KR20090110236A - Holographiic storage system with reduced noise - Google Patents

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KR20090110236A
KR20090110236A KR1020090032304A KR20090032304A KR20090110236A KR 20090110236 A KR20090110236 A KR 20090110236A KR 1020090032304 A KR1020090032304 A KR 1020090032304A KR 20090032304 A KR20090032304 A KR 20090032304A KR 20090110236 A KR20090110236 A KR 20090110236A
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가보르 샤르바스
샤볼취 카우트니
크리쉬티안 반코
졸탄 카르파티
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톰슨 라이센싱
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Abstract

PURPOSE: A holographic storage system is provided to reduce the diffraction noise caused by reference beam on a detector surface as the reference beam is not transmitted toward the detector. CONSTITUTION: A holographic storage system includes two or more reference beam(7',7") and object beam(8) or re-organized object beam(21) which are coaxially arranged to read or record data on a transmissive holographic storage medium(19). The reference beam is arranged on a circle around the object beam or re-organized object beam on a fourier plane of an apparatus(1) behind the holographic storage medium.

Description

감소된 잡음을 갖는 홀로그래픽 저장 시스템{HOLOGRAPHIIC STORAGE SYSTEM WITH REDUCED NOISE}Holographic storage system with reduced noise {HOLOGRAPHIIC STORAGE SYSTEM WITH REDUCED NOISE}

본 발명은 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독 및/또는 이에 기록하기 위한 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로 개선된 신호 대 잡음비를 갖는, 2개 이상의 기준 빔을 갖는 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독 및/또는 이에 기록하기 위한 동축 형태의 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for reading from and / or writing to a holographic storage medium, and more particularly to reading from and / or writing to a holographic storage medium having two or more reference beams with an improved signal to noise ratio. It relates to a coaxial type device for.

2개의 코히어런트(coherent) 레이저 빔의 중첩에 의해 발생된 간섭 패턴을 리코딩함으로써 디지털 데이터가 홀로그래픽 데이터 저장부에 저장되며, 여기서 소위 "물체 빔(object beam)"이라 불리는 하나의 빔은 공간 광 변조기에 의해 변조되고, 리코딩될 정보를 운반한다. 제 2 빔은 기준 빔으로서 작용한다. 간섭 패턴은 저장 물질의 특수한 특성의 변형을 초래하며, 이러한 특성은 간섭 패턴의 국부 세기에 의존한다. 리코딩된 홀로그램의 판독은 리코딩 동안과 동일한 조건을 이용하여 기준 빔을 가지고 홀로그램을 조명함으로써 수행된다. 그 결과 리코딩된 물체 빔의 재구성이 초래된다.By recording the interference pattern generated by the superposition of two coherent laser beams, digital data is stored in the holographic data storage, where one beam, called the "object beam", is space It is modulated by an optical modulator and carries the information to be recorded. The second beam acts as a reference beam. The interference pattern results in a deformation of the special properties of the storage material, which properties depend on the local intensity of the interference pattern. Reading of the recorded hologram is performed by illuminating the hologram with the reference beam using the same conditions as during recording. The result is a reconstruction of the recorded object beam.

홀로그래픽 데이터 저장의 한가지 장점은 데이터 용량이 증가된다는 것이다. 종래의 광 저장 매체에 비해, 수 개의 층들이 아니라 홀로그래픽 저장 매체의 부피가 정보를 저장하는데 사용된다. 홀로그래픽 데이터 저장의 하나의 추가 장점은, 예를 들어 2개의 빔 사이의 각도를 변화시킴으로써 또는 시프트 멀티플렉싱을 이용하는 등에 의해 다수의 데이터를 동일한 부피에 저장하는 가능성이다. 더욱이, 단일 비트의 저장 대신에, 데이터는 데이터 페이지로서 저장된다. 일반적으로, 데이터 페이지는 명-암-패턴의 매트릭스, 즉 2차원 이진 어레이 또는 다수의 비트를 코딩한 그레이 값의 어레이로 구성된다. 이것은 증가된 저장 밀도 외에도 증가된 데이터 속도를 달성하도록 한다. 데이터 페이지는 공간 광 변조기(SLM: Spatial Light Modulator)에 의해 물체 빔 상에 임프린팅(imprinted)되고, 검출기 어레이를 통해 검출된다.One advantage of holographic data storage is that the data capacity is increased. Compared with conventional optical storage media, the volume of holographic storage media, rather than several layers, is used to store information. One further advantage of holographic data storage is the possibility of storing multiple data in the same volume, for example by changing the angle between two beams or by using shift multiplexing. Moreover, instead of storing a single bit, the data is stored as a data page. In general, a data page consists of a matrix of light-dark-patterns, a two-dimensional binary array or an array of gray values that code a number of bits. This allows to achieve increased data rates in addition to increased storage density. The data page is imprinted onto the object beam by a spatial light modulator (SLM) and detected through a detector array.

WO2006/003077에서, 3개의 공초점식으로 배열된 푸리에 평면을 갖는 12f 반사형 동축 홀로그래픽 저장 장치가 도시된다. 이러한 장치에서, 물체 빔 및 기준 빔은 각각 제 1 및 제 3 푸리에 평면에서 입력 및 출력(coupled in and out)된다. 기준 빔은 이들 평면에서의 작은 스폿(spot)이다. 더 구체적으로, 기준 빔은 에어리(Airy) 패턴과 유사하게 회절 패턴을 형성한다. 이러한 장치는 소위 공통 애퍼처 장치인데, 이는 물체 평면 및 이미지 평면에서 물체 빔 및 기준 빔이 애퍼처의 동일한 영역을 채우기 때문이다. 빔들은 대물 렌즈(objective)의 전체 애퍼처를 채운다. 개시된 장치는 시프트 멀티플렉싱, 기준 스캐닝 멀티플렉싱, 위상 코딩된 멀티플렉싱, 또는 이들 멀티플렉싱 방식의 조합을 적용하도록 한다. 기준 빔은 반원뿔 형태의 빔의 한 쌍(또는 쌍들)이다. 반원뿔 형태의 기준 빔의 쌍 또는 쌍들의 정 점(tip)은 물체 빔의 푸리에 평면에서의 직경을 따라 2개의 라인을 형성한다.In WO2006 / 003077, a 12f reflective coaxial holographic storage device with three confocal arranged Fourier planes is shown. In such a device, the object beam and the reference beam are coupled in and out in the first and third Fourier planes, respectively. The reference beam is a small spot in these planes. More specifically, the reference beam forms a diffraction pattern similar to the Airy pattern. Such a device is a so-called common aperture device because the object beam and the reference beam fill the same area of the aperture in the object plane and the image plane. The beams fill the entire aperture of the objective lens. The disclosed apparatus allows for applying shift multiplexing, reference scanning multiplexing, phase coded multiplexing, or a combination of these multiplexing schemes. The reference beam is a pair (or pairs) of semiconical beams. The pair or pairs of tips of the semiconical reference beam form two lines along the diameter in the Fourier plane of the object beam.

