KR100248741B1 - 홀로그래픽 메모리용 공간 중첩 장치 및 이 장치를 갖는 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템 - Google Patents

홀로그래픽 메모리용 공간 중첩 장치 및 이 장치를 갖는 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 백업기능을 갖는 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템에 관한 것으로, 데이타 기록시 공간 광변조기(30)으로부터 변조된 물체광은 저장 물질인 광굴절 결정(60)의 데이타 저장 영역(61)을 투과하여 데이타 백업 영역(65)까지 입사되는 구조를 갖고, 기준광은 빔 스프리터(66)에 의해 둘로 나누어 지되, 하나는 제 1 전자셔터(70)를 개방하고, AOD(64)를 개재해서 상기 데이타 저장 영역(61)에 입사되며, 다른 하나는 제 2 전자셔터(80)를 개방하고, AOD(29)를 개재해서 상기 데이타 백업 영역(65)에 입사되어 각각의 영역에서 물체광과 간섭을 일으켜 데이타를 기록한다. 광굴절 결정(60)내에 입사되어 기록된 물체광과 기준광에 의한 간섭 무늬는 일반 재생시는 백업 영역의 광로상에 설치된 제 2 전자셔터(80)를 폐쇄하고, 제 1 전자셔터(70)는 개방하여, 기준광을 소정의 각도로 조사하면, 바둑판 무늬로 복원되고 이 복원된 무늬를 읽어낸 상이 고체촬상소자(50)에 비추어진다. 데이타 저장 영역(61)에 저장된 데이타가 외부적인 충격에 의해 파손되는 경우에는, 제 1 전자셔터(70)는 폐쇄하고 제 2 전자셔터(80)는 개방하여 소정의 각도로 기준광을 조사하면, 데이타 백업 영역(65)에서 기록된 간섭패턴과 기준광사이에 간섭이 일어나고, 이를 재생함으로서 데이타를 복구하게 되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 기준광을 둘로 나누고, 이 두 개의 기준광을 제 1 및 제 2 전자셔터와 AOM을 이용하여 각도중첩을 위한 각도변조를하여 모두 저장물질에 입사시키므로서, 물체광이 저장물질을 투과하는 기록구조에 의해 저장물질내에 두 개의 저장영역을 형성하고, 각 저장 영역에서 전자셔터의 개폐에 따라 각각의 기준광과 간섭하므로, 데이타 재생시 오류가 발생한 경우, 자동으로 백업된 데이타를 활용할 수 있으므로, 시스템의 데이타 저장의 신뢰도를 높이게 되는 효과를 가진다.

Description

홀로그래픽 메모리용 공간 중첩 장치 및 이 장치를 갖는 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템
본 발명은 홀로그래픽 메모리용 각도 및 공간 중첩 장치 및 그 장치를 갖는 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시스템 구성을 경박 단소하게 구성함과 동시에 소요 부품수를 줄이므로서 저가의 시스템을 구성할 수 있는 각도 및 공간 중첩 장치에 관한 것이다.
광기록 방법에 있어서, 포토그래픽 기록(Photographic Recording)이 대상 물체로 부터 반사된 물체광(Object beam)의 빛의 강도만을 기록하는 것임에 반하여, 홀로그래픽 기록(Holographic Recording)은 대상물체로 부터 반사된 물체광의 빛의 강도뿐만아니라 방향도 기록하므로, 즉, 대상물체의 빛의 강도와 방향이 물체광과 기준광(Reference beam)의 간섭에 의해 구성되므로, 물체광과 기준광은 간섭무늬(Interference Pattern)을 형성하게 되어, 이 간섭무늬가 그 강도에 반응하는 물질속에 기록된다. 이 물질에 기록된 간섭무늬에 기준광을 조사하면, 대상물체의 3차원 상인 홀로그램을 재생하게 된다.
이와 같이 홀로그램은 입방체속에 저장되며 기록 과정에서 사용된 기준광만이 입방체 안에 기록된 홀로그램을 읽어낼 수 있으므로, 기록시에 사용된 기준광과 파장 및 위상이 다른 기준광은 아무런 효과없이 입방체안에 기록된 홀로그램을 통과하게 된다. 이러한 부피 홀로그램(Volume Hologram)의 성질을 이용하면, 각각 다른 기준광을 가지고 저장 물질의 같은 장소에 많은 홀로그램을 기록하므로써 작은 입방체 내부에 방대한 데이타를 저장하는 것이 가능하다는 점에서 최근 각광을 받고 있다.
