KR100278067B1

KR100278067B1 - 볼륨홀로그래픽디지탈저장시스템

Info

Publication number: KR100278067B1
Application number: KR1019970076441A
Authority: KR
Inventors: 노재우
Original assignee: 전주범; 대우전자주식회사
Priority date: 1997-12-29
Filing date: 1997-12-29
Publication date: 2001-01-15
Also published as: KR19990056446A

Abstract

본 발명은 데이터의 페이지 단위로 광변조된 물체광과 기준광을 간섭시켜 발생되는 간섭 무늬를 저장하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 데이터의 페이지 단위로 광변조된 물체광과 기준광을 간섭시켜 발생되는 간섭 무늬를 저장 매체에 저장하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 있어서, 45° 편광의 기준광을 발생하여 저장 매체로 조사하는 편광원, 저장 매체를 통과하면서 익스트러 오디너리 빔과 오디너리 빔으로 분할된 두 빔 중 어느 한 빔만을 통과시켜 물체광을 생성하는 필터, 필터로부터의 물체광을 소정 각도로 반사시키는 제 1 반사 미러, 제 1 반사 미러로부터 반사되는 물체광을 저장 매체 방향으로 반사시키는 제 2 반사 미러, 제 2 반사 미러로부터 반사되는 물체광을 90°회전시키는 λ/2 플레이트, 및 90°회전된 물체광을 외부로부터 입력되는 데이터에 따라서 픽셀들이 이루는 명암의 2 진 데이터의 한 페이지 단위로 광변조하여 저장 매체에 조사하는 공간 광변조기를 포함한다.

Description

볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템{VOLUME HOLOGRAPHIC DIGITAL DATA STORAGE SYSTEM}

본 발명은 대상 물체로부터의 물체광과 기준광을 간섭시켜 발생하는 간섭 무늬에 의거하여 홀로그램 데이타를 저장하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템(Volume Holographic Digital Data Storage System)에 관한 것으로, 특히 보다 간단한 구조의 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 관한 것이다.

최근 들어, 볼륨 홀로그래픽 디지탈 데이터 저장을 이용한 기술 분야는 반도체 레이져, CCD(Charge Coupled Device), LCD(Liquid Crystal Display) 등 구성 부품의 눈부신 발전에 힘입어 활발한 연구가 진행되고 있으며, 이미 지문을 저장하고 재생하는 지문 인식 시스템으로 실용화되고 있을 뿐만 아니라, 대용량의 저장 능력과 초고속 데이터 전송 속도의 장점을 응용할 수 있는 여러 분야로 확대되어 가고 있는 추세에 있다.

이와 같은 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템은 대상 물체로부터의 물체광과 기준광을 간섭시켜 발생하는 간섭 무늬를 간섭 무늬의 강도(intensity)에 반응하는 저장 매체, 예를 들어 크리스탈(crystal) 등에 기록하는 것으로, 저장 매체를 소정 각도씩 회전시키는 방법 등에 의해 물체광의 강도 및 방향까지도 기록함으로서, 물체의 3 차원상을 표시할 수 있게 되며, 2 진 데이터의 페이지(page)단위로 구성되는 수백에서 수천 개의 홀로그램을 같은 장소에 저장할 수 있게 된다.

도 1에는 이와 같은 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 대한 전체 구성도가 도시된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템은 광원(10), 광분리기(20), 반사 미러(mirror)(30,40), 공간 광변조기(50), 저장 매체(60), CCD(Charge Coupled Device)(70)로 구성된다.

광원(10)은 홀로그래피에 요구되는 레이져광을 발생하며, 광분리기(20)는 광원(10)으로부터 입력되는 레이져광을 기준광 및 물체광으로 분리한 후, 분리된 기준광 및 물체광이 서로 다른 전송경로를 거치도록 한다.

한편, 광분리기(20)에 의해 분리된 기준광은 회전 미러(30)에 입사된 후, 다시 반사되어 저장 매체(60)에 전송된다.

또한, 물체광은 반사 미러(40)에 입사된후, 다시 반사되어 공간 광변조기(50)에 전송된다. 여기에서 공간 광변조기(50)는 LCD(Liquid Crystal Display)로 구성되어 있으며, 따라서 공간 광변조기(50)에 제공된 물체광은 입력되는 데이터에 따라 픽셀들이 이루는 명암의 2 진 데이터의 한 페이지 단위로 변조된 후 저장 매체(60)에 전송된다.

저장 매체(60)는 반사 미러(30)에 의해 반사된 기준광과 공간 광변조기(50)에 의해 데이터의 페이지 단위로 변조된 물체광간의 간섭에 의해 발생되는 간섭 무늬를 저장하는데, 여기에서 간섭 무늬는 상술한 공간 광변조기(50)에 입력된 데이터에 상응한 것이다.

CCD(70)는 저장 매체(60)에서 재생된 물체광을 전기적 신호로 변환하는 작용을 한다.

이와 같이 구성된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 대한 동작은 다음과 같다.

먼저, 광원(10)에서 발생된 레이져광은 광분리기(20)에 의해 기준광 및 물체광으로 분리된 후, 기준광은 반사 미러(30)에, 물체광은 반사 미러(40)에 각각 전송된다. 반사 미러(40)에 의해 반사된 물체광은 공간 광변조기(50)에 입사되고, 공간 광변조기(50)에 입사된 물체광은 공간 광변조기(50)에 입력되는 데이터에 따라서 픽셀들이 이루는 명암의 2 진 데이터의 한 페이지 단위로 변조된다.

즉, 공간 광변조기(50)에 입력되는 데이터가, 예를 들어 영상의 한 프레임 단위로 제공되는 화상 데이터일 경우, 공간 광변조기(50)에 입사된 물체광은 한 프레임 단위로 변조되는 것이다. 한편, 공간 광변조기(50)가 입사되는 물체광을 데이터의 페이지 단위로 변조할 때, 저장 매체(60)는 이에 대응되게 소정 각도씩 스텝 바이 스텝(step by step)으로 회전한다.

이에 따라 입사된 물체광과 기준광은 저장 매체(60) 내부에서 간섭을 일으키게 되고, 이때, 발생되는 간섭 무늬의 강도에 따라서 저장 매체(60) 내부의 운동 전하의 광유도 현상이 발생하고, 이러한 과정을 통해서 저장 매체(60)에는 저장 매체(60)의 회전 각도에 대응되는 소정의 방향과 크기를 갖는 벡터 형식의 간섭 무늬가 기록되며, 여기에서 간섭 무늬가 데이터에 해당되는 것이다.

한편, 저장 매체(60)에 기록된 데이터를 읽어내기 위해서는 기준광만을 저장 매체(60)에 조사하면, 간섭 무늬는 기준광을 회절시켜 원래의 픽셀의 명암으로 구성되는 바둑판 무늬로 복원되고, 저장 매체(60)에서 복원된 광변조된 물체광은 CCD(70)에 비추어져 원래의 데이터로 복원하게 되는 것이다. 여기에서, 저장 매체(60)에 기록된 데이터를 읽어내기 위해 적용되었던 기준광은, 실질적으로 저장 매체(60)에 데이터를 기록할 때 적용했던 기준광과 동일한 각도를 갖는 기준광을 적용해야만 한다.

이와 같이 종래의 볼륨 홀로그램 디지탈 저장 시스템은 매우 구조가 복잡하였다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전체 구조를 간소화할 수 있는 볼륨 홀로그램 디지탈 저장 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 데이터의 페이지 단위로 광변조된 물체광과 기준광을 간섭시켜 발생되는 간섭 무늬를 저장 매체에 저장하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 있어서, 45。 편광의 기준광을 발생하여 상기 저장 매체로 조사하는 편광원; 상기 저장 매체를 통과하면서 익스트러 오디너리 빔과 오디너리 빔으로 분할된 두 빔 중 어느 한 빔만을 통과시켜 물체광을 생성하는 필터; 상기 필터로부터의 물체광을 소정 각도로 반사시키는 제 1 반사 미러; 상기 제 1 반사 미러로부터 반사되는 물체광을 상기 저장 매체 방향으로 반사시키는 제 2 반사 미러; 상기 제 2 반사 미러로부터 반사되는 물체광을 90°회전시키는 λ/2 플레이트; 및 상기 90°회전된 물체광을 외부로부터 입력되는 데이터에 따라서 픽셀들이 이루는 명암의 2 진 데이터의 한 페이지 단위로 광변조하여 상기 저장 매체에 조사하는 공간 광변조기로 이루어진 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템을 제공한다.

도 1은 종래 기술의 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템의 구성도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템의 상세 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

210 ; 편광원 220 ; 저장 매체

230 ; 필터 240,250 ; 반사 미러

260 ; λ/2 플레이트 270 ; 공간 광변조기

280 ; CCD

이하, 첨보된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 2에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템의 상세 구성도가 도시된다.

도 2에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템은 편광원(210), 저장 매체(220), 필터(230), 반사 미러(240,250), λ/2 (λ; 파장)플레이트(plate, 260), 공간 광변조기(270), CCD(280)로 구성된다.

여기에서, 편광원(210)과 필터(230) 및 반사 미러(230)는 저장 매체(220)를 기준으로 동일 수평 라인 상에 배열되고, 반사 미러(250)와 λ/2 플레이트(260)와 공간 광변조기(270) 및 CCD(280)는 저장 매체(220)를 기준으로 동일 수직 라인 상에 배열되며, 상술한 저장 매체(220)는 크리스탈로 구성된다.

이와 같이 구성된 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 대한 동작 설명은 다음과 같다.

먼저, 편광원(210)은 45° 편광의 기준광을 발생하여 저장 매체(220)에 조사한다. 저장 매체(220)는 45° 편광의 기준광이 조사되면, 이를 익스트러 오디너리 빔(extraordinary beam)과 오디너리 빔(ordinary beam)으로 분할되어 저장매체를 통과하며, 다시 공기 중으로 나왔을 때는 두 성분이 합쳐진 형태로 필터(230)에 제공한다.

필터(230)는 저장 매체(220)로부터 조사되는 익스트러 오디너리 빔과 오디너리 빔 중 어느 하나만을 통과시켜 물체광을 생성한다.

반사 미러(240)는 필터(230)로부터 조사되는 물체광을 소정 각도로 반사시켜 반사 미러(250)에 조사하고, 반사 미러(250)는 이를 λ/2 플레이트(260)에 조사한다.

λ/2플레이트(260)는 익스트러 오디너리 빔 또는 오디너리 빔의 물체광을 90°회전시켜 공간 광변조기(270)에 조사하고, 공간 광변조기(270)는 물체광을 입력되는 데이터에 따라서 픽셀들이 이루는 명암의 2 진 데이터의 한 페이지 단위로 변조하여 저장 매체(220)에 조사한다.

따라서, 저장 매체(220)에는 편광원(210)으로부터 조사되는 기준광과 공간 광변조기(270)로부터 조사되는 광변조된 물체광에 의거한 간섭 무늬가 기록된다. 또한 저장 매체(220)는, 공간 광변조기(270)가 물체광을 입력되는 데이터에 따라서 픽셀들이 이루는 명암의 2 진 데이터의 한 페이지 단위로 변조할 때, 이에 대응되는 소정 각도로 회전하고, 이에 따라, 저장 매체(220)에 조사되는 기준광의 조사 각도는 물체광의 페이지 단위에 일대일 대응되게 변환된다.

이때, 필터(230)에서 예를 들어 익스트러 오디너리 빔을 통과시키면, 익스트러 오디너리 빔의 물체광이 반사 미러(240)와 반사 미러(250)를 경유하여 λ/2플레이트(260)에 조사된후 오디터리 빔의 물체광으로 변환된다.

필터(230)에서 익스트러 오디너리 빔을 통과시키면, 공간 광변조기(270)에서는 오디너리 빔의 물체광을 광변조하여 저장 매체(220)에 조사하게 된다. 한편, 편광원(210)에서 저장 매체(220)에 조사되는 45°편광의 기준광은 저장 매체(220)에서 익스트러 오디너리 빔과 오디너리 빔으로 분할되고, 저장 매체(220)내에서 광변조된 오디너리 빔의 물체광과 간섭을 일으키게 된다.

이때, 광변조된 물체광이 오디너리 빔이기 때문에, 광변조된 물체광과 간섭을 일으키는 기준광은, 오디너리 빔의 기준광이 되고, 익스트러 오디너리 빔의 기준광은 간섭 없이 저장 매체(220)를 경유하여 필터(230)에 조사된다.

즉, 필터(230)에서 익스트러 오디너리 빔을 통과시키면, 저장 매체(220)에서는 광변조된 오디너리 빔의 물체광과 오디너리 빔의 기준광이 간섭을 일으키게 되고, 이에 따라, 간섭을 일으키는 오디너리 빔의 기준광은 간섭에 의해 왜곡이 발생되지만, 간섭이 없는 익스트러 오디너리 빔의 기준광은 왜곡 없이 필터(230)에 제공되는 것이다.

한편, 필터(230)는 왜곡이 있는 오디너리 빔의 기준광과 왜곡이 없는 익스트러 오디너리 빔의 기준광이 투과될 때, 상술한 바와 같이 왜곡이 없는 익스트러 오디너리 빔만을 통과시키고 이를 이용하여 오디너리 빔의 물체광을 생성하기 때문에, 저장 매체(220)에는 보다 명료한 간섭 무늬가 기록된다.

이와는 반대로, 예를 들어 필터(230)에서 오디너리 빔을 통과시키면, 오디너리 빔의 물체광이 반사 미러(240)와 반사 미러(250)를 경유하여 λ/2플레이트(260)에 반사된 후 익스트러 오디터리 빔의 물체광으로 변환된다.

따라서, 필터(230)에서 오디너리 빔을 통과시키면, 공간 광변조기(270)에서는 익스트러 오디너리 빔의 물체광을 광변조하여 저장 매체(220)에 조사하게 된다. 한편, 편광원(210)에서 저장 매체(220)에 조사되는 45°편광의 기준광은 저장 매체(220)에서 익스트러 오디너리 빔과 오디너리 빔으로 분할되고, 저장 매체(220)내에서 광변조된 익스트러 오디너리 빔의 물체광과 간섭을 일으키게 된다.

이때, 광변조된 물체광이 익스트러 오디너리 빔이기 때문에, 광변조된 물체광과 간섭을 일으키는 기준광은, 익스트러 오디너리 빔의 기준광이 되고, 오디너리 빔의 기준광은 간섭 없이 저장 매체(220)를 경유하여 필터(230)에 조사된다.

즉, 필터(230)에서 오디너리 빔을 통과시키면, 저장 매체(220)에서는 광변조된 익스트러 오디너리 빔의 물체광과 익스트라 오디너리 빔의 기준광이 간섭을 일으키게 되고, 이에 따라, 간섭을 일으키는 익스트러 오디너리 빔의 기준광은 간섭에 의해 왜곡이 발생되지만, 간섭이 없는 오디너리 빔의 기준광은 왜곡 없이 필터(230)에 제공되는 것이다.

한편, 필터(230)는 왜곡이 있는 익스트러 오디너리 빔의 기준광과 왜곡이 없는 오디너리 빔의 기준광이 조사될 때, 상술한 바와 같이 왜곡이 없는 오디너리 빔만을 통과시키고, 이를 이용하여 익스트러 오디너리 빔의 물체광을 생성하기 때문에, 저장 매체(220)에는 보다 명료한 간섭 무늬가 기록된다.

이와 같이 기록된 간섭 무늬는 기록시와 동일한 조사 각도의 익스트러 오디너리 빔의 기준광 또는 오디너리 빔의 기준광을 조사하면 재생되고 이는 CCD(280)에 의해 전기적 신호로 변환된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 보다 간단한 구조로 보다 명확한 간섭 무늬를 기록할 수 있는 효과가 있다.

Claims

데이터의 페이지 단위로 광변조된 물체광과 기준광을 간섭시켜 발생되는 간섭 무늬를 저장 매체(220)에 저장하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 있어서,

45° 편광의 기준광을 발생하여 상기 저장 매체(220)로 조사하는 편광원(210);

상기 저장 매체(220)를 통과하면서 익스트러 오디너리 빔과 오디너리 빔으로 분할된 두 빔 중 어느 한 빔만을 통과시켜 물체광을 생성하는 필터(230);

상기 필터(230)로부터의 물체광을 소정 각도로 반사시키는 제 1 반사 미러(240);

상기 제 1 반사 미러(240)로부터 반사되는 물체광을 상기 저장 매체(220) 방향으로 반사시키는 제 2 반사 미러(250);

상기 제 2 반사 미러(250)로부터 반사되는 물체광을 90°회전시키는 λ/2 플레이트(260); 및

상기 90°회전된 물체광을 외부로부터 입력되는 데이터에 따라서 픽셀들이 이루는 명암의 2 진 데이터의 한 페이지 단위로 광변조하여 상기 저장 매체(220)에 조사하는 공간 광변조기(270)로 이루어진 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템.