TWI524336B - 使用平行光源之平行逐位元全像資料儲存光學裝置 - Google Patents

使用平行光源之平行逐位元全像資料儲存光學裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI524336B
TWI524336B TW100137391A TW100137391A TWI524336B TW I524336 B TWI524336 B TW I524336B TW 100137391 A TW100137391 A TW 100137391A TW 100137391 A TW100137391 A TW 100137391A TW I524336 B TWI524336 B TW I524336B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
optical
disc
fibers
data
parallel
Prior art date
Application number
TW100137391A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201230023A (en
Inventor
王興華
石小蕾
華 夏
維特 佩卓維奇 奧斯圖維卡夫
Original Assignee
奇異電器公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 奇異電器公司 filed Critical 奇異電器公司
Publication of TW201230023A publication Critical patent/TW201230023A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI524336B publication Critical patent/TWI524336B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/26—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
    • G11B7/268—Post-production operations, e.g. initialising phase-change recording layers, checking for defects
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/0065—Recording, reproducing or erasing by using optical interference patterns, e.g. holograms
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/007—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track
    • G11B7/00772—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track on record carriers storing information in the form of optical interference patterns, e.g. holograms
    • G11B7/00781—Auxiliary information, e.g. index marks, address marks, pre-pits, gray codes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/3616—Holders, macro size fixtures for mechanically holding or positioning fibres, e.g. on an optical bench
    • G02B6/3624—Fibre head, e.g. fibre probe termination
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/3628—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers
    • G02B6/3648—Supporting carriers of a microbench type, i.e. with micromachined additional mechanical structures
    • G02B6/3652—Supporting carriers of a microbench type, i.e. with micromachined additional mechanical structures the additional structures being prepositioning mounting areas, allowing only movement in one dimension, e.g. grooves, trenches or vias in the microbench surface, i.e. self aligning supporting carriers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/3628—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers
    • G02B6/368—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers with pitch conversion between input and output plane, e.g. for increasing packing density
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1384—Fibre optics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Description

使用平行光源之平行逐位元全像資料儲存光學裝置
本技術大致上係關於逐位元全像資料儲存技術。更特定言之，該等技術係關於全像光碟中之平行複製之方法及系統。
