KR100276060B1 - Volume holographic digital data storage system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템(VHDDSS : Volume Holographic Digital Data Storage System)에 관한 것으로, 특히 홀로그래픽 데이터를 각도 중첩(Anglular Multiplexing) 기법으로 저장하는 경우 기준광의 기록 각도로 어드레싱하여 실제 기록 각도에 가장 근접하게 재생할 수 있도록 하기 위한 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a volume holographic digital data storage system (VHDDSS), and in particular, when storing holographic data by an angular multiplexing technique, an actual recording angle is addressed by writing to a recording angle of a reference light. To a volume holographic digital data storage system for closest playback.
본 발명은 기준광의 실제 기록 각도를 측정하여 각 홀로그램 데이터의 기록 주소로 활용하여 재생시 실제 기록 각도에 가장 근접하게 재생할 수 있도록 하기 위한 것으로, 광원에서 유입된 빛을 기준광과 신호광으로 분리하고 상기 신호광에 데이터를 실고 상기 기준광을 소정의 각도로 편향시킨후 저장 매체에 입사시켜 기록하는 홀로그램 데이터 기록 과정, 상기 저장 매체에 기록된 기준광을 재생시켜 실제 기록 각도를 검출하여 기록된 홀로그램 데이터의 저장 각도 주소로 어드레싱하는 어드레싱 과정, 원하는 페이지 단위의 홀로그램 데이터를 상기 저장 매체에 모두 기록할때까지 상기 홀로그램 데이터 기록 과정과 어드레싱 처리 과정을 반복하는 반복 처리 과정, 및 상기 어드레싱된 저장 각도 주소로 기준광을 편향시키고 상기 저장 매체에 기록된 신호광을 회절시켜 CCD를 통해 전기적인 신호로 처리하는 홀로그램 데이터 재생 과정에 의해 수행된다.The present invention is to measure the actual recording angle of the reference light to be used as the recording address of each hologram data to reproduce the closest to the actual recording angle during reproduction, and separates the light from the light source into a reference light and a signal light and the signal light Hologram data recording process for loading data into a predetermined angle and deflecting the reference light at a predetermined angle, and recording the incident light into the storage medium, reproducing the reference light recorded on the storage medium to detect the actual recording angle, and storing the stored angle address of the recorded hologram data. An addressing process of addressing the data, an iterative process of repeating the hologram data recording process and the addressing process until all the hologram data of the desired page unit is recorded on the storage medium, and deflecting the reference light with the addressed storage angle address. Write to the storage medium It diffracts the signal light is performed by a holographic data reproduction process for processing an electrical signal through the CCD.
본 발명은 정확하게 실제 기록 각도를 측정하여 기록 주소로 활용하는 기준광의 정밀 기록 주소화 방법을 적용하므로 재생시 실제 기록 각도에 근접하게 재생할 수 있어 재생광의 회절 효율의 저하를 막고 재생 데이터의 오류율을 줄일 수 있으므로 시스템의 데이터 신뢰도가 향상되는 효과가 있다.The present invention applies a precise recording addressing method of the reference light which accurately measures the actual recording angle and utilizes it as the recording address, so that the reproduction can be performed close to the actual recording angle during reproduction, thereby preventing a decrease in diffraction efficiency of the reproduction light and reducing an error rate of the reproduction data Therefore, the data reliability of the system can be improved.
Description
본 발명은 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템(VHDDSS : Volume Holographic Digital Data Storage System)에 관한 것으로, 특히 홀로그래픽 데이터를 각도 중첩(Anglular Multiplexing) 기법으로 저장하는 경우 기준광의 기록 각도로 어드레싱하여 실제 기록 각도에 가장 근접하게 재생할 수 있도록 하기 위한 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a volume holographic digital data storage system (VHDDSS), and in particular, when storing holographic data by an angular multiplexing technique, an actual recording angle is addressed by writing to a recording angle of a reference light. To a volume holographic digital data storage system for closest playback.
일반적으로 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템은 대상 물체로부터 물체광을 기록하고 이후에 이것을 재현하는데 그 목적이 있다.In general, volume holographic digital data storage systems aim to record object light from an object and subsequently reproduce it.
홀로그래픽 데이터 기록은 대상 물체로부터 반사된 물체광의 강도와 방향을 기록하므로써 이루어진다. 대상 물체의 빛의 강도와 방향은 물체광과 기준광의 간섭으로 이루어져 간섭 무늬를 만들게 되고, 이렇게 형성된 간섭 무늬는 간섭 무늬의 강도에 반응하는 물질로 이루어진 입방체, 즉 저장 크리스탈속에 기록된다. 이와 같이 기록된 간섭 무늬에 기준광을 조사하게 되면 대상 물체의 3차원 상인 홀로그램이 재현되게 된다.Holographic data recording is achieved by recording the intensity and direction of the object light reflected from the object. The intensity and direction of the light of the object is composed of the interference between the object light and the reference light to form an interference fringe, and the interference fringe is formed in a cube, that is, a storage crystal, made of a material that responds to the intensity of the interference fringe. When the reference light is irradiated to the recorded interference fringe, the hologram, which is a three-dimensional image of the object, is reproduced.
이때, 저장 크리스탈에 기록된 홀로그램 데이터는 기록 과정에서 사용된 기준광으로만 읽어 낼 수 있고, 기록시에 사용된 기준광과 파장 또는 위상이 다른 기준광으로는 읽어 내지 못하고 저장 크리스탈안에 기록된 홀로그램 데이터를 통과하게 된다.At this time, the hologram data recorded in the storage crystal can only be read by the reference light used in the recording process, and the hologram data recorded in the storage crystal can not be read by the reference light having a different wavelength or phase from the reference light used in the recording process. Done.
이와 같은 볼륨 홀로그램 성질을 이용하여 각각 다른 기준광으로 저장 물질입방체의 같은 장소에 많은 홀로그램 데이터를 기록하므로써 작은 입방체 내부에 방대한 데이터를 저장하는 것이 가능해 진다.By using this volume hologram property, a large amount of hologram data can be stored in a small cube by recording a lot of hologram data in the same place of a storage material cube with different reference light.
이를 위해 일반적으로 사용되는 각도 중첩(Angular Multiplexing) 기법은 각기 다른 기준광을 만드기 위해 각 기록시마다 기준광의 각도를 변화시키는 것으로, 이를 이용하면 2진 데이터를 페이지 단위로 구성하는 수백에서 수천개의 홀로그램을 같은 장소에 저장할 수 있다. 즉, 동일한 장소에 많은 데이터를 페이지 단위로 기록 재생하므로써 높은 저장 밀도 및 빠른 데이터 전달율로 기록 및 재생이 가능해 진다.The commonly used angular multiplexing technique is to change the angle of the reference light at each recording time to create different reference light, which allows hundreds to thousands of holograms to form binary data in pages. Can be stored in the same place That is, by recording and reproducing a lot of data in the unit of a page in the same place, it is possible to record and reproduce with high storage density and fast data transfer rate.
이와 같은 일반적인 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템은 개략적으로 도 1 에 도시한 바와 같이 홀로그래피에 필요한 가간섭광(Coherent Beam), 즉 레이저광을 발생시키는 광원(10), 광원(10)에 상응하는 위치에 설치되어 광원(10)으로부터 발생된 응집광을 기준광(Reference Beam)과 신호광, 즉 물체광(Object Beam)으로 분리시키는 광분리기(Beam Splitter)(20), 기준광의 광로상에 위치하며 기준광의 각도를 조금씩 변환하기 위한 회전 거울(30), 물체광의 방향을 변경시키는 거울(40), 거울(40)에서 반사된 물체광의 광로상에 위치하며 반사된 물체광에 입력 데이터, 즉 페이지 단위로 구성되는 다수 픽셀의 2진 데이터를 실어 주는 공간 광 변조기(SLM : Spatial Light Modulator)(50), 상기 공간 광 변조기(50)로부터 출력되는 물체광과 회전 거울(30)에서 반사된 기준광이 서로 교차되는 광로상에 위치하며 상기 물체광과 기준광의 간섭으로 발생된 간섭 무늬를 기록하고 기준광의 조사로 기록된 간섭 무늬를 복원 출력하는 저장 매체(60), 및 저장매체(60)에 기준광을 조사할 때 발생되는 간섭 무늬의 광로상에 위치하며 저장 매체(60)에 기록된 간섭 무늬를 복원할 때 이를 원래의 전기 신호로 변환하기 위한 CCD(Charge Coupled Device)(70)로 이루어진다.Such a general volume holographic digital data storage system has a coherent beam required for holography, that is, a light source 10 for generating a laser light, a position corresponding to the light source 10, as schematically shown in FIG. A beam splitter 20 installed at the light source 10 to separate the aggregated light generated from the light source 10 into a reference beam and a signal beam, that is, an object beam, and positioned on an optical path of the reference beam. The rotating mirror 30 for converting the angle little by little, the mirror 40 for changing the direction of the object light, and positioned on the optical path of the object light reflected from the mirror 40 and configured as input data, that is, in units of pages, to the reflected object light. SLM (Spatial Light Modulator) 50, which carries binary data of a plurality of pixels, and the object light output from the SLM 50 and the reference light reflected from the rotating mirror 30 are alternated with each other. The storage medium 60 and the storage medium 60 irradiate the reference light to the storage medium 60, which is located on the next optical path, records the interference fringe generated by the interference between the object light and the reference light, and restores and outputs the recorded interference fringe. And a CCD (Charge Coupled Device) 70 for converting the interference fringes, which are located on the optical path of the generated interference fringes, into the original electrical signal when restoring the interference fringes recorded in the storage medium 60.
이와 같이 구성되는 일반적인 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템의 동작을 설명한다.The operation of the general volume holographic digital data storage system configured as described above will be described.
광원(10)에서 조사된 응집광은 광분리기(20)에서 기준광과 물체광으로 나뉘어진다.The aggregated light irradiated from the light source 10 is divided into the reference light and the object light in the optical separator 20.
