器，其中，光纤耦合器分别通过光纤连接第二激光器、光纤透镜以及探测器。第二激光器，用于输出第一连续激光；光纤透镜，还用于接收第一连续激光，将第一连续激光聚焦至光存储介质上，并接收光存储介质根据第一连续激光产生的第一荧光信号，其中，第一荧光信号用于指示待读取的数据；探测器，用于探测第一荧光信号的光强度，以获得待读取的数据。
上述第一连续激光聚焦在光存储介质上，使得该光存储介质的记录层中的含碳团簇受到激发从而产生第一荧光信号，该第一荧光信号反射至光纤透镜并传输至探测器，通过探测器对该第一荧光信号的光强度进行探测从而获得待读取的数据，之后再由光存储系统中的其他模块对待读取的数据进行后续的信号处理和解码处理。
可选地，上述探测器可以为光电倍增管(PMT)或雪崩光电二极管(APD)。
一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的数据读写装置还包括：隔离器，分别通过光纤连接第二激光器以及光纤耦合器，用于阻止第一荧光信号传输至第二激光器。
在读取数据的过程中，通过光纤透镜收集到的第一荧光信号需进入探测器，若该第一荧光信号反射至第二激光器，则可能损坏该第二激光器，通过在第二激光器的一端连接隔离器，阻止该第一荧光信号进入第二激光器，能够保证第二激光器安全运行。
一种可能的实现方式中，第一激光器包括飞秒激光器或皮秒激光器。飞秒激光器产生的脉冲激光的脉冲宽度为飞秒(10-15秒)级，皮秒激光器产生的脉冲激光的脉冲宽度为皮秒(10-12秒)级。
一种可能的实现方式中，色散补偿器包括啁啾补偿器。啁啾补偿器是通过棱镜对或者光栅对来调节色散参数，从而提供反向色散以对第一光脉冲进行色散补偿，得到第二光脉冲。
第二方面，本申请实施例提供一种数据读写装置，包括：(第二)激光器、光纤耦合器、光纤透镜以及探测器；其中，光纤耦合器分别通过光纤连接第二激光器、光纤透镜以及探测器。第二激光器，用于输出第一连续激光；光纤透镜，用于接收第一连续激光，将第一连续激光聚焦至光存储介质上，并接收光存储介质根据第一连续激光产生的第一荧光信号，其中，第一荧光信号用于指示待读取的数据；探测器，用于探测第一荧光信号的光强度，以获得待读取的数据。
需要说明的是，本申请实施例不限定光存储介质中存储的数据是如何写入。
上述第一连续激光聚焦在光存储介质上，使得该光存储介质的记录层中的含碳团簇受到激发从而产生第一荧光信号，该第一荧光信号反射至光纤透镜并传输至探测器，通过探测器对该第一荧光信号的光强度进行探测从而获得待读取的数据，之后再由光存储系统中的其他模块对待读取的数据进行后续的信号处理和解码处理。
可选地，上述探测器可以为光电倍增管(PMT)或雪崩光电二极管(APD)。
本申请实施例提供一种数据读写装置中的器件是光纤器件，且该光纤器件通过光纤耦合连接，由于光纤器件对外界环境不敏感，能够稳定地工作于恶劣的环境中，因此通过该数据读写装置进行数据读写，能够提升数据读写的性能。
进一步的，通过光纤连接上述各个器件使得光路集成度高，数据读写装置的尺寸比传统的使用光学器件构成的数据读写装置的尺寸小。
一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的数据读写装置还包括：隔离器，分别通过光纤连接第二激光器以及光纤耦合器，用于阻止第一荧光信号传输至第二激光器。
在读取数据的过程中，通过光纤透镜收集到的第一荧光信号需进入探测器，若该第一荧光信号反射至第二激光器，则可能损坏该第二激光器，通过在第二激光器的一端连接隔离器，阻止该第一荧光信号进入第二激光器，能够保证第二激光器安全运行。
结合第一方面及其可能的实现方式，第二方面及其可能的实现方式，本申请实施例提供一种数据读写装置还包括：带通滤波器，分别连接探测器以及光纤耦合器，用于接收第一荧光信号，并对第一荧光信号进行滤波；探测器，具体用于探测滤波后的第一荧光信号的光强度，以获得待读取的数据。
上述带通滤波器的滤波波段为600～700nm，通过该带通滤波器能够将波长在600～700nm的波段之外的杂散光和反射光滤除，提高第一荧光信号的信噪比，使得探测器探测的待读取的数据更加准确。
结合第一方面及其可能的实现方式，第二方面及其可能的实现方式，本申请实施例提供一种数据读写装置还包括：压电促动器，用于驱动光纤透镜移动，以调节光纤透镜的位置，光纤透镜的位置对应于光存储介质上的数据记录点的位置。通过调节压电促动器的输入电压调节光纤透镜的位置，从而改变聚焦至光存储介质中的光斑在光存储介质的位置，以读取光存储介质上不同的数据记录点上的数据。
上述压电促动器是三轴的压电促动器，即该压电促动器可以控制光纤透镜在空间三个维度(例如沿x轴，y轴和z轴)移动，其中，沿x轴和y轴移动可以控制光纤透镜将第二光脉冲聚焦在光存储介质的平面上的不同位置，沿z轴移动可以控制光纤透镜将第二光脉冲聚焦在光存储介质的记录层的不同层，即控制聚焦光斑在光存储介质内的深度，从而读取不同记录层中的数据。
结合第一方面及其可能的实现方式，第二方面及其可能的实现方式，光纤透镜包括下述任一种：GRIN光纤透镜、超材料透镜或光纤端球。
对于GRIN光纤透镜，由于GRIN光纤透镜的折射率是连续变化的，因而具有自聚焦功能，聚焦性能较好。又由于GRIN光纤透镜的端面是平面，因此便于与其他端面为平面的光学器件通过熔接的方式集成在一起，有利于提高探头的机械强度和稳定性。
进一步的，由于GRIN光纤透镜的端头(与光存储介质相邻的一端)尺寸很小，可以达到毫米级，且GRIN光纤透镜的重量轻，因此，该GRIN光纤透镜能够支持更高频的伺服反馈信号。
结合第一方面及其可能的实现方式，第二方面及其可能的实现方式，第二激光器输出的第一连续激光的波长范围为400～500纳米。
结合第一方面及其可能的实现方式，第二方面及其可能的实现方式，第一荧光信号的波长为600～700纳米。
第三方面，本申请实施例提供一种数据读写装置，包括：第一激光器、色散补偿器、第一光纤耦合器、N个光学开关、N通道光电控制器以及N个光纤透镜；其中，第一光纤耦合器通过光纤分别与N个光学开关连接，N通道光电控制器分别连接N个光学开关，N个光学开关通过光纤与N个光纤透镜对应连接，N为大于或等于2的正整数。第一激光器，用于输出第一光脉冲；色散补偿器，用于对第一光脉冲做色散补偿以输出第二光脉冲；第一光纤耦合器，通过光纤连接色散补偿器，用于将第二光脉冲分成N束光脉冲；N通道光电控制器，用于根据N个控制信号控制N个光学开关的状态，以调整N束光脉冲的光强度，其中，该N个控制信号是分别根据N个待写入数据得到的信号，该N束光脉冲用于指示N个待写入数据；N个光纤透镜，用于将N束光脉冲聚焦至光存储介质，以将N个待写入数据写入光存储介质，其中，N个光纤透镜与N束光脉冲一一对应。
通过上述数据读写装置，可以并行地从光存储介质中读取将N个数据，能够显著提高数据读取的效率。
一种可能的实现方式中，上述第一光纤耦合器是1×N的光纤耦合器，该第一光纤耦合器用作光束分束器，当待写入数据包括N个时，第一光纤耦合器将上述第一光脉冲分成N个相同的光脉冲。
