DE69115190T2

DE69115190T2 - Aufzeichnungsgerät für Information.

Info

Publication number: DE69115190T2
Application number: DE69115190T
Authority: DE
Inventors: Hidetoshi Tatemichi; Manabu Yamamoto
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1990-09-14
Filing date: 1991-09-13
Publication date: 1996-09-05
Anticipated expiration: 2011-09-14
Also published as: EP0476536B1; CA2051193C; CA2051193A1; EP0476536A3; DE69115190D1; US5128693A; EP0476536A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufzeichnung von Information als Hologramm mittels Interferenz zweier Lichtstrahlen und insbesondere eine Informationsaufzeichnungsvorrichtung, die eine gemultiplexte Aufzeichnung von qualitativ hochwertigen Hologrammen auf einem bewegten Medium ausführen kann.
Eine beschreibbare optische Platte als Informationsaufzeichnungsvorrichtung wird zunehmend als externes Speichermedium eines Computersystemes anstelle einer magnetischen Platte oder dgl. verwendet. Solch eine optische Platte weist eine Aufzeichnungsdichte von ungefähr 5x10&sup5; bit/mm² in Standardausführung auf. D.h. eine 5-Inch optische Platte weist eine Speicherkapazität entsprechend 3300 Zeitungsseiten auf.
Mit Fortschritten in den Informationskommunikationstechniken wachsen jedoch die Ansprüche an Informationsspeichertechniken, die eine Datenübertragung mit hoher Rate und höherer Dichte erlauben. Insbesondere im Bereich der Bildkommunikation, vorgeschlagen als künftige Bilddienstleistung, wird ein extrem schnelles (1 Gbit/sec), Speichersystem hoher Dichte (10&sup8; bit/mm²) benötigt, um die Speicherung von großen Datenmengen z.B. von hochauflösenden Farbbildern, Mehrfachschirm-Bildern, stereoskopischen Bildern und das schnelle Auffinden von Daten von Datenbanken zu handhaben. Um solche Verarbeitungen handhaben zu können, werden gegenwärtig in verschiedenen Institutionen Forschungsarbeiten durchgeführt, um die Aufzeichnungsdichte mittels eines kurzwelligen Lasers zu erhöhen und die Datenübertragungsrate mittels Mehrfachstrahlen zu erhöhen. Bzgl. der Aufzeichnungsdichte wird jedoch, auch wenn ein Aufzeichnungs-/Wiedergabeverfahren mittels eines kurzwelligen Lasers realisiert ist, erwartet, daß die Dichtigkeitsgrenze bestenfalls bei der zehnfachen Dichte denjenigen von gegenwärtig verwendeten optischen Platten liegt. Ferner ist, da das Aufzeichnungsprinzip eine sogenannte thermische Aufzeichnung basierend auf einem Aufheiz-/Abkühlprozeß eines Mediums ist, das die Strahlung eines Laserstrahles verwendet, die Aufzeichnungsdichte auch durch thermische Interferenz zwischen den Bits begrenzt. Bzgl. der Übertragungsrate kann eine große Verbesserung der Leistung bei einem herkömmlichen Bit-für-Bit- Aufzeichnungs-/Wiedergabeverfahren prinzipiell nicht erzielt werden aufgrund der Beschränkung der Anzahl der Mehrfachstrahlen.
Wie oben beschrieben, kann bei einem Speichersystem mit herkömmlichen optischen Platten eine große Verbesserung der Leistung bzgl. Aufzeichnungsdichte und Datenübertragungsrate nicht erwartet werden. Um solche Beschränkungen zu überwinden, muß ein neues Aufzeichnungsverfahren eingeführt werden, das eine Vergrößerung der Aufzeichnungsdichte mittels einer gemultiplexten Aufzeichnung und eine Erhöhung der Übertragungsrate mittels der kollektiven Verarbeitung mehrerer Bits erzielt.
Die grundlegende Anordnung einer Vorrichtung für eine kollektive Aufzeichnung/Wiedergabe zweidimensionaler Digitalinformation mittels eines holographischen Aufzeichnungssystems ist z.B. in L. d'Auria, J.P. Huignard, C. Slezak, und E. Spitz "Experimental Holographic Read-Write Memory Using 3-D Storage", APPLIED OPTICS, Vol 13, Nr.4, April 1974, Seiten 808-818 beschrieben.
Gemäß dieser Arbeit wird ein Laserstrahl mittels eines akustooptischen Elementes, das für eine zweidimensionale Strahlablenkung geeignet ist, gebeugt. Der erste gebeugte Strahl wird durch einen Strahlteiler in zwei Strahlen in zwei Richtungen aufgespalten. Ein Strahl wird durch eine Kollimatorlinse kollimiert und anschließend auf eine bestimmte Linse einer Linsenanordnung gelenkt. In einer Seitenabbildungseinrichtung wird ein zweidimensionales Bitmuster bestehend aus der Information einer Seite gebildet. Der durch die ausgewählte Linse der Linse nanordnung aufgeweitete Strahl wird auf die Seitenabbildungseinrichtung gestrahlt, um einen Signalstrahl zu bilden. Der Signalstrahl wird mittels einer Fourier-Transformationslinse auf einen Punkt auf einem holographischen Abbildungsmedium fokussiert. Der andere durch den Strahlteiler gebildete Strahl wird als Referenzstrahl an der Fokusposition des Signalstrahles auf dem Aufzeichnungsmedium mittels eines elektrooptischen Elementes und eines holographischen Beugungsgitters überlagert. Auf diese Weise wird die durch die Seitenabbildungseinrichtung gebildete zweidimensionale Digitalinformation als kleines Hologramm aufgezeichnet.
Um ein Hologramm an verschiedenen Positionen auf dem Aufzeichnungsmedium zu bilden, wird der erste gebeugte Strahl mittels des akustooptischen Elementes in eine andere als die oben erwähnte Richtung abgelenkt. Somit sind die kleinen Hologramme auf dem stationären Aufzeichnungsmedium in Form einer zweidimensionalen Matrix angeordnet. Weiterhin kann durch Ablenkung nur des Referenzstrahles mittels des elektrooptischen Elementes eine gemultiplexte Aufzeichnung eines Hologramms mit anderer Information an der Position des schon aufgezeichneten Hologrammes ausgeführt werden.
Wenn bei der Wiedergabe auf die kleinen Hologramme durch den bei der Wiedergabe verwendeten Referenzstrahl zugegriffen wird, werden die Hologramme kollektiv wiedergegeben und das durch die Seitenabbildungseinrichtung gebildete zweidimensionale Bitmuster wird durch eine Detektoranordnung erfaßt.
Bei einem solchen System ist jedoch ein kompliziertes optisches System erforderlich, um auf ein beliebiges Hologramm zuzugreifen und einen Referenzstrahlwinkel in einen Winkel für gemultiplexte Wiedergabe umzuwandeln. Daher ist ein schneller Zugriff eines Strahles mit hoher Geschwindigkeit und hoher Präzision schwierig auszuführen. Da es keine Austauschfunktion der Aufzeichnungsmedien gibt, ist weiterhin die Aufzeichnungskapazität durch die Anzahl der auflösbaren Punkte auf einer akustooptischen Ablenkeinrichtung oder die Matrixlinsenanzahl beschränkt.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der eben beschriebenen Situation ausgeführt und hat zur Aufgabe, eine Informationsaufzeichnungsvorrichtung zu liefern, die eine schnelle gemultiplexte Aufzeichnung hoher Qualität von zweidimensionaler Information auf einem beweglichen Medium ausführt.
Um diese Aufgabe zu lösen, wird erfindungsgemäß eine Informationsaufzeichnungsvorrichtung geliefert, aufweisend:
eine Aufzeichnungslichtquelle zur Erzeugung eines Laserstrahles;
eine Trägerwellenerzeugungseinrichtung zur Erzeugung einer Trägerwelle mit einer festgelegten Frequenz;
eine Eingangssignalerzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Amplitudenmodulations-Eingangssignales mit einer von der Trägerwelle abweichenden Frequenz;
eine Amplitudenmodulationseinrichtung, die mit der Trägerwellenerzeugungseinrichtung und der Eingangssignalerzeugungseinrichtung verbunden ist, um eine Amplitudenmodulation der Trägerwelle mit dem Eingangssignal auszuführen;
wobei eine akustooptische Ablenkeinrichtung mit der Amplitudenmodulationseinrichtung verbunden ist zum Empfang des Laserstrahles von der Aufzeichnungslichtquelle und um den Laserstrahl mittels eines durch die Amplitudenmodulationseinrichtung amplitudenmodulierten Signales in zwei Richtungen zu beugen;
eine Modulationseinrichtung für den gebeugten Strahl, um festgelegte Information für
einen der gebeugten Strahlen des Laserstrahles zu liefern, der durch die akustooptische Ablenkeinrichtung in eine Richtung gebeugt wurde, und um diesen einen der gebeugten Strahlen zu modulieren, um einen Signalstrahl zu bilden; und
ein bewegliches Aufzeichnungsmedium, auf dessen Einfallsbereich der Signalstrahl von der Einrichtung zur Ablenkung des gebeugten Strahles und der andere der gebeugten Strahlen des Laserstrahles als Referenzstrahl fällt, der durch die akustooptische Ablenkeinrichtung in einer anderen Richtung als der Richtung des Signalstrahles gebeugt wurde, wodurch eine Aufzeichnung auf Basis der Interferenz zwischen dem Signalstrahl und dem Referenzstrahl ausgeführt wird.