이때 물체광은 거울(40)에 의해 방향이 90°방향이 변경되어 공간광 변조기(50)로 입력되어 변조된다. 즉, 물체광은 공간광 변조기(50)에서 입력된 데이터가 실져 픽셀들이 이루는 명암의 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조된후 저장 매체(60)로 입사된다.In this case, the object light is inputted to the spatial light modulator 50 and modulated by the mirror 40 in a 90 ° direction. That is, the object light is incident on the storage medium 60 after data input from the spatial light modulator 50 is modulated in units of one page of binary data of light and shade.
또한, 기준광은 회전 거울(30)에 의해 각도가 변화되어 저장 매체(60)로 입사된다. 즉, 각각의 페이지에 상응하게 회전 거울(30)의 각도를 조금씩 달리하는 기준광은 저장 매체(60)인 저장 크리스탈로 입사된다.In addition, the reference light is incident on the storage medium 60 by changing the angle by the rotating mirror 30. That is, the reference light which slightly changes the angle of the rotating mirror 30 corresponding to each page is incident on the storage crystal which is the storage medium 60.
물체광과 기준광은 홀로그램을 기록하기 위한 저장 매체(60) 내부에서 간섭을 일으키고 이때 발생된 간섭 무늬의 강도에 따라서 저장 매체(60)의 내부 운동 전하의 광유도 현상(Light-induced generation of mobile charge)이 발생되고 이러한 과정을 통하여 간섭 무늬가 기록된다.The object light and the reference light cause interference inside the storage medium 60 for recording the hologram, and light-induced generation of mobile charge of the internal kinetic charge of the storage medium 60 according to the intensity of the interference fringes generated at this time. ) And the interference fringe is recorded through this process.
저장 매체(60)에 기록된 데이터를 읽어내기 위해서는 기준광만을 저장 매체(60)에 조사하면 된다. 즉, 기준광을 조사하면 간섭 무늬는 기준광을 회절시켜 원래의 픽셀의 명암으로 구성되는 바둑판 무늬로 복원되고 이후 읽어진 상을 CCD(70) 위에 비추어 원래의 데이터로 복원하게 된다.In order to read the data recorded in the storage medium 60, only the reference light needs to be irradiated to the storage medium 60. That is, when the reference light is irradiated, the interference fringe is diffracted by the reference light to restore the checkered pattern composed of the contrast of the original pixel, and then the read image is reflected on the CCD 70 to restore the original data.
이와 같이 하나의 페이지를 기록한 후 다음 페이지에서는 회전 거울(30)의 각도를 조금 달리하는 기준광이 적용된다. 즉, 각각의 페이지에는 회전 거울(30)의 각도의 변화에 따라 기준광이 상응하게 적용되는데 데이터의 첫 페이지를 저장 매체에 기록한후, 기준광의 각도를 첫 번째 홀로그램의 재생 복원상이 완전히 사라질때까지 증가시키고, 이때 다시 다른 각도의 기준광으로 새로운 데이터 페이지를 입력시켜 저장 매체(60)에 기록하게 된다.In this way, after recording one page, a reference light having a slightly different angle of the rotating mirror 30 is applied to the next page. That is, the reference light is applied to each page according to the change of the angle of the rotating mirror 30. After recording the first page of data in the storage medium, the angle of the reference light is increased until the reproduction restoration image of the first hologram disappears completely. In this case, a new data page is inputted to the reference light of a different angle and recorded in the storage medium 60.
다시말해서, 각도 중첩 기법을 이용하여 각 페이지의 기록시마다 기준광의 각도를 변화시키는 과정을 반복하여 데이터를 저장 매체 내부에 중첩 기록하게 된다.In other words, the process of changing the angle of the reference light every time each page is recorded by using the angular overlap technique is repeated to overwrite the data in the storage medium.
이와 같이 각도 중첩 기법을 이용하여 기준광의 각도가 변화되어 기록되면 재생시에도 마찬가지로 동일한 각도의 기준광을 저장 매체(60)로 조사하여야 원래의 픽셀의 명암으로 구성되는 바둑판 무늬를 복원할 수가 있으며 이후 읽어진 상은 CCD(70)에 의해 원래의 데이터로 복원된다.As described above, when the angle of the reference light is changed and recorded using the angle superposition technique, the same pattern of reference light at the same angle must be irradiated to the storage medium 60 to reproduce the checkered pattern consisting of the original pixel contrast. The image is restored to the original data by the CCD 70.
또한, 상기 각도 중첩과 함께 저장 매체(60)를 길이 방향으로 이동 변화시키는 공간 중첩(Spatial Multiplexing) 기법에 의해 변조된 물체광이 저장 매체(60)에 중첩 기록된다. 즉, 데이터의 첫 페이지를 저장 매체(60)의 선단에 기록한후, 저장 영역간에 간섭이 일어나지 않을 정도로 저장 매체(60)를 충분히 이동시킨후 다음 페이지를 기록한다.In addition, the object light modulated by the spatial multiplexing technique of shifting and changing the storage medium 60 in the longitudinal direction together with the angular overlap is superimposed and recorded in the storage medium 60. That is, after recording the first page of data at the front end of the storage medium 60, the storage medium 60 is sufficiently moved so that there is no interference between the storage areas, and then the next page is recorded.
다음으로, 이와 같은 시스템을 구체적으로 구현한 종래의 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템의 구성 및 동작에 대해 설명한다.Next, the configuration and operation of a conventional volume holographic digital data storage system that specifically implements such a system will be described.
종래의 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템은 도 2 에 도시한 바와 같이 홀로그래피에 필요한 응집광(Coherent Beam), 즉 레이저광을 발생시키는 광원(110), 광원(110)으로부터 발생된 응집광을 기준광(Reference Beam)과 물체광(Object Beam)으로 분리시키는 광분리기(Beam Splitter)(120), 다수개의 렌즈를 배열하여 광분리기(120)로부터 유입된 기준광의 크기와 형태를 정형하는 렌즈군(130), 상기 렌즈군(130)에서 정형된 기준광의 각도를 조금씩 변환시키는 회전 거울(140), 다수개의 렌즈를 배열하여 상기 광분리기(120)로부터 유입된 물체광의 크기와 형태를 정형하기 위한 렌즈군(160), 상기 렌즈군(160)에서 정형된 물체광의 방향을 90。 변화시키는 거울(170), 상기 거울(170)에서 반사된 물체광에 입력 데이터, 즉 페이지 단위로 구성되는 다수 픽셀의 2진 데이터에 따라 실어 변조시키는 공간 광 변조기(SLM : Spatial Light Modulator)(180), 상기 공간 광 변조기(180)로부터 출력되는 물체광을 원하는 특성으로 만들기 위한 렌즈군(190), 상기 렌즈군(190)을 통과한 물체광과 회전 거울(140)에서 반사된 기준광의 간섭으로 발생된 간섭 무늬를 기록하고 기준광의 조사로 기록된 간섭 무늬를 복원 출력하는 저장 크리스탈(200), 저장 크리스탈(200)에 기준광을 조사하여 발생되는 간섭 무늬를 복원하기 위해 픽셀을 매칭시키기 위한 렌즈(210), 상기 렌즈(210)를 통과한 간섭 무늬를 원래의 전기적인 신호로 변화하기 위한 CCD(220), 상기 CCD(220)로부터 출력되는 신호를 처리하여 원래의 디지털 신호로 출력하고 각도 중첩 기법에 따라 기준광의 각도를 변화시키기 위해 상기 회전 거울(140)의 각도 변화를 제어하는 신호 처리부(230), 및 상기 신호 처리부(230)의 제어에 따라 상기 회전 거울(140)의 각도를 변화시키기 위한 액츄에이터(150)로 구성된다.In the conventional volume holographic digital data storage system, as shown in FIG. 2, a coherent beam required for holography, that is, a light source 110 for generating a laser light, and a coherent light generated from the light source 110 are used as reference light ( A beam splitter 120 for separating the reference beam and the object beam, and a lens group 130 for arranging a plurality of lenses to form the size and shape of the reference light introduced from the splitter 120. A lens group for shaping the size and shape of the object light introduced from the optical splitter 120 by arranging a plurality of lenses, the rotating mirror 140 for converting the angle of the reference light shaped by the lens group 130 little by little ( 160), a mirror 170 that changes the direction of the object light shaped by the lens group 160 by 90 °, and binary data of a plurality of pixels configured in input data, that is, in units of pages, to the object light reflected from the mirror 170. According to the data SLM (Spatial Light Modulator) (180) for modulating, the lens group 190, and the lens group 190 for making the object light output from the spatial light modulator 180 to the desired characteristics By recording the interference fringe generated by the interference of the reference light reflected from the object light and the rotating mirror 140 and irradiating the reference light to the storage crystal 200 and the storage crystal 200 which restores and outputs the interference fringe recorded by the irradiation of the reference light. Lens 210 for matching pixels to restore the generated interference fringe, CCD 220 for changing the interference fringe passing through the lens 210 to the original electrical signal, the output from the CCD 220 A signal processor 230 for processing a signal to be output as an original digital signal and controlling an angle change of the rotating mirror 140 to change the angle of the reference light according to an angle superposition technique, and the signal processing Under the control of the unit 230 consists of an actuator 150 for changing the angle of the rotating mirror (140).
이와 같이 구성되는 종래의 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템의 동작을 설명한다.The operation of the conventional volume holographic digital data storage system configured as described above will be described.
광원(110)에서 조사된 빛이 광분리기(120)에서 기준광과 물체광으로 분리되어 렌즈군(130, 160)으로 입사된다.The light irradiated from the light source 110 is separated into the reference light and the object light in the optical separator 120 and is incident on the lens groups 130 and 160.
