專利名稱：記錄全息信息的方法和記錄/再現(xiàn)全息信息的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種記錄全息信息的方法，從而保證再現(xiàn)信號(hào)的穩(wěn)定性。
背景技術(shù)：
近來，全息信息存儲(chǔ)技術(shù)獲得了較多的關(guān)注。全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元將信息以光學(xué)干
涉圖樣的形式存儲(chǔ)在光敏材料(例如，光聚合物)中。通過使用具有不同路徑并相互干涉的
兩個(gè)相干激光束(即，參考光束和信號(hào)光束)來形成光學(xué)干涉圖案。光學(xué)干涉圖案在光敏信
息存儲(chǔ)介質(zhì)中產(chǎn)生化學(xué)或物理改變，從而光學(xué)干涉圖案被記錄在光敏信息存儲(chǔ)介質(zhì)中。為
了從干涉圖案再現(xiàn)信息，將參考光束照射到記錄在光敏信息存儲(chǔ)介質(zhì)中的干涉圖案上。因
此，由于干涉圖案而產(chǎn)生衍射圖樣，從而恢復(fù)信號(hào)光，并因此再現(xiàn)信息。 該信息存儲(chǔ)技術(shù)可被分類為體(volume)全息方法，逐頁(yè)地執(zhí)行記錄/再現(xiàn)；顯
微全息方法，使用各個(gè)干涉條紋來逐位地執(zhí)行記錄/再現(xiàn)。根據(jù)體全息方法，大量的信息被
同時(shí)處理，但是由于通常需要非常精確地調(diào)整的光學(xué)系統(tǒng)，因此針對(duì)一般消費(fèi)者，體全息技
術(shù)難以商業(yè)化。 同時(shí)，根據(jù)顯微全息方法，通過形成微小的干涉條紋將信息三維地記錄在信息存 儲(chǔ)介質(zhì)中，其中，通過兩個(gè)會(huì)聚的光束在焦點(diǎn)的干涉形成所述微小的干涉條紋。記錄層通常 包括多個(gè)這樣的微小干涉條紋，記錄層位于信息存儲(chǔ)介質(zhì)的平面上。在信息存儲(chǔ)介質(zhì)中，在 不同深度形成多個(gè)記錄層。 通常，根據(jù)顯微全息方法，通過形成多個(gè)記錄層來增加記錄容量。然而，如果在記 錄干涉圖案的區(qū)域中不能保證圖案穩(wěn)定性，則在再現(xiàn)信息的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種記錄全息信息的方法和記錄/再現(xiàn)全息信息的設(shè)備，其中，再現(xiàn) 信號(hào)的穩(wěn)定性被保證。 根據(jù)示例性實(shí)施例的記錄全息信息的方法包括通過在全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)的 全息記錄層中記錄一個(gè)或多個(gè)全息圖來形成信息層；通過在信息層上照射光來對(duì)信息層進(jìn) 行定影。 可在全息記錄層的不同深度處形成多個(gè)信息層。每個(gè)信息層在下一信息層被形成 和定影之前被形成和定影。 當(dāng)對(duì)信息層進(jìn)行定影時(shí)，也可在形成下一信息層之前對(duì)全息記錄層的所述信息層 和下一信息層之間的區(qū)域進(jìn)行定影。換句話說，定影可包括對(duì)全息記錄層的沒有記錄全息 圖的區(qū)域(即，所述信息層和下一信息層之間的區(qū)域)進(jìn)行定影。 根據(jù)一些實(shí)施例，多個(gè)信息層可被順序地形成和定影，并且所述多個(gè)信息層的各 個(gè)信息層之間的區(qū)域可隨后被定影。 根據(jù)一些實(shí)施例，每個(gè)信息層可包括記錄有全息圖的記錄區(qū)域和間隔區(qū)域。定影 光束可被照射在記錄區(qū)域和間隔區(qū)域。