이론적으로, 무한한 홀로그램에 대해, 시프트 선택도 곡선은 sinc(x) 유사 함수이다. 예를 들어 G. Barbastathis 등의 "구면 기준파를 이용한 시프트 멀티플렉싱(Shift multiplexing with spherical reference waves)", Appl. Opt. 35, 2403-2417페이지를 참조하자. 소위 브래그(bragg) 거리에서, 시프트된 홀로그램의 회절 효율은 0이다. WO2006/003077에서, 2개의 라인을 따르는 기준 빔의 정점 사이의 거리는 이들 브래그 거리에 대응한다. 이론상 멀티플렉싱된 홀로그램 사이의 홀로그램간 크로스토크는 브래그 거리에서 무시될 수 있다. 무한한 직경의 홀로그램을 가정하면, 시프트 멀티플렉싱에 대한 선택적인 및 비-선택적인 방향이 있다. G.Barbastathis 등의 논문을 다시 참조하자. 선택적인 방향은 기준 빔의 정점에 의해 형성된 라인의 방향이다. 홀로그램의 평면에서의 선택적인 방향에 직교하는 소위 비-선택적인 방향에서, 시프트 거리는 무한하다. 그러나, 실제 저장 시스템에서, 홀로그램의 부피는 유한하다. 실제적으로, 홀로그램 부피의 크기 정도(the order of the magnitude)는 약 (0.4-0.6)x(0.4-0.6)x(0.2-0.6)mm3이다. 세부적인 연구는 무한한 및 유한한 홀로그램의 시프트 선택도 곡선 사이에 커다란 불일치가 있다는 것을 보여주었다. 유한한 부피 홀로그램의 경우에 브래그 거리는 존재하지 않는다. Z./Karpati 등의 "반원뿔 기준 빔을 갖는 유한한 부피의 홀로그램에 대한 시프트 선택도 계산(Shift Selectivity Calculation for Finite Volume Holograms with Half-Cone Reference Beams)", Jap. J. Appl. Phys., Vol. 45(2006), 1288- 1289페이지를 참조하자. 유한한 부피의 홀로그램을 이용하면, 선택도의 크기 정도는 양쪽 방향에서 유사하다. 예를 들어, Z.Karpati 등의 "부피 홀로그래픽 저장에서 반원뿔형 기준 빔을 이용한 선택도 및 허용오차 계산(Selectivity and tolerance calculations with half-cone reference beam in volume holographic storage)", J. Mod. Opt., Vol.53(2006), 2067-2088 페이지를 참조하자. 양쪽 방향에서의 선택도의 존재는 2차원 멀티플렉싱을 허용한다. 문제는 홀로그램간 크로스토크가 비-선택적인 방향에서 너무 높다는 것이다. 이것은 이 방향에서 멀티플렉싱된 홀로그램의 달성가능한 수를 제한시키고, 그 결과, 홀로그램 저장 매체의 총 용량을 제한시킨다.In theory, for infinite holograms, the shift selectivity curve is a sinc (x) like function. See, eg, G. Barbastathis et al., "Shift multiplexing with spherical reference waves", Appl. Opt. See pages 35, 2403-2417. At the so-called Bragg distance, the diffraction efficiency of the shifted hologram is zero. In WO2006 / 003077, the distance between the vertices of a reference beam along two lines corresponds to these Bragg distances. In theory, cross-hologram crosstalk between multiplexed holograms can be ignored at Bragg distance. Assuming holograms of infinite diameter, there are selective and non-selective directions for shift multiplexing. See again G.Barbastathis et al. An optional direction is the direction of the line formed by the vertices of the reference beam. In the so-called non-selective direction orthogonal to the selective direction in the plane of the hologram, the shift distance is infinite. In actual storage systems, however, the volume of the hologram is finite. In practice, the order of the magnitude is about (0.4-0.6) x (0.4-0.6) x (0.2-0.6) mm 3 . Detailed research has shown that there is a large mismatch between the shift selectivity curves of infinite and finite holograms. In the case of finite volume holograms, no Bragg distance exists. Z./Karpati et al., "Shift Selectivity Calculation for Finite Volume Holograms with Half-Cone Reference Beams", Jap. J. Appl. Phys., Vol. 45 (2006), pp. 1288-1289. With finite volume holograms, the magnitude of the selectivity is similar in both directions. See, eg, Z. Karpati et al., "Selectivity and tolerance calculations with half-cone reference beam in volume holographic storage", J. Mod. See Opt., Vol. 53 (2006), 2067-2088. The presence of selectivity in both directions allows two-dimensional multiplexing. The problem is that the crosstalk between holograms is too high in the non-selective direction. This limits the achievable number of multiplexed holograms in this direction and consequently limits the total capacity of the hologram storage medium.

미공개된 유럽 특허 출원 EP 06122233.7에서 개선된 선택도를 얻기 위해, 3개 이상의 기준 빔 및 하나의 물체 빔 또는 재구성된 물체 빔의 동축 장치를 갖는 반사형-홀로그래픽 저장 매체로부터 판독 및/또는 이에 기록하기 위한 장치가 설명된다. 이러한 장치에서, 기준 빔은 장치의 푸리에 평면에서 물체 빔 주위의 원 또는 타원 상에 배열된다. 반사된 기준 빔으로부터 재구성된 물체 빔을 분리시키기 위해, 아웃커플링(outcoupling) 필터가 사용되며, 이 필터는 반사된 기준 빔을 차단하고, 중앙 애퍼처를 통해 재구성된 물체 빔을 통과시킨다.To obtain improved selectivity in the unpublished European patent application EP 06122233.7, reading from and / or writing to a reflective-holographic storage medium having at least three reference beams and a coaxial arrangement of one object beam or a reconstructed object beam An apparatus for doing this is described. In such a device, the reference beam is arranged on a circle or ellipse around the object beam in the Fourier plane of the device. To separate the reconstructed object beam from the reflected reference beam, an outcoupling filter is used, which blocks the reflected reference beam and passes the reconstructed object beam through the central aperture.

다양한 동축 홀로그래픽 저장 시스템의 주요 장점은 환경적 장애에 대해 무감각적이라는 것인데, 이는 물체 빔 및 기준 빔이 동일한 광 경로를 따라 전파하기 때문이다. 반사형 홀로그래픽 저장 매체의 이용은, 모든 광학 요소가 홀로그래픽 저장 매체의 동일한 측면 상에 배열되기 때문에 투과형 홀로그래픽 저장 매체에 대한 시스템의 크기와 비교하여 상기 시스템의 크기를 감소시키도록 한다. 더욱이, 시프트 멀티플렉싱에 대해 추가 하드웨어는 필요하지 않다. 홀로그래픽 저장 매체의 정확한 이동은 충분한데, 이것은 홀로그래픽 저장 매체를 회전시킴으로써 쉽게 실현될 수 있다.The main advantage of various coaxial holographic storage systems is that they are insensitive to environmental disturbances, since the object beam and the reference beam propagate along the same optical path. The use of reflective holographic storage media allows to reduce the size of the system compared to the size of the system for the transmissive holographic storage medium since all optical elements are arranged on the same side of the holographic storage medium. Moreover, no additional hardware is needed for shift multiplexing. Accurate movement of the holographic storage medium is sufficient, which can be easily realized by rotating the holographic storage medium.

그러나, 반사형 동축 시스템에 대한 커다란 도전은, 재구성된 물체 빔과 동일한 축 상에 전파하는 상이한 잡음의 감쇠에 의해 신호 대 잡음비(SNR)를 증가시키는 것이다. 멀티플렉싱된 홀로그램의 작은 회절 효율로 인해, 필요한 감쇠의 크기 정도는 약 10-4 또는 10-5이다.However, a great challenge for reflective coaxial systems is to increase the signal-to-noise ratio (SNR) by attenuation of different noise propagating on the same axis as the reconstructed object beam. Due to the small diffraction efficiency of the multiplexed hologram, the amount of attenuation required is about 10 −4 or 10 −5 .

