CN1655250A - 全息记录介质、记录/再现方法和记录/再现装置 - Google Patents

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CN1655250A
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Abstract

全息记录介质用于通过光对其照射来记录或再现信息。该介质有一个由感光材制成的记录层；一个设置在记录层受光照射一面的反面的反射层；形成在反射层上的轨，使得该轨以第一间距相互隔开，并能无交叉地延伸；以及形成在反射层上的定位标记，并使该定位标记在该轨延伸的方向上以第二间距相互隔开。第二间距是第一间距的函数。

Description

全息记录介质、记录/再现方法和记录/再现装置
发明领域
本发明涉及一种全息记录介质，如光卡，它以光学方式记录和再现信息，更具体地，涉及一种全息记录介质，它有一个记录层，被用于在其中记录信息或者由从其中再现信息的光束照射，以及一种记录/再现方法和一种记录/再现装置。
技术背景
为了应用于高密度信息记录，由于可以高密度地记录二维信息，全息图引起了人们的注意。全息图的特征在于将携带了记录信息的光波前体积地(volumetrically)记录在全息记录介质上，该介质由感光材料制成，例如随折射率改变的光折变材料。在该全息记录介质上的复用记录可以显著地提高记录容量。复用记录可以分类为：角度复用，相位编码复用等。甚至在复用的全息区域，通过改变入射角或干涉光波的相位，也可以多次记录信息。
一种全息图记录方法，它通过多次移位复用记录以增加记录密度，  用于记录全息图，使得相邻全息图按顺序重叠，如图1所示(见日本专利申请No.2002-40908号公报)。根据这种方法，全息图以多组列的形式记录，其中各全息图的中心按其直径的2～50％相互分隔开。在这种记录方法中，记录第一组全息图，使得各个全息图彼此相切(图1A)。第二组全息图被记录在第一组全息图之上，使得第二组中的全息图与第一组中的全息图分别错开其直径的50％(图1B)。记录第三和第四组全息图，使其与第一和第二组全息图列正切，并且其重叠的方式与第一和第二组全息图重叠的方式相同(图1C)。第五和第六组全息图沿着第一和第二组全息图列与第三和第四全息图列的边界记录，并且其重叠的方式与第一和第二组全息图重叠的方式相同(图1D)。
在这种传统的全息图记录方法中，当记录全息图，并使它们以等于其直径50％的较窄间距重叠时，全息图重叠了过分多的部分。尽管该方法是为了减少物理变化问题，但是当重复多次地重叠写入时，相邻全息图的信号可能被擦除掉，或者在读取时发生串扰。由于全息图写入过多，可能不能成功地再现数据。此外，由于在重复时全息图不能精确地记录，因此全息图的间距各不相同，也导致了各个全息图的衍射效率不同。
另一方面，开发一种光学信息记录装置，用于采用全息记录介质，如光盘(例如，见日本专利申请No.2003-85768号公报)，以超高密度记录信息。为了记录全息图的干涉条纹图案，全息记录介质和写入光的相对静止状态都需要合适的曝光时间和能量，因此这种现有技术提供了一种方法，可以对移动全息记录介质在其记录位置上连续进行精确曝光。
这种传统的全息记录介质包括了呈线性形式按预定角度间隔放射状排列的伺服区6，如图2所示。相邻伺服区6之间的扇形部分确定了数据区7。为了引导循轨伺服(tracking servo)控制，伺服区6和数据区7在逐轨的基底上形成有沟槽，其功能是用于导引。至少一个锁定坑(lockup pit)8以凸坑(emboss pit)等形式被预先记录在数据区7中，所以即使光头正在扫描数据区7，也能够探测到锁定坑8和循轨伺服光束所照射位置间的错位。
同样地，采用这种光信息记录装置，当记录全息图时，举例而言，使它们以等于其直径50％的较窄间距重叠时，如果多次重复地进行重叠写入，相邻全息图的信号可能被擦除掉，并且在读取时发生串扰。
传统上，将全息图记录位置顺序地错开，使得全息图以列的形式彼此重叠而记录全息图，且记录下一个全息图列使其与前一个全息图列重叠，当下一入射光到达光盘时，使得前一个重叠的全息图可以使下一入射光的强度改变，由此防止以恒定的记录功率进行最佳记录。
格外严重的是，在与全息图延伸方向正交的方向上，相邻的全息图列中再现信号质量的退化。而且，对于每一个需要记录的全息图，一般的移位复用全息图记录需要精确地控制记录时间。出于这个原因，为了保持衍射效率需要复杂的控制，包括为全部的全息记录介质设制的一个记录安排。
发明内容
因此，本发明的一个典型目的是提供一种全息记录介质、一种记录/再现方法、和一种记录/再现装置，它能够精确地多次进行复用记录，并稳定地记录或再现信息。
根据本发明的全息记录介质，它是一种通过光照射其上用以记录或再现信息的全息记录介质，其特征在于包括：
一个记录层，由感光材料制成；
一个反射层，设置在记录层受光照射一面的反面；
若干轨，形成在反射层上，使得轨相互间以第一间距隔开，并能无交叉地延伸；以及
若干定位标记，形成在反射层上，并使得定位标记在轨延伸的方向上相互间以第二间距隔开，其中第二间距是第一间距的函数。
根据本发明的记录/再现装置，是一种用于全息记录介质的记录/再现装置，全息记录介质由衬底所承载，并具有一个记录层，用于通过光照射在该记录层上而记录和再现信息，其特征在于：
该全息记录介质包括了一个由感光材制成的记录层；一个设置在记录层受光照射一面的反面的反射层；形成在反射层上的轨，使得轨相互间以第一间距隔开，并能不交叉地延伸；以及形成在反射层上的定位标记，并使该定位标记在轨延伸的方向上相互间以第二间距隔开，其中第二间距是第一间距的函数。
该记录/再现装置包括照射光束以探测定位标记的装置，以及在有沿轨延伸方向分量的方向上移动光束照射位置的装置。
根据本发明的再现装置，是一种用于全息记录介质的再现装置，该全息记录介质由衬底承载，且具有一个记录层，用于通过光照射在该记录层上而记录和再现信息，其特征在于：
该全息记录介质包括了一个由感光材制成的记录层；一个反射层，设置在记录层受光照射一面的反面；形成在反射层上的轨，并使该轨相互间以第一间距隔开，并能不交叉地延伸；以及形成在反射层上的定位标记，并使定位标记在轨延伸的方向上相互间以第二间距隔开，其中第二间距是第一间距的函数；以及
该再现装置包括照射光束以探测定位标记的装置，以及有在沿轨延伸方向分量的方向上移动光束照射位置的装置。
根据本发明的用于全息记录介质的记录方法，是一种用于由衬底承载的全息记录介质的记录方法，且具有一个记录层，用于通过光照射在该记录层上而记录和再现信息，其特征在于包括一个步骤，在该步骤中暂时重叠一个或多个层，每层包括了多个全息图以便在每一层上记录一组全息图，其中每一层上记录的全息图的密度小于最大记录密度。