보다 많은 데이타를 저장 물질에 저장하기 위해 각도 중첩(Angle Multiplexing)과 공간 중첩(Spatial Multiplexing)기가, 도 1에는 종래의 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장(Volume Holographic Digital Data Storage : VHDDS) 시스템을 나타내는 것으로, 도시된 바와 같이 이 시스템은 광원(10)으로 부터의 레이저가 반사 거울(12)과 빔 확대기(14)를 개재해서 빔 스프리터(20)에 입사되어 기준광과 물체광으로 나누어지고, 물체광은 내부에 공간 필터(21)가 있는 빔 확대 렌즈(22)와 반사 거울(24)을 개재해서, 공간 광변조기(30)(Spatial Light Modulator : SLM)에 의해, 입력된 데이타에 따라서 픽셀들이 이루는 명암의 2진 데이타의 한 페이지단위로 변조된 후, 화상 재현 렌즈(33)를 개재해서 광굴절 결정(40)(Photoreflective crystal)에 입사되어 소정의 데이타 저장 영역(41)에 기록되고, 기준광도 내부에 공간 필터(25)가 있는 빔 확대 렌즈(26), 반사 거울(28) 및 각도 중첩용 음향광 변조기(29)(Angle Multiplex Acousto-optic Modulator : AOD)을 개재해서 광굴절 결정(40)에 입사되어 기록되며, 이와 같이 결정(40)내에 입사되어 기록된 물체광과 기준광은 상호 간섭을 일으키고, 이때 발생하는 간섭 무늬의 강도에 따라서 결정(40)내부의 운동 전하(Mobile Charge)의 광유도 현상이 발생하여 간섭 무늬가 기록된다. 광굴절 결정(40)내에 기록된 데이타를 읽기 위하여 기준광을 저장 매체에 조사하면 간섭 무늬는 기준광을 회절시켜 원래의 픽셀의 명암으로 구성되는 바둑판 무늬로 복원되며, 이후 화상 재현 렌즈(42)와 공간 필터(51)를 개재해서 읽어낸 상이 고체촬상소자(50)(Charge Coupled Device : CCD)에 비추어져서 원래의 데이타로 복원된다.
하지만, 이와 같은 종래의 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템은 호로그램 저장 방식으로 저장된 페이지 단위의 데이타가 저장물질 내부의 커다란 결함에 의해서 홀로그램 데이타 저장 과정에 문제가 생기는 경우, 이것을 바로 복구할 수 없는 데이타 오류가 나타나는 문제가 발생하였다.
따라서, 본 발명은 이에 따라 안출된 것으로, 그 목적은 저장 물질내에 두 개의 저장 영역을 형성하여 데이타를 저장시 자동으로 백업이 되는 기능을 추가함으로서 첫 번째 데이타 저장시 오류가 발생한 경우, 자동으로 백업된 데이타를 활용하여 데이타 저장의 신뢰도를 높일수 있는 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템은 광원으로부터 입사된 레이저를 기준광과 물체광으로 나누는 빔 스프리터와, 상기 물체광을 반사 거울을 개재해서, 입력된 데이타에 따라서 픽셀들이 이루는 명암의 2진 데이타의 한 페이지단위로 변조하는 공간 광변조기와, 데이타 저장 영역과 데이타 백업 영역을 가지도록, 상기 공간 광변조기로부터 변조된 물체광이 일련의 렌즈를 개재해서 입사되고, 기준광은 빔 스프리터에 의해 두 개로 나누어져서, 하나는 내부에 공간 필터가 있는 빔 확대 렌즈와 각도 중첩용 음향광 변조기 및 제 1 전자셔터를 개재해서 입사되어 상기 데이타 저장 영역에 기록되고, 다른 하나은 내부에 공간 필터가 있는 빔 확대 렌즈와 각도 중첩용 음향광 변조기 및 제 2 전자셔터를 개재해서 입사되어 상기 데이타 백업 영역에 기록되는 광굴절 결정과, 상기 결정내에 입사되어 기록된 물체광과 기준광에 의한 간섭 무늬가 상기 기준광의 조사 및 상기 제 1 및 제 2 전자셔터의 개폐에 따라서 바둑판 무늬로 복원되고, 이 복원된 무늬를 읽어낸 상이 화상 재현 렌즈와 공간 필터를 개재해서 비추어지는 고체촬상소자로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 빔 스프리터를 이용하여 기준광을 둘로 나누고, 이 두 개의 기준광을 AOM 및 전자셔터를 이용하여 모두 저장물질에 입사시키므로서, 저장물질내에 두 개의 저장영역을 형성하고, 물체광이 저장 물질을 투과하는 성질에 의해 각 저장 영역에서 기준광과 간섭하므로, 데이타를 저장시 자동으로 백업되어 첫 번째 데이타 저장시 오류가 발생한 경우, 자동으로 백업된 데이타를 활용하여 데이타 저장의 신뢰도를 높이게 된다.
