專利名稱：反射型全息數(shù)據(jù)存儲載體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種目型全息數(shù)據(jù)存儲載體。
背景技術(shù)：
美國專利2003/0039001和2004/0165518公開了一種反射型全息數(shù)據(jù) 存儲載體的全息M存儲設(shè)備。
圖1示出了該全息數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的示意性實施例。
使用50/50分光器，振激光束Np分離成參考光束 和信號光束Sp。 可以使用像素化的空間光束調(diào)制器SLM調(diào)制信號分支的幅度來存儲信息。使 用半波片在參考分支中將P偏振光轉(zhuǎn)換成s偏振光。參考光束(0.5R)和信號 光束(0.5Sp)M31偏振分光器PBS娜到記錄介質(zhì)上。
全息數(shù)據(jù)存儲載體，在正傳播方向z上，包含全息數(shù)據(jù)存儲(HDS)介質(zhì)， 該介質(zhì)由光敏層、四分之一波片層、以及反射層或鏡面制成。s偏振參考光束 0. 5Rs和p偏振信號光束0. 5Sp都聚焦在皿層上，當(dāng)光束穿過四分之一波片兩 次之后，分別作為P偏振參考光束0. 5~和s偏振信號光束0. 5SS被反射。正 向的s偏振參考光束0. 5RS和反向的s偏振信號光束0. 5SS互相干涉，產(chǎn)生了 記錄在HDS介質(zhì)內(nèi)的第一全息圖案。反向的p偏振參考光束0. 5Rp和正向的p 偏振信號光束O. 5Sp互相干涉，產(chǎn)生了第二個相同的全息圖案。
正向的s偏振參考光束0.5K和反向的p偏振參考光束0.5Rp沒有產(chǎn)生干涉。 同樣，正向的p偏振信號光束0.5Sp和反向的s偏振信號光束0.5SS沒有產(chǎn)生干 涉。
然而，當(dāng)采用傳統(tǒng)的辨由四分之一波片來實施時，娜型全息數(shù)據(jù)存儲載 體只對于具有小數(shù)值孔徑(NA)的光學(xué)系統(tǒng)才有效， 一般來說NA－0.4,但是 對于具有0.4〈NA《1的大數(shù)值孔徑的光學(xué)系統(tǒng)無效。這是由于P轉(zhuǎn)換成S以及 S轉(zhuǎn)換成P的轉(zhuǎn)換率很于斜由四分之一波片的角度。實際上，對于NA0.4(角 度為24° ), 98％的P偏振光被轉(zhuǎn)換成S偏振光，而2％保持為P偏振光。但是 對于NA4.75(角度為49。)，只有50％的P偏振光被轉(zhuǎn)換成S偏振光，而50%
保持為P偏振光。
發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種反射型全息數(shù)據(jù)存儲載體，該載體相對 于現(xiàn)有載體育,提供對于角度變化不太敏感的偏振轉(zhuǎn)換。
為此，本發(fā)明提供了一種反射型全息數(shù)據(jù)存儲載體，該載體包含光敏層， 皿層和位于所述光敏層和所述反射層之間的四分之一波片層，所述四分之一 波片層由雙軸材料制成，其中折射率nx,ny和nz滿足nx>nz>ny 且nz=ny+Nz(nx-ny)
其中z是垂直于所述各個層的方向，并且Nz的范圍在0.35和0.65之間。
實際上，稍后將會示出，在被用作四分之一波片并且滿足上述條件的雙軸
波片上顯示出一個滯后差，該滯后差依照中心光線SM方向z與入射光線之間
角度的函數(shù)緩慢變化。
本發(fā)明的這些以及其他方面根據(jù)下文所述的實施例將更加清楚。
下面M31實例并結(jié)合附圖來具體地描述本發(fā)明，其中
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中反射型全息數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的實施例。
圖2示出了本發(fā)明的反射型全息數(shù)據(jù)存儲載體的透視圖。
圖3示出了滯后差Δφ作為入射角e和參數(shù)Nz的函數(shù)的變化曲線圖。
圖4示出了對于邊界轉(zhuǎn)換效率為90%時，數(shù)值孔徑NA作為參數(shù)Nz的函數(shù)
的曲線圖。
具體實施例方式
圖2示出了集皿全息數(shù)據(jù)存儲設(shè)備內(nèi)的目型全息數(shù)據(jù)存儲載體10。
所述載體10包含三個層。
第一層ll是一個目層，其被設(shè)計成使正向入射光束反向反射，以與具有 相同偏振的入射光產(chǎn)生干涉，如圖1所示。
第二層12是位于所述反射層11上的四分之一波片層。由于反射層ll上的反射，所述四分之一波片層12被入射光透過兩次，因此相當(dāng)于一個半波片， 從而將P轉(zhuǎn)換成S偏振光，反之亦然，并且使偏振光互相干涉。
第三層13是位于所述四分之波片層12上的光敏層，構(gòu)成了 HDS介質(zhì)。 如圖1所示，參考和信號光束干涉產(chǎn)生全息圖案，從而將信息存儲在所述光敏層13內(nèi)。
四分之一波片層12由雙軸材料制成，其主方向如圖2的x， y和z所示。z 垂直于所述各個層，表示入射光的中心光線的傳播方向。