根据本发明的全息图记录方法，它是一种用于在全息记录介质上形成光干涉图案，以在其上记录信息的全息图记录方法，其特征在于包含：
一个干涉光束形成步骤，用以产生干涉光束，它是通过使携带有信息的信息图案经空间调制后的信号光束与参考光束发生干涉来实现的；以及
一个记录步骤，用以通过多次执行记录序列来完成记录，该记录序列包括将干涉光束照射在全息记录介质的记录表面上以形成一组多幅全息图，每幅全息图均与信息图案对应，
其中，在记录步骤，在一个记录序列及其紧随其后的记录序列中，至少应为信号光束和参考光束中的一者设置不同的调制条件。
附图简述
下面的说明书中将结合附图说明上述的一些方面和本发明的其他特征：
图1是原理图，它显示了传统的全息图记录方法；
图2是局部全景视图，它大致地显示了传统全息记录介质上轨的结构；
图3是局部透视图，根据本发明的一个实施例大致地显示了全息盘上轨的结构；
图4是局部平面图，根据本发明的该实施例大致地显示了该全息盘上该轨的结构；
图5显示了本发明的一个实施例中复用记录时间与全息图调制因子的关系；
图6到图10是平面图，根据本发明的一个实施例和记录过程，显示了全息记录介质上的轨；
图11到图15是局部平面图，根据本发明的另一个实施例，显示了全息盘上轨的结构；
图16是局部截面图，根据本发明的另一个实施例大致地显示了一个全息盘；
图17是一个框图，根据本发明的一个实施例大致地显示了记录/再现装置的构造，该记录/再现装置用于在全息盘上记录或从全息盘上再现信息；
图18是一个透视图，根据本发明的一个实施例大致地显示了记录/再现装置的拾取器，该记录/再现装置用于在全息盘上记录或从中再现信息；
图19是一个原理图，根据本发明的一个实施例大致地显示了记录/再现装置的拾取器的构造，该记录/再现装置用于在全息盘上记录或从中再现信息；
图20是一个透视图，根据本发明的一个实施例大致地显示了记录/再现装置的拾取器上物镜的三轴致动器，该记录/再现装置用于在全息盘上记录或从中再现信息；
图21和22是原理图，根据本发明的一个实施例，其中每幅原理图都大致地显示了记录/再现装置的拾取器的构造，该记录/再现装置用于在全息盘上记录或从中再现信息；
图23是一个平面图，根据本发明的一个实施例显示了全息记录介质上的轨和记录过程；
图24是一个平面图，根据本发明的一个实施例显示了记录/再现装置的拾取器上的光电探测器，其中记录/再现装置用于在全息盘上记录或从中再现信息；
图25是一个透视图，根据本发明的一个实施例显示了一个全息盘；
图26是一个透视图，根据本发明的另一个实施例显示了一个全息光卡；
图27是一个透视图，根据本发明的另一个实施例显示了容纳在壳体中的光盘的全息记录介质。
发明详述
下面将参考附图描述本发明的实施例。
记录介质
根据本发明的一个典型的实施例，图3显示了盘状全息记录介质。
全息盘2包括一个由透光材料制作的盘状衬底3，和一个在衬底的主表面上承载的记录层4，且由感光材料制成。
为了使信息能够由穿过记录层4的光所记录或再现，将光折变材料，烧孔材料，光致变色材料等用作光敏材料，并用光敏材料制作记录层4，以保存光干涉图案。
反射层5层叠在衬底3主表面的相对一面，主表面上层叠有记录层4。衬底3作为一个隔离层插在记录层4和反射层5之间。透明的衬底不妨碍光从其上射入，所以全息记录介质获得合适的光强。这样，光学全息记录介质可以按这样的方案实现，其中光从记录层4照射到衬底3和反射层5上。尽管没有特别的限制，但是制作衬底的材料可以是，例如，玻璃，聚碳酸酯，非晶聚烯烃，聚酰亚胺，塑料，如PET，PEN，PES，紫外固化丙烯酸树脂等。衬底典型具有的厚度在0.1-0.2mm的数量级。衬底可以在双面或一面形成有凹凸的坑，和/或导引沟槽等，对应于地址信息等。它们的间距可以在0.3到1.6mm的数量级，水平差别在30-200nm的数量级。
反射层5的材料可以是铝(Al)，金(Au)，银(Ag)，或它们的合金。反射层5可能的厚度，例如，约在30到100nm的范围内。用这些材料制作的薄膜可以通过已知的方法形成，如溅射法，气相沉积法或其他方法。
透光覆盖层(未绘出)可以置于记录层4的外表面上。
在衬底3和反射层5的界面处，以第一间距形成了若干沟槽，并且没有交叉地延伸，形成多条轨T。为了实施循轨伺服控制，在衬底上相对其中心呈螺旋状或同心状地形成轨T，或者形成许多相交螺旋弧线(cut spiral arcs)。在记录和再现时，循轨伺服系统迫使记录光束(参考光束和信号光束)LS沿在反射层5上的相邻轨T之间而行。如图3所示，例如，限定了记录光束LS的光轴，使记录光束LS位于四个按线性形式排列的伺服光束SB的光斑的中心，以便能够实施循轨伺服控制将全息图记录在相邻轨之间镜面区上方的记录层4上。
循轨伺服可以按照探测信号通过致动器驱动物镜而实施，其中使用包括用于发射光束的光源的拾取器，光学系统等，该光学系统包括一个用于将光束会聚在反射层5上形成光斑并使得其反射光进入光电探测器的物镜。光斑的直径被设置为缩小到一个由光束波长和物镜的数值孔径(NA)确定的数值(所谓的衍射极限，例如为，0.821/NA(波长＝1)，但是当像差与波长相比足够小时，只由光的波长和数值孔径确定)。换句话说，使用从物镜出射的光束，使得当反射层位于光束束腰的位置时，将该光束聚焦。沟槽的宽度根据光电探测器的输出而适当地确定，光电探测器接收从光斑反射的光，例如，推挽式信号。
如图4所示，将第一间距，也就是反射层5上轨T的轨间隔Px(x方向)设置为预定距离，它由记录在光束LS光斑上的全息图HG的复用度决定。全息图的复用度由全息记录介质的特性，物镜的数值孔径(NA)等决定。例如，D.Psaltis，M.Levene，A.Pu，G.Barbastathis和K.Curtis的文章“采用移位复用技术的全息存储(Holographic storageusing shift multiplexing)”OPTICS LETTERS Vol.20，No.7(1995年4月1日)，第782-784页所述，当采用球面参考波时，使相邻全息图可以被独立地分隔的最小合理距离，即在移位复用记录方案中最小的传播距离，由信号光束的波长，物镜与全息记录介质间的距离，全息记录介质的厚度，信号光束和球面参考波的相交角度，以及物镜的数值孔径决定。如上文所述，对于实际的全息记录介质，当随后记录的全息图与先前记录的全息图基本上叠加在同一位置时，部分先前记录的全息图会被随后记录的全息图所擦除。实际移位复用记录全息系统的最大复用度(也就是，指示有多少独立的全息图可以记录在全息记录介质上相同体积内的数值(次数))由该介质和装置的构造所决定。最小轨间隔Px(也就是，最小移位距离)由所记录的全息图区域的范围确定，记录的全息图区域由最大复用度所划分。轨间距Px被设置为最小移位距离或更大。换句话说，轨间距Px设置为由两幅全息图中心到中心的间距所决定的数值，这两幅全息图是形成在记录层上的多幅全息图中最接近的两幅。这里，“两幅最接近的全息图”是指两幅全息图，它们空间上的存在范围彼此相邻，使得其边缘很接近，相接触，或者部分重叠。