根據(jù)一些實(shí)施例，用于定影的光源也可用于記錄。 根據(jù)不同的實(shí)施例，全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)可包括反射層和全息記錄層。從光源獲得 的信號(hào)光束和參考光束可經(jīng)由全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)的相同側(cè)被照射到全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)上， 以形成組成信息層的全息圖。信號(hào)光束和參考光束中的一個(gè)可在全息記錄層中的焦點(diǎn)上直 接聚焦，信號(hào)光束和參考光束中的另一個(gè)可在被反射層反射之后在所述焦點(diǎn)上聚焦。第一 個(gè)信息層可被形成在全息記錄層的離反射層最遠(yuǎn)或最近的位置?？墒褂脧墓庠窗l(fā)出的以沒 有被反射層反射的方式在信息層上聚焦的光來對(duì)信息層進(jìn)行定影。 根據(jù)不同的實(shí)施例，可通過將信號(hào)光束和參考光束照射通過全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)的 相對(duì)側(cè)來形成信息層。通過從全息記錄層的一側(cè)開始順序地形成信息層。可使用在信息層 上聚焦的定影光來對(duì)信息層進(jìn)行定影，所述定影光不首先通過全息記錄層的未記錄部分。
根據(jù)不同的實(shí)施例，可從單個(gè)光源發(fā)出的光分割出信號(hào)光束和參考光束。來自光 源的未分割的光可被用于對(duì)信息層進(jìn)行定影?？赏ㄟ^改變信號(hào)光束和參考光束聚焦的焦點(diǎn) 的深度來在全息記錄層中的不同深度處形成信息層。 根據(jù)不同的實(shí)施例，提供一種用于記錄和再現(xiàn)全息信息的設(shè)備。所述設(shè)備包括光 學(xué)拾取器，通過將光束照射在包含全息記錄層的全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)上，在全息記錄層上記 錄全息圖(信息層)。光學(xué)拾取器通過將光束照射到全息圖上來對(duì)記錄的全息圖進(jìn)行定影， 其中，通過使用上述方法記錄全息信息。 將在接下來的描述中部分闡述本發(fā)明另外的方面和/或優(yōu)點(diǎn)，還有一部分通過描 述將是清楚的，或者可以經(jīng)過本發(fā)明的實(shí)施而得知。


通過下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的進(jìn)行描述，本發(fā)明的這些和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)將 會(huì)變得清楚并更易于理解，其中 圖1是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的記錄/再現(xiàn)全息信息的設(shè)備的示 圖，所述設(shè)備執(zhí)行記錄全息信息的方法； 圖2是示意性地示出可由圖1的設(shè)備采用的反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)；
圖3至圖5是描述根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的記錄全息信息的方法的示圖；
圖6是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例的記錄/再現(xiàn)全息信息的設(shè) 備的示圖； 圖7至圖9是描述根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例的記錄全息信息的方法的示 圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將詳細(xì)描述本發(fā)明的示例實(shí)施例，其中，示例性實(shí)施例在附圖中示出，其中， 相同的標(biāo)號(hào)始終表示相同的部件。以下，參照附圖描述示例性實(shí)施例以解釋本發(fā)明的各個(gè) 方面。 根據(jù)示例性實(shí)施例，通過將全息圖(干涉條紋圖案)記錄在全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)的 全息記錄層上來形成信息層。然后，通過在信息層上照射光來對(duì)信息層定影(fix)。這樣， 通過對(duì)信息層定影，干涉圖案的穩(wěn)定性被保證，因此在再現(xiàn)期間產(chǎn)生的噪聲被減少。此外，小該后續(xù)的信息層的厚度并抑制當(dāng)光到達(dá)該后續(xù)的信息層 時(shí)產(chǎn)生的球面像差，提高記錄精度。此外，獲得再現(xiàn)期間的穩(wěn)定性。 