이때 광원(110)이 주로 레이저로 이루어지므로 크기와 형태를 조절해야 한다. 이를 위해 렌즈군(160)을 이용하며 물체광은 렌즈군(160)을 통해 크기와 형태가 정형된후 거울(170)에서 반사되어 90°방향이 변경된다.At this time, since the light source 110 is mainly made of a laser, the size and shape should be adjusted. To this end, the lens group 160 is used, and the object light is reflected by the mirror 170 after the size and shape are shaped through the lens group 160 and the 90 ° direction is changed.
상기 거울(170)에서 반사된 물체광은 공간광 변조기(180)로 입력되어 변조 처리된다. 즉, 물체광에는 공간광 변조기(180)에서 픽셀들로 이루어지는 명암의 2진 데이터가 실려진다. 이때, 2진 데이터는 페이지 단위로 이루어져 페이지 단위로 물체광에 실려 변조되게 된다.The object light reflected by the mirror 170 is input to the spatial light modulator 180 and modulated. That is, the object light is loaded with binary data of light and dark in the spatial light modulator 180. At this time, the binary data is composed of pages and loaded on the object light in units of pages to be modulated.
상기 공간 광 변조기(180)로부터 출력되는 물체광은 렌즈군(190)을 통해 원하는 특성으로 변화된다. 즉 렌즈군(190)에서는 공간광 변조기(180)에서 신호가 퍼진 물체광을 기록 및 저장이 용이한 특성을 갖도록 집속시킨후 저장 크리스탈(200)로 입사시킨다.The object light output from the spatial light modulator 180 is changed to a desired characteristic through the lens group 190. That is, in the lens group 190, the object light spreading the signal from the spatial light modulator 180 is focused to have a characteristic of easy recording and storage, and then incident to the storage crystal 200.
또한, 기준광은 회전 거울(140)에 의해 소정의 각도로 편향되어 저장 매체(200)로 입사된다. 즉, 신호 처리부(230)에서 액츄에이터(150)를 제어하여 입사되는 기준광을 브래그 각(Bragg Angle)으로 편향시켜 저장 크리스탈(200)로 입사시킨다.In addition, the reference light is deflected at a predetermined angle by the rotating mirror 140 and is incident to the storage medium 200. That is, the signal processor 230 controls the actuator 150 to deflect the incident reference light at a Bragg angle to enter the storage crystal 200.
이와 같이 SLM(180)에서 데이터를 실은 물체광과 기준광은 저장 크리스탈(200)에서 간섭을 일으키고 저장 크리스탈의 광굴절 효과에 의해 간섭 패턴이 저장 크리스탈(200)의 굴절율 분포로 형성되는 간섭 무늬로 기록된다.As such, the object light and the reference light carrying data in the SLM 180 cause interference in the storage crystal 200, and the interference pattern is recorded as an interference fringe formed by the refractive index distribution of the storage crystal 200 by the photorefraction effect of the storage crystal 200. do.
다음 페이지를 기록하기 위해서는 상기 신호 처리부(230)에서 회전 거울(140)의 각도를 변화시키기 위해 액츄에이터(150)를 제어한다. 즉, 상기 신호 처리부(230)의 제어에 따라 액츄에이터(150)가 작동하여 회전 거울(140)의 각도를 변화시키고 이에 따라 기준광이 상기 변화된 각도에 의해 편향되어 저장 크리스탈(200)로 입사된다.In order to record the next page, the signal processor 230 controls the actuator 150 to change the angle of the rotating mirror 140. That is, the actuator 150 operates under the control of the signal processor 230 to change the angle of the rotating mirror 140, and accordingly the reference light is deflected by the changed angle to be incident to the storage crystal 200.
이때, 다음 페이지에 해당하는 입력 데이터가 SLM(180)에 의해 물체광에 실어져서 저장 크리스탈(200)로 입사되고, 상기 편향된 기준광과의 간섭으로 간섭 무늬가 저장 크리스탈(200)에 기록된다.At this time, the input data corresponding to the next page is loaded on the object light by the SLM 180 and is incident on the storage crystal 200, and the interference fringe is recorded in the storage crystal 200 by interference with the deflected reference light.
이와 같이 페이지 단위로 데이터를 저장하기 위해 기준광을 페이지 단위로 계속적으로 편향시켜 저장 크리스탈(200)로 입사되는 각도를 변화시켜 주면서 입력 데이터가 실린 물체광을 저장 크리스탈(200)로 입사시키면 간섭을 일으켜 원하는 데이터를 저장할 수 있게 된다.As described above, in order to store data in units of pages, reference light is continuously deflected in units of pages, thereby changing the angle of incidence to the storage crystal 200, and causing interference when the object light containing the input data is incident to the storage crystal 200. You can save the data you want.
이와 같이 기준광의 각도가 변화되면서 저장 크리스탈(200)에 중첩되어 기록되면 재생시에도 마찬가지로 동일한 각도의 기준광을 저장 크리스탈(200)로 조사하여 원래의 픽셀의 명암으로 구성되는 바둑판 무늬를 복원하게 된다. 저장 크리스탈(200)에서 복원된 간섭 무늬는 렌즈(210)에서 상기 CCD(220)의 픽셀수에 맞도록 조절된후 CCD(220)를 통해 전기적 신호로 변환되어 신호 처리부(230)에서 신호 처리되게 된다.As described above, when the angle of the reference light is changed and superimposed on the storage crystal 200, the same pattern of reference light is irradiated to the storage crystal 200 to reproduce the checkered pattern composed of the contrast of the original pixel. The interference fringe reconstructed by the storage crystal 200 is adjusted to the number of pixels of the CCD 220 in the lens 210, and then converted into an electrical signal through the CCD 220 to be processed by the signal processor 230. do.
따라서 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템은 각도 중첩에 의해 많은 데이터를 빠르게 저장할 수 있는데, 전체 데이터 저장 용량(M)은 다음 수학식 1과 같다.Therefore, the volume holographic digital data storage system can quickly store a large amount of data by angular overlap, and the total data storage capacity (M) is given by Equation 1 below.
여기서, Na는 각도 중첩으로 중첩시킨 홀로그래픽 데이터 페이지의 수이고, Nb 는 한 페이지의 홀로그래픽에 포함된 데이터 비트수이고, Ns 는 공간 중첩의 개수로 중첩시킨 홀로그래픽 데이터 페이지의 수이다.Here, Na is the number of holographic data pages superimposed by angular overlap, Nb is the number of data bits included in the holographic of one page, and Ns is the number of holographic data pages superimposed by the number of spatial overlap.
이와 같이 각도 중첩 기법을 이용하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템의 저장 크리스탈에 저장된 데이터를 재생하기 위해서는 기록시와 동일하게 상기 신호 처리부(230)에서 제어한 액츄에이터(150)의 작동에 의해 회전 거울(140)의 각도를 변화시켜 주어야 한다. 그런데, 재생시 실제 기록 각도를 알 수 없으므로 처음 설정된 기록 각도로 재생하게 된다.In order to reproduce the data stored in the storage crystal of the holographic digital data storage system using the angular overlap technique as described above, the rotating mirror 140 is operated by the actuator 150 controlled by the signal processor 230 as in the case of recording. You need to change the angle of. However, since the actual recording angle is not known at the time of reproduction, playback is performed at the initially set recording angle.
따라서, 종래의 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템은 실제 기록 각도와 처음 설정된 기록 각도에 차이가 있으므로 재생광의 회절 효율이 저하되게 되는 문제점이 있었다.Therefore, the conventional volume holographic digital data storage system has a problem that the diffraction efficiency of the reproduction light is lowered because there is a difference between the actual recording angle and the initially set recording angle.
또한, 기록시 신호 처리부(230)에서 발생된 각도 조절 신호에 의해 기록 각도를 알고 있다고 하더라도 실제 저장 크리스탈(200)에 기록한 기준광의 실제 기록 각도는 다르게 된다. 즉, 각도 중첩 기법으로 홀로그램 데이터를 저장하는 경우 기준광의 기록 각도는 모터로 구동되는 반사 거울(140) 또는 AOM(Acousto-Optic Modulator)을 이용하여 정확하게 제어된다. 그러나 기준광이 저장 크리스탈(200)로 입사되어 실제로 기록되는 실제 기록 각도는 반사 거울(140)의 구동 제어 오차, AOM의 구동 제어 오차 및 저장 크리스탈(200)의 표면 및 내부 상태에 따라 제어시와 다소 차이가 나게 된다. 따라서 실제 기록 각도와 신호 처리부(230)로부터 출력되는 제어 기록 각도는 차이가 발생된다.In addition, even if the recording angle is known by the angle control signal generated by the signal processor 230 during recording, the actual recording angle of the reference light recorded in the actual storage crystal 200 is different. That is, when the hologram data is stored by the angle overlap technique, the recording angle of the reference light is accurately controlled by using a motor-driven reflective mirror 140 or an acoustic-optic modulator (AOM). However, the actual recording angle at which the reference light is incident to the storage crystal 200 and is actually recorded is somewhat different from the control time depending on the driving control error of the reflection mirror 140, the driving control error of the AOM, and the surface and internal state of the storage crystal 200. There is a difference. Therefore, a difference occurs between the actual recording angle and the control recording angle output from the signal processor 230.
따라서 종래의 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템은 정확하게 기준광을 회절시켜 기록 각도에 의해 재생하는 것이 어렵게 되므로, 재생 잡음이 발생하여 시스템의 데이터 신뢰도가 떨어지게 되는 문제점이 있었다.Therefore, in the conventional volume holographic digital data storage system, it is difficult to accurately diffract the reference light and reproduce it by the recording angle, which causes a problem of reproducing noise and deteriorating data reliability of the system.
따라서 본 발명의 목적은 기준광의 실제 기록 각도를 측정하여 각 홀로그램 데이터의 기록 주소로 활용하여 재생시 실제 기록 각도에 가장 근접하게 재생할 수 있도록 하기 위한 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a volume holographic digital data storage system for measuring the actual recording angle of the reference light to be used as the recording address of each hologram data so as to reproduce the closest to the actual recording angle during reproduction.