Bei der erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsvorrichtung sind die Frequenzverschiebungen der in verschiedene Richtungen gebeugten Strahlen, d.h. des gebeugten Trägerwellenstrahles und des gebeugten Seitenbandstrahles voneinander verschieden aufgrund des durch die Ausbreitung der Ultraschallwelle in der akustooptischen Ablenkeinrichtung hervorgerufenen Dopplereffektes. Aus diesem Grund bewegen sich die durch die Interferenz dieser gebeugten Strahlen hervorgerufenen Interferenzstreifen relativ zu einem stationären Aufzeichnungsmedium. Wenn das Aufzeichnungsmedium kontinuierlich in der Bewegungsrichtung der Interferenzstreifen mit derselben Geschwindigkeit wie die Interferenzstreifen bewegt wird, kann die relative Bewegung der Interferenzstreifen auf dem Aufzeichnungsmedium verhindert werden. Daher kann eine holographische Aufzeichnung auf einem Medium, daß sich mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, ausgeführt werden. Weiterhin kann durch Schalten der Amplitudenmodulationsfrequenz auf eine andere Frequenz nur der Beugungswinkel eines gebeugten Seitenbandstrahles geändert werden. So kann der Einfallswinkel des Referenzstrahles auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums auf einen anderen Winkel geschaltet werden, um eine gemultiplexte Aufzeichnung mit hoher Geschwindigkeit zu erzielen.
Die Erfindung wird eingehender verständlich anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen in denen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, das die grundlegende Anordnung einer Informationsaufzeichnungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der gemultiplexten Aufzeichnung in der in Fig. 1 gezeigten Anordnung ist;
Fig. 3 ein Blockdiagramm ist, das eine Vorrichtung zur Ausführung einer gemultiplexten Aufzeichnung hoher Geschwindigkeit zeigt, die mittels mehrerer Modulationseinrichtungen für den gebeugten Strahl ausgeführt wird, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 ein Zeitablaufdiagramm ist, das die Beziehung zwischen den Bitmusterbildungszeitpunkten der mehreren der Modulationseinrichtungen für den gebeugten Strahl und den Schaltzeitpunkten der amplitudenmodulierten Frequenzen bzgl. der akustooptischen Ablenkeinrichtung bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel zeigen;
Fig. 5 ein Blockdiagramm ist, das eine Vorrichtung zum simultanen oder seriellen Empfang einer Mehrzahl von Laserstrahlen verschiedener Frequenzen und zur Ausführung gemultiplexter Aufzeichnungen zum gleichen Zeitpunkt mittels eines Paares Signal- und Referenzstrahl, die durch Einfall der jeweiligen Laserstrahlen erhalten werden, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 6 ein Blockdiagramm ist, das eine Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, die in der Lage ist, eine axiale Verschiebung oder Verwindung aufgrund der Bewegung des Mediums zu kompensieren;
Fig. 7 ein Blockdiagramm ist, das die Anordnungen einer Trägerwellenerzeugungseinrichtung und einer Eingangssignalerzeugungseinrichtung in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 zeigt; und
Fig. 8 eine Darstellung ist, die die Erfassung der Neigung eines Aufzeichnungsmediums bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 erläutert.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 zeigt die grundliegende Anordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine Aufzeichnungslichtquelle, bestehend z.B. aus einem Laser mit einer optischen Frequenz νB; 4 einen räumlichen Lichtmodulator zur Modulation eines gebeugten Strahles DF&sub0; (wird später beschrieben), um so zweidimensionale Information für diesen zu bilden und den Strahl als Signalstrahl SN auszugeben; 5 ein bewegliches Aufzeichnungsmedium, auf welches Information als Hologramm beim Auftreffen des Signalstrahles SN und des Referenzstrahles RF aufgezeichnet wird; und 6 eine Photodetektoranordnung zur Erfassung eines rekonstruierten Strahles RD, wenn die aufgezeichnete Information wiedergegeben wird.
Bezugszeichen 10 bezeichnet eine Trägerwellenerzeugungseinrichtung zur Erzeugung einer Trägerwelle CF mit einer Frequenz ν&sub0;.
Bezugszeichen 11 bezeichnet eine Eingangssignalerzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Amplitudenmodulations-Eingangssignales 15 mit einer Frequenz νS.
Bezugszeichen 12 bezeichnet eine Amplitudenmodulationseinrichtung zur Amplitudenmodulierung der Trägerwelle CF mit dem Eingangssignal IS, um die Frequenzkomponenten ν&sub0; (Trägerwelle), ν&sub0;-νS (unteres Seitenband), und ν&sub0;+νS (oberes Seitenband) zu erzeugen und das obere Seitenband dieser Frequenzkomponenten mittels eines Tiefpaßfilters (nicht dargestellt) abzuschneiden, wodurch ein amplitudenmoduliertes Signal AM mit den Frequenzkomponenten ν&sub0; und ν&sub0;-νS ausgegeben wird.
Bezugszeichen 13 bezeichnet einen Leistungsverstärker zur Verstärkung des von der Amplitudenmodulationseinrichtung 12 gelieferten amplitudenmodulierten Signales AM mit einer festgelegten Verstärkung.
Bezugszeichen 14 bezeichnet eine akustooptische Ablenkeinrichtung, die durch das amplitudenmodulierte Signal AM mittels des Leistungsverstärkers 13 angesteuert wird. Beim Einfall eines Laserstrahles RB mit der optischen Frequenz νB von der Aufzeichnungslichtquelle 1 erzeugt die akustooptische Ablenkeinrichtung 14 einen Trägerwellenbeugungsstrahl DF&sub0; und einen unteren Seitenbandbeugungsstrahl DFS, deren Frequenzen jeweils von νB um Werte entsprechend ν&sub0; und ν&sub0;-νS dopplerverschoben sind.
Bezugszeichen 15 bezeichnet eine Kollimatorlinse mit einer Brennweite f&sub1;, die ausgebildet ist, die gebeugten Strahlen DF&sub0; und DFS von der akustooptischen Ablenkeinrichtung 14 zu kollimieren, und wodurch der gebeugte Strahl DF&sub0; auf den räumlichen Lichtmodulator 4 fällt.
Bezugszeichen 16 bezeichnet eine Objektivlinse mit einer Brennweite f&sub2; und welche ausgebildet ist, den Signalstrahl SN von dem räumlichen Lichtmodulator 4 zu fokussieren, so daß er auf das Aufzeichnungsmedium 5 fällt. Weiterhin fokussiert die Objektivlinse 16 den durch die Kollimatorlinse 15 fallenden gebeugten Strahl DFS, so daß er als Referenzstrahl auf den Einfallsbereich des Signalstrahles SN auf dem Aufzeichnungsmedium 5 fällt.
Bei der oben beschriebenen Anordnung kann eine Informationsaufzeichnungsfunktion und eine holographische Aufzeichnung auf einem bewegten Aufzeichnungsmedium ausgeführt werden. Die Gründe dafür werden im folgenden nacheinander beschrieben.
Der Amplitudenmodulator 12 empfängt die Trägerwelle CF, die eine Trägerfrequenz ν&sub0; aufweist und durch den Trägerwellengenerator 10 erzeugt wird, und das Eingangssignal IS mit einer Frequenz νS, das durch den Eingangssignalgenerator 11 erzeugt wird.
Der Amplitudenmodulator 12 führt eine Amplitudenmodulation der Trägerwelle CF mit dem Eingangssignal IS aus. Als Ergebnis werden die Frequenzkomponenten ν&sub0;, ν&sub0;-νS (unteres Seitenband) und ν&sub0;+νS (oberes Seitenband) erzeugt. Von den erzeugten Frequenzkomponenten wird das obere Seitenband durch den Tiefpaßfilter (nicht dargestellt) beseitigt und das amplitudenmodulierte Signal AM mit den Frequenzkomponenten ν&sub0; und ν&sub0;-νS wird ausgegeben. Dieses amplitudenmodulierte Signal AM wird durch den Leistungsverstärker 13 verstärkt und anschließend der akustooptischen Ablenkeinrichtung 14 zugeführt.
Gleichzeitig wird der Lichtstrahl RB mit der optischen Frequenz νB von der Aufzeichnungslichtquelle 1 der akustooptischen Ablenkeinrichtung 14 eingegeben. Als Ergebnis wird der gebeugte Trägerwellenstrahl DF&sub0; und der gebeugte untere Seitenbandstrahl DFS, die jeweils gegenüber der Frequenz νB unter den Betrag ν&sub0; bzw. ν&sub0;-νS verschoben sind, erzeugt.
Die Amplitudenverteilungen ψ&sub0;(x) und ψS(x) des gebeugten Trägerwellenstrahles DF&sub0; mit einer Frequenz νB-ν&sub0; und des gebeugten unteren Seitenbandstrahles DFS mit einer Frequenz νB-(ν&sub0;-νS) werden durch die folgenden Gleichungen (1) bzw. (2) repräsentiert:
wobei Va die Geschwindigkeit einer Ultraschallwelle und x die Koordinatenachse an die akustooptische Ablenkeinrichtung 14 ist. In diesem Fall ist die Ausbreitungsrichtung einer Ultraschallwelle durch eine positive Richtung definiert.
Diese gebeugten Strahlen DF&sub0; und DFS werden durch die Kollimatorlinse 15 kollimiert. Anschlißend fällt ein gebeugter Strahl DF&sub0; durch den räumlichen Lichtmodulator 4, um als Signalstrahl SN ausgegeben zu werden.
Der Signalstrahl SN wird durch die Objektivlinse 16 fokussiert, um auf eine festgelegte Position auf dem Aufzeichnungsmedium 5 zu fallen. Währenddessen wird der andere, durch die Kollimatorlinse 15 kollimierte gebeugte Strahl DFS durch die Objektivlinse 16 fokussiert, um als Referenzstrahl RF auf den gleichen Einfallsbereich wie der Signalstrahl SN auf das Aufzeichnungsmedium 5 zu fallen. Somit interferieren der Signalstrahl SN und der Referenzstrahl RF miteinander auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 5.
Zur einfachen Beschreibung sei angenommen, daß das Bitmuster des räumlichen Lichtmodulators 4 aus lauter "Einsen" besteht, d.h. daß alle Leuchtenergie des Signalstrahles SN durch den räumlichen Lichtmodulator 4 fällt. In diesem Fall sind, nachdem der Signalstrahl SN durch die Objektivlinse 16 fällt, ein Referenzstrahl RF (ψ&sub0;) und ein Signalstrahl SN (ψS) auf einer Koordinatenachse y, die räumlich auf dem Aufzeichnungsmedium 5 fixiert ist, durch die folgenden Gleichungen (3) bzw. (4) repräsentiert:
wobei M die Bildvergrößerung ist und gegeben ist durch M = f&sub2;/f&sub1;.
Wenn die auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 5 fixierte Koordinatenachse durch y' repräsentiert ist, wird die Koordinatenachse y wie durch die folgende Gleichung (5) definiert umgeformt:
y=y'-Vd t ...(5),
wobei Vd die Bewegungsgeschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums 5 ist.
Die Werte ψ&sub0; und ψS können daher durch die folgenden Gleichungen (6) und (7) repräsentiert werden:
Die Lichtintensitätsverteilung nach der Interferenz von Referenzstrahl RF und Signalstrahl SN wird durch die folgende Gleichung (8) repräsentiert:
Wenn man annimmt, daß Gaussverteilungen die einhüllenden Funktionen der Amplitudenverteilungen des Referenz- und des Signalstrahles RF bzw. SN sind, erhält man die folgenden Gleichungen:
wobei w der Strahlradius ist.
Wenn daher die Gleichung (8) in die Gleichungen (9) und (10) eingesetzt wird, und
Va f&sub2;f&sub1; = Vd ...(11)
gewählt wird, kann Gleichung (8) in die folgenden Gleichungen (12) und (13) umgeschrieben werden:
Die Gleichungen (12) und (13) bedeuten, daß wenn die Bedingung von Gleichung (11) erfüllt ist, die Interferenzstreifen als feste Muster auf der Oberfläche des sich bewegenden Aufzeichnungsmediums 5 unabhängig von einem zeitabhängigen Term gebildet wird.
Wie oben beschrieben, werden erfindungsgemäß zwei gebeugte Strahlen DF&sub0; und DFS mit verschiedenen Frequenzen, die durch akustooptische Beugung erzeugt werden, verwendet und ein Medium wird bewegt, um die Bewegung der durch diese beiden Strahlen gebildeten Interferenzstreifen auszugleichen. Daher können die Hologramme auf einem sich kontinuierlich bewegenden Medium aufgezeichnet werden.
Es sei festgehalten, daß das oben beschriebene Resultat erhalten wird auf Basis der Annahme, daß das Bitmuster des räumlichen Lichtmodulators 4 lauter "Einsen" enthält, d.h. alle Leuchtenergie des einfallenden Strahles durch den räumlichen Lichtmodulator 4 fällt. Wenn der räumliche Lichtmodulator 4 ein zufälliges zweidimensionales Digitalbitmuster aufweist, wird dieses Bitmuster durch Objektivlinse 16 fouriertransformiert und dann interferieren der Signalstrahl und der Referenzstrahl miteinander. Im Ergebnis wird ein Hologramm aufgezeichnet. Wenn in diesem Fall die Bedingung (11), d.h. Va f&sub2;/f&sub1; = Vd erfüllt ist, wird das Hologramm auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 5 aufgezeichnet.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung, bei der eine gemultiplexte Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung ausgeführt werden kann durch die Wahl voneinander unterschiedlicher Einfallswinkel der Referenzstrahlen RF&sub1;, RF&sub2; und RF&sub3; auf das Aufzeichnungsmedium 5.
In der Praxis können die Einfallswinkel der Referenzstrahlen RF geändert werden durch Schalten der Frequenz des Amplitudenmodulations-Eingangssignales IS vom Eingangssignalgenerator 11.
Bei einem solchen Aufzeichnungssystem kann eine gemultiplexte Aufzeichnung ausgeführt werden durch Verwendung eines Aufzeichnungsmediums, das als Volumenhologramm dient und in der Lage ist, gemultiplexte Aufzeichnungen durch Verwendung der Eingangswinkeldifferenzen der Referenzstrahlen RF auszuführen.
Es sei festgehalten, daß die gleichen Bezugszeichen im Blockdiagramm in Fig. 2 die gleichen Teile wie im Blockdiagramm von Fig. 1 bezeichnen und auf eine Beschreibung ihrer Anordnung verzichtet wird.
Z.B. kann ein dielektrisches Material wie Bi&sub1;&sub2;SiO&sub2;&sub0; (BSO), SrxBa1-xNb&sub2;O&sub6; (SBN), oder LiNbO&sub3;, oder ein Halbleiter wie GaP oder GaAs als Medium für ein solches Volumenhologramm verwendet werden.
Da weiterhin das Schalten der Frequenz des Amplitudenmodulations-Eingangssignales IS elektrisch gesteuert werden kann, kann eine gemultiplexte Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung leicht realisiert werden.
Eine Informationsaufzeichnungsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 beschrieben. Es sei festgehalten, daß die gleichen Bezugszeichen in Fig. 3 die gleichen Teile wie in Fig. 1 und 2 bezeichnen und auf eine Beschreibung deren Anordnung verzichtet wird.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel werden mehrere Signalstrahlen aus mehreren durch eine akustooptische Ablenkeinrichtung 14 erzeugte gebeugte Trägerwellen DF&sub0;&sub1;, DF&sub0;&sub2;, und DF&sub0;&sub3; mit verschiedenen Frequenzen ν&sub0;&sub1;, ν&sub0;&sub2; und ν&sub0;&sub3; über räumliche Lichtmodulatoren 4a, 4b und 4c erhalten und diese Signalstrahlen werden auf die Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums 5 eingestrahlt. Die jeweiligen Signalstrahlen und zugehörigen Referenzstrahlen RF&sub0;&sub1;, RF&sub0;&sub2; und RF&sub0;&sub3; fallen an festgelegten Positionen auf das Aufzeichnungsmedium 5, um aufeinanderfolgend Interferenzstreifen aufzuzeichnen, wodurch eine Aufzeichnung hoher Dichte ermöglicht wird. Dieses Ausführungsbeispiel wird im folgenden beschrieben.
Die räumlichen Lichtmodulatoren 4a, 4b und 4c modulieren die gebeugten Trägerwellenstrahlen DF&sub0;&sub1;, DF&sub0;&sub2;, bzw. DF&sub0;&sub3; (werden später beschrieben), um ihnen verschiedene zweidimensionale Information zu liefern und geben diese als Signalstrahlen SN&sub1;, SN&sub2; und SN&sub3; aus. Die Bitmusterformationszeit jeder der räumlichen Lichtmodulatoren 4a, 4b und 4c wird durch Ts repräsentiert und die Bitmusterschaltzeit der Informationsaufzeichnungsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird durch Ta repräsentiert, wie in Fig. 4 dargestellt ist. In diesem Fall ist Ta < Ts. Da jeder der räumlichen Lichtmodulatoren 4a, 4b und 4c die Bildung eines entsprechenden Bitmusters im wesentlichen in der Zeit Ts nachdem sie gestartet wurde, beendet, werden die räumlichen Lichtmodulatoren 4a, 4b und 4c nacheinander mit Verzögerungszeiten Ta gestartet.
Das Aufzeichnungsmedium 5 ist so angeordnet, daß es durch einen Antriebsmechanismus (nicht dargestellt) in vertikaler Richtung, die in Fig. 3 durch einen Pfeil angedeutet ist, bewegt werden kann. Beim Einfall der Signalstrahlen SN&sub1;, SN&sub2; und SN&sub3; und der entsprechenden Referenzstrahlen RF&sub0;&sub1;, RF&sub0;&sub2; und RF&sub0;&sub3; wird Information als Hologramm auf dem Aufzeichnungsmedium 5 aufgezeichnet. Bezugszeichen 6 bezeichnet eine Photodetektoranordnung zur Erfassung eines rekonstruierten Strahles RD bei der Wiedergabe der aufgezeichneten Information.
Bezugszeichen 10 bezeichnet einen Trägerwellengenerator zur aufeinanderfolgenden Erzeugung von Trägerwellen CF&sub1;, CF&sub2; und CF&sub3; mit Frequenzen ν&sub0;&sub1;, ν&sub0;&sub2; bzw. ν&sub0;&sub3; in Intervallen der Anwendungszeit Ta, wie in Fig. 4 dargestellt ist.
Bezugszeichen 11 bezeichnet einen Eingangssignalgenerator zur Erzeugung eines Amplitudenmodulations-Eingangssignales IS mit einer Frequenz νS.
Bezugszeichen 12 bezeichnet einen Amplitudenmodulator zur Modulation der Amplituden der jeweiligen Trägerwellen CF&sub1;, CF&sub2; und CF&sub3; mit dem Eingangssignal IS. Bei dieser Amplitudenmodulation werden die Frequenzkomponenten ν01(02,03), ν01(02,03)-νS (unteres Seitenband), und V01(02,03)+νS (oberes Seitenband) erzeugt. Der Amplitudenmodulator 12 beseitigt z.B. das obere Seitenband dieser Frequenzkomponenten mittels eines Tiefpaßfilters (nicht dargestellt) und gibt ein amplituden moduliertes Signal AM mit den Frequenzkomponenten ν01(02,03) und ν01(02,03)-νS aus.
Bezugszeichen 14 bezeichnet eine akustooptische Ablenkeinrichtung, die durch das amplitudenmodulierte Signal AM von dem Amplitudenmodulator 12 angesteuert wird. Beim Einfall eines Lichtstrahles RB einer optischen Frequenz νB von der Aufzeichnungslichtquelle 1 gibt die akustooptische Ablenkeinrichtung 14 gebeugte Strahlen DF01(02,03) und DFS1(S2,S3) mit Frequenzen, die jeweils von der Frequenz νB um die Werte entsprechend ν01(02,03) und ν01(02,03)-νS dopplerverschoben sind, mit verschiedenen Beugungswinkeln aus.
Bezugszeichen 15 bezeichnet eine Kollimatorlinse zur Kollimation der gebeugten Strahlen DF01(02,03) und DFS1(S2,S3) von der akustooptischen Ablenkeinrichtung 14, so daß die gebeugten Strahlen DF&sub0;&sub1;, DF&sub0;&sub2;, und DF&sub0;&sub3; auf die jeweiligen räumlichen Lichtmodulatoren 4a, 4b und 4c fallen.
Bezugszeichen 16 bezeichnet eine Objektivlinse zur Fokussierung der Signalstrahlen SN&sub1;, SN&sub2; und SN&sub3; von den räumlichen Lichtmodulatoren 4a, 4b und 4c, so daß diese auf das Aufzeichnungsmedium 5 fallen, und zur Fokussierung der gebeugten Strahlen DFS1(S2,S3), so daß diese jeweils als Referenzstrahlen RF&sub0;&sub1;, RF&sub0;&sub2; bzw. RF&sub0;&sub3; im gleichen Einfallsbereich wie die Signalstrahlen SN&sub1;, SN&sub2; bzw. SN&sub3; auf das Aufzeichnungsmedium 5 fallen.