为了对本实施例中的记录光束LS精确定位，在反射层5上形成y方向定位标记M。将y方向定位标记M设置为使得各个标记在轨T延伸的方向上(y方向)以标记间距Py1(第二间距)隔开，且该标记间距Py1是轨间距Px的函数。
例如，假定在同一轨上y方向定位标记M的标记间距Py1的尺寸基本上比轨间距Px大一个整数的系数。另一方面，y方向相邻轨上的y方向定位标记M间的相邻间距Py2的长度假设基本上与轨间距Px相同。由于全息盘上的这种轨结构，光斑可以在将要记录的相邻轨间精确地移动。普通的光盘仅在与轨延伸方向(y方向)正交的方向(x方向)上需要定位(循轨伺服)，以至于不能在x和y方向上精确地确定位置。相反地，在本实施例中，通过在轨结构中提供用于在y方向上定位的y方向定位标记M，可以多次实现精确的复用记录。
记录方法
在本发明中为了记录全息图，全息记录介质被分成暂时重叠的若干层，而且对于每一层进行记录序列。记录序列是记录全息图和使其形成组的过程。在每一层中，全息图以低于最大复用度记录密度的密度进行记录。此外，从记录面上最不频繁受光照射的位置开始顺序执行记录。
例如，将就具体情况进行描述，其中图4所示的特定区域要经过16个记录序列(16层)达到最大复用度的记录密度。该特定区域可能是全部记录层，或者如特别确定的记录区域的一块，一个扇区，一个地址区等。在这种情况下，记录激光器的功率，或者记录时间假定为一个预定的恒定值。记录时间可以根据全息图的复用记录时间和调制因子之间的关系确定，如图5所示。考虑该介质的性能以确定每一层上的全息图记录时间。
全息图列按大于图6中所示轨间距的全息图记录间距(等于4条轨T)G而在记录序列中记录在每一层上。各个全息图可以按恒定的记录时间而记录，直到完成每一层上的记录。
首先，如图7所示，在第一层的记录序列中，顺序地记录全息图(中心为C1)，以全息图记录间距G使得重叠部分最小，并且不断重复记录，直到该层充满全息图。因此，在这些全息图(中心为C1)中仍留有最小复用部分。
然后，如图8所示，在第二层的记录序列中，将全息图列(中心为C2)以全息图记录间距顺序地记录，这与第一层的方式类似，并且记录不断重复，直到该层充满全息图。当第二层的记录进行到一部分，而在该部分中已经执行了第一层的记录时，执行记录使得第一层的复用部分基本上与第二层的相同，第二层的复用部分位于第一层上记录的全息图的中央(最小复用部分)。能够参考图5的曲线图确定第二层的全息图记录时间，图5表示第一层上全息图记录的调制因子的减小，以及第二层上全息图的调制因子。这种确定记录时间的方法包括安排记录以使各层有恒定的衍射效率，正如一般的全息图复用记录方案一样，但该方案只需要逐层地设置记录时间，从而简化了控制。
然后，在第三层的记录序列中，全息图列(中心为C3)也以全息图记录间距而顺序地记录，这与第一和第二层的方式类似，并且记录被不断重复直到该层充满全息图，如图9所示。同样，记录是从最不频繁受光照射的位置顺序开始。
然后，在第四层的记录序列中，全息图列(中心为C4)也以全息图记录间距而顺序地记录，这与第一、第二和第三层的方式类似，并且记录被不断重复直到该层充满全息图，如图10所示。同样，记录是从最不频繁受光照射的位置顺序开始。
与前面的第四层类似地进行记录，直到达到了最大复用度。
在本实施例中，标记间距Py1和相邻间距Py2的比值Py1/Py2表示了y方向上复用的数目，即，总层数。由于该情况同样适用于x方向(Px～Py2)，实现最大复用度的记录次数可以按如下计算：(Py1/Px)2＝总层数。
虽然很多种形状都可以作为y方向定位标记M，但是只要能够被伺服光束检测到，任何形状都可采用。例如，y方向定位标记M可以是无轨的镜面部分，如图3和图4所示，否则，y方向定位标记M可以是轨M1加宽的部分，如图11所示；从轨侧面切去的部分的凹口M2，如图12所示；或者是放置在相邻轨间的凹坑M3，如图13所示。
y方向定位标记M可以是凹凸坑的形状，或者是有形成对照的图案(contrast pattern)的标记。由于y方向定位标记M的信息可以由伺服光束SB的光斑读取，这就可以在轨延伸方向及其正交方向上确定标记间距和轨间距，并能同时地获取同步信号。
全部的轨可以是数次盘绕的螺旋结构，或是同心圆结构。
当介质是如图14所示的数次盘绕的螺旋结构时，y方向上的全息图记录间距由y方向定位标记M确定。如果轨是螺旋结构，x方向上记录的全息图可以通过不断地沿轨而行来实现。螺旋的数目由Py1/py2确定。例如，当第一层上的全息图记录间距是轨间距Px的四倍时，那么螺旋结构的轨就包括一组四条轨(由不同的线条表明)。
当介质上的轨为图15A所示的同心圆结构时，x方向上的全息图记录间距可以通过辨别各个轨，以及根据全息图记录的次数而切换轨来确定。例如，当第一层上的全息图记录间距是轨间距Px的四倍时，全息图记录区域在预定角位置上分别具有四条轨T1-T4，如图15B所示。
虽然前述的实施例中已经表明了全息记录介质，其结构具有引导层(反射层5)和记录层4层叠，其中插入分离层(衬底3)，但是在其他实施例中的全息记录介质可能有反射层5，记录层4，以及透光覆盖层6，它们依次层叠在形成有轨T，y方向定位标记M等的衬底3a上，而不包括分离层。同样，对这个实施例的典型性改进可以是具有插入反射层5和记录层4之间的分离层的全息记录介质。
全息图记录/再现装置
图17大致地显示了记录/再现装置的典型构造，该记录/再现装置用于在应用了本发明中的全息记录介质上记录信息或从中再现信息。
图17中全息图记录/再现装置包括一个通过转台使作为全息记录介质的盘2旋转的主轴电动机22；一个拾取器件23，用于利用光束从全息盘2中读取信号；一个拾取器致动器24，用于支撑和在径向(x方向)移动拾取器；一个第一激光光源驱动电路25；一个空间光调制器驱动电路26；一个再现信号处理电路27；一个伺服信号处理电路28；一个聚焦伺服电路29；一个x方向运动伺服电路30x；一个y方向运动伺服电路30y；一个与拾取器致动器24相连的拾取器位置探测电路31，用于探测拾取器位置信号；一个与拾取器致动器24相连的滑动器伺服电路32，用于向拾取器致动器24提供预定信号；一个与主轴电动机22相连的旋转编码器33，用于探测主轴电动机的转速信号；一个与旋转编码器33相连的旋转探测器34，用于产生全息盘2的旋转位置信号；以及一个与主轴电动机22相连的主轴伺服电路35，用于向主轴电动机22提供预定信号。