도 1는 종래의 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템을 나타내는 개략도이고,
도 2는 본 발명에 따라 홀로그래팩 메로리용 공간 중첩 장치를 갖는 저장 시스템의 개략도이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
10 : 광원 20 : 빔 스프리터
22 : 렌즈 24 : 반사 거울
26 : 렌즈 28 : 반사 거울
30 : 공간 광변조기 34 : 공간 필터
36 : 렌즈 40 : 종래의 광굴절 결정
42 : 렌즈 50 : 고체촬상소자
60 : 본 발명의 광굴절 결정 61 : 데이타 저장 영역
65 : 데이타 백업 영역 64,66 : 각도 중첩용 AOD
70,80 : 제 1 및 제 2 전자셔터
이하 첨부된 도 2를 참조하여 본 발명의 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템을 설명한다. 도 1과 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 병기하였다.
도 2는 본 발명에 따른 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템을 개략적으로 도시한다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 시스템은 광원(10)으로부터 반사 거울(12)과 빔확대기(14)를 개재해서 입사된 레이저는 빔 스프리터(20)에 의해 기준광과 물체광으로 나누어 진다.
물체광은 내부에 공간 필터(21)가 있는 빔 확대 렌즈(22)와 반사 거울(24)을 개재해서 공간 광변조기(30)에 의해 변조되고, 그후, 변조된 물체광은 화상 재현 렌즈(33)를 개재해서 광굴절 결정(60)의 소정의 데이타 저장 영역(61)과 데이타 백업 역역(65)에 입사되어 기록된다. 한편, 기준광은 빔 스프리터(66)에 의해 둘로 나누어 지고, 하나는 내부에 공간 필터(62)가 있는 빔 확대 렌즈(63)와 각도 중첩용 AOD(64) 및 제 1 전자셔터(70)를 개재해서 광굴절 결정(60)에 입사되어 소정의 데이타 저장 영역(61)에 기록되며, 다른 하나는 내부에 공간 필터(23)가 있는 빔 확대 렌즈(26)와, 반사 거울(28)과, 각도 중첩용 AOD(29) 및 제 2 전자셔터(80)를 개재해서 광굴절 결정(60)에 입사되어 데이타 백업 영역(65)에 기록된다. 이와 같이 광굴절 결정(60)내에 입사되어 기록된 물체광과 기준광에 의한 간섭 무늬는 기준광을 조사하면, 바둑판 무늬로 복원되고, 이 복원된 무늬를 읽어낸 상이 화상 재현 렌즈(52)와 공간 필터(51)를 개재해서 고체촬상소자(50)에 비추어 진다.
데이타 재생시, 데이타 저장 영역(61)에 저장된 데이타가 외부적인 충격에 의해 파손되는 경우에는 제 2 전자셔터(80)를 개방하고, 제 1 전자셔터(70)를 폐쇄하여데이타 백업 영역(65)에 각도중첩용 AOD(64)를 이용해서 소정의 입사각으로 변조된 기준광이 입사되도록 하여, 기록된 백업용 홀로그램 데이타를 재생함으로서 언제든지 데이타를 복구하게 된다.
