用于共孔径全息存储系统的透镜系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于全息存储介质（１２）的读取和／或写入的装置（１）的透镜系统（１１），更具体地说，涉及对于具有物体光束和参考光束的共轴共孔径布置的装置优化的透镜系统（１１）。根据本发明专利技术，透镜系统（１１）傅里叶变换物体光束并将参考光束聚焦到全息存储介质（１２）的全息层，将伺服光束聚焦到全息层的伺服区域，透镜系统（１１）包括移动部分（１０１，１０２，１０３）和固定部分（１０４），移动部分（１０１，１０２，１０３）作用于物体光束、参考光束和伺服光束（１７），固定部分（１０４）仅仅作用于伺服光束（１７）。

【技术实现步骤摘要】

透镜系统，更具体地说，涉及使具有物体光束和参考光束的共轴共孔径布置(coaxial common aperture arrangement)的装置最4尤化的透4克系统。本专利技术 还涉及利用这种透镜系统从全息存储介质读取和/或写入全息存储介质的装
技术介绍
在全息数据存储时，通过记录由两束相干激光束叠加形成的干涉图案来 存储数字数据，其中一束光束，所谓的物体光束，被空间光调制器调制 并携带要被记录的信息。第二光束作为参考光束。干涉图案导致存储材料的 特定性能的改性，其取决于干涉图案的局部强度。利用与记录时相同的条件， 通过用参考光束照明全息图来进行记录全息图的读取。这样导致所记录的物 体光束的重建。全息数据存储的一个优点是增加的数据容量。与传统的存^f诸介质相比， 全息存储介质的容量用于存储信息，不仅仅在单层或几个二维层。全息数据 存储的另外一个优点是可能在相同容量中存储多倍数据，例如，通过改变两 束光束之间的角度或利用移动多路技术等。而且，不是存储一位，数据存储 为数据页。 一般说来，数据页由编码多位的亮暗图案的矩阵组成，即，由二 维二进制矩阵或灰度值矩阵组成。这样除了增加的存储密度之外，容许达到 增加的数据率。数据页通过空间光调制器(SLM)印记到物体光束上并且用 检测器阵列检测。在共轴全息数据存储时，物体光束和一束或多束参考光束沿公共光轴传 递。例如，WO2006/003077公开了用于反射型全息记录介质的具有共轴光学 头的傅里叶全息存储系统。光学头使用共轴布置的球形参考光束的多路技术 方法。这样需要在物体光束的傅里叶面的高质量球形光束。因此，相同的傅 里叶物镜必须使高质量的球形光束实现和获得优良的傅里叶转换两方面最佳。这些是两个相反的要求。傅里叶物镜的物体由像素阵列组成。这种阵列位于离物镜有限远距离的 位置。在存储系统中，相应的光束是参考光束。在参考通道中，聚焦透镜的 物体是单点，其在离傅里叶物镜无限远距离。在参考通道中，傅里叶物镜起简单的聚焦物镜的作用，其中参考光束的聚焦点从光轴偏移。在傅里叶面中，像素阵列的傅里叶转换的物体光束是有效光阑平面 波的集合。参考光束是在该平面的轴向偏移球形光束。参考光束锥形的偏移 轴垂直于傅里叶面。因此，参考光束和信息光束的性能在两个平面上是不同 的，即，物面和傅里叶面。在EP1324322中，提出用于全息存储的伺服系统。这种伺服系统类似于 用于CD或DVD系统的已知伺服系统。该伺服系统用不同于信息光束波长 的波长工作。通常，伺服系统使用红光，而信息光束是蓝光或绿光。因此， 傅里叶物镜需要被设计成用于两个波长。校正用于白光或不同激光波长的物 镜的单色像差的已知方法应用具有不同阿贝数的双胶合透镜。另 一种方法是 使用不同阿贝数的一组单透镜。然而，因为非常多的元件，大多数的合成颜 色校正傅里叶物镜用于两种方法都太大。这就意味着需要机械耐用伺服。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出适于在共轴全息存储系统中使用的透镜系统。 根据本专利技术，该目的通过用于共轴全息存储系统的透镜系统来实现，该 透镜系统傅里叶变换物体光束，将参考光束聚焦到全息存储介质的全息层 上，和将伺服光束聚焦到全息层的伺服区域，透镜系统包括傅里叶变换物体 光束的移动部分和仅预聚焦伺服光束的固定部分。透镜系统是三通道傅里叶 物镜。三通道分别是信息通道、参考通道和伺服通道。为了使傅里叶物镜最 优，使用三种结构，即，信息通道的结构、参考通道的结构、和伺服通道的 结构。三种结构具有不同的物距和像距、起始光束参数、和加权优化标准。 优选地，透镜系统的移动部分具有三片透镜。利用三片透镜，允许并行地优 化三种结构。不同结构的优化标准或多或少会抵触。优选地，三片透镜的至少两片是非球面的，而第三片透镜是球面透镜或 也可以是非球面透镜。利用最佳形状的非球面玻璃元件，可以获得相抵触要 求之间的平4軒。有利地，透镜系统的固定部分是单独地对伺服光束起作用的透镜。该透 镜优选具有长焦距的聚焦透镜。因为用于伺服光束、参考光束和物体光束的 不同波长的三片透镜材料的稍微不同的折射率，没有色差的校正，透镜系统 的焦距一般是伺服光束大于参考光束和物体光束。