根據(jù)下面將要描述的不同實(shí)施例，在形成另一信息層之前對(duì)信息層定影，因此，用 于記錄/再現(xiàn)的光束也可用于對(duì)信息層定影。因此，可不需要用于對(duì)信息層定影的單獨(dú)的 光源。 圖1是示意性地示出全息信息記錄/再現(xiàn)設(shè)備的示圖。圖2是示意性地示出可由 圖1的設(shè)備采用的反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200的示圖。 參照?qǐng)D1，設(shè)備將信息記錄在反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200中，并再現(xiàn)記錄的信 息。所述設(shè)備包括光學(xué)拾取器500，將光照射在反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200的平面上； 控制器600，控制光學(xué)拾取器500 ;以及電路單元(未示出)?？刂破?00控制光學(xué)拾取器 500，從而通過經(jīng)從光學(xué)拾取器500所照射的光將全息圖記錄在反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì) 200上，來形成信息層，并通過照射光對(duì)信息層定影。 光學(xué)拾取器500可在反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200的全息記錄層的不同平面中形
成信息層。光學(xué)拾取器500可通過將光照射到信息層上來對(duì)信息層定影。 光學(xué)拾取器500可包括第一光源510、第一聚焦控制單元520、反射元件524、第
一分束器526、偏振轉(zhuǎn)換單元528、偏振選擇折射透鏡530、四分之一波片532、物鏡534以及
第一光學(xué)檢測(cè)器570。第一光源510發(fā)出用于記錄/再現(xiàn)和/或定影的光Ll，第一光源510
可以是發(fā)出綠光或藍(lán)光的半導(dǎo)體激光二極管。 第一聚焦控制單元520改變光Ll在反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200中的焦點(diǎn)的位 置。第一聚焦控制單元520可包括多個(gè)中繼透鏡。例如，第一聚焦控制單元520可包括中 繼透鏡521和522。中繼透鏡521和522中的至少一個(gè)可通過被驅(qū)動(dòng)器(未示出)操作而 沿光軸移動(dòng)。通過沿光軸移動(dòng)中繼透鏡521和522中的至少一個(gè)，第一聚焦控制單元520 可改變光L1在反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200中的焦點(diǎn)。可通過使用第一聚焦控制單元520 將多個(gè)信息層記錄在反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200中。換句話說，如圖2所示，從光Ll獲得 的信號(hào)光束Lll和參考光束L12被會(huì)聚在反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200中的焦點(diǎn)(F)上， 因此，由于信號(hào)光束Lll和參考光束L12相互干涉，信息層被形成為全息圖。此外，當(dāng)?shù)谝?聚焦控制單元520改變光Ll的焦點(diǎn)時(shí)，可在不同的深度記錄另一信息層。因此，可在全息 記錄層260中形成多個(gè)信息層。 在當(dāng)前的示例性實(shí)施例中，包括中繼透鏡521和522的擴(kuò)束器被用作第一聚焦控 制單元520，然而第一聚焦控制單元520的構(gòu)成不限于此。例如，第一聚焦控制單元520可 以是液晶透鏡。根據(jù)施加到液晶透鏡的電壓的大小，具有預(yù)定偏振的光的折射角改變。因 此，可改變光的焦點(diǎn)。由于液晶透鏡對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是公知的，因此這里不 提供液晶透鏡的細(xì)節(jié)。 如圖2所示，信號(hào)光束Lll的焦距比參考光束L12的焦距長(zhǎng)。通過相同的光路將 信號(hào)光束Lll和參考光束L12傳輸?shù)椒瓷湫腿⑿畔⒋鎯?chǔ)介質(zhì)200?？赏ㄟ^偏振選擇折射 透鏡530獲得信號(hào)光束Lll和參考光束L12的不同焦距。 反射元件524是合適地調(diào)整光路的反射鏡，并使得光學(xué)拾取器500中的光學(xué)器件 能夠被合適地布置。反射元件524根據(jù)反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200的傾斜來二維地移動(dòng) 反射平面。因此，光學(xué)拾取器500與反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200的傾斜相對(duì)應(yīng)。
