TWI433143B - 在全像儲存層上具有相位罩覆層之全像儲存媒體系統 - Google Patents

在全像儲存層上具有相位罩覆層之全像儲存媒體系統 Download PDF

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Description

在全像儲存層上具有相位罩覆層之全像儲存媒體
能。此包含參照光束之相位分佈。
為克服上述缺點，由M. Bunsen等人擬議的全像多工化方法，具有由光折射性光束扇效應(beam-fanning effect)，參見其〈具有光折性性光束扇斑之全像圖多工化方法〉，載《高階光學和量子記憶器及電算》,SPIE學報第5362卷(2004年),第128-135頁。在此方法中，巨量光折射性晶體扮有發生諸斑點圖場和儲存全圖像之任務，全像記錄所用參照光束之斑點圖場，是由儲存器晶體本身內利用光折射性光束扇效應所發生。晶體軸線相對於參照光束需要特殊排整，以確保為參照光束發生斑點圖場，同時避免物光束過大的光束扇效應。
本發明之目的，在於倡議一種具有整合相位罩覆之全像儲存媒體，對物光束的影響降低。
按照本發明，此目的之達成是利用一種在全像儲存層上方具有相位罩覆層之全像儲存媒體，相位罩覆層具有一或以上之相位圖型區，供耦入參照光束，並把相位圖型印記在參照光束上，並有一或以上之中性區，供耦入物光束和/或耦出重建物光束。只在全像儲存媒體的特殊位置整合相位罩覆，無礙相關性/斑點多工化之優點。若全像儲存媒體通到另一全像儲存系統，則在光程上確實有同樣相位罩覆。在全像儲存系統內不再實施具有明確性能之特殊相位罩覆。又，不同全像儲存媒體內之相位罩覆，不需確實相同，只是一般參數必須相同。易言之，不是正確圖型，而是相位變數量和變化空間性尺寸必須相同。同時，相位罩覆只影響參照光束。物光束和重建物光束不受影響。此舉大為改進重建物光束之影像品質，並簡化資料檢復。
相位罩覆層的相位圖型區，宜利用媒體的粗面實現。此構成很有效的解決方式，因為粗面容易製成。粗面最好被覆以保護層。如此即可防止表面結構變更，否則在隨後讀出之際會出問題。相位罩覆雷射和保護層之材料，需要不同的繞射係數，以遂行光束之所需繞射，即其波前之所需變形。
相位圖型區以配置在記錄全像圖的全像儲存層區上。若參照光束的光軸垂直於全像儲存媒體的表面，則此項配置最適用。在此情況下，物光束或重建物光束之光軸，對表面傾斜。另外，相位圖型區配置在全像儲存層記錄全圖像區之旁。若參照光束的光軸對全像儲存媒體的表面傾斜，此項配置特別適用。在此情況下，物光束或重建物光束之光軸，宜對表面垂直。
按照本發明一要旨，全像儲存媒體是碟形儲存媒體。碟形全像儲存媒體的優點是，可用於亦能回放或記錄現時光學儲存媒體的全像儲存裝置，諸如微型光碟、數位多樣化光碟、藍光碟等。於此情況，相位圖型區係同心環或蝸形。同樣包含配置成同心環或蝸形之個別相位圖型區。個別區為例如圓形或長方形區。當然，同樣在本發明範圍內，可把中性區配置成同心環或蝸形，或是複數個別中性區配置成同心環或蝸形。
按照本發明另一要旨，全像儲存媒體為卡形儲存媒體。在此情況下，相位圖型區為線，或複數個別相位區配置成線。如上所述，同樣可把中性區配置成線，或複數個別中性區配置成線。
在本發明閱讀和/或記錄全像儲存媒體之裝置中，由光源發生的參照光束，宜配置成對物光束或重建物光束之光軸傾斜，使參照光束射到相位罩覆層的相位圖型區，而物光束或重建物光束射到相位罩覆層的中性區。光軸的相對斜度可把參照光束和物光束或重建物光束，傳輸通過相位罩覆層的不同區。
本發明參照附圖詳述如下，即可更為明白。須知本發明僅限於此具體例，而特定化之特點可權宜組合和/或修飾，不違本發明之範圍。
在全像資料儲存器內，數位資料之儲存，是利用記錄二凝聚雷射光束重疊產生的干擾圖型。第1圖表示全像儲存系統1之舉例設置。凝聚光源，例如雷射二極體2，發射光束3，利用準直透鏡4加以準直。光束3再分成二分開之光束7,8。在實施例中，光束3是使用第一光束分裂器5達成分裂。惟同樣可用其他光學組件於此目的。空間性光調變器(SLM)6把二光束之一，即物光束7印記二維度資料圖型。光束7和另一光束，即參照光束8，二者利用物鏡9聚焦在全像儲存媒體10，例如全像碟或卡。在物光束7和參照光束8的交接處，出現干擾圖型，記錄在全像儲存媒體10之光敏層裡。
所記錄全像圖只用參照光束8照明，即可從全像儲存媒體10檢復所儲存資料。參照光束8利用全像圖結構繞射，產生原有物光束7之複本，即重構物光束11。此重建物光束11利用物鏡9準直，利用第二光束分裂器12引導至二維度陣列檢測器13，例如CCD陣列。陣列檢測器13得以重建所記錄資料。
第2圖描繪先前技術的全像儲存媒體10之斷面圖。圖示物光束7和參照光束8的傳播。全像儲存媒體有覆蓋層20、相位罩覆層21、全像儲存材料層22、反射層23、基體24。相位罩覆層21之相位圖型，以全像儲存材料層22的不規則邊界表示。物光束7和參照光束8二者通過相位罩覆層21。因此，增加其焦點直徑。
以下就反射型碟形全像儲存媒體10說明本發明。當然，本發明同樣可應用於透射型全像儲存媒體10和卡形全像儲存媒體。
第3圖表示本發明碟形全像儲存媒體10之第一具體例俯視圖。全像圖以虛線圓圈表示。可使用一或以上適當的多工化方法，諸如移動多工化或相關法多工化，以重疊方式，沿書寫方向進行書寫，以便在全像儲存媒體10上獲得更高資料密度。全像儲存媒體10包含相位罩覆層21。此相位罩覆層21之主區25，相當於全圖像記錄區，具有相位圖型，在相位變化印記在參照光束8上。然而，位於全像圖27記錄區旁邊的是中性區26，不帶有相位圖型，讓物光束7通過。在圖中，此等區26是以同心黑圓圈表示。同樣包含複數個別小區，例如各全像圖27以一長方形或圓形區表示。此外，中性區26可同樣形成蝸形，代替同心圓。中性區26的寬度，主要由物光束7的直徑決定。當然，同樣可在大中性區26內提供複數個別小相位圖型區25。如前所述，相位罩覆層21的相位圖型，以全像儲存材料層22的不規則邊界表示。並非意指此邊界係事實上不規則形，雖然此為一可能之解決方式。同樣可在相位罩覆層21的上表面，設有不規則表面結構。又一變通例，是製作不均質材料之相位圖型區25。
第4圖為本發明第一具體例之全像儲存媒體10斷面圖。在此具體例中，物光束7的光軸對全像儲存媒體10表面傾斜，而參照光束8的光軸則對表面垂直。由此可見，只有參照光束8通過相位罩覆層21的相位圖型區25，而物光束7則通過中性區26。所以，物光束7不受相位罩覆層21影響。在此例中，相位罩覆層21亦用做覆蓋層。當然，可設分開的覆蓋層。
第5圖表示本發明碟形全像儲存媒體10之第二具體例俯視圖。與第3圖具體例相反的是，相位罩覆層21的中性區26與全像圖記錄區相符，而設有相位圖型之區25，是配置在全像圖27的記錄區旁。
第6圖表示第5圖全像儲存媒體10之斷面圖。在此例中，物鏡7的光軸垂直於全像儲存媒體10的表面，而參照光束8的光軸對表面傾斜。又一變通例是對物光束7和參考光束8二者，使用傾斜光軸，相對應配置相位罩覆區25和中性區26。
第7圖表示本發明長方形全像儲存媒體10之俯視圖。中性區以成排小長方形區26實現。各排中性區26同樣組合成單一連續中性區。以重搭虛線長方形表示之全像圖27，沿透明長方形的方向28記錄。
1．．．全像儲存系統
2．．．雷射二極體
3．．．發射光束
4．．．準直透鏡
5．．．第一光束分裂器
6．．．空間性光調變器
7．．．物光束
8．．．參照光束
9．．．物鏡
10．．．全像儲存媒體
11．．．重建物光束
12．．．第二光束分裂器
13．．．陣列檢測器
20．．．覆蓋層
21．．．相位罩覆層
22．．．全像儲存材料層
23．．．反射層
24．．．基體
25．．．相位圖型區
26．．．中性區
27．．．全像圖
28．．．長方形方向
第1圖簡略表示全像儲存系統；
第2圖表示先前技術全像儲存媒體之斷面圖；
第3圖表示本發明全像儲存媒體第一具體例之俯視圖；
第4圖表示第3圖全像儲存媒體之斷面圖；
第5圖表示本發明全像儲存媒體第二具體例之俯視圖；
第6圖表示第5圖全像儲存媒體之斷面圖；
第7圖表示本發明長方形全像儲存媒體之俯視圖。
7．．．物光束
8．．．參照光束
21．．．相位罩覆層
22．．．全像儲存材料層
23．．．反射層
24．．．基體
25．．．相位圖型區
26．．．中性區