隨著計算能力不斷發展，計算技術已進入新的應用領域，諸如用戶視訊、資料歸檔、文獻儲存、成像及電影製作，及諸如此類。此等應用持續推動開發已增加儲存容量及增加資料速率之資料儲存技術。
資料儲存技術之發展之一實例可為光學儲存系統之日益增高之儲存容量。舉例而言，在1980年代早期開發之光碟具有約為650 MB至700 MB資料或約為74分鐘至80分鐘之一兩個通道音訊程式之一容量。相比而言，在1990年代早期開發之數位多功能光碟(DVD)格式具有約4.7 GB(單層)或8.5 GB(雙層)之一容量。而且，已開發更高容量儲存技術以滿足較高需求，諸如對較高解析度視訊格式之需求。舉例而言，高容量記錄格式(諸如藍光光碟TM格式)能夠在一單層光碟中容納約25 GB或在一雙層光碟中容納50 GB。隨著計算技術持續發展，可期望具有更高容量之儲存媒體。舉例而言，全像儲存系統及顯微全像儲存系統係可達成儲存產業中之增加容量需求之其他發展儲存技術之實例。
全像儲存係以全像之形式儲存資料，該等全像係藉由一光敏儲存媒體中之兩個光束之交叉產生之三維干擾圖案之影像。一直致力於基於頁面之全像技術及逐位元全像技術。在基於頁面之全像資料儲存中，含有數位編碼資料(例如，複數個位元)之一信號光束在該儲存媒體之容量內疊加在一參考光束上，導致在該容量內調變該媒體之折射率之一化學反應。每一位元因此實質上經儲存作為該干擾圖案之一部分。在逐位元全像或顯微全像資料儲存中，所有位元被寫入作為通常由兩個反向傳播聚焦記錄光束產生之一顯微全像或布拉格反射光柵(Bragg reflection grating)。接著藉由使用一讀取光束反射該顯微全像以重建該記錄光束來擷取該資料。
逐位元全像系統可記錄間隔較近且層聚焦之顯微全像，因此提供比先前光學系統更高的儲存容量。然而，逐位元全像系統之頻寬可受限於一單一通信通道之傳送速率及該全像儲存光碟之旋轉速率。舉例而言，一藍光光碟TM系統中約為12x BD速率之一典型的光碟旋轉速度可導致一單一通道傳送速率約為430兆位元/秒。在此傳送速率下，該光碟中之按每資料層之記錄時間係約500秒鐘。用於增加逐位元顯微全像系統中之傳送速率之技術可能有利。
本技術之一實施例提供一種光學裝置，該光學裝置具有經組態以傳輸並輸出複數個光波至一組聚焦元件之複數個光纖。該組聚焦元件經組態以接收由該複數個光纖輸出之複數個光波並經組態以使複數個照明光點聚焦在一全像光碟上。該複數個照明光點之每一照明光點定位於該全像光碟中之複數個資料磁軌之一者上方。
另一實施例提供一種經組態以傳輸並輸出複數個光波之光學裝置。該光學裝置包含一第一組光學元件及一第二組光學元件。該第一組光學元件經組態以接收由該複數個光纖輸出之複數個光波，並經組態以使該複數個光波自一全像光碟之一側聚焦至該光碟中之第一複數個光點，其中該第一複數個光點之每一光點定位於該光碟中之複數個資料磁軌之一者上方。該第二組光學元件經組態以接收由該複數個光纖輸出之複數個光波，並經組態以使該複數個光波自該全像光碟之另一側聚焦至該光碟中之第二複數個光點，其中該第二複數個光點之每一光點與該第一複數個光點之一對應光點重疊並形成一全像。
另一實施例提供一種記錄並讀取一全像光碟中之平行資料磁軌上方之顯微全像之方法。該方法包含提供一光學系統中之一光纖束。該光纖束包含複數個光纖，且其中該光纖束經組態以在該全像光碟中形成聚焦光點。該方法進一步包含調整該光學系統中之一或多個組件，使得在複數個資料磁軌上方形成該等聚焦光點。
當參考隨附圖式閱讀下列「實施方式」時將更好地瞭解本發明之此等及其它特徵、態樣及優點，其中在諸圖式中相同的字元表示相同部分。
下文將描述本技術之一或多個實施例。嘗試提供對此等實施例之一簡要的說明，說明書中並未描述一實際實施方案之全部特徵。應明白在任何此實際實施方案之發展中，如在任何工程或設計專案中，必須作出大量特定實施方案決定以達成可隨不同實施方案變化之研發者的特定目標，諸如符合系統相關及業務相關之限制。而且，應明白此一研發努力可能係複雜且耗時的，但對於基於本技術而獲利於本揭示文件之一者而言，該研發努力仍將係設計、製作及製造之一例常任務。
逐位元全像資料儲存系統通常涉及藉由在一記錄媒體(例如，一全像光碟)內部發射兩個重疊並干擾之光束之記錄。資料位元由顯微鏡下經大小定位之全像圖案(稱為顯微全像)之存在或缺失表示，該等全像圖案在藉由一聚焦光束照明時用作容量光反射器。舉例而言，圖1中圖解說明之全像光碟10表示在該光碟10之一層中可如何組織資料位元。一般而言，該全像光碟10係一平坦、圓形光碟，其中一或多個資料儲存層嵌入在一透明塑膠塗層中。該等資料層可包含可反射光(諸如用於一逐位元全像資料儲存之顯微全像)之任何數目個表面。在一些實施例中，該等資料層可包含回應於撞擊該光碟10之光束之照明強度之全像可記錄材料。舉例而言，在不同實施例中，該光碟10之材料可為臨限值回應或線性回應。該等資料層可介於約0.05微米至5微米厚度，且可具有約0.5微米至250微米之間之一間距。
呈顯微全像之形式之資料大致上可儲存於自該光碟10之外邊緣至一內限之一循序螺旋磁軌12中，但亦可使用同軸環形磁軌或其他組態。一主軸孔14可經定大小以接合一全像系統中之一主軸，使得該光碟10可旋轉以供資料記錄及/或讀取。
在圖2之方塊圖中提供將顯微全像記錄至一全像光碟10之一通用系統。全像系統16包含一光源18，該光源18可分為一信號光束20及一參考光束22。如將論述，在一些實施例中，該光源18(其可為一單一光源或多個光源)可發射待記錄於一光碟10中之平行磁軌12上方之多個平行光束。該等平行光源束亦可分為平行信號光束20及平行參考光束22。可根據記錄在該光碟10上之資料調變該等信號光束20(區塊24)。在一些實施例中，一處理器40可控制該等信號光束20之調變(區塊24)。經調變之信號光束26可通過一光學器件及機械伺服系統28，該光學器件及機械伺服系統28可包含經組態以使經聚焦之信號光束30聚焦於該光碟10之一特定位置上之各種光學及機械伺服裝置。舉例而言，該光學器件及機械伺服系統28可使該等經聚焦之信號光束30聚焦至該光碟10中之一特定資料層或資料磁軌12。
該等參考光束22亦可通過一光學器件及機械伺服系統32，該光學器件及機械伺服系統32包含經設計以使經聚焦之參考光束34聚焦至該光碟10中之一特定資料層或資料磁軌12之各種光學器件及機械伺服裝置，使得該等經聚焦之參考光束34與經聚焦之信號光束30重疊。顯微全像可以藉由兩個重疊反向傳播聚焦雷射光束30及34形成之一干擾圖案之照明光點之形式記錄於該全像光碟10中。在一些實施例中，可使用該等經聚焦之參考光束34自該光碟10擷取所記錄之顯微全像。可在用於信號偵測38之一偵測器處接收該等經聚焦之參考光束34之反射(稱為資料反射36)。
