数据存储装置和方法制造方法及图纸

一种数据存储装置，包括：塑料衬底，其具有多个体积（４５１０，４５２０），布置在沿其中的多个垂直堆叠的横向延伸的层（４１１０）的轨道中；以及多个微全息图（４２０２，４２０４），每个微全息图都包含在对应的一个所述体积中；其中每个所述体积中微全息图的存在与否指示所存储的数据的对应部分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体涉及数据存储系统和方法，更特别地涉及基于光学的数据存储系统和方法，以及全息数据存储系统和方法。
技术介绍
已知数据存储系统和方法是期望的。体全息记录系统通常使用两个对向传播的激光或光束，所述激光或光束会聚在光敏全息介质内以形成干涉图案。该干涉图案导致全息介质的折射率的改变或调制。在其中一个光束被调制的情况下，响应于要编码的数据，所得到的干涉图案在强度和相位两方面对调制数据进行编码。之后可以响应于未调制的或参考光束的重新引入而检测记录的强度和相位信息，从而作为反射还原编码的数据。 常规的"基于页面"的全息存储器并行地在二维阵列或"页面"上将数据写在全息介质中。 期望的是提供一种相对简单的、便宜的且鲁棒的全息存储器系统。此外，面向比特 的全息存储器系统是期望的。
技术实现思路
—种数据存储装置，包括塑料衬底，其具有在多个垂直堆叠、横向延伸的层中沿 轨道布置的多个体积；以及多个各自包含在对应的一个体积中的微全息图；其中，每个体 积中微全息图的存在或缺乏指示所存储的数据的对应部分。附图说明 通过结合附图考虑本专利技术的优选实施例的以下详细描述可以促进对本专利技术的理 解，在附图中相似的附图标记指代相似的部分，并且 图1示出了使用对向传播的光束在介质内形成全息图的配置； 图2示出了使用对向传播的光束在介质内形成全息图的可选配置； 图3示出了使用对向传播的光束在介质内形成全息图的可选配置； 图4示出了使用对向传播的光束在介质内形成全息图的可选配置； 图5示出了使用对向传播的光束在介质内形成全息图的可选配置； 图6示出了光强度图案； 图7示出了线性介质中对应于图6的强度图案的折射率调制； 图8示出了当衍射效率是记录和读取温度之间的差的函数时全息图的预期的布 拉格解谐(本文附图中"norm"表示归一化)； 图9示出了当衍射效率是角度变化的函数时全息图的预期的布拉格解谐； 图10A-10B示出了基本线性的光学响应介质中的光强度和对应的折射率变化； 图10C-10D示出了基本非线性的光学响应介质中的光强度和对应的折射率变化； 图11A-11B示出了基本线性的光学响应介质中的光强度和对应的折射率变化； 图11C-11D示出了基本非线性的光学响应介质中的光强度和对应的折射率变化； 图12示出了作为折射率调制的函数的预期的微全息图反射率； 图13A和13B示出了在不同时间的作为位置的函数的预期的温度上升分布图 (profile); 图14A和14B示出了作为上升温度的函数的预期的折射率变化，以及对应的微全 息图读写模式； 图15A-15C示出了作为对应的光能流的函数的把材料温度提升到临界温度所需 的光束入射光束能量与归一化线性吸收之间、使用反饱和吸收剂的光束腰和距离之间，以 及使用反饱和吸收剂的透射和能流之间的预期关系。 图16A和16B示出了在介质内的预期的对向传播光束曝光，以及对应的温度增 加； 图16C示出了对应于图16A和16B的温度增加的预期的折射率变化； 图17A示出了作为时间的函数的orthonitrostilbene在25。C和160。C的归一化透射的变化； 图17B示出了作为温度的函数的orthonitrostilbene的量子效率的变化； 图17C示出了作为波长的函数的dimethylamino dinitrostilbene在25 。