一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的数据读写装置还包括：第二激光器、第二光纤耦合器、N个第三光纤耦合器以及N通道探测器，其中，N个第三光纤耦合器分别通过光纤连接第二光纤耦合器、N个光纤透镜以及N通道探测器。第二激光器，用于输出第一连续激光；第二光纤耦合器，通过光纤连接第二激光器，用于将第一连续激光分成N束连续激光；N个光纤透镜，还用于接收N束连续激光，将N束连续激光聚焦至光存储介质上，并接收光存储介质根据N束连续激光产生的N个荧光信号，其中，N个光纤透镜与N束连续激光一一对应，该N个荧光信号分别用于指示N个待读取的数据；N通道探测器，用于分别探测N个荧光信号的光强度，以获得N个待读取的数据。
第四方面，本申请实施例提供一种数据读写装置，包括：第二激光器、第二光纤耦合器、N个第三光纤耦合器、N个光纤透镜以及N通道探测器，其中，N个第三光纤耦合器分别通过光纤连接第二光纤耦合器、N个光纤透镜以及N通道探测器。第二激光器，用于输出第一连续激光；第二光纤耦合器，通过光纤连接第二激光器，用于将第一连续激光分成N束连续激光；N个光纤透镜，用于接收N束连续激光，将该N束连续激光聚焦至光存储介质上，并接收光存储介质根据该N束连续激光产生的N个荧光信号，其中，N个光纤透镜与N束连续激光一一对应，N个荧光信号分别用于指示N个待读取的数据；N通道探测器，用于分别探测N个荧光信号的光强度，以获得N个待读取的数据。
通过本申请实施例提供的数据读写装置，可以并行地读取光存储介质(透明光盘)中存储的N个数据，能够显著提高数据读取的效率。
结合第三方面及其可能的实现方式，第四方面及其可能的实现方式，本申请实施例提供的数据读写装置还包括：隔离器，分别通过光纤连接第二激光器以及第二光纤耦合器，用于阻止N个荧光信号传输至第二激光器，能够保证第二激光器不被荧光信号损坏。
结合第三方面及其可能的实现方式，第四方面及其可能的实现方式，本申请实施例提供的数据读写装置还包括：N个带通滤波器，分别通过光纤连接N通道探测器以及N个第三光纤耦合器，用于接收N个荧光信号，并对N个荧光信号进行滤波，该N个带通滤波器与N个荧光信号一一对应；N通道探测器，具体用于探测滤波后的N个荧光信号的光强度，以获得待读取的数据。该N个带通滤波器能够分别滤除N个荧光信号中的杂散光和反射光，提高N个荧光信号的信噪比，提高读取的数据的准确度。
结合第三方面及其可能的实现方式，第四方面及其可能的实现方式，本申请实施例提供的数据读写装置还包括：压电促动器，用于驱动N个光纤透镜移动，以调节N个光纤透镜的位置，N个光纤透镜的位置分别对应于光存储介质上不同的数据记录点的位置。
需要说明的是，本申请实施例中的数据读写装置包含一个压电促动器，该压电促动器可以同时驱动N个光纤透镜沿同一方向移动。可选地，该N个光纤透镜可以固定在一起，该压电促动器固定在其中一个压电促动器的一侧。
第五方面，本申请实施例提供一种电子设备，该电子设备包括光存储介质和上述第一方面及其可能的实现方式中任意之一所述的数据读写装置，或者该电子设备包括上述第二方面及其可能的实现方式中任意之一所述的数据读写装置，或者该电子设备包括上述第三方面及其可能的实现方式中任意之一所述的数据读写装置，或者该电子设备包括上述第四方面及其可能的实现方式中任意之一所述的数据读写装置。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种光存储系统的架构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种数据读写装置的结构示意图一；
图3为本申请实施例提供的一种数据读写装置的结构示意图二；
图4为本申请实施例提供的一种数据读写装置的结构示意图三；
图5为本申请实施例提供的一种数据读写装置的结构示意图四；
图6为本申请实施例提供的一种数据读写装置的结构示意图五；
图7为本申请实施例提供的一种数据读写装置的结构示意图六；
图8为本申请实施例提供的一种数据读写装置的结构示意图七；
图9为本申请实施例提供的一种数据读写装置的结构示意图八；
图10为本申请实施例提供的数据读写装置的结构示意图九；
图11为本申请实施例提供的数据读写装置的结构示意图十；
图12为本申请实施例提供的数据读写装置的结构示意图十一；
图13为本申请实施例提供的数据读写装置的结构示意图十二；
图14为本申请实施例提供的数据读写装置的结构示意图十三；
图15为本申请实施例提供的数据读写装置的结构示意图十四；
图16为本申请实施例提供的数据读写装置的结构示意图十五；
图17为本申请实施例提供的数据读写装置的结构示意图十六；
图18为本申请实施例提供的数据读写装置的结构示意图十七；
图19为本申请实施例提供的数据读写装置的结构示意图十八；
图20为本申请实施例提供的数据读写装置的结构示意图十九；
图21为本申请实施例提供的数据读写装置的结构示意图二十。
具体实施方式
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
本申请实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一光脉冲和第二光脉冲等是用于区别不同的光脉冲，而不是用于描述光脉冲的特定顺序，第一激光器和第二激光器等是用于区别不同的激光器，而不是用于描述激光器的特定顺序。
在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个处理单元是指两个或两个以上的处理单元；多个系统是指两个或两个以上的系统。
基于背景技术存在的问题，本申请实施例提供一种数据读写装置及电子设备，该数据读写装置中的第一激光器根据控制信号输出第一光脉冲，该第一光脉冲是根据待写入数据得到的信号，然后色散补偿器对该第一光脉冲做色散补偿并输出第二光脉冲，进而与该色散补偿器连接的光纤透镜将该第二光脉冲聚焦至光存储介质，以将待写入数据写入光存储介质。该数据读写装置中的器件(例如色散补偿器、光纤透镜)是光纤器件，且光纤器件通过光纤耦合连接，由于光纤器件对外界环境不敏感，能够稳定地工作于恶劣的环境中，因此通过该数据读写装置进行数据读写，能够提升数据读写的性能。
本申请实施例提供的数据读写装置可以应用于图1所示的光存储系统中，该光存储系统包括光存储介质101、读写光路模块102、信号处理模块103、编解码器104、主控制模块105、光路控制模块106、伺服控制模块107、伺服机电系统108以及通信接口109。
上述光存储介质101可以为光盘，光盘包括只读型光盘和可记录型光盘，常见的光盘包括CD、DVD、蓝光光盘、透明光盘等，本申请实施例中的光存储介质为透明光盘。一般的，光盘的厚度约为1.2毫米(mm)，直径为120mm，单个光盘的容量在GB级别至TB级别不等。
光盘主要包括基板，记录层以及保护层，基板是光盘各个部分的载体，也是光盘的物理外壳，基板可以由聚碳酸酯(polycarbonate，PC)等材料制作；记录层是光盘中刻录信号的一层，记录层由涂抹在基板上的有机材料(或相变材料)组成，通过激光照射记录层以写入数据或读取数据；保护层用于保护记录层，防止记录层被破坏，可选地，保护层的材料可以为光固化丙烯酸类物质。
光盘的记录层的层数可以为多层，例如，蓝光光盘的记录层包括4层，容量可达到300GB，透明光盘的记录层可大于30层，容量达到TB量级。
可选地，在一些情况下，在记录层和保护层之间还包括反射层，反射层用于反射激光，以读取光盘中的数据；在保护层外面还包括印刷层，印刷层上印刷光盘的标识、容量等信息。