全息图记录/再现装置包括一个控制器电路37，它与第一激光光源驱动电路25，空间光调制器驱动电路26，再现信号处理电路27，伺服信号处理电路28，聚焦伺服电路29，x方向运动伺服电路30x，y方向运动伺服电路30y，拾取器位置探测电路31，滑动器伺服电路32，旋转编码器33，旋转探测器34，以及主轴伺服电路35相连。通过与拾取器相连的前述电路，控制器电路37根据来自这些电路的信号，实施与拾取器相关的聚焦伺服控制，x和y方向运动伺服控制，再现位置(x和y方向上的位置)控制等。控制器电路37基于一个微型计算机，该微型计算机具备多种用以控制整个装置的存储器，该控制器电路可以根据用户从操作单元(未示出)的输入操作和装置的当前操作条件而产生多种控制信号，并与显示单元(未示出)相连，用于对用户显示操作情况等。控制器电路37也负责处理诸如对将记录的数据编码，从外界输入等，而且对空间光调制器驱动电路26提供预定信号，用以控制记录序列。此外，基于来自再现信号处理电路27的信号，控制器电路37进行解调和误差校正处理，以便将记录在全息盘上的数据恢复。另外，控制电路37对恢复的数据解码，以便能够再现信息数据，将其作为再现的信息数据输出。
图18和图19大致显示了记录/再现装置的拾取器的构造。拾取器件23包括一个记录/再现光学系统，该光学系统由用以记录和再现全息图的第一激光光源LD1，第一准直透镜CL1，第一半反射镜棱镜HP1，第二半反射镜棱镜HP2，空间光调制器SLM，包括图像传感器IMS的再现信号探测器，其中IMS由如CCD、互补金属氧化物半导体器件等的阵列组成，第三半反射镜棱镜HP3和第四半反射镜棱镜HP4组成；该拾取器件还包括一个伺服系统，它由相对于全息盘2的光束位置进行伺服控制(x，y，z方向上的运动)的物镜致动器36，第二激光光源LD2，第二准直透镜CL2，如光栅等用于产生作为伺服光束的多光束的衍射光学器件GR，偏振光束分束器PBS，四分之一波片1/4λ，耦合镜LS，和包括光电探测器PD的伺服信号探测器组成；拾取器件还包括一个公共系统，它由二向色棱镜DP和物镜OB组成。除了物镜OB，这些系统基本上都置于公共的平面上。
如图18和19所示，第一、第三和第四半反射镜棱镜HP1、HP3和HP4的半反射镜面设置为相互平行。在这些半反射镜面的法线方向上，第二半反射镜棱镜HP2的半反射镜面和二向色棱镜DP和偏振光束分束器PBS的分光面相互平行。将这些光学部件设置为使得第一和第二激光光源LD1和LD2发出的光束的光轴(点划线)分别延伸到记录和再现光学系统和伺服系统，并基本上在公共系统中匹配。
第一激光光源LD1与第一激光光源驱动电路25连接，并使其输出可以由第一激光光源驱动电路25调节，使得输出光束的强度可以在用于记录时增加，而用于再现时减小。
采用具有许多按矩阵形状分割的像素电极的液晶面板等，空间光调制器SLM具有电控制透过或阻挡部分或全部入射光的功能。与第一激光光源驱动电路25相连的空间光调制器SLM，对光束进行调制并反射，以使基于来自空间光调制器驱动电路26的待记录页面数据(信息图案的二维数据，如平面上的亮暗图案等)具有的偏振分量分布用以产生信号光束。
包括了图像传感器IMS的再现信号探测器与再现信号处理电路27相连。
此外，拾取器件23具有物镜致动器36，用于在与光轴平行的方向(x)、与轨平行的方向(y)和与轨正交的径向(x)上移动物镜OB。
光电探测器PD与伺服信号处理电路28相连，为了聚焦和通常用于光盘的x和y方向的运动伺服，其具有光接收元件分离的形状。该伺服方案不仅仅限于像散法，也可采用推挽法。将光电探测器PD的输出信号，如聚焦误差信号和循轨误差信号等，提供给伺服信号处理电路28。
在伺服信号处理电路28中，聚焦驱动信号由聚焦误差信号产生，并通过控制器电路37提供给聚焦伺服电路29。聚焦伺服电路29通过驱动安装在拾取器件23上的物镜致动器36的聚焦部分，使聚焦部分对照射在全息盘上光斑的聚焦位置进行调整操作。
此外，在伺服信号处理电路28中，x和y方向运动驱动信号由x和y方向运动误差信号产生，并分别提供给x和y方向运动伺服电路30x和30y。x和y方向运动伺服电路30x和30y根据驱动信号而驱动安装在拾取器件23上的物镜致动器36，使物镜致动器能够根据驱动信号传导的驱动电流所对应的量而偏移照射在全息盘上的光斑位置。
基于来自操作面板或拾取器位置探测电路31的位置信号和来自伺服信号处理电路28的x方向运动(循轨)误差信号，控制器电路37产生滑动器驱动信号，并将该滑动器驱动信号提供给滑动器伺服电路32。对应于滑动器伺服信号传导的驱动电流，滑动器伺服电路32通过拾取器致动器24在盘的径向移动拾取器件23。
旋转编码器33探测频率信号，该信号代表主轴电动机22的当前旋转频率，其中主轴电动机通过转台使全息盘2旋转；旋转编码器33还产生转速信号，它表示相应的主轴旋转信号；并将该转速信号提供给旋转探测器34。旋转探测器34产生转速位置信号，并将其提供给控制器电路37。控制器电路37产生主轴驱动信号，并将其提供给主轴伺服电路35以控制主轴电机22用于驱动全息盘2旋转。
图20显示了拾取器的物镜致动器36，它用于本实施例中的全息图记录/再现装置。在本实施例中，记录光束必须在全息记录介质的x和y方向上精确定位。用于传统光学拾取器的物镜致动器，通常只在两个轴线方向上具有自由度，因此不能用于本实施例中。这样，在三个轴线方向上具有自由度的三轴致动器，可以用于在x和y方向上对物镜定位。
物镜致动器36包括一个致动器基座42，它通过连接在支架38上的压电元件39能够在y方向上移动，而其中支架又紧固在拾取器主体上(未绘出)。在拾取器主体内，还有上述的组成拾取器所需的光学部分，例如用于将激光器发射出的光以直角反射，将该光束引导至物镜OB的棱镜45等等。光束经过开口42C和物镜OB，并汇聚为光斑照射在转台上介质的信息记录表面上。
如图20所示，在圆柱形透镜夹持器48上端的一个突起上安装物镜OB，并与物镜一起组成了可移动光学系统。聚焦线圈50沿着透镜夹持器48的边缘缠绕，使得线圈的中轴与物镜OB的光轴平行。四个循轨线圈51，例如放置在聚焦线圈50的外面，使得线圈的中线与物镜OB的光轴正交。每个循轨线圈51预先旋绕为环形，再固定在聚焦线圈50上。由物镜OB和透镜夹持器48组成的可移动光学系统由两对，即共四个纵向支撑构件53的端部中的一端支撑，支撑构件在物镜OB的光轴方向上相互隔开，并在与光轴方向正交的y方向上延伸。然而，图20仅显示了支撑构件53中的3个。每个支撑构件53在延伸部分42a的末端构成悬臂结构，而延伸部分紧固在致动器基座42上。每个支撑构件53由卷材(coil material)等制成，因此具有弹性。由物镜OB和透镜夹持器48组成的可移动光学系统，通过四个径向支撑构件53和上述的压电元件39，可以在x，y，z方向上移动。
