具有集成相位掩模的全息存储介质制造技术

具有集成相位掩模的全息存储介质。本发明专利技术涉及一种全息存储介质（１０），更具体而言，涉及一种具有集成相位掩模（２１）的全息存储介质（１０）。根据本发明专利技术，全息存储介质（１０）具有在全息存储层（２２）顶部上的相位掩模层（２１），其中该相位掩模层（２１）具有用于耦入参考束（８）并在该参考束（８）上印上相位图案的一个或更多相位图案区域（２５），以及用于耦入对象束（７）和／或耦出再现的对象束（１１）的一个或更多中性区域（２６）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及全息存储介质，更具体而言，涉及一种适于相关复用(correlation multiplexing )或散斑复用(speckle multiplexing )的具有集成相 位掩模的全息存储介质。
技术介绍
增大光存储介质容量的一种思想是使用全息数据存储。在该情况下，全 息存储介质的表面或整个体积用于存储信息，而不是如常规光存储介质那样 仅用若干层。此外，数据可存储为数据页(data page)。通常，数据页包含 明暗图案(light-dark-pattern)的矩阵，其编码多个位(bit )。除了增大的存 储密度之外，这允许实现增大的数据速率。全息数据存储的又一优点在于能 在同一体积中存储多个数据，例如通过改变两个束(beam)之间的角度或者 通过使用偏移复用(shift multiplexing )等。在全息数据存储中，数字数据通过记录两个相干激光束的重叠产生的干 涉图案而被存储，其中一个束，所谓的对象束(objectbeam),被空间光 调制器调制且携载将以凄t据页形式记录的信息。第二束用作参考束。干涉图 案导致存储材料的特定属性的改变，这取决于干涉图案的局部强度。所记录 的全息图的读取通过使用与记录期间相同的条件用参考束照射全息图来进 行。这导致所记录的对象束的再现。全息数据存储系统的性能可通过在光学装置中实施相位掩模而得到改 善。这样的相位掩模将随机相移或伪随机相移引入到参考束和/或对象束，这 导致系统的更佳偏移选择性。另外，全息存储介质内高的束强度被避免，因 为聚焦束的聚焦直径扩大。该技术被称为相关复用或散斑复用。该方法的一 个缺点在于具有完全相同图案的相位掩模必须实施在全部兼容的全息数据 存储系统中以使得由另 一 系统写的全息存储介质能被读出。原因在于全息图 的基本方面用于读出的参考束(也称为探测束)必须具有与写期间使用的 参考束相同的属性。这包括参考束的相位分布(phase distribution )。为了避免上述缺点，M. Bunsen等人在Hologram multiplexing method with photorefractive beam-fanning speckle, Advanced Optical and Quantum Memories and Computing, Proc. of the SPIE， Vol. 5362 (2004)， pp. 128-135中提 出了4吏用光折射光束散射效应(photorefractive beam-fanning effect)产生的 散斑的参考束的全息图复用法。在该方法中，光折射块晶起到产生各种散斑 场(speckle field )以及存储全息图的作用。用于全息记录的参考束的散斑场 通过存储晶体本身中的光折射光束散射效应产生。需要晶体轴相对于参考束 和对象束的特定取向来确保用于参考束的散斑场的产生，同时避免对象束的 过大光束散射效应。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提出一种具有集成相位掩模的全息存储介质，其具 有减小的对对象束的影响。根据本专利技术，该目的通过具有在全息存储层顶部上具有相位掩模层的全 息存储介质来实现，该相位掩模层具有一个或更多相位图案区以及一个或更 多中性区，该一个或更多相位图案区用于耦入(couple-in)参考束且在参考 束上印上(imprinting)相位图案，该一个或更多中性区用于耦入对象束和/ 或耦出(couple-out)再现的对象束。通过仅在全息存储介质的特定位置集成 相位掩模，相关/散斑复用的优点保持未受影响。完全相同的相位掩模在光学 路径中，即使全息存储介质被送到另一全息存储系统。不再必须在全息存储 系统中实施具有限定属性的特定相位掩模。此外，不同全息存储介质中的相 位掩模无需完全相同，仅基本参数需相同。换言之，并非确切图案，而是相 位方差(phase variance )的量和变化(variation)的空间尺寸需相同。同时， 相位掩模仅影响参考束。对象束，以及再现的对象束，保持不受影响。这大 大改善了再现的对象束的图像质量，其简化了数据取回。有利地，相位掩模层的相位图案区域通过介质的粗糙表面来实现。这构 成了非常有效的方案，因为粗糙表面可以容易地产生。