본 발명의 목적은, 개선된 신호 대 잡음비를 갖는, 2개 이상의 기준 빔 및 물체 빔 또는 재구성된 물체 빔의 동축 배열로 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독 및/또는 이에 기록하기 위한 장치를 제안하는 것이다.It is an object of the present invention to propose an apparatus for reading from and / or writing to a holographic storage medium in a coaxial arrangement of two or more reference beams and an object beam or a reconstructed object beam, having an improved signal to noise ratio.

본 발명에 따라, 이 목적은, 2개 이상의 기준 빔 및 물체 빔 또는 재구성된 물체 빔의 동축 배열로 투과형 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독 및/또는 이에 기록하기 위한 장치에 의해 달성되며, 기준 빔은 홀로그래픽 저장 매체 뒤의 장치의 푸리에 평면에서 물체 빔 또는 재구성된 물체 빔 주위의 원 상에 배열되며, 여기서 미러는 푸리에 평면에 또는 이에 근접하여 위치되고, 미러는 기준 빔을 반사시키지 않고도 물체 빔 또는 재구성된 물체 빔을 반사하도록 설계된다.According to the invention, this object is achieved by an apparatus for reading from and / or writing to a transmissive holographic storage medium in a coaxial arrangement of two or more reference beams and an object beam or a reconstructed object beam, the reference beam being alone Arranged on a circle around the object beam or the reconstructed object beam in the Fourier plane of the device behind the graphics storage medium, where the mirror is located at or near the Fourier plane, and the mirror does not reflect the object beam or reconstruction Designed to reflect the object beam.

공통 애퍼처 시스템에 대해, 물체 빔의 반사가 신호 대 잡음비를 증가시키기 위해, 또는 비트 에러율(BER) 또는 심볼 에러율(SER)을 감소시키기 위해 중요하다는 것이 알려지게 되었다. 그러므로, 반사형 시스템을 유지시키는 것이 바람직하다. 그러나, 반사된 기준 빔은 시스템의 광학 성분의 표면에서 산란되고 회절되어, 이는 잡음을 초래하고, 반사된 기준 빔을 필터링할 필요성을 초래한다.For common aperture systems, it has been found that the reflection of the object beam is important to increase the signal to noise ratio, or to reduce the bit error rate (BER) or symbol error rate (SER). Therefore, it is desirable to maintain a reflective system. However, the reflected reference beam is scattered and diffracted at the surface of the optical component of the system, which results in noise and the need to filter the reflected reference beam.

본 발명은 홀로그래픽 저장 매체 뒤의 푸리에 평면에서 특수하게 설계된 미러와 조합하여 투과형 홀로그래픽 저장 매체를 이용함으로써 이러한 문제를 해결한다. 물체 빔 또는 재구성된 물체 빔만이 검출기쪽으로 시스템으로 되반사된다. 기준 빔은 홀로그램을 형성한 직후 또는 물체 빔을 재구성한 후에 푸리에 평면에서 출력된다. 기준 빔이 검출기쪽으로 전파하지 않으므로, 검출기 표면상에 기준 빔에 의해 야기된 회절 잡음이 감소된다. 동시에, 비교적 간단한 미러는 투과형 홀로그래픽 저장 매체 뒤에 위치된다. 그러므로, 시스템 크기는 반사형 시스템에 비해 크게 변하지 않으며, 여기서 전체 광학 요소는 홀로그래픽 저장 매체의 동일한 측면에 위치된다.The present invention solves this problem by using a transmissive holographic storage medium in combination with a specially designed mirror in the Fourier plane behind the holographic storage medium. Only the object beam or the reconstructed object beam is reflected back into the system towards the detector. The reference beam is output in the Fourier plane immediately after forming the hologram or after reconstructing the object beam. Since the reference beam does not propagate towards the detector, the diffraction noise caused by the reference beam on the detector surface is reduced. At the same time, a relatively simple mirror is located behind the transmissive holographic storage medium. Therefore, system size does not vary significantly compared to reflective systems, where the entire optical element is located on the same side of the holographic storage medium.

유리하게, 미러는, 기준 빔이 배열되는 원의 직경보다 더 작은 직경을 갖는 원형 미러이다. 기준 빔이 물체 빔 또는 재구성된 물체 빔 주위에 배열되므로, 이것은 기준 빔이 더 이상 반사되지 않는 지점까지 미러의 직경을 감소시키기에 충분하다. 이것은 적절한 원형 영역에서 반사 코팅을 갖는 투명 또는 흡수 기판을 제공함으로써 달성되는 것이 바람직하다.Advantageously, the mirror is a circular mirror having a diameter smaller than the diameter of the circle in which the reference beam is arranged. Since the reference beam is arranged around the object beam or the reconstructed object beam, this is sufficient to reduce the diameter of the mirror to the point where the reference beam is no longer reflected. This is preferably accomplished by providing a transparent or absorbent substrate having a reflective coating in the appropriate circular region.

바람직하게, 미러는 물체 빔 또는 재구성된 물체 빔에 대한 푸리에 필터의 역할을 한다. 이것은 물체 빔 또는 재구성된 물체 빔의 더 높은 푸리에 성분을 더 이상 반사시키지 않는 지점까지 미러의 직경을 추가로 감소시킴으로써 가능하다. 이러한 경우에, 미러는 핀홀 푸리에 필터의 반사성 등가물(equivalent)이다.Preferably, the mirror acts as a Fourier filter for the object beam or the reconstructed object beam. This is possible by further reducing the diameter of the mirror to the point where it no longer reflects the higher Fourier component of the object beam or the reconstructed object beam. In this case, the mirror is the reflective equivalent of the pinhole Fourier filter.

대안적으로, 미러는, 기준 빔이 배열되는 원의 직경보다 더 큰 치수를 갖는다. 이 경우에, 비-반사 영역은 적어도 미러 상의 기준 빔의 위치에 위치한다. 비-반사 영역은 바람직하게 반사 코팅이 없는 영역이며, 이것은 쉽게 제조될 수 있거나, 회절 또는 굴절 구조일 수 있다. 후자의 경우에, 구조는 기준 빔을 원하는 방향으로 향하게 하도록 하는데, 예를 들어 기준 빔의 세기를 제어하도록 한다.Alternatively, the mirror has a dimension larger than the diameter of the circle in which the reference beam is arranged. In this case, the non-reflective area is located at least in the position of the reference beam on the mirror. The non-reflective area is preferably an area without a reflective coating, which can be easily produced or can be a diffractive or refractive structure. In the latter case, the structure allows the reference beam to be directed in the desired direction, for example to control the intensity of the reference beam.

바람직하게, 미러는 대물 렌즈에 기계적으로 또는 전자적으로 결합된다. 장치는 물체 빔 및 기준 빔을 홀로그래픽 저장 매체로 집속시키는 대물 렌즈를 갖는다. 이러한 대물 렌즈는 일반적으로 집속 및 트랙킹을 위해 이동가능한데, 이는 물체 빔 또는 재구성된 물체 빔 및 기준 빔의 위치가 변한다는 것을 의미한다. 대물 렌즈와 미러의 결합은 미러 상으로의 물체 빔 또는 재구성된 물체 빔 및 기준 빔의 정확한 위치 지정을 보장한다.Preferably, the mirror is mechanically or electronically coupled to the objective lens. The apparatus has an objective lens that focuses the object beam and the reference beam into a holographic storage medium. Such objective lenses are generally movable for focusing and tracking, meaning that the position of the object beam or the reconstructed object beam and the reference beam changes. The combination of the objective lens and the mirror ensures accurate positioning of the object beam or the reconstructed object beam and the reference beam onto the mirror.

