專(zhuān)利名稱(chēng)：具有伺服控制的全息rom讀出器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全息只讀存儲(chǔ)器讀出器，以及更具體地，涉及一種具有伺服控制的全息只讀存儲(chǔ)器讀出器。
背景技術(shù)：
隨著信息業(yè)的發(fā)展，需要大容量的存儲(chǔ)設(shè)備以及高速的數(shù)據(jù)處理。在用于記錄數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的設(shè)備中，眾所周知的全息只讀存儲(chǔ)器(ROM)能夠在對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)介質(zhì)(例如致密盤(pán)(CD)和數(shù)字通用盤(pán)(DVD))的一個(gè)比特的每個(gè)區(qū)域上存儲(chǔ)大容量的信息，并且具有高輸入和輸出速度，因?yàn)樗⑿械靥幚頂?shù)據(jù)。由于這些優(yōu)點(diǎn)，全息ROM吸引人們的注意力，將其作為未來(lái)大容量存儲(chǔ)設(shè)備。
同時(shí)，例如典型CD或者DVD系統(tǒng)的光盤(pán)系統(tǒng)采用尋軌伺服和聚焦伺服，以將光會(huì)聚成軌道尺寸的光，并且檢測(cè)由例如CD或者DVD等光盤(pán)的數(shù)據(jù)軌道所反射的信號(hào)光。更具體地，尋軌伺服用來(lái)控制會(huì)聚光在光盤(pán)徑向的位置，以將會(huì)聚光準(zhǔn)確地放置在光盤(pán)的數(shù)據(jù)軌道內(nèi)，以及聚焦伺服控制光在光軸方向的聚焦位置，以將光準(zhǔn)確地聚焦到光盤(pán)的反射表面上。
相反，采用全息ROM的全息ROM讀出器將參考光照射到盤(pán)狀全息存儲(chǔ)介質(zhì)上。在這種情況下，參考光的尺寸遠(yuǎn)大于被旋轉(zhuǎn)的全息存儲(chǔ)介質(zhì)的數(shù)據(jù)軌道的尺寸，使得對(duì)于全息ROM讀出器來(lái)說(shuō)，沒(méi)有必要準(zhǔn)確地控制參考光在徑向的位置。即，即使在全息存儲(chǔ)介質(zhì)旋轉(zhuǎn)期間，發(fā)生了在徑向方向的偏移，期望的數(shù)據(jù)軌道也可以被定位在照射參考光內(nèi)，使得全息ROM讀出器不需要正如在光盤(pán)系統(tǒng)中所使用的尋軌伺服。另外，具有較大直徑的參考光的聚焦深度是大的(例如，100μm直徑光的聚焦深度為大約4.7mm)。因而，即使在存儲(chǔ)介質(zhì)旋轉(zhuǎn)期間在光軸方向發(fā)生了一些偏移，存儲(chǔ)介質(zhì)的數(shù)據(jù)軌道也位于參考光的聚焦深度內(nèi)，并且因此，在全息ROM讀出器中并不需要聚焦伺服，不像光盤(pán)系統(tǒng)那樣。
因此，用于全息ROM讀出器的尋軌和聚焦伺服的操作僅僅是使信號(hào)光準(zhǔn)確地穿過(guò)針孔板的針孔，不像光盤(pán)系統(tǒng)那樣，其中信號(hào)光從存儲(chǔ)介質(zhì)上軌道的數(shù)據(jù)凹坑被反射。但是，針孔的尺寸與存儲(chǔ)介質(zhì)的軌道間距是相同的，使得由特定軌道的數(shù)據(jù)凹坑形成的信號(hào)光很難準(zhǔn)確地入射到針孔板的針孔上，這是由于存儲(chǔ)介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)所引起的徑向或者光軸方向的偏移造成的。因而，用于全息ROM讀出器的伺服控制應(yīng)當(dāng)檢測(cè)穿過(guò)針孔的信號(hào)光，并且控制該信號(hào)光，使得根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，信號(hào)光準(zhǔn)確地穿過(guò)針孔。
圖1顯示了常規(guī)全息ROM讀出器的示意圖。常規(guī)全息ROM讀出器包括反射鏡40，用于通過(guò)反射由光源10產(chǎn)生的參考光而使該參考光以預(yù)定角度入射到存儲(chǔ)介質(zhì)1上；針孔板70，用于僅僅使從存儲(chǔ)介質(zhì)1衍射的具有直徑(對(duì)應(yīng)于一個(gè)比特?cái)?shù)據(jù))的一部分信號(hào)光穿過(guò)其針孔75，以及光檢測(cè)器集成電路(PDIC)90，用于檢測(cè)通過(guò)針孔板70的針孔75入射的信號(hào)光。