또한, 본 발명의 다른 목적은 정밀 기록 각도 주소화(Reference Beam Recording Angle Addressing) 방식을 이용하여 재생광의 회절 효율 저하를 막아 재생 데이터의 오류율을 줄이기 위한 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템을 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a volume holographic digital data storage system for reducing the error rate of the reproduction data by preventing the diffraction efficiency of the reproduction light is reduced by using the reference beam recording angle addressing (Reference Beam Recording Angle Addressing) method.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 광원으로부터 유입된 빛을 기준광과 신호광으로 분리하는 제1 광분리기, 상기 제1 광분리기로부터 입사된 신호광을 정형하는 신호광 정형 수단, 상기 신호광 정형 수단으로부터 입사된 신호광에 입력 데이터를 실어 입사시키는 공간광변조기, 상기 공간광변조기로부터 입사된 신호광을 집속시켜 원하는 특성으로 만들기 위한 신호광 집속 수단, 상기 제1 광분리기로부터 입사된 기준광을 정형하는 기준광 정형 수단, 각도 중첩 저장을 위해 상기 기준광 정형 수단에서 정형된 기준광을 페이지 단위로 소정의 각도로 편향시키는 각도 조절 수단, 상기 각도 조절 수단과 신호광 집속 수단으로부터 입사된 기준광과 신호광에 의해 발생된 홀로그램 데이터를 기록하는 저장 매체, 상기 저장 매체에 기록된 기준광을 재생한 재생 기준광의 실제 기록 각도를 검출하기 위해 재생 기준광의 결상 위치를 검출하는 기록 각도 검출 수단, 상기 저장 매체에 기록된 기준광을 재생하기 위해 제어하고, 상기 기록 각도 검출 수단에서 검출된 결상 위치에 따라 실제 기록 각도를 환산하여 기록된 홀로그램 데이터의 저장 각도 주소로 어드레싱하는 신호 처리 및 제어 수단, 상기 저장 매체에 기록된 홀로그램 데이터의 재생시 픽셀을 매칭시키기 위한 픽셀 조절 수단, 및 상기 픽셀 조절 수단으로부터 입사된 빛을 전기적인 신호로 복원하여 상기 신호 처리 및 제어 수단으로 출력하는 CCD를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 볼륨 홀로그램 디지털 데이터 저장 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a first optical separator for separating the light from the light source into a reference light and a signal light, a signal light shaping means for shaping the signal light incident from the first light separator, and a signal light incident from the signal light shaping means. A spatial light modulator for inputting the input data into the light source; a signal light focusing means for focusing the signal light incident from the spatial light modulator to a desired characteristic; a reference light shaping means for shaping the reference light incident from the first optical splitter; An angle adjusting means for deflecting the reference light shaped by the reference light shaping means at a predetermined angle in units of pages, a storage medium for recording hologram data generated by the reference light and the signal light incident from the angle adjusting means and the signal light focusing means; Reproduces the reference light recorded in the storage medium Recording angle detection means for detecting an imaging position of the reproduction reference light for detecting an actual recording angle of the reproduction reference light, controlling for reproducing the reference light recorded in the storage medium, and in accordance with the imaging position detected by the recording angle detection means Signal processing and control means for addressing recording angles in terms of storage angles of recorded holographic data, pixel adjusting means for matching pixels during reproduction of holographic data recorded on the storage medium, and incident from the pixel adjusting means The present invention provides a volume hologram digital data storage system comprising a CCD for restoring light to an electrical signal and outputting the light to the signal processing and control means.
또한, 본 발명에 의한 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템은 광원에서 유입된 빛을 기준광과 신호광으로 분리하고 상기 신호광에 데이터를 실고 상기 기준광을 소정의 각도로 편향시킨후 저장 매체에 입사시켜 기록하는 홀로그램 데이터 기록 과정, 상기 저장 매체에 기록된 기준광을 재생시켜 실제 기록 각도를 검출하여 기록된 홀로그램 데이터의 저장 각도 주소로 어드레싱하는 어드레싱 과정, 원하는 페이지 단위의 홀로그램 데이터를 상기 저장 매체에 모두 기록할때까지 상기 홀로그램 데이터 기록 과정과 어드레싱 처리 과정을 반복하는 반복 처리 과정, 및 상기 어드레싱된 저장 각도 주소로 기준광을 편향시키고 상기 저장 매체에 기록된 신호광을 회절시켜 CCD를 통해 전기적인 신호로 처리하는 홀로그램 데이터 재생 과정에 의해 수행됨을 특징으로 하는 볼륨 홀로그램 디지털 데이터 저장 시스템을 제공한다.In addition, the volume holographic digital data storage system according to the present invention is a hologram for separating the light from the light source into a reference light and a signal light, loads the data on the signal light, deflects the reference light at a predetermined angle, and then enters the recording medium to record it. Data recording process, reproducing the reference light recorded in the storage medium to detect the actual recording angle and addressing to the storage angle address of the recorded hologram data, until the hologram data of the desired page unit is all recorded on the storage medium Repetitive processing of repeating the hologram data recording process and the addressing process, and reproducing hologram data which deflects reference light to the addressed storage angle address, diffracts the signal light recorded on the storage medium, and processes it into an electrical signal through a CCD. Done by course It provides a volume holographic digital data storage system according to claim.
도 1 은 일반적인 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템의 구성도1 is a block diagram of a typical volume holographic digital data storage system
도 2 는 종래의 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템의 구성도2 is a block diagram of a conventional volume holographic digital data storage system
도 3 은 본 발명에 의한 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템의 구성도3 is a block diagram of a holographic digital data storage system according to the present invention
도 4 는 도 3 의 각도 검출부의 작동 상태도4 is an operating state diagram of the angle detector of FIG.
도 5 는 본 발명에 의한 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템의 흐름도5 is a flowchart of a holographic digital data storage system according to the present invention.
도 6 은 본 발명에 의한 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템의 흐름도6 is a flowchart of a holographic digital data storage system according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
310 : 광원 320, 510 : 광분리기310: light source 320, 510: optical separator
330 : 기준광 정형부 331 : 웨이스트 포밍 렌즈330: reference light shaping portion 331: waist forming lens
332, 333, 362, 364 : 빔확대 렌즈 340 : 각도 조절부332, 333, 362, 364: beam magnifying lens 340: angle adjustment unit
341 : 회전 거울 342 : 액츄에이터341: rotating mirror 342: actuator
360 : 신호광 정형부 361, 400 : 리이미지 렌지360: signal light shaping unit 361, 400: reimage range
363 : 거울 370 : 공간광변조기363 mirror 370 spatial light modulator
380 : 신호광 집속부 381 : 필드 렌즈380: signal light focusing unit 381: field lens
382 : 푸리에 렌즈 390 : 저장 크리스탈382: Fourier lens 390: storage crystal
410 : CCD 420 : 신호 처리 및 제어부410: CCD 420: signal processing and control unit
500 : 기록 각도 검출부 520 : 광 검출기500: recording angle detector 520: light detector
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 의한 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템은 도 3 에 도시한 바와 같이 입사된 공을 분리하는 광분리기(320), 신호광을 정형하는 신호광 정형부(360), 신호광을 변조하는 공간광 변조기(370), 신호광을 집속하는 신호광 집속부(380), 기준광을 정형하는 기준광 정형 수단(330), 기준광을 편향시키는 각도 조절부(340), 홀로그램 데이터를 기록하는 저장 매체인 저장 크리스탈(390), 재생 기준광의 기록 각도를 검출하기 위한 기록 각도 검출부(500), 신호 처리 및 제어부(420), 재생시 픽셀을 매칭시키기 위한 픽셀 조절부(400), 재생된 신호광을 전기적인 신호로 변환하는 CCD(410), 및 기준광과 신호광과 재생 신호광의 입사를 제어하기 위한 셔터(321, 322, 323)로 구성된다.The volume holographic digital data storage system according to the present invention includes an optical separator 320 for separating incident balls, a signal light shaping unit 360 for shaping signal light, and a spatial light modulator for modulating signal light ( 370, a signal light focusing unit 380 for focusing the signal light, a reference light shaping means 330 for shaping the reference light, an angle adjusting unit 340 for deflecting the reference light, a storage crystal 390 which is a storage medium for recording hologram data, A recording angle detector 500 for detecting a recording angle of the reproduction reference light, a signal processing and control unit 420, a pixel adjusting unit 400 for matching pixels during reproduction, and a CCD for converting the reproduced signal light into an electrical signal ( 410, and shutters 321, 322, and 323 for controlling incidence of reference light, signal light, and reproduction signal light.
상기 광분리기(320)는 광원(310)으로부터 유입된 빛을 기준광과 신호광으로 분리하여 기준광 정형부(330)와 신호광 정형부(360)로 입사시킨다.The optical separator 320 separates the light flowing from the light source 310 into the reference light and the signal light and enters the reference light shaping unit 330 and the signal light shaping unit 360.
상기 신호광 정형부(360)는 상기 광분리기(320)로부터 입사된 신호광을 정형하는 것으로, 픽셀을 매칭시키기 위해 상기 픽셀 조절부(400)를 구성하는 리이미지 렌즈(400)와 연동되는 리이미지 렌즈(361), 상기 리이미지 렌즈(361)를 통해 입사된 신호광을 확대하는 빔 확대 렌즈(362), 상기 빔확대 렌즈(362)를 통해 입사된 신호광의 방향을 변화시키는 거울(363), 및 상기 거울(363)에서 반사된 신호광을 확대시키기 위해 상기 빔 확대 렌즈(362)와 연동되는 빔 확대 렌즈(364)로 구성된다.The signal light shaping unit 360 forms a signal light incident from the optical splitter 320, and is reworked with a reimage lens 400 constituting the pixel control unit 400 to match pixels. 361, a beam magnifying lens 362 for enlarging the signal light incident through the reimage lens 361, a mirror 363 for changing the direction of the signal light incident through the beam expanding lens 362, and the And a beam magnifying lens 364 that is interlocked with the beam magnifying lens 362 to magnify the signal light reflected by the mirror 363.