유리하게, 장치는 4개의 기준 빔을 갖는다. 수학적 시뮬레이션은 이것이 기준 빔의 최적의 수라는 것을 보여주었다.Advantageously, the device has four reference beams. Mathematical simulations show that this is the optimal number of reference beams.

더 잘 이해하기 위해 본 발명은 이제 도면을 참조하여 다음 설명에 더 구체적으로 설명될 것이다. 본 발명이 이러한 예시적인 실시예에 한정되지 않고, 특정한 특징이 또한 본 발명의 범주에서 벗어나지 않고도 편리하게 조합 및/또는 변형 될 수 있다는 것이 이해된다.To better understand the present invention will now be described in more detail in the following description with reference to the drawings. It is understood that the invention is not limited to this exemplary embodiment, and that particular features may also be conveniently combined and / or modified without departing from the scope of the invention.

본 발명은 홀로그래픽 저장 매체 뒤의 푸리에 평면에서 특수하게 설계된 미러와 조합하여 투과형 홀로그래픽 저장 매체를 이용함으로써 이러한 문제를 해결한다. 물체 빔 또는 재구성된 물체 빔만이 검출기쪽으로 시스템으로 되반사된다. 기준 빔은 홀로그램을 형성한 직후 또는 물체 빔을 재구성한 후에 푸리에 평면에서 출력된다. 기준 빔이 검출기쪽으로 전파하지 않으므로, 검출기 표면상에 기준 빔에 의해 야기된 회절 잡음이 감소된다. 동시에, 비교적 간단한 미러는 투과형 홀로그래픽 저장 매체 뒤에 위치된다. 그러므로, 시스템 크기는 반사형 시스템에 비해 크게 변하지 않으며, 여기서 전체 광학 요소는 홀로그래픽 저장 매체의 동일한 측면에 위치된다.The present invention solves this problem by using a transmissive holographic storage medium in combination with a specially designed mirror in the Fourier plane behind the holographic storage medium. Only the object beam or the reconstructed object beam is reflected back into the system towards the detector. The reference beam is output in the Fourier plane immediately after forming the hologram or after reconstructing the object beam. Since the reference beam does not propagate towards the detector, the diffraction noise caused by the reference beam on the detector surface is reduced. At the same time, a relatively simple mirror is located behind the transmissive holographic storage medium. Therefore, system size does not vary significantly compared to reflective systems, where the entire optical element is located on the same side of the holographic storage medium.

알려진 동축 반사형 홀로그래픽 저장 시스템(1)의 개략적인 구성이 도 1에 도시된다. 간략함을 위해, 일체형 서버 시스템은 도면에서 생략된다. 예에서, 홀로그래픽 저장 시스템은 12f 시스템이다. 레이저(2)에 의해 방출된 레이저 빔(3)은 광학 빔 팽창기(4)에 의해 팽창되고, 편광 빔 분할기(PBS) 큐브(6)에 의해 기준 빔(7) 및 물체 빔(8)으로 분리된다. 반파장 플레이트(5)는 빔 팽창기(4)와 PBS 큐브(6) 사이에 위치된다. 레이저(2)는 선형 편광된 레이저 빔(3)을 방출한다. 반파장 플레이트(5)를 회전시킴으로써, 레이저 빔(3)의 편광 방향은 임의의 방향으로 회전될 수 있다. PBS 큐브(6)는 레이저 빔(3)을 직교 편광된(P 및 S 편광된) 레이 저 빔(7, 8)으로 분리한다. 반파장 플레이트(5)의 회전은 P 및 S 편광된 빔의 빔 세기 비율, 또는 다른 말로 물체 아암 및 기준 아암에서의 세기 비율을 제어하도록 한다. 판독 출력 회절 효율을 최적화하기 위해, 리코딩 동안 세기 비율을 최적화하는 것이 바람직하다. 물체 빔(8)은 PBS 큐브(6)에 의해 반사형 SLM(9) 상으로 향한다. 반사형 SLM(9)은 물체 빔(8) 상에 데이터 페이지를 임프린팅할 뿐 아니라, 물체 빔(8)의 편광 방향을 변화시킨다. 이러한 관점에서, 반사형 SLM(9)은 반파장 플레이트의 역할을 한다. SLM(9)으로부터의 반사 이후에, 물체 빔(8)은 PBS 큐브(6)를 통과하고, 기준 빔(7)과 조합된다. 기준 빔(7)의 광 경로에는, 1/4 파장 플레이트(10) 및 반사형 회절 빔 생성기(11)가 있다. 빔 생성기(11)는 잘-한정된 방향으로 전파하는 원형 형태의 경사진 평면파인 2개 이상의 잘-한정된 회절 차수를 반사한다. 수학적 시뮬레이션은 기준 빔의 최적의 수가 4라는 것을 보여주었다. 그러므로, 빔 생성기(11)는 바람직하게 4개의 기준 빔(7', 7")을 생성하는데, 이중 2개의 기준 빔이 도면에 도시된다. 빔 생성기(11)의 실질적인 실현으로 인해, 또한 0-차 회절 빔은 낮은 회절 효율이 있더라도 나타난다. 이러한 빔은 광학 시스템의 추가 부분에서 억제된다.A schematic configuration of a known coaxial reflective holographic storage system 1 is shown in FIG. 1. For simplicity, the integrated server system is omitted in the drawings. In an example, the holographic storage system is a 12f system. The laser beam 3 emitted by the laser 2 is expanded by the optical beam expander 4 and separated by the polarizing beam splitter (PBS) cube 6 into the reference beam 7 and the object beam 8. do. Half-wave plate 5 is located between beam expander 4 and PBS cube 6. The laser 2 emits a linearly polarized laser beam 3. By rotating the half-wave plate 5, the polarization direction of the laser beam 3 can be rotated in any direction. The PBS cube 6 separates the laser beam 3 into orthogonally polarized (P and S polarized) laser beams 7, 8. Rotation of the half-wave plate 5 allows to control the beam intensity ratios of the P and S polarized beams, or in other words the intensity ratios at the object and reference arms. In order to optimize the readout diffraction efficiency, it is desirable to optimize the intensity ratio during recording. The object beam 8 is directed onto the reflective SLM 9 by the PBS cube 6. The reflective SLM 9 not only imprints the data page on the object beam 8 but also changes the polarization direction of the object beam 8. In this respect, the reflective SLM 9 serves as a half-wave plate. After reflection from the SLM 9, the object beam 8 passes through the PBS cube 6 and is combined with the reference beam 7. In the optical path of the reference beam 7 is a quarter wave plate 10 and a reflective diffraction beam generator 11. The beam generator 11 reflects two or more well-defined diffraction orders, which are inclined plane waves of circular form propagating in a well-defined direction. Mathematical simulations showed that the optimal number of reference beams was four. Therefore, the beam generator 11 preferably produces four reference beams 7 ', 7 ", of which two reference beams are shown in the figure. Due to the practical realization of the beam generator 11, the zero- The differential diffraction beam appears even though it has a low diffraction efficiency, which beam is suppressed in an additional part of the optical system.

