KR20030078988A - Holographic digital data storage system - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A system for storing holographic digital data is provided to improve the compatibility of the system for storing holographic digital data and easily construct the system for storing holographic digital data. CONSTITUTION: A beam splitter(12) splits a beam entered from a light source(10) into a signal beam and a reference beam to make each beam enter a phase modulator(20) and a first reflecting mirror(14) respectively. The phase modulator includes a plurality of phase masks for modulating a phase of the signal beam with shift-multiplexing the signal beam through the plurality of phase masks orthogonal to each other. A spatial light modulator(22) modulates light and shade binary data formed by pixels according to the phase-modulated signal beam. The first reflecting mirror and a second reflecting mirror(16) reflect the reference beam to a storage medium(26) through a first lens(18), so that an interference pattern generated by a mutual interference between the signal beam and the reference beam is recorded on the storage medium.

Description

홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템{HOLOGRAPHIC DIGITAL DATA STORAGE SYSTEM}Holographic Digital Data Storage System {HOLOGRAPHIC DIGITAL DATA STORAGE SYSTEM}

본 발명은 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템(holographic digital data storage system)에 관한 것으로, 특히, 다수의 페이즈 마스크(phase mask)를 구비한 페이즈 변조기(phase modulator)를 시그널 암(signal arm)에 설치한 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a holographic digital data storage system, and more particularly, to a holo having a phase modulator having a plurality of phase masks installed in a signal arm. A graphical digital data storage system.

종래 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템에 있어서, 기준 빔(reference beam)의 페이즈를 변화시켜 멀티플렉싱 페이즈(multiplexing phase)를 변조시키기 위해 페이즈 공간 광 변조기(phase spatial light modulator)나 페이즈 마스크, 확산기(diffuser) 등를 사용한다.In a conventional holographic digital data storage system, a phase spatial light modulator, a phase mask, a diffuser, or the like is used to change a phase of a reference beam to modulate a multiplexing phase. use.

그러나, 이와 같은 종래의 기술에 있어서는 상기 페이즈 공간 광 변조기는 구하기가 어렵고 고가이다. 재생시 기록된 기준 패턴(reference pattern)과 동일한 페이즈의 기준 페이즈가 입사되어야 하기 때문에 페이즈 마스크 사용시 정렬(alignment)이 어렵고, 특히 확산기 등에 스페클 패턴(speckle pattern)을 사용하는 시프트 멀티플렉싱(shift multiplexing)의 경우 다른 시스템과의 호환이 어렵다. 또한, 직교성(orthogonal)을 가지는 다수의 페이즈 패턴 마스크를 사용하기 어렵다. 예로, 두 개 이상의 패턴을 사용하는 경우 원래 기록된 위치에 마스크를 정확히 가져가기가 어렵다.However, in such a conventional technique, the phase spatial light modulator is difficult to obtain and expensive. Since the reference phase of the same phase as the recorded reference pattern must be incident during playback, alignment is difficult when using a phase mask, and especially shift multiplexing using a speckle pattern such as a diffuser. In the case of compatibility with other systems is difficult. In addition, it is difficult to use multiple phase pattern masks having orthogonality. For example, when using two or more patterns, it is difficult to accurately bring the mask to the originally recorded position.

이와 같은 결점을 해결하기 위한 본 발명은, 다수의 페이즈 마스크를 구비한 페이즈 변조기를 시그널 암에 설치한 후, 기준 빔의 페이즈를 일정하게 유지하면서 시그널 빔을 다수의 페이즈 마스크를 통해 시프트 멀티플렉싱하면서 이 시그널 빔의 페이즈를 변조시키는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.According to the present invention for solving the above-described drawbacks, a phase modulator having a plurality of phase masks is installed in the signal arm, and then shifted multiplexed through the plurality of phase masks while the signal beam is kept constant while maintaining the phase of the reference beam. The objective is to provide a holographic digital data storage system that modulates the phase of a signal beam.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 광원(light source)으로부터 입사되는 빔을 시그널 빔과 기준 빔으로 분리시키는 광 분리기(beam splitter)를 구비한 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템에 있어서, 다수의 페이즈 마스크를 구비하여 상기 광 분리기로부터 제공되는 시그널 빔을 상기 다수의 페이즈 마스크를 통해 시프트 멀티플렉싱하면서 상기 시그널 빔의 페이즈를 변조시키는 페이즈 변조기; 페이즈 변조기로부터 제공되는 페이즈 변조된 시그널 빔에 따라서 픽셀들이 이루는 명암의 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조하는 공간 광 변조기; 상기 공간 광 변조기로부터 제공되는 공간 광 변조된 시그널 빔을 기설정된 저장 매체로 입사시키는 제 2 렌즈; 상기 광 분리기로부터 제공되는 기준 빔을 특정 방향으로 반사시키는 반사 거울; 및 상기 반사 거울로부터 반사된 기준 빔을 상기 저장 매체로 입사시켜서 상기 시그널 빔과 상기 기준 빔이 상호 간섭을 일으켜 발생되는 간섭 무늬가 상기 저장 매체에 기록되도록 하는 제 1 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a holographic digital data storage system having a beam splitter for splitting a beam incident from a light source into a signal beam and a reference beam, wherein a plurality of phase masks are provided. A phase modulator including a phase modulator for modulating a phase of the signal beam while shift multiplexing the signal beam provided from the optical separator through the plurality of phase masks; A spatial light modulator that modulates, in units of one page, binary data of contrasts formed by pixels according to a phase modulated signal beam provided from a phase modulator; A second lens for injecting a spatial light modulated signal beam provided from the spatial light modulator into a predetermined storage medium; A reflecting mirror reflecting a reference beam provided from the light separator in a specific direction; And a first lens for inputting the reference beam reflected from the reflection mirror to the storage medium so that the interference fringe generated by mutual interference of the signal beam and the reference beam is recorded in the storage medium. .