可藉由使該等重疊反向傳播聚焦光束維持在期望磁軌同時使該光碟10圍繞透過該主軸孔14定位之一主軸旋轉在該光碟10之一磁軌12上方記錄一連串多個顯微全像。一般而言，維持該等反向傳播光束之某一重疊度以確保在該全像光碟10之適當磁軌12及/或適當層中精確地記錄顯微全像。該等光學及機械伺服系統28及32可用以在一顯微全像記錄過程期間維持與光碟旋轉動之一期望動態重疊。
此等光學及機械伺服組件28及32可增加用於記錄一全像光碟10之一終端使用者裝置之複雜性。本技術提供用顯微全像預先填充一全像光碟10之方法及系統，使得該光碟10可藉由一終端使用者裝置使用一單光束暴露而修改及/或擦除。預先填充一全像光碟可指記錄該全像光碟10之一製造過程期間之顯微全像。該預先填充過程期間記錄之顯微全像可表示代碼、位址、循軌資料及/或其他輔助資訊。隨後可使用一單光束而非使用重疊反向傳播光束來修改及/或擦除預先記錄之顯微全像。因此，一終端使用者系統無需維持重疊反向傳播雷射光束以將資料記錄至一經預先填充之全像光碟。相反，一終端使用者系統使用一單光束可用以記錄、修改及/或擦除該經預先填充之全像光碟上之顯微全像。
雖然用反向傳播光束記錄顯微全像以預先填充一全像光碟可降低用於一終端使用者裝置之顯微全像修改之複雜性，但亦可根據本技術改良預先填充該光碟之過程。如所述，當預先填充該全像光碟10時，該光碟10在該全像系統中旋轉，使得指向該光碟10之重疊反向傳播光束可記錄該光碟10之一經選擇之磁軌12及/或層上方之顯微全像。部分受限於光碟材料之機械強度之光碟10之旋轉速度限制可記錄顯微全像時之速度(稱為傳送速率)。舉例而言，一藍光光碟TM之一典型的光碟旋轉速度在12x BD速率下可導致一單通道系統中之一傳送速率約為430兆位元/秒。在此傳送速率下，該光碟中按每資料層之記錄時間係約500秒鐘。
在一或多個實施例中，平行顯微全像記錄技術可用以增加傳送速率並減小一全像光碟10之記錄時間。舉例而言，平行顯微全像記錄可涉及引導多個光束至一全像光碟以照明該光碟10中之一個以上的磁軌12。一光束可指實質上以相同方向透過相同的光學元件組傳播之光之一集合，且可包含源自不同光源之光。亦可自一相反方向引導多個光束(即，反向傳播光束)至該光碟10之一個以上的磁軌12，使得多個重疊反向傳播光束可產生多個照明光點之一干擾圖案，該多個照明光點在該光碟10之平行磁軌12中產生多個經記錄之顯微全像。而且，在一些實施例中，該等重疊光束可干擾相對於資料層平面具有一相對較小面積之一聚焦光點。該干擾圖案之聚焦照明光點可藉由非照明區域隔開。藉由限制一資料層上之照明區域，所記錄之顯微全像之深度擴展可限於一期望大小及/或限於一期望資料層(例如，介於約0.05微米至5微米之間)。
圖3A及圖3B中之示意圖比較平行記錄顯微全像之兩種不同的方法。在圖3A中，使用一單射束法42之寬場照明包含使用一單光束44來照明一主光碟46中之一相對寬場(例如，跨多個資料磁軌12)。該主光碟46可含有複製到複製光碟10上之資料，且跨具有該單光束44之多個資料磁軌12可容許同時複製多個資料磁軌12上之資料。來自該主光碟46之反射48可透過一光學成像系統50(表示為圖3A中之一透鏡)傳輸，該光學成像系統50可使該等反射48聚焦並引導經聚焦之反射52至該複製光碟10。亦可引導一單一寬場參考光束54至該複製光碟10之相對側，使得經聚焦之反射52及該參考光束54可反向傳播並干擾以形成一全像圖案56。該複製光碟10可具有多個資料層，如藉由垂直線L0、L1及L2表示。
然而，該等單光束44及54之照明之增加的視域通常導致該複製光碟10中之所記錄之全像之深度擴展增加。該增加的深度擴展特性可指一全像之大小之一增加，該全像可(在該等單光束44及54之方向上)跨過該光碟10之一較大厚度，且可跨過一層以上。舉例而言，當該等單光束44及54皆被引導至層L1時，通常用於此等基於頁面之寬場照明系統之線性材料對該寬照明場相對較為敏感，且相鄰層L0及L2中之材料亦可受該等單光束44及54影響。因此，全像記錄之深度擴展之增加可限制或降低該全像光碟10之資料容量，因為記錄一全像圖案可需要一個以上的資料層。
本技術之一實施例呈現於圖3B之多個平行射束法58中。如在圖3A之單射束法42中，該多個平行射束法58涉及用多個反向傳播平行光束撞擊一全像光碟10，而非用一單光束照明一相對較寬場。在一實施例中，將多個平行信號光束60引導至一主光碟46，且來自該主光碟46之反射62可透過一光學成像系統50傳輸，該光學成像系統50表示為圖3B中之一透鏡，其可使該等反射62聚焦並將經聚焦之反射64引導至該複製光碟10。
亦可將多個平行參考光束66引導至該光碟10之相對側。在一些實施例中，一共同平行通道光源18(圖2)可分為該等平行參考光束66及該等平行信號光束60，且在一些實施例中，可自不同的光源傳輸該等平行參考光束66及該等平行信號光束60。該等平行參考光束66及該等經聚焦之反射64可反向傳播並干擾以在在光碟10中之一資料層(例如，資料層L1)上形成一干擾圖案。該干擾圖案可包含藉由非照明區域隔開之多個照明光點(例如，每一光點可對應於一對反向傳播平行光束之一者之干擾)。該等干擾光點之各者可在該資料層L1中形成一顯微全像68。因為相對於整個資料層平面之面積(而非該單射束法42中之一寬場)僅照明該資料層L1中之資料層平面之一小部分，所以該照明圖案中之光束點(或顯微全像68)可在一單一資料層L1內相對聚焦，潛在地增加該光碟10之資料容量。
在一些實施例中，針對平行顯微全像記錄使用多個平行光束可使用多個光學磁頭，如圖4中圖解說明。光學磁頭70可發射一單光束，且一全像系統16(例如，圖2)中之多個光學磁頭70可經配置以各自撞擊該光碟10中之一資料磁軌12上方之一光束60，使得該多個光束60平行照明多個磁軌12。在一些實施例中，每一光學磁頭可具有經組態以使該光束60聚焦在一磁軌12上之分離光學器件。進一步言之，一額外的光學磁頭組可經組態以自一相反方向撞擊該光碟10，使得自每一光學磁頭70發射之平行光束60反向傳播以干擾該光碟10之一層中之資料磁軌12。在一些實施例中，該等光學磁頭70可包含一或多個多菲稜鏡、五角稜鏡或其他光學組件。
在圖5中圖解說明之另一實施例中，使用多個平行光束之平行顯微全像記錄可使用一光學磁頭72，該光學磁頭72自一組光學器件傳輸多個平行光束60。在一實施例中，可透過適用於傳輸一光束之一束個別光纖傳輸來自一單一光學磁頭72之多個平行信號光束60，使得當每一光束自該光學磁頭72傳輸並傳輸至一光碟10之多個磁軌12上時每一光束係不連續的。如將論述，該光學磁頭72可包含或可耦合至經組態以減小藉由一資料平面(例如，該光碟10之一或多個資料層)上之多個光束60形成之照明圖案之成像光學器件。該照明圖案之減小可增加每一照明光點配準於該光碟10之一資料磁軌12之概率。在一些實施例中，該光學磁頭72可包含一多菲稜鏡、五角稜鏡或其他光學組件。可藉由自具有來自該光碟10之相對側之另一束個別光纖之另一光學磁頭74傳輸反向傳播平行光束66或藉由將平行光束分為信號光束60及參考光束66(如關於圖2所論述)達成反向傳播平行信號光束60。