Fig. 4 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Beziehung zwischen der Ansteuerzeit jeder der räumlichen Lichtmodulatoren 4a, 4b und 4c im Aufzeichnungsmodus, d.h. die Bitmusterbildungszeit und die Anwendungszeit der amplitudenmodulierten Signale, d.h. die Frequenzschaltzeit des Trägerwellengenerators 10 zeigt.
In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen Ts eine Bitmusterschaltzeit, Ta eine Anwendungszeit gleicher Amplitude und t&sub1;, t&sub2;, t&sub3;, ... die Einfallszeiten der gebeugten Strahlen DF&sub0;&sub1;, DF&sub0;&sub2;, und DF&sub0;&sub3; auf die räumlichen Lichtmodulatoren 4a, 4b und 4c.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden, wie in Fig. 4 dargestellt ist, die räumlichen Lichtmodulatoren 4a, 4b und 4c aufeinanderfolgend angesteuert. Wenn zum Zeitpunkt t&sub1; die Bildung eines Bitmusters durch den räumlichen Lichtmodulator 4a beendet ist, wird der gebeugte Strahl DF&sub0;&sub1; entsprechend einer durch Ausführung der Amplitudenmodulation der Trägerfrequenz ν&sub0;&sub1; von dem Amplitudenmodulator 12 mit der Modulationsfrequenz νS erhaltenen Trägerwelle auf den räumlichen Lichtmodulator 4a gestrahlt. Zum Zeitpunkt t&sub2;, wenn die Bildung eines Bitmusters durch den räumlichen Lichtmodulator 4b beendet ist, wird der gebeugte Strahl DF&sub0;&sub2; entsprechend einer durch Ausführung einer Amplitudenmodulation der Trägerfrequenz ν&sub0;&sub2; mit der Modulationsfrequenz νS erhaltenen Trägerwelle auf den räumlichen Lichtmodulator 4b gestrahlt. Zum Zeitpunkt t&sub3;, wenn die Bildung eines Bitmusters durch den räumlichen Lichtmodulator 4c beendet ist, wird der gebeugte Lichtstrahl DF&sub0;&sub3; entsprechend einer durch Ausführung der Amplitudenmodulation der Trägerfrequenz ν&sub0;&sub3; mit der Modulationsfrequenz νS erhaltenen Trägerwelle auf den räumlichen Lichtmodulator 4c gestrahlt. Anschließend werden ähnliche Verarbeitungen wiederholt, um Hologramme auf ein bewegtes Aufzeichnungsmedium in Zeitintervallen Ta kleiner als die Bitmusterbildungszeit Ts aufzuzeichnen.
Eine Informationsaufzeichnungsoperation bei der oben beschriebenen Anordnung wird im folgenden beschrieben.
Die jeweiligen räumlichen Lichtmodulatoren 4a, 4b und 4c werden aufeinanderfolgend mit Verzögerungszeiten Ta gestartet. Die Bildung eines Bitmusters ist beendet, wenn die Zeit Ts vergeht, nachdem jeder der räumlichen Lichtmodulatoren 4a, 4b und 4c gestartet wird.
Die Trägerwellen CF&sub1;, CF&sub2; und CF&sub3; mit den Frequenzen V01(02,03), die vom Trägerwellengenerator 10 erzeugt werden, und das vom Eingangssignalgenerator 11 erzeugte Eingangssignal IS mit der Frequenz νS werden dem Amplitudenmodulator 12 eingegeben.
Im Amplitudenmodulator 12 wird die Trägerwelle CF&sub1; zuerst mit dem Eingangssignal IS amplitudenmoduliert. So werden die Frequenzkomponenten ν&sub0;&sub1;, ν&sub0;&sub1;-νS (unteres Seitenband), und ν&sub0;&sub1;+νS (oberes Seitenband) erzeugt. Von den erzeugten Frequenzkomponenten wird das obere Seitenband durch einen Tiefpaßfilter (nicht dargestellt) beseitigt und das amplitudenmodulierte Signal AM mit den Frequenzkomponenten ν&sub0;&sub1; und V&sub0;&sub1;-νS wird ausgegeben. Das Signal AM wird dann der akustooptischen Ablenkeinrichtung 14 eingegeben.
Gleichzeitig fällt der Lichtstrahl RB mit der optischen Frequenz νB von der Aufzeichnungslichtquelle 1 auf die akustooptische Ablenkeinrichtung 14. So werden die gebeugten Strahlen DF&sub0;&sub1; und DFS1 mit Frequenzen, die jeweils von der Frequenz νB um Werte entsprechend ν&sub0;&sub1; und ν&sub0;&sub1;-νS dopplerverschoben sind, erzeugt.
Diese gebeugten Strahlen DF&sub0;&sub1; und DFS1 werden durch die Kollimatorlinse 15 kollimiert und der gebeugte Strahl DF&sub0;&sub1; fällt auf den optischen Lichtmodulator 4a zum Zeitpunkt t&sub1;, wenn die Zeit Ts vergangen ist, nachdem der räumliche Lichtmodulator 4a gestartet wurde. Der gebeugte Strahl DF&sub0;&sub1; ist durch den räumlichen Lichtmodulator 4a mit einer festgelegten zweidimensionalen Information versehen und wird als Signalstrahl SN&sub1; ausgegeben.
Der Signalstrahl SN&sub1; wird durch die Objektivlinse 16 fokussiert, um an einer festgelegten Position auf das Aufzeichnungsmedium 5 zu fallen. Gleichzeitig wird der durch die Kollimatorlinse 15 kollimierte gebeugte Strahl DFS1 durch die Objektivlinse 16 fokussiert, um als Referenzstrahl RF&sub0;&sub1; auf dem Einfallsbereich des Signalstrahles SN&sub1; auf das Aufzeichnungsmedium 5 zu fallen. Bei dieser Betriebsweise interferieren der Signalstrahl SN&sub1; und der Referenzstrahl RF&sub0;&sub1; miteinander auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 5, um Interferenzstreifen aufzuzeichnen.
Die Frequenz ν&sub0;&sub1; des Trägerwellengenerators 10 wird auf die Frequenz ν&sub0;&sub2; zum Zeitpunkt t&sub2; geschaltet, wenn die Zeit Ts vom Start der Ansteuerung des räumlichen Lichtmodulators 4b vergangen ist, nachdem die Zeit Ta vom Beginn der Ansteuerung des räumlichen Lichtmodulators 4a vergangen ist.
Bei dieser Betriebsweise wird die Trägerwelle CF&sub2; mit der Frequenz ν&sub0;&sub1; mit dem Eingangssignal IS mit der Frequenz νS im Amplitudenmodulator 12 amplitudenmoduliert. So wird ein amplitudenmoduliertes Signal AM mit den Frequenzkomponenten ν&sub0;&sub2; und ν&sub0;&sub2;-νS von dem Amplitudenmodulator 12 entsprechend dem oben beschriebenen Funktionsprinzip ausgegeben. Das Signal AM wird dann der akustooptischen Ablenkeinrichtung 14 eingegeben.
Bei dieser Betriebsweise erzeugt die akustooptische Ablenkeinrichtung 14 die gebeugten Strahlen DF&sub0;&sub2; und DFS2 mit Frequenzen, die gegenüber der optischen Frequenz νB des einfallenden Lichtstrahles RB von der Aufzeichnungslichtquelle 1 um Werte entsprechend ν&sub0;&sub2; und ν&sub0;&sub2;-νS dopplerverschoben sind. Der Beugungswinkel des gebeugten Strahles DF&sub0;&sub2; ist anders als derjenige des gebeugten Strahles DF&sub0;&sub1;.
Der gebeugte Strahl DF&sub0;&sub2; wird von der Kollimatorlinse 15 kollimiert und fällt auf den räumlichen Lichtmodulator 4b. Der gebeugte Strahl DF&sub0;&sub2; ist mit der festgelegten zweidimensionalen Information vom räumlichen Lichtmodulator 4b versehen und wird als Signalstrahl SN&sub2; ausgegeben.
Gleichzeitig wird der auf dem gebeugten unteren Seitenbandstrahl DFS2 basierende Referenzstrahl RF&sub0;&sub2; und der Signalstrahl SN&sub2; durch die Objektivlinse 16 fokussiert, so daß sie an einer festgelegten Position auf das Aufzeichnungsmedium 5 fallen, so daß sie die durch die zwei Strahlen erzeugten Interferenzstreifen aufzeichnen.
Die Frequenz ν&sub0;&sub2; des Trägerwellengenerators 10 wird dann zum Zeitpunkt t&sub3;, wenn die Zeit Ts seit Beginn der Ansteuerung des räumlichen Lichtmodulators 4c nach der Zeitspanne Ta seit Beginn der Ansteuerung des optischen Lichtmodulators 4b verstrichen ist, auf die Frequenz ν&sub0;&sub3; geschaltet.
Bei dieser Betriebsweise wird im Amplitudenmodulator 12 die Trägerwelle CF&sub3; mit einer Frequenz ν&sub3; mit dem Eingangssignal IS mit einer Frequenz νS moduliert. So wird ein amplitudenmoduliertes Signal AM mit den Frequenzkomponenten ν&sub0;&sub3; und ν&sub0;&sub3;-νS vom Amplitudenmodulator 12 entsprechend dem oben beschriebenen Funktionsprinzip ausgegeben. Das Signal AM wird dann der akustooptischen Ablenkeinrichtung 14 eingegeben.
Bei dieser Betriebsweise erzeugt die akustooptische Ablenkeinrichtung 14 die gebeugten Strahlen DF&sub0;&sub3; und DFS3 mit Frequenzen, die gegenüber der optischen Frequenz µB des einfallenden Lichtstrahles RB von der Aufzeichnungslichtquelle 1 um Werte entsprechend ν&sub0;&sub3; und ν&sub0;&sub3;-νS dopplerverschoben sind. Der Beugungswinkel dieses gebeugten Strahles DF&sub0;&sub3; ist anders als derjenige der oben erwähnten gebeugten Strahlen DF&sub0;&sub1; und DF&sub0;&sub2;.
Der gebeugte Strahl DF&sub0;&sub3; wird durch die Kollimatorlinse 15 kollimiert und fällt auf den räumlichen Lichtmodulator 4c. Der gebeugte Strahl DF&sub0;&sub3; ist mit der festgelegten zweidimensionalen Information vom optischen Lichtmodulator 4c versehen und wird als Signalstrahl SN&sub3; ausgegeben.
Gleichzeitig wird der auf dem gebeugten unteren Seitenbandstrahl DFS3 basierende Referenzstrahl und der Signalstrahl SN&sub3; von der Objektivlinse 16 fokussiert, um auf eine festgelegte Position auf dem Aufzeichnungsmedium 5 zu fallen. Somit werden die durch die beiden Strahlen erzeugten Interferenzstreifen aufgezeichnet. Die oben beschriebene Betriebsweise wird wiederholt, um eine holographische Aufzeichnung der zweidimensionalen Information auf dem Aufzeichnungsmedium 5 auszuführen.
Es sei festgehalten, daß wenn ein Volumenhologramm, das geeignet ist zur gemultiplexten Aufzeichnung, als Aufzeichnungssystem verwendet wird, eine gemultiplexte Aufzeichnung ausgeführt werden kann.
Als Medium, auf dem ein derartiges Volumenhologramm aufgezeichnet werden kann, kann z.B. ein dielektrisches Material wie Bi&sub1;&sub2;SiO&sub2;&sub0; (BSO), SrxBa1-xNb&sub2;O&sub6; (SBN), oder LiNbO&sub3;, oder ein Halbleiter wie etwa GaP oder GaAs verwendet werden.
