用于实现基于页的全息只读存储器记录和读取的方法技术

一种用于记录全息存储介质的方法，包括：　　　　用光束照射数据掩膜并在全息存储介质中记录产生的已调制的光束，其中该数据掩膜包括被分为多个数据页的信息层；以及　　　　将参照束传播到该全息存储介质以并行地将数据掩膜的多个数据页记录在该全息存储介质中。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及全息数据存储介质和系统，更具体地说，涉及用于记录和读取基于页的全息只读存储器存储介质的方法和系统。
技术介绍
全息数据存储系统基于与参照束干涉的信号束的观念在全息存储介质中存储信息或数据。信号束与参照束的干涉生成了数据单元的全息表示，即全息图，作为印在一件存储或记录介质，例如感光聚合物或光折射晶体中的不同折射指数和/或吸收的图形。将称作目标束的已编码数据信号束与参照束结合能在存储介质中生成干涉图形。例如，立体的光调制器(SLM)或平版印刷的数据掩膜可以生成该已编码数据信号束。该干涉图形引起生成全息图的存储介质中的材料改变。存储介质中的全息图的形成通常是信号束和参照束的有关幅度和偏振状态以及信号束与参照束之间的相位差的函数。全息图也取决于波长和信号束与参照束射入存储介质的角度。在存储介质中生成全息图之后，将参照束射入存储介质相互作用并重构最初的已编码数据信号束。可以通过利用检测器检测重构的信号束，该检测器例如CMOS光检测器阵列等。然后可由光检测器阵列将恢复的数据解码成原始的编码数据。图1示出了一种基本的全息系统。该全息存储系统包括光源110，例如用于提供相干光束的激光器。设置分束器114用于将激光束分裂成目标束和参照束。目标束射向SLM或数据掩膜116，在此处以信息编码为二维图象并且通过反射镜118和透镜120射向记录存储介质124，在此处与通过反射镜130射来的参照束干涉。合成的干涉图形被记录在存储介质124中，在此处目标束与参照束相互作用。在记录了第一图象或层之后，可以修改系统以使另外的图象能记录在存储介质124中。例如，通过修改参照束的角度和/或波长，在存储介质124中可以记录连续的图象。利用与用于存储图象的原始参照束相同的参照束可以从记录介质124中恢复特定图象。该光被存储介质124根据已存储的全息图衍射，且存储在记录介质124中的二维图象被透镜126射向光检测器阵列128。全息只读存储器(全息ROM或HROM)存储介质是众所周知的。过去全息的信息通过连续地将HROM上的不同位置与目标束和参照束对准来记录连续的数据位，以递增方式被记录在盘格式的HROM中。通过改变经由立体的光调制器(SLM)或连续的数据掩膜给出的信息可以在每个连续位置记录不同的信息，例如，Liu等人的名称为“Apparatus andMethod for Storing and/or Reading Data on an Optical Disk”的美国专利No.6,272,095中说明了示例性的先前的记录技术的几个实例，其作为整体在此引入作为参考。此外，例如，通过波长复用、角度复用、移位复用、共焦复用或其它的复用技术在虚拟图象层可以堆栈多个全息图。在堆栈中的每个全息图可包括一页信息，其中一“页”是存储在一起的位或象素数据的集合，例如，存储在一起成为2048×2048阵列或10×10阵列。Daiber等人的名称为“Volume Track Definition for Data Storage Media Used toRecord Data by Selective Alteration of a Format Hologram”的美国专利No.6,322,933中说明了示例性的先前的卷(volume)记录技术的几个实例，其作为整体在此引入作为参考。此外，其它的说明记录技术和HROM的逐位检索的参考文献包括Sony公司的Ernest Chuang等人在2002年7月8日美国夏威夷的Optical Data Storage Conference上发表的“Holographic ROM System for High Speed Replication”。用于全息图的记录的这些方法的一个缺陷是在逐个位置或者逐个位的基础上递增地记录信息需要很多时间。因此已经提出了改进的记录方法，在该方法中信息的整个全息图象或“层”被同时在整个存储介质上进行记录。典型的方法包括穿过透射的光学介质发出平面波束，该透射的光学介质例如透射的平版印刷数据掩膜，该平面波束以信息编码以生成平面波目标/信号束。该已编码平面波目标束照射存储介质的一个表面。例如圆锥形平面波参照束可以照射该全息存储介质的相反表面。在全息存储介质内目标束和参照束干涉以在存储介质内生成信息层。利用用于记录数据的同样的参照束或者通过利用共轭的读出束(即，与相反方向传播的原始的参照束相同)以重建回扫原始记录路径的反向传播信号束，可以随后实现对存储在介质上的数据的读出。