在一或多個實施例中，一束個別光纖可用以將多個光束(即，光波)傳輸至一全像光碟10。舉例而言，該光纖束可透過多個光學磁頭70或透過適用於傳輸多個光束60之一單一光學磁頭72輸出光波。該光纖束可包含諸如單模光纖之光纖。在一些實施例中，該光纖束可包含多個保偏光纖(PMF或PM光纖)。一PM光纖係其中透過該光纖傳輸之線性偏振光波之偏振在該等光波之傳播期間得以維持之一光纖。在一些實施例中，一記錄或反向傳播光波可透過每一PM光纖傳播以在一光碟10上預先記錄一顯微全像。在該等光波發射進入該PM光纖之前通常藉由一偏光片偏振該等光波，且取決於諸如該PM光纖內之溫度及應力之各種因數，實質上可使該等偏振光波之偏振自該PM光纖之一輸入維持至該PM光纖之一輸出。
圖6A、圖6B及圖6C圖解說明本技術中可使用之PM光纖之三個實例之截面圖。PM光纖76、78及80可各自經設計以感應光纖核心82中之應力。舉例而言，該PM光纖76可類似於製造之熊貓PM光纖，且該PM光纖80可類似於製造之蝴蝶結型PM光纖。可根據本技術使用其他組態及類型的PM光纖。可藉由與貫穿該等PM光纖76、78及80之長度之核心82對準之各種成形之應力棒84感應應力。在一些實施例中，所施加之溫度可導致該光纖核心82上之應力棒84發生熱膨脹，有助於維持透過該等PM光纖76、78及80傳播之光波之偏振。
藉由用具有複數個PM光纖76、78及80之一PM光纖束預先記錄一全像光碟10，可在該光碟10上產生經照明之光點之一圖案以在該光碟10之多個資料磁軌12上方記錄。如所述，當該光碟10旋轉時多個平行資料磁軌12上方之記錄，增加傳送速率及將資料預先填充或寫入該光碟所需要之時間。然而，經束縛之PM光纖76、78及80之平行度及緊緊實體相鄰可在傳播光波之相鄰通道之間產生干擾。圖7及圖8描繪可如何在相鄰通道之間發生干擾。在圖7中，平行信號光束26可通過一光學系統28(例如，透鏡)，且可朝一光碟10引導經聚焦之信號光束30。該經聚焦之信號光束30可聚焦在該光碟10中之一平面上以平行寫入顯微全像。
圖8中提供圖7之一放大圖解說明，其中在一焦平面86上之多個照明光點88上聚焦該等經聚焦之信號光束30。該等多個照明光點88之各者可指示一顯微全像，且可聚焦在該光碟10中之一不同資料磁軌12上。該焦平面86可表示該光碟10之一資料層或多個資料層。如圖8中所描繪，該等光束30在聚焦於該焦平面86中之光點88上之前重疊以在該光碟10內形成一干擾區域90。若表示為圖8中之一陰影區域之干擾區域90發生在該光碟10內，則可導致串擾，繼而可在先前所記錄之層中導致資料錯誤。舉例而言，若一干擾區域90發生在一先前所記錄之焦平面92(例如，一先前所記錄之層)上，則在該焦平面92上可導致資料錯誤或資料擦除。
在一些實施例中，各種偏振或波長控制方案可用以最小化平行資料通道之干擾及/或串擾。大致上關於圖9至圖12論述此等技術。在一些實施例中，一PM光纖束98可包含多個PM光纖96。如圖9中圖解說明，可對準透過該等平行PM光纖96之各者傳播之光波之偏振94，且可藉由將具有較小相干長度(約30微米)之一光波注入耦合至該光纖束98之輸入之一或多個雷射二極體中減小該等光波之間之串擾。藉由減小輸入至該光纖束98之光波之一或多者之相干長度，可降低該光碟10中之干擾概率。
在另一實施例中，如圖10中所描繪，可藉由組態具有正交偏振之相鄰光波減小平行資料通道之間之串擾。該光纖束98中之相鄰PM光纖96之光波之間之正交輸出偏振100可降低該光碟10上之輸出光波之干擾。在一些實施例中，不同的偏光片可用以偏振具有正交輸出偏振100之光波，且在一些實施例中，取決於該光纖束98中之平行光波之偏振，可使用不同類型的PM光纖76、78或80來維持偏振。舉例而言，該PM光纖76可用於一偏振定向，同時該PM光纖78可用於另一偏振定向。
亦可控制透過一PM光纖束98輸入之光波之波長以減小該光碟10中之輸出光波之干擾。舉例而言，如圖11中所描繪，輸入該光纖束98之多個雷射二極體可發射相同波長(λ1)102，且可藉由將具有一較小相干長度之一光波注入該等雷射二極體之一或多者中減小該等光波之間之串擾。透過該等PM光纖96之各者發射相同波長的光但減小該等光波之一或多者之相干長度可減小自該光纖束98輸出之光波之干擾。
而且，在另一實施例中，如圖12中所描繪，可藉由組態具有不同波長之相鄰光波減小平行資料通道之間之串擾。舉例而言，多個雷射二極體可將兩個或兩個以上波長(λ1及λ2)104的光波輸入至該光纖束98中以減小該光碟10中之輸出光波之干擾。如下文方程式(1)中所解釋，一光波之相干長度受該光波與一相鄰光波之間之波長之間距影響。兩個相鄰光波之波長之間之間距愈大，相干長度愈小。
在不同的實施例中，可單獨或組合使用減小平行資料通道之間之串擾之先前論述之技術。舉例而言，一光纖束98可經組態以傳送具有相同或不同輸出偏振、相干長度及/或波長之光波。不同特性之PM光纖96可在該光纖束98內交替(例如，交錯)。而且，該光纖束98之每一PM光纖96可經組態以傳輸具有一固定輸出偏振、相干性及/或波長之一光波，或替代地，該光纖束98之每一PM光纖96可經組態以傳輸具有各種特性之光波。
在一些實施例中，用於平行預先記錄及/或平行記錄一全像光碟上之資料之技術亦涉及定位多個雷射光點，使得每一雷射光點在整個記錄過程中配準於光碟10上之一資料磁軌12。因為資料磁軌節距在一CD光碟中約為1.6微米，在一DVD中約為0.74微米，且在一藍光光碟TM中約為0.3微米，所以實質精度可用以控制跨多個資料磁軌之多個雷射光點之精確度。在一或多個實施例中，可使用一安裝結構來控制該光纖束98中之PM光纖76、78及80之定位。該安裝結構之一實例係圖13中圖解說明之凹槽形結構，該凹槽形結構包含一凹槽形頂部106及夾在多個PM光纖96之間之一凹槽形底部108。該凹槽形頂部106及該凹槽形底部108之各者具有使該等PM光纖96固持在適當位置之斜面。在一實施例中，相鄰PM光纖96之中心間移動可停留在約正/負0.25微米內。因為一光纖束98將輸出光引導至具有約一1:5縮小之一焦平面，所以一焦平面上之最終定位容差可為約正/負0.05微米，其實質上小於約0.3微米之藍光光碟TM磁軌節距。