应理解，对于不同类型的光盘，光盘的各个层可以由不同的材料制作，例如，对于蓝光光盘，其记录层由相变材料制成，对于透明光盘，透明光盘是由均一材料和基底(基板)组成，通过聚焦在不同的深度来实现分层写入的，均一材料可以为PC材料、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMAA)或聚二甲基硅氧烷(polydimethyl siloxane，PDMS)等材料。
读写光路模块102用于将光信号(该光信号指示待写入数据)写入光存储介质101或者从光存储介质101中读取光信号(该光信号指示待读取的数据)。
本申请实施例中，读写光路模块102由光学器件和光纤器件组成，本申请实施例提供的数据读写装置即为该光存储系统中的读写光路模块102，关于数据读写装置的详细描述将在下述实施例进行介绍。
信号处理模块103用于对读写光路模块102输出的光信号(指示待读取的数据)进行处理，去除该光信号中的干扰信号。
编解码器104用于待写入的数据进行编码或者对待读取的数据进行解码。
主控制模块105用于在写数据或读数据的过程中进行事务的控制管理，并且根据待写入的数据生成电路控制信号和伺服控制信号，其中，电路控制信号输入至光路控制模块106，伺服控制信号输入至伺服控制模块107。
主控制模块105包括缓存管理模块、寻址管理模块、数据布局模块以及队列管理模块。其中，缓存管理模块用于缓存待写入的数据；寻址管理模块用于生成数据在盘片上对应的物理位置，数据布局模块用于将数据根据规则排布在光盘不同分区上，队列管理模块用于管理缓存队列。
光路控制模块106用于根据电路控制信号生成光控制信号(也可以称为控制信号)，并将该光控制信号输入至读写光路模块102。
伺服控制模块107与伺服机电系统108连接，伺服控制模块107根据伺服控制信号输出驱动伺服电机系统108中的电机以控制读写光路模块中用于读数据或者写数据的光头的位置。
通信接口109用于接收写数据指令和读数据指令，并且用于接收待写入的数据，或者输出待读取的数据。
结合上述光存储系统中的各个模块的作用，以下简单介绍向光存储介质中写数据入过程和从光存储介质中读数据的过程。
写数据：通过通信接口109接收待写入数据和写数据指令，编解码器104对待写入数据进行编码，并将编码后的待写入数据保存在缓存中，进而将该待写入数据传输至光路控制模块106，光路控制模块106根据待写入数据和主控制模块105输出的电路控制信号进行光路调控，产生光控制信号，读写光路模块102根据该光控制信号产生激光信号，并且将该激光信号聚焦至光存储介质101，从而完成数据写入；在数据写入过程中，上述伺服控制模块107和伺服电机系统108根据主控制模块105输出的伺服控制信号控制伺服控制系统108的电机以控制读写光路模块中的光头移动，使得光头对应光存储介质101的不同位置(三维空间的位置，包括上下，左右，前后)，从而实现光存储介质101上不同位置。
读数据：通过通信接口109接收读数据指令，然后主控制模块10生成伺服控制信号和电路控制信号，从而光路控制模块106根据该电路控制信号生产光控制信号，读写光路模块102根据该光控制信号产生激光信号(需要说明的是，该激光信号与数据写入时产生的激光信号不同)，并将该激光信号聚焦至光存储介质101，并且读写光路模块102接收光存储介质101反射的荧光信号，进而对该荧光信号进行探测，得到待读取的数据，该待读取的数据通过信号处理模块103的处理之后，再由编解码器104对该待读取的数据进行解码输出，从而完成数据读取。
结合上述光存储系统，如图2所示，本申请实施例提供一种数据读写装置，用于数据写入，该数据读写装置包括：第一激光器201、色散补偿器202以及光纤透镜203，第一激光器201连接色散补偿器202的输入端，色散补偿器202的输出端连接光纤透镜203。
其中，第一激光器201，用于根据控制信号输出第一光脉冲，该控制信号是根据待写入数据得到的信号；色散补偿器202，用于对第一光脉冲做色散补偿以输出第二光脉冲；光纤透镜203，通过光纤连接色散补偿器202，用于将第二光脉冲聚焦至光存储介质，以将待写入数据写入光存储介质。
本申请实施例中，上述第一激光器201是数据读写装置中产生光源的设备，在写数据时，开启该第一激光器201，该第一激光器201接收到光存储系统中的光路控制模块输出的控制信号之后，根据该控制信号产生脉冲激光(即上述第一光脉冲)。可选地，第一激光器201可以为飞秒激光器或皮秒激光器，飞秒激光器或皮秒激光器也可以统称为超快激光器，飞秒激光器产生的脉冲激光的脉冲宽度为飞秒(10-15秒)级，皮秒激光器产生的脉冲激光的脉冲宽度为皮秒(10-12秒)级。
可选地，上述第一激光器201可以是掺镱光纤激光器，该掺镱光纤激光器输出的激光的波长为1030纳米(nm)，重复频率为40兆赫兹(MHz)，脉冲宽度为200飞秒(fs)，输出功率为5瓦(W)。
本申请实施例中，由于光脉冲在光纤中传输时，光纤可能会引入色散，导致光脉冲的脉冲宽度增加，从而影响写入的数据的准确度，因此，将上述第一激光器201产生的第一光脉冲输入至色散补偿器202，以对光纤引入的色散进行补偿，将脉宽调节至所需的参数。
可选地，色散补偿器202包括啁啾补偿器，啁啾补偿器是通过棱镜对或者光栅对来调节色散参数，从而提供反向色散以对第一光脉冲进行色散补偿，得到第二光脉冲。应理解，该啁啾补偿器通过光纤连接光纤透镜203，该啁啾补偿器中包括聚焦透镜，经过色散补偿后的第二光脉冲通过该聚焦透镜耦合入光纤，从而传输至光纤透镜203。
本申请实施例中，光纤透镜203作为数据读写装置的探头，将第一脉冲光聚焦至光存储介质(光盘)上，由于第一激光器201产生的第一光脉冲是超短脉冲激光，该超短脉冲激光聚焦在光存储介质上，使得光存储介质的记录层的透明材料中的碳氧键和碳碳键被破坏，从而形成荧光效应的含碳团簇，完成数据写入。
上述光纤透镜203可以为梯度折射率(gradient-index，GRIN)光纤透镜，GRIN光纤透镜的折射率是梯度变化的，具体的，GRIN光纤透镜的折射率沿该GRIN光纤透镜的中心轴线沿径向方向逐渐减小，第二光脉冲进入GRIN光纤透镜后，并在GRIN光纤透镜中传播时，光线会发生连续偏折。由于GRIN光纤透镜的折射率是连续变化的，因而具有自聚焦功能，聚焦性能较好。又由于GRIN光纤透镜的端面是平面，因此便于与其他端面为平面的光学器件通过熔接的方式集成在一起，有利于提高探头的机械强度和稳定性。
进一步的，由于GRIN光纤透镜的端头(与光存储介质相邻的一端)尺寸很小，可以达到毫米级，且GRIN光纤透镜的重量轻，因此，该GRIN光纤透镜能够支持更高频的伺服反馈信号。
可选地，上述光纤透镜203还可以为超材料透镜或光纤端球等其他的透镜，具体可以根据实际使用需求选择合适的光纤透镜，本申请实施例不作限定。
在一种实现方式中，如图3所示，本申请实施例提供的数据读写装置还包括压电促动器204，该压电促动器204的一侧固定有光纤透镜203，该压电促动器204用于驱动光纤透镜203移动，以调节光纤透镜203的位置，该光纤透镜203的位置对应于光存储介质上的数据记录点的位置。
本申请实施例中，通过调节压电促动器204的输入电压调节光纤透镜204的位置，从而改变聚焦至光存储介质中的光斑在光存储介质的位置，以在光存储介质上不同的数据记录点上写入数据。应理解，通过该光存储系统中的伺服控制系统能够实时输出伺服反馈信号，从而调节压电促动器204的输入电压，从而实时调整光纤透镜203的位置。