该已存储信息以逐位方式，例如一次一位或以如上述引用的Sony公司的方法所述的串行方式一次几位读出。系统的拾取透镜可以将利用读出束生成的数据的实图象聚焦到适当的检测器作为全息介质和/或驱动转换和/或相对于彼此的旋转。上述记录方法的一个缺陷是信息读出是典型的一次一位或以串行方式一次几位。因此，对于记录全息存储介质需要更容易地实现相对较高的并行读出速率。具体而言，需要一次至少并行读出一页信息，例如并行读出许多位。此外，逐位的读出体系结构通常限制了旋转盘以获得合理的传送速率的实现。需要逐页读出可考虑到新的更加紧密、轻便的格式，例如即将实现的存储卡。先前提出的记录方法的另一个缺陷包括对准和在全息存储介质，例如HROM介质中对准和记录多个数据掩膜所需的时间。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面，提供用于记录全息存储介质的方法。在本专利技术该方面的一个实例中，一种方法包括用光束照射数据掩膜和在全息存储介质中记录产生的已调制束，其中该数据掩膜包括信息层，该信息层被分成多个数据页，将参照束传播到全息存储介质来以并行方式在全息存储介质上记录信息层的多个数据页。在本专利技术的另一方面，提供用于记录全息介质和/或全息主数据掩膜的方法。本专利技术该方面的一个实例中，一种方法包括在全息主数据掩膜中存储至少一个信息层，照射该全息主数据掩膜来重建该已存储的信息层且用目标束在全息存储介质中存储此信息层，将参照束传播到全息存储介质以在该全息存储介质中记录信息层。在本专利技术的另一方面，提供用于在全息介质中存储信息的数据掩膜。在一个实例中，该数据掩膜包括适于转入全息介质的信息层，其中该信息层被分为多个数据页。在本专利技术的另一方面，提供用于读取全息介质的各种方法。在一个实例中，一种用于读取全息存储介质的方法包括提供参照束和利用放置在距离全息存储介质一定距离的检测器来检测全息存储介质中的已存储的信息，其中该全息存储介质包括至少一个被分为存储于其中的多个数据页的信息层并且适于在检测器处检测。在本专利技术的另一方面，提供用于共焦地将信息记录到全息存储介质中的方法。在一个实例中，该方法包括在两个或多个距离全息存储介质中心的不同距离处共焦地复用多个数据掩膜在全息存储介质中，其中至少一个数据掩膜包括被分为多个数据页的信息层。结合附图和权利要求书考虑下面的详细说明，将会更好地理解本专利技术。附图说明图1示出了示例性的全息记录和读取系统；图2A示出了包括多个数据页的示例性的数据掩膜；图2B示出了每层有多个数据页的示例性的信息层的堆栈；图3示出了用于生成全息主数据掩膜或全息介质的示例性的全息数据记录系统；图4示出了用于利用检测器直接检测全息数据的示例性系统； 图5A和5B示出了用于记录主本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于记录全息存储介质的方法，包括用光束照射数据掩膜并在全息存储介质中记录产生的已调制的光束，其中该数据掩膜包括被分为多个数据页的信息层；以及将参照束传播到该全息存储介质以并行地将数据掩膜的多个数据页记录在该全息存储介质中。2.如权利要求1的方法，其特征在于该记录的数据页以约1微米到10毫米的距离被分隔。3.如权利要求1的方法，其特征在于该记录的数据页在空间上重叠。4.如权利要求1的方法，其特征在于该信息层被传播到位于该全息存储介质外部的平面上。5.如权利要求1的方法，其特征在于利用VanderLugt成象系统将该信息层传播到该全息存储介质上。6.如权利要求1的方法，其特征在于进一步包括将该全息存储介质放置在该数据掩膜的傅立叶变换平面附近。7.如权利要求1的方法，其特征在于进一步包括将该全息存储介质放置在该数据掩膜的图象平面附近。8.如权利要求1的方法，其特征在于不用透镜将该数据掩膜传播到该全息存储介质中。9.如权利要求1的方法，其特征在于该目标束被共焦地复用以记录多个数据掩膜。10.如权利要求1的方法，其特征在于该全息存储介质包括方卡。11.如权利要求1的方法，其特征在于该全息存储介质包括盘。12.如权利要求1的方法，其特征在于该数据掩膜包括适于使该信息层成象的平版印刷数据掩膜。13.如权利要求1的方法，其特征在于该数据掩膜包括适于使该信息层成象的立体光调制器。14.如权利要求1的方法，其特征在于该全息存储介质包括多元或角度滤光器。15.如权利要求1的方法，其特征在于该数据掩膜包括具有先前记录的信息层的全息存储介质。16.如权利要求1的方法，其特征在于该数据掩膜包括具有多个先前记录的信息层的全息存储介质，该先前记录的信息层在其中含有多个数据页。17.如权利要求16的方法，其特征在于利用至少一种复用技术将该多个信息层复用到该全息存储介质上。18.如权利要求1的方法，其特征在于利用至少一种复用技术将该多个信息层复用到该全息存储介质上。19.如权利要求18的方法，其特征在于连续的具有多个数据页的信息层被对准以定义数据页的多个堆栈。