KR20080033856A - 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독하기 위한 및/또는 이매체에 기록하기 위한 장치 - Google Patents

홀로그래픽 저장 매체로부터 판독하기 위한 및/또는 이매체에 기록하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 홀로그래픽 저장 매체(15)로부터 판독하기 위한 및/또는 이 매체에 기록하기 위한 장치에 대한 것이며, 더 구체적으로는 하나 이상의 기준 빔(6, 6a, 6b, 6c)과 대상 빔(5) 또는 재구성된 대상 빔(19) 사이에서 개선된 오버랩을 갖는 홀로그래픽 저장 매체(15)로부터 판독하기 위한 및/또는 이 매체에 기록하기 위한 장치에 대한 것이다. 본 발명에 따르면, 이 장치는 기준 빔(6) 및 대상 빔(5) 또는 재구성된 대상 빔(19)의 공통 애퍼쳐 배열을 구비하는데, 기준 빔(6)의 초점은 홀로그래픽 저장 매체(15) 내에서 또는 이것과 가까이에서 대상 빔(5) 또는 재구성된 대상 빔(19)의 초점 평면 내에서 대상 빔(5) 또는 재구성된 대상 빔(19)의 초점에 대해 이동된다.
빔, 홀로그래픽

Description

홀로그래픽 저장 매체로부터 판독하기 위한 및/또는 이 매체에 기록하기 위한 장치{APPARATUS FOR READING FROM AND/OR WRITING TO HOLOGRAPHIC STORAGE MEDIA}
본 발명은 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독하기 위한 및/또는 이 매체에 기록하기 위한 장치에 대한 것이며, 더 구체적으로는 하나 이상의 기준 빔과 대상 빔 또는 재구성된 대상 빔 사이에서 개선된 오버랩을 갖는 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독하기 위한 및/또는 이 매체에 기록하기 위한 장치에 대한 것이다.
홀로그래픽 데이터 저장에서, 디지털 데이터는 두 개의 코히어런트 레이저 빔의 중첩에 의해 생성된 간섭 패턴을 레코딩함으로써 저장되는데, 하나의 빔, 소위 '대상 빔'은 공간 광 변조기에 의해 변조되며 기록될 정보를 전달한다. 제2 빔은 기준 빔으로서 작용한다. 간섭 패턴은 저장 물질의 특정한 특성의 변경을 야기하는데, 이 변경은 기술 패턴의 국부적인 세기에 의존한다. 기록된 홀로그램에 대한 판독은 레코딩하는 동안과 동일한 조건을 사용해서 홀로그램을 기준 빔으로 비춤으로써 수행된다. 이는 레코딩된 대상 빔의 재구성을 야기한다.
홀로그래픽 데이터 저장의 하나의 이점은 증가된 데이터 용량이다. 종래의 광학 저장 매체와 대조적으로, 홀로그래픽 저장 매체의 볼륨은 단지 몇 개의 층이 아니라, 정보를 저장하기 위해 사용된다. 홀로그래픽 데이터 저장의 하나의 추가적 이점은 예컨대 두 개의 빔 사이의 각을 바꾸는 것 또는 이동 다중송신을 사용하는 것 등에 의해 동일한 볼륨 내에 다수의 데이터를 저장할 가능성이다. 나아가, 단일 비트를 저장하는 대신에, 데이터는 데이터 페이지로 저장된다. 전형적으로 데이터 페이지는 밝은-어두운-패턴 매트릭스 즉, 2차원의 이진 어레이 또는 그레이값 어레이로 구성되는데, 이는 다수의 비트를 코딩한다. 이는 증가된 저장 밀도에 덧붙여서 증가된 데이터 레이트를 달성하게 한다. 이 데이터 페이지는 공간 광 변조기(SLM)에 의해 대상 빔에 프린트되며(imprint) 검출기 어레이를 가지고 검출된다.