Claims (9)

  1. 一種包含全像儲存媒體(10)之系統，在含有全像圖的全像儲存層(22)頂上，具有相位罩覆層(21)，其中相位罩覆層(21)具有相位圖型區(25)和不帶相位圖型之中性區(26)，以及全像儲存媒體(10)之讀/寫裝置，具有光源(2)，以產生參照光束(8)，或產生物光束(7)和參照光束(8)，以及物鏡(9)，把參照光束(8)和物光束(7)聚焦於全像儲存媒體(10)，其特徵為，參照光束(8)配置成對物光束(7)或重建物光束(11)的光軸傾斜，使物光束(7)或重建物光束(11)完全射到相位罩覆層之中性區(26)，而參照光束(8)則完全射到相位罩覆層(21)之相位圖型區(25)，把相位變化印記在參照光束(8)上者。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中相位圖型區(25)係具有粗面區者。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之系統，其中全像儲存媒體(10)在相位罩覆層(21)頂上，又有覆蓋層(20)者。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之系統，其中全像儲存媒體(10)係碟形儲存媒體者。
  5. 如申請專利範圍第4項之系統，其中相位圖型區(25)係同心環、蝸形或複數之個別相位圖型區(25)，配置成同心環或蝸形者。
  6. 如申請專利範圍第4項之系統，其中中性區(26)係同心環或蝸形，或複數之個別中性區(26)配置成同心環或蝸形者。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之系統，其中全像儲存媒體(10)係卡形儲存媒體者。
  8. 如申請專利範圍第7項之系統，其中相位圖型區(25)係線，或複數個別相位圖型區(25)，配置成線者。
  9. 如申請專利範圍第7項之系統，其中中性區(26)係線，或複數個別中性區(26)，配置成線者。
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