전술한 바와 같이, 물체 빔(8) 및 기준 빔(7', 7")은 PBS 큐브(6)에 의해 메인 동축 배열에 결합된다. 이러한 PBS 큐브(6)에 뒤이어, 제 1 긴 초점 길이의 대물 렌즈(objective)(12)가 존재한다. 이 경우에, 긴 초점 길이는, 너무 많은 수차 없이 렌즈와 초점 사이에 추가 광학 성분을 위치시킬 정도로 초점 길이가 충분히 길다는 것을 의미한다. 긴 초점 길이의 대물 렌즈는, 그 제조가 간단하고 적은 광 학 요소를 요구한다는 장점을 갖는다. 더욱이, 긴 초점의 대물 렌즈의 푸리에 평면의 직경은 큰데, 이것은 제조 허용오차가 감소되기 때문에 푸리에 평면에 위치된 필터의 제조를 간략화한다. 이러한 제 1 대물 렌즈(12)는 후면 초점 평면에서 SLM(8)의 푸리에 변환을 생성하는데, 이러한 후면 초점 평면은 12f 시스템의 제 1 푸리에 평면 및 SLM(8)의 푸리에 평면이다. 제 1 대물 렌즈(12)는 또한 다수의 기준 빔(7', 7")을 제 1 푸리에 평면에 집속시킨다. 인-커플링 필터(13)는 이러한 제 1 푸리에 평면에 위치되는데, 이것은 물체 빔(8)을 저역 통과 필터링하고, 기준 빔의 0차 성분의 편광을 회전시키지 않고도 기준 빔(7', 7")의 편광을 회전시키도록 설계된다. 인-커플링 필터(13)는 도 2 및 도 3을 참조하여 더 구체적으로 아래에 설명될 것이다.As described above, the object beam 8 and the reference beams 7 ′, 7 ″ are coupled to the main coaxial arrangement by a PBS cube 6. Following this PBS cube 6, the first long focal length There is an objective 12. In this case, a long focal length means that the focal length is long enough to position additional optical components between the lens and the focal point without too much aberration. The objective lens of has the advantage that the manufacturing is simple and requires less optical elements.Furthermore, the diameter of the Fourier plane of the long focal objective lens is large, which is a filter located in the Fourier plane because the manufacturing tolerance is reduced. This first objective lens 12 produces a Fourier transform of the SLM 8 in the rear focal plane, which is the first Fourier plane of the 12f system and the Fourier plane of the SLM 8. First generation Lens 12 and also focuses the multiple reference beams (7 ', 7 ") in the first Fourier plane. The in-coupling filter 13 is located in this first Fourier plane, which low pass filters the object beam 8 and does not rotate the polarization of the zero-order component of the reference beam 7 ', 7 ". It is designed to rotate the polarization of N. The in-coupling filter 13 will be described in more detail below with reference to FIGS.

인-커플링 필터(13)를 통과한 후에, 물체 빔(8) 및 기준 빔(7', 7")은 제 2 PBS 큐브(14)를 통과한다. 기준 빔의 0차 성분이 다른 빔(7', 7", 8)에 직교이기 때문에, 제 2 PBS 큐브(14)는 저역 통과 필터링된 물체 빔(8) 및 회절된 기준 빔(7', 7")을 투과시키지만, 광학 시스템으로부터 기준 빔의 0차 성분을 반사시킨다. PBS 큐브(14) 뒤의 제 2 긴 초점 길이 대물 렌즈(15)는 SLM 이미지를 중간 물체 평면(16) 상으로 재변환하고, 집속된 기준 빔(7', 7")으로부터 원형 형태의 경사진 평면파를 다시 생성한다. 높은 NA 푸리에 대물 렌즈(17)는 제 2 푸리에 평면(30)에 위치한 홀로그래픽 저장 매체(19)의 미러 층(20) 상으로 SLM 이미지를 변환한다. 높은 NA 푸리에 대물 렌즈(17)의 위치는 엑추에이터(31)로 조정되는데, 이러한 엑추에이터는 서보 회로(32)에 의해 제어된다. 기록 동안, 물체 빔(8)은 홀로 그래픽 저장 매체(19)의 홀로그램 층(29) 내에서, 직접 기준 빔(7', 7") 및 미러 층(20)에 의해 반사된 기준 빔을 간섭한다. 판독 동안, 재구성된 물체 빔(21)은 높은 NA 푸리에 대물 렌즈(17)에 의해 중간 이미지 평면(16) 상으로 재변환된다. 더 나은 명백함을 위해, 도면에서와 같이, 재구성된 물체 빔(21)은 물체 빔(8)에 부합되고, 재구성된 물체 빔(21)에 대한 참조 번호는 PBS 큐브(14) 뒤에 도시된다. 1/4 파장 플레이트(18)는 높은 NA 푸리에 대물 렌즈(17)와 홀로그래픽 저장 매체(19) 사이에 위치한다. 빔이 이러한 1/4 파장 플레이트(18)를 2회 통과할 때, 재구성된 물체 빔(21)의 편광 방향은 원래 물체 빔(8)의 편광 방향에 직교한다. 재구성된 물체 빔(21)은 제 2 긴 초점 길이 대물 렌즈(15)에 의해 다시 푸리에 변환된다. 편광의 회전으로 인해, PBS 큐브(14)는 재구성된 물체 빔(21)을 아웃-커플링 필터(22) 상으로 반사시키며, 이러한 아웃-커플링 필터는 12f 시스템의 제 3 푸리에 평면에 위치한다. 아웃-커플링 필터(22)는 반사된 기준 빔을 차단하여, 재구성된 물체 빔(21)만이 제 3 긴 초점 길이 대물 렌즈(23)에 의해 검출기 어레이(24) 상으로 이미징된다.After passing through the in-coupling filter 13, the object beam 8 and the reference beams 7 ′, 7 ″ pass through the second PBS cube 14. The zero-order component of the reference beam has a different beam ( Because it is orthogonal to 7 ', 7 ", 8, the second PBS cube 14 transmits the low pass filtered object beam 8 and the diffracted reference beam 7', 7", but the reference from the optical system Reflects the zero-order component of the beam The second long focal length objective lens 15 behind the PBS cube 14 reconverts the SLM image onto the intermediate object plane 16 and focuses the focused reference beam 7 ', 7 ") to generate a circular inclined plane wave again. The high NA Fourier objective lens 17 converts the SLM image onto the mirror layer 20 of the holographic storage medium 19 located in the second Fourier plane 30. The position of the high NA Fourier objective lens 17 is adjusted by the actuator 31, which is controlled by the servo circuit 32. During recording, the object beam 8 interferes with the reference beams reflected by the reference beams 7 ′, 7 ″ and the mirror layer 20 directly in the hologram layer 29 of the holographic storage medium 19. During readout, the reconstructed object beam 21 is reconverted onto the intermediate image plane 16 by a high NA Fourier objective lens 17. For better clarity, as in the figure, the reconstructed object beam 21 corresponds to the object beam 8, and reference numerals for the reconstructed object beam 21 are shown behind the PBS cube 14. The quarter wave plate 18 is a high NA Fourier objective lens 17. ) And the holographic storage medium 19. When the beam passes through this quarter-wave plate 18 twice, the polarization direction of the reconstructed object beam 21 is Orthogonal to the polarization direction: The reconstructed object beam 21 is Fourier transformed again by the second long focal length objective lens 15. Due to the rotation of the polarization, P BS cube 14 reflects the reconstructed object beam 21 onto the out-coupling filter 22, which is located in the third Fourier plane of the 12f system. Reference numeral 22 blocks the reflected reference beam so that only the reconstructed object beam 21 is imaged onto the detector array 24 by the third long focal length objective lens 23.