홀로그래픽 저장 시스템에 대해 현재 주로 두 가지의 해결책이 검토된다. 예컨대 EP 1 624 451에 개시된 바와 같이, 동일직선(collinear) 시스템에서, 대물렌즈 애퍼쳐의 분리된 부분이 대상 빔 및 기준 빔 각각에 대해 사용된다. 이 시스템은 다중송신 방법으로서 이종의 이동 다중송신을 사용한다. 예컨대 US 6,721,076에 개시된 바와 같이, 오프-축 레코딩 시스템에서, 대상 빔 및 기준 빔은 동일한 광학 경로를 공유하지 않는다. 이 시스템에서 각도 및 폴리토픽(polytopic) 다중송신이 사용된다.
두 가지의 해결책에 대해 홀로그래픽 저장 매체에서 기준 빔과 대상 빔의 중첩은 최적이 아니다. 이는 상당히 낮은 데이터 밀도가 획득되는 결과를 갖는다.
홀로그래픽 데이터 저장에서, 달성가능한 용량은 소위 저장 재료의 M-수(M#)와 강하게 관련된다. 이 수는
Figure 112007071028739-PAT00001
로서 계산될 수 있다. 여기서 M은 소정의 회 절 효율(η)을 가지고 다중송신될 수 있는 홀로그램 수를 나타낸다. 이 방정식은 단지 대상 빔과 기준 빔의 중첩이 최적일 때만 사용될 수 있다. 실제로, 중첩은 항상 단지 부분적이다. 따라서 인자(Lo1)가 도입되어야 하는데, 이 인자는 비-중첩 빔의 재료 소비를 설명하며, 따라서,
Figure 112007071028739-PAT00002
가 되게 한다. 인자(Lo1)는 동일직선 및 오프-축 레코딩에 대해 약 2이다. 추가적인 세부사항을 위해, ODS 콘퍼런스 2006의 회의록, 9-11쪽, Curtis 공저, "홀로그래픽 데이터 저장을 위한 M/# 요건"을 참조하자. 결론적으로, 홀로그래픽 저장 매체에서 대상 빔과 기준 빔의 비-최적 중첩은 특정 재료 및 광학 설정이 제공되는 경우 달성가능한 용량을 감소시킨다.
본 발명의 목적은 홀로그래픽 저장 매체에 기록하기 위한 장치 내에서 대상 빔과 기준빔의 중첩을 개선시키기 위한 해결책을 제안하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은 기준빔과 대상 빔 또는 재구성된 대상 빔의 동일축 배열을 가지고, 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독하기 위한 및/또는 이 매체에 기록하기 위한 장치에 의해 달성되는데, 기준 빔의 초점은 홀로그래픽 저장 매체 내에서 또는 이것과 가까이에서 대상 빔 또는 재구성된 대상 빔의 초점 평면 내에서 대상 빔 또는 재구성된 대상 빔의 초점에 대해 이동된다. 기준 빔은 대상빔과 동일한 애퍼쳐를 대략적으로 채우나, 재구성된 대상빔과 기준빔의 분리를 허용 하도록 상이한 지점 또는 영역으로 집속된다. 이러한 방식의 본 발명에 따른 장치는 홀로그래픽 저장 매체 내에서 기준빔과 대상빔/재구성된 대상빔의 개선된 중첩을 갖는다. 이러한 개선된 중첩은 데이터 밀도를 증가하게 한다.
바람직하게는, 이 장치는 두 개 이상의 기준빔 또는 링 형상의 기준빔을 갖는다. 두 개 이상의 기준 빔 또는 링 형상의 기준빔을 사용하는 것은, 특히 기준빔이 대상빔/재구성된 대상빔 주위에서 대칭적으로 배열되는 경우, 추가적으로 개선된 중첩이 달성된다는 이점을 갖는다. 두 개 이상의 기준빔 또는 링 형상의 기준빔은 유리하게는 회절 요소 또는 굴절 요소에 의해 생성된다. 물론, 또한 그밖의 유형의 요소 예컨대, 반사 요소가 사용될 수 있다. 회절 요소의 예는 선형 또는 회전 대칭 사인곡선(sinusoidal) 또는 이진 격자, 또는 적절한 홀로그래픽 요소이다. 회절 요소는 다수의 기준빔을 생성하는 것에 덧붙여서, 또한 기준빔의 형상에 영향을 미치게 한다는 이점이 있다. 굴절 요소의 예는 쌍프리즘(biprism) 또는 반전(inverted) 쌍프리즘, 또는 원뿔(cone) 또는 반전 원뿔이다. 물론, 원뿔 또는 반전 원뿔은 또한 다면(multi facet) 프리즘에 의해 근사될 수 있는데, 즉, 곡선 표면이 평면 다각형에 의해 근사될 수 있다. 이 경우에 링 형상의 기준빔은 초점이 링 상에 위치되는 복수의 기준빔에 의해 근사된다. 굴절 요소는 낮은 비용으로 제조될 수 있다는 이점이 있다.
