專利名稱：全息數(shù)據(jù)記錄裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及全息數(shù)據(jù)記錄裝置和方法；尤其涉及利用柱狀光學(xué)體，通過角度復(fù)用，能夠在全息介質(zhì)上記錄多幅全息數(shù)據(jù)的全息數(shù)據(jù)記錄裝置和方法。
背景技術(shù)：
常規(guī)的全息存儲(chǔ)器系統(tǒng)通常采用逐頁(page-by-page)存儲(chǔ)方法。諸如SLM(空間光調(diào)制器)的輸入設(shè)備以二維陣列形式(稱為一頁)顯示所要記錄的數(shù)據(jù)，而諸如CCD攝像機(jī)的檢測器陣列用于在讀出時(shí)恢復(fù)(retrieve)所記錄的數(shù)據(jù)。還提出其他的結(jié)構(gòu)，其中采用逐位記錄來代替逐頁方法。但是，所有這些系統(tǒng)都存在這樣一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即它們需要記錄巨大數(shù)量的單獨(dú)的全息圖，以便充滿存儲(chǔ)器達(dá)到其最高容量。利用兆位大小陣列的典型頁向(page-oriented)系統(tǒng)需要記錄幾十萬個(gè)全息圖頁，以達(dá)到100GB或更大的容量。即使利用毫秒級(jí)的全息圖曝光時(shí)間，填充100GB級(jí)存儲(chǔ)器所需的總記錄時(shí)間，縱使不為數(shù)小時(shí)，也很容易達(dá)到至少幾十分鐘。因此，已經(jīng)開發(fā)出了另一種常規(guī)的全息ROM系統(tǒng)，其中用于產(chǎn)生100GB級(jí)容量磁盤所需的時(shí)間可以降低至一分鐘以內(nèi)，并可能達(dá)到幾秒的數(shù)量級(jí)。


圖1是示意性地示出了用于在盤型全息介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)的常規(guī)方法的視圖。如圖1中所示，數(shù)據(jù)掩模48放置在用作光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)的全息介質(zhì)50之上，而圓錐反射鏡32放置在全息介質(zhì)50之下。為了在全息介質(zhì)50上記錄數(shù)據(jù)，信號(hào)光束經(jīng)過數(shù)據(jù)掩模48的位樣式(bit pattern)向下輻射到全息介質(zhì)50的上表面上，同時(shí)參考光束，在由圓錐反射鏡32反射之后，輻射到全息介質(zhì)50的下表面上。信號(hào)光束與參考光束在全息介質(zhì)50上干涉，由此根據(jù)數(shù)據(jù)掩模48的位樣式在全息介質(zhì)50上記錄全息數(shù)據(jù)。
當(dāng)使用具有不同底角的圓錐反射鏡時(shí)，可以通過角度復(fù)用在全息介質(zhì)50的同一物理空間上記錄多幅全息數(shù)據(jù)(參見Ernest Chuang等人的美國專利申請(qǐng)公開US2003/0161246A1，“全息盤記錄系統(tǒng)”)。
圖2示出常規(guī)的全息ROM系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光源10；快門12；反射鏡14，28，34，40；HWP(半波片)16，24，36；空間濾波器18，30，42；透鏡20，44；PBS(偏振光束分束器)22；偏振器26，38；圓錐反射鏡32；數(shù)據(jù)掩模48；和全息介質(zhì)50。
光源10發(fā)射固定波長的激光束，例如，所述波長為532nm。當(dāng)在全息介質(zhì)50上記錄數(shù)據(jù)時(shí)，僅具有一種線偏振類型的激光束，例如為P-偏振或S-偏振的激光束，經(jīng)過快門12入射到反射鏡14上，此時(shí)快門12打開以使激光束從中通過。反射鏡14將激光束反射到HWP 16。HWP 16使激光束的偏振旋轉(zhuǎn)θ角(優(yōu)選為45°)。然后，偏振旋轉(zhuǎn)后的激光束送入空間濾波器18，該濾波器用于除去偏振旋轉(zhuǎn)的激光束中包括的噪聲。然后，使偏振旋轉(zhuǎn)后的激光束入射(provide)到透鏡20，該透鏡用于使該激光束的光束尺寸擴(kuò)大到一預(yù)定尺寸。之后，擴(kuò)束后的激光束入射到PBS 22。
PBS 22用于沿S1路徑透射，例如，水平偏振激光束，即P-偏振光束，并且沿S2路徑反射，例如，垂直偏振激光束，即S-偏振光束，其中，所述PBS通過反復(fù)沉積至少兩種具有不同折射率的材料而制成。這樣，PBS 22將擴(kuò)束后的激光束分成分別具有不同偏振的透射激光束(在下文稱為參考光束)和反射激光束(在下文稱為信號(hào)光束)。
反射鏡34反射信號(hào)光束，例如該信號(hào)光束具有S-偏振。然后反射的信號(hào)光束相繼經(jīng)過HWP 36和偏振器38入射到反射鏡40。由于HWP 36能夠使信號(hào)光束的偏振旋轉(zhuǎn)θ′度，偏振器38用于僅僅使P-偏振信號(hào)光束得以通過，因此HWP 36和偏振器38能夠通過改變角度θ′來調(diào)節(jié)到達(dá)反射鏡40的P-偏振信號(hào)光束的量。然后，通過反射鏡40將P-偏振信號(hào)光束向空間濾波器42反射，該空間濾波器用于除去信號(hào)光束的空間噪聲，并使其高斯光束得以從中透射。接著，完全高斯型的信號(hào)光束入射到透鏡44，該透鏡用于將信號(hào)光束的光束尺寸擴(kuò)大到一預(yù)定尺寸。之后，擴(kuò)束后的信號(hào)光束經(jīng)數(shù)據(jù)掩模48投射到全息介質(zhì)50上。用于顯示所要記錄的數(shù)據(jù)樣式的數(shù)據(jù)掩模48起到輸入設(shè)備，例如空間光調(diào)制器(SLM)的作用。
同時(shí)，參考光束相繼經(jīng)過HWP 24和偏振器26送到反射鏡28。由于HWP 24能夠?qū)⒖脊馐钠裥D(zhuǎn)θ″度，且偏振器26用于僅僅使P-偏振參考光束得以通過，因此HWP 24和偏振器26能夠通過改變?chǔ)取鍋碚{(diào)節(jié)到達(dá)反射鏡28的P-偏振參考光束的量。因此，參考光束的偏振與信號(hào)光束的偏振相同。然后反射鏡28將P-偏振參考光束朝空間濾波器30反射，該空間濾波器用于除去參考光束的空間噪聲，并使其高斯光束從中透射。然后，完全高斯光束的參考光束投射到圓錐反射鏡32(該圓錐反射鏡32是具有圓形底面的圓錐，并且在圓形底面和錐面之間具有預(yù)設(shè)的底角)，該圓錐反射鏡通過支架(未示出)固定。該圓錐反射鏡32將參考光束朝全息介質(zhì)50反射。反射的參考光束在全息介質(zhì)50上的入射角由圓錐反射鏡32的底角來確定。
當(dāng)在上述全息數(shù)據(jù)記錄裝置中使用具有不同底角的圓錐反射鏡時(shí)，可以通過角度復(fù)用在全息介質(zhì)50的同一物理空間中記錄全息數(shù)據(jù)。換句話說，在全息數(shù)據(jù)記錄裝置中使用底角不同于圓錐反射鏡32的底角的另一個(gè)圓錐反射鏡，來代替圓錐反射鏡32，使參考光束輻射到全息介質(zhì)50上的入射角發(fā)生變化，從而使參考光束和信號(hào)光束產(chǎn)生新的干涉圖。這樣，通過角度復(fù)用可以在全息介質(zhì)50上記錄新的全息數(shù)據(jù)。
但是，常規(guī)的全息數(shù)據(jù)記錄裝置存在這樣的問題，即為了使參考光束以所需的入射角朝盤型全息介質(zhì)反射，需要利用具有特定底角的圓錐反射鏡，其中該特定底角能夠提供所需的入射角。這樣，為了通過角度復(fù)用在全息介質(zhì)上記錄多幅全息數(shù)據(jù)，所需的圓錐反射鏡的數(shù)量必須與所需的參考光束入射角的數(shù)量相同，從而增加了全息數(shù)據(jù)記錄裝置的成本。
而且，更換每個(gè)圓錐反射鏡是困難且復(fù)雜的過程，從而降低了記錄速度。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的目的是提供，通過角度復(fù)用，能夠在全息介質(zhì)的同一物理空間中記錄多幅全息數(shù)據(jù)的全息數(shù)據(jù)記錄裝置和方法，其中，通過僅利用一個(gè)柱狀光學(xué)體來改變參考光束的入射角，從而提高了全息數(shù)據(jù)記錄速度，并降低其成本。
依照本發(fā)明的第一方面，提供一種全息數(shù)據(jù)記錄裝置，包括信號(hào)光束構(gòu)圖單元，用于將信號(hào)光束輻射到全息介質(zhì)上，該信號(hào)光束包括待記錄的數(shù)據(jù)樣式；柱狀光學(xué)體，包括柱狀反射面，通過該柱狀光學(xué)體可使以各個(gè)入射角交替地入射到其上的第一和第二參考光束交替朝全息介質(zhì)反射；入射角控制單元，用于控制第一和第二參考光束入射到該柱狀光學(xué)體上的入射角，其中通過信號(hào)光束與第一和第二參考光束在全息介質(zhì)上的相互干涉，而在全息介質(zhì)上記錄該數(shù)據(jù)樣式。
依照本發(fā)明的第二方面，提供一種全息數(shù)據(jù)記錄裝置，包括信號(hào)光束構(gòu)圖單元，用于將信號(hào)光束輻射到全息介質(zhì)上，該信號(hào)光束包括待記錄的數(shù)據(jù)樣式；半錐形光束產(chǎn)生單元，用于將入射到其上的第一和第二參考光束轉(zhuǎn)變?yōu)榘脲F形光束，該半錐形光束在其每一端都具有半圓形截面，且半圓形截面的中心位于全息介質(zhì)的中心軸上，然后將第一和第二參考光束交替地輻射到全息介質(zhì)上；以及一個(gè)入射角控制單元，用于控制第一和第二參考光束輻射到半錐形光束產(chǎn)生單元上的入射角，其中，通過使信號(hào)光束與第一和第二參考光束在全息介質(zhì)上相互干涉，而在全息介質(zhì)上記錄該數(shù)據(jù)樣式。
依照本發(fā)明的第三方面，提供一種全息數(shù)據(jù)記錄方法，用于通過使具有數(shù)據(jù)樣式的信號(hào)光束與參考光束相互干涉，而將該數(shù)據(jù)樣式記錄在全息介質(zhì)上，包括以下步驟將第一和第二參考光束交替地輻射到具有柱狀反射面的柱狀光學(xué)體上，通過該柱狀光學(xué)體將第一和第二參考光束交替地朝該全息介質(zhì)反射，由此通過使信號(hào)光束與第一和第二參考光束在全息介質(zhì)上相互干涉而記錄該數(shù)據(jù)樣式；通過控制第一和第二參考光束輻射到該柱狀光學(xué)體上的入射角，來改變第一和第二參考光束入射到全息介質(zhì)上的入射角，由此在全息介質(zhì)上可疊加地記錄新的數(shù)據(jù)樣式。
依照本發(fā)明的第四方面，提供一種全息數(shù)據(jù)記錄方法，包括以下步驟將光源發(fā)出的參考光束分為第一參考光束和第二參考光束；將第一和第二參考光束以關(guān)于光學(xué)體的中心軸對(duì)稱的第一對(duì)稱角交替地輻射到該光學(xué)體上；由該光學(xué)體反射該第一和第二參考光束，由此將該第一和第二參考光束，以關(guān)于光學(xué)體的中心軸對(duì)稱的第二對(duì)稱角，交替地輻射到全息介質(zhì)上；以及，使第一和第二參考光束與其上包括數(shù)據(jù)樣式的信號(hào)光束在全息介質(zhì)上相互干涉，由此在全息介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)樣式。
依照本發(fā)明的第五方面，提供一種全息數(shù)據(jù)記錄方法，包括以下步驟將光源發(fā)出的參考光束分為N條子參考光束；將這些子參考光束交替地輻射到光學(xué)體上，從而將這些子參考光束引向該光學(xué)體的中心軸；由該光學(xué)體反射這些子參考光束，由此使這些子參考光束以關(guān)于該光學(xué)體中心軸對(duì)稱的預(yù)定入射角交替地輻射到全息介質(zhì)上；以及，使這些子參考光束與其上包括數(shù)據(jù)樣式的信號(hào)光束在全息介質(zhì)上相互干涉，由此在全息介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)樣式，其中N是自然數(shù)。
依照本發(fā)明的第六方面，提供一種全息數(shù)據(jù)記錄裝置，包括數(shù)據(jù)掩模，用于將信號(hào)光束輻射到全息介質(zhì)上，該信號(hào)光束包括待記錄的數(shù)據(jù)樣式；半柱狀光學(xué)體，其包括半柱狀反射面，通過該光學(xué)體可使入射到其上的參考光束朝全息介質(zhì)反射；以及控制單元，用于旋轉(zhuǎn)該數(shù)據(jù)掩模和該全息介質(zhì)，由此控制由半柱狀反射面反射的參考光束，該參考光束交替地輻射到該全息介質(zhì)的第一和第二記錄區(qū)，其中通過使信號(hào)光束與參考光束在全息介質(zhì)上相互干涉而在全息介質(zhì)上記錄該數(shù)據(jù)樣式。
依照本發(fā)明的第七方面，提供一種全息數(shù)據(jù)記錄方法，包括以下步驟將光源發(fā)出的激光束分為信號(hào)光束和參考光束；將該信號(hào)光束輻射到全息介質(zhì)的上表面上，同時(shí)參考光束在通過半柱狀光學(xué)體的反射面反射之后輻射到該全息介質(zhì)的下表面上，由此在全息介質(zhì)的第一記錄區(qū)記錄全息數(shù)據(jù)；使數(shù)據(jù)掩模和全息介質(zhì)旋轉(zhuǎn)180°；該信號(hào)光束輻射到該全息介質(zhì)的上表面上，同時(shí)，參考光束在通過半柱狀光學(xué)體的反射面反射之后輻射到全息介質(zhì)的下表面上，由此在全息介質(zhì)的第二記錄區(qū)記錄全息數(shù)據(jù)。
附圖簡述根據(jù)以下結(jié)合附圖給出的優(yōu)選實(shí)施方案的描述，本發(fā)明的上述和其他目的和特征將會(huì)更加清楚，其中圖1示意性地示出了常規(guī)全息數(shù)據(jù)記錄方法的視圖；圖2示出了用于說明常規(guī)全息數(shù)據(jù)記錄裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖3示意性地示出了依照本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方案的全息數(shù)據(jù)記錄方法；圖4給出了用于說明依照本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方案的柱狀光學(xué)體的入射光束和反射光束的光路的視圖；圖5給出了用于說明依照本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方案的，在柱狀光學(xué)體的反射面處光束反射的視圖；圖6示出了依照本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方案的全息數(shù)據(jù)記錄裝置的結(jié)構(gòu)；圖7示意性地示出了依照本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施方案的全息數(shù)據(jù)記錄方法的視圖；圖8A和8B表示依照本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施方案的柱狀光學(xué)體的入射光束和反射光束的光路的視圖；圖9表示依照本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施方案的全息數(shù)據(jù)記錄裝置的結(jié)構(gòu)；圖10示意性地示出了依照本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施方案的全息數(shù)據(jù)記錄方法的視圖；圖11表示依照本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施方案的全息數(shù)據(jù)記錄裝置的結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選實(shí)施方案詳述<第一優(yōu)選實(shí)施方案>
圖3是示意性地示出了依照本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方案的全息數(shù)據(jù)記錄方法，其中與圖1中出現(xiàn)的相同的部件用相同的附圖標(biāo)記來表示。數(shù)據(jù)掩模48置于全息介質(zhì)50之上，該數(shù)據(jù)掩模用于將具有數(shù)據(jù)樣式(data pattern)的信號(hào)光束照射到全息介質(zhì)50上。此外，柱狀光學(xué)體102置于全息介質(zhì)50之下，該光學(xué)體的反射面覆蓋360°角度區(qū)域，并由柱面反射鏡102a和102b構(gòu)成。如圖4所示，柱面反射鏡102a和102b的聚焦軸A置于全息介質(zhì)50的中心軸上，其中柱面反射鏡102a和102b具有由兩個(gè)柱面反射鏡102a和102b結(jié)合而形成的反射面聚焦軸，。
信號(hào)光束經(jīng)過數(shù)據(jù)掩模48的位樣式49輻射到全息介質(zhì)50的上表面上。在這里，如果第一參考光束以預(yù)定角度輻射到柱狀光學(xué)體102上，那么柱狀光學(xué)體102a將第一參考光束朝全息介質(zhì)50反射。由于柱狀光學(xué)體102的光學(xué)反射性質(zhì)，投射到柱狀光學(xué)體102的平行入射光束由柱狀光學(xué)體102反射，就好像該反射光束從位于柱狀光學(xué)體102a的聚焦軸A的虛擬軸光源發(fā)出。因此，考慮到從全息介質(zhì)50觀察的平面視圖，第一參考光束是從全息介質(zhì)50的中心軸的180°角度區(qū)域內(nèi)輻射出的。在這里，輻射到全息介質(zhì)50的第一參考光束具有半錐形截面。第一參考光束在其每一端都具有半圓形光截面，該半圓形光截面的中心位于全息介質(zhì)50的中心軸。因此，當(dāng)根據(jù)柱狀光學(xué)體102a和柱狀光學(xué)體102b之間的接觸界面，將全息介質(zhì)50的記錄區(qū)分成第一記錄區(qū)和第二記錄區(qū)時(shí)，第一參考光束與信號(hào)光束在全息介質(zhì)50的第一記錄區(qū)干涉，由此響應(yīng)于數(shù)據(jù)掩模48的位樣式而記錄全息數(shù)據(jù)。
接著，當(dāng)阻止第一參考光束輻射到柱狀光學(xué)體102上時(shí)，第二參考光束，沿著與入射到柱狀光學(xué)體102的第一參考光束的傳播方向關(guān)于接觸界面對(duì)稱的方向，輻射到柱狀光學(xué)體102上。然后，通過柱狀光學(xué)體102b使第二參考光束朝全息介質(zhì)50反射，該反射方向與朝向全息介質(zhì)50反射的第一參考光束的傳播方向關(guān)于接觸界面對(duì)稱。第二參考光束輻射到全息介質(zhì)50上相對(duì)于聚焦軸A的180°角度區(qū)域內(nèi)，并且輻射到全息介質(zhì)50的第二參考光束具有半錐形截面。第二參考光束在其每一端都具有半圓形光截面，該半圓形光截面的中心位于全息介質(zhì)50的中心軸。因此，第二參考光束與信號(hào)光束在全息介質(zhì)50的第二記錄區(qū)干涉，由此響應(yīng)于數(shù)據(jù)掩模48的位樣式而記錄全息數(shù)據(jù)。
因此，如果交替輻射到柱狀光學(xué)體102上的第一參考光束和第二參考光束的入射角改變，那么輻射到全息介質(zhì)50上的第一參考光束和第二參考光束的入射角也改變，從而可以通過角度復(fù)用將新的全息數(shù)據(jù)疊加地記錄在全息介質(zhì)50上。
如上所述，交替地將第一參考光束和第二參考光束輻射到柱狀光學(xué)體102上，因?yàn)楫?dāng)?shù)谝粎⒖脊馐偷诙⒖脊馐瑫r(shí)輻射到柱狀光學(xué)體102上時(shí)，在柱狀光學(xué)體102a和柱狀光學(xué)體102b之間的接觸界面上會(huì)產(chǎn)生分散的光束，如圖5所示。
如圖6所示，依照本發(fā)明的全息數(shù)據(jù)記錄裝置包括光源10；反射鏡14，34，40，106，112，114；偏振光束分束器(PBS)22和104；柱狀光學(xué)體102；用于形成矩形光束的矩形狹縫110，118；第一入射角控制單元108；第二入射角控制單元116；數(shù)據(jù)掩模48；和全息介質(zhì)50。此外，全息數(shù)據(jù)記錄裝置進(jìn)一步包括快門12，230，240；半波片(HWP)16，24，35；空間濾波器18，30，42；放大透鏡20，44；和偏振器26，38。
從光源10發(fā)出的激光束是線偏振的，例如P-或S-偏振。從光源10發(fā)出的激光束由PBS 22進(jìn)行分束，然后沿兩條光路S1和S2傳播。之后，沿光路S2傳播的已分束的激光束由PBS 104進(jìn)行分束，然后沿兩條光路S21和S22傳播。
由PBS 22分束的信號(hào)光束沿光路S1傳播，然后按照與圖1的常規(guī)全息數(shù)據(jù)記錄裝置所述的相同方式輻射到全息介質(zhì)50上。
由PBS 22分束的參考光束沿光路S2傳播，即依次穿過HWP 24，偏振器26，空間濾波器30，PBS 104。該參考光束由PBS 104分成沿光路S21傳播的第一參考光束和沿光路S22傳播的第二參考光束。
在光路S21上，通過打開(或者通過關(guān)閉)快門230可將第一參考光束入射到(或者阻止其入射到)矩形狹縫110。如果第一參考光束透射到矩形狹縫110，那么通過矩形狹縫110可使圓形的第一參考光束轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦蔚牡谝粎⒖脊馐?，然后將矩形形式的第一參考光束入射到反射鏡106上。之后，反射鏡106將第一參考光束朝柱狀光學(xué)體102反射。在柱狀光學(xué)體102處，將第一參考光束朝全息介質(zhì)50反射。
在光路S22上，通過打開(或者通過關(guān)閉)快門240可將第二參考光束入射到(或者阻止其入射到)矩形狹縫118。如果第二參考光束透射到矩形狹縫118，那么通過反射鏡112將圓形的第二參考光束朝矩形狹縫118反射，然后通過矩形狹縫118使其轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦喂馐?，接著將矩形形式的第二參考光束入射到反射鏡114上。之后，反射鏡114將第二參考光束朝柱狀光學(xué)體102反射。在柱狀光學(xué)體102處，將第二參考光束朝全息介質(zhì)50反射。
由于控制輻射到全息介質(zhì)50的信號(hào)光束，第一參考光束和第二參考光束，使其具有相同的偏振模式，因此信號(hào)光束與第一和第二參考光束在全息介質(zhì)50上相互干涉。例如，當(dāng)信號(hào)光束是S-偏振的，那么第一和第二參考光束也必須是S-偏振的。而且，第一和第二參考光束在關(guān)于接觸界面對(duì)稱的方向上，以相同的入射角輻射到柱狀光學(xué)體102上，然后通過柱狀光學(xué)體102在關(guān)于接觸界面對(duì)稱的方向上以相同的反射角朝全息介質(zhì)50反射。
就在分別放置于光路S21和S22上的反射鏡106和114處觀察的柱狀光學(xué)體102的平面視圖而言，該柱狀光學(xué)體102看起來像是一個(gè)矩形。這樣，當(dāng)通過矩形狹縫110和118使圓形的第一和第二參考光束轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦蔚牡谝缓偷诙⒖脊馐鴷r(shí)，矩形的第一和第二參考光束中每一個(gè)的尺寸，即寬度，必須調(diào)整為等于柱狀光學(xué)體102的尺寸，即直徑。如果第一和第二參考光束沒有調(diào)整為柱狀光學(xué)體102的尺寸，那么可能在全息介質(zhì)50上產(chǎn)生不希望有的信號(hào)和參考光束的干涉圖。
依照本發(fā)明的全息數(shù)據(jù)記錄裝置，能夠在控制反射鏡106和114的布置角以及交替打開/關(guān)閉的快門230，240的同時(shí)，通過角度復(fù)用在全息介質(zhì)50的同一物理空間中記錄新的全息數(shù)據(jù)，如圖3中所述。換句話說，當(dāng)通過第一和第二入射角控制單元108和116來控制反射鏡106和114的布置角時(shí)，可改變輻射到柱狀光學(xué)體102上的第一和第二參考光束的入射角。這樣，可改變由柱狀光學(xué)體102反射的第一和第二參考光束的反射角，從而也改變了輻射到全息介質(zhì)50上的第一和第二參考光束的入射角。因此，改變了入射角的第一和第二參考光束與信號(hào)光束在全息介質(zhì)50上相互干涉，由此通過角度復(fù)用在全息介質(zhì)50上形成新的干涉圖。換句話說，每當(dāng)新的信號(hào)光束輻射到全息介質(zhì)50上時(shí)，就調(diào)整第一和第二參考光束的入射角。在這里，必須通過第一和第二入射角控制單元108和116來調(diào)整兩個(gè)反射鏡106和114的布置角，以使其關(guān)于接觸界面對(duì)稱。
<第二優(yōu)選實(shí)施方案>
在上述第一優(yōu)選實(shí)施方案中，柱狀光學(xué)體102通過使兩個(gè)柱面反射鏡102a和102b結(jié)合到一起而構(gòu)成，從而使柱狀光學(xué)體102的聚焦軸A位于全息介質(zhì)50的中心軸上。但是，將兩個(gè)柱面反射鏡102a和102b結(jié)合到一起需要高的加工精度，如圖5中所示，如果柱面反射鏡102a和102b沒有精確地彼此結(jié)合，那么在柱狀光學(xué)體102a和柱狀光學(xué)體102b之間的接觸界面上會(huì)產(chǎn)生分散光束。因此，在第二優(yōu)選實(shí)施方案中，在構(gòu)成柱狀光學(xué)體的兩個(gè)柱面反射鏡之間插入固定厚度的無反射板，由此便于柱狀光學(xué)體的制造，并防止在柱面反射鏡之間的接觸界面處產(chǎn)生分散光束。
圖7是示意性地示出了依照本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施方案的全息數(shù)據(jù)記錄方法的附圖，其中與圖3中出現(xiàn)的相同的部件用相同的附圖標(biāo)記來表示。數(shù)據(jù)掩模48置于全息介質(zhì)50之上，該數(shù)據(jù)掩模用于將具有數(shù)據(jù)樣式的信號(hào)光束照射到全息介質(zhì)50上。此外，柱狀光學(xué)體210置于全息介質(zhì)50之下，該光學(xué)體的反射面覆蓋360°角度區(qū)域，并由柱面反射鏡212和214構(gòu)成。參考圖8A和8B，通過使兩個(gè)柱面反射鏡212和214與插入到該兩反射鏡之間的固定厚度的無反射板216結(jié)合在一起而構(gòu)成柱狀光學(xué)體210，從而使柱面反射鏡212的聚焦軸B和柱面反射鏡214的聚焦軸C具有預(yù)定的間距d。
信號(hào)光束經(jīng)過數(shù)據(jù)掩模48的位樣式49輻射到全息介質(zhì)50的上表面上。在這里，如果當(dāng)柱面反射鏡212的聚焦軸B置于全息介質(zhì)50的中心軸上，并且當(dāng)阻止第二參考光束輻射時(shí)，第一參考光束以預(yù)定角度輻射到柱面反射鏡212上，那么通過柱面反射鏡212將第一參考光束朝全息介質(zhì)50反射，如圖8A所示。由于柱狀光學(xué)體102的光學(xué)反射性質(zhì)，投射到柱狀光學(xué)體102的平行入射光束由柱狀光學(xué)體102反射，就好像該反射光束從位于柱面反射鏡212的聚焦軸B的虛擬軸光源發(fā)出。
因此，就從全息介質(zhì)50觀察到的平面圖而言，第一參考光束是從全息介質(zhì)50的中心軸的180°角度區(qū)域內(nèi)輻射出的。在這里，輻射到全息介質(zhì)50的第一參考光束具有半錐形截面。第一參考光束在其每一端都具有半圓形光截面，該半圓形光截面的中心位于全息介質(zhì)50的中心軸，如在本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方案中所述的。因此，當(dāng)根據(jù)無反射板216的平分面(與連接聚焦軸B和C的直線相垂直的面)，將全息介質(zhì)50的記錄區(qū)分成第一記錄區(qū)和第二記錄區(qū)時(shí)，第一參考光束與信號(hào)光束在全息介質(zhì)50的第一記錄區(qū)相互干涉，由此響應(yīng)于數(shù)據(jù)掩模48的位樣式以記錄全息數(shù)據(jù)。
接著，通過使柱狀光學(xué)體210的位置移動(dòng)間距d，柱面反射鏡214的聚焦軸C的位置變?yōu)橹糜谌⒔橘|(zhì)50的中心軸上。之后，當(dāng)阻止第一參考光束輻射到柱面反射鏡212上時(shí)，第二參考光束沿著與入射到柱面反射鏡212的第一參考光束的傳播方向關(guān)于不反射表面216的平分面對(duì)稱的方向(以相同入射角)輻射到柱面反射鏡214上。然后，如圖8B所示，通過柱面反射鏡214使第二參考光束沿著與朝全息介質(zhì)50反射的第一參考光束的傳播方向關(guān)于不反射板216的平分面對(duì)稱的方向上(以相同反射角)朝全息介質(zhì)50反射。第二參考光束輻射到全息介質(zhì)50上相對(duì)于聚焦軸C的180°角度區(qū)域內(nèi)，并且輻射到全息介質(zhì)50的第二參考光束具有半錐形截面。第二參考光束在其每一端都具有半圓形光截面，該半圓形光截面的中心位于全息介質(zhì)50的中心軸。因此，第二參考光束與信號(hào)光束在全息介質(zhì)50的第二記錄區(qū)干涉，由此響應(yīng)于數(shù)據(jù)掩模48的位樣式記錄全息數(shù)據(jù)。
因此，控制柱狀光學(xué)體210的聚焦軸B和C的位置從而使其交替置于全息介質(zhì)50的中心軸上。具體來說，當(dāng)聚焦軸B置于全息介質(zhì)50的中心軸上時(shí)，第一參考光束輻射到柱狀光學(xué)體210上，當(dāng)聚焦軸C置于全息介質(zhì)50的中心軸上時(shí)，第二參考光束輻射到柱狀光學(xué)體210上。而且，如果改變輻射到全息介質(zhì)50的第一參考光束和第二參考光束的入射角，那么通過角度復(fù)用可將新的全息數(shù)據(jù)疊加地記錄在全息介質(zhì)50上。
圖9示出依照本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施方案的全息數(shù)據(jù)記錄裝置的結(jié)構(gòu)圖，其中與圖6中相同的部件用相同的附圖標(biāo)記來表示。依照本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施方案的全息數(shù)據(jù)記錄裝置包括光源10；反射鏡14，28，34，106，112，114；PBS 22和104；柱狀光學(xué)體210；矩形狹縫110和118；第一角度控制器108；第二角度控制器116；用于控制柱狀光學(xué)體210的聚焦軸位置的位置控制器220；數(shù)據(jù)掩模48；和全息介質(zhì)50。此外，依照本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施方案的全息數(shù)據(jù)記錄裝置包括快門12，230，240；HWP 16，24，36；空間濾波器18，30，42；擴(kuò)束透鏡20，44；和偏振器26，38。
在依照本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施方案的全息數(shù)據(jù)記錄裝置中的光路S1，S21和S22與如圖6和9中所示的本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施方案的光路S1，S21和S22相同，因此省略了對(duì)其的描述。
在本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方案中，通過用于移動(dòng)柱狀光學(xué)體210位置的位置控制器220可將柱狀光學(xué)體210的聚焦軸的位置置于全息介質(zhì)50的中心軸上。如果將柱面反射鏡212的聚焦軸B置于全息介質(zhì)50的中心軸上，那么通過打開快門230并關(guān)閉快門240，僅僅使第一參考光束入射到柱狀光學(xué)體210上。但是，如果柱面反射鏡214的聚焦軸C置于全息介質(zhì)50的中心軸上，那么通過打開快門240并關(guān)閉快門230，僅僅使第二參考光束入射到柱狀光學(xué)體210上。
此外，當(dāng)控制柱狀光學(xué)體210的聚焦軸B和C的位置，使其交替置于全息介質(zhì)50的中心軸上時(shí)，第一參考光束和第二參考光束交替入射到柱狀光學(xué)體210上。而且，如果改變第一和第二參考光束入射到全息介質(zhì)50上的入射角，那么通過角度復(fù)用可將新的全息數(shù)據(jù)疊加地記錄在全息介質(zhì)50上。
另外，可以理解，如果光路使許多參考光束輻射到柱狀光學(xué)體的整個(gè)圓周表面上，那么可以考慮光路的數(shù)量。參考光束可以分成N個(gè)子參考光束。而且，可以理解，如果柱狀光學(xué)體的整個(gè)反射面形成360°，那么可以改變構(gòu)成柱狀光學(xué)體的反射鏡的數(shù)量。
<第三優(yōu)選實(shí)施方案>
圖10示意性地示出了依照本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施方案的全息數(shù)據(jù)記錄方法的視圖。如圖10所示，數(shù)據(jù)掩模48置于全息介質(zhì)50之上，半柱狀光學(xué)體326置于全息介質(zhì)50之下。由于在記錄操作過程中輻射到全息介質(zhì)50上的信號(hào)光束與第一和第二優(yōu)選實(shí)施方案的信號(hào)光束相同，因而略去對(duì)該信號(hào)光束的描述。
通過半柱狀光學(xué)體326將輻射到半柱狀光學(xué)體326上的參考光束朝全息介質(zhì)50的第一半記錄區(qū)反射。在這里，半柱狀光學(xué)體326的聚焦軸應(yīng)該位于全息介質(zhì)50的中心軸上。
因此，由半柱狀光學(xué)體326反射的參考光束可以與數(shù)據(jù)掩模48提供的信號(hào)光束干涉，從而能夠在全息介質(zhì)50的第一半記錄區(qū)中記錄全息數(shù)據(jù)。
然后，數(shù)據(jù)掩模48和全息介質(zhì)旋轉(zhuǎn)180°，其中通過驅(qū)動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)328來執(zhí)行全息介質(zhì)50的旋轉(zhuǎn)。之后，參考光束與信號(hào)光束干涉，從而能夠在全息介質(zhì)50的第二半記錄區(qū)中記錄全息數(shù)據(jù)。
圖11示出依照本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施方案的全息數(shù)據(jù)記錄裝置的結(jié)構(gòu)。如圖11所示，全息數(shù)據(jù)記錄裝置包括光源10；反射鏡14，28，34，40，322；PBS 22；半柱狀光學(xué)體326；數(shù)據(jù)掩模48；全息介質(zhì)50；和控制單元250。由于除了半柱狀光學(xué)體326，主軸電動(dòng)機(jī)328，控制單元350，致動(dòng)器324之外的所有元件都與本發(fā)明的第一和第二優(yōu)選實(shí)施方案中的相同，因此省略對(duì)其的詳細(xì)說明。
在參考光束通過矩形狹縫320之后，具有圓形截面的參考光束轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂芯匦谓孛娴膮⒖脊馐Ｈ缓?，通過反射鏡322將具有矩形截面的參考光束朝半柱狀光學(xué)體326的反射面，即柱面部分，反射。之后，半柱狀光學(xué)體326將參考光束朝全息介質(zhì)50反射。在這里，參考光束輻射到半柱狀光學(xué)體326上的入射角由反射鏡322來調(diào)整，該反射鏡322可以通過控制單元350控制的致動(dòng)器324有角度地旋轉(zhuǎn)。因此，可以通過角度復(fù)用來疊加地記錄全息數(shù)據(jù)。
在第一半記錄區(qū)上記錄全息數(shù)據(jù)之后，控制單元350使數(shù)據(jù)掩模48和全息介質(zhì)50都旋轉(zhuǎn)180°。之后，通過半柱狀光學(xué)體326將參考光束朝全息介質(zhì)50反射，從而可以在第二半記錄區(qū)上記錄全息數(shù)據(jù)。在這里，當(dāng)數(shù)據(jù)掩模48和全息介質(zhì)50都旋轉(zhuǎn)180°時(shí)，控制單元350關(guān)閉快門12，由此阻止參考光束和信號(hào)光束透射到全息介質(zhì)50。因此，不會(huì)產(chǎn)生分散光束。此外，依照本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施方案，因?yàn)橹焕靡粋€(gè)參考光束來記錄全息數(shù)據(jù)，因此可以降低制造成本。
如上所述，本發(fā)明提供全息數(shù)據(jù)記錄裝置和方法，該裝置和方法能夠利用柱狀光學(xué)體，通過角度復(fù)用，在全息介質(zhì)的同一物理空間中記錄多幅全息數(shù)據(jù)。不同于利用多個(gè)圓錐反射鏡的常規(guī)全息數(shù)據(jù)記錄裝置和方法，當(dāng)在全息介質(zhì)上記錄許多數(shù)據(jù)時(shí)，本發(fā)明的全息數(shù)據(jù)記錄裝置和方法不需要更換圓錐反射鏡，由此提高了記錄速度并降低了其成本。
盡管已經(jīng)就優(yōu)選實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行示出和描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，在不背離如下面權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種全息數(shù)據(jù)記錄裝置，包括信號(hào)光束構(gòu)圖單元，用于將信號(hào)光束輻射到全息介質(zhì)上，該信號(hào)光束包括待記錄的數(shù)據(jù)樣式；柱狀光學(xué)體，包括柱狀反射面，通過該柱狀光學(xué)體使以各自入射角交替地入射到其上的第一和第二參考光束交替地朝該全息介質(zhì)反射；以及入射角控制單元，用于控制入射到該柱狀光學(xué)體上的該第一和第二參考光束的入射角，其中通過信號(hào)光束與第一和第二參考光束在全息介質(zhì)上相互干涉，而在全息介質(zhì)上記錄該數(shù)據(jù)樣式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息數(shù)據(jù)記錄裝置，其中所述信號(hào)光束構(gòu)圖單元是具有位樣式的數(shù)據(jù)掩模，該位樣式與將要記錄的數(shù)據(jù)樣式相對(duì)應(yīng)，且所述信號(hào)光束穿過該位樣式輻射到所述全息介質(zhì)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息數(shù)據(jù)記錄裝置，其中由所述柱狀光學(xué)體反射然后輻射到所述全息介質(zhì)上的所述第一和第二參考光束是在其每一端都具有圓形截面的錐形光束，該圓形截面的中心位于全息介質(zhì)的中心軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中通過交替地打開或關(guān)閉分別置于所述第一和第二參考光束的光路上的快門，而將所述第一和第二參考光束交替地輻射到所述柱狀光學(xué)體上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中輻射到所述柱狀光學(xué)體上的所述第一和第二參考光束是矩形的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息數(shù)據(jù)記錄裝置，進(jìn)一步包括矩形光束產(chǎn)生單元，用于將圓形的所述第一和第二參考光束轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦蔚膮⒖脊馐?，然后將矩形的所述第一和第二參考光束輻射到所述柱狀光學(xué)體上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全息數(shù)據(jù)記錄裝置，其中所述矩形光束產(chǎn)生單元是一個(gè)矩形狹縫。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息數(shù)據(jù)記錄裝置，其中所述柱狀光學(xué)體包括360°角度反射面，所述柱狀光學(xué)體的聚焦軸置于所述全息介質(zhì)的中心軸上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述柱狀光學(xué)體構(gòu)造為將多個(gè)具有各自聚焦軸的柱面反射鏡結(jié)合在一起，同時(shí)將無反射板插入其中，由此在各個(gè)柱面反射鏡的聚焦軸之間具有一間距。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，進(jìn)一步包括一位置控制單元，用于移動(dòng)所述柱狀光學(xué)體，由此使所述各個(gè)聚焦軸交替地位于所述全息介質(zhì)的中心軸上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述入射角控制單元控制所述第一和第二參考光束在關(guān)于無反射板對(duì)稱的方向上以相同入射角輻射到所述柱狀光學(xué)體上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括用于發(fā)射激光束的光源；第一偏振光束分離單元，用于將該激光束分為所述信號(hào)光束和所述參考光束；第二偏振光束分離單元，用于將從第一光束分離單元入射的所述參考光束分為第一參考光束和第二參考光束，這兩個(gè)參考光束分別通過第一和第二光路輻射到所述柱狀光學(xué)體上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述第一偏振光束分離單元或者所述第二偏振光束分離單元是偏振光束分束器。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述入射角控制單元包括第一入射角控制單元，用于控制所述第一參考光束輻射到所述柱狀光學(xué)體上的入射角；所述第二入射角控制單元，用于控制所述第二參考光束輻射到所述柱狀光學(xué)體上的入射角。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，進(jìn)一步包括第一反射鏡，用于將所述第一參考光束以所述第一入射角控制單元調(diào)整的入射角朝所述柱狀光學(xué)體反射，和第二反射鏡，用于將所述第二參考光束以所述第二入射角控制單元調(diào)整的入射角朝所述柱狀光學(xué)體反射。
16.一種全息數(shù)據(jù)記錄裝置，包括信號(hào)光束構(gòu)圖單元，用于將信號(hào)光束輻射到全息介質(zhì)上，該信號(hào)光束包括待記錄的數(shù)據(jù)樣式；半錐形光束產(chǎn)生單元，用于將入射到其上的第一和第二參考光束轉(zhuǎn)變?yōu)樵谄涿恳欢硕季哂邪雸A形截面的半錐形光束，半圓形截面的中心位于該全息介質(zhì)的中心軸上，然后將第一和第二參考光束交替地輻射到該全息介質(zhì)上；以及入射角控制單元，用于控制第一和第二參考光束輻射到該半錐形光束產(chǎn)生單元上的入射角，其中，通過使該信號(hào)光束與第一和第二參考光束在該全息介質(zhì)上相互干涉，而在該全息介質(zhì)上記錄該數(shù)據(jù)樣式。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述半錐形光束產(chǎn)生單元是柱狀光學(xué)體，其中通過柱面反射鏡形成360°角度反射面。
18.一種全息數(shù)據(jù)記錄方法，用于通過使具有數(shù)據(jù)樣式的信號(hào)光束與參考光束之間的相互干涉，而在全息介質(zhì)上記錄該數(shù)據(jù)樣式，包括步驟將第一和第二參考光束交替地輻射到具有柱狀反射面的柱狀光學(xué)體上，通過該柱狀光學(xué)體將第一和第二參考光束交替地朝該全息介質(zhì)反射，由此通過使該信號(hào)光束與第一和第二參考光束在全息介質(zhì)上相互干涉而記錄數(shù)據(jù)樣式；以及通過控制第一和第二參考光束輻射到該柱狀光學(xué)體上的入射角來改變第一和第二參考光束入射到該全息介質(zhì)上的入射角，由此在該全息介質(zhì)上疊加地記錄新的數(shù)據(jù)樣式。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中在所述第一參考光束和第二參考光束的入射角彼此關(guān)于所述柱狀光學(xué)體的中心軸對(duì)稱的條件下，改變這兩個(gè)參考光束輻射到所述柱狀光學(xué)體上的入射角。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中輻射到所述全息介質(zhì)上的第一參考光束和第二參考光束是在其每一端都具有半圓形截面的半錐形光束，所述半圓形截面的中心位于所述全息介質(zhì)的中心軸上。
21.一種全息數(shù)據(jù)記錄方法，包括以下步驟將光源發(fā)出的參考光束分為第一參考光束和第二參考光束；將第一和第二參考光束以關(guān)于光學(xué)體的中心軸對(duì)稱的第一對(duì)稱角交替地輻射到該光學(xué)體上；由該光學(xué)體反射該第一和第二參考光束，由此將該第一和第二參考光束以關(guān)于該光學(xué)體的中心軸對(duì)稱的第二對(duì)稱角交替地輻射到全息介質(zhì)上；以及使該第一和第二參考光束與其上包括數(shù)據(jù)樣式的信號(hào)光束在該全息介質(zhì)上干涉，由此在該全息介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)樣式。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中輻射到所述全息介質(zhì)上的第一參考光束和第二參考光束是在其每一端都具有半圓形截面的半錐形光束，所述半圓形截面的中心位于所述全息介質(zhì)的中心軸上。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中偏振光束分束器用于將所述參考光束分為第一參考光束和第二參考光束。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，進(jìn)一步包括步驟每次新的信號(hào)光束入射到所述全息介質(zhì)上時(shí)調(diào)整第一和第二參考光束輻射到所述光學(xué)體上的入射角。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述光學(xué)體，即柱狀光學(xué)體將所述第一參考光束和第二參考光束朝所述全息介質(zhì)反射，其中在所述光學(xué)體上由柱面反射鏡構(gòu)成光束反射面。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，進(jìn)一步包括步驟通過過濾將所述第一和第二參考光束轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦喂馐?br> 27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中照射到所述全息介質(zhì)上的第一參考光束和第二參考光束關(guān)于所述柱狀光學(xué)體分布在360°角度區(qū)域。
28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中通過交替地打開或關(guān)閉快門將所述第一和第二參考光束交替地輻射到所述柱狀光學(xué)體上。
29.一種全息數(shù)據(jù)記錄方法，包括步驟將光源發(fā)出的參考光束分為N條子參考光束；將各個(gè)子參考光束交替地輻射到一光學(xué)體上，從而將這些子參考光束引向該光學(xué)體的中心軸；由該光學(xué)體反射這些子參考光束，由此使這些子參考光束以關(guān)于該光學(xué)體中心軸對(duì)稱的預(yù)定入射角交替地輻射到全息介質(zhì)上；使這些子參考光束與其上包括數(shù)據(jù)樣式的信號(hào)光束在全息介質(zhì)上相互干涉，由此在全息介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)樣式，其中N是自然數(shù)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，進(jìn)一步包括步驟每當(dāng)新的信號(hào)光束入射到全息介質(zhì)上時(shí)調(diào)整所述各個(gè)子參考光束輻射到所述光學(xué)體上的入射角。
31.一種全息數(shù)據(jù)記錄裝置，包括數(shù)據(jù)掩模，用于將信號(hào)光束輻射到全息介質(zhì)上，該信號(hào)光束包括待記錄的數(shù)據(jù)樣式；半柱狀光學(xué)體，包括，通過該半柱狀反射面使入射到其上的參考光束朝全息介質(zhì)反射；以及控制單元，用于旋轉(zhuǎn)該數(shù)據(jù)掩模和全息介質(zhì)，由此控制由該半柱狀反射面反射從而交替輻射到全息介質(zhì)的第一和第二記錄區(qū)的參考光束，其中通過使該信號(hào)光束與該參考光束在全息介質(zhì)上相互干涉，而在該全息介質(zhì)上記錄該數(shù)據(jù)樣式。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，其中所述半柱狀光學(xué)體的聚焦軸位于所述全息介質(zhì)的中心軸上。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，進(jìn)一步包括反射鏡，用于反射所述參考光束，從而將其輻射到半柱狀光學(xué)體上；以及致動(dòng)器，用于調(diào)整該反射鏡的角度。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的裝置，其中所述控制單元控制所述致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)。
35.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，其中所述控制單元使所述數(shù)據(jù)掩模和所述全息介質(zhì)旋轉(zhuǎn)180°。
36.根據(jù)權(quán)利要求31所述的裝置，其中所述控制單元調(diào)整參考光束，使之輻射到所述全息介質(zhì)的第一記錄區(qū)上，由此使所述參考光束與信號(hào)光束干涉，以便在第一記錄區(qū)上記錄全息數(shù)據(jù)，然后使所述數(shù)據(jù)掩模和所述全息介質(zhì)旋轉(zhuǎn)180°，然后調(diào)整所述參考光束，使之輻射到所述全息介質(zhì)的第二記錄區(qū)，由此使所述參考光束與信號(hào)光束干涉，以便在第二記錄區(qū)上記錄全息數(shù)據(jù)。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的裝置，其中當(dāng)旋轉(zhuǎn)所述數(shù)據(jù)掩模和所述全息介質(zhì)時(shí)，所述控制單元阻止所述信號(hào)光束和所述參考光束透射。
38.一種全息數(shù)據(jù)記錄方法，包括步驟將光源發(fā)出的激光束分為信號(hào)光束和參考光束；將信號(hào)光束輻射到全息介質(zhì)的上表面上，同時(shí)參考光束在通過半柱狀光學(xué)體的反射面反射之后輻射到全息介質(zhì)的下表面上，由此在全息介質(zhì)的第一記錄區(qū)記錄全息數(shù)據(jù)；使數(shù)據(jù)掩模和全息介質(zhì)旋轉(zhuǎn)180°；將信號(hào)光束輻射到全息介質(zhì)的上表面上，同時(shí)，參考光束在通過半柱狀光學(xué)體的反射面反射之后輻射到全息介質(zhì)的下表面上，由此在全息介質(zhì)的第二記錄區(qū)記錄全息數(shù)據(jù)。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中在旋轉(zhuǎn)所述數(shù)據(jù)掩模和所述全息介質(zhì)時(shí)，阻止所述信號(hào)光束和所述參考光束透射。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中通過由致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的反射鏡的角度來控制所述參考光束輻射到所述半柱狀光學(xué)體上的入射角。
全文摘要
一種全息數(shù)據(jù)記錄裝置，包括信號(hào)光束構(gòu)圖單元，用于將信號(hào)光束輻射到全息介質(zhì)上，該信號(hào)光束包括待記錄的數(shù)據(jù)樣式；柱狀光學(xué)體，包括柱狀反射面，通過該柱狀光學(xué)體使以各自入射角交替地入射到其上的第一和第二參考光束交替地朝全息介質(zhì)反射；入射角控制單元，用于控制第一和第二參考光束入射到該柱狀光學(xué)體上的入射角，其中通過信號(hào)光束與第一和第二參考光束在全息介質(zhì)上干涉而在全息介質(zhì)上記錄該數(shù)據(jù)樣式。該全息數(shù)據(jù)記錄裝置在全息介質(zhì)上記錄許多數(shù)據(jù)時(shí)不需要更換常規(guī)的圓錐反射鏡，由此提高了記錄速度，并降低了其制造成本。
文檔編號(hào)G11B7/00GK1707639SQ20051000576
公開日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2005年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月8日
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