20.如权利要求18的方法，其特征在于连续的具有多个数据页的信息层被以预选的排列进行对准以使该介质的可靠性可以被确定。21.如权利要求18的方法，其特征在于该信息层被多元复用和波长复用。22.如权利要求1的方法，其特征在于该全息存储介质包括全息只读存储器。23.由权利要求1的方法记录的全息存储介质。24.一种用于在全息介质中存储信息的数据掩膜，包括具有适于被转播并记录到全息介质的信息层的数据掩膜，其中该信息层分组为多个数据页。25.如权利要求24的数据掩膜，其特征在于该数据掩膜包括平版印刷掩膜。26.如权利要求24的数据掩膜，其特征在于该数据掩膜包括全息存储材料，该全息存储材料具有记录于其中的信息层。27.如权利要求24的数据掩膜，其特征在于该数据掩膜包括立体光调制器。28.如权利要求24的数据掩膜，其特征在于该数据掩膜包括多个信息层。29.如权利要求28的数据掩膜，其特征在于通过一种或多种复用方法可存储该多个层。30.一种用于记录全息存储介质的系统，包括光源；以及具有适于被转播并记录到全息存储介质的信息层的数据掩膜，其中该信息层分组为多个数据页。31.如权利要求30的系统，其特征在于进一步包括VanderLugt成象系统。32.如权利要求30的系统，其特征在于该全息存储介质被放置在该信息层的傅立叶变换平面附近。33.如权利要求30的系统，其特征在于该全息存储介质被放置在该数据掩膜的傅立叶变换平面附近。34.如权利要求30的系统，其特征在于进一步包括位于该数据掩膜的傅立叶变换平面处的滤光器。35.如权利要求30的系统，其特征在于进一步包括适于移动该数据掩膜、该全息存储介质和光学元件中的至少一个的重调位置机构。36.如权利要求30的系统，其特征在于进一步包括用于该数据掩膜的每个数据页的光学元件。37.如权利要求30的系统，其特征在于进一步包括相位掩膜。38.如权利要求30的系统，其特征在于进一步包括4-F光学系统。39.如权利要求30的系统，其特征在于进一步包括基本上远心的光学元件。40.如权利要求30的系统，其特征在于该数据掩膜包括全息存储介质。41.如权利要求30的系统，其特征在于该数据掩膜包括立体光调制器。42.如权利要求30的系统，其特征在于该数据掩膜包括全息存储材料，该全息存储材料具有存储于其中的信息层。43.一种用于记录全息存储介质的方法，包括照射全息主数据掩膜以从该全息主数据掩膜重构存储的信息层并利用目标束将该信息层记录到全息存储介质上，其中该全息主数据掩膜包括全息存储材料；以及将参照束传播到该全息存储介质以记录该信息层。44.如权利要求43的方法，其特征在于至少一个信息层包括被分为被并行记录的多个数据页的数据层。45.如权利要求43的方法，其特征在于两个或多个信息层被存储在该全息主数据掩膜中且被复用以将多个信息层存储在该全息存储介质中。46.如权利要求43的方法，其特征在于该全息存储介质包括全息只读存储器介质。47.如权利要求43的方法，其特征在于利用VanderLugt成象系统将该全息主数据掩膜成象到该全息存储介质。48.如权利要求43的方法，其特征在于当该全息主数据掩膜的信息层记录到该全息存储介质时，该全息存储介质被放置在该全息主数据掩膜的至少一个信息层的傅立叶变换平面附近。49.如权利要求48的方法，其特征在于该全息主数据掩膜的信息层当记录到该全息存储介质上时，进一步包括滤光器，位于该全息主数据掩膜的傅立叶变换平面上。50.如权利要求43的方法，其特征在于在基本上远心的系统中记录该全息存储介质。51.如权利要求43的方法，其特征在于多个信息层被共焦地存储在该全息主数据掩膜中，并当记录时被共焦复用到该全息存储介质上。52.如权利要求43的方法，其特征在于多个信息层被多元地存储在该全息主数据掩膜中，并当记录时被多元地复用到该全息存储介质上。53.由权利要求43的方法记录的全息存储介质。54.一种用于将信息记录到全息介质的方法，包括在具有要存储于全息存储介质中的信息的数据掩膜的准傅立叶变换平面附近放置全息存储介质；将来自数据掩膜的信息存储在该全息存储介质中，其中该数据掩膜包括被并行记录到该全息介质上的多个数据页。55.如权利要求54的方法，其特征在于在准傅立叶变换平面附近放置该全息介质包括放置VanderLugt成象系统。56.如权利要求54的方法，其特征在于进一步包括放置位于该傅立叶变换平面上的滤光器。57.如权利要求54的方法，其特征在于在基本上远心的系统中记录该全息介质。58.如权利要求54的方法，其特征在于进一步包括基于Bragg的复用和基于动量的复用中的至少一个。59.如权利要求54的方法，其特征在于该数据掩膜包括全息存储介质。60.由权利要求54的方法记...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·R·柯蒂斯，K·E·安德森，
申请(专利权)人：英法塞技术公司，
类型：发明
国别省市：