Wie oben beschrieben werden bei diesem Ausführungsbeispiel die Beugungswinkel der gebeugten Strahlen durch Änderung der Trägerwellen CF&sub1;, CF&sub2; und CF&sub3; geändert, wodurch die räumlichen Lichtmodulatoren 4a, 4b und 4c ausgewählt werden. Bei dieser Betriebsweise werden die gebeugten Strahlen DF&sub0;&sub1;, DF&sub0;&sub2;, bzw. DF&sub0;&sub3; über die räumlichen Lichtmodulatoren 4a, 4b und 4c mit der jeweiligen unterschiedlichen Information versehen und die erhaltenen Signale werden als Signalstrahlen SN&sub1;, SN&sub2; und SN&sub3; verwendet. Daher kann zweidimensionale Information in Form von Hologrammen auf dem beweglichen Aufzeichnungsmedium 5 mit hoher Geschwindigkeit aufgezeichnet werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Schalten der Modulationsfrequenz zur Änderung der Beugungswinkel der gebeugten Strahlen als Signalstrahlen durch Schalten der Frequenzen der Trägerwellen Trägerwellen CF&sub1;, CF&sub2; und CF&sub3; ausgeführt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der gleiche Effekt wie der oben beschriebene kann erhalten werden durch Schalten der Frequenz des Amplitudenmodulations-Eingangssignales νS anstelle des Schaltens der Frequenzen der Trägerwellen CF&sub1;, CF&sub2; und CF&sub3;.
Insbesondere werden die gebeugten Strahlen entsprechend dem Amplitudenmodulations- Eingangssignal IS und eine Trägerwelle als Signalstrahl bzw. als Referenzstrahl verwendet und die Frequenz des Amplitudenmodulations-Eingangssignales IS wird mit hoher Geschwindigkeit geschaltet, wodurch sich der Beugungswinkel des Signalstrahles ändert.
Ferner wird bei diesem Ausführungsbeispiel eines des oberen und unteren Seitenbandes (bei diesem Ausführungsbeispiel das obere Seitenband), die durch den Amplitudenmodulator 12 erzeugt werden, durch einen Filter (nicht dargestellt) ausgefiltert. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Anstatt die Beseitigung im Amplitudenmodulator 12 auszuführen, kann diese Funktion durch die akustooptische Ablenkeinrichtung 14 selbst ausgeführt werden durch Verschieben der Frequenz ν&sub0; der Trägerwelle CF von der Mittenfrequenz der akustooptischen Ablenkeinrichtung 14 derart, daß sie so gewählt ist, daß eines des oberen und unteren Seitenbandes außerhalb der Ablenkbandbreite der akustooptischen Ablenkeinrichtung 14 liegt.
Ferner ist es offensichtlich, daß die Anzahl der zu schaltenden Frequenzen und die Anzahl der jeweiligen räumlichen Lichtmodulatoren nicht auf diejenige in dem obigen Ausführungsbeispiel beschriebene beschränkt ist.
Eine Informationsaufzeichnungsvorrichtung gemaß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben.
Bei dem Ausführungsbeispiel werden mehrere Laserstrahlen mit verschiedenen Wellenlängen gleichzeitig oder aufeinanderfolgend auf eine akustooptische Ablenkeinrichtung gestrahlt, um gebeugte Strahlen in Richtungen entsprechend den Wellenlängen der jeweiligen Laserstrahlen zu erhalten, wodurch die Einfallswinkel des auf ein Aufzeichnungsmedium fallenden Referenz- und Signalstrahles geändert werden. Mit dieser Funktionsweise wird eine Interferenz zwischen dem Referenz- und dem Signalstrahl auf der Oberfläche des sich bewegenden Aufzeichnungsmediums hervorgerufen, um Interferenzstreifen zu erhalten, wodurch eine gemultiplexte Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung ausgeführt wird.
In Fig. 5 bezeichnen die Bezugszeichen 1a und 1b Laserstrahlquellen mit den Frequenzen λ1 und λ2, die jeweils aus einem Argonlaser oder einem Nd:YAG-Laser bestehen, und 14 eine akustooptische Ablenkeinrichtung. Wenn die akustooptische Ablenkeinrichtung 14 durch ein mittels eines Amplitudenmodulators 12 (wird später beschrieben) erzeugtes amplitudenmoduliertes Signal AM angesteuert wird, erzeugt sie eine Ultraschallwelle entsprechend dem Signal AM. Wenn gleichzeitig ein Laserstrahl RB1 mit einer Wellenlänge λ1 von der Laserstrahlquelle 1a auf die Wellenfront dieser Ultraschallwelle mit einem Bragg-Winkel θ1 fällt, werden zwei gebeugte Strahlen Ra und Sa entsprechend den Frequenzkomponenten ν1 und ν0-ν1 mit den jeweiligen Beugungswinkeln abgestrahlt. Auf ähnliche Weise werden, wenn ein Laserstrahl RB2 mit einer Wellenlänge λ2 von der Laserstrahlquelle 1b auf die Wellenfront der Ultraschallwelle mit einem Bragg-Winkel θ2 fällt, zwei gebeugte Strahlen Rb und Sb mit anderen Beugungswinkeln als im Falle der Wellenlänge λ1 abgestrahlt.
Bezugszeichen 12 bezeichnet einen Amplitudenmodulator zur Ausführung der Amplitudenmodulation der Trägerwelle CF mit einem Amplitudenmodulations- Eingangssignal IS, um Frequenzkomponenten ν0, ν0-ν1 (unteres Seitenband), und ν&sub0;+ν&sub1; (oberes Seitenband) auszuführen, und beispielsweise das obere Seitenband der erzeugten Frequenzkomponenten durch Verwendung eines (nicht dargestellten) Tiefpaßfilters auszufiltern und ein amplitudenmoduliertes Signal AM mit den Frequenzkomponenten ν0 und ν0-ν1 auszugeben. Bezugszeichen 11 bezeichnet einen Eingangssignalgenerator zur Erzeugung eines Amplitudenmodulations-Eingangssignales IS mit einer Frequenz ν1 unterschiedlich von der Frequenz ν0 und Bezugszeichen 10 einen Trägerwellengenerator zur Erzeugung der Trägerwelle CF mit der Frequenz ν0.
Bezugszeichen 15 bezeichnet eine Kollimatorlinse zur Kollimierung der gebeugten Strahlen von der akustooptischen Ablenkeinrichtung 14 und dafür, daß die beiden gebeugten Trägerwellenstrahlen Sa und Sb von der akustooptischen Ablenkeinrichtung 14 auf die räumlichen Lichtmodulatoren 4a bzw. 4b fallen. Diese räumlichen Lichtmodulatoren 4a und 4b modulieren die beiden gebeugten Trägerwellenstrahlen Sa und Sb, um unterschiedliche zweidimensionale Information für diese zu liefern und gibt die erhaltenen Strahlen als Signalstrahlen SN aus.
Bezugszeichen 16 bezeichnet eine Objektivlinse zur Fokussierung der Signalstrahlen SNA und SNb, die durch die räumlichen Lichtmodulatoren 4a und 4b erzeugt wurden, um diese auf ein Aufzeichnungsmedium 5, das sich in einer festgelegten Richtung bewegt, zu strahlen und zur Fokussierung der gebeugten unteren Seitenbandstrahlen Ra und Rb durch die Kollimatorlinse 15, um diese auf den Einfallsbereich der Signalstrahlen auf dem Aufzeichnungsmedium 5 zu fokussieren. Es sei festgehalten, daß das Aufzeichnungsmedium 5 so angeordnet ist, daß es mittels eines (nicht dargestellten) Antriebsmechanismus in die durch einen Pfeil in Fig. 5 angedeutete vertikale Richtung bewegt werden kann. Bezugszeichen 6 bezeichnet eine Photodetektoranordnung zur Erfassung des rekonstruierten Strahles RD bei der Wiedergabe der aufgezeichneten Information.
Der Informationsaufzeichnungsbetrieb dieses Ausführungsbeispieles mit der oben beschriebenen Anordnung wird im folgenden beschrieben.
Die Trägerwelle CF mit der Frequenz ν0, die durch den Trägerwellengenerator 10 erzeugt wurde und das vom Eingangssignalgenerator 11 erzeugte Eingangssignal IS mit der Frequenz ν1 werden dem Amplitudenmodulator 12 eingegeben. Der Amplitudenmodulator 12 führt eine Amplitudenmodulation der Trägerwelle CF mit dem Eingangssignal IS aus. So werden die Frequenzkomponenten ν0, ν0-ν1 (unteres Seitenband), und ν0+ν1 (oberes Seitenband) erzeugt. Von den erzeugten Frequenzkomponenten wird das obere Seitenband durch einen (nicht dargestellten) Tiefpaßfilter ausgefiltert und das amplitudenmodulierte Signal AM mit den Frequenzkomponenten ν0 und ν0-ν1 ausgegeben. Das Signal AM wird der akustooptischen Ablenkeinrichtung 14 eingegeben. Die akustooptische Ablenkeinrichtung 14 erzeugt dann eine Ultraschallwelle entsprechend dem amplitudenmodulierten Signal AM. Die Wellenlänge dieser Ultraschallwelle wird mit A bezeichnet.
Gleichzeitig fällt der Laserstrahl RB1 mit der Wellenlänge λ1 von der Laserstrahlquelle 1a auf die akustooptische Ablenkeinrichtung 14 mit dem Einfallswinkel θ1, der die folgende Bragg-Streubedingung bzgl. der Wellenfront einer Ultraschallwelle erfüllt:
2Λsinθ1=λ1 ...(14)
Somit werden die gebeugten Strahlen Sa und Ra entsprechend der Trägerwelle CF bzw. dem unteren Seitenbandsignal ν0-ν1 ausgegeben.
Die beiden gebeugten Strahlen Sa und Ra werden durch die Kollimatorlinse 15 kollimiert. Der gebeugte Strahl Sa fällt auf den räumlichen Lichtmodulator 4a, um mit der zweidimensionalen Information versehen zu werden und wird als Signalstrahl SNa ausgegeben. Der Signalstrahl SNa wird durch die Objektivlinse 16 fokussiert, um auf eine festgelegte Position auf dem sich bewegenden Aufzeichnungsmedium 5 zu fallen. Währenddessen wird der durch die Kollimatorlinse 15 kollimierte gebeugte Strahl Ra durch die Objektivlinse 16 fokussiert, um als Referenzstrahl RFa auf den Einfallsbereich des Signalstrahles SNa auf dem Aufzeichnungsmedium 5 mit einem Einfallswinkel θ1, der durch die Frequenz ν1 des Eingangssignales IS und die Wellenlänge λ1 des einfallenden Laserstrahles RB1 bestimmt ist, einzufallen. So interferieren der Signalstrahl SNa und der Referenzstrahl RFa miteinander auf dem Aufzeichnungsmedium 5, wodurch die durch die beiden Strahlen erzeugten Interferenzstreifen aufgezeichnet werden.