유리하게는, 장치는 하나 이상의 기준빔을 차단하기 위해 제공된다. 이러한 애퍼쳐는 단지 재구성된 대상빔을 통과시키는 반면에, 하나 이상의 기준빔이 차단된다. 기준빔을 차단하는 것은 이 빔이 검출기 어레이에 의한 데이터 검출 동안 임 의의 부정적인 효과를 갖지 않는다는 것을 보장한다. 동시에 애퍼쳐는 필터링이 필요한 경우에 재구성된 대상빔을 필터링하기 위해 사용될 수 있다.
이 장치는 투과 유형 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독하도록 및/또는 이 매체에 기록하도록, 또는 반사 유형 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독하도록 및/또는 이 매체에 기록하도록 적응된다. 투과 유형 홀로그래픽 저장 매체의 경우에, 대상빔/재구성된 대상빔의 개선된 중첩이 반사 유형 홀로그래픽 저장 매체에 대한 것보다 달성하기가 더 쉽다. 반사 유형 홀로그래픽 저장 매체는 계속해서 복수의 광학 성분이 판독뿐만 아니라 기록에 사용된다는 이점이 있는데, 즉 성분의 수가 줄어든다. 이 경우에, 그러나 하나 이상의 기준빔의 직경 및 대상빔 또는 재구성된 대상빔에 대한 기준빔의 경사각은 유입하는 하나 이상의 기준빔이 홀로그래픽 저장 매체 내에서 반사된 반사빔과 중첩하지 않도록 선택된다. 이는 예컨대 절반의 콘(half cone) 형상의 기준빔을 사용해서 달성된다. 이와 달리, 복합 홀로그램이 홀로그래픽 저장 매체에서 생성될 수 있다.
더 나은 이해를 위해 본 발명이 이제 도면을 참조해서 다음 설명에서 더 상세하게 설명될 것이다. 본 발명은 이 예시적인 실시예에 제한되지 않으며 상술된 특색이 또한 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 편의적으로 조합 및/또는 변경될 수 있다는 것이 이해된다.
본 발명에 의하면, 홀로그래픽 저장 매체에 기록하기 위한 장치 내에서 대상 빔과 기준빔의 중첩을 개선시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1에 예시된 바와 같이, 대상빔(5)과 기준빔(6)의 최적 중첩이 분명하게 달성되는데, 이는 기준빔(6)이 투과 유형 홀로그래픽 저장 매체(15) 내에서 대상빔(5)과 적어도 동일한 애퍼쳐를 채우는 경우로서, 즉, 이는 적어도 동일한 볼륨을 채우는 경우이다. 이러한 해결책은 그러나, 판독하는 동안, 재구성된 대상빔(19)과 기준빔(6)을 분리하는 것이 불가능하다는 단점이 있다. 대상빔(5)은 통상적으로 높은 수의 다중송신된 홀로그램을 허용하기 위해 기준빔(6)보다 세기면에서 더 약하다. 이는 재구성된 대상빔(19)의 판독을 훨씬 더 어렵게 만든다. 기준빔(6)에 의해 생성된 신호는 재구성된 대상빔(19)의 훨씬 더 약한 신호 상에서 겹쳐진다. 오프-축 및 동일직선 레코딩에서 재구성된 대상빔(19)은 기준빔(6)으로부터 자동으로 분리되는데, 이는 양 빔(6, 19)이 이미지 평면의 위치에서 상이한 각도로 전파하기 때문이다.