结合图3，该压电促动器204是三轴的压电促动器，即该压电促动器204可以控制光纤透镜203在空间三个维度(例如沿x轴，y轴和z轴)移动，其中，沿x轴和y轴移动可以控制光纤透镜203将第二光脉冲聚焦在光存储介质的平面上的不同位置，沿z轴移动可以控制光纤透镜203将第二光脉冲聚焦在光存储介质的记录层的不同层，即控制聚焦光斑在光存储介质内的深度，从而在不同记录层进行数据写入。
可选地，上述啁啾补偿器中的聚焦透镜与光纤通过紫外胶固定，光纤透镜203通过紫外胶固定在压电促动器204的一侧。
可选地，用于驱动光纤透镜203移动的器件也可以为音圈电机，即上述压电促动器204可以被替换为音圈电机。
如图4所示，本申请实施例提供的数据读写装置还包括(第二)激光器205、光纤耦合器206以及探测器207，可用于数据读取。其中，光纤耦合器206分别通过光纤连接第二激光器205、光纤透镜203以及探测器207。该第二激光器205，用于输出第一连续激光；光纤透镜203，还用于接收第一连续激光，将该第一连续激光聚焦至光存储介质上，并接收该光存储介质根据第一连续激光产生的第一荧光信号，其中，该第一荧光信号用于指示待读取的数据；探测器207，用于探测第一荧光信号的光强度，以获得待读取的数据。
本申请实施例中，光纤耦合器是光纤器件之间的连接器件，光纤耦合器包括两个端(可以称为第一端和第二端)，第一端和第二端分别连接不同的器件，光纤耦合器的规格记为1×N，其中，1表示第一端的端口数，N表示第二端的端口数，即第一端包括1个端口，第二端包括N(N为大于或等于1的正整数)个端口，可以用于连接N个器件。例如，该数据读写装置包括一个1×3的光纤耦合器，即上述图3中的光纤耦合器206是1×3的光纤耦合器，该光纤耦合器206的第一端的端口连接光纤透镜203，第二端的第1个端口连接色散补偿器202，第二端的第2个端口连接第二激光器205，第二端的第3个端口连接探测器207。
可选地，本申请实施例提供的数据读写装置也可以包括2个1×2的光纤耦合器，如图5所示，光纤耦合器206a的第一端连接光纤透镜203，光纤耦合器的206a的第二端的第1个端口连接色散补偿器202；光纤耦合器206b的第一端连接光纤耦合器206a的第二端的第2个端口，光纤耦合器206b的第二端的第1个端口连接第二激光器205，第二端的第2个端口连接探测器207。
需要说明的是，在实际应用中，可以根据具体需求选择不同规格、不同数量的光纤耦合器，本申请实施例不作限定。
在读取数据的过程中，开启上述第二激光器205生成第一连续激光以用于激发光存储介质中的具有荧光效应的含碳团簇，具体的，该第一连续激光通过光纤传输至光纤透镜203，该光纤透镜203将该第一连续激光聚焦至光存储介质，使得该光存储介质的记录层中的含碳团簇受到激发从而产生第一荧光信号，该第一荧光信号反射至光纤透镜203并传输至探测器207，通过探测器207对该第一荧光信号的光强度进行探测从而获得待读取的数据，之后再由光存储系统中的其他模块对待读取的数据进行后续的信号处理和解码处理。
上述第二激光器205为连续光激光脉冲器，用于产生连续激光，可选地，该第二激光器205可以为连续光半导体激光器，该连续光半导体激光器产生的激光的波长为400～500nm，输出功率为10毫瓦(mW)，该400～500nm的连续激光聚焦在光存储介质上能够产生波长为600～700nm的第一荧光信号。
可选地，上述探测器207可以为光电倍增管(photomultiplier tube，PMT)或雪崩光电二极管(avalanche photo diode，APD)。
同理，在读取数据的过程，上述压电促动器204可以驱动光纤透镜203移动，以调节光纤透镜203的位置，从而读取光存储介质中不同位置的数据记录点所记录的数据。
可以理解的是，在上述数据写入和数据读取过程中，用于产生光源(激光信号)的激光器为两个独立运行的激光器，数据写入时使用超快激光器产生脉冲激光，数据读出时使用连续光半导体激光器产生连续激光。
结合图4，如图6所示，在一种实现方式中，本申请实施例提供的数据读写装置还包括隔离器208，该隔离器208分别通过光纤连接第二激光器205以及光纤耦合器206，该隔离器208用于组织第一荧光信号传输至第二激光器。
本申请实施例中，在读取数据的过程中，通过光纤透镜203收集到的第一荧光信号需进入探测器207，若该第一荧光信号反射至第二激光器205，则可能损坏该第二激光器205，通过在第二激光器205的一端连接隔离器208，阻止该第一荧光信号进入第二激光器205，能够保证第二激光器205安全运行。
结合图6，如图7所示，在一种实现方式中，本申请实施例提供的数据读写装置还包括带通滤波器209，该带通滤波器209分别连接探测器207以及光纤耦合器206，该带通滤波器209用于接收第一荧光信号，并对该第一荧光信号进行滤波。上述探测器207具体用于探测滤波后的第一荧光信号的光强度，以获取待读取的数据。
本申请实施例中，上述带通滤波器209的滤波波段为600～700nm，通过该带通滤波器209能够将波长在600～700nm的波段之外的杂散光和反射光滤除，提高第一荧光信号的信噪比，使得探测器207探测的待读取的数据更加准确。
本申请实施例提供一种数据读写装置，该数据读写装置中的第一激光器根据控制信号输出第一光脉冲，该第一光脉冲是根据待写入数据得到的信号，然后色散补偿器对该第一光脉冲做色散补偿并输出第二光脉冲，进而与该色散补偿器连接的光纤透镜将该第二光脉冲聚焦至光存储介质，以将待写入数据写入光存储介质。该数据读写装置中的器件是光纤器件，且该光纤器件通过光纤耦合连接，由于光纤器件对外界环境不敏感，能够稳定地工作于恶劣的环境中，因此通过该数据读写装置进行数据读写，能够提升数据读写的性能。
进一步的，通过光纤连接上述各个器件使得光路集成度高，数据读写装置的尺寸比传统的使用光学器件构成的数据读写装置的尺寸小。
如图8所示，本申请实施例提供一种数据读写装置，用于数据读取，该数据读写装置包括：第二激光器801、光纤耦合器802、光纤透镜803以及探测器804。其中，光纤耦合器802分别通过光纤连接第二激光器801、光纤透镜803以及探测器804。第二激光器801，用于输出第一连续激光；光纤透镜803，用于接收第一连续激光，将第一连续激光聚焦至光存储介质上，并接收光存储介质根据第一连续激光产生的第一荧光信号，该第一荧光信号用于指示待读取的数据；探测器804，用于探测第一荧光信号的光强度，以获得待读取的数据。
可选地，上述光纤耦合器802可以是一个1×2的光纤耦合器，该光纤耦合器802的第一端的端口连接光纤透镜803，第二端的第1个端口连接第二激光器801，第二端的第2个端口连接探测器804。
需要说明的是，上述光纤耦合器802也可以是其他规格的光纤耦合器(例如1×N的光纤耦合器)，具体需求选择不同规格的光纤耦合器，本申请实施例不作限定。
通过本申请实施例提供的数据读写装置，可以读取光存储介质(透明光盘)中存储的数据，需要说明的是，本申请实施例不限定光存储介质中存储的数据是如何写入。关于该数据读写装置读取数据的详细过程以及该数据读写装置中的第二激光器801、光纤透镜803以及探测器704的描述可参考上述实施例的相关描述，此处不再赘述。
结合图8，如图9所示，在一种实现方式中，本申请实施例提供的数据读写装置还包括隔离器805，该隔离器805分别通过光纤连接第二激光器801以及光纤耦合器802，该隔离器805用于阻止第一荧光信号传输至第二激光器801。