도 2는 12f 광학 시스템의 제 1 푸리에 평면에 위치한 인-커플링 필터(13)의 단면도를 도시한다. 상기 필터는 빔 블록(130), 예를 들어 반사 또는 흡수 층을 갖는 얇은 검은 금속 플레이트 또는 투명 기판을 포함하는데, 빔 블록은 물체 빔(8) 및 0차 기준 빔에 대한 직경(D3)을 갖는 중앙 애퍼처(132)와 기준 빔(7', 7")에 대한 직경(d)을 갖는 구멍(131)을 갖는다. 링 형태 반파장 플레이트(133)는 빔 블 록(130) 상에 배열된다. 링 형태 반파장 플레이트(133)는 직경(D2)을 갖는 중앙 애퍼처(134)를 갖는다. 물체 빔(8) 및 기준 빔의 0차 성분은 어떠한 변형 없이 이러한 중앙 애퍼처(134)를 통과하고, 또한 빔 블록(130)의 중앙 애퍼처(132)를 통과한다. 중앙 애퍼처(132)는 물체 빔(8)의 더 높은 푸리에 성분을 절단하기 때문에 물체 빔(8)을 위한 저역 통과 필터의 역할을 한다. 나머지 기준 빔(7', 7")은 반파장 플레이트(133)를 통과하는데, 이러한 반파장 플레이트는 이들 빔(7', 7")의 편광 방향을 회전시킨다. 제 1 푸리에 평면 앞에서, 물체 빔(8) 및 기준 빔(7', 7")의 편광 방향은 직교이다. 링 형태의 반파장 플레이트(133)는 회절된 기준 빔(7', 7")의 편광 방향을 회전시키는 반면, 기준 빔의 낮은 에너지 0차 성분은 편광 방향을 유지한다. 빔 블록(130)의 중앙 애퍼처(132) 주위의 직경(D1)을 갖는 링 상에 회절된 기준 빔(7', 7")을 위한 구멍(131)이 배열된다. 따라서, 제 1 푸리에 평면에서의 필터(13)는 회절된 기준 빔(7', 7") 뿐 아니라 기준 빔의 0차 성분을 투과시키고, 또한 저역 통과 필터링된 물체 빔(8)을 투과시킨다. 링 형태의 반파장 플레이트(133)로 인해, 기준 빔의 0차 성분의 편광 방향은 다른 빔(7', 7", 8)의 편광 방향에 직교이다. 그러므로, 필터(13) 뒤의 PBS 큐브(14)는 저역 통과 필터링된 물체 빔(8) 및 회절된 기준 빔(7', 7")을 투과시키는 반면, 광학 시스템으로부터 기준 빔의 0차 성분을 반사시킨다. 도면에서, 중앙 애퍼처(132)는 원형인데, 이것은 광학 구성(setup)의 렌즈의 원형 애퍼처에 가장 잘 맞는다. 그러나, 애퍼처(132)는 또한 예를 들어 기준 빔(7', 7")의 정점이 타원형 상에 배열될 때 타원형일 수 있 다. 더욱이, 애퍼처는 또한 정사각형 또는 직사각형 형태를 가질 수 있는데, 이것은 정사각형 또는 직사각형 픽셀을 갖는 SLM(9)의 회절 이미지에 더 잘 맞는다. 기준 빔(7', 7")을 위한 애퍼처(131)는 스위칭가능한 애퍼처일 수 있다. 이것은 특수한 멀티플렉싱 방식에 유리하다.2 shows a cross-sectional view of the in-coupling filter 13 located in the first Fourier plane of the 12f optical system. The filter comprises a beam block 130, for example a thin black metal plate or a transparent substrate with a reflective or absorbing layer, the beam block having a diameter D 3 for the object beam 8 and the zero-order reference beam. Having a central aperture 132 and a hole 131 having a diameter d for the reference beams 7 ', 7 ". A ring-shaped half-wave plate 133 is arranged on the beam block 130 The ring-shaped half-wave plate 133 has a central aperture 134 having a diameter D 2. The zero-order components of the object beam 8 and the reference beam are such central aperture 134 without any deformation. And also through the central aperture 132 of the beam block 130. The lower aperture for the object beam 8 because the central aperture 132 cuts the higher Fourier component of the object beam 8. Acts as a pass filter. The remaining reference beams 7 ', 7 "pass through a half-wave plate 133, which half-wave plate 133 passes through these beams 7', 7". The polarization directions of the object beam 8 and the reference beams 7 ', 7 "are orthogonal. The half-wave plate 133 in the ring rotates the polarization direction of the diffracted reference beams 7 ', 7 ", while the low energy zero-order component of the reference beam maintains the polarization direction. A hole 131 is arranged for the diffracted reference beams 7 ′, 7 ″ on a ring having a diameter D1 around the central aperture 132. Thus, the filter 13 in the first Fourier plane transmits the zero order components of the reference beam as well as the diffracted reference beams 7 ′, 7 ″, and also the low pass filtered object beam 8. Due to the ring-shaped half-wave plate 133, the polarization direction of the zero-order component of the reference beam is orthogonal to the polarization directions of the other beams 7 ', 7 ", 8. Therefore, the PBS cube 14 behind the filter 13 transmits the low pass filtered object beam 8 and the diffracted reference beams 7 ', 7 ", while rejecting the zero-order component of the reference beam from the optical system. In the figure, the central aperture 132 is circular, which best fits the circular aperture of the lens of the optical setup, but the aperture 132 is also for example a reference beam 7 '. , 7 ") may be elliptical when the vertices are arranged on the elliptical. Moreover, the aperture can also have a square or rectangular shape, which better fits the diffraction image of the SLM 9 with square or rectangular pixels. The aperture 131 for the reference beams 7 ', 7 "may be a switchable aperture. This is advantageous for a special multiplexing scheme.

도 3은 4개의 기준 빔(7', 7")의 경우에 대해 인-커플링 필터(13)의 빔 블록(130)의 평면도를 도시한다. 기준 빔(7', 7")을 위한 구멍(131)은 직경(D1)을 갖는 원 상에 배열된다. 중앙 애퍼처(132)의 직경은 D3이다. 직경(D1 내지 D3)의 차이는 약 40 내지 100㎛이다. 기준 빔(7', 7")을 위한 구멍(131)의 직경(d)은 약 10 내지 100㎛이다. 물론, 기준 빔(7', 7")의 개수는 4개의 기준 빔(7', 7")에 한정되지 않는다.Figure 3 shows a plan view of the beam block 130 of the in-coupling filter 13 for the case of four reference beams 7 ', 7 ". Holes for the reference beams 7', 7". 131 is arranged on a circle having a diameter D 1 . The diameter of the central aperture 132 is D 3 . The difference in diameters D 1 to D 3 is about 40 to 100 μm. The diameter d of the holes 131 for the reference beams 7 ', 7 "is about 10 to 100 [mu] m. Of course, the number of reference beams 7', 7" is four reference beams 7 ', 7 ").