相鄰PM光纖96之中心間隔(即，節距)大致上約為20微米至250微米。然而，一標準光纖束98之節距比一藍光光碟TM之節距(0.3微米)大得多。在一或多個實施例中，可藉由旋轉該光纖束98平行記錄一全像光碟10中之相鄰資料磁軌12。可調整該光纖束98之旋轉角以控制(例如，降低)該光碟10上之經照明之光點之間之間隔。舉例而言，下文方程式(2)可表示該光纖束98中之PM光纖96之節距、該光纖束98之旋轉角及該光碟10中之磁軌12之節距之間之關係：
P track =P bundle sinθ　方程式(2)
其中Ptrack係一光碟10中之磁軌12之節距、Pbundle係該光纖束98中之PM光纖96之節距，且θ係該光纖束98旋轉之角度。
在不同的實施例中，不同的全像系統可涉及資料磁軌12之間之不同的間隔。根據本技術，該光纖束98可以各種角度沿光束傳播通過該光纖束98之傳播方向旋轉以達成由該光纖束98輸出之經照明之光點之一期望磁軌間隔。而且，一相對光纖束98亦可旋轉或經組態以自一相反方向輸出在一資料平面86中之資料磁軌12上實質上重疊之反向傳播光波。
圖14中提供旋轉一光纖束98以在具有一較小磁軌節距之磁軌12上方形成照明光點。在一些實施例中，該光纖束98可呈一個一維光纖陣列112之形式。該光纖陣列112可具有127微米之一光纖間隔，且可旋轉30°之一角度θ以實質上沿該等磁軌12形成照明光點110。該角度θ係基於該磁軌節距Ptrack，且一較大的光纖束節距Pbundle可需要一較大旋轉角度θ以在具有一較小的磁軌節距Ptrack之一光碟10上形成照明光點。
在一些實施例中，如圖15中圖解說明，該光纖束98可呈一個二維光纖陣列之形式。2-D光纖陣列114可具有80微米之一光纖間隔。因為該2-D光纖陣列114可具有小於圖14中論述之1-D光纖陣列112之磁軌節距，所以該2-D光纖陣列114可旋轉2.5°之一較小角度θ。
在一或多個實施例中，亦可藉由使用耦合至傳輸多個光波之光學磁頭(例如，來自圖5之光學磁頭)之成像光學器件使透過該光纖束98傳輸至一光碟10或至該光碟10中之一或多個資料層之光進一步聚焦於期望資料磁軌12上。該光學磁頭72可包含或可耦合至經組態以減小藉由自一資料平面(例如，該光碟10之一或多個資料層)上之光纖束98輸出之多個光束形成之照明圖案之成像光學器件。減小該照明圖案之大小可增加每一照明光點配準於該光碟之一資料磁軌12之概率。在一些實施例中，與來自該光纖束98之原始輸出相比，該照明圖案所減小之因數(稱為影像縮減因數)可為約2:1至10:1。
雖然本文已圖解說明並描述本發明之僅某些特徵，但是熟習此項技術者將想到許多修改及變化，因此，應瞭解隨附申請專利範圍意欲涵蓋屬於本發明之真正精神內之全部此等修改及變化。
10‧‧‧全像資料光碟
12‧‧‧資料磁軌
14‧‧‧主軸孔
16‧‧‧全像系統
18‧‧‧光源
20‧‧‧信號光束
22‧‧‧參考光束
24‧‧‧區塊
26‧‧‧信號光束
28‧‧‧光學器件及伺服系統
30‧‧‧經聚焦之信號光束
32‧‧‧光學器件及伺服系統
34‧‧‧經聚焦之參考光束
36‧‧‧資料反射
38‧‧‧信號偵測
40‧‧‧處理器
42‧‧‧單射束法
44‧‧‧單光束
46‧‧‧主光碟
48‧‧‧反射
50‧‧‧光學成像系統
52‧‧‧經聚焦之反射
54‧‧‧單一參考光束
56‧‧‧全像圖案
58‧‧‧多個平行射束法
60‧‧‧平行光束
62‧‧‧反射
64‧‧‧經聚焦之反射
66‧‧‧平行參考光束
68‧‧‧顯微全像
70‧‧‧光學磁頭
72‧‧‧光學磁頭
74‧‧‧傳輸多個光束之光學磁頭
76‧‧‧保偏光纖
78‧‧‧保偏光纖
80‧‧‧保偏光纖
82‧‧‧光纖核心
84‧‧‧應力棒
86‧‧‧焦平面
88‧‧‧照明光點
90‧‧‧干擾區域
92‧‧‧焦平面
94‧‧‧偏振
96‧‧‧保偏光纖
98‧‧‧光纖束
100‧‧‧偏振
102‧‧‧波長
104‧‧‧波長
106‧‧‧凹槽形頂部
108‧‧‧凹槽形底部
110‧‧‧照明光點
112‧‧‧光纖陣列
114‧‧‧光纖陣列
圖1圖解說明根據實施例之一光碟，該光碟具有資料磁軌；
圖2係根據實施例之一顯微全像複製系統之一方塊圖；
圖3A及圖3B各自圖解說明一示意圖以比較根據實施例之一單光束複製技術及一多個平行光束複製技術；
圖4係記錄在根據實施例之一平行全像光碟之多個磁軌上之一多頭系統之一示意圖；
圖5係傳輸多個光束以記錄在根據實施例之一平行全像光碟之多個磁軌上之一單頭之一示意圖；
圖6A、圖6B及圖6C係表示根據實施例之各種類型的保偏光纖(PMF)之截面圖；圖7係進入根據實施例之一全像光碟之多個光波之一示意側視圖；圖8係圖7描繪根據實施例之全像光碟之干擾之一放大示意圖；圖9係根據實施例之複數個PMF之一截面圖，該複數個PMF經組態以傳輸具有對準偏振之複數個光束；圖10係根據實施例之複數個PMF之一截面圖，該複數個PMF經組態以傳輸具有交錯偏振之複數個光束；圖11係根據實施例之複數個PMF之一截面圖，該複數個PMF經組態以傳輸一波長及不同空間相干性之複數個光束；圖12係根據實施例之複數個PMF之一截面圖，該複數個PMF經組態以傳輸具有不同空間相干性及不同波長之複數個光束；圖13係根據實施例之複數個PMF之一截面圖，該複數個PMF經組態以容納一凹槽設備；根據實施例，圖14係描繪根據一全像儲存媒體之一磁軌節距傾斜之一個一維光纖陣列之一示意圖；及根據實施例，圖15係描繪根據一全像儲存媒體之一磁軌節距傾斜之一個二維光纖陣列之一示意圖。
10．．．全像資料光碟
12．．．資料磁軌
14．．．主軸孔

Claims (10)

  1. 一種光學裝置(16)，其包括：複數個多保偏(multiple polarization maintaining)光纖(76、78、80、96)，其等經組態以傳輸並輸出複數個光波(22、26)；及一組光學元件(28、32)，其等經組態以接收由該複數個光纖(76、78、80、96)輸出之該複數個光波(22、26)，且經組態以使該複數個輸出光波(30、34)聚焦至一光碟(10)中之複數個照明光點(88、110)，其中該複數個照明光點(88、110)之每一照明光點(88、110)定位於該光碟(10)中之複數個資料磁軌(12)之一者上方。
  2. 如請求項1之裝置，其中該複數個照明光點(88、110)實質上限於該光碟(10)中之一資料層。
  3. 如請求項1之裝置，其中該複數個照明光點(88、110)分佈在該光碟(10)中之一個以上資料層中。
  4. 如請求項1之裝置，其中該複數個多保偏光纖(76、78、80、96)係單模光纖。
  5. 如請求項1之裝置，其中該複數個多保偏光纖(76、78、80、96)係保偏(PM)光纖。
  6. 如請求項1之裝置，其中該複數個多保偏光纖(76、78、80、96)係使用一具有斜面之凹槽形頂部(106)及凹槽形底部(108)束縛在一起。