Wenn der Laserstrahl RB2 mit der Wellenlänge λ2 von der Laserstrahlquelle 1b auf die akustooptische Ablenkeinrichtung 14 mit einem Einfallswinkel θ2 einfallt, der die folgende Bragg-Bedingung bzgl. der Wellenfront einer Ultraschallwelle:
2Λsinθ2=λ2 ...(15)
erfüllt und wenn gleichzeitig der Laserstrahl RB1 abgestrahlt wird, strahlt die akustooptische Ablenkeinrichtung 14 die gebeugten Strahlen Sb und Rb entsprechend der Trägerwelle CF bzw. dem unteren Seitenband mit Beugungswinkeln ab, die unterschiedlich sind von denjenigen im Falle des Laserstrahles RB1.
Der gebeugte Strahl Sb wird durch die Kollimatorlinse 15 kollimiert und fällt auf den räumlichen Lichtmodulator 4b, um mit einer zweidimensionalen Information versorgt zu werden, die anders ist als diejenige von dem räumlichen Lichtmodulator 4a. Der resultierende Strahl wird als Signalstrahl SNb ausgegeben. Der Signalstrahl SNb wird durch die Objektivlinse 16 fokussiert, um auf den gleichen Bereich wie den Einfallsbereich des Signal- und des Referenzstrahles SNa und RFa zu fallen. Der gebeugte Strahl Rb wird durch die Kollimatorlinse 15 kollimiert und durch die Objektivlinse 16 fokussiert, um als Referenzstrahl RFb auf den Einfallsbereich des Signalstrahles SNb auf das Aufzeichnungsmedium 5 mit einem Einfallswinkel θ2 zu fallen, der durch die Frequenz ν1 des Eingangssignales IS und die Wellenlänge λ2 des einfallenden Laserstrahles RB2 bestimmt wird. Bei dieser Betriebsweise interferieren der Signalstrahl SNb und der Referenzstrahl RFb miteinander auf dem sich bewegenden Aufzeichnungsmedium 5, wodurch die von den beiden Strahlen erzeugten Interferenzstreifen aufgezeichnet werden. Gleichzeitig erzeugen, da die von den verschiedenen Laserstrahlquellen emittierten Lichtstrahlen inkoherent sind, die beiden Paare von Signal- und Referenzstrahlen SNa und RFb und SNb und RFa keine Interferenzstreifen. Zusätzlich sind, da die Wellenlängen λ1 und λ2 verschieden voneinander sind, die Einfallswinkel θ1 und θ2 ebenfalls voneinander verschieden.
Als Aufzeichnungsmedium, das geeignet ist zur gemultiplexten Aufzeichnung kann z.B. ein dielektrisches Material wie etwa Bi&sub1;&sub2;SiO&sub2;&sub0; (BSO), SrxBa1-xNb&sub2;O&sub6; (SBN), oder LiNbO&sub3;, oder ein Halbleiter wie GaP oder GaAs verwendet werden.
Gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die beiden Laserstrahlen RB1 und RB2 mit verschiedenen Wellenlängen gleichzeitig auf die akustooptische Ablenkeinrichtung 14 eingestrahlt, die mit einer festgelegten Ansteuerfrequenz angesteuert wird, um zwei Paare gebeugter Strahlen bzgl. der einfallenden Laserstrahlen RB1 und RB2 zu erhalten. Durch Verwendung der erhaltenen Strahlen als Signal- und Referenzstrahl kann eine gemultiplexte Aufzeichnung von zweidimensionaler Digitalinformation auf dem sich bewegenden Aufzeichnungsmedium 5 gleichzeitig ausgeführt werden und die Vielfachheit ist nicht beschränkt durch das Frequenzband der akustooptischen Ablenkeinrichtung 14, in dem die Amplitudenmodulation ausgeführt werden kann und durch die numerische Apertur (NA) der Objektivlinse 16. Weiterhin wird keine Zeit benötigt zum Schalten der Referenzstrahlen RF und die Speicherrate ist nicht wesentlich beschränkt. Es sei festgehalten, daß bei dem obigen Ausführungsbeispiel die Laserstrahlen nicht von mehreren Laserstrahlquellen gleichzeitig emittiert werden zu brauchen, sondern ausgewählt und aufeinanderfolgend emittiert werden können, um Hologramme auf einem schon aufgezeichneten Hologramm zu überlagern.
Eine Informationsaufzeichnungsvorrichtung gemaß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 8 beschrieben.
Bei diesem Ausführungsbeispiel können die Einfallswinkel des Signal- und des Referenzstrahles als gebeugte Strahlen von einer akustooptischen Ablenkeinrichtung auf einem Aufzeichnungsmedium in Übereinstimmung mit der Neigung des Aufzeichnungsmediums gesteuert werden, so daß eine gemultiplexte Aufzeichnung auf dem sich bewegenden Medium ausgeführt werden kann, während die Winkelauflösung bei der gemultiplexten Aufzeichnung nicht beschränkt ist durch beispielsweise eine axiale Verschiebung oder Verwindung des Mediums.
In Fig. 6 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine Aufzeichnungslichtquelle bestehend beispielsweise aus einem Argonlaser oder aus einem Nd:YAG-Laser und Bezugszeichen 14 eine akustooptische Ablenkeinrichtung, die mittels eines von einem (später beschriebenen) Amplitudenmodulator 12 erzeugten amplitudenmodulierten Signales AM angesteuert wird, um eine Ultraschallwelle entsprechend dem Signal AM zu erzeugen. Wenn gleichzeitig ein Laserstrahl RB mit einer Wellenlänge λ von der Aufzeichnungslichtquelle 1 auf die akustooptische Ablenkeinrichtung 14 fallt, werden zwei gebeugte Strahlen entsprechend den Frequenzkomponenten ν0 (±Δν) und ν0-νi (±Δν) mit spezifischen Beugungswinkeln abgegeben.
Der Amplitudenmodulator 12 führt eine Amplitudenmodulation einer Trägerwelle CF mit einem Amplitudenmodulations-Eingangssignal IS aus, um Frequenzkomponenten ν0-νi±Δν (unteres Seitenband) und ν0+νi±Δν (oberes Seitenband) zu erzeugen und filtert, beispielsweise das obere Seitenband mittels eines (nicht dargestellten) Tiefpaßfilters aus, wodurch ein amplitudenmoduliertes Signal AM mit den Frequenzkomponenten ν0±Δν und ν0-νi±Δν ausgegeben wird.
Bezugszeichen 15 bezeichnet eine Kollimatorlinse zur Kollimierung der gebeugten Strahlen von der akustooptischen Ablenkeinrichtung 14 und welche dafür sorgt, daß einer der gebeugten Strahlen auf einen räumlichen Lichtmodulator 4 fällt. Der räumliche Lichtmodulator 4 moduliert die gebeugten Trägerwellen, um für diese zweidimensionale Information zu liefern und gibt diese als Signalstrahlen SNa und SNb aus.
Bezugszeichen 16 bezeichnet eine Objektivlinse zur Fokussierung der Signalstrahlen SNA und SNb, die durch den räumlichen Lichtmodulator 4 gebildet werden, um diese Strahlen auf ein Aufzeichnungsmedium 5 abzustahlen, das sich in einer bestimmten Richtung bewegt und zur Fokussierung des anderen mittels der Kollimatorlinse 15 gebeugten Strahles, so daß dieser auf den Einfallsbereich des Signalstrahles auf dem Aufzeichnungsmedium 5 fällt. Es sei festgehalten, daß das Aufzeichnungsmedium 5 so angeordnet ist, daß es mittels eines (nicht dargestellten) Antriebsmechanismus bewegt werden kann.
Bezugszeichen 10 bezeichnet einen Trägerwellengenerator zur Erzeugung der Trägerwelle CF mit der Frequenz ν0±Δν entsprechend dem Eingangspegel eines Neigungserfassungssignales PDout (welches später beschrieben wird). Insbesondere, wenn das Aufzeichnungsmedium 5 nicht geneigt ist sondern sich in einem horizontalen Zustand als Referenzzustand befindet und das Neigungserfassungssignal PDout seinen Referenzpegel aufweist, erzeugt der Generator 10 die Trägerwelle CF mit der Referenzfrequenz ν0. Wenn andererseits das Aufzeichnungsmedium 5 geneigt ist und der Pegel des Neigungserfassungssignales PDout sich ändert, erzeugt der Generator 10 die Trägerwelle CF mit einer Frequenz ν0±Δν, die erhalten wird durch Verschiebung der Referenzfrequenz ν0 um einen Wert entsprechend ±Δν in Übereinstimmung mit der Pegeländerung.
Bezugszeichen 11 bezeichnet einen Eingangssignalgenerator zur Erzeugung des Eingangssignales IS mit einer Frequenz vi (≠v0)±Δν entsprechend dem Eingangspegel des (später beschriebenen) Neigungserfassungssignales PDout. Insbesondere erzeugt, ähnlich wie der Trägerwellengenerator 10, der Eingangssignalgenerator 11 ein Eingangssignal IS mit einer Referenzfrequenz vi, wenn das Aufzeichnungsmedium 5 nicht geneigt ist, sondern sich in einem horizontalen Zustand als Referenzzustand befindet und das Neigungserfassungssignal PDout einen Referenzpegel aufweist. Wenn das Aufzeichnungsmedium 5 geneigt ist und der Pegel des Neigungserfassungssignales PDout sich ändert, erzeugt der Eingangssignalgenerator 11 das Eingangssignal IS mit einer Frequenz νi±Δν, die erhalten wird durch Verschiebung der Frequenz νi um einen Wert entsprechend ±Δν in Übereinstimmung mit der Pegeländerung.
Der Trägerwellengenerator 10 besteht aus einem Verstärker 101 mit einem Verstärkungsfaktor k1 und einem spannungsgesteuerten Oszillator 102, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Der Eingangssignalgenerator 11 besteht aus einem Verstärker 111 mit einem Verstärkungsfaktor k2 und einem spannungsgesteuerten Oszillator 112. Die jeweiligen Verstärker 101 und 111 empfangen das Neigungserfassungssignal PDout und ändern die Oszillationsfrequenzen der spannungsgesteuerten Oszillatoren 102 bzw. 112 in Übereinstimmung mit dem Eingangspegel des Signales PDout. Anschließend werden die erhaltenen Signale mit dem Amplitudenmodulator 12 eingegeben.
