尤其用于全息数据存储的全息系统技术方案

尤其用于全息数据存储的全息系统（１），包括：发射辐射（３）的辐射源（２）；物镜（９）；信号评估装置（１３）；检测器（１５）和光学数据存储介质（８），光学数据存储介质（８）有至少一个数据载层（７）和至少一个光束反射层（１１）。提供了一种形成小巧、紧凑且耐用单元的方案，在信号光束与参考光束只交叉一次的情况下，避免使用光束分束器，并仅需要最低的校准成本。物镜（９）有多个部分，至少两光束（５，６）平行穿过物镜（９）的相应部分（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ和１０ｄ），并且至少两光束（５，６）分别聚焦在光学数据存储介质中一平面上分开的位置处，在光学数据存储介质（８）中反射的至少一光束又从相应的另外部分（１０ｃ，１０ｄ）穿过物镜（９）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种尤其用于全息数据存储的全息系统，其包括用于发射辐射的辐射源，物镜，信号评估装置，检测器和光学数据存储介质，光学数据存储介质至少有一个数据载层和至少一个光束反射层。
技术介绍
此类系统通常用于存储和读取储存在数字介质中的信息。数字存储介质例如可以是市场上广泛可得的CD或DVD。对获得大容量信息的持续上升的需求要求更快更可靠的存储和读取方法。可以储存在存储介质中的信息通常可能是数字的或模拟的。在此情况下，数字数据例如可以作为二维或三维位图案。在这种情形中，被储存的数据借助于辐射源装置产生的光束被写入到数据载层并根据数据信息被调制，在这种情况下被称作位的各个信息又可以连续读出。为了进一步增大数据存储容量，可以利用全息数据存储，包括在光学数据存储介质中施加三维信息项。全息数据以每页包括一个完整的位图案的数据页形式储存和读取。此位图案可以通常按照需要地被全息存储和连续地读取。这种所谓的额外的多路复用技术使得能够在一个位置叠加许多数据页。信息项的获得包括记录和读出包含在信号光束中的光学信息项。信息的获得项可以在数字摄像机或CCD摄像机的协助下或进行进一步的光学处理转变成电信号。产生的数据位图案在全息数据存储期间通过调制器施加到信号光束上。作为信号光束和参考光束之间的干涉结果，数据被以预定的角度全息写入光学存储介质中。在此情况下采用的全息材料可以是晶体，或是包括许多合并形成单元的部分晶体，或是有机或无机光折射材料，如光聚物，因曝光而改变其折射率或吸收系数。对于信号光束和参考光束的产生，现有技术展示了用于全息储存和读出储存在位序列中的数字信息项，而位序列包括两个单独的辐射源，辐射源的辐射被检偏器分解并又被相应地准直以叠加。如文献“Realization of 1 terabyte optical disc，OPTWARE Co.Pamphletobtained at Interopt’02 in Markuhari”中所述，在大多数应用中的辐射源或者是在光束于存储介质中干涉之前光路彼此完全分离的激光束源，或者是光束借助于偏振滤光片而分开然后交叉(cross)以在存储介质中干涉的激光束源，因此文献中关于特征辐射的相干性的描述不被理解成是对光学辐射的限制。为了控制读写头相对于光学存储介质的位置，利用位置调节系统，通过在存储介质中反射的光束，用检测器进行聚焦和跟踪。在用于从光学数据存储介质中全息储存和读出数据信息项的已知读写设备中，出现的问题是读取单元的光学构造包括非常复杂的系统。分束器如偏振滤光片等依然需要，光束通常在不同的光路上传播，只要共同准直或干涉。这些复杂的光学结构要求很高的组装和校准成本，因为多个的光学组件不得不彼此相关地取向。在此类系统中读写信息项的必要的预处理是对两个相关光束非常精确的取向和定位。同样，偏光光学组件的利用也显示出这样的不利，即，通过相应的偏振器对各个光束偏振面的分解-也称作消光-有不清晰的情况，由此进一步衰减了信号的清晰度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种全息系统，特别是用于全息数据存储的全息系统，其形成小的紧凑的耐用单元，信号光束与参考光束在全息存储层仅相交一次，其避免使用分束器，只需要最低的校准成本。在根据权利要求1前序部分的用于全息数据存储系统的基础上，此目的是结合权利要求1的特征结构实现的。本专利技术的有益的改进具体见从属权利要求。本专利技术包括的技术指导在于物镜或物镜系统具有多个部分，至少两束平行传播的光在各个部分穿过物镜，并且该至少两光束聚焦在光学数据存储介质中平面上的各个单独的位置，至少一束在光学数据存储介质上反射的光在各个其它的部分上又穿过物镜。此方案具备的优点在于根据本专利技术信号光束可以与参考光束一起平行穿过物镜，由此可以在光束的行程中免除分束光学元件，尤其是基于偏振的光学元件。因此，降低信号清晰度的缺点不再出现，因为描述偏振面的非100％分解的对比度的量-消光比-总是引起数字信号的不清晰。两光束的平行的行程使得能够实现一种紧凑的系统，该系统结构小巧，并且，除了只有一个光源外，还可以用很少量的光学组件构成。改进本专利技术的另一个措施是将物镜或物镜系统设置成精确地包括四个部分，该四个部分以这样的方式形成，即精确穿过物镜的两光束在一个交扰点(crossover point)精确地交叉。