本申请实施例中，若第一荧光信号反射至第二激光器801，则可能损坏该第二激光器801通过在第二激光器801的一端连接隔离器805，阻止该第一荧光信号进入第二激光器801，能够保证第二激光器801安全运行。
结合图9，如图10所示，在一种实现方式中，本申请实施例提供的数据读写装置还包括带通滤波器806，该带通滤波器806分别连接探测器804以及光纤耦合器802，该带通滤波器806用于接收第一荧光信号，并对第一荧光信号进行滤波；上述探测器804，具体用于探测滤波后的第一荧光信号的光强度，以获得待读取的数据。
上述带通滤波器806能够滤除第一荧光信号中的杂散光和反射光，提高第一荧光信号的信噪比，使得探测器804探测的待读取的数据更加准确。
结合图10，如图11所示，在一种实现方式中，本申请实施例提供的数据读写装置还包括压电促动器807，用于驱动光纤透镜803移动，以调节光纤透镜803的位置，光纤透镜803的位置对应于光存储介质上的数据记录点的位置。
上述压电促动器807可以驱动光纤透镜803在三维空间移动，以调节光纤透镜703的位置，从而读取光存储介质中不同位置的数据记录点所记录的数据。
关于上述隔离器805、带通滤波器806以及压电促动器807的其他描述可参考上述实施例的内容，此处不再赘述。
本申请实施例提供一种数据读写装置，该数据读写装置中的光纤透镜将第二激光器输出的第一连续激光聚焦至光存储介质上，并接收光存储介质根据第一连续激光产生的第一荧光信号，该第一荧光信号用于指示待读取的数据，进而通过探测器探测第一荧光信号的光强度，以获得待读取的数据。该数据读写装置中的器件是光纤器件，且该光纤器件通过光纤耦合连接，由于光纤器件对外界环境不敏感，能够稳定地工作于恶劣的环境中，因此通过该数据读写装置进行数据读写，能够提升数据读写的性能。
进一步的，通过光纤连接上述各个器件使得光路集成度高，数据读写装置的尺寸比传统的使用光学器件构成的数据读写装置的尺寸小。
进一步的，本申请实施例提供一种数据读写装置，可用于进行并行数据写入和并行数据读取，如图12所示，该数据读写装置包括：第一激光器1201、色散补偿器1202、第一光纤耦合器1203、N个光学开关1204、N通道光电控制器1205以及N个光纤透镜1206。其中，第一光纤耦合器1203通过光纤分别与N个光学开关1204连接，N通道光电控制器1205分别连接N个光学开关1204，该N个光学开关1204通过光纤与N个光纤透镜1206对应连接，N为大于或等于2的正整数。其中，第一激光器1201，用于输出第一光脉冲；色散补偿器1202，用于对第一光脉冲做色散补偿以输出第二光脉冲；第一光纤耦合器1203，通过光纤连接色散补偿器1202，用于将第二光脉冲分成N束光脉冲；N通道光电控制器1205，用于根据N个控制信号控制N个光学开关1204的状态，以调整N束光脉冲的光强度，该N个控制信号是分别根据N个待写入数据得到的信号，N束光脉冲用于指示N个待写入数据；N个光纤透镜1206，用于将N束光脉冲聚焦至光存储介质，以将N个待写入数据写入光存储介质，其中，N个光纤透镜与N束光脉冲一一对应。
上述第一光纤耦合器1203是1×N的光纤耦合器，该第一光纤耦合器用作光束分束器，当待写入数据包括多个时，第一光纤耦合器1203将上述第一光脉冲分成N个相同的光脉冲。
本申请实施例中，光存储系统中的光路控制模块根据N个待写入数据分别生成N个控制信号，并且将该N个控制信号输入至N通道光电控制器1205，该N通道光电控制器1205根据该N个控制信号分别控制N个光学开关1204的开关状态，从而调整上述N个光脉冲的光强度，将上述N个光脉冲调整为与该N个待写入数据对应的光脉冲。光学开关的开关状态指的是光学开关的闭合程度，例如，N通道光电控制器控制第1个光学开关的闭合程度为80％，控制第2个光学开关的闭合程度为50％，如此，该第1个光学开关输出的光脉冲的光强度与第2个光学开关输出的光脉冲的光强度不同。
进一步的，N个光纤透镜1206中的每一个光纤透镜将(N束光脉冲中)对应的一束光脉冲聚焦至光存储介质，以将该组待写入数据写入光存储介质。例如，第1个光纤透镜用于将第1个光学开关输出的光脉冲(也可以称为第1束光脉冲)聚焦至光存储介质上，第2个光纤透镜用于将第2个光学开关输出的光脉冲(也可以称为第2束光脉冲)聚焦至光存储介质上，依次类推，第N个光纤透镜用于将第N个光学开关输出的光脉冲(也可以称为第N束光脉冲)聚焦至光存储介质上，从而并行地将N个数据写入光存储介质，可以显著提高数据写入的效率。
与上述图1所示的数据读写装置类似，第一激光器1201可以为飞秒激光器或皮秒激光器，色散补偿器1202可以包括啁啾补偿器，N个光纤透镜1206可以为GRIN光纤透镜，关于各个器件的具体描述可参考上述实施例中的相关描述，此处不再赘述。
结合图12，如图13所示，在一种实现方式中，本申请实施例提供的数据读写装置：第二激光器1207、第二光纤耦合器1208、N个第三光纤耦合器1209以及N通道探测器1210，其中，该N个第三光纤耦合器1209分别通过光纤连接第二光纤耦合器1208、N个光纤透镜1206以及N通道探测器1210。第二激光器1207，用于输出第一连续激光；第二光纤耦合器1208，通过光纤连接第二激光器1207，用于将第一连续激光分成N束连续激光；N个光纤透镜1206，还用于接收N束连续激光，将该N束连续激光聚焦至光存储介质上，并接收光存储介质根据N束连续激光产生的N个荧光信号。其中，N个光纤透镜1206与N束连续激光一一对应，N个荧光信号分别用于指示N个待读取的数据；N通道探测器1210，用于分别探测N个荧光信号的光强度，以获得N个待读取的数据。
上述N个第三光纤耦合器1209均为1×3的光纤耦合器，以第1个第三光纤耦合器为例，该第三光纤耦合器1209的第一端的端口连接第1个光纤透镜1206，第二端的第1个端口连接色散补偿器1202，第二端的第2个端口连接第二激光器1207，第二端的第3个端口连接N通道探测器1210。
可选地，本申请实施例提供的数据读写装置也可以包括2*N个1×2的第三光纤耦合器，该2*N个第三光纤耦合器分为两组，每一组包括N个第三光纤耦合器，第一组中的N个第三光纤耦合器分别与第二组中的N个第三光纤耦合器一一对应。具体的，以第一组中的第1个第三光纤耦合器和第二组中的第1个第三光纤耦合器为例，该如图14所示，第三光纤耦合器1209a的第一端连接第1个光纤透镜1206，第三光纤耦合器的1209a的第二端的第1个端口连接色散补偿器1202；第三光纤耦合器1209b的第一端连接第三光纤耦合器1209a的第二端的第2个端口，第三光纤耦合器1209b的第二端的第1个端口连接第二激光器1207，第二端的第2个端口连接N通道探测器1210。
具体的，N个光纤透镜1206中的每一个光纤透镜将(N束连续激光中)对应的一束连续激光聚焦至光存储介质，并接收这一束连续激光对应的荧光信号，进而该荧光信号传输至N通道探测器1210中的一个通道。
通过上述数据读写装置，可以并行地从光存储介质中读取将N个数据，能够显著提高数据读取的效率。
结合图13，如图15所示，在一种实现方式中，本申请实施例提供的数据读写装置，还包括隔离器1211，该隔离器1211分别通过光纤连接第二激光器1207以及第二光纤耦合器1208，该隔离器1211用于阻止上述N个荧光信号传输至第二激光器。
同理，隔离器1211能够阻止上述N个荧光信号进入第二激光器1207，能够保证第二激光器1207不被荧光信号损坏。