도 2는 대상빔과 부분 기준빔(6)의 거의 최적의 중첩이 본 발명에 따라 어떻게 달성되는지를 개략적으로 도시하는데, 대상빔(5)의 초점 평면(25) 내에서 대상빔(5)의 초점에 대해 각 기준빔(5)의 초점을 또는 복수의 부분 기준빔(6a, 6b) 각각의 초점을 이동함으로써 달성된다. 빔(5, 6a, 6b)이 초점 평면(25) 내에서 분리되는 한편, 초점 평면(25)으로부터 조금 먼 영역에서 여전히 매우 잘 중첩한다. 이 영역은 때로는 "프레넬(Fresnel) 영역"이라고 불린다. 홀로그래픽 저장 매체(15)의 레코딩가능한 볼륨은 바람직하게는 이 영역 내에 놓인다. 대상빔(5)과 기준빔(6a, 6b)이 대상빔(5)과 기준빔(6a, 6b)의 초점 평면에서 또는 그 근처에서 적당한 애퍼 쳐 또는 공간 필터를 사용함으로써 판독 동안에 분리될 수 있는데, 이는 기준빔(6a, 6b)을 차단한다. 기준빔(6a, 6b)의 초점과 대조적으로, 대상빔(5)의 초점은 작은 점을 형성하지 않고, 영역을 형성한다. 이는 SLM으로부터 나오는 대상빔(5)이 하나의 평면파가 아니라, 여러 전파 방향을 갖는 다수 평면파의 중첩이라는 사실로 인해서이다. 이 평면파의 각각은 초점 평면(25)의 상이한 위치에서 자신의 초점을 갖는다.
도 3은 기준빔(6, 6b)이 홀로그래픽 저장 매체(15) 뒤의 애퍼쳐(22)를 사용함으로써 판독 동안 어떻게 차단되는지에 대한 예를 도시한다. 본 발명에 따르면, 레코딩은 단지 프레넬 영역에서만 실현되는데 즉, 초점 영역(25)의 직접적인 부근에서는 실현되지 않으며, 대상빔(5)과 기준빔(6a, 6b)의 거의 완전한 중첩이 존재한다. 여전히, 재구성된 대상빔(19)은 기준빔(6a, 6b)으로부터 신뢰할만하게 분리된다.
홀로그래픽 저장 매체로부터 판독하기 위한 그리고 이 매체에 기록하기 위한 장치의 예시적인 설정이 도 4에 도시되어 있다. 도 1 내지 도 3과 대조적으로, 간략함을 위해 광빔의 주요선(principal ray)만이 예시된다. 코히어런트 광원 예컨대 레이저 다이오드(1)가 광빔(2)을 방출하는데, 이는 시준되어, 빔 확장기 및 필터 배열(3)에 의해 확장 및 필터링된다. 광빔(2)은 이후 빔 분할기(4)에 의해 두 개의 별개의 광 빔(5)으로 분리된다. 제1 광빔(5), 소위 "대상빔"은 빔 셔터(7)를 통과하고 두 개의 미러(8, 9)에 의해 공간 광 변조기(SLM)(10)쪽으로 방향지정된다. SLM(10)은 광빔(5)을 변조해서 2차원 데이터 패턴으로 프린트하게 한다. 대상빔(5) 은 한 쌍의 푸리에 렌즈(11, 13) 및 공간 필터(12) 부분에 의해 필터링되는데, 이는 대상빔(5)의 고 주파수 성분을 필터링한다. 대상빔(5)은 이후 홀로그래픽 저장 매체(15) 예컨대, 홀로그래픽 디스크 또는 카드에 대물 렌즈(14)에 의해 집속된다. 제2 광빔(6)인 기준빔은 또한 부분 빔 생성 요소(17) 예컨대 쌍-프리즘 또는 회절 요소와 충돌하기 전에 빔 셔터(16)를 통과한다. 부분 빔 생성 요소(17)는 기준빔(6)으로부터 두 개 이상의 부분 기준빔(6a, 6b)을 생성한다. 부분빔 생성 요소(17)는 두 개의 부분 기준빔(6a, 6b)이 대상빔(5)의 초점 영역 옆에 놓이는 방식으로 설계된다. 