透镜夹持器48与一对磁路分开并被夹在两者之间。每个磁路包括一个朝向透镜夹持器48的磁体55和一个用于支撑磁体55的金属板56，并且被紧固在致动器基座42上。透镜夹持器48上形成有一对通孔，它们在纵向支撑构件53延伸的方向上定位，使得可以在与物镜OB的光轴和棱镜夹持器48的聚焦线圈50内的线圈的中心轴平行的方向上将物镜OB夹在中间。磁轭57从磁路的金属盘56延伸，并无接触地插入每个通孔中。聚焦线圈50和循轨线圈51可以位于由磁体55和磁轭57组成的磁路的磁隙中。
聚焦线圈50、循轨线圈51和压电元件39分别由聚焦伺服电路29，x方向运动伺服电路30x和y方向运动伺服电路30y控制。由于在磁隙中能够产生垂直相交于各个线圈的平行磁通量，所以可以通过对各个线圈提供预定的电流而产生x和z方向上的驱动力，以便能够在各个方向驱动上述的可移动光学系统。
按这种方法，在x和z方向上采用音圈电机驱动物镜OB，在y方向上采用压电元件等对物镜OB与致动器基座一起进行驱动。与前述的结构不同，致动器可以在所有轴上采用音圈电机。
记录和再现全息图的方法
将描述用于记录或再现信息的记录和再现方法，其中采用上述的全息记录和再现装置，通过用光束照射全息盘来记录和再现信息。
在记录过程中，如图21所示，第一激光光源LD1发出的预定强度相干光被第一半反射镜棱镜HP1分成参考光束和信号光束(两个光束由虚线表明，为了便于说明光路，将其从图19的光轴中移出)。
信号光束穿过第二半反射镜棱镜HP2，并沿反射表面的法线方向照射到空间光调制器SLM上。由空间光调制器按预定方式调制的信号光束被空间光调制器再次反射并照射到第二半反射镜棱镜HP2上，并指向第四半反射镜棱镜HP4。
参考光束被第三半反射镜棱镜HP3反射并指向第四半反射镜棱镜HP4。
参考光和信号光通过第四半反射镜棱镜HP4而结合。两束结合的光通过二向色棱镜DP，通过用于记录全息图的物镜OB，会聚在全息盘2上。
在再现过程中，另一方面，光被第一半反射镜棱镜HP1分成参考光束和信号光束，与记录的方式类似，如图22所示，然而只采用参考光束再现全息图。通过将空间光调制器SLM设置为不反射状态(透光状态)，只有来自第三半反射镜棱镜HP3的参考光束通过二向色棱镜DP和物镜OB，并照射在全息盘2上。
由于从全息盘2产生的再现光(双点划线)穿过物镜OB、二向色棱镜DP、第四半反射镜棱镜HP4和第三半反射镜棱镜HP3，并照射在图像传感器IMS上。对应于再现光形成的图像，图像传感器IMS向再现信号处理电路27发送输出信号，其中再现信号处理电路产生再现信号，并将其提供给控制器电路50，用以再现记录的页面数据。成像透镜可以放置在第三半反射镜棱镜HP3和图像传感器IMS之间。
对物镜的伺服控制
在本实施例中，使用多条光束中的一些执行X方向上的伺服，该伺服迫使物镜在x方向上沿轨运动，而多条光束中的一束用来执行y方向伺服，用于沿y方向定位标记M而行，以记录和再现前述的全息图。在定位伺服控制中，从第二激光光源LD2发出的光被衍射光学元件GR分成多个伺服子光束(伺服光束)，并且完成了基于四分(four divided)光电探测器PD输出的计算，该光电探测器包括接收从各个伺服光束返回光的光接收表面，以便产生驱动三轴致动器(物镜致动器36)的信号，三轴致动器沿x，y和z轴驱动物镜。
在记录和再现两个过程中，用于伺服控制的第二激光光源LD2发出与第一激光光源LD1波长不同的相干光，如图21和22所示。第二激光光源LD2发出的伺服光束(细实线)是P偏振光(双箭头表示与图纸平行)，它沿用于伺服探测的光路传播，其中包括第二准直透镜CL2、偏振分光器PBS和1/4波片1/4λ，但在物镜OB前被二向色棱镜DP将其与信号光束和参考光束合并。被二向色棱镜DP反射后，伺服光束经物镜OB会聚并照射在全息盘2上。伺服光束的返回光被全息盘2反射回到物镜OB，之后被1/4波片1/4λ转变成S偏振光(有虚线圆圈环绕的黑圆表示与图纸垂直)，它经过偏振分光器PBS和像散元件AS沿光接收表面的法线方向入射到伺服探测器PD的光接收表面上。
当全息图记录在第一层上，且全息图记录间距是最小移位距离(与图4相同)的4倍时，图23显示了全息盘反射层上伺服光束的状态。伺服光束包括，例如，四束光束(SBa，SBb，SBc，SBd)而且记录光束LS照射在伺服光束SBa和SBb之间。伺服光束SBa，SBb，SBc，SBd，包括记录光束LS分别照射在轨T2，T3，T4，T1上，使它们构成一线。伺服光束在x方向上的光斑间隔为Px，并且是y方向上Py2的两倍。记录光束LS的光斑位于轨T3，T4之间，并因此受相邻轨衍射的影响较小。
另一方面，用于接收伺服光束SBa，SBb，SBc，SBd的光电探测器PD包括了光接收元件PDa，PDb，PDc，PDd，它们具有四个四分的光接收表面，例如，如图24所示。四分的划线对应于介质上轨的x和y方向延伸。当聚焦时，将每个光斑设定为在每个光接收元件上基本上形成中心在两条分割线交点处的圆形。
根据光电探测器的光接收元件各自的输出信号，伺服信号处理电路28产生x和y方向上的误差信号。处理伺服误差信号，使得在光接收元件的y方向上可以探测到推挽信号，其中光接收元件接收会聚到轨上的光束，其中在该轨上实施y方向伺服控制，并且同时处理其他光束，使得在x方向上可以探测到推挽信号，以便实施x方向伺服控制。例如，假设光接收元件PDa，PDb，PDc，PDd的各自输出信号分别为(A1-A4)，(B1-B4)，(C1-C4)和(D1-D4)，当伺服光束SBd探测到轨T1上的y方向定位标记，且图23中所示的其他光束探测到x方向上伺服误差信号时，通过探测伺服光束SBa，SBb，SBc的x方向推挽信号可以计算x方向上的伺服误差信号。这些误差信号提供给控制器电路37。按下式进行计算：
x方向伺服误差信号＝
(A1+A4+B1+B4+C1+C4)-(A2+A3+B2+B3+C2+C3)同样地，通过探测伺服光束SBd的y方向推挽信号产生y方向上的伺服误差信号。按下式进行计算：
y方向伺服误差信号＝(D1+D2)-(D3+D4)伺服光束SBa，SBb，SBc，SBd中的一个或多个可以用作x方向上的伺服误差信号(多个伺服误差信号)。
当采用另一条轨上的y方向定位信号时，可以采用不同的光接收元件处理y方向上伺服误差信号。
尽管没有特别表明，但是光学拾取器中通常采用的方案用于z方向伺服(聚焦伺服)。鉴于用于伺服的光电探测器PD具有四分光接收面的情况，可以采用像散法等。换句话说，伺服方案可以混合采用推挽法和像散法。
实施例
图23显示了在采用了本实施例中轨结构的全息记录介质上记录全息图的方法。带圆圈的数字表示记录全息图的复用顺序。具体地说，记录在第一层上的全息图被记录在带圆圈的数字1所示的位置上，而记录在第二层上的全息图被记录在带圆圈的数字2所示的位置上。
首先，为了在第一层上记录全息图(在带圆圈的数字1所示的位置上记录全息图)，x方向伺服将记录光束照射在轨T3和T4之间。通过伺服光束SBa，SBb，SBc的x方向推挽信号，可以产生x方向伺服误差信号(x方向伺服误差信号＝