도 1은 본 발명에 따른 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템을 설명하기 위한 홀로그래픽 디지털 데이터 저장/복원 시스템의 일 실시예를 나타낸 개략도,1 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a holographic digital data storage / restore system for explaining a holographic digital data storage system according to the present invention;

도 2는 도 1에 도시된 페이즈 변조기에 설치된 다수의 페이즈 마스크를 나타낸 도면.2 shows a number of phase masks installed in the phase modulator shown in FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10 : 광원 12 : 광 분리기10 light source 12 light separator

14, 16 : 제 1, 제 2 반사 거울14, 16: first and second reflection mirror

18, 24, 28 : 제 1, 제 2, 제 3 렌즈18, 24, 28: first, second, third lens

20 : 페이즈 변조기 22 : 공간 광 변조기20: phase modulator 22: spatial light modulator

26 : 저장 매체 30 : 고체 촬상 소자26 storage medium 30 solid-state imaging device

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템을 설명하기 위한 홀로그래픽 디지털 데이터 저장/복원 시스템의 일 실시예를 나타낸 개략도로, 광원(10), 광 분리기(12), 제 1, 제 2 반사 거울(14, 16), 제 1, 제 2, 제 3 렌즈(18, 24, 28), 페이즈 변조기(20), 공간 광 변조기(22), 저장 매체(26), 및 고체 촬상 소자(Charge Coupled Device : CCD)(30)로 구성된다.1 is a schematic diagram showing an embodiment of a holographic digital data storage / restore system for explaining a holographic digital data storage system according to the present invention, wherein the light source 10, the light separator 12, the first and the second are shown. Reflective mirrors 14, 16, first, second, third lenses 18, 24, 28, phase modulator 20, spatial light modulator 22, storage medium 26, and solid-state imaging elements (Charge) Coupled Device (CCD) 30.

동 도면에 있어서, 광 분리기(12)는 광원(10)으로부터 입사되는 빔을 시그널빔과 기준 빔으로 각기 분리시켜 페이즈 변조기(20) 및 제 1 반사 거울(14)로 각기 입사시킨다.In the figure, the optical splitter 12 separates the beam incident from the light source 10 into a signal beam and a reference beam, respectively, and enters the phase modulator 20 and the first reflection mirror 14, respectively.

페이즈 변조기(20)는 도 2와 같은 다수의 페이즈 마스크를 구비하여 광 분리기(12)로부터 제공되는 시그널 빔을 서로 직교성을 가지는 다수의 페이즈 마스크를 통해 시프트 멀티플렉싱하면서 시그널 빔의 페이즈를 변조시켜 공간 광 변조기(22)로 제공한다.The phase modulator 20 has a plurality of phase masks as shown in FIG. To the modulator 22.

공간 광 변조기(22)는 페이즈 변조기(20)로부터 제공되는 페이즈 변조된 시그널 빔에 따라서 픽셀들이 이루는 명암의 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조하여 저장 매체(26)로 제 2 렌즈(24)를 통해 입사시킨다.The spatial light modulator 22 modulates the second lens 24 with the storage medium 26 by modulating the data of the binary data of the contrast binary data formed by the pixels according to the phase modulated signal beam provided from the phase modulator 20. Incident through.