부분 기준빔(6a, 6b)은 빔 연결 요소(18) 예컨대, 빔 분할기 에 의해 대상빔(5)의 광학 경로에 연결되고, 대물 렌즈(14)에 의해 홀로그래픽 저장 매체(15)에 집속된다. 대상빔(5)과 부분 기준빔(6a, 6b)의 교차부에서, 간섭 패턴이 나타나는데, 이는 홀로그래픽 저장 매체(15)의 감광층에 레코딩된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 저장되어 있는 데이터는 레코딩된 홀로그램을 단지 부분 기준빔(6a, 6b)을 가지고 비춤으로써 홀로그래픽 저장 매체(15)로부터 검색된다. 이러한 목적을 위해 대상빔(5)이 빔 셔터(7)에 의해 차단된다. 부분 기준빔(6a, 6b)이 홀로그램 구조에 의해 회절되고 원래의 대상빔(5)의 사본인 재구성된 대상빔(19)을 생성한다. 이 재구성된 대상빔(19)은 대물 렌즈(20)에 의해 시준되고 2차원 어레이 검출기(24) 예컨대 CCD-어레이 상으로 방향지정된다. 추가적인 푸리에 렌즈(21, 23) 쌍 및 추가적인 공간 필터(22)가 부분 기준 빔(6a, 6b)을 차단한다. 공간 필터(22)는 유리하게는 또한 재구성된 대상 빔(19)의 고 주파수 성분을 필터링하기 위해 사용된다. 어레이 검출기(24)는 레코딩된 데이터를 재구성하게 한 다.
물론, 기록만을 위한 장치에서 판독 경로 요소는 생략될 수 있다. 유사하게, 판독만을 위한 장치에서, 대상빔(5)의 경로 요소가 생략될 수 있다.
부분 빔 생성 요소(17)로서의 쌍-프리즘(17")의 외형이 도 6에 도시되어 있다. 도 6a)는 2개의 상이한 유형의 쌍-프리즘(17")의 3차원적인 모습을 도시하는 반면에 도 6b)에서 쌍-프리즘(17")을 통한 컷(cut)이 예시되어 있다. 보여지는 바와 같이, 쌍-프리즘(17")은 유입 기준빔(6)을 여러 전파 경로를 갖는 두 개의 기준 빔(6a, 6b)으로 분리한다.
부분 빔 생성 요소(17)로서의 회절 요소(17')의 예시적인 형태가 도 7에 도시되어 있다. 도면의 바닥부분에, 요소(17')의 사시도가 도시되어 있다. 이 사시도 위에 선(
Figure 112007071028739-PAT00003
)을 따르는 표면을 통한 컷 및 확대 평면도가 도시되어 있다. 이 예에서 회절 요소(17')는 투과형 회절 격자이다. 이 요소의 빔 입구 표면(30)은 평면인 반면에, 이 요소의 빔 출구 표면(31)은 사인곡선 또는 이진(2 스텝) 표면 구조를 갖는다. 격자의 깊이가 레이저 광의 파장의 대략 절반이 되도록 선택되는 경우, 대부분의 유입광(6)은 광학 축에 대해 일정 각도로 전파하는 선(6a, 6b)으로 회절된다. 이 각도 및 따라서 초점 평면(25) 내의 스폿의 위치는 격자의 적당한 격자 주기를 선택함으로써 제어될 수 있다.
도 8은 대상빔(5)과 부분 기준빔(6a, 6b)의 분포를 초점 평면(25) 상의 평면도로서 도시한다. 두 개의 기준빔의 스폿이 대상빔(5) 옆에 놓인다.
위에서 설명된 해결책에서, 개선된 중첩이 두 개의 부분 기준빔(6a, 6b)의 광학 축에 의해 스패닝된(spanned) 평면 내에 실현된다. 이 평면에 수직인 평면 내의 중첩은 도 9에 예시되어 있다.