(A1+A4+B1+B4+C1+C4)-(A2+A3+B2+B3+C2+C3))。通过伺服光束SBd的y方向推挽信号，可以产生y方向伺服误差信号(y方向伺服误差信号＝(D1+D2)-(D3+D4))。当这些伺服误差信号驱动物镜致动器时，尽管移动了全息记录介质，但是物镜总是可以固定在由带圆圈的数字1所示的记录全息图的位置上。例如，当全息记录介质为盘状时，甚至当其以恒定转速或恒定线速率旋转时，可以在x和y方向上驱动拾取器的物镜，使其固定在用光束LS记录全息图的区域内，以使全息图被精确地记录在全息记录介质上的特定位置。
当记录一幅全息图之后，一旦打开y方向伺服，将驱动致动器直到探测到用于记录下一幅全息图的y方向定位标记M。当全息记录介质一直在y方向移动时，致动器就能够停止。由于在这种状态下x方向伺服关闭，所以如果探测到伺服光束SBd的y方向推挽信号，就可以探测到下一个y方向定位标记M。随后，当探测到伺服光束SBd的y方向推挽信号时，伺服系统停止定位记录光束。
例如，尽管当记录全息图时，或多或少需要较长的时间，仍可以采用这种方法记录有足够衍射效率的全息图。
由于形成在轨T1上的y方向定位标记M按一定间隔排列，其中该间隔与每层的复用度(小于最大复用度)相同，全息图按预设定的规则以均匀间隔记录。
x方向上的记录间隔只需通过实施x方向伺服就可以自动确定，只要轨具有四角螺旋结构(quadruple spiral structure)，x方向伺服就能使光束沿轨的方向运动。当轨的结构为同心圆时，光束可能会移动到地址区域等之上的临近轨上(使得记录光束位于轨T3和T4之间)。
接着，为了在第二层上记录全息图(在带圆圈的数字2所示的位置上记录全息图)，通过x方向伺服将记录光束照射在轨T1和T2之间。通过伺服光束SBa，SBb，SBc的x方向推挽信号，可以产生x方向伺服误差信号(x方向伺服误差信号＝
(A1+A4+B1+B4+C1+C4)-(A2+A3+B2+B3+C2+C3))。通过伺服光束SBd的y方向推挽信号，可以产生y方向伺服误差信号(y方向伺服误差信号＝(D1+D2)-(D3+D4))。当这些伺服误差信号驱动物镜致动器时，尽管移动了全息记录介质，但是物镜总是可以固定在带圆圈的数字2所示的记录全息图的位置上。
然后，以类似的方式在第三和第四层上记录全息图。
这样，根据本实施例，由于轨对衍射光的影响可以通过在相邻轨之间记录全息图而避免，因此可以成功完成读取。将全息图记录时间设置为复用的每个数值(层数)，在每个记录时间段(每一层)内，全息图记录时间保持固定。
其他实施例
除此之外，尽管在前述的实施例中包括了图25所示的全息盘2作为记录介质，但是全息记录介质的形状不仅限于盘状。例如，本实施例包括了如图26中所示的光卡20a，它是由塑料和其他含有塑料的材料制成的矩形平行平板。在这种光卡中，导引轨可以相对衬底的中心以螺旋或螺旋弧状或同心圆状形成在衬底上，该中心例如为衬底的重心。此外，导引轨可以平行于衬底形成。同样地，全息记录介质也可以制成多种形状，如盘状、卡状等。如图27所示，可以将含有记录层的平圆形全息记录介质20c装在盘盒CR里，盘盒上有一个闸板(未绘出)可以开启和关闭窗口，拾取器通过此窗口进行操作。
在本发明的记录方法中，如果有一层不用记录，那么可以跳过这一层而记录全息图。具体地说，即使四层都可以用于记录，例如，只使用第一、第二和第四层，而不使用第三层，并且从第四层开始记录。接着，在第二和第一层上进行记录，或是从第一层开始记录，然后在第二和第四层上进行记录。这样，如前所述，可以保持较高的信号质量。
在用于本发明中的全息记录介质的记录方法中，可以在全息记录介质的整个表面进行记录，也可以按照例子中的方式，逐块地进行。具体地说，该介质被分割成多个块，使得可以在一块中顺序地根据逐层进行记录，且在不同块中进行的记录过程类似，并可以在另一块不同的块中进行。
为了实现本发明中提出的记录方法，全息记录介质可以具有一个信息识别区，它用于识别记录层上的记录顺序。这个信息识别区域可以形成在介质的任意位置，而且可以形成在水平方向上的任意位置(中央、边缘、外缘、或内缘)。例如，在衬底上压出凹凸的形状，作为全息记录介质的外缘或内缘区域上的信息凹坑，或者记录在记录层本身上作为记录信息。此外，甚至当全息记录介质容纳在盘盒里的类型时，盘盒可以形成有凹凸等作为信息识别孔。这样，在开始记录之前预先从信息识别区域读取信息，以选择记录过程，因此使得可以根据此信息而选择最优的记录方法。
此外，为了实现本发明中提出的记录方法，记录/再现装置具有记录法识别装置，用于从上述的全息记录介质中读取识别信息以确定记录过程。记录方案识别法可以是一种装置，它能识别出指向预定介质区域或者信息凹坑，如形成在衬底上的压制图案(例如，光电探测器等)的光的透过率、反射率等，或者是能识别出形成在盘盒等上面的凹凸或识别孔的装置。通过这种方式，就可以从全息记录介质中读取识别信息以确定记录过程，并由此选择最优的记录方法。
根据前文所述的实施例，y方向定位标记M按第一间隔形成在轨上，将该第一间隔设置为等于或大于全息图的最小移位距离，并且将形成在相邻轨上的y方向定位标记M的间隔设置为全息图最小移位距离的函数，从而可以对多个层进行设置。通过根据逐层地记录全息图，记录标记的中心可以不位于将被记录的相邻轨之间或是记录标记之间，这就使得在最佳记录条件下，总是可以以恒定记录功率进行记录。因此，也能够保证再现的信号有足够的强度。而且，当根据逐块进行记录时，记录可以进行得更快。此外，当全息记录介质具有用于识别对记录层的记录顺序的信息识别区域时，可以通过预先从信息识别区域读取信息而选择记录过程，这样可以简单地选择最优记录条件。

Claims (16)

1.一种全息记录介质，利用照射其上的光来记录或再现信息，包括：
一个记录层，由感光材料制成；
一个反射层，设置在所述记录层受光照射一面的反面；
若干条轨，形成在所述反射层上，使得所述若干条轨相互间以第一间距隔开，并无交叉地延伸；以及
若干定位标记，形成在所述反射层上，使得所述若干定位标记在所述若干条轨延伸的方向上以第二间距相互隔开，所述第二间距是所述第一间距的函数。
2.根据权利要求1所述的全息记录介质，其中所述若干定位标记放置于所述若干条轨上。
3.根据权利要求1所述的全息记录介质，其中所述若干定位标记放置于所述若干条轨之间。
4.根据权利要求1-3中任意一条所述的全息记录介质，其中所述若干定位标记的所述第二间距基本上是所述第一间距的整数倍。
5.根据权利要求1-4中任意一条所述的全息记录介质，其中对于所述若干条轨中相邻一对的所述若干定位标记，按所述第一间距放置。
6.根据权利要求1-5中任意一条所述的全息记录介质，其中来自物镜、穿过所述记录层，并聚焦在所述若干条轨上的光束具有的光斑直径等于衍射极限，其中该衍射极限由该光束的波长和所述物镜的数值孔径确定。