为了校正该像差，伺服光 束在它入射到透镜系统的三片透镜之前稍微聚焦。伺服通道被分成两部分。 一部分与伺服系统一起移动，而另一部分是固 定的。伺服通道的移动部分与信息通道和参考通道是共同的。三个通道物镜 的移动部分的大部分是同等的低。固定部分由长焦距透镜组成。长焦距透镜 稍微聚焦伺服通道的光束。三个通道物镜要解决的一个主要问题是傅里叶物 镜对于不同激光波长的不同焦距。不同波长造成的像差通过在入射到傅里叶 之前，利用预聚焦透镜稍微聚焦伺服光束来校正。在这种情况下，两个激光 波长通过三片或四片透镜聚焦在相同位置，这些透镜由正确选择具有不同阿贝数的材料制成。由于预聚焦，聚焦伺服系统的移动范围限制在土0.1mm至 ± 0.2mm。优选地，固定部分还具有波长选择分束器，例如，分色棱镜。波长选择 分束器用于将伺服光束耦合到用于全息存储的光束的路径中和从用于全息 存储的光束的路径出来，即，用于结合和分离伺服通道和信息/参考通道。为了更好地理解，参照附图，在下面的说明书中更详细地解释本专利技术。 应该理解，本专利技术不限于该示例性实施例，具体特征也可以有利地组合和/ 或修改，不脱离本专利技术的范围。在附图中附图说明图1示意性表示12f反射型全息存储系统；图2图示根据本专利技术第一实施例的三通道物镜的信息通道;图3表示图2的信息通道的放大图4图示根据本专利技术第一实施例的三通道物镜的参考通道;图5表示图4的参考通道的放大图6图示根据第一实施例的三通道物镜的伺服通道；图7图示根据本专利技术第二实施例的三通道物镜的信息通道;图8图示根据第二实施例的三通道物镜的参考通道；图9表示根据第二实施例的三通道物镜的伺服通道。具体实施例方式图1示意性表示已知的12f反射型全息存储系统。激光二极管2发射激 光束3,激光束3被准直透镜4准直。空间光调制器5将数据图案印记到激 光束3，然后，激光束3被第一傅里叶物镜对30成像到中间像面10，第一 傅里叶物镜对30是所谓的写入长焦距中继透镜30。为了简便起见，在该图 中没有表示参考光束。第一傅里叶物镜对30包括傅里叶物镜6、反傅里叶物 镜9、和位于第一傅里叶物镜对30的傅里叶面上的傅里叶滤光片7。高NA 傅里叶物镜11将光束3成像到全息存储介质12中。在结合全息存储介质12 的反射层(未示出)时，高NA傅里叶物镜11构成折叠的第二傅里叶物镜 对31。为了读取，使用第三傅里叶物镜对32，即，所谓的读取长焦距中继 物镜32。第三傅里叶物镜对32包括反傅里叶物镜9、傅里叶物镜14和位于 第三傅里叶物镜对32的傅里叶面上的傅里叶滤光片13。四分之一波片20 结合偏振灵敏分束器8用于分离写入光束和读取光束。阵列检测器15检测 在读取光束中包含的数据。还设置CD/DVD型聚焦和追踪伺服光学元件33， 用于获得必需的伺服信号。伺服光源16产生伺服光束17，其被准直透镜18 准直并被波长选择分束器19耦合到光束3的光路中，在这种情况下，波长 选择分束器19是分色棱镜。另一偏振灵敏分束器21将从全息存储介质12 反射的伺服本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于共轴共孔径全息存储系统（１）的透镜系统（１１），其傅里叶变换物体光束并将参考光束聚焦到全息存储介质（１２）的全息层，其将伺服光束（１７）聚焦到全息层的伺服区域，其特征在于：所述透镜系统（１１）包括移动部分（１０１，１０２，１０３）和固定部分（１０４），移动部分（１０１，１０２，１０３）傅里叶变换物体光束，并聚焦参考光束和伺服光束（１７），固定部分（１０４）仅仅预聚焦伺服光束（１７）。

【技术特征摘要】
EP 2007-10-11 07118331.31.一种用于共轴共孔径全息存储系统(1)的透镜系统(11)，其傅里叶变换物体光束并将参考光束聚焦到全息存储介质(12)的全息层，其将伺服光束(17)聚焦到全息层的伺服区域，其特征在于所述透镜系统(11)包括移动部分(101，102，103)和固定部分(104)，移动部分(101，102，103)傅里叶变换物体光束，并聚焦参考光束和伺服光束(17)，固定部分(104)仅仅预聚焦伺服光束(17)。2. 如权利要求1所述的透镜系统(11)，其中，所述移动部分(101, 102, 103 )包括三片透镜(101, 102， 103)。3. 如权利要求2所述的透镜系统，其中，所述移动部分UOl, 102， 103 )的三片透镜(101， 102， 103 )的中两片是非球面透镜(101， 103), 一片透镜是球面透镜(102 )。4. 如权利要求2所述的透镜系统，其中，所述移动部分(101， 102， 103)的三片透镜(101， 102， 103)...

【专利技术属性】
技术研发人员：加博尔萨瓦斯，拉兹洛多姆简，
申请(专利权)人：汤姆森特许公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]