추가적인 개선사항으로서, 쌍-프리즘 또는 사인곡선 또는 이진 격자가 바람직하게는 광학 요소에 의해 대체되는데 이 요소는 초점 평면(25) 내에 두 개의 스폿 대신에, 초점 링(6c)을 생성한다. 이는 도 10에 예시되어 있다. 이 경우에, 중첩은 전체 볼륨에서 개선되는데, 그 이유는 도 2에 도시된 평면 내에 나타난 중첩이 전체 홀로그램 볼륨에 대해 달성되기 때문이다.
부분 빔 생성 요소(17)로서의 두 개의 상이한 유형의 굴절 광학 요소(17")의 3차원 모습이 도 11에 개략적으로 도시되어 있다. 굴절 광학 요소(17")는 하나의 평면 및 하나의 원뿔-형상의 면을 갖는 원뿔(도 11a)) 또는 반전 원뿔(도 11b))의 형상 또는, 다각형 근사를 사용하는 원뿔 또는 반전 원뿔의 근사 형상을 갖는다. 후자의 경우에, 초점 평면(25) 내의 초점 링 대신에 링 상에 배열된 다수의 초점이 초점 평면(25) 내에 생성된다.
회전 대칭을 갖는 사인 곡선 또는 이진 표면 격자(17')로 구성되는 회절 광학 요소(17')가 도 12에 예시되어 있다. 작용 원리는 도 7의 선형 사인곡선 또는 이진 격자 구조에 대해서와 동일하다. 유일한 차이점은 요소의 회전 대칭으로 인해, 광학 축에 대한 전파 각도가 모든 부분 빔에 대해 동일한 방식으로 빔이 회절된다는 것이다.
위 설명에서 투과 유형 홀로그래픽 저장 시스템이 설명되었으나, 이 아이디어는 또한 반사 유형 홀로그래픽 저장 시스템에도 적용가능하다. 반사 유형은 이 데이터가 레코딩되고 홀로그래픽 저장 매체(15)의 단지 일면으로부터 판독된다는 것을 의미한다. 그 결과 광학 설정의 몇 개의 부분, 예컨대 대물 렌즈(14)가 데이터의 판독 및 레코딩 모두를 위해 사용될 수 있다. 이는 설정을 단순화시켜서 더 소형으로 만든다. 반사 유형의 홀로그래픽 저장 시스템의 예시적인 설정이 레코딩 및 판독 각각 동안 도 13 및 도 14에 도시되어 있다. 도면에서, 도 4 및 도 5에서와 동일한 참조 부호가 동일한 요소를 나타내기 위해 사용된다. 홀로그래픽 저장 매체(15)는 저장 층 뒤에 반사층(27)을 가져서 판독동안 재구성된 대상빔(19)이 대물 렌즈(14)로 다시 반사되게 한다. 투과 유형 시스템과 비교되는 주요 차이점은 복합 홀로그램의 레코딩을 회피하도록 대물 렌즈(14)의 애퍼쳐의 절반 이하만이 유입 기준빔(6a, 6b)에 의해 예시된다는 것이다. 이는 바람직하게는, 기준빔(6a, 6b)을 생성하는 부분 빔 생성 요소(17) 앞에 위치된 부가적인 애퍼쳐(30)에 의해 제어된다. 유입 기준빔의 예시된 애퍼쳐는 유입 및 반사 기준 빔에 대해 어떠한 중첩도 존재하지 않도록 선택된다. 이 원리는 도 15에 예시되어 있다. 간략함을 위해 단지 하나의 기준빔(6a)만이 도시되어 있다. 유리하게는, 하나 초과의 기준빔이 대상빔(5)과 기준빔(6a, 6b)의 양호한 중첩을 달성하기 위해 사용된다. 보여지는 바와 같이, 반사층(27)이 홀로그램 저장층(28) 아래의 초점 평면 내에 위치된다. 도면에서 홀로그램 저장층(28)은 스페이서층(29)에 의해 반사층(27)으로부터 분리된다. 비교를 위해 도 16은 투과 유형의 홀로그래픽 저장 매체(15)에 대해 동일한 상황을 도시한다. 반사 유형 홀로그래픽 저장 매체(15)에 대해 유입 기준빔(6a) 및 반사 기준빔(6d)이 투과 유형 매체(15)에 대해 유입 기준빔(6a)과 동일한 애퍼쳐를 채워 야 함을 알 수 있다. 이는 바람직하게는 광학 축을 향해 유입 기준빔(6a)의 더 높은 경사에 의해 실현된다. 기준빔(6a, 6b)의 직경 및 이들의 경사각은 유입 기준빔(6a, 6b) 및반사 기준빔(6d)이 예컨대 절반의 원뿔 기준빔(6a, 6b)을 사용해서 중첩하지 않도록 선택된다.