结合图15，如图16所示，在一种实现方式中，本申请实施例提供的数据读写装置还包括N个带通滤波器1212，该N个带通滤波器1212分别通过光纤连接N通道探测器1210以及N个第三光纤耦合器1209，该带通滤波器1212用于接收上述N个光线透镜1207分别输出的N个荧光信号，并对N个荧光信号进行滤波，该N个带通滤波器与N个荧光信号一一对应；N通道探测器1210，具体用于分别探测滤波后的N个荧光信号的光强度，以获得N个待读取的数据。
上述N个带通滤波器1212能够分别滤除N个荧光信号中的杂散光和反射光，提高N个荧光信号的信噪比，提高读取的数据的准确度。
结合图16，如图17所示，在一种实现方式中，本申请实施例提供的数据读写装置还包括压电促动器1213，该压电促动器1213用于驱动N个光纤透镜1206移动，以调节N个光纤透镜1206的位置，该N个光纤透镜1206的位置分别对应于光存储介质上不同的数据记录点的位置。
上述压电促动器1213可以驱动N个光纤透镜1206在三维空间移动，以调节N个光纤透镜1206的位置，从而向光存储介质的不同位置的数据记录点写入数据，或者读取光存储介质中不同位置的数据记录点所记录的数据。需要说明的是，本申请实施例中的数据读写装置包含一个压电促动器，该压电促动器可以同时驱动N个光纤透镜沿同一方向移动。可选地，该N个光纤透镜可以固定在一起，该压电促动器固定在其中一个压电促动器的一侧。
需要说明的是，对于隔离器1211、带通滤波器1212以及压电促动器1213的其他描述可参考上述实施例的相关描述，此处不再赘述。
如图18所示，本申请实施例提供一种数据读写装置，可用于进行并行数据读取，该数据读写装置包括：第二激光器1801、第二光纤耦合器1802、N个第三光纤耦合器1803、N个光纤透镜1804以及N通道探测器1805。其中，N个第三光纤耦合器1803分别通过光纤连接第二光纤耦合器1802、N个光纤透镜1804以及N通道探测器1805。第二激光器1801，用于输出第一连续激光；第二光纤耦合器1802，通过光纤连接第二激光器1801，用于将第一连续激光分成N束连续激光；N个光纤透镜1804，用于接收N束连续激光，将N束连续激光聚焦至光存储介质上，并接收光存储介质根据N束连续激光产生的N个荧光信号，该N个光纤透镜1804与N束连续激光一一对应，该N个荧光信号分别用于指示N个待读取的数据；N通道探测器1805，用于分别探测N个荧光信号的光强度，以获得N个待读取的数据。
可选地，上述N个第三光纤耦合器1803可以均为1×2的光纤耦合器，例如第1个第三光纤耦合器1803的第一端的端口连接第1个光纤透镜1804，第二端的第1个端口连接第二激光器1801，第二端的第2个端口连接N通道探测器1805。
需要说明的是，上述第三光纤耦合器1803也可以是其他规格的光纤耦合器(例如1×N的光纤耦合器)，具体需求选择不同规格的光纤耦合器，本申请实施例不作限定。
通过本申请实施例提供的数据读写装置，可以并行地读取光存储介质(透明光盘)中存储的N个数据，能够显著提高数据读取的效率。
需要说明的是，本申请实施例不限定光存储介质中存储的数据是如何写入。关于该数据读写装置读取数据的详细过程以及该数据读写装置中的第二激光器1801、N个光纤透镜1804以及N通道探测器1805的描述可参考上述实施例的相关描述，此处不再赘述。
结合图18，如图19所示，在一种实现方式中，本申请实施例提供的数据读写装置还包括隔离器1806，该隔离器1806分别通过光纤连接第二激光器1801以及第二光纤耦合器1802，该隔离器1806用于阻止N个荧光信号传输至第二激光器1801。
同理，隔离器1806能够阻止上述N个荧光信号进入第二激光器1801，能够保证第二激光器1801不被荧光信号损坏。
结合图19，如图20所示，在一种实现方式中，本申请实施例提供的数据读写装置还包括N个带通滤波器1807，该N个带通滤波器1807分别通过光纤连接N通道探测器1805以及N个第三光纤耦合器1803，该带通滤波器1807用于接收N个荧光信号，并对N个荧光信号进行滤波，N个带通滤波器与N个荧光信号一一对应；N通道探测器1805，具体用于分别探测滤波后的N个荧光信号的光强度，以获得N个待读取的数据。
上述N个带通滤波器1807能够分别滤除N个荧光信号中的杂散光和反射光，提高N个荧光信号的信噪比，提高读取的数据的准确度。
结合图20，如图21所示，在一种实现方式中，本申请实施例提供的数据读写装置还包括压电促动器1808，压电促动器1808用于驱动N个光纤透镜1804移动，以调节N个光纤透镜1804的位置，该N个光纤透镜1804的位置分别对应于光存储介质上不同的数据记录点的位置。
上述压电促动器1808可以驱动N个光纤透镜1804在三维空间移动，以调节N个光纤透镜1804的位置，从而读取光存储介质中不同位置的数据记录点所记录的数据。
关于上述隔离器1806、带通滤波器1807以及压电促动器1808的其他描述可参考上述实施例的内容，此处不再赘述。
本申请实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括光存储介质和图1至图7所述的数据读写装置，或者图8至图11所述的数据读写装置，或者图12至图17所述的数据读写装置，或者图18至图21所述的数据读写装置。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种数据读写装置，其特征在于，包括：
第一激光器，用于根据控制信号输出第一光脉冲，所述控制信号是根据待写入数据得到的信号；
色散补偿器，用于对所述第一光脉冲做色散补偿以输出第二光脉冲；
光纤透镜，通过光纤连接所述色散补偿器，用于将所述第二光脉冲聚焦至光存储介质，以将所述待写入数据写入所述光存储介质。
2.根据权利要求1所述的数据读写装置，其特征在于，所述数据读写装置还包括：
第二激光器、光纤耦合器以及探测器，其中，所述光纤耦合器分别通过光纤连接所述第二激光器、所述光纤透镜以及所述探测器；
所述第二激光器，用于输出第一连续激光；
所述光纤透镜，还用于接收所述第一连续激光，将所述第一连续激光聚焦至所述光存储介质上，并接收所述光存储介质根据所述第一连续激光产生的第一荧光信号，其中，所述第一荧光信号用于指示待读取的数据；
所述探测器，用于探测所述第一荧光信号的光强度，以获得所述待读取的数据。
3.根据权利要求2所述的数据读写装置，其特征在于，还包括：
隔离器，分别通过光纤连接所述第二激光器以及所述光纤耦合器，用于阻止所述第一荧光信号传输至所述第二激光器。
4.根据权利要求1至3任一项所述的数据读写装置，其特征在于，
所述第一激光器包括飞秒激光器或皮秒激光器。
5.根据权利要求1至3任一项所述的数据读写装置，其特征在于，
所述色散补偿器包括啁啾补偿器。
6.一种数据读写装置，其特征在于，包括：激光器、光纤耦合器、光纤透镜以及探测器；其中，所述光纤耦合器分别通过光纤连接所述激光器、所述光纤透镜以及所述探测器；
所述激光器，用于输出第一连续激光；
所述光纤透镜，用于接收所述第一连续激光，将所述第一连续激光聚焦至光存储介质上，并接收所述光存储介质根据所述第一连续激光产生的第一荧光信号，其中，所述第一荧光信号用于指示待读取的数据；
所述探测器，用于探测所述第一荧光信号的光强度，以获得所述待读取的数据。
7.根据权利要求6所述的数据读写装置，其特征在于，还包括：
隔离器，分别通过光纤连接所述激光器以及所述光纤耦合器，用于阻止所述第一荧光信号传输至所述激光器。