全息ROM讀出器還包括縮小器(reducer)20，用于在光源10和反射鏡40之間變換光，以及光孔板30，用于將穿過(guò)縮小器20的光通過(guò)其光孔照射到反射鏡40上。另外，物鏡60放置在存儲(chǔ)介質(zhì)1和針孔板70之間，以將來(lái)自存儲(chǔ)介質(zhì)的信號(hào)光會(huì)聚到針孔75，以及聚光鏡80設(shè)置在針孔板70和PDIC 90之間，以聚焦穿過(guò)針孔板70的針孔的光。
下面將描述常規(guī)全息ROM讀出器的操作。由光源10產(chǎn)生的激光經(jīng)由縮小器20和光孔板30入射到反射鏡40上。反射鏡40將參考光以一個(gè)入射角度反射到存儲(chǔ)介質(zhì)1上，其中上述參考光對(duì)應(yīng)于在將數(shù)據(jù)記錄到存儲(chǔ)介質(zhì)1上時(shí)所使用的參考光的相位共軛波，上述入射角度等于光入射到存儲(chǔ)介質(zhì)1上的角度。
入射到存儲(chǔ)介質(zhì)1上的參考光經(jīng)由存儲(chǔ)介質(zhì)1的記錄材料層被衍射為信號(hào)光。衍射的信號(hào)光然后通過(guò)物鏡60被聚焦在針孔板70上。在這種情況下，入射到存儲(chǔ)介質(zhì)1上的參考光的直徑是大約100μm，使得從存儲(chǔ)介質(zhì)1衍射的并且經(jīng)由物鏡60聚焦的信號(hào)光攜帶從存儲(chǔ)介質(zhì)的若干軌道再現(xiàn)的數(shù)據(jù)。信號(hào)光穿過(guò)針孔板70的針孔75，由聚光鏡80會(huì)聚，并且然后被傳送到PDIC 90。在這種情況下，針孔板70的針孔75具有對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)介質(zhì)1的軌道間距，即一個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)的尺寸，使得對(duì)應(yīng)于軌道數(shù)據(jù)比特的信號(hào)光的僅僅一部分穿過(guò)針孔75，并且通過(guò)聚光鏡80會(huì)聚到PDIC 90。
PDIC 90檢測(cè)信號(hào)光量。但是，常規(guī)全息ROM讀出器存在的問(wèn)題在于很難根據(jù)由PDIC 90測(cè)量的光量來(lái)精確地確定信號(hào)光是穿過(guò)針孔板70的針孔75的中心還是穿過(guò)針孔75的側(cè)面。因而，常規(guī)全息ROM讀出器不能執(zhí)行精確的控制，以使信號(hào)光穿過(guò)針孔板的針孔的中心。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種全息ROM讀出器，用于通過(guò)采用具有脊(land)和槽(groove)的衍射光柵來(lái)執(zhí)行伺服控制，使得再現(xiàn)的信號(hào)光準(zhǔn)確地入射到針孔板的針孔的中心。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種全息ROM讀出器，包括物鏡，用于聚焦從光源照射在存儲(chǔ)介質(zhì)上并且然后由存儲(chǔ)介質(zhì)衍射的光；設(shè)置有針孔的針孔板，該針孔具有允許由所述物鏡聚焦的光的一部分通過(guò)所述針孔的尺寸；透射型衍射光柵，嵌入在所述針孔板的針孔中，用于衍射由所述物鏡聚焦的光，以產(chǎn)生通過(guò)其透射的0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光；光檢測(cè)器，用于檢測(cè)所述0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光的數(shù)量；以及伺服控制器用于將所述0級(jí)衍射光和所述+1級(jí)衍射光的重疊區(qū)域的光量與所述0級(jí)衍射光和所述-1級(jí)衍射光的重疊區(qū)域的光量進(jìn)行比較，并且如果光量彼此不相等時(shí)，則執(zhí)行伺服控制，使得光通過(guò)所述透射性衍射光柵的中心。