도 1은 홀로그래픽 저장 매체 내에서 대상빔과 기준빔의 최적 중첩을 예시하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 해결책에 의해 달성된 대상빔과 부분 기준빔의 거의 최적의 중첩을 도시하는 도면.
도 3은 부분 기준빔을 차단하기 위한 애퍼쳐를 예시하는 도면.
도 4는 기록 동작 동안 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독하기 위한 그리고 이 매체에 기록하기 위한 투과 유형 장치를 도시하는 도면.
도 5는 판독 동작 동안 도 4의 장치를 도시하는 도면.
도 6은 부분 빔 생성 요소로서 사용된 두 가지 유형의 쌍-프리즘의 사시도 및 측면도.
도 7은 부분 빔 생성 요소로서 사용된 회절 요소를 예시하는 도면.
도 8은 기준빔의 초점 평면 내에서 대상빔과 부분 기준빔의 분포를 도시하는 도면.
도 9는 부분 기준빔에 의해 정의된 평면에 수직인 평면 내에서 대상빔과 부분 기준빔의 중첩을 예시하는 도면.
도 10은 기준빔의 초점 평면 내에서 대상빔과 링 유형의 기준빔의 분포를 도시하는 도면.
도 11은 링 유형의 기준 빔을 획득하기 위해 부분빔 생성 요소로서 사용된 두 가지 유형의 굴절 요소를 예시하는 도면.
도 12는 링 유형의 기준빔을 획득하기 위해 부분빔 생성 요소로서 사용된 회절 요소를 예시하는 도면.
도 13은 기록 동작 동안에 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독하기 위한 그리고 이 매체에 기록하기 위한 반사 유형의 장치를 도시하는 도면.
도 14는 판독 동작 동안에 도 13의 장치를 도시하는 도면.
도 15는 반사 유형 매체 내에서 대상빔과 유입 및 반사된 반사빔의 중첩을 예시하는 도면.
도 16은 도 15의 상황을 투과 유형 매체 내의 상황과 비교하는 도면.

Claims (10)

  1. 기준빔(6)과 대상빔(5) 또는 재구성된 대상빔(19)의 동축 배열을 갖는, 홀로그래픽 저장 매체(15)로부터 판독하기 위한 및/또는 이 매체에 기록하기 위한 장치로서, 대상빔(5) 또는 재구성된 대상빔(19) 및 기준빔(6)은 부분적으로 또는 전체적으로 대물 렌즈(14)의 대상 평면 내에서 중첩하는, 판독 및/또는 기록 장치에 있어서,
    기준빔(6)의 초점은 대상빔(5) 또는 재구성된 대상빔(19)의 초점 평면(25) 내에서 대상빔(5) 또는 재구성된 대상빔(19)의 초점에 대해 이동되는 것을 특징으로 하는, 판독 및/또는 기록 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    두 개 이상의 기준빔(6a, 6b) 또는 링 형상의 기준빔(6c)을 갖는, 판독 및/또는 기록 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    두 개 이상의 기준빔(6a, 6b) 또는 링 형상의 기준빔(6c)을 생성하기 위한회절 요소(17') 또는 굴절 요소(17")를 구비하는, 판독 및/또는 기록 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    회절 요소(17')는 선형 또는 회전 대칭 사인곡선 또는 이진 격자인, 판독 및/또는 기록 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    굴절 요소(17")는 쌍프리즘 또는 반전 쌍프리즘, 또는 원뿔 또는 반전 원뿔인, 판독 및/또는 기록 장치.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 기준빔(6, 6a, 6b, 6c)을 차단하기 위한 애퍼쳐(22)를 더 구비하는, 판독 및/또는 기록 장치.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    투과 유형 홀로그래픽 저장 매체(15)로부터 판독하도록 및/또는 이 매체에 기록하도록 적응되는 것을 특징으로 하는, 판독 및/또는 기록 장치.