In Fig. 6 bezeichnet Bezugszeichen 20 eine Neigungserfassungslaserstrahlquelle, die einen Laserstrahl L1 auf eine festgelegte Position auf der Unterseite 51 des Aufzeichnungsmediums 5 mit einem festgelegten Winkel einstrahlt.
Bezugszeichen 21 bezeichnet eine Fokussierungslinse zur Fokussierung eines reflektierten Strahles LR des Laserstrahles L1 von der Unterseite 51 des Aufzeichnungsmediums 5.
Bezugszeichen 22 bezeichnet einen Positionserfassungs-Photodetektor bestehend beispielsweise aus einem photosensitiven Detektor. Wenn der reflektierte Strahl LR von der Unterseite 51 des Aufzeichnungsmediums 5 auf eine Referenzposition PB fällt, wird ein Ausgangssignal äquivalent zu einem festgelegten Referenzausgangssignal durch den Photodetektor 22 erhalten. Wenn die Einfallsposition des reflektierten Strahles LR von der Referenzposition PB abweicht, erhält der Photodetektor 22 ein Ausgangssignal mit einer Differenz entsprechend der Abweichung bzgl. des Referenzausgangssignales.
Bezugszeichen 23 bezeichnet einen Differenzenverstärker zum Empfang der beiden Ausgangssignale vom Photodetektor 22 und zur Verstärkung der Differenz der Signale und zur Ausgabe der verstärkten Differenz als Neigungserfassungssignal PDout an den Trägerwellengenerator 10 und den Eingangssignalgenerator 11.
Der auszuführende Betrieb, wenn das Aufzeichnungsmedium 5 gegenüber dem Horizontalzustand geneigt ist, wird im folgenden beschrieben.
Wenn, wie in Fig. 8 dargestellt ist, das Aufzeichnungsmedium 5 sich in einer durch eine durchgezogene Linie angedeuteten Referenzposition befindet und seine Aufzeichnungsoberfläche in senkrechter Richtung zur Zeichenebene horizontal gehalten wird oder das Aufzeichnungsmedium 5 nach oben verschoben wird, wie durch Bezugszeichen 5a dargestellt ist und die Aufzeichnungsoberfläche des Aufzeichnungsmediums 5a in einem horizontalen Zustand gehalten wird, wird der Strahl L1 von der Laserstrahlquelle 20 durch die Unterseite 51 des Aufzeichnungsmediums 5 reflektiert und der reflektierte Strahl LR oder LRa fällt durch die Fokussierungslinse 21 auf die Referenzposition PB auf dem Positionserfassungs- Photodetektor 22. Somit werden die beiden Ausgangssignale von dem Positionserfassungs-Photodetektor 22 mit dem gleichen Pegel ausgegeben und dem Differenzenverstärker 23 eingegeben. Daher ist das von dem Differenzenverstärker 23 ausgegebene Neigungserfassungssignal PDout auf einem "0"-Pegel festgelegt.
Da der Pegel des Neigungserfassungssignales PDout null ist, wird eine Trägerwelle CF mit der Referenzfrequenz ν0 durch den Trägerwellengenerator 10 erzeugt und an den Amplitudenmodulator 12 ausgegeben. Auf ähnliche Weise wird das Eingangssignal IS mit der Referenzfrequenz vi vom Eingangssignalgenerator 11 erzeugt und an den Amplituden modulator 12 ausgegeben.
Der Amplitudenmodulator 12 führt eine Amplitudenmodulation der Trägerwelle CF mit dem Eingangssignal IS aus. So werden die Frequenzkomponenten ν0, ν0-νi (unteres Seitenband) und ν0+νi (oberes Seitenband) erzeugt. Von den erzeugten Frequenzkomponenten wird das obere Seitenband mittels eines (nicht dargestellten) Tiefpaßfilters ausgefiltert und das amplitudenmodulierte Signal mit den Frequenzkomponenten ν0 und ν0-νi wird ausgegeben. Dieses Signal AM wird der akustooptischen Ablenkeinrichtung 14 eingegeben. Die akustooptische Ablenkeinrichtung 14 erzeugt eine Ultraschallwelle entsprechend dem amplitudenmodulierten Signal AM.
Währenddessen fällt der Laserstrahl LB mit der Wellenlänge λ von der Aufzeichnungslichtquelle 1 auf die akustooptische Ablenkeinrichtung 14. So werden die gebeugten Strahlen S und R entsprechend der Trägerwelle bzw. dem unteren Seitenbandsignal von der akustooptischen Ablenkeinrichtung 14 mit verschiedenen Beugungswinkeln abgestrahlt.
Der gebeugte Strahl S fällt auf den räumlichen Lichtmodulator 4, um mit zweidimensionaler Information versehen zu werden und der resultierende Strahl wird als Signalstrahl SN ausgegeben. Der Signalstrahl SN wird mittels der Objektivlinse 16 fokussiert, so daß er auf eine festgelegte Position auf dem sich bewegenden Aufzeichnungsmedium 5 fällt. Weiterhin wird der durch die Kollimatorlinse 15 kollimierte gebeugte Strahl R mittels der Objektivlinse 16 fokussiert, um als Referenzstrahl RF auf den Einfallsbereich des Signalstrahl SN auf dem Aufzeichnungsmedium 5 mit einem Einfallswinkel zu fallen, der bestimmt wird durch die Frequenz νi des Eingangssignales IS und die Wellenlänge λ des Laserstrahles LB. Bei dieser Betriebsweise interferieren der Signalstrahl SN und der Referenzstrahl RF miteinander auf der Oberfläche des sich bewegenden Aufzeichnungsmediums 5, wodurch die durch die beiden Strahlen erzeugten Interferenzstreifen aufgezeichnet werden.
Im Gegensatz dazu fällt, wie durch Bezugszeichen 5b in Fig. 8 dargestellt ist, wenn das Aufzeichnungsmedium 5b nach oben verschoben ist und seine Aufzeichnungsoberfläche gegenüber dem Horizontalzustand geneigt ist, ein reflektierter Strahl LRb des Laserstrahles L1 von der Laserstrahlquelle 20, der von der Unterseite 51 des Aufzeichnungsmediums 5 reflektiert wird, an einer Position um einen Abstand entsprechend der Neigung abweichend von der Referenzposition PB auf den Photodetektor 22. So werden die beiden Ausgangssignale von dem Positionserfassungs- Photodetektor 22 mit verschiedenen Pegeln dem Differenzenverstärker 23 eingegeben. Daher ist das von dem Differenzenverstarker 23 ausgegebene Neigungserfassungssignal PDout nicht auf den "0"-Pegel gesetzt, sondern auf einen Pegel entsprechend der Neigung.
Das Neigungserfassungssignal PDout mit einem festgelegten Pegel wird dem Trägerwellengenerator 10 und dem Eingangssignalgenerator 11 eingegeben. Der Trägerwellengenerator 10 erzeugt die Trägerwelle CF mit einer Frequenz ν0±Δν, die erhalten wird durch Verschiebung der Referenzfrequenz ν0 um ±Δν in Übereinstimmung mit dem Eingangspegel des Neigungserfassungssignales PDout. Die Trägerwelle CF wird an den Amplitudenmodulator 12 ausgegeben. Auf ähnliche Weise erzeugt der Eingangssignalgenerator 11 ein Eingangssignal IS mit einer Frequenz ν0±Δν, die erhalten wird durch Verschiebung der Referenzfrequenz νi um ±Δν. Das Eingangssignal IS wird ebenfalls an den Amplitudenmodulator 12 ausgegeben.
Wie oben beschrieben wurde führt der Amplitudenmodulator 12 eine Amplitudenmodulation der Trägerwelle CF mit dem Eingangssignal IS aus. So werden die Frequenzkomponenten ν0±Δn, ν0-νi±Δν (unteres Seitenband) und ν0+νi±Δν (oberes Seitenband) erzeugt. Von den erzeugten Frequenzkomponenten wird das obere Seitenband durch einen (nicht dargestellten) Tiefpaßfilter ausgefiltert und das amplitudenmodulierte Signal AM mit den Frequenzkomponenten ν0±Δν und ν0-νi±Δν wird ausgegeben. Das Signal AM wird der akustooptische Modulationseinrichtung 14 eingegeben. Die akustooptische Ablenkeinrichtung 14 erzeugt eine Ultraschallwelle entsprechend dem amplitudenmodulierten Signal AM. Gleichzeitig fällt der Laserstrahl mit der Wellenlänge λ von der Aufzeichnungslichtquelle 1 auf die akustooptische Ablenkeinrichtung 14. So werden die gebeugten Strahlen Sb und Rb entsprechend der Trägerwelle CF bzw. dem unteren Seitenbandsignal von der akustooptischen Ablenkeinrichtung 14 mit verschiedenen Beugungswinkeln abgestrahlt.
Diese zwei gebeugten Strahlen Sb und Rb werden durch die Kollimatorlinse 15 kollimiert. Der gebeugte Strahl Sb fallt auf den räumlichen Lichtmodulator 4, um mit zweidimensionaler Information versehen zu werden. Der resultierende Strahl wird als Signalstrahl SNb ausgegeben. Der Signalstrahl SNb wird durch die Objektivlinse 16 fokussiert, um an einer festgelegten Position auf das sich bewegende Aufzeichnungsmedium 5 zu fallen. Währenddessen wird der durch die Kollimatorlinse 15 kollimierte gebeugte Strahl Rb durch die Objektivlinse 16 fokussiert, um als Referenzstrahl RF auf den Einfallsbereich des Signalstrahles SN auf das Aufzeichnungsmedium 5 mit einem Einfallswinkel zu fallen, der bestimmt ist durch die Frequenz νi±Λν des Eingangssignales IS und der Wellenlänge λ des einfallenden Laserstrahles RB. Bei dieser Betriebsweise interferieren der Signalstrahl SNb und der Referenzstrahl RFb miteinander auf der Oberfläche des sich bewegenden Aufzeichnungsmediums 5, wodurch die durch die beiden Strahlen erzeugten Interferenzstreifen aufgezeichnet werden.
Da, wie oben beschrieben wurde, erfindungsgemäß die Einfallsrichtungen der gebeugten Strahlen S und R von der akustooptischen Ablenkeinrichtung 14, d.h. des Signalstrahles SN und des Referenzstrahles RF auf das Aufzeichnungsmedium 5 in Übereinstimmung mit der Neigung des Aufzeichnungsmediums 5 gesteuert werden können, ist die Winkelauflösung bei der gemultiplexten Aufzeichnung nicht durch die axiale Verschiebung und Verwindung des sich bewegenden Aufzeichnungsmediums 5 beschränkt. Daher kann eine Speichervorrichtung mit einer hohen Kapazität realisiert werden.