C和16(TC处的吸光度； 图18示出了跟踪和聚焦检测器配置； 图19A-19C示出了模拟的折射率分布的轮廓； 图20示出了撞击全息记录介质的区域的入射激光束的横截面； 图21A-21C示出了对应于图19A-19C的圆形微全息图的模拟的近场分布(z=_2 ii m);图22A-22C分别示出了对应于图21A-21C的近场分布的远场分布；图23A-23C示出了模拟的折射率分布的轮廓；图24A-24C示出了对应于图23A-23C的圆形微全息图的模拟的近场分布；图25A-25C分别示出了对应于图24A-24C的近场分布的远场分布；图26A-26D示出了跟踪和聚焦检测器配置以及示范性的感测的条件；图27是示出了聚焦和跟踪伺服系统；图28示出了具有交替方向螺旋轨道的格式化；图29示出了各种轨道开始和结束点；图30示出了包括基本圆形的微全息图的格式化；图31示出了包括伸长的微全息图的格式化；图32示出了离轴微全息图记录；图33示出了离轴微全息图反射；图34A-34C示出了离轴微全息图记录和读取；图35示出了准备母版(Master)微全息介质的配置；图36示出了根据母版微全息介质准备相配母版(Conjugatemaster)微全息介质的配置;图37示出了根据相配母版微全息介质准备分布微全息介质的配置； 图38示出了根据母版微全息介质准备分配微全息介质的配置； 图39示出了通过改变预格式化的微全息图阵列来记录数据； 图40示出了读取基于微全息图阵列的存储器装置的配置； 图41示出了存储在全息介质中的微全息图的一个层的径向定向的截面图； 图42-44示出了图41的层的各部分； 图45-48也示出了在全息介质中沿轨道存储的微全息图层的一部分的截面图，其 中轨道中的相邻比特相对于彼此有垂直偏移； 图49A和49B也示出了在全息介质中沿轨道存储的微全息图层的一部分的径向视图，其中微全息图的相邻轨道相对于彼此有垂直偏移； 图50A-52C示出了对于不同比特和轨道垂直偏移的模拟结果； 图53示出了适用于写和/或读全息介质的系统的框图，其中该全息介质中存储有多个微全息图；以及 图54示出了根据本专利技术实施例的用于调整读取微全息图的功率的过程流。 具体实施例方式要理解本专利技术的附图和描述已经被简化，以为了清楚理解本专利技术而示出相关的元 件，同时为了清楚的目的省去了在典型的全息方法和系统中看到的许多其他元件。然而，由 于这种元件在本领域是公知的，并且因为它们并不促进本专利技术的更好理解，在此不提供这 种元件的论述。本文的公开内容针对本领域技术人员已知的所有这种变型和修改。 概述 体光学存储系统具有满足高容量数据存储需求的潜力。与数字信息存储在单个 (或至多两个)反射层中的传统光盘存储格式(诸如光盘(CD)和数字多功能盘(DVD)格 式)不同，根据本专利技术的一个方面，数字内容作为多个体积中的局部化的折射率变化存储， 所述多个体积布置在存储介质中垂直堆叠、横向定向的轨道中。每个轨道可以定义对应的 横向(例如径向)定向的层。 根据本专利技术的一个方面，数据的单个比特或比特组可以编码为单独的微全息图， 每个微全息图基本上包含在对应的一个体积中。在一个实施例中，所述介质采用可注射模 制的热塑盘的形式并且呈现出一个或多个非线性的功能特性。所述非线性功能特性可以实 现为折射率变化，所述折射率变化是所经受的能量(诸如入射光强度或能量或加热)的非 线性函数。在这种实施例中，通过在给定体积的介质内产生干涉条纹，可以在该体积中将数 据的一个或多个比特选择性地编码为之后可检测的折射率调制。因此，折射率变化的三维 的分子的光响应矩阵由此可以用来存储数据。 根据本专利技术的一个方面，非线性功能特性可以建立阈值能量响应条件，在该条件 之下折射率不发生重大变化，并且在该条件之上引发折射率中可测量的变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据存储装置，包括：塑料衬底，其具有在多个垂直堆叠的横向延伸的层（４１１０）中沿轨道（ｎ＋１）布置的多个体积（４５１０，４５２０），其中在所述层中的一个常规层中至少一些所述体积相对于在该常规层中的至少其他所述体积垂直偏移；以及多个微全息图（４２０２，４２０４），每个微全息图都包含在对应的一个所述体积中；其中每个所述体积中存在或不存在微全息图指示了所存储的数据的对应部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：KB韦尔斯，任志远，BL劳伦斯，PP吴，JE赫尔希，X施，JAF罗斯，VP奥斯特罗弗霍夫，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]