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種全息ROM讀出器，包括物鏡，用于聚焦從光源照射在存儲(chǔ)介質(zhì)上并且然后由存儲(chǔ)介質(zhì)衍射的光；設(shè)置有針孔的針孔板，該針孔具有允許由所述物鏡聚焦的光的一部分通過(guò)所述針孔的尺寸；反射型衍射光柵，嵌入在所述針孔板的針孔中，用于衍射由所述物鏡聚焦的光，以產(chǎn)生通過(guò)其反射的0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光；光檢測(cè)器，用于檢測(cè)所述0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光的數(shù)量；以及伺服控制器，用于將所述0級(jí)衍射光和所述+1級(jí)衍射光的重疊區(qū)域的光量與所述0級(jí)衍射光和所述-1級(jí)衍射光的重疊區(qū)域的光量進(jìn)行比較，并且如果光量彼此不相等時(shí)，則執(zhí)行伺服控制，使得光通過(guò)所述透射性衍射光柵的中心。


通過(guò)以下結(jié)合附圖給出的優(yōu)選實(shí)施例的描述，本發(fā)明的前述和其它目的和特性將會(huì)變得更加清楚，其中圖1是顯示常規(guī)全息ROM讀出器的示意圖；圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的全息ROM讀出器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是顯示設(shè)置在圖2所示的針孔板的針孔中的衍射光柵的示意圖；圖4是顯示圖3所示的衍射光柵所衍射的光的示意圖；圖5是描述檢測(cè)通過(guò)圖3所示衍射光柵衍射的光的例子的示意圖；圖6A到圖6C是在根據(jù)本發(fā)明的全息ROM讀出器中檢測(cè)光的各種例子的示意圖；圖7是顯示當(dāng)光通過(guò)針孔中心或者當(dāng)光通過(guò)針孔側(cè)面時(shí)通過(guò)光檢測(cè)器檢測(cè)的光的分布的曲線(xiàn)圖；以及圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的全息ROM讀出器的結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，現(xiàn)在將詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中，出現(xiàn)在附圖中的類(lèi)似部件由類(lèi)似的參考數(shù)字來(lái)表示。
參考圖2，其中示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的全息ROM讀出器的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的全息ROM讀出器包括光源200；反射鏡206，用于通過(guò)反射參考光而使由光源200產(chǎn)生的激光以預(yù)定角度入射到存儲(chǔ)介質(zhì)1上；針孔板210，具有針孔和衍射光柵212，其中從存儲(chǔ)介質(zhì)1上再現(xiàn)的信號(hào)光的僅僅一部分(具有對(duì)應(yīng)于一個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)的半徑的信號(hào)光)通過(guò)該針孔，以及衍射光柵212嵌入到針孔板210的針孔的位置并且具有脊和槽；光檢測(cè)器216，用于檢測(cè)通過(guò)衍射光柵212產(chǎn)生的0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光以及-1級(jí)衍射光的光量；以及伺服控制器100，用于根據(jù)通過(guò)光檢測(cè)器216檢測(cè)的光量執(zhí)行伺服控制。
光檢測(cè)器216包括由可以作為集成電路實(shí)現(xiàn)的光電二極管形成的兩段傳感器(稱(chēng)為PDIC)。伺服控制器100響應(yīng)于由光檢測(cè)器216檢測(cè)的光量執(zhí)行伺服控制，以使用推拉(push-pull)方法來(lái)控制物鏡208或者針孔板210的位置，使得從存儲(chǔ)介質(zhì)1再現(xiàn)的信號(hào)光精確地通過(guò)衍射光柵212的中心。