  7. 如請求項6之裝置，其中該複數個多保偏光纖(76、78、80、96)一起束縛在一基座(98)中，其中該基座(98)沿光 束傳播之一軸旋轉。
  8. 如請求項1之裝置，其中該複數個多保偏光纖(76、78、80、96)組態為一個一維陣列(112)。
  9. 如請求項1之裝置，其中該複數個多保偏光纖(76、78、80、96)組態為一個二維陣列(114)。
  10. 如請求項1之裝置，其中該複數個多保偏光纖(76、78、80、96)經組態以傳輸具有一相干值之複數個光波(102、104)。
TW100137391A 2010-10-15 2011-10-14 使用平行光源之平行逐位元全像資料儲存光學裝置 TWI524336B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/905,853 US8248905B2 (en) 2010-10-15 2010-10-15 Method of parallel bit-wise holographic data storage source using a parallel light source

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201230023A TW201230023A (en) 2012-07-16
TWI524336B true TWI524336B (zh) 2016-03-01

Family

ID=44993472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100137391A TWI524336B (zh) 2010-10-15 2011-10-14 使用平行光源之平行逐位元全像資料儲存光學裝置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8248905B2 (zh)
EP (1) EP2442308A1 (zh)
JP (1) JP5816046B2 (zh)
KR (1) KR20120039479A (zh)
CN (1) CN102456360B (zh)
CA (1) CA2754474A1 (zh)
TW (1) TWI524336B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120250120A1 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 General Electric Company Multi-wavelength- holographic systems and methods
US8619533B1 (en) * 2012-07-31 2013-12-31 General Electric Company Holographic data storage medium and an associated method thereof
JP2015532979A (ja) * 2012-09-10 2015-11-16 ユニヴェルシテ・リブレ・ドゥ・ブリュッセル ガボールホログラムを記録する方法
USD763906S1 (en) 2014-12-31 2016-08-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Display screen or portion thereof with animated graphical user interface
USD800747S1 (en) 2015-03-17 2017-10-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Display screen or portion thereof with animated graphical user interface
EP3210791B1 (en) * 2016-02-05 2019-08-21 Ricoh Company, Ltd. Recording method and recording device
EP3412464B1 (en) * 2016-02-05 2020-03-04 Ricoh Company, Ltd. Recording method and recording apparatus
CN111081282A (zh) * 2020-01-21 2020-04-28 广东紫晶信息存储技术股份有限公司 一种盘式全息存储介质中全息图的定位方法和装置及盘式存储介质

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4581529A (en) * 1983-08-15 1986-04-08 At&T Bell Laboratories Read/write system for optical disc apparatus with fiber optics
JPS62192940A (ja) * 1986-02-19 1987-08-24 Nec Corp 光デイスク用ピツクアツプ
GB8704016D0 (en) * 1987-02-20 1987-04-15 British Telecomm Optical space switch
EP0491458A1 (en) 1990-12-14 1992-06-24 General Electric Company Multiple channel optical disk system
US5195152A (en) 1991-11-04 1993-03-16 Eastman Kodak Company Multichannel optical recording apparatus employing laser diodes
IL101570A0 (en) 1992-04-10 1992-12-30 Amir Alon Method and apparatus for reading data
US5483511A (en) 1993-02-17 1996-01-09 Vixel Corporation Multiple beam optical memory system with solid-state lasers
US5825743A (en) 1993-04-06 1998-10-20 Zen Research N.V. Illuminating multiple data tracks of an optical disk with a laser source of reduced coherence