상기 공간광 변조기(370)는 상기 신호광 정형부(360)의 빔확대 렌즈(364)로부터 입사된 신호광에 입력 데이터(DATA)를 실어 상기 신호광 집속부(380)를 통해 저장 매체인 저장 크리스탈(390)로 입사시킨다.The spatial light modulator 370 stores input data DATA in the signal light incident from the beam expanding lens 364 of the signal light shaping unit 360 and stores the storage crystal 390 as a storage medium through the signal light focusing unit 380. Incident).
상기 신호광 집속부(380)는 상기 공간광변조기(370)로부터 입사된 신호광을 집속시켜 원하는 특성으로 만들기 위한 것으로, 상기 공간광변조기(370)로부터 입사된 신호광을 집속시키기 위해 필드 렌즈(Field Lens)와 푸리에 렌즈(Fourier Lens)를 연속적으로 설치하여 이루어진다.The signal light focusing unit 380 focuses the signal light incident from the spatial light modulator 370 to make a desired characteristic. A field lens is used to focus the signal light incident from the spatial light modulator 370. And Fourier Lens are installed in succession.
상기 기준광 정형부(330)는 상기 광분리기(320)로부터 입사된 기준광을 정형하는 것으로, 상기 광분리기(320)로부터 입사된 기준광의 크기와 형태를 조절하는 웨이스트 포밍 렌즈(Waist Forming Lens)(331), 및 상기 웨이스트 포밍 렌즈(331)를 통해 입사된 기준광을 확대하는 다수의 빔 확대 렌즈(332, 333)로 구성된다.The reference light shaping unit 330 shapes the reference light incident from the optical splitter 320 and adjusts the size and shape of the reference light incident from the optical splitter 320. And a plurality of beam magnifying lenses 332 and 333 for magnifying the reference light incident through the waste forming lens 331.
상기 각조 조절부(340)는 각도 중첩 저장을 위해 상기 기준광 정형부(330)에서 정형된 기준광을 페이지 단위로 소정의 각도로 편향시키는 것으로, 기준광의 각도를 조금씩 변환시키기 위해 회전하는 회전 거울(341), 및 각도 중첩 저장을 위해 상기 신호 처리 및 제어부(420)의 제어에 따라 회전 거울(341)의 회전 각도를 조절하는 액츄에이터(342)로 이루어진다.The angle adjusting unit 340 deflects the reference light shaped by the reference light shaping unit 330 at a predetermined angle in units of pages for angle overlapping storage, and rotates the rotating mirror 341 to change the angle of the reference light little by little. And an actuator 342 for adjusting the rotation angle of the rotating mirror 341 according to the signal processing and the control of the controller 420 for angular overlapping storage.
상기 저장 매체(390)는 상기 각도 조절부(340)의 회전 거울(341)과 신호광 집속부(380)의 푸리에 렌즈(382)로부터 입사된 기준광과 신호광에 의해 발생된 홀로그램 데이터를 기록하는 것으로, 저장 크리스탈로 이루어진다.The storage medium 390 records the hologram data generated by the reference light and the signal light incident from the rotating mirror 341 of the angle adjuster 340 and the Fourier lens 382 of the signal light focusing unit 380. The storage is made of crystals.
상기 기록 각도 검출부(500)는 상기 저장 매체(390)에 기록된 기준광을 재생한 재생 기준광(PRB)의 실제 기록 각도를 검출하기 위해 재생 기준광의 결상 위치를 검출하는 것으로, 상기 저장 매체(390)에서 재생되는 기준광이 입사되는 위치에 설치되며 저장 매체(390)에 기록된 기준광을 재생한 재생 기준광(PRB)의 실제 기록 각도를 검출하기 위해 상기 저장 매체(390)에 입사된 신호광에 의해 기록 각도로 재생되어 출력되는 재생 기준광을 반사시키는 광분리기(510), 및 상기 광분리기(510)로부터 입사된 재생 기준광의 결상 위치를 검출하여 상기 신호 처리 및 제어부(420)로 출력하는 광검출기(Photo Detector)(520)로 구성된다.The recording angle detector 500 detects an imaging position of the reproduction reference light to detect an actual recording angle of the reproduction reference light PRB which reproduces the reference light recorded in the storage medium 390. Is installed at a position at which the reference light reproduced at is incident, and the recording angle is set by the signal light incident on the storage medium 390 to detect the actual recording angle of the reproduction reference light PRB which reproduces the reference light recorded on the storage medium 390. Photo detector 510 for reflecting the reproduction reference light is reproduced by the output and the photo detector for detecting the imaging position of the reproduction reference light incident from the optical separator 510 and outputs to the signal processing and control unit 420 520.
상기 신호 처리 및 제어부(420)는 상기 저장 매체(390)에 기록된 기준광을 재생하기 위해 제어하고, 상기 기록 각도 검출부(500)의 광검출기(520)에서 검출된 결상 위치에 따라 실제 기록 각도를 환산하여 기록된 홀로그램 데이터의 저장 각도 주소로 어드레싱하고, 상기 셔터(321, 322, 323)의 개폐를 제어한다.The signal processing and control unit 420 controls to reproduce the reference light recorded in the storage medium 390 and adjusts the actual recording angle according to the imaging position detected by the photodetector 520 of the recording angle detector 500. Addressing is performed to the storage angle address of the recorded hologram data, and the opening and closing of the shutters 321, 322, and 323 are controlled.
상기 픽셀 조절부(400)는 상기 저장 매체(390)에 기록된 홀로그램 데이터의 재생시 픽셀을 매칭시키기 위한 것으로, 홀로그램 데이터의 재생시 픽셀을 매칭시키기 위한 리이미지(Reimaging) 렌즈로 이루어진다.The pixel control unit 400 is to match pixels during reproduction of the hologram data recorded on the storage medium 390, and includes a reimaging lens for matching pixels during reproduction of the hologram data.
상기 CCD(410)는 상기 픽셀 조절부(400)의 리이미지 렌즈로부터 입사된 빛을 전기적인 신호로 복원하고 처리를 위해 상기 신호 처리 및 제어부(420)로 출력하는 것이다.The CCD 410 restores light incident from the reimage lens of the pixel controller 400 to an electrical signal and outputs the signal to the signal processing and control unit 420 for processing.
상기 셔터(321)는 상기 광분리기(320)와 기준광 정형부(330)의 웨이스트 포밍 렌즈(331) 사이에 설치되며, 저장 각도 어드레싱을 위해 상기 저장 매체(390)에 기록된 기준광 재생시 상기 신호 처리 및 제어부(420)의 제어에 따라 상기 광분리기(320)로부터 입사된 기준광이 기준광 정형부(330)의 웨이스트 포밍 렌즈(331)로 입사되는 것을 제어하기 위한 것이다.The shutter 321 is installed between the optical splitter 320 and the waste forming lens 331 of the reference light shaping unit 330, and the signal is reproduced when the reference light is recorded in the storage medium 390 for storage angle addressing. The reference light incident from the optical separator 320 is controlled to enter the waste forming lens 331 of the reference light shaping unit 330 according to the processing and the control of the controller 420.
상기 셔터(322)는 상기 광분리기(320)와 신호광 정형부(360)의 리이미지 렌즈(361) 사이에 설치되며, 상기 저장 매체(390)에 기록된 홀로그램 데이터 재생시 상기 신호 처리 및 제어부(420)의 제어에 따라 상기 광분리기(320)로부터 입사된 신호광이 신호광 정형부(360)의 리이미지 렌즈(361)로 입사되는 것을 제어하기 위한 것이다.The shutter 322 is installed between the optical splitter 320 and the reimage lens 361 of the signal light shaping unit 360, and the signal processing and control unit when hologram data recorded in the storage medium 390 is reproduced. According to the control of 420, the signal light incident from the optical splitter 320 is controlled to be incident on the reimage lens 361 of the signal light shaping unit 360.
상기 셔터(323)는 상기 저장 매체(390)와 픽셀 조절부(400)의 리이미지 렌즈 사이에 설치되며, 상기 저장 매체(390)에 홀로그램 데이터 기록시 상기 CCD(410)를 보호하기 위해 상기 신호 처리 및 제어부(420)의 제어에 따라 상기 저장 매체(390)로부터 리이미지 렌즈(400)를 통해 빛이 입사되는 것을 제어하기 위한 것이다.The shutter 323 is installed between the storage medium 390 and the reimage lens of the pixel control unit 400, and the signal to protect the CCD 410 when recording hologram data in the storage medium 390. In order to control light incident from the storage medium 390 through the reimage lens 400 under the processing and control of the controller 420.
이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템의 동작을 설명한다.The operation of the volume holographic digital data storage system according to the present invention configured as described above will be described.
먼저, 기록을 위해 신호 처리 및 제어부(420)가 셔터(321, 322)를 열고 CCD(410)의 보호를 위해 셔터(323)를 닫도록 제어한다.First, the signal processing and control unit 420 controls the shutter 321 and 322 to open and close the shutter 323 to protect the CCD 410 for recording.
그리고, 광원(310)에서 빔을 발생하고 상기 광분리기(320)에서는 입사되는 광을 기준광과 신호광, 즉 물체광으로 분리한다.The light source 310 generates a beam, and the light splitter 320 separates incident light into reference light and signal light, that is, object light.
분리된 신호광은 열려진 셔터(322)를 통해 신호광 정형부(360)에 입사되어 정형된다. 즉, 셔터(322)를 통과한 신호광은 리이미지 렌즈(361)와 빔확대 렌즈(362)를 통과하여 정형 및 확대되면서 거울(363)에 의해 90°방향이 변경된후 다시 빔 확대 렌즈(362)와 연동되는 빔 확대 렌즈(364)를 통해 공간광변조기(SLM)(370)로 입사된다.The separated signal light is incident on the signal light shaper 360 through the opened shutter 322 and shaped. That is, the signal light passing through the shutter 322 is shaped and enlarged through the reimage lens 361 and the beam magnification lens 362, and the 90 ° direction is changed by the mirror 363. The light is incident on the spatial light modulator (SLM) 370 through the beam magnifying lens 364.