这样的优点在于两光束在数据层中只交叉一次并在那儿产生清晰限定的全息层。在此情况下，物镜的各个部分彼此以这样的关系分布，即，使得借助于光束的特别交插过程来引起信号光束和参考光束之间的交叉。根据本专利技术的一种可能的改进，提出了物镜或物镜系统的部分在每种情况下形状做成半透镜，物镜具有水平两侧对称或旋转对称的形式，半透镜的弯曲指向外侧。通过这种物镜的各个部分的半透镜形状的轮廓，信号光束和参考光束以一角度穿过光学数据存储介质。这样影响两光束的信号交叉。作为半透镜形状的轮廓中弯曲的结果，光束被聚焦，这意味着可以免除专门用于聚焦光束的物镜。根据本专利技术的物镜的实施例由此实现光束偏转和聚焦的双重功能。对于分束和调制从辐射源发射的准直光束，把调制装置布置在辐射源和物镜之间是特别有利的，调制装置使辐射源发出的准直光束精确地成为两平行光束，一束作为信号光束，另一束作为参考光束。在最简单的形式中，调制装置允许激光束的一半不受阻碍地通过，成为参考光束，而激光束的另一半根据储存的数据受调制。调制装置改变入射激光束的大小和/或相位。不用说，调制装置也可以有分束光学元件。通过调制参考光束，调制装置还可以用于相位编码多路复用。除分束功能之外，调制装置额外地执行光束调制的功能，以便对于全息数据存储能够相位编码多路复用。优选地，调制装置是空间光调制器(SLM)，例如是液晶布置或微反射镜阵列。对于结构上的原因，如果参考光束可以用于调节聚焦和跟踪的位置以及光学数据存储介质的斜率(盘倾斜)，则尤其有利。优选地，参考光束通过物镜的像散聚焦透镜的下游并再被检测器检测，以便产生用于调节的校正信号。在此情况下，物镜由致动装置机械地接收，以便根据校正信号进行聚焦、盘倾斜和跟踪控制。检测器例如是四象限二极管，以便从聚焦位置和跟踪来检测参考光束的偏差。在此情况下，像散聚焦透镜用于光束成形，并包括非旋转对称透镜。替代像散法，同样可以采用其它的方法，如所谓的“光斑大小检测法”，用于产生校正信号。此方案的优点在于能够利用参考信号，所述参考信号再一次通过物镜之后被准直，并可作为自由光束而前行进入检测器。可以相对于光学数据存储介质移动物镜的致动装置能够对物镜进行位置校正，并由此再调节聚焦位置、盘倾斜和跟踪。在此情况下，用于致动装置的校正信号由检测器检测，并且被调整，由此上述的组件形成一个闭合的控制链。改进本专利技术的另一项措施是将光学数据存储介质的数据载层中交扰点处相互交叉的光束间的角度提供为90度。此措施的优点在于由于信号光束和参考光束之间90度的角度，相位编码多路复用具有最佳的功能，也即可以获得极高的存储密度。然而，不用说，该角度也可以假设为其它的值，优选为80度～100度。在实际的系统中，该角度至少部分地由透镜设计来决定。对于信号光束的评估，信号光束进入信号评估装置，所述信号评估装置布置在物镜下游，以便获取包含在信号光束中的信号。在获取数据之后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种尤其用于全息数据存储的全息系统（１），包括：一用于发出辐射（３）的辐射源（２）；信号评估装置（１３）；检测器（１５）和光学数据存储介质（８），光学数据存储介质（８）至少有一个数据载层（７）和至少一个光束反射层（１１），其特征在于：物镜（９）有多个部分，至少两光束（５，６）穿过物镜（９）的相应部分（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ），所述至少两光束分别聚焦在光学数据存储介质（８）的一平面上分开的位置处，在光学数据存储介质（８）中反射的至少一光束又从相应的另外部分（１０ｃ，１０ｄ）穿过物镜（９）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2004-10-13 102004050068.11.一种尤其用于全息数据存储的全息系统(1)，包括一用于发出辐射(3)的辐射源(2)；信号评估装置(13)；检测器(15)和光学数据存储介质(8)，光学数据存储介质(8)至少有一个数据载层(7)和至少一个光束反射层(11)，其特征在于物镜(9)有多个部分，至少两光束(5，6)穿过物镜(9)的相应部分(10a，10b，10c，10d)，所述至少两光束分别聚焦在光学数据存储介质(8)的一平面上分开的位置处，在光学数据存储介质(8)中反射的至少一光束又从相应的另外部分(10c，10d)穿过物镜(9)。2.根据权利要求1所述的全息系统(1)，其特征在于所述物镜(9)有四个部分(10a，10b，10c，10d)，这些部分(10a，10b，10c，10d)以穿过所述物镜(9)的两光束在交扰点(12)处交叉的方式形成。3.根据权利要求1或2所述的全息系统(1)，其特征在于所述物镜(9)的各个部分(10a，10b，10c，10d)在每种情况下都成形为半透镜，所述物镜(9)具有水平两侧对称或旋转对称的形式，所述半透镜的弯曲指向朝外。4.根据前面任一权利要求所述的全息系统(1)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔基姆尼特尔，
申请(专利权)人：汤姆森特许公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]