US6545968B1 (en) 1994-01-18 2003-04-08 Lots Technology, Inc. Generating a two dimensional array of modulated light beams by a holographic beam splitter
US6272095B1 (en) 1994-07-22 2001-08-07 California Institute Of Technology Apparatus and method for storing and/or reading data on an optical disk
JPH10199008A (ja) * 1997-01-08 1998-07-31 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> マルチビーム光ヘッド
US5974019A (en) * 1997-05-05 1999-10-26 Seagate Technology, Inc. Optical system for two-dimensional positioning of light beams
US5917797A (en) 1997-08-15 1999-06-29 Zen Research Nv Multi-beam optical pickup assembly and methods using a compact two-dimensional arrangement of beams
US6212148B1 (en) 1998-01-30 2001-04-03 Siros Technologies, Inc. Optical data storage by selective localized alteration of a format hologram
KR100381936B1 (ko) * 1998-03-30 2003-04-26 시게이트 테크놀로지 엘엘씨 편광 유지 광섬유를 사용하는 광학 데이터 저장 시스템
US6341118B1 (en) 1998-06-02 2002-01-22 Science Applications International Corporation Multiple channel scanning device using oversampling and image processing to increase throughput
DE19859035A1 (de) * 1998-12-21 2000-06-29 Thomson Brandt Gmbh Gerät zum Lesen oder Schreiben optischer Aufzeichnungsträger mit unterschiedlichen Informationsträgerschichten
US6377739B1 (en) * 1999-03-09 2002-04-23 Creo Srl Two dimensional fiber optic output array
US6501571B1 (en) 1999-04-12 2002-12-31 The Regents Of The University Of California Three-dimensional holographic stamping of multi-layer bit-oriented non-linear optical media
US6671235B1 (en) * 2000-03-27 2003-12-30 Ultratech Stepper, Inc. Method of and apparatus for defining disk tracks in magnetic recording media
US6791914B1 (en) 2000-08-29 2004-09-14 Eastman Kodak Company Preformatted guide tracks and co-written control tracks for multichannel optical recording
US6940805B2 (en) 2001-10-23 2005-09-06 Dragsholm Wireless Holdings Llc Methods and apparatus for cross-talk and jitter reduction in multi-beam optical disks
US20060087929A1 (en) * 2002-07-01 2006-04-27 Mmri Photonics Ltd. Optical disk drive using one dimensional scanning
JP2004054985A (ja) 2002-07-17 2004-02-19 Sony Corp 情報記録装置及び情報記録再生装置
KR100555939B1 (ko) 2003-06-30 2006-03-03 주식회사 대우일렉트로닉스 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템용 디스크 정렬장치 및 그 방법
CA2551483A1 (en) 2003-12-30 2005-07-21 Aprilis, Inc. Replication of data to holographic medium
JP2005331864A (ja) 2004-05-21 2005-12-02 Alps Electric Co Ltd ホログラム装置
WO2006064426A1 (en) 2004-12-15 2006-06-22 Arima Devices Corporation Optical device wit multi-spot scanning
JP2006243625A (ja) * 2005-03-07 2006-09-14 Fuji Photo Film Co Ltd ホログラム作成装置
KR101274645B1 (ko) 2005-03-16 2013-06-14 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 데이터 저장 장치 및 그 방법