상기 신호광 정형부(360)의 빔확대 렌즈(364)를 통해 방출된 신호광은 공간광 변조기(370)에 입사되고, 이때 2진 데이터로 이루어진 입력 데이터(DATA)가 입력되면서 상기 신호광에 입력 데이터가 실려 상기 신호광 집속부(380)를 통해 저장 매체인 저장 크리스탈(390)로 입사된다.The signal light emitted through the beam expanding lens 364 of the signal light shaping unit 360 is incident on the spatial light modulator 370, and the input data is input to the signal light while the input data DATA made of the binary data is input. The signal is incident on the storage crystal 390 which is a storage medium through the signal light focusing unit 380.
즉, 공간광변조기(370)에서 변조된 신호광은 퍼지는 성질이 있으므로 기록 특성이 향상되도록 신호광 집속부(380)의 필드 렌즈(381)와 푸리에 렌즈(382)를 통해 신호광의 특성을 변화시키면서 집속시킨후 저장 크리스탈(390)로 입사시킨다.That is, since the signal light modulated by the spatial light modulator 370 has a property of spreading, focusing is performed while changing the characteristics of the signal light through the field lens 381 and the Fourier lens 382 of the signal light focusing unit 380 so as to improve recording characteristics. Then into the storage crystal 390.
한편, 상기 광분리기(320)에서 분리된 기준광은 열려진 셔터(321)를 통해 기준광 정형부(330)에 입사되어 정형된다. 즉, 셔터(321)를 통과한 기준광은 웨이스트 포밍 렌즈(331)와 다수의 빔확대 렌즈(332, 333)를 통해 정형 및 확대되어 상기 각조 조절부(340)의 회전 거울(341)로 입사된다.Meanwhile, the reference light separated by the optical separator 320 is incident on the reference light shaping unit 330 through the opened shutter 321 and is shaped. That is, the reference light passing through the shutter 321 is shaped and enlarged through the waste forming lens 331 and the plurality of beam expanding lenses 332 and 333 and is incident on the rotating mirror 341 of the angular adjustment unit 340. .
이때, 회전 거울(341)은 신호 처리 및 제어부(420)의 제어에 의해 작동되는 액츄에이터(342)의 작동에 따라 소정의 각도인 브래그각으로 회전된다. 따라서 회전 거울(341)로 입사된 기준광은 소정의 각도로 편향되어 저장 크리스탈(390)로 입사되게 된다.At this time, the rotating mirror 341 is rotated at a Bragg angle, which is a predetermined angle, in accordance with the operation of the actuator 342 operated by the signal processing and the control of the control unit 420. Accordingly, the reference light incident on the rotating mirror 341 is deflected at a predetermined angle and incident on the storage crystal 390.
상기 저장 크리스탈(390)에 입사된 기준광과 신호광은 간섭을 일으키고, 저장 크리스탈(390)의 광굴절 효과(Photorefractive effect)에 의해 간섭 패턴이 나타나게 된다. 이때 나타난 간섭 패턴은 저장 크리스탈(390)의 굴절율 분포로 형성되는 간섭 무늬로서 홀로그램 데이타로 기록된다.The reference light and the signal light incident on the storage crystal 390 interfere with each other, and the interference pattern is caused by the photorefractive effect of the storage crystal 390. The interference pattern shown at this time is recorded as hologram data as an interference fringe formed by the refractive index distribution of the storage crystal 390.
이와 같이 기록이 완료된 직후에는 셔터(321)를 닫아 기준광만을 차단하고 셔터(323)를 닫아 신호광이 CCD(410)로 유입되는 것을 막는다. 이때, 셔터(323)이 없는 경우에는 CCD(410)를 오프(OFF)하여 CCD 포화(Saturation)에 의한 손상을 방지한다.In this manner, immediately after the recording is completed, the shutter 321 is closed to block only the reference light, and the shutter 323 is closed to prevent the signal light from flowing into the CCD 410. At this time, when there is no shutter 323, the CCD 410 is turned off to prevent damage due to CCD saturation.
이와 같이 셔터(322)만을 열여서 신호광이 신호광 정형부(360)를 통해 공간광 변조기(370)로 입사되어 바로 전에 기록된 입력 데이터가 실리도록 한다. 공간광 변조기(370)에서 변조된 신호광이 신호광 집속부(380)를 통해 집속된후 저장 크리스탈(390)에 입사되면 광분리기(510)로 바로 전에 기록시 사용된 기준광이 재생되어 출력된다.In this way, only the shutter 322 is opened so that the signal light is incident to the spatial light modulator 370 through the signal light shaping unit 360 so that the input data recorded just before is loaded. When the signal light modulated by the spatial light modulator 370 is focused through the signal light focusing unit 380 and then incident on the storage crystal 390, the reference light used immediately before recording is reproduced and output to the optical separator 510.
왜냐하면 저장 크리스탈(390)에 기록된 신호광을 입사시키면 기록된 기준광이 재생되어 출력되고 기록된 기준광을 입사시키면 기록된 신호광이 재생되어 나오기 때문이다.This is because when the recorded signal light is incident on the storage crystal 390, the recorded reference light is reproduced and output, and when the incident reference light is incident, the recorded signal light is reproduced.
따라서, 도 4 에 도시한 바와 같이 저장 크리스탈(390)에 기록된 재생광을 입사시키므로 재생된 기준광(PRB)은 실제 기록시와 동일한 각도로 출력되게 된다.Therefore, as shown in FIG. 4, the reproduction light recorded in the storage crystal 390 is incident, so that the reproduced reference light PRB is output at the same angle as in actual recording.
이와 같이 저장 크리스탈(390)에서 출력되는 재생 기준광(PRB)을 광분리기(510)로 입사시켜 광검출기(520)로 입사되게 하므로써, 광검출기(520)에서 재생 기준광의 결상 위치를 검출하도록 한다.As such, the reproduction reference light PRB output from the storage crystal 390 is incident on the optical separator 510 to be incident on the photodetector 520, thereby detecting the image position of the reproduction reference light in the photodetector 520.
상기 광검출기(520)에서 검출된 결상 위치에 해당하는 신호는 신호 처리 및 제어부(420)에 입력되어 재생 기준광의 각도를 환산하는데 이용된다. 환산된 각도는 저장 크리스탈(390)내에서 실제 기록시 사용된 기준광의 실제 기록 각도이다.The signal corresponding to the imaging position detected by the photodetector 520 is input to the signal processing and control unit 420 and used to convert the angle of the reproduction reference light. The converted angle is the actual recording angle of the reference light used in the actual recording in the storage crystal 390.
이와 같이 측정된 기준광의 실제 기록 각도는 바로 전에 기록된 폴로그램 데이터의 저장 각도 주소로 등록시킨다.The actual recording angle of the reference light measured in this way is registered as the storage angle address of the pologram data recorded immediately before.
이러한 정밀 기록 각도 주소화 방법(Reference Beam Recording Angle Addressing Method)에 의해 홀로그램 데이터를 저장 크리스탈에 페이지 단위로 기록하고 기록 각도를 저장 각도 주소로 어드레싱한다.The hologram data is recorded in the storage crystal in units of pages by the reference beam recording angle addressing method, and the recording angle is addressed to the storage angle address.
즉, 하나의 페이지 단위의 데이터를 저장 크리스탈(390)에 기록한후에는 각도 중첩을 이용하여 다음 페이지를 기록하기 위해서 회전 거울(341)의 각도를 변화시켜 기준광을 편향시킨후 다음 페이지의 홀로그램 데이터를 저장 크리스탈(390)에 기록한다. 이때에도 저장 크리스탈(390)로부터 재생 기준광을 발생시켜 실제 기록 각도를 저장 각도 주소로 어드레싱한다.That is, after recording the data of one page unit in the storage crystal 390, in order to record the next page by using the angle overlap, the angle of the rotating mirror 341 is changed to deflect the reference light, and then the hologram data of the next page is obtained. Write to storage crystal 390. At this time, the reproduction reference light is generated from the storage crystal 390 to address the actual recording angle to the storage angle address.
이와 같은 방법으로 매 페이지마다 회전 거울(341)을 이용하여 기록 각도를 변화시키고 실제 기록 각도를 검출하여 저장 각도 주소로 어드레싱하여 원하는 데이터를 저장 크리스탈(390)에 기록한다.In this manner, the recording angle is changed using the rotating mirror 341 every page, the actual recording angle is detected, addressed to the storage angle address, and the desired data is recorded in the storage crystal 390.
이와 같이 정밀 기록 각도 주소화 방법을 이용하여 원하는 데이터의 기록을 완료한후에는 필요시 재생하게 된다.In this manner, after the recording of the desired data is completed using the precision recording angle addressing method, the data is reproduced when necessary.
페이지 단위의 홀로그램 데이터의 기록 및 어드레싱이 완료된 후에는 셔터(322)를 닫아 신호광만을 차단하여 신호광이 신호광 정형부를 통해 저장 크리스탈(390)로 유입되는 것을 막는다.After recording and addressing the hologram data in the page unit is completed, the shutter 322 is closed to block only the signal light, thereby preventing the signal light from flowing into the storage crystal 390 through the signal light shaping unit.
그리고 셔터(321)만을 열여서 기준광이 기준광 정형부(330)를 통해 회전 거울(341)로 입사되도록 한다.Then, only the shutter 321 is opened so that the reference light is incident on the rotating mirror 341 through the reference light shaping unit 330.
이때, 상기 신호 처리 및 제어부(420)에서 어드레싱된 저장 각도 주소를 읽고 읽혀진 저장 각도 주소로 회전 거울(341)의 각조를 조절하여 기준광을 회절시킨다.At this time, the signal processing and control unit 420 reads the address of the storage angle addressed to the diffraction of the reference light by adjusting the angle of the rotating mirror 341 to the read storage angle address.