雙軸材料的折射率的三個正交特征值nx,ny和nz與四分之一波片層12的 三個主方向x,y和z—致。
選擇四分之一波片層12的取向，以使得nx>nz>ny
此外，三個折射率之間的關(guān)系由下列公式限定nx=ny+△ n且nz(Nz)=ny+Nz(nx-ny)=ny+Nz.△ n
其中N,范圍在0到1之間。
波片12的厚度t如下
△ Ф=2π.△n.tlλ=π/2
入射光束的中心光線沿著z軸傳播，并且沿著x和y軸的兩個正交偏振經(jīng)歷一個精確等于△ Ф＝π/2的滯后差。這意味著對于該中心光線，P或S偏振轉(zhuǎn)換成s或p偏振光的轉(zhuǎn)換效率是100%。這對于入射角θ較小的沿著u軸的光線 也是基本正確的，xz平面內(nèi)的u軸如圖2所示。其結(jié)果是具有小數(shù)值孔徑的入 射光束，例如NA<0.4，會被認(rèn)為是具有一個至少等于90%的平均偏振轉(zhuǎn)換效 率,達到本發(fā)明的滿意效果。
但是，如果光束的數(shù)值孔徑NA超過0.4，入射角θ變得太大，使得雙軸層 12對于沿著u軸的光線起到四分之一波片層的作用。換句話說，該光線的兩個 偏mt間的滯后差△ Ф 遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離 π/2，因此偏振轉(zhuǎn)換效率低于90%。
對于沿著u軸的光線， 一種偏振特征模式具有折射率為ny的y偏振光，而 xz平面內(nèi)的其他偏振光具有如下的有效折射率n( θ，N2):
<formula>complex formula see original document page 5</formula>
導(dǎo)致<formula>complex formula see original document page 5</formula>
圖3示出了△ Ф(θ,N2)作為θ的函數(shù)，對于三個Nz數(shù)值時的變化0 (實線)， 1/2 (點劃線)和1 (虛線)。
可以看出，對于Nz=0，材料是單軸(nz=ny)，隨著θ增加時，滯后差迅速 減小。對于Nz=l，材料也是單軸(nz=nx),隨著0的增加，滯后差迅速增大。但是，對于Nz=1/2，材料是雙軸的，nz=(nx+ny)/2，滯后差對于入射角不太敏感， 基本保持等于∏/2。其結(jié)果是，當(dāng)選擇雙軸材料使得Nz大約為l/2時，雙軸層 12對于大范圍入射角，即大范圍的數(shù)值孔徑NA起到四分之一波片的作用，因 此提供了很高的偏振轉(zhuǎn)換效率。
圖4示出了對于邊界轉(zhuǎn)換效率為90%時，數(shù)值 L徑NA作為參數(shù)Nz的函數(shù) 的曲線圖?？梢岳斫?，從M，發(fā)出的光線相對于z軸具有最大的入射角θ， 因此具有最小的轉(zhuǎn)換效率，如圖3所示。同時，這些光線是確定聚光點尺寸的 光線，因此是最重要的部分。因而，這些光線的轉(zhuǎn)換效率應(yīng)該很大，至少為90%。
從圖4可以推導(dǎo)出，為了保證數(shù)值孔徑NA為0.85的 透射出的所有光 線的轉(zhuǎn)換效率都高于90%，應(yīng)當(dāng)限制沿著z軸的折射率nz使得參數(shù)Nz滿足條件0.35<Nz<0.65。
本發(fā)明推薦的雙軸四分之一波片是可以從市場上買到的日東電工株式會社 (NittoDenko)的產(chǎn)品。這些雙軸四分之一波片例如采用雙軸拉伸聚合物。
權(quán)利要求
1、一種反射型全息數(shù)據(jù)存儲載體(10)，包括光敏層(13)、反射層(11)和位于所述光敏層和所述反射層之間的四分之一波片層(12)，所述四分之一波片層由雙軸材料制成，其中折射率nx，ny和nz滿足nx＞nz＞ny且nz＝ny+Nz(nx-ny)其中z是垂直于所述各個層的方向，且Nz的范圍在0.36到0.65之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種反射型全息數(shù)據(jù)存儲載體(10)。該全息數(shù)據(jù)存儲載體(10)包括一個光敏層(13)，一個反射層(11)和位于所述光敏層和所述反射層之間的四分之一波片層(12)。所述四分之一波片層由雙軸材料制成，其中折射率n<sub>x</sub>，n<sub>y</sub>和n<sub>z</sub>滿足n<sub>x</sub>＞n<sub>z</sub>＞n<sub>y</sub>且n<sub>z</sub>＝n<sub>y</sub>+N<sub>z</sub>(n<sub>x</sub>-n<sub>y</sub>)，其中z是垂直于所述各個層的方向，且N<sub>z</sub>的范圍在0.36到0.65之間。
文檔編號G11B7/2403GK101203911SQ200680022597
公開日2008年6月18日 申請日期2006年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日
發(fā)明者G·特胡夫特, M·L·M·巴里斯特雷里, R·A·M·?？嗣诽?申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司