US20070086309A1 (en) 2005-10-16 2007-04-19 New Span Opto-Technology Inc. Method and Device for High Density Optical Disk Data Storage
US7301879B1 (en) * 2006-09-12 2007-11-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Optical print head
JP4305776B2 (ja) 2006-10-11 2009-07-29 ソニー株式会社 光ディスク装置及び焦点位置制御方法
EP1936613A1 (en) 2006-12-22 2008-06-25 Deutsche Thomson OHG Reference beam coupler for an apparatus for reading from and/or writing to holographic storage media
JP4483898B2 (ja) 2007-06-08 2010-06-16 ソニー株式会社 記録装置、再生装置、記録方法、再生方法及び記録媒体
JP5176409B2 (ja) 2007-06-26 2013-04-03 ソニー株式会社 情報記録装置、情報再生装置、情報記録方法、情報再生方法および光情報記憶媒体
JP4389184B2 (ja) 2007-06-29 2009-12-24 ソニー株式会社 光情報記録再生装置
FR2921501B1 (fr) 2007-09-24 2009-12-18 Commissariat Energie Atomique Dispositif d'enregistrement et de lecture de donnees sur un support de stockage holographique
JP4450062B2 (ja) 2007-12-07 2010-04-14 ソニー株式会社 ホログラムメディアの製造方法、マスターホログラムメディアの製造方法、記録媒体及びホログラムメディア製造装置
EP2104098A1 (en) * 2008-03-18 2009-09-23 Deutsche Thomson OHG Holographic storage system with multiple reference beams
TWI384474B (zh) * 2008-09-23 2013-02-01 Univ Nat Chiao Tung Wavelength multiplexed with full displacement of the all-like storage device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120039479A (ko) 2012-04-25
JP5816046B2 (ja) 2015-11-17
CN102456360B (zh) 2016-03-16
TW201230023A (en) 2012-07-16
EP2442308A1 (en) 2012-04-18
JP2012089227A (ja) 2012-05-10
US20120092979A1 (en) 2012-04-19
CN102456360A (zh) 2012-05-16
US8248905B2 (en) 2012-08-21
CA2754474A1 (en) 2012-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI524336B (zh) 使用平行光源之平行逐位元全像資料儲存光學裝置
JP4734530B2 (ja) 検索方法
CN1530772A (zh) 用于记录和再现全息数据的方法以及全息记录介质
JPH04228113A (ja) ディジタル情報を記憶する光記憶装置、光学的情報を読取る方法及び光学読み取り装置
JP2018137031A (ja) ホログラム記録再生方法およびホログラム記録再生装置
EP1526517B1 (en) Apparatus and method for controlling tracking and focusing servo in a holographic digital data storage system
EP1569209B1 (en) Data read/write device for holographic WORM media and method thereof
JP4060813B2 (ja) ホログラフィック記録装置、ホログラフィック再生装置、及びマスク
US9478245B2 (en) Replication and formatting method and system for bit-wise holographic storage
US7382508B2 (en) Holographic recording medium and writing method therefor
US8023385B2 (en) Method of recording holographic information and apparatus for recording/reproducing holographic information
JP6130623B2 (ja) 精密な記録のためのシステム及び方法
US8000207B2 (en) Method for reproducing hologram
US20090046559A1 (en) Holographic information storage medium, and method and apparatus for recording/reproducing holographic information using the same
KR20120053971A (ko) 홀로그래픽 복제 시스템 내 병렬 트랙을 가진 마스터 디스크를 위한 서보 시스템
JP2007293130A (ja) ホログラム記録装置及びホログラム記録方法
JP4590635B2 (ja) 光情報再生方法、光情報再生装置、光情報記録再生方法及び光情報記録再生装置
JP4835847B2 (ja) 情報記録媒体および情報記録再生装置
JP2006343431A (ja) ホログラム情報記録方法及びホログラム情報再生方法
KR100600308B1 (ko) 홀로그래픽 롬 시스템의 재생 방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees