单目全息数据存储系统结构技术方案

一种单目全息存储装置或系统，用于提供全息存储介质中的数据页的紧凑记录和／或读取。还提供了使用单目全息存储装置或系统执行这种数据存储和／或数据恢复的方法。另外提供了包括用于使用这种装置或系统记录或读取被记录数据的全息存储介质的产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于记录(存储)和/或读取(恢复)全息数据的全息 数据存储装置、系统、产品和方法。
技术介绍
在全息数据存储中，存在许多用于将复用的数据页记录在全息存 储介质中的相同位置的方法。将许多信息页复用到相同位置给与全息 数据存储如此巨大的可能的实际位密度(1.6Tb/ir^以上)。复用几何结 构的选择相当复杂，并且具有许多需要考虑的因素尺寸、成本、复杂性、对于诸如温度的外部环境的鲁棒性等。对于消费品而言，尺寸可能是生产廉价系统的非常重要的因素。 减少全息系统中透镜元件的数目对于减小尺寸也可能是重要的。另外，较小的空间光调制器和照相机对于尺寸减小可能是重要的。用于读写 全息存储介质的透镜的尺寸在确定系统的总体高度/尺寸方面也可能是 重要的。
技术实现思路
根据本专利技术的一个宽泛的方面，提供了一种全息数据存储装置或 系统，其使用了数据光束和参考光束在进入全息存储介质之前所通过的、可组合角度和多源复用(polytopic multiplexing)的单物镜(单目 结构)，并且使用多重全息图的相位共轭重建和读出。这些装置或系统 中的单目结构提供了全息存储介质中更为紧凑的数据页的记录和读 取。而且，根据本专利技术的另一个宽泛的方面，提供了使用这样的装置 或系统进行数据存储和/或数据恢复的方法。另外，根据本专利技术的另一 个宽泛的方面，提供了包括用于使用这样的装置或系统记录或读取记 录数据的全息存储介质的产品。附图说明以下将结合附图说明本专利技术，其中图1是显示出使用移动参考光束透镜产生角度复用光束的单目全 息存储装置或系统的数据存储的示意性视图2是显示出图1的装置或系统中的参考光束的抖动的示意性视图3是可在图1的装置或系统中使用的SLM的矩形横截面； 图4是在图1的装置或系统中使用的替换SLM的圆形横截面； 图5是显示出使用移动物镜产生角度复用光束的单目全息存储装置和系统中的数据存储的示意性视图6是显示出通过移动图5的装置或系统中的物镜抖动参考光束的示意性视图7是可在图5的装置和系统中使用的SLM的圆形横截面视图； 图8是显示出具有参考光束与数据光束的最少重叠的全息存储装 置或系统的数据存储的示意图9是显示出显示具有相同宽度的参考光束与数据光束之间的重叠的全息存储装置或系统的数据存储的示意图IO是显示出显示其中参考光束宽于数据光束的参考光束与数据 光束之间的重叠的全息存储装置或系统的数据存储的示意图11是显示出根据本专利技术的一个实施例的、显示较宽的参考光束 与数据光束的内、外部分之间的重叠区域的全息存储装置或系统的数 据存储的示意图12是其中物镜位于极限位置的数据光束和参考光束的角域表示；图13是其中示出光栅矢量的数据光束和参考光束的角域表示； 图14是示出光栅矢量的数据光束和与图13中不同的参考光束角 的角域表示；图15是角锥棱镜对入射光束的作用的示意性视图16是显示出根据本专利技术的一个实施例的使用处于相位共轭几何结构的图15的角锥棱镜的单目全息存储装置和系统的数据恢复的示意图17是显示出根据本专利技术的一个实施例的使用处于不同相位共轭 几何结构的图15的角锥棱镜的单目全息存储装置和系统的数据恢复的 示意图18是显示出根据本专利技术的一个实施例的使用处于相位共轭几何 结构的角锥棱镜阵列的单目全息存储装置和系统的数据恢复的示意 图19是显示出根据本专利技术的一个实施例的使用另 一相位共轭几何 结构的单目全息存储装置或系统的数据恢复的示意图20是在图19的装置或系统中使用的空间光调制器(SLM)的 俯视图21是根据本专利技术的一个实施例的电光(EO)晶体装置或系统的 示意图22是显示出根据本专利技术的一个实施例的使用图21的EO晶体装 置或系统的单目全息存储装置或系统的数据恢复的示意图23是根据本专利技术的一个实施例的衍射装置或系统的示意图； 图24是显示出根据本专利技术的一个实施例的使用图23的衍射装置或系统的单目全息存储装置或系统的数据恢复的示意图25是显示出根据本专利技术的一个实施例的单目全息存储装置或系 统的数据存储的示意图26是图25的相同或相似的装置或系统的、然而显示出数据恢 复的示意图27是显示出根据本专利技术的一个实施例的单目全息存储装置或系 统的数据存储的示意图28是图27的相同或相似的装置或系统的、然而显示出数据恢 复的示意图29是根据本专利技术的一个实施例的显示出数据存储和数据恢复两 者的单目全息存储装置或系统的示意图30是示意性地显示出根据本专利技术的一个实施例的处于记录(写) 配置的各种组件的、单目全息存储装置或系统的一个实施例的结构图31是图30的装置或系统的、然而处于读(恢复)配置的结构图32显示出对于图30的装置或系统的、全息图的布拉格选择性 与标准理论布拉格角度选择性相比较的扫描；图33显示出通过移动图30的装置或系统的参考光束透镜而复用 的13个全息图的信噪比(SNR)和相对强度的曲线图34显示出恢复的数据页的图像；并且图35显示出图34的恢复的数据页的SNR图。具体实施例方式在说明本专利技术之前定义一些术语是有利的。应该理解的是以下定 义在整个本申请中使用。定义在术语的定义偏离该术语的常用含义的情况下，除特别指明以外， 申请人:意在使用以下提供的定义。对于本专利技术，术语"相干光束"指包括具有特定(例如，恒定) 相位关系的波的光束，例如激光束。相干光束也可指在光束方向的法线上的各点处的所有电磁波的相位相同的光。对于本专利技术，术语"角锥棱镜"或"角形反射器"指具有三个相 互垂直的反射面的部分立方体的形状的光学装置。这样的光学装置将任何入射角度的光束在例如图15中所示的角锥棱镜内部反射三次之 后，沿与入射光束平行的方向进行反射。对于本专利技术，术语"数据光束"指包含数据信号的光束。例如， 数据光束可包括已由诸如空间光调制器(SLM)的调制器进行调制的 光束，以及响应于入射在全息存储介质上的参考光束而生成的、包括 数据的光束。数据光束的调制可以是振幅、相位或振幅和相位的某种 组合。SLM可以是反射的或透射的。数据光束可被调制为双态或多态。对于本专利技术，术语"数据调制光束"指己由诸如空间光调制器 (SLM)的调制器进行调制的数据光束。数据光束的调制可以是振幅、 相位或振幅和相位的某种组合。SLM可以是反射的或透射的。数据光 束可被调制为双态或多态。对于本专利技术，术语"数据调制器"指能够从信号光束将数据以一 维或二维光学地表示的任何装置。对于本专利技术，术语"数据页"或"页"指关于全息术所使用的数 据页的常规含义。例如，数据页可以是将被记录或记录在全息存储介 质中的数据的页面(即，数据的二维集合)、 一幅或多幅图像等。对于本专利技术，术语"探测器"指能够检测事物的任何类型的装置。 例如，示例性的探测器可包括能够检测光的存在或强度的装置，例如， 照相机或四元元件(quad cell),互补金属氧化物半导体(CMOS)成 像传感器或阵列，电荷耦合器件(CCD)阵列等。对于本专利技术，术语"盘"指盘状全息存储介质。对于本专利技术，术语"抖动"指前后移动例如透镜、镜、反射层等 的物体。对于本专利技术，术语"全息光栅"、"全息照相(holograph)"、或"全 息图(hologram)"(此后共同地且可互换地称为"全息图")被用于常 规意义，指在信号光束和参考光束相互干涉时所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全息存储装置或系统，包括：　用于生成参考光束的参考光束源；　用于生成数据光束的数据光束源；　所述数据光束和参考光束在进入全息存储介质之前通过的物镜；和　用于移动所述物镜从而改变所述参考光束相对于所述全息存储介质的 角度的物镜移动装置，其中所述参考光束和数据光束在通过所述物镜之后干涉，以在所述全息存储介质中记录一个或多个数据页。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：KR柯蒂斯，KE安德森，F施洛特奥，井手达朗，嶋田坚一，岛野健，宫本治一，
申请(专利权)人：英法塞技术公司，株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：US[美国]