Claims

1. Informationsaufzeichnungsvorrichtung, die einen Laserstrahl in zwei Richtungen beugt und einen gebeugten Strahl als Signalsstrahl und den anderen gebeugten Strahl als Referenzstrahl auf ein Aufzeichnungsmedium einstrahlt, um ein Information enthaltendes Hologramm aufzuzeichnen, aufweisend

eine Aufzeichnungslichtquelle (1) zur Erzeugung eines Laserstrahls;

eine Trägerwellenerzeugungseinrichtung (10) zur Erzeugung einer Trägerwelle mit einer festgelegten Frequenz;

eine akustooptische Ablenkeinrichtung zur Beugung des Laserstrahls;

dadurch gekennzeichnet,

daß die Vorrichtung ferner aufweist

eine Eingangssignalerzeugungseinrichtung (11) zur Erzeugung eines Amplitudenmodulations-Eingangssignales mit einer von der Trägerwelle abweichenden Frequenz;

eine Amplitudenmodulationseinrichtung (12), die mit der Trägerwellenerzeugungseinrichtung und der Eingangssignalerzeugungseinrichtung verbunden ist, um eine Amplitudenmodulation der Trägerwelle mit dem Eingangssignal auszuführen;

wobei die akustooptische Ablenkeinrichtung (14) mit der Amplitudenmodulationseinrichtung verbunden ist zum Empfang des Laserstrahles von der Aufzeichnungslichtquelle und um den Laserstrahl mittels eines durch die Amplitudenmodulationseinrichtung amplitudenmodulierten Signales in zwei Richtungen zu beugen;

eine Modulationseinrichtung (4) für den gebeugten Strahl, um festgelegte Information für einen der gebeugten Strahlen des Laserstrahls zu liefern, der durch die akustooptische Ablenkeinrichtung in eine Richtung gebeugt wurde, und um diesen einen der gebeugten Strahlen zu modulieren, um einen Signalstrahl zu bilden; und

ein bewegliches Aufzeichnungsmedium (5), auf dessen Einfallsbereich der Signalstrahl von der Einrichtung zur Ablenkung des gebeugten Strahls und der andere der gebeugten Strahlen des Laserstrahles als Referenzstrahl fällt, der durch die akustooptische Ablenkungseinrichtung in einer anderen Richtung als der Richtung des Signalstrahles gebeugt wurde, wodurch eine Aufzeichnung auf Basis der Interferenz zwischen dem Signalstrahl und dem Referenzstrahl ausgeführt wird.

2. Informationsaufzeichnungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die akustooptische Ablenkeinrichtung einen einzelnen Laserstrahl von der Aufzeichnungslichtquelle mit einem festgelegten Einfaliswinkel empfängt und einen einzelnen Trägerwellenstrahl erzeugt, der in eine Richtung gebeugt wird, und auch mehrere Seitenbandstrahlen erzeugt, die nacheinander mit verschiedenen Winkeln gebeugt werden in Übereinstimmung mit amplitudenmodulierten Signalen von der Amplitudenmodulationseinrichtung, die andere Frequenzen aufweisen, und

wobei die Seitenbandstrahlen auf das Aufzeichnungsmedium mit verschiedenen Einfallswinkeln eingestrahlt werden und der Trägerwellenstrahl mit einem Einfallswinkel auf das Aufzeichnungsmedium eingestrahlt wird und mit den Seitenbandstrahlen interferiert, wodurch eine gemultiplexte Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsmedium ausgeführt wird.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schaltbaren Amplitudenmodulationssignale durch Schalten der Frequenz des Amplitudenmodulations-Eingangssignales erhalten werden.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schaltbaren Amplitudenmodulationssignale durch Schalten einer Frequenz der durch die Trägerwellenerzeugungseinrichtung erzeugte Trägerwelle erhalten wird.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die akustooptische Ablenkeinrichtung einen einzigen Laserstrahl von der Aufzeichnungslichtquelle empfängt und mehrere Trägerwellenstrahlen erzeugt, die nacheinander mit verschiedenen Winkeln gebeugt werden und ebenfalls mehrere Seitenbandstrahlen erzeugt, die nacheinander mit verschiedenen Winkeln gebeugt werden in Übereinstimmung mit amplitudenmodulierten Signalen verschiedener Frequenzen von der Amplitudenmodulationseinrichtung,

wobei die Strahlmodulationseinrichtung mehrere Modulationsmittel zur Modulation der Amplituden der jeweiligen Trägerwellenstrahlen aufweist, und

wobei die Seitenbandstrahlen auf das Aufzeichnungsmedium mit verschiedenen Einfallswinkeln eingestrahlt werden und die durch die Strahlmodulationseinrichtung amplitudenmodulierten Trägerwellenstrahlen auf das Aufzeichnungsmedium mit verschiedenen Einfallswinkeln eingestrahlt werden und mit den Seitenbandstrahlen interferieren; wodurch eine gemultiplexte Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsmedium ausgeführt wird.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Aufzeichnungslichtquelle zur Erzeugung des Laserstrahles mehrere Laserstrahlquellen mit verschiedenen Wellenlängen aufweist,

die akustooptische Ablenkeinrichtung den Laserstrahl in zwei Richtungen beugt, um einen gebeugten Trägerwellenstrahl und einen gebeugten unteren Seitenbandstrahl mit Beugungwinkeln zu erzeugen, die durch eine Frequenz eines amplitudenmodulierten Signales von der Amplitudenmodulationseinrichtung und einer festgelegten Wellenlänge eines Laserstrahles von der Laserstrahlquelle bestimmt werden,

die Modulationseinrichtung für gebeugte Strahlen mehrere Modulationseinrichtungen für einen gebeugten Strahl aufweisen, die in Übereinstimmung mit den jeweiligen, durch die Laserstrahlen mit verschiedenen Wellenlängen bestimmten gebeugten Strahlen der Trägerwelle angeordnet sind, und

das Aufzeichnungsmedium einen Signalstrahl und einen Referenzstrahl empfängt, die mit Einfallswinkeln, die jeweils bestimmt werden durch die Laserstrahlen mit verschiedenen Wellenlängen von den Laserstrahlquellen, auf dem gleichen Aufzeichnungsbereich einfallen, um Interferenz hervorzurufen, wodurch eine gemultiplexte Aufzeichnung auf einem beweglichen Aufzeichnungsmedium ausgefürht wird.

7. Aufzeichnungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß sie ferner aufweist eine Neigungserfassungseinrichtung zur Erfassung der Neigung des Aufzeichnungsmediums bzgl. einer Referenzposition und welche das entsprechende Erfassungssignal ausgibt; und

eine mit der Trägerwellenerzeugungseinrichtung und der Eingangs-Signalerzeugungseinrichtung verbundene Einrichtung, die die Trägerwellenerzeugungseinrichtung und die Eingangssignalerzeugungseinrichtung veranlaßt, Trägerwellensignale bzw. Eingangssignale zu erzeugen, die Frequenzen aufweisen, die erhalten werden durch Verschiebung der Referenzfrequenzen der Trägerwellenerzeugungseinrichtung und der Eingangssignalerzeugungseinrichtung entsprechend einer Referenzposition des Aufzeichnungsmediums in Übereinstimmung mit einer durch die Neigungserfassungseinrichtung erfaßten Neigung, wodurch der Einfallswinkel des Signal- und des Referenzstrahles als gebeugte Strahlen auf dem Aufzeichnungsmedium in Übereinstimmung mit der Neigung gesteuert werden.