优选地，粗糙表面被 保护层覆盖。这防止了表面结构的任何变化，否则所述变化会在后面的读出 期间引起问题。相位掩模层和保护层的材料需要具有不同衍射指标 (diffraction indices )以实现期望的束书f射，即其波前的期望变形。优选地，相位图案区域布置在全息存储层的记录全息图的区域之上。若参考束的光学轴垂直于全息存储介质的表面，则该布置尤其合适。在该情况 下，对象束或者再现的对象束的光学轴相对于该表面倾斜。可选择地，相位 图案区域布置在全息存储层的记录全息图的区域旁边。若参考束的光学轴相 对于全息存储介质的表面倾斜，该布置尤其合适。在该情况下，对象束或者 再现的对象束的光学轴优选垂直于该表面。根据本专利技术的一个方面，该全息存储介质是盘形存储介质。盘形全息存 储介质提供以下优点，它们可用于还能重放或记录当前的光学存储介质例如紧凑盘(compact disk, CD)，数字多功能盘(digital versatile disk, DVD),蓝光光盘等的全息存储器件中。在该情况下，相位图案区域是同心环或螺旋 (spiral )。它们可类似地包括以同心环或螺旋布置的多个单独的相位图案区 域。该单独区域例如是圓形或矩形区域。当然，在本专利技术的范围内类似的是 将中性区域布置为同心环或螺旋，或者布置成同心环或螺旋的多个单独的中 性区域。根据本专利技术的另一方面，该全息存储介质是卡片(card)形存储介质。 在该情况下，该相位图案区域是线(line)或者布置成线的多个单独的相位 图案区域。如上面一样，类似地可以将中性区域布置为线，或者布置为线的 多个单独的中性区域。优选地，在用于读取和/或记录根据本专利技术的全息存储介质的装置中，光 源产生的参考束相对于对象束或者再现的对象束倾斜地布置，使得参考束落 在相位掩^^莫层的相位图案区域上，且对象束或再现的对象束落在相位掩模层 的中性区域上。光学轴的相对倾斜使得能够通过相位掩模层的不同区域传输 参考束和对象束或者再现的对象束。附图说明为了更好的理解，现在将参考附图在下面的描述中更详细地说明本发 明。应理解，本专利技术不限于该示范性实施例，具体特征还能适当地组合和/ 或修改而不偏离本专利技术的范围。附图中图1示意性示出全息存储系统；图2示出现有技术全息存储介质的横截面；图3示出根据本专利技术的全息存储介质的第一实施例的顶视图；图4示出图3的全息存储介质的横截面； 图5示出根据本专利技术的全息存储介质的第二实施例的顶视图； 图6示出图5的全息存储介质的横截面； 图7示出根据本专利技术的矩形全息存储介质的顶视图。具体实施方式 在全息数据存储中，数字数据通过记录两个相干激光束的重叠产生的干 涉图案而被存储。全息存储系统l的示范性装置适于图1中。相干光的源例 如激光二极管2发射光束3，其被准直透镜4准直。光束3然后分成两个分 开的光束7、 8。在该示例中，光束3的分开使用第一分束器5实现。然而， 同样可以使用其他光学部件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全息存储介质（１０），具有在全息存储层（２２）顶部上的相位掩模层（２１），其中所述相位掩模层（２１）具有一个或更多相位图案区域（２５）以及一个或更多中性区域（２６），所述一个或更多相位图案区域（２５）用于耦入参考束（８）并在所述参考束（８）上印上相位图案，所述一个或更多中性区域（２６）用于耦入对象束（７）和／或耦出再现的对象束（１１）。

【技术特征摘要】
EP 2007-7-2 07111511.71.一种全息存储介质(10)，具有在全息存储层(22)顶部上的相位掩模层(21)，其中所述相位掩模层(21)具有一个或更多相位图案区域(25)以及一个或更多中性区域(26)，所述一个或更多相位图案区域(25)用于耦入参考束(8)并在所述参考束(8)上印上相位图案，所述一个或更多中性区域(26)用于耦入对象束(7)和/或耦出再现的对象束(11)。2. 根据权利要求1的全息存储介质(10 )，其中所述相位图案区域(25 ) 是具有粗糙表面的区域或者非均质材料构成的区域。3. 根据权利要求1或2的全息存储介质(10)，还具有在所述相位掩模 层(21)顶部上的覆盖层(20)。4. 根据权利要求1至3中的任一项的全息存储介质(10),其中所述相 位图案区域(25)布置在所述全息存储层(22)的记录全息图(27)的区域 之上。5. 根据权利要求1至3中的任一项的全息存储介质(10)，其中所述相 位图案区域(25)布置在所述全息存储层(22)的记录全息图(27)的区域旁边。6. 根据权利要求1至5中的任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克普齐戈达，
申请(专利权)人：汤姆森特许公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]