제 1, 제 2 반사 거울(14, 16)은 광 분리기(12)로부터 제공되는 기준 빔을 저장 매체(26)로 제 1 렌즈(18)를 통해 반사시켜 시그널 빔과 기준 빔이 상호 간섭을 일으켜 발생되는 간섭 무늬가 저장 매체(26)에 기록되도록 한다.The first and second reflecting mirrors 14 and 16 reflect the reference beam provided from the optical separator 12 to the storage medium 26 through the first lens 18 so that the signal beam and the reference beam cause mutual interference. The generated interference fringe is recorded in the storage medium 26.

상술한 저장 매체(26)에 기록된 데이터를 읽기 위해 먼저, 시그널 암에 설치된 셔터(shutter)(도면 중에 도시되지 않음)를 작동시켜 시그널 빔이 저장 매체(26)에 도달하지 않도록 한다. 이후, 기준 빔을 저장 매체(26)에 조사하면 저장 매체(26)에 기록된 간섭 무늬는 조사된 기준 빔을 회절시켜 원래의 픽셀의 명암으로 구성되는 바둑판 무늬로 복원되어 제 3 렌즈(28)를 통해 고체 촬상 소자(30)에 비추어져 원래의 데이터로 복원된다.In order to read the data recorded on the storage medium 26 described above, a shutter (not shown in the figure) installed in the signal arm is first operated so that the signal beam does not reach the storage medium 26. Subsequently, when the reference beam is irradiated to the storage medium 26, the interference fringe recorded on the storage medium 26 is diffracted by the irradiated reference beam to be restored to a checkered pattern composed of the contrast of the original pixel, and thus the third lens 28 is applied. The light is reflected on the solid-state imaging device 30 through, and restored to the original data.

공간 광 변조기(22)의 전단에 설치된 페이즈 변조기(20)를 공간 광 변조기(22)의 후단에 설치해도 된다.The phase modulator 20 provided at the front end of the spatial light modulator 22 may be provided at the rear end of the spatial light modulator 22.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 다수의 페이즈 마스크를 구비한 페이즈 변조기를 시그널 암에 설치한 후, 기준 빔의 페이즈를 일정하게 유지하면서 시그널 빔을 다수의 페이즈 마스크를 통해 시프트 멀티플렉싱하면서 이 시그널 빔의 페이즈를 변조시킨다. 따라서, 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템의 호환성이 향상되고 시스템의 구성이 용이해지는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, after the phase modulator having a plurality of phase masks is installed in the signal arm, the signal beam is shifted and multiplexed through the plurality of phase masks while the phase of the reference beam is kept constant. Modulate the phase of the beam. Therefore, the compatibility of the holographic digital data storage system is improved and the configuration of the system is easy.

Claims (2)

광원으로부터 입사되는 빔을 시그널 빔과 기준 빔으로 분리시키는 광 분리기를 구비한 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템에 있어서,A holographic digital data storage system having an optical separator for separating a beam incident from a light source into a signal beam and a reference beam, 다수의 페이즈 마스크를 구비하여 상기 광 분리기로부터 제공되는 시그널 빔을 상기 다수의 페이즈 마스크를 통해 시프트 멀티플렉싱하면서 상기 시그널 빔의 페이즈를 변조시키는 페이즈 변조기;A phase modulator having a plurality of phase masks to modulate the phases of the signal beams while shift multiplexing the signal beams provided from the optical separator through the plurality of phase masks; 페이즈 변조기로부터 제공되는 페이즈 변조된 시그널 빔에 따라서 픽셀들이 이루는 명암의 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조하는 공간 광 변조기;A spatial light modulator that modulates, in units of one page, binary data of contrasts formed by pixels according to a phase modulated signal beam provided from a phase modulator; 상기 공간 광 변조기로부터 제공되는 공간 광 변조된 시그널 빔을 기설정된 저장 매체로 입사시키는 제 2 렌즈;A second lens for injecting a spatial light modulated signal beam provided from the spatial light modulator into a predetermined storage medium; 상기 광 분리기로부터 제공되는 기준 빔을 특정 방향으로 반사시키는 반사 거울; 및A reflecting mirror reflecting a reference beam provided from the light separator in a specific direction; And 상기 반사 거울로부터 반사된 기준 빔을 상기 저장 매체로 입사시켜서 상기 시그널 빔과 상기 기준 빔이 상호 간섭을 일으켜 발생되는 간섭 무늬가 상기 저장 매체에 기록되도록 하는 제 1 렌즈를 포함하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템.Holographic digital data storage comprising a first lens for inputting a reference beam reflected from the reflecting mirror to the storage medium such that an interference fringe generated by mutual interference of the signal beam and the reference beam is recorded on the storage medium system. 제 1 항에 있어서, 상기 페이즈 변조기는 상기 공간 광 변조기의 후단에 설치된 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템.The holographic digital data storage system of claim 1, wherein the phase modulator is installed at a rear end of the spatial light modulator.
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