즉, 신호 처리 및 제어부(420)에서 저장 각도 주소에 따라 상기 액츄에이터(342)를 작동시켜 상기 회전 거울(341)의 각도를 조절한다.That is, the signal processing and the control unit 420 operates the actuator 342 according to the storage angle address to adjust the angle of the rotating mirror 341.
이에 따라 회전 거울(341)에 입사된 기준광이 저장 각도 주소로 편향되어 저장 크리스탈(390)로 입사되면 회절 효율이 좋은 재생광, 즉 신호광이 회절되어 출력된다.Accordingly, when the reference light incident on the rotating mirror 341 is deflected to the storage angle address and incident on the storage crystal 390, the reproduction light having a good diffraction efficiency, that is, the signal light is diffracted and output.
이때, 셔터(323)를 열거나, 셔터(323)가 없는 경우 CCD(410)를 온(ON)시켜 재생된 신호광을 CCD(410)로 입사시키면 재생된 신호광은 전기적인 신호로 변환되어 신호 처리 및 제어부(420)로 출력된다.At this time, when the shutter 323 is opened or the shutter 323 is not present, the CCD 410 is turned on and the reproduced signal light is incident on the CCD 410. And an output to the controller 420.
다음으로, 본 발명에 의한 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템의 처리 방법을 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.Next, a processing method of the volume holographic digital data storage system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
본 발명에 의한 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템의 처리 방법은 도 5 및 도 6 에 도시한 바와 같이 홀로그램 데이터를 기록하는 홀로그램 데이터 기록 과정(600 내지 650), 기록되는 홀로그램 데이터를 어드레싱하는 어드레싱 처리 과정(660 내지 710), 기록 및 어드레싱을 반복 수행하는 반복 처리 과정(720), 및 기록된 홀로그램 데이터를 재생하는 홀로그램 데이터 재생 과정(800 내지 870)에 의해 수행된다.The processing method of the volume holographic digital data storage system according to the present invention includes a hologram data recording process (600 to 650) for recording hologram data, and an addressing process for addressing recorded hologram data as shown in FIGS. 5 and 6. 660 to 710, an iterative process 720 for repeatedly recording and addressing, and a hologram data reproducing process 800 to 870 for reproducing the recorded hologram data.
상기 홀로그램 데이터 기록 과정(6000 내지 650)은 광원에서 유입된 빛을 기준광과 신호광으로 분리하고 상기 신호광에 데이터를 실고 상기 기준광을 소정의 각도로 편향시킨후 저장 매체에 입사시켜 기록하는 과정으로 세부적으로 설명하면 다음과 같다.The hologram data recording process (6000 to 650) is a process of separating light introduced from a light source into a reference light and a signal light, loading data on the signal light, deflecting the reference light at a predetermined angle, and then entering the storage medium in detail. The explanation is as follows.
상기 홀로그램 데이터 기록 과정(600 내지 650)은 상기 기준광과 신호광이 분리되도록 하기 위해 기준광 및 신호광이 통과하는 셔터1, 2를 개방하고 기록시 저장 매체를 통해 빛이 CCD로 입사되는 것을 막기 위해 상기 저장 매체에서 재생된 신호광이 통과하는 셔터3을 폐쇄하는 셔터 제어 단계(600), 광원에서 유입된 빛을 기준광과 신호광으로 분리하는 광분리 단계(610), 홀로그램 데이터를 페이지 단위로 저장 매체에 저장하기 위해 상기 기준광을 소정의 각도로 편향시키는 기준광 편향 단계(620), 상기 신호광에 데이터를 실어 변조하는 공간광 변조 단계(630), 및 상기 편향된 기준광과 변조된 신호광을 저장 매체에 입사시켜 발생된 간섭 패턴을 기록하는 간섭 패턴 기록 단계(640, 650)에 의해 수행된다.The hologram data recording process 600 to 650 opens the shutters 1 and 2 through which the reference light and the signal light pass so as to separate the reference light and the signal light and prevents the light from entering the CCD through the storage medium during recording. Shutter control step 600 of closing shutter 3 through which the signal light reproduced from the medium passes, optical separation step 610 of separating the light introduced from the light source into the reference light and the signal light, and storing the hologram data in the storage unit on a page basis A reference light deflection step 620 for deflecting the reference light at a predetermined angle, a spatial light modulation step 630 for loading and modulating data on the signal light, and interference generated by injecting the deflected reference light and the modulated signal light into a storage medium; This is performed by the interference pattern recording steps 640 and 650 for recording the pattern.
상기 어드레싱 과정(660 내지 710)은 상기 저장 매체에 기록된 기준광을 재생시켜 실제 기록 각도를 검출하여 기록된 홀로그램 데이터의 저장 각도 주소로 어드레싱하는 과정으로, 상기 신호광만이 분리되어 상기 저장 매체로 입사될 수 있도록 기준광이 통과하는 셔터1을 폐쇄하고 신호광이 통과하는 셔터2를 개방하고 기준광 재생시 저장 매체를 통해 빛이 CCD로 입사되는 것을 막기 위해 상기 저장 매체에서 재생된 신호광이 통과하는 셔터3을 폐쇄하는 셔터 제어 단계(660), 상기 신호광을 재입사시키고 이전의 데이터를 실어 변조하는 신호광 입사 단계(670, 680), 상기 신호광을 상기 저장 매체에 입사시켜 기록된 기준광을 재생하는 기준광 재생 단계(690), 상기 재생된 재생 기준광의 실제 기록 각도를 검출하는 실제 기록 각도 검출 단계(700), 및 상기 검출된 실제 기록 각도를 저장 각도 주소로 어드레싱하는 주소 어드레싱 단계(710)에 의해 수행된다.The addressing process (660 to 710) is a process of reproducing the reference light recorded in the storage medium to detect the actual recording angle and addressing to the storage angle address of the recorded hologram data, in which only the signal light is separated and entered into the storage medium. Close the shutter 1 through which the reference light passes, open the shutter 2 through which the signal light passes, and open the shutter 3 through which the signal light reproduced from the storage medium passes through the storage medium to prevent the light from entering the CCD when the reference light is reproduced. A shutter control step 660 for closing, a signal light incidence step 670, 680 for re-injecting the signal light and modulating the previous data, and a reference light reproduction step for reproducing the recorded reference light by incident the signal light on the storage medium ( 690, an actual recording angle detection step 700 of detecting an actual recording angle of the reproduced reproduction reference light, and the detection It is performed by an address addressing step 710 to address the actual recorded angle to the storage address angle.
상기 반복 처리 과정(720)은 원하는 페이지 단위의 홀로그램 데이터를 상기 저장 매체에 모두 기록할때까지 상기 홀로그램 데이터 기록 과정과 어드레싱 처리 과정을 반복하여 처리하는 과정이다.The iteration process 720 is a process of repeatedly processing the hologram data recording process and the addressing process until all the hologram data of the desired page unit is recorded in the storage medium.
상기 홀로그램 데이터 재생 과정(800 내지 870)은 상기 어드레싱된 저장 각도 주소로 기준광을 편향시키고 상기 저장 매체에 기록된 신호광을 회절시켜 CCD를 통해 전기적인 신호로 처리하는 과정으로, 도 6 에 도시한 바와 같이 상기 기준광만이 분리되어 상기 저장 매체로 입사될 수 있도록 신호광이 통과하는 셔터2를 폐쇄하고 기준광이 통과하는 셔터1를 개방하고 상기 저장 매체에서 재생된 신호광이 통과하는 셔터3을 개방하는 셔터 제어 단계(810, 850), 상기 저장 매체에 기록된 신호광 재생시 상기 어드레싱된 저장 각도 주소를 읽는 저장 각도 주소 읽기 단계(800, 820), 상기 읽혀진 저장 각도 주소로 입사되는 기준광을 편향시키는 기준광 편향 단계(830), 상기 편향된 기준광을 저장 매체에 입사시켜 기록된 신호광을 재생하는 신호광 재생 단계(840), 상기 재생된 신호광을 CCD로 입사시켜 전기적인 신호로 처리하는 전기 신호 처리 단계(860, 870)에 의해 수행된다.The hologram data reproducing process (800 to 870) is a process of deflecting reference light to the addressed storage angle address, diffracting the signal light recorded in the storage medium and processing it as an electrical signal through a CCD, as shown in FIG. Similarly, shutter control for closing the shutter 2 through which the signal light passes, opening the shutter 1 through which the reference light passes, and opening the shutter 3 through which the signal light reproduced from the storage medium passes so that only the reference light can be separated and incident on the storage medium. Steps 810 and 850, reading the storage angle address reading the addressed storage angle address when reproducing the signal light recorded in the storage medium 800 and 820, a reference light deflection step of deflecting the reference light incident to the read storage angle address A signal light reproducing step 840 for reproducing the recorded signal light by injecting the deflected reference light into a storage medium; The electrical signal processing steps 860 and 870 are performed by injecting the reproduced signal light into the CCD and processing it into an electrical signal.
이와 같이 수행되는 본 발명에 의한 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 처리 시스템의 처리 방법을 수행 과정에 따라 세부적으로 설명하면 다음과 같다.The processing method of the volume holographic digital data processing system according to the present invention performed as described above will be described in detail with reference to the following procedure.
먼저, 상기 홀로그램 데이터 기록 과정(6000 내지 650)을 수행하여 광원에서 유입된 빛을 기준광과 신호광으로 분리하고 상기 신호광에 데이터를 실고 상기 기준광을 소정의 각도로 편향시킨후 저장 매체에 입사시켜 기록한다.First, the hologram data recording process (6000 to 650) is performed to separate light introduced from a light source into a reference light and a signal light, load data on the signal light, deflect the reference light at a predetermined angle, and then record the light incident on the storage medium. .