도 4는 본 발명에 따른 동축 반사형 홀로그래픽 저장 시스템(1)의 개략적인 구성을 도시한다. 시스템(1)은 도 1의 시스템과 본질적으로 동일하다. 그러나, 반사층(20)을 갖는 반사형 홀로그래픽 저장 매체(19) 대신에, 투명 기판(25)을 갖는 투과형 홀로그래픽 저장 매체(19)가 사용된다. 높은 NA 푸리에 대물 렌즈(17)는 투과형 홀로그래픽 저장 매체(19)를 통해 SLM 이미지를 제 2 푸리에 평면(30) 상으로 변환한다. 투명 기판(26) 상에 배열된 특수한 형태의 미러(27)는 이러한 제 2 푸리에 평면(30)에 위치한다. 미러(27)는 저역 통과 필터링된 물체 빔(8)의 직경과 본질적으로 동일한 직경을 갖는 원형 형태를 갖는다. 이것은, 미러(27)가 푸리에 필터 애퍼처의 반사성 등가물이라는 것을 의미한다. 미러(27)는 물체 빔(8)을 반사시 키지만, 집속된 기준 빔(7', 7")은 투명 기판(26)을 통해 이러한 미러(27) 근처의 시스템을 떠난다. 마찬가지로, 투명 기판(26) 대신에 흡수 기판을 이용하는 것이 가능하다. 기준 빔(7', 7")이 시스템으로 되반사되지 않는 것이 보장될 필요가 있다. 높은 NA 푸리에 대물 렌즈(17)가 엑추에이터(31)에 의해 이동될 때, 미러(27)는 이러한 이동에 따라갈 필요가 있는데, 즉 높은 NA 푸리에 대물 렌즈(17) 및 미러(27)는 서로에 대해 고정된다. 이것은 미러(27)와 높은 NA 푸리에 대물 렌즈(17)를 기계적으로 결합시킴으로써, 또는 추가 엑추에이터(33)를 미러(27)에 제공함으로써 달성된다. 이러한 추가 엑추에이터(33)는 높은 NA 푸리에 대물 렌즈(17)의 서보 회로(32)에 의해, 또는 추가 서보 회로(34)에 의해 제어된다. 추가 서보 회로(34)는 바람직하게 미러(27)의 위치를 제어하기 위해 투과된 기준 빔(7', 7")을 이용한다.4 shows a schematic configuration of a coaxial reflective holographic storage system 1 according to the invention. System 1 is essentially the same as the system of FIG. However, instead of the reflective holographic storage medium 19 with the reflective layer 20, a transmissive holographic storage medium 19 with a transparent substrate 25 is used. The high NA Fourier objective lens 17 converts the SLM image onto the second Fourier plane 30 via the transmissive holographic storage medium 19. A specially shaped mirror 27 arranged on the transparent substrate 26 is located in this second Fourier plane 30. The mirror 27 has a circular shape with a diameter essentially the same as the diameter of the low pass filtered object beam 8. This means that the mirror 27 is a reflective equivalent of the Fourier filter aperture. The mirror 27 reflects the object beam 8, but the focused reference beams 7 ', 7 "leave the system near this mirror 27 through the transparent substrate 26. Similarly, the transparent substrate It is possible to use an absorbing substrate instead of 26. It is necessary to ensure that the reference beams 7 ', 7 "are not reflected back to the system. When the high NA Fourier objective lens 17 is moved by the actuator 31, the mirror 27 needs to follow this movement, ie the high NA Fourier objective lens 17 and the mirror 27 with respect to each other. It is fixed. This is accomplished by mechanically coupling the mirror 27 and the high NA Fourier objective 17, or by providing an additional actuator 33 to the mirror 27. This additional actuator 33 is controlled by the servo circuit 32 of the high NA Fourier objective lens 17 or by the additional servo circuit 34. The additional servo circuit 34 preferably uses transmitted reference beams 7 ′, 7 ″ to control the position of the mirror 27.

홀로그래픽 저장 매체(19)의 위치에서 물체 빔(8) 및 기준 빔(7', 7")의 확대된 측면도가 도 5에 도시된다. 홀로그램의 기록 동안, 직접 및 반사된 물체 빔(8)은 직접 집속된 기준 빔(7', 7")과 중첩하고, 저장 물질(29)에서 간섭 패턴(홀로그램)을 형성한다.An enlarged side view of the object beam 8 and the reference beams 7 ', 7 "at the position of the holographic storage medium 19 is shown in Fig. 5. During the recording of the hologram, the direct and reflected object beams 8 Overlaps the directly focused reference beams 7 ′, 7 ″, and forms an interference pattern (hologram) in the storage material 29.

리코딩 동안, 기준 빔(7', 7")만이 홀로그램을 조명한다. 재구성된 직접 및 반사된 물체 빔(21)은 높은 NA 푸리에 대물 렌즈(17)에 의해 중간 이미지 평면(16) 상으로 재변환된다. 집속된 기준 빔(7', 7")이 미러(27)에 의해 반사되지 않기 때문에, 어떠한 반사된 기준 빔도 존재하지 않는다.During recording, only the reference beams 7 ′, 7 ″ illuminate the hologram. The reconstructed direct and reflected object beam 21 is reconverted onto the intermediate image plane 16 by the high NA Fourier objective lens 17. Since the focused reference beams 7 ', 7 "are not reflected by the mirror 27, there are no reflected reference beams.

원형 미러(27)의 평면도가 도 6에 도시된다. 미러(27)는 투명 또는 흡수 기 판(26) 상에 배열된다. 작은 원형 영역(28)은 기판(26) 상에 4개의 기준 빔(7', 7")의 위치를 나타낸다. 알 수 있듯이, 기준 빔(7', 7")은 미러(27) 상에 부딪히지 않는다.A plan view of the circular mirror 27 is shown in FIG. 6. The mirror 27 is arranged on the transparent or absorbent substrate 26. The small circular area 28 represents the position of the four reference beams 7 ', 7 "on the substrate 26. As can be seen, the reference beams 7', 7" do not impinge on the mirror 27. Do not.

작은 원형 미러(27) 대신에, 마찬가지로 기준 빔(7', 7")을 투과시키기 위한 구멍을 갖는 더 큰 미러를 이용하는 것이 가능하다. 이것은 도 7에 도시된다. 기준 빔(7', 7")의 위치(28)를 제외하고 전체 기판(26)은 반사 코팅을 구비한다. 그러나, 이 경우에, 미러(27)는 물체 빔(8)을 위한 푸리에 필터의 역할을 하지 않는다. 더욱이, 기준 빔을 기판(26)에 통과하게 하여 시스템으로부터 기준 빔(7', 7")이 출력되게 하는 것 대신에, 기준 빔(7', 7")은 또한 기준 빔(7', 7")의 위치 장소(28)에서 회절 또는 굴절 구조, 예를 들어 격자 또는 프리즘을 이용하여 출력될 수 있다.Instead of the small circular mirror 27, it is likewise possible to use larger mirrors with holes for transmitting the reference beams 7 ', 7 ". This is shown in Figure 7. Reference beams 7', 7". Except for location 28, the entire substrate 26 has a reflective coating. In this case, however, the mirror 27 does not serve as a Fourier filter for the object beam 8. Furthermore, instead of allowing the reference beam to pass through the substrate 26 so that the reference beams 7 ', 7 "are output from the system, the reference beams 7', 7" are also referred to as reference beams 7 ', 7 May be output using a diffractive or refracting structure, such as a grating or prism, at location location 28 of "

높은 NA 푸리에 대물 렌즈(17)와 미러(27)의 결합을 피하기 위해, 미러(27)의 크기를 증가시키는 것이 가능하다. 이것은 도 8에 도시되어 있다. 물체 빔(8) 또는 재구성된 물체 빔(21)과 기준 빔(7', 7") 사이의 거리가 너무 작지 않으면, 높은 NA 푸리에 대물 렌즈(17)의 약간의 이동은 보상될 필요가 없다. 물체 빔(8) 또는 재구성된 물체 빔(21)은 미러(27) 상에 남아있는 반면, 기준 빔(7', 7")은 여전히 미러(27) 상에 부딪히지 않는다.In order to avoid coupling the high NA Fourier objective lens 17 and the mirror 27, it is possible to increase the size of the mirror 27. This is shown in FIG. If the distance between the object beam 8 or the reconstructed object beam 21 and the reference beams 7 ', 7 "is not too small, slight movement of the high NA Fourier objective lens 17 need not be compensated. The object beam 8 or the reconstructed object beam 21 remains on the mirror 27, while the reference beams 7 ′, 7 ″ still do not hit on the mirror 27.