8.根据权利要求2、6或7所述的数据读写装置，其特征在于，还包括：
带通滤波器，分别连接所述探测器以及所述光纤耦合器，用于接收所述第一荧光信号，并对所述第一荧光信号进行滤波；
所述探测器，具体用于探测滤波后的第一荧光信号的光强度，以获得所述待读取的数据。
9.根据权利要求1至8任一项所述的数据读写装置，其特征在于，还包括：
压电促动器，用于驱动所述光纤透镜移动，以调节所述光纤透镜的位置，所述光纤透镜的位置对应于所述光存储介质上的数据记录点的位置。
10.根据权利要求2至8任一项所述的数据读写装置，其特征在于，
所述光纤透镜包括下述任一种：梯度折射率GRIN光纤透镜、超材料透镜或光纤端球。
11.根据权利要求2至8任一项所述的数据读写装置，其特征在于，
所述第一连续激光的波长范围为400～500纳米。
12.根据权利要求2至8任一项所述的数据读写装置，其特征在于，
所述第一荧光信号的波长为600～700纳米。
13.一种数据读写装置，其特征在于，包括：第一激光器、色散补偿器、第一光纤耦合器、N个光学开关、N通道光电控制器以及N个光纤透镜；其中，所述第一光纤耦合器通过光纤分别与所述N个光学开关连接，所述N通道光电控制器分别连接所述N个光学开关，所述N个光学开关通过光纤与N个光纤透镜对应连接，N为大于或等于2的正整数；
所述第一激光器，用于输出第一光脉冲；
所述色散补偿器，用于对所述第一光脉冲做色散补偿以输出第二光脉冲；
所述第一光纤耦合器，通过光纤连接所述色散补偿器，用于将所述第二光脉冲分成N束光脉冲；
所述N通道光电控制器，用于根据N个控制信号控制所述N个光学开关的状态，以调整所述N束光脉冲的光强度，其中，所述N个控制信号是分别根据N个待写入数据得到的信号，所述N束光脉冲用于指示所述N个待写入数据；
所述N个光纤透镜，用于将所述N束光脉冲聚焦至光存储介质，以将所述N个待写入数据写入所述光存储介质，其中，所述N个光纤透镜与所述N束光脉冲一一对应。
14.根据权利要求13所述的数据读写装置，其特征在于，所述数据读写装置还包括：第二激光器、第二光纤耦合器、N个第三光纤耦合器以及N通道探测器，其中，所述N个第三光纤耦合器分别通过光纤连接所述第二光纤耦合器、所述N个光纤透镜以及所述N通道探测器；
所述第二激光器，用于输出第一连续激光；
所述第二光纤耦合器，通过光纤连接所述第二激光器，用于将所述第一连续激光分成N束连续激光；
所述N个光纤透镜，还用于接收所述N束连续激光，将所述N束连续激光聚焦至所述光存储介质上，并接收所述光存储介质根据所述N束连续激光产生的N个荧光信号，其中，所述N个光纤透镜与所述N束连续激光一一对应，所述N个荧光信号分别用于指示N个待读取的数据；
所述N通道探测器，用于分别探测所述N个荧光信号的光强度，以获得所述N个待读取的数据。
15.一种数据读写装置，其特征在于，包括：第二激光器、第二光纤耦合器、N个第三光纤耦合器、N个光纤透镜以及N通道探测器，其中，所述N个第三光纤耦合器分别通过光纤连接所述第二光纤耦合器、所述N个光纤透镜以及所述N通道探测器；
所述第二激光器，用于输出第一连续激光；
第二光纤耦合器，通过光纤连接所述第二激光器，用于将所述第一连续激光分成N束连续激光；
所述N个光纤透镜，用于接收所述N束连续激光，将所述N束连续激光聚焦至光存储介质上，并接收所述光存储介质根据所述N束连续激光产生的N个荧光信号，其中，所述N个光纤透镜与所述N束连续激光一一对应，所述N个荧光信号分别用于指示N个待读取的数据；
所述N通道探测器，用于分别探测所述N个荧光信号的光强度，以获得所述N个待读取的数据。
16.根据权利要求14或15所述的数据读写装置，其特征在于，还包括：
隔离器，分别通过光纤连接所述第二激光器以及所述第二光纤耦合器，用于阻止所述N个荧光信号传输至所述第二激光器。
17.根据权利要求14至16任一项所述的数据读写装置，其特征在于，还包括：
N个带通滤波器，分别通过光纤连接所述N通道探测器以及所述N个第三光纤耦合器，用于接收所述N个荧光信号，并对所述N个荧光信号进行滤波，所述N个带通滤波器与所述N个荧光信号一一对应；
所述N通道探测器，具体用于分别探测滤波后的N个荧光信号的光强度，以获得所述待读取的数据。
18.根据权利要求13至17任一项所述的数据读写装置，其特征在于，还包括：
压电促动器，用于驱动所述N个光纤透镜移动，以调节所述N个光纤透镜的位置，所述N个光纤透镜的位置分别对应于所述光存储介质上不同的数据记录点的位置。
CN202010901414.7A 2020-08-31 2020-08-31 一种数据读写装置及电子设备 Pending CN114121090A (zh)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010901414.7A CN114121090A (zh) 2020-08-31 2020-08-31 一种数据读写装置及电子设备
PCT/CN2021/093983 WO2022041855A1 (zh) 2020-08-31 2021-05-15 一种数据读写装置及电子设备
JP2023513576A JP2023539261A (ja) 2020-08-31 2021-05-15 データ読み書き装置及び電子デバイス
EP21859700.3A EP4198986A4 (en) 2020-08-31 2021-05-15 DATA READING/WRITING DEVICE AND ELECTRONIC DEVICE
US18/174,700 US11922983B2 (en) 2020-08-31 2023-02-27 Data read/write apparatus and electronic device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010901414.7A CN114121090A (zh) 2020-08-31 2020-08-31 一种数据读写装置及电子设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114121090A true CN114121090A (zh) 2022-03-01

Family

ID=80354134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010901414.7A Pending CN114121090A (zh) 2020-08-31 2020-08-31 一种数据读写装置及电子设备

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11922983B2 (zh)
EP (1) EP4198986A4 (zh)
JP (1) JP2023539261A (zh)
CN (1) CN114121090A (zh)
WO (1) WO2022041855A1 (zh)

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5029023A (en) * 1989-09-29 1991-07-02 Regents Of The University Of California Laser-amplified motion detector and method