7.根据权利要求1-6中任意一条所述的全息记录介质，其中所述衬底为盘状，且所述若干条轨以相对于所述衬底的中心的螺旋状或螺旋弧或同心圆的形状，形成在所述衬底上。
8.根据权利要求1-7中任意一条所述的全息记录介质，其中所述若干条轨平行地形成在所述衬底上。
9.根据权利要求1-8中任意一条所述的全息记录介质，其中所述第一间距设置为从一对全息图的中心到中心的距离所确定的值，该对全息图是形成在所述记录层上的多幅全息图中最为接近的一对。
10.根据权利要求1-9中任意一条所述的全息记录介质，其中所述反射层和所述记录层与插入其中的分隔层层叠在一起。
11.一种用于全息记录介质的记录/再现装置，其中该全息记录介质由衬底承载，且具有用于利用光照射其上以记录和再现信息的记录层，其中：
所述全息记录介质包括一个由感光材制成的记录层；一个设置在所述记录层受光照射一面的反面的反射层；形成在所述反射层上的若干条轨，使得所述若干条轨以第一间距相互隔开，并能无交叉地延伸；以及形成在所述反射层上的若干定位标记，并使所述若干定位标记在所述若干条轨延伸的方向上以第二间距相互间隔开，其中所述第二间距是所述第一间距的函数；并且
所述记录/再现装置包括用于辐射光束以探测所述若干定位标记的装置，以及用于在沿所述若干条轨延伸的方向有分量的方向上移动所述光束照射位置的装置。
12.根据权利要求11所述的记录/再现装置，还包括：
一个光源，用于产生相干参考光束；
一个夹持器，用于可安装地夹持所述全息记录介质；
一个包括空间光调制器的信号光发生器，用于根据记录信息对参考光束进行空间调制以产生信号光束；
一个干涉仪，用于将该参考光束和该信号光束向所述全息记录介质的该反射层照射，通过所述全息记录介质的该记录层上的光干涉图案而形成一个衍射光栅区域；并用于将该参考光束向所述衍射光栅区域上照射，以产生对应于该信号光束的再现波；
一个分光器，用于将从该反射层反射回到所述干涉仪的该参考光束的返回光与该再现波分开；以及
探测器，用于探测所记录信息，由该再现波形成所记录信息的图像。
13.一种用于全息记录介质的再现装置，其中该全息记录介质由衬底所承载，且具有用于通过光照射其上以记录或再现信息的记录层，其中：
所述全息记录介质包括一个由感光材制成的记录层；一个设置在所述记录层受光照射一面的反面的反射层；形成在所述反射层上的若干条轨，使得所述若干条轨以第一间距相互隔开，并能无交叉地延伸；以及形成在所述反射层上的若干定位标记，并使所述若干定位标记在所述轨延伸的方向上以第二间距相互隔开，其中所述第二间距是所述第一间距的函数；并且
所述再现装置包括用于照射光束以探测所述若干定位标记的装置，以及在沿所述若干条轨延伸方向有分量的方向上移动所述光束照射位置的装置。
14.一种用于全息记录介质的记录方法，其中该全息记录介质由衬底所承载，且具有记录层，用于通过光照射其上以记录或再现信息，所述方法包括暂时重叠一层或多层的步骤，其中每层包括多个全息图，以便在所述每一层上记录一组全息图，其中所述全息图以小于最大记录密度的密度记录在所述每一层上。
15.根据权利要求14所述的用于全息记录介质的记录方法，其中：
所述全息记录介质包括一个由感光材制成的记录层；一个设置在所述记录层受光照射一面的反面的反射层；形成在所述反射层上的若干条轨，使得所述若干条轨以第一间距相互隔开，并能无交叉地延伸；以及形成在所述反射层上的若干定位标记，并使所述若干定位标记在所述若干轨延伸的方向上以第二间距相互隔开，其中所述第二间距是所述第一间距的函数；并且
该方法还包括照射光束以探测所述若干定位标记的步骤，并且在沿所述若干轨延伸方向有分量的方向上移动所述光束照射的位置，其中该全息图是从所述记录层上最不频繁受光照射的位置顺序记录的。
16.根据权利要求14或15所述的用于全息记录介质的记录方法，其中所述全息记录介质具有信息识别区域，该区域包括表示在所述记录层被记录的顺序的信息，而且所述方法还包括预先从所述信息识别区域读取该信息，以选择记录过程的步骤。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102349105A (zh) * 2009-03-16 2012-02-08 索尼光领公司 盘状记录介质、光斑位置控制装置、光斑位置控制方法
CN113156792A (zh) * 2021-02-09 2021-07-23 北京理工大学 基于级联超颖表面的平移全息复用方法
CN113785249A (zh) * 2019-05-08 2021-12-10 脸谱科技有限责任公司 具有不同衍射功能的树脂在不同基底上的空间沉积
CN114690305A (zh) * 2017-10-04 2022-07-01 阿科尼亚全息有限责任公司 梳状移位式斜交镜
US11789186B1 (en) 2018-01-23 2023-10-17 Meta Platforms Technologies, Llc Diffraction grating with a variable refractive index formed using an energy gradient

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005203070A (ja) * 2003-12-15 2005-07-28 Pioneer Electronic Corp 記録媒体並びに記録再生方法及び記録再生装置
JP4807049B2 (ja) * 2005-11-21 2011-11-02 富士ゼロックス株式会社 ホログラム記録媒体およびこれを用いたホログラム記録方法
WO2007092785A2 (en) * 2006-02-02 2007-08-16 Otsi Holdings Llc Optical tape media, marking, systems, and apparatus and process for producing thereof
EP1826752A1 (en) * 2006-02-27 2007-08-29 Deutsche Thomson-Brandt Gmbh Holographic storage medium
JP4532583B2 (ja) * 2006-03-16 2010-08-25 富士通株式会社 ホログラム記録媒体、ホログラム記録再生装置、ホログラム記録方法、およびホログラム再生方法
JP4686391B2 (ja) * 2006-03-24 2011-05-25 株式会社東芝 光情報記録媒体、光情報記録装置および光情報記録方法