  8. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    반사 유형 홀로그래픽 저장 매체(15)로부터 판독하도록 및/또는 이 매체에 기록하도록 적응되는 것을 특징으로 하는, 판독 및/또는 기록 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    하나 이상의 기준빔(6, 6a, 6b, 6c)의 직경 및 대상빔(5) 또는 재구성된 대상빔(19)에 대한 기준빔의 경사 각도는 유입하는 하나 이상의 기준빔(6, 6a, 6b, 6c)이 홀로그래픽 저장 매체(15) 내에서 반사 기준빔(6d)과 중첩하지 않도록 되는, 판독 및/또는 기록 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    홀로그래픽 저장 매체(15)의 저장층(28)은 기준빔(6)의 초점 영역(25)의 프레넬 영역 내에 위치되는, 판독 및/또는 기록 장치.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2110809A1 (en) * 2008-04-17 2009-10-21 Deutsche Thomson OHG Holographic storage system with reduced noise
KR101560617B1 (ko) * 2008-09-10 2015-10-16 삼성전자주식회사 광 발생 장치 및 그 제어 방법
EP2180469A1 (en) 2008-10-21 2010-04-28 Thomson Licensing Holographic storage system with improved beam overlap
CN103336371A (zh) * 2013-07-02 2013-10-02 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种应用于长程轮廓仪的新分光结构
JP6290704B2 (ja) * 2014-05-12 2018-03-07 古河電子株式会社 回折光学素子の製造方法
TWI530943B (zh) * 2014-12-26 2016-04-21 國立中央大學 全像儲存層、應用其的全像碟片以及其製造方法
CN105551508B (zh) 2016-02-19 2019-06-28 京东方科技集团股份有限公司 全息信息记录和再现装置和方法、显示设备
CN111243629A (zh) * 2020-01-21 2020-06-05 广东紫晶信息存储技术股份有限公司 一种反射式的全息光存储方法及装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991002992A1 (en) * 1989-08-21 1991-03-07 Amos Carl R Methods of and apparatus for manipulating electromagnetic phenomenon
CN1060578C (zh) 1996-03-06 2001-01-10 北京工业大学 盘式三维全息存储的方法及其光学系统
US6538776B2 (en) * 2001-03-20 2003-03-25 Imation Corp. Self-referenced holographic storage
US6721076B2 (en) * 2001-08-03 2004-04-13 Inphase Technologies, Inc. System and method for reflective holographic storage with associated multiplexing techniques
KR100488963B1 (ko) 2003-03-31 2005-05-10 주식회사 대우일렉트로닉스 홀로그래픽 롬 시스템의 다중 중첩 기록을 위한 환형 분산프리즘
EP1624451B1 (en) * 2003-05-13 2011-01-26 Optware Corporation Optical information recording/reproduction device and method
JP4199099B2 (ja) * 2003-12-09 2008-12-17 パイオニア株式会社 ホログラム記録媒体及び記録再生システム
JP4466950B2 (ja) * 2004-02-16 2010-05-26 パイオニア株式会社 ホログラム記録装置
US20080037082A1 (en) * 2004-03-30 2008-02-14 Masakazu Ogasawara Hologram Record Carrier, Hologram Apparatus and Recording Method
JP2005293630A (ja) 2004-03-31 2005-10-20 Sony Corp ホログラム記録装置、ホログラム再生装置、ホログラム記録方法、ホログラム再生方法、およびホログラム記録媒体
JP2005322387A (ja) 2004-04-07 2005-11-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 情報処理装置および情報記録媒体
WO2006064660A1 (ja) 2004-12-17 2006-06-22 Pioneer Corporation ホログラム記録再生方法及び装置並びにシステム

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