도 9는 높은 NA 푸리에 대물 렌즈(17)의 더 큰 변위를 허용하는, 미러(27)에 대한 추가로 개선된 해결책을 도시한다. 이러한 경우에, 미러는 더 확대되지만, 기준 빔(7', 7")에 대해 특정한 단면을 갖는다.9 shows a further improved solution for the mirror 27, which allows for greater displacement of the high NA Fourier objective lens 17. In this case, the mirror is further enlarged but has a specific cross section with respect to the reference beams 7 ', 7 ".

상술한 바와 같이, 본 발명은 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독 및/또는 이에 기록하기 위한 장치에 관한 것으로, 개선된 신호 대 잡음비를 갖는, 2개 이상의 기준 빔을 갖는 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독 및/또는 이에 기록하기 위한 동축 형태의 장치 등에 이용된다.As noted above, the present invention relates to an apparatus for reading from and / or writing to a holographic storage medium, wherein the invention relates to reading and / or from a holographic storage medium having two or more reference beams with an improved signal to noise ratio. It is used for the coaxial type apparatus for recording on this.

도 1은 알려진 동축 반사형 홀로그래픽 저장 시스템 구성을 도시한 개략도.1 is a schematic diagram illustrating a known coaxial reflective holographic storage system configuration.

도 2는 링 형태의 반파장 플레이트를 갖는 인-커플링 필터를 도시한 단면도.2 shows a cross-sectional view of an in-coupling filter with a half-wave plate in the form of a ring.

도 3은 4개의 기준 빔의 경우에 인-커플링 필터를 도시한 평면도.3 is a plan view of the in-coupling filter in the case of four reference beams.

도 4는 본 발명에 따라 동축 반사형 홀로그래픽 저장 시스템 구성을 도시한 개략도.4 is a schematic diagram illustrating a configuration of a coaxial reflective holographic storage system in accordance with the present invention.

도 5는 홀로그래픽 저장 매체의 위치에서 물체 빔 및 기준 빔을 확대하여 도시한 측면도.5 is an enlarged side view of the object beam and the reference beam at the location of the holographic storage medium.

도 6은 홀로그래픽 저장 매체 뒤의 푸리에 평면에 위치한 원형 미러를 도시한 평면도.6 is a plan view of a circular mirror located in a Fourier plane behind the holographic storage medium.

도 7은 홀로그래픽 저장 매체 뒤의 푸리에 평면에 위치한 미러에 대한 대안적인 해결책을 도시한 도면.FIG. 7 illustrates an alternative solution to a mirror located in the Fourier plane behind the holographic storage medium.

도 8은 홀로그래픽 저장 매체 뒤의 푸리에 평면에 위치한 미러에 대한 추가 해결책을 도시한 도면.8 shows a further solution for the mirror located in the Fourier plane behind the holographic storage medium.

도 9는 홀로그래픽 저장 매체 뒤의 푸리에 평면에 위치한 미러에 대한 또 다른 해결책을 도시한 도면.9 illustrates another solution for a mirror located in a Fourier plane behind a holographic storage medium.

Claims (8)

2개 이상의 기준 빔(7', 7") 및 물체 빔(8) 또는 재구성된 물체 빔(21)의 동축 배열을 가지고, 투과형 홀로그래픽 저장 매체(19)로부터 판독 및/또는 이에 기록하기 위한 장치로서, 상기 기준 빔(7', 7")은 홀로그래픽 저장 매체(19) 뒤의 장치(1)의 푸리에 평면에서 물체 빔(8) 또는 재구성된 물체 빔(21) 주위의 원 상에 배열되는, 투과형 홀로그래픽 저장 매체(19)로부터 판독 및/또는 이에 기록하기 위한 장치에 있어서,Apparatus for reading from and / or writing to a transmissive holographic storage medium 19 having a coaxial arrangement of at least two reference beams 7 ′, 7 ″ and an object beam 8 or a reconstructed object beam 21. As reference, the reference beams 7 ′, 7 ″ are arranged on a circle around the object beam 8 or the reconstructed object beam 21 in the Fourier plane of the device 1 behind the holographic storage medium 19. Device for reading from and / or writing to a transmissive holographic storage medium 19 미러(27)는 푸리에 평면에 또는 이에 가까이 위치되고, 상기 미러(27)는 기준 빔(7', 7")을 반사시키지 않고도 물체 빔(8) 또는 재구성된 물체 빔(21)을 반사시키도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 투과형 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독 및/또는 이에 기록하기 위한 장치.The mirror 27 is located at or near the Fourier plane, and the mirror 27 reflects the object beam 8 or the reconstructed object beam 21 without reflecting the reference beams 7 ′, 7 ″. Designed for reading from and / or writing to a transmissive holographic storage medium. 제 1항에 있어서, 상기 미러(27)는, 기준 빔(7', 7")이 배열되는 원의 직경보다 더 작은 직경을 갖는 원형 미러인, 투과형 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독 및/또는 이에 기록하기 위한 장치.2. The reading and / or writing from a transmissive holographic storage medium according to claim 1, wherein the mirror 27 is a circular mirror having a diameter smaller than the diameter of the circle on which the reference beams 7 ', 7 "are arranged. Device for 제 2항에 있어서, 상기 미러(27)는 물체 빔(8) 또는 재구성된 물체 빔(21)을 위한 푸리에 필터인, 투과형 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독 및/또는 이에 기록하기 위한 장치.3. Apparatus according to claim 2, wherein the mirror (27) is a Fourier filter for an object beam (8) or a reconstructed object beam (21). 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 미러(27)는 투명 또는 흡수 기판(26) 상에 배열되는, 투과형 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독 및/또는 이에 기록하기 위한 장치.4. Apparatus according to claim 2 or 3, wherein the mirror (27) is arranged on a transparent or absorbent substrate (26). 제 1항에 있어서, 상기 미러(27)는, 기준 빔(7', 7")이 배열되는 원의 직경보다 더 큰 치수를 갖고, 비-반사 영역은 적어도 미러(27) 상에 기준 빔(7', 7")의 장소(28)에 위치되는, 투과형 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독 및/또는 이에 기록하기 위한 장치.2. The mirror 27 according to claim 1, wherein the mirror 27 has a dimension larger than the diameter of the circle in which the reference beams 7 ', 7 "are arranged, and the non-reflective area is at least on the mirror 27 7 ', 7 "), an apparatus for reading from and / or writing to a transmissive holographic storage medium. 제 5항에 있어서, 상기 비-반사 영역은 반사 코팅, 또는 회절 또는 굴절 구조를 갖지 않는 영역인, 투과형 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독 및/또는 이에 기록하기 위한 장치.6. The apparatus of claim 5, wherein the non-reflective region is a region that does not have a reflective coating or a diffractive or refractive structure. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미러(27)는 대물 렌즈(17)에 기계적으로 또는 전기적으로 결합되는, 투과형 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독 및/또는 이에 기록하기 위한 장치.6. Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the mirror (27) is mechanically or electrically coupled to the objective lens (17). 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 4개의 기준 빔(7', 7")을 갖는, 투과형 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독 및/또는 이에 기록하 기 위한 장치.8. Device according to any of the preceding claims, wherein the device has four reference beams (7 ', 7 ").
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