物鏡208放置在存儲(chǔ)介質(zhì)1和針孔板210之間，以將信號(hào)光聚焦到針孔板210的衍射光柵212上，以及聚光鏡214設(shè)置在針孔板210和PDIC216之間，以會(huì)聚透過(guò)設(shè)置在針孔板210中的衍射光柵212的信號(hào)光。
另外，全息ROM讀出器還包括縮小器202，用于變換光源200和反射鏡206之間的參考光；以及光孔板204，用于將透過(guò)縮小器202的光通過(guò)其孔徑(沒(méi)有示出)照射在反射鏡206上。
圖3描述了設(shè)置在圖2所示針孔板210中的衍射光柵212的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。如圖3所示，衍射光柵212包括槽310和脊320，它們具有相同的深度“d”和相同的寬度“w”，其中脊320設(shè)置在衍射光柵212的中心。衍射光柵212具有與存儲(chǔ)介質(zhì)1之軌道間距對(duì)應(yīng)的一位比特?cái)?shù)據(jù)的尺寸。槽310和脊320用作衍射和傳送從物鏡208提供的信號(hào)光，以產(chǎn)生0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光。使用在圖2中的衍射光柵212由用于傳送光通過(guò)其中的傳送型衍射光柵形成?？商鎿Q地，用于從其中反射光的反射型衍射光柵可以用作如圖8所示的本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。
下面將描述圖2所示的本發(fā)明的全息ROM讀出器的伺服操作。
首先，由光源200產(chǎn)生的參考光通過(guò)縮小器202和光孔板204入射到反射鏡206上。反射鏡206將參考光的相位共軛波的參考光以一個(gè)入射角反射到存儲(chǔ)介質(zhì)1上，該入射角等于在存儲(chǔ)介質(zhì)1上記錄時(shí)參考光的入射角。
入射到存儲(chǔ)介質(zhì)1上的參考光由存儲(chǔ)介質(zhì)1的記錄材料層衍射，以由此變成攜帶存儲(chǔ)介質(zhì)1的軌道數(shù)據(jù)的信號(hào)光。然后，信號(hào)光由物鏡208聚焦到嵌入在針孔板210中的衍射光柵212上。在這種情況中，入射在存儲(chǔ)介質(zhì)1上的參考光的直徑具有大約100μm的尺寸，使得由物鏡208聚焦的信號(hào)光包括從存儲(chǔ)介質(zhì)1的若干軌道再現(xiàn)的數(shù)據(jù)。
此后，在衍射光柵212中的槽310和脊320衍射從物鏡208提供的信號(hào)光，以通過(guò)其產(chǎn)生0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光，如圖4所示。0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光由聚光鏡214會(huì)聚，并且傳送到PDIC 216上。
PDIC 216將在兩段光電二極管的傳感器區(qū)域A和B中檢測(cè)的光量傳送到伺服控制器100。伺服控制器100確定是否由傳感器區(qū)域A和B檢測(cè)的光量彼此相等。具體地，伺服控制器100將0級(jí)衍射光和+1級(jí)衍射光的重疊區(qū)域的光量與0級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光的重疊區(qū)域的光量進(jìn)行比較。伺服控制器100執(zhí)行伺服控制，以控制針孔板210或者物鏡208的位置，使得如果光量彼此不相等時(shí)，信號(hào)光透過(guò)衍射光柵212的中心。參考圖4，描述伺服控制的原理，其中圖4顯示了由根據(jù)本發(fā)明的全息ROM讀出器的衍射光柵212所衍射的光。
如圖4所示，當(dāng)信號(hào)光提供給衍射光柵212中的槽310或者脊320時(shí)，槽310或者脊320衍射信號(hào)光，以根據(jù)衍射角產(chǎn)生0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光。更具體地，入射在衍射光柵212上的信號(hào)光被分成在幾何光傳送方向上的0級(jí)衍射光，以及分成+1級(jí)和-1級(jí)衍射光，其中+1級(jí)和-1級(jí)衍射光相對(duì)于0級(jí)衍射光隔開(kāi)一特定角度。
但是，入射到衍射光柵212上的信號(hào)光不是平行波而是由物鏡208聚焦的球面波，使得當(dāng)信號(hào)光穿過(guò)衍射光柵212時(shí)，產(chǎn)生0級(jí)衍射光與+1級(jí)衍射光的重疊區(qū)域和0級(jí)衍射光與-1級(jí)衍射光的重疊區(qū)域，如圖4所示。如果信號(hào)光準(zhǔn)確地入射到衍射光柵212中的槽310和脊320的中心，那么兩個(gè)重疊區(qū)域彼此對(duì)稱(chēng)，使得在重疊區(qū)域中的光量彼此相等。
在圖2所使用的傳送型衍射光柵212的情況下，傳送通過(guò)槽310和脊320的衍射光之間的相位差由等式1定義teiφ=tei[k(n-1)d]=tei(2π(n-1)dλ)---(1)]]>其中t是脊的透射率，teiФ是槽的透射率，n是反射系數(shù)，以及d是槽的深度。
推拉信號(hào)Ipush-pull(即0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光的信號(hào)α0、α+1、α-1之間的差異)由等于2表示，其中然后等式2如等式3來(lái)計(jì)算。根據(jù)等式4可以理解，推拉信號(hào)Ipush-pull是變量t的正弦函數(shù)，其中入射光的中心偏移槽或者脊的中心。
Ipush-pull∝|a0+a+1|2-|a0+a-1|2---(2)]]>Ipush-pull∝Im(a0a*)sinψ---(3)]]>為了獲得推拉信號(hào)的幅度，在具有等式1或者等式2的透射率的衍射光柵中的0級(jí)衍射光α0的場(chǎng)幅度以及+1級(jí)/-1級(jí)衍射光的場(chǎng)幅度如等式4和5所示來(lái)計(jì)算a0=t+(teiφ-t)w/p---(4)]]>a*=1π(te-jφ-t)sin(πnw/p)---(5)]]>用等式4和5替代等式3中相應(yīng)的各項(xiàng)來(lái)獲得等式6Im(a0a*)=-Tπsinφsin(πw/p)---(6)]]>在等式6中，T是透射系數(shù)，w是槽的寬度，以及p是槽的間距。
根據(jù)等式6，正弦函數(shù)在最大值時(shí)的情況被表示為如等式7和8所示πwp=π2---(7)]]>φ=2π(n-1)dλ=π2---(8)]]>根據(jù)等式7可以理解，當(dāng)衍射光柵的脊和槽具有相同寬度(即w＝p/2)時(shí)，推拉信號(hào)的振幅處于最大值。而且，根據(jù)等式8可以理解，當(dāng)衍射光柵的直徑Ф等于π/2(即槽的深度等于λ/2)時(shí)，推拉信號(hào)的振幅處于最大值。
圖5是描述檢測(cè)通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的全息ROM讀出器的針孔板210中設(shè)置的衍射光柵212衍射的光的例子的示意圖。
如圖5所示，在本發(fā)明的全息ROM讀出器中，由衍射光柵212衍射的0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光由PDIC 216來(lái)檢測(cè)。例如，在入射光透過(guò)衍射光柵212的脊320或者槽310的中心的情況中，在PDIC 216的光電傳感器的區(qū)域A和B中檢測(cè)的光量彼此相等，0級(jí)衍射光和+1級(jí)衍射光的重疊區(qū)域等于0級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光的重疊區(qū)域。
圖6A到圖6C是顯示在根據(jù)本發(fā)明的全息ROM讀出器中的光檢測(cè)的各種例子的示意圖。
如圖6A所示，當(dāng)入射光通過(guò)衍射光柵212，同時(shí)與衍射光柵212的中心偏移時(shí)，在兩個(gè)傳感器區(qū)域A和B中檢測(cè)的光量(即0級(jí)衍射光與+1級(jí)衍射光重疊以及0級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光重疊的兩個(gè)重疊區(qū)域的光量)是不對(duì)稱(chēng)的。即，在傳感器區(qū)域B檢測(cè)的光量大于在傳感器區(qū)域A中檢測(cè)的光量。相比較，如圖6C所示，當(dāng)入射光通過(guò)衍射光柵212的側(cè)面時(shí)，在傳感器區(qū)域A中檢測(cè)的光量大于在傳感器區(qū)域B中檢測(cè)的光量。
而且，如圖6B所示，當(dāng)信號(hào)光通過(guò)衍射光柵212的中心時(shí)，在傳感器區(qū)域A中檢測(cè)的光量等于在傳感器區(qū)域B中檢測(cè)的光量。
圖7是顯示當(dāng)信號(hào)光通過(guò)衍射光柵212的中心時(shí)以及當(dāng)入射光通過(guò)衍射光柵212的側(cè)面時(shí)由PDIC 216所檢測(cè)的光的分布的曲線(xiàn)圖。如圖7所示，可以理解，如果入射光通過(guò)衍射光柵212的中心，光分布被描繪為原始位置“0”，而否則光分布沿著從原始位置增加或者減少的正弦曲線(xiàn)變化。
因此，根據(jù)本發(fā)明的全息ROM讀出器的伺服控制器218控制物鏡208或者衍射光柵212的位置，使得0級(jí)衍射光與+1級(jí)衍射光的重疊區(qū)域的光量等于0級(jí)衍射光與-1級(jí)衍射光的重疊區(qū)域的光量。
圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的全息ROM讀出器的結(jié)構(gòu)的示意圖。參考圖8，根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的全息ROM讀出器包括光源200；反射鏡206，用于將由光源200產(chǎn)生的參考光以預(yù)設(shè)定角度反射以使其入射到存儲(chǔ)介質(zhì)1上；針孔板210，具有針孔和衍射光柵213，其中從存儲(chǔ)介質(zhì)1上再現(xiàn)的信號(hào)光的僅僅一部分(具有對(duì)應(yīng)于一個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)的半徑的信號(hào)光)通過(guò)該針孔，衍射光柵213嵌入到針孔板210的針孔的位置；平行光透鏡220，用于將由衍射光柵212衍射的0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光變換成平行光；λ/4板222，用于將平行光變換成λ/4光；以及PDIC 216，用于檢測(cè)λ/4光。根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的全息ROM讀出器還包括分光器224，用于反射λ/4光；聚光鏡226，用于會(huì)聚由分光器224反射的光，并且用于將光傳送到PDIC216；以及伺服控制器218，用于根據(jù)通過(guò)PDIC 216獲得的檢測(cè)結(jié)果執(zhí)行伺服控制。
設(shè)置在針孔板210中的衍射光柵213具有一個(gè)比特的數(shù)據(jù)尺寸，并且包括槽和脊，它們具有相同的深度d和相同的寬度，如圖3所示。在這種情況中，槽設(shè)置在衍射光柵213的中心部分。使用在圖8中的衍射光柵213由用于反射光的反射型衍射光柵形成，其不同于使用在圖3中的透射型衍射光柵。
對(duì)于使用在圖8中的反射型衍射光柵，由槽和脊反射的衍射光之間的相位差如等式9所示來(lái)定義reiφ=rei(k·2d)=rei(4πdλ)---(9)]]>其中，r是脊的反射率，reiФ是槽的反射率，n是反射系數(shù)，以及d是槽的深度。
另外，對(duì)于使用在圖8中的反射型衍射光柵，上面所述的等式2到8將被表示為以下等式10-16Ipush-pull∝|a0+a+1|2-|a0+a-1|2---(10)]]> a0=r+(reiφ-r)w/p---(12)]]>a*=qπ(re-iφ-r)sin(πnw/p)---(13)]]>Im(a0a*)=-Rπsinφsin(πw/p)---(14)]]>其中，R是反射系數(shù)，w是脊的寬度，以及p是脊的間距。
πwp=π2---(15)]]>φ=4πdλ=π2---(16)]]>另外，根據(jù)等式15可以理解，當(dāng)衍射光柵的脊和槽具有相同的深度(即當(dāng)w＝p/2)時(shí)，推拉信號(hào)的幅度處于最大值。而且，根據(jù)等式16可以理解，當(dāng)衍射光柵的直徑Ф等于π/2(即槽的深度等于λ/8)時(shí)，推拉信號(hào)的幅度處于最大值。
根據(jù)如圖8所示的本發(fā)明實(shí)施例的全息ROM讀出器如下操作。來(lái)自光源200的參考光通過(guò)縮小器202和光孔板204入射到反射鏡206上。反射鏡206將參考光以一個(gè)入射角反射到存儲(chǔ)介質(zhì)1上，該入射角等于在存儲(chǔ)介質(zhì)1上記錄時(shí)光的入射角。
入射到存儲(chǔ)介質(zhì)1上的光從存儲(chǔ)介質(zhì)1衍射，以產(chǎn)生攜帶存儲(chǔ)介質(zhì)1的軌道數(shù)據(jù)的信號(hào)光。信號(hào)光由物鏡208聚焦并且入射到在針孔板210中的衍射光柵213上。在衍射光柵213中的脊320和槽310衍射從物鏡208提供的信號(hào)光，以產(chǎn)生0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光。然后，0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光通過(guò)使用平行光透鏡220變換成平行光。平行光由λ/4板222變換成λ/4光，并且被分光器224反射，并且然后通過(guò)聚光鏡226被傳送到PDIC 216。
PDIC 216將在兩段光電二極管的傳感器區(qū)域A和B中檢測(cè)的光量傳送到伺服控制器。伺服控制器218確定在傳感器區(qū)域A檢測(cè)的光量是否等于在傳感器區(qū)域B檢測(cè)的光量。即，伺服控制器218將0級(jí)衍射光和1級(jí)衍射光的重疊區(qū)域的光量與0級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光的重疊區(qū)域的光量進(jìn)行比較。伺服控制器218執(zhí)行伺服控制，以控制針孔板212或者物鏡208的位置，使得如果光量彼此不相等時(shí)，信號(hào)光通過(guò)反射型衍射光柵212的中心。
正如以上所述，在本發(fā)明中，具有槽和脊的衍射光柵被附加地嵌入到全息ROM讀出器的針孔板的針孔的位置，使得PDIC可以檢測(cè)由衍射光柵衍射的0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光，由此確定光是否準(zhǔn)確地通過(guò)針孔板的針孔的中心，以及根據(jù)確定結(jié)果精確地執(zhí)行伺服控制。
雖然參考優(yōu)選實(shí)施例顯示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)與普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不偏離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以做出各種變化和改型。
權(quán)利要求
1.一種全息ROM讀出器，包括物鏡，用于聚焦從光源照射在存儲(chǔ)介質(zhì)上并且然后由該存儲(chǔ)介質(zhì)衍射的光；設(shè)置有針孔的針孔板，該針孔具有允許由所述物鏡聚焦的光的一部分通過(guò)所述針孔的尺寸；透射型衍射光柵，其嵌入在所述針孔板的針孔中，用于衍射由所述物鏡聚焦的光，以產(chǎn)生通過(guò)其透射的0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光；光檢測(cè)器，用于檢測(cè)所述0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光的光量；以及伺服控制器，用于將所述0級(jí)衍射光和所述+1級(jí)衍射光的重疊區(qū)域的光量與所述0級(jí)衍射光和所述-1級(jí)衍射光的重疊區(qū)域的光量進(jìn)行比較，并且如果所述光量彼此不相等時(shí)，則執(zhí)行伺服控制，使得光通過(guò)所述透射型衍射光柵的中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的全息ROM讀出器，其中，所述透射型衍射光柵具有脊和槽，所述脊和槽具有相同的寬度w和相同的深度d，其中，所述脊位于所述衍射光柵的中心部分，以及其中，所述寬度w滿(mǎn)足以下等式w＝p/2，其中p是所述槽的間距。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的全息ROM讀出器，其中，所述槽的深度d滿(mǎn)足以下等式d＝λ/2。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的全息ROM讀出器，其中，所述伺服控制器控制所述物鏡的位置，使得光可以通過(guò)所述透射型衍射光柵的中心。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的全息ROM讀出器，其中，所述伺服控制器控制所述針孔板的位置，使得光可以通過(guò)所述透射型衍射光柵的中心。
6.一種全息ROM讀出器，包括物鏡，用于聚焦從光源照射在存儲(chǔ)介質(zhì)上并且然后由該存儲(chǔ)介質(zhì)衍射的光；設(shè)置有針孔的針孔板，該針孔具有允許由所述物鏡聚焦的光的一部分通過(guò)所述針孔的尺寸；反射型衍射光柵，其嵌入在所述針孔板的針孔中，用于衍射由所述物鏡聚焦的光，以產(chǎn)生通過(guò)其反射的0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光；光檢測(cè)器，用于檢測(cè)所述0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光和-1級(jí)衍射光的光量；以及伺服控制器，用于將所述0級(jí)衍射光和所述+1級(jí)衍射光的重疊區(qū)域的光量與所述0級(jí)衍射光和所述-1級(jí)衍射光的重疊區(qū)域的光量進(jìn)行比較，并且如果所述光量彼此不相等時(shí)，則執(zhí)行伺服控制，使得光通過(guò)所述反射型衍射光柵的中心。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的全息ROM讀出器，其中，所述反射型衍射光柵具有脊和槽，所述脊和槽具有相同的寬度w和相同的深度d，其中，所述槽位于所述反射型衍射光柵的中心部分，以及其中，所述寬度w滿(mǎn)足以下等式w＝p/2，其中p是所述槽的間距。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的全息ROM讀出器，其中，所述槽的深度滿(mǎn)足以下等式d＝λ/8。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的全息ROM讀出器，其中，所述伺服控制器控制所述物鏡的位置，使得光可以通過(guò)所述反射型衍射光柵的中心。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的全息ROM讀出器，其中，所述伺服控制器控制所述針孔的位置，使得光可以通過(guò)所述反射型衍射光柵的中心。
11.根據(jù)權(quán)利要求6的全息ROM讀出器，還包括平行光透鏡，用于將從所述衍射光柵反射的所述衍射光變換成平行光；λ/4板，用于將所述平行光變換成λ/4平行光；以及聚光鏡，用于將所述λ/4平行光會(huì)聚到所述光檢測(cè)器上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有伺服控制的全息ROM讀出器。全息ROM讀出器包括物鏡，用于聚焦從存儲(chǔ)介質(zhì)反射的光；設(shè)置有針孔的針孔板；衍射光柵，嵌入在所述針孔板的針孔中，用于衍射由所述物鏡聚焦的光，以產(chǎn)生通過(guò)其的0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光和－1級(jí)衍射光；光檢測(cè)器，用于檢測(cè)所述0級(jí)衍射光、+1級(jí)衍射光和－1級(jí)衍射光的光量；以及伺服控制器，用于將所述0級(jí)衍射光和所述+1級(jí)衍射光的重疊區(qū)域的光量與所述0級(jí)衍射光和所述－1級(jí)衍射光的重疊區(qū)域的光量進(jìn)行比較，并且如果光量彼此不相等時(shí)，控制物鏡的位置，使得光通過(guò)衍射光柵的中心。
文檔編號(hào)G11B7/00GK1697039SQ20051007127
公開(kāi)日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2005年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月6日
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