이와 달리, 본 발명은 데이타 기록 과정에서, 홀로그램 데이타를 기록한 직후, 바로 데이타 기록당시와 동일한 각도를 갖는 기준광만을 저장물질에 조사하여 데이타를 읽어낸 다음, 이 읽어낸 데이타의 오류여부를 판단하여 오류가 발생한 경우에는 다음 각도 중첩위치에 새로 데이타를 저장하여도, 데이타의 오류 발생을 방지 할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템은 빔 스프리터를 이용하여 기준광을 둘로 나누고, 이 두 개의 기준광을 AOD 및 전자셔터를 이용하여 모두 저장물질에 입사시키므로서, 저장물질내에 두 개의 저장영역을 형성하고, 물체광이 저장 물질을 투과하는 성질에 의해 각 저장 영역에서 기준광과 간섭하므로, 데이타를 저장시 자동으로 백업되어 첫 번째 데이타 저장시 오류가 발생한 경우, 자동으로 백업된 데이타를 활용하여 저장 매체에서 가장 중요한 데이타 오류 발생율을 크게 줄이고 시스템의 데이타 저장의 신뢰도를 높이게 되는 효과를 가진다.

Claims (2)

  1. 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템에 있어서,
    광원(10)으로부터 입사된 레이저를 기준광과 물체광으로 나누는 빔 스프리터(20)와,
    상기 물체광을 내부에 공간 필터(21)가 있는 빔 확대 렌즈(22)와 반사 거울(24)을 개재해서, 입력된 데이타에 따라서 픽셀들이 이루는 명암의 2진 데이타의 한 페이지단위로 변조하는 공간 광변조기(30)와,
    소정의 데이타 저장 영역(61)과 데이타 백업 영역(65)을 가지며, 상기 공간 광변조기(30)으로부터 변조된 물체광은 화상 재현 렌즈(33)를 개재해서 상기 데이타 저장 영역(61)과 데이타 백업 영역(65)에 입사되어 기록되고, 상기 기준광은 빔 스프리터(66)에 의해 둘로 나누어 지고, 하나는 내부에 공간 필터(62)가 있는 빔 확대 렌즈(63)와 각도 중첩용 AOD(64) 및 제 1 전자셔터(70)를 개재해서 상기 데이타 저장 영역(61)에 입사되어 기록되며, 다른 하나는 내부에 공간 필터(23)가 있는 빔 확대 렌즈(26)와, 반사 거울(28)과, 각동 중첩용 AOD(29) 및 제 2 전자셔터(80)를 개재해서 상기 데이타 백업 영역(65)에 입사되어 기록되는 광굴절 결정(60)과,
    상기 결정(40)내에 입사되어 기록된 물체광과 기준광에 의한 간섭 무늬가 제 1 전자셔터(70)의 개방과 제 2 전자셔터(80)의 폐쇄로 상기 기준광의 조사에 의해 바둑판 무늬로 복원되고 이 복원된 무늬를 읽어낸 상이 화상 재현 렌즈(52)와 공간 필터(51)를 개재해서 비추어지는 고체촬상소자(50)로 이루어지고,
    상기 데이타 저장 영역(61)에 저장된 데이타가 외부적인 충격에 의해 파손되는 경우에는, 제 1 전자셔터(70)는 폐쇄하고 제 2 전자셔터(80)는 개방하여 상기 데이타 백업 영역(65)에서 기준광과 간섭이 일어나고, 이를 재생함으로서 언제든지 데이타를 복구하게 되는 것을 특징으로 하는 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템.
  2. 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템의 백업 방법에 있어서,
    홀로그램 데이타를 기록하는 과정과,
    상기 홀로그램 데이타 기록 직후, 기록시와 동일한 각도를 갖는 기준광만을 저장 물질인 광굴절 결정에 조사시켜 데이타을 읽어내는 과정과,
    상기 읽어낸 데이타의 오류여부를 판단하는 과정과,
    상기 오류 판단 단계에서 오류가 발생한 것으로 판단한 경우, 다음 각도중접위치에 새로 데이타를 저장하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템의 백업 방법.
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