US6501551B1 (en) * 1991-04-29 2002-12-31 Massachusetts Institute Of Technology Fiber optic imaging endoscope interferometer with at least one faraday rotator
DE19859035A1 (de) * 1998-12-21 2000-06-29 Thomson Brandt Gmbh Gerät zum Lesen oder Schreiben optischer Aufzeichnungsträger mit unterschiedlichen Informationsträgerschichten
WO2003021317A2 (en) * 2001-08-29 2003-03-13 3M Innovative Properties Company Optical devices using shaped optical fibers and methods for making optical devices with shaped optical fibers
CN2594918Y (zh) * 2003-01-14 2003-12-24 天津大学 集成光学光盘读出头
CN100365714C (zh) * 2004-02-24 2008-01-30 索尼株式会社 光盘装置
CN100383861C (zh) * 2004-09-09 2008-04-23 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 光学存储装置
CZ2005413A3 (cs) * 2005-06-24 2007-01-31 Intv, S. R. O. Optické paměťové medium a optické zařízení pro zápis, mazání a čtení dat
JP2007231237A (ja) * 2006-03-03 2007-09-13 Konica Minolta Opto Inc 有機無機複合材料及び光学素子並びに有機無機複合材料の製造方法
JP2010258120A (ja) * 2009-04-23 2010-11-11 Fujifilm Corp 超短波パルス光源およびそれを備えた２光子吸収記録媒体記録装置
CN108597544B (zh) * 2018-05-10 2020-05-19 上海理工大学 一种多光束超分辨光存储的小型化光路系统
CN109905240A (zh) * 2019-03-26 2019-06-18 全球能源互联网研究院有限公司 光纤量子密钥分发系统及提升量子密钥生成率的方法、装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP4198986A1 (en) 2023-06-21
US20230223046A1 (en) 2023-07-13
EP4198986A4 (en) 2024-05-08
JP2023539261A (ja) 2023-09-13
WO2022041855A1 (zh) 2022-03-03
US11922983B2 (en) 2024-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7848205B2 (en) Information-recording medium and optical information-recording/reproducing device
CN100461280C (zh) 固定方法、使用该方法制作的光学零件以及光拾取装置
US7313080B2 (en) Information recording medium and its production method, and optical information recording reproducing apparatus
EP1696429B1 (en) Optical information reproduction device
US11922983B2 (en) Data read/write apparatus and electronic device
CN101405800B (zh) 光学头及光盘装置
CN101504846B (zh) 光拾取装置及光盘装置
CN101325072B (zh) 一种双光束三维光盘数据读写方法
US8130623B2 (en) Optical information recording and/or reproducing apparatus, optical information recording and/or reproducing method, optical information recording medium, and solid immersion lens
RU2414012C1 (ru) Устройство для записи-считывания информации в многослойном оптическом диске
RU2414011C1 (ru) Устройство для записи-стирания-считывания информации в многослойном оптическом диске
JP3640562B2 (ja) 光ピックアップ装置
CN102682792A (zh) 聚焦伺服控制装置以及使用其的信息记录再生装置
US8503281B2 (en) Optical recording disc and method for recording or reading data on the optical recording disc
RU99233U1 (ru) Устройство для записи-считывания информации
RU99232U1 (ru) Устройство для записи-стирания-считывания информации
US7848212B2 (en) Acousto-optic reading/recording head for high-density optical disks
TW200519900A (en) Method and apparatus for measuring the depth of a data record layer in an information record medium
JP4328302B2 (ja) 光記録装置及びデータ書き込み方法
CN113764010A (zh) 一种具有快速读写功能的光存储蓝光光学头
Prasad et al. 3D Digital Data-Storage Using Two-Photon Process: A Demonstration Task/Novel Multifunctional Chromophores for Electro-Optic and Other Photonics Applications

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination