KR20000002747A - 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제 1 편광 방향의 물체광을 입력되는 데이터의 페이지 단위로 광변조한후, 제 1 편광 방향의 기준광과 간섭시켜 발생되는 간섭 무늬를 저장하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 관한 것으로, 제 1 편광 방향의 물체광을 상기 입력되는 데이터의 페이지 단위로 변조하되, 상기 입력되는 데이터에 따라 제 1 편광 방향의 광변조된 물체광과 상기 제 1 편광 방향과 수직인 제 2 편광 방향의 광 변조된 물체광을 조사하는 공간 광 변조기(300); 상기 제 1 편광 방향의 광 변조된 물체광과 상기 제 1 편광 방향의 기준광의 간섭에 의한 상기 간섭 무늬를 저장하는 저장 매체(400)를 구비하여 구성함을 특징으로 한다.

Description

볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템

본 발명은 대상 물체로 부터의 물체광과 기준광을 간섭시켜 발생하는 간섭 무늬에 의거하여 홀로그램 데이타를 페이지 단위로 저장하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템(Volume Holographic Digital Data Storage System)에 관한 것으로, 특히 보다 간단한 구조의 공간 광 변조기가 적용된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 관한 것이다.

최근들어, 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 있을뿐만 아니라, 대용량의 저장 능력과 초고속 데이터 전송 속도의 장점을 응용할수 있는 여러 분야로 확대되어 가고 있는 추세에 있다.

이와 같은 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템은 대상 물체로 부터의 물체광과 기준광을 간섭시켜 발생하는 간섭 무늬를 간섭 무늬의 강도(Amplitude)에 반응하는 저장 매체, 예를들어 크리스탈(crystal) 등에 기록하는 것으로, 기준광의 각도를 변화시키는 방법 등에 의해 물체광의 강도 및 방향까지도 기록함으로서, 물체의 3차원상을 표시할수 있게되며, 2진 데이터의 페이지(page) 단위로 구성되는 수백에서 수천개의 홀로그램을 같은 장소에 저장할수 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), LCD(Liquid Crystal Display)(50), 저장 매체(60), CCD(70)로 구성된다.

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

한편, 광분리기(20)에 의해 분리된 기준광은 반사 미러(30)에 입사된후, 다시 반사되어 저장 매체(60)에 전송된다.

또한, 물체광은 반사 미러(40)에 입사된후, 다시 반사되어 LCD(50)에 전송된다. LCD(50)에 제공된 물체광은 입력되는 데이터에 따라 픽셀들이 이루는 명암의 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조된후 저장 매체(60)에 전송된다.

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

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 분리된후, 기준광은 반사 미러(30)에, 물체광은 반사 미러(40)에 각각 전송된다. 반사 미러(40)에 의해 반사된 물체광은 LCD(50)에 입사되고, LCD(50)에 입사된 물체광은 LCD(50)에 입력되는 데이터에 따라서 픽셀들이 이루는 명암의 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조된다.

즉, LCD(50)에 입력되는 데이터가, 예를들어 영상의 한 프레임 단위로 제공되는 화상 데이터일 경우, LCD(50)에 입사된 물체광은 한 프레임 단위로 변조되는 것이다. 한편, LCD(50)가 입사되는 물체광을 페이지 단위로 변조할 때, 반사 미러(30)는 이에 대응하여 기준광의 반사 각도를 조금씩 변화시키는 작용을 한다.

따라서, 저장 매체(60)에는 페이지 단위로 광변조된 물체광과, 이에 대응하는 각도의 기준광이 입사되고, 입사된 물체광과 기준광은 저장 매체(60) 내부에서 간섭을 일으키게 된다. 이때, 발생되는 간섭 무늬의 강도에 따라서 저장 매체(60) 내부의 운동 전하의 광유도 현상이 발생하고, 이러한 과정을 통해서 저장 매체(60)에 간섭 무늬가 기록된다.

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, 이후 읽혀진 상을 CCD(Charge Coupled Device; 70) 등에 비추어 원래의 데이터로 복원하게 되는 것이다. 이때, 저장 매체(60)에 기록된 데이터를 읽어내기 위해 적용되었던 기준광은, 실질적으로 저장 매체(60)에 데이터를 기록할 때 적용했던 기준광과 동일한 강도 및 각도를 갖는 기준광을 적용해야만 한다.

이와 같은 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 있어서, 상술한 LCD는 물체광을 외부로부터 입력되는 데이터에 따라 픽셀들이 이루는 명암의 2진 데이터의 페이지 단위로 변조하는 공간 광 변조기의 작용을 수행하고 있다.

이때, 상술한 LCD의 구조를 보면, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 2개의 편광판(100,110)이 서로 직교하고, 2개의 편광판(100,110) 사이에 2개의 배향막(120,130)이 배치되고, 2개의 배향막(120,130) 사이에 액정(150)이 90°뒤틀려 배열되고 있다.

이와 같은 LCD에 전압을 인가하지 않은 상태에서는 도 2a에 도시된 바와 같이, 광이 LCD를 통과하고, LCD의 배향막(120,130)에 전압을 인가하면 레이져빔이 통과하지 않게 되어 화면상에 검게 표시된다.

즉, 배향막(120,130)에 전압을 인가하지 않은 상태에서는, 레이져빔은 편광판(100)에 의해 소정 편광만이 통과하게 되고, 이후 액정(150)에 의해 90°뒤틀린후 편광판(100)과 90°뒤틀린 편광판(110)에 입사되기 때문에 소정 편광의 레이져빔이 LCD를 통과하게 된다.

반면, 배향막(120,130)에 전압을 인가하면, 액정(150)이 수직으로 곤두서 편광판(100)을 경유한 소정 편광의 레이져빔이 뒤틀림 없이 편광판(110)에 입사되기 때문에 편광판(110)에 의해 차단되는 것이다.

이와 같이 LCD는 입력되는 데이터에 대응되게 광을 통과 및 차단시켜 물체광을 광변조하고 있다. 한편, 저장 매체(60)에 기록되는 간섭 무늬는 이와같이 LCD에 의해 광변조된 물체광과 기준광의 간섭에 의해 생성된다. 그러나, 물체광과 기준광의 간섭은, 원래 물체광의 편광 방향과 기준광이 편광 방향이 일치할 경우에만 발생되는 것으로, 물체광의 편광 방향과 기준광이 편광 방향이 일치하지 않으면 간섭이 발생되지 않아 저장 매체(60)에 간섭 무늬를 기록할수 없다.

본 발명은 이와 같은 점에 착안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 입력되는 데이터에 대응되게 물체광의 편광 방향을 변환시켜 공간 광 변조를 한 물체광과 기준광을 간섭시켜 홀로그램 데이터를 저장하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템을 제공함에 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 제 1 편광 방향의 물체광을 입력되는 데이터의 페이지 단위로 광변조한후, 제 1 편광 방향의 기준광과 간섭시켜 발생되는 간섭 무늬를 저장하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 있어서: 상기 제 1 편광 방향의 물체광을 상기 입력되는 데이터의 페이지 단위로 변조하되, 상기 입력되는 데이터에 따라 제 1 편광 방향의 광변조된 물체광과 상기 제 1 편광 방향과 수직인 제 2 편광 방향의 광 변조된 물체광을 조사하는 공간 광 변조기; 상기 제 1 편광 방향의 광 변조된 물체광과 상기 제 1 편광 방향의 기준광의 간섭에 의한 상기 간섭 무늬를 저장하는 저장 매체를 구비하여 구성함을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템의 구성도,

도 2는 종래의 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 적용된 LCD의 구성도,

도 3은 본 발명의 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 적용된 공간 광 변조기의 구성도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템의 상세 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

300 : 공간 광 변조기 400 : 저장 매체

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 3에는 본 발명의 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 적용되는 공간 광 변조기가 도시된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 적용되는 공간 광 변조기는 도 2의 도시된 LCD에서 두 개의 편광판이 제거된 LCD 구조이다. 따라서, 도 3에서는, 도 2와 동일 기능을 수행하는 동일 구성 부재들에 대해, 이해를 돕기 위하여, 동일 참조 번호로서 도시하였다.

이와 같이 구성된 LCD의 공간 광 변조 작용은 다음과 같다.

도 3a에서, 배향막(120,130)에 전압을 인가하지 않은 상태에서는, 소정 편광의 레이져빔은 액정(150)에 의해 90°뒤틀려, 편광 방향이 90°변환된 상태로 통과하게 된다.

반면, 도 3b에 도시된 바와 같이, 배향막(120,130)에 전압을 인가하면, 액정(150)이 수직으로 곤두서 소정 편광의 레이져빔이 뒤틀림 없이 통과하게 된다.

도 4에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템이 도시된다.

도 4에서, 공간 광 변조기(300)에 입사되는 물체광은 소정 편광 방향으로 편광된 물체광이고, 또한 저장 매체(400)에 조사되는 기준광은 물체광과 동일 편광 방향으로 편광된 기준광이다.

따라서, 공간 광 변조기(300)에 입사되는 소정 편광 방향의 물체광은 공간 광변조기(300)에 의해 입력되는 데이터의 페이지 단위로 변조된후 저장 매체(400)에 조사된다. 이때, 공간 광 변조기(300), 즉 LCD는 종래 기술과는 다르게 편광판이 제거된 것으로, 입력되는 데이터에 따라 소정 편광 방향의 물체광을 그대로 통과시키거나 또는 물체광의 편광 방향을 90°회전시키는 작용에 의해 물체광을 광변조한다.

따라서, 물체광의 편광 방향을 조절하는 작용에 의해 광 변조된 물체광과 소정 편광 방향의 기준광은 저장 매체(400)에서 간섭되고, 이에 따라 저장 매체(400)에는 간섭 무늬가 기록된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 입력되는 데이터에 대응되게 물체광의 편광 방향을 변환시켜 공간 광 변조를 한 물체광과 기준광을 간섭시켜 저장함으로서, 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템을 보다 간단하게 구성할수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 제 1 편광 방향의 물체광을 입력되는 데이터의 페이지 단위로 광변조한후, 제 1 편광 방향의 기준광과 간섭시켜 발생되는 간섭 무늬를 저장하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 있어서:

   상기 제 1 편광 방향의 물체광을 상기 입력되는 데이터의 페이지 단위로 변조하되, 상기 입력되는 데이터에 따라 제 1 편광 방향의 광변조된 물체광과 상기 제 1 편광 방향과 수직인 제 2 편광 방향의 광 변조된 물체광을 조사하는 공간 광 변조기(300);

   상기 제 1 편광 방향의 광 변조된 물체광과 상기 제 1 편광 방향의 기준광의 간섭에 의한 상기 간섭 무늬를 저장하는 저장 매체(400)를 구비하여 구성한 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 광 변조기는;

   편광판이 없는 LCD로 구성된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템.