KR100767932B1 (ko) 2006-04-06 2007-10-18 주식회사 대우일렉트로닉스 광 정보 재생 장치, 트랙킹 서보 제어 장치 및 트랙킹 제어방법
EP1850337A3 (en) * 2006-04-25 2008-01-23 Daewoo Electronics Corporation Optical information processing apparatus, optical information recording method, optical information reproducing method and optical information servo controlling method
US20070253043A1 (en) * 2006-04-26 2007-11-01 Bates Allen K Apparatus and method for holographic information storage and retrieval
JP4779792B2 (ja) 2006-04-27 2011-09-28 凸版印刷株式会社 情報記録媒体、及び情報記録媒体の真偽判定装置
JP2008065119A (ja) * 2006-09-08 2008-03-21 Hitachi Maxell Ltd ホログラム記録媒体及びそれを収容したホログラムカートリッジメディア
WO2008044295A1 (fr) * 2006-10-11 2008-04-17 Pioneer Corporation Support d'enregistrement d'hologramme et dispositif d'hologramme
JP2008276875A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Fujitsu Ltd 磁気ディスク装置によるデータの書き込み方法、オフトラックマージン設定方法、磁気ディスク装置、および、オフトラックマージン設定装置
US8031383B2 (en) * 2007-10-23 2011-10-04 Thomson Licensing Common aperture holographic storage system with reduced noise
US20100157774A1 (en) * 2008-12-23 2010-06-24 General Electric Company Data storage systems and methods
JP5342067B2 (ja) * 2010-04-02 2013-11-13 パイオニア株式会社 情報記録媒体、情報記録装置及び方法、並びに情報再生装置及び方法
JP2012230736A (ja) * 2011-04-26 2012-11-22 Sharp Corp 磁気記録再生装置及び磁気記録媒体
US8619533B1 (en) * 2012-07-31 2013-12-31 General Electric Company Holographic data storage medium and an associated method thereof
CN111128277A (zh) * 2020-01-21 2020-05-08 广东紫晶信息存储技术股份有限公司 一种卡式全息存储介质中全息图的定位方法和装置
CN115223597A (zh) * 2021-04-21 2022-10-21 广东紫晶信息存储技术股份有限公司 盘式存储介质的多通道复用方法及装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5671073A (en) * 1995-02-15 1997-09-23 California Institute Of Technology Holographic storage using shift multiplexing
JP2001147634A (ja) * 1999-11-22 2001-05-29 Sony Corp ホログラムの多重記録方法及びホログラム記録装置
JP3761760B2 (ja) * 2000-01-27 2006-03-29 日本電信電話株式会社 データ多重型ホログラムメモリ及びデータ多重型ホログラムメモリ再生装置
US6614566B1 (en) * 2000-06-07 2003-09-02 Lucent Technologies Inc. Process for holography involving skip-sorted hologram storage
JP3574054B2 (ja) * 2000-08-18 2004-10-06 日本電信電話株式会社 ホログラフィック光記録媒体、記録装置及び再生装置
JP2003085768A (ja) 2001-09-13 2003-03-20 Optware:Kk 光情報記録装置および方法
JP4162886B2 (ja) * 2001-12-10 2008-10-08 新オプトウエア株式会社 光ディスク記録方法、光ディスク記録装置及び光ディスク再生装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102349105A (zh) * 2009-03-16 2012-02-08 索尼光领公司 盘状记录介质、光斑位置控制装置、光斑位置控制方法
CN114690305A (zh) * 2017-10-04 2022-07-01 阿科尼亚全息有限责任公司 梳状移位式斜交镜
US11789186B1 (en) 2018-01-23 2023-10-17 Meta Platforms Technologies, Llc Diffraction grating with a variable refractive index formed using an energy gradient
CN113785249A (zh) * 2019-05-08 2021-12-10 脸谱科技有限责任公司 具有不同衍射功能的树脂在不同基底上的空间沉积
CN113156792A (zh) * 2021-02-09 2021-07-23 北京理工大学 基于级联超颖表面的平移全息复用方法

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PB01 Publication
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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