즉, 상기 기준광과 신호광이 분리되도록 하기 위해 기준광 및 신호광이 통과하는 셔터1, 2를 개방하고 기록시 저장 매체를 통해 빛이 CCD로 입사되는 것을 막기 위해 상기 저장 매체에서 재생된 신호광이 통과하는 셔터3을 폐쇄한다(600). 이와 같이 셔터 제어 단계(600)를 수행한후에는 광원에서 유입된 빛을 기준광과 신호광으로 분리한다(610). 광분리 단계(610) 수행후에는 홀로그램 데이터를 페이지 단위로 저장 매체에 저장하기 위해 상기 기준광을 소정의 각도인 브래그각(Bragg Angle), 즉 최대의 반사를 얻을 수 있는 각도로 편향시키고(620), 상기 신호광에 데이터를 실는다(630).That is, shutters 1 and 2 through which the reference light and the signal light pass are opened to separate the reference light and the signal light, and shutters through which the signal light reproduced from the storage medium passes to prevent the light from being incident on the CCD during recording. Close 3 (600). After performing the shutter control step 600 as described above, the light flowing from the light source is separated into reference light and signal light (610). After performing the optical separation step 610, in order to store the hologram data in the storage medium in units of pages, the reference light is deflected at a Bragg angle, which is a predetermined angle, that is, an angle at which maximum reflection can be obtained (620). In operation 630, data is loaded on the signal light.
이와 같이 편향된 기준광과 변조된 신호광을 저장 매체에 입사시키면(640) 입사된 기준광과 신호광이 간섭을 일으키고 저장 매체인 저장 크리스탈의 광굴절 효과에 의해 간섭 패턴이 저장 크리스탈의 굴절율 분포로 형성되는 간섭 무늬로 기록된다(650).When the deflected reference light and the modulated signal light are incident on the storage medium (640), the incident reference light and the signal light interfere with each other, and the interference pattern is formed by the refractive index distribution of the storage crystal by the optical refractive effect of the storage crystal. Is recorded (650).
이와 같이 상기 홀로그램 데이터 기록 과정(6000 내지 650)을 수행한후에는 어드레싱 과정(660 내지 710)을 수행하여 상기 저장 매체에 기록된 기준광을 재생시켜 실제 기록 각도를 검출하여 기록된 홀로그램 데이터의 저장 각도 주소로 어드레싱한다.As described above, after performing the hologram data recording process (6000 to 650), performing the addressing process (660 to 710) to reproduce the reference light recorded on the storage medium to detect the actual recording angle to store the storage angle address of the recorded hologram data Address with
즉, 셔터 제어 단계(660)를 수행하여 상기 신호광만이 분리되어 상기 저장 매체로 입사될 수 있도록 기준광이 통과하는 셔터1을 폐쇄하고 신호광이 통과하는 셔터2를 개방하고 기준광 재생시 저장 매체를 통해 빛이 CCD로 입사되는 것을 막기 위해 상기 저장 매체에서 재생된 신호광이 통과하는 셔터3을 폐쇄한다(660). 또한, 광원을 작동시켜 광원으로부터 입사된 빔이 광분리기에서 분리되는데, 이때 셔터1 의 폐쇄로 셔터2만을 통해 분리된 신호광이 재입사된다(670, 680). 여기서, 상기 재입사된 신호광은 방금 전에 기록된 데이터를 실어진 상태로 저장 크리스탈로 입사된다.That is, the shutter control step 660 is performed to close the shutter 1 through which the reference light passes and open the shutter 2 through which the signal light passes, so that only the signal light can be separated and enter the storage medium, and through the storage medium when the reference light is reproduced. In order to prevent light from being incident on the CCD, the shutter 3 through which the signal light reproduced from the storage medium passes is closed (660). In addition, the beam incident from the light source is separated by the light source by operating the light source. At this time, the signal light separated only through the shutter 2 is re-incident due to the closing of the shutter 1 (670 and 680). Here, the reincident signal light is incident on the storage crystal with the data just recorded.
이와 같이 바로 전에 기록시 실어진 데이터를 실은 신호광이 저장 크리스탈로 입사되면 광분리기(510) 방향으로 바로 전에 기록시 사용된 기준광이 재생되어 출력된다. 즉, 재입사된 상기 신호광을 상기 저장 매체인 저장 크리스탈에 입사시켜 기록된 기준광을 재생한다(690).As such, when the signal light carrying the data carried on the recording just before is incident on the storage crystal, the reference light used in the recording just before the optical separator 510 is reproduced and output. In other words, the re-incident signal light is incident on the storage crystal as the storage medium to reproduce the recorded reference light (690).
상기 신호광을 이용하여 기준광을 재생한후에는 재생된 재생 기준광의 실제 기록 각도를 검출한다(700).After the reference light is reproduced using the signal light, the actual recording angle of the reproduced reproduction reference light is detected (700).
신호광에 의해 재생된 재생 기준광은 저장 크리스탈에 실제로 기록시 사용된 기준광의 각도로 출력되므로 광분리기를 통해 광검출기로 입사시켜 재생 기준광의 결상 위치를 검출하므로써 재생 기준광의 편향 각도를 환산할 수 있도록 한다. 이때 환산된 각이 저장 크리스탈내에서 실제 기록시 사용돤 기준광의 실제 기록 각도가 된다.Since the reproduction reference light reproduced by the signal light is output at the angle of the reference light used when actually recording on the storage crystal, it is incident to the photodetector through the optical separator to detect the imaging position of the reproduction reference light so as to convert the deflection angle of the reproduction reference light. . At this time, the converted angle becomes the actual recording angle of the reference light used during actual recording in the storage crystal.
또한 상기 검출된 실제 기록 각도를 저장 각도 주소로 어드레싱하여 정밀 기록 각도 주소화 처리한다(710).In addition, the detected actual recording angle is addressed to a storage angle address, and the precision recording angle addressing process is performed (710).
이와 같이 정확한 실체 기록 각도를 측정하여 기준광의 실체 기록 각도를 각 홀로그램 데이터의 기록 주소로 활용하는 기준광의 정밀 각도 주소화 처리를 하게 되면 재생시 실제 기록 각도에 가장 근접하게 재생할 수 있으므로 재생광의 회절 효율의 저하를 막고 궁극적으로 재생 데이터의 오류율을 줄일 수 있으므로 시스템의 데이터 신뢰도를 높일 수 있다.In this way, the accurate angle addressing of the reference light, which measures the actual recording angle of the reference light and uses the actual recording angle of the reference light as the recording address of each hologram data, can reproduce the closest to the actual recording angle during reproduction. This can increase the data reliability of the system by preventing the degradation of the data and ultimately reducing the error rate of the reproduced data.
이와 같이 하나의 페이지의 홀로그램 데이터에 대해 기록 및 어드레싱 과정을 수행한 후에는 상기 반복 처리 과정(720)을 수행하여 원하는 페이지 단위의 홀로그램 데이터를 상기 저장 매체에 모두 기록할때까지 상기 홀로그램 데이터 기록 과정과 어드레싱 처리 과정을 반복하여 처리한다.As described above, after the recording and addressing process is performed on the hologram data of one page, the repeating process 720 is performed until the hologram data of the desired page unit is recorded in the storage medium. And addressing process is repeated.
이러한 처리 과정을 통해 홀로그램 데이터를 저장 크리스탈에 기록하고 기준광의 기록 각도 어드레싱하여 기록이 완료된후에는 재생 과정을 수행한다.Through this process, the hologram data is recorded in the storage crystal, the recording angle of the reference light is addressed, and the reproduction process is performed after the recording is completed.
상기 홀로그램 데이터 재생 과정(800 내지 870)에서는 도 6 에 도시한 바와 같이 상기 어드레싱된 저장 각도 주소로 기준광을 편향시키고 상기 저장 매체에 기록된 신호광을 회절시켜 CCD를 통해 전기적인 신호로 처리한다.In the hologram data reproducing process 800 to 870, as shown in FIG. 6, the reference light is deflected to the addressed storage angle address, and the signal light recorded on the storage medium is diffracted and processed into an electrical signal through a CCD.
재생 모드로 진행하면(800) 상기 기준광만이 분리되어 상기 저장 매체로 입사될 수 있도록 신호광이 통과하는 셔터2를 폐쇄하고 기준광이 통과하는 셔터1를 개방하고(810)하고 기록된 홀로그램 데이터의 기준광 각도에 의해 어드레싱된 저장 각도 주소를 읽는다(820).In the playback mode (800), the shutter 2 through which the signal light passes is closed and the shutter 1 through which the reference light passes (810) so that only the reference light can be separated and incident on the storage medium, and the reference light of the recorded hologram data is opened. The storage angle address addressed by the angle is read (820).
읽혀진 저장 각도 주소로 기준광을 편향시켜(830) 저장 크리스탈로 입사시켜 회절 효율이 좋은 재생광, 즉 기록된 신호광을 회절시킨다(840).The reference light is deflected to the read storage angle address (830) and incident on the storage crystal to diffract the reproduced light having good diffraction efficiency, that is, the recorded signal light (840).
이때, 저장 매체에서 재생된 신호광이 통과하는 셔터3을 개방하여 회절된 신호광을 신호광을 CCD로 입사시켜(860) 전기적인 신호로 처리한다(870).In this case, the shutter 3 through which the signal light reproduced from the storage medium passes is opened, and the diffracted signal light is incident to the CCD (860) and processed as an electrical signal (870).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템은 정확하게 실제 기록 각도를 측정하여 기록 주소로 활용하는 기준광의 정밀 기록 주소화 방법을 적용하므로 재생시 실제 기록 각도에 근접하게 재생할 수 있어 재생광의 회절 효율의 저하를 막고 재생 데이터의 오류율을 줄일 수 있으므로 시스템의 데이터 신뢰도가 향상되는 효과가 있다.As described above, the volume holographic digital data storage system according to the present invention applies a precise recording addressing method of the reference light that accurately measures the actual recording angle and utilizes it as the recording address, so that the playback can be reproduced close to the actual recording angle. Since the reduction of the diffraction efficiency of the reproduction light can be prevented and the error rate of the reproduction data can be reduced, the data reliability of the system can be improved.
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