6
第一分束器526可用作偏振分束器，以分離從第一光源510發(fā)出的光Ll。第一分 束器526可用作稍后描述的第二光源550的伺服光束L3的簡(jiǎn)單反射鏡。照射到反射型全 息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200上的光Ll的偏振方向與從反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200反射的光Ll 的偏振方向垂直(將在后面描述)。因此，當(dāng)?shù)谝环质?26用作光Ll的偏振分束器時(shí)，第 一分束器526可分離傳輸?shù)椒瓷湫腿⑿畔⒋鎯?chǔ)介質(zhì)200的光Ll和從反射型全息信息存 儲(chǔ)介質(zhì)200反射的光L2。 偏振轉(zhuǎn)換單元528可根據(jù)光透射的區(qū)域來改變偏振轉(zhuǎn)換。例如，參照?qǐng)D2，偏振轉(zhuǎn) 換單元528可被構(gòu)造為包括非轉(zhuǎn)換區(qū)域528a，在記錄模式或再現(xiàn)模式期間，從第一光源 510發(fā)出的p偏振光被沒有任何偏振轉(zhuǎn)換地透射通過非轉(zhuǎn)換區(qū)域528a ;和選擇性偏振轉(zhuǎn)換 區(qū)域528b，在記錄模式期間將從第一光源510發(fā)出的p偏振光轉(zhuǎn)換為s偏振光。偏振轉(zhuǎn)換 單元528在再現(xiàn)模式或定影模式期間，沒有任何偏振轉(zhuǎn)換地透射從第一光源510發(fā)出的p 偏振光。這里，非轉(zhuǎn)換區(qū)域528a可以在偏振轉(zhuǎn)換單元528的中央?yún)^(qū)域，選擇性偏振轉(zhuǎn)換區(qū) 域528b可以在偏振轉(zhuǎn)換單元528的圍繞中央?yún)^(qū)域的邊緣區(qū)域?；蛘撸x擇性偏振轉(zhuǎn)換區(qū)域 528b可以在偏振轉(zhuǎn)換單元528的中央?yún)^(qū)域，非轉(zhuǎn)換區(qū)域528a可以在偏振轉(zhuǎn)換單元528的所 述邊緣區(qū)域。 在偏振轉(zhuǎn)換單元528中，非轉(zhuǎn)換區(qū)域528a可由透明材料形成，選擇性偏振轉(zhuǎn)換區(qū) 域528b可以是主動(dòng)(active) 1/2波片。通過將光軸相對(duì)于p偏振光的偏振方向設(shè)置成45 度角，主動(dòng)1/2波片可在記錄模式期間將p偏振光改變?yōu)閟偏振光。同時(shí)，由于非轉(zhuǎn)換區(qū)域 528a透射p偏振光而不管記錄模式，所以透射通過非轉(zhuǎn)換區(qū)域528a的p偏振光可對(duì)應(yīng)于參 考光束L12，來自選擇性偏振轉(zhuǎn)換區(qū)域528b的s偏振光可對(duì)應(yīng)于信號(hào)光束Lll。
因此，在記錄模式期間，信號(hào)光束Lll和參考光束L12在被分割為外部光通量和內(nèi) 部光通量之后，信號(hào)光束Ll 1和參考光束L12的偏振方向相互垂直，并且沿相同的光路通過 偏振選擇折射透鏡530。在再現(xiàn)或定影模式期間，光Ll被分為內(nèi)部光通量和外部光通量，并 在單個(gè)偏振狀態(tài)下傳播。 偏振選擇折射透鏡530根據(jù)偏振方向?qū)ν干渫ㄟ^偏振轉(zhuǎn)換單元528的光的屈光力 (refractive power)進(jìn)行區(qū)分。例如，偏振選擇折射透鏡530可透射p偏振光并折射s偏 振光。根據(jù)偏振方向區(qū)分屈光力的液晶透鏡或偏振全息圖裝置可用作偏振選擇折射透鏡 530。液晶透鏡使用液晶的雙折射特性。當(dāng)將電壓施加到液晶時(shí)，液晶分子的排列狀態(tài)改變， 因此，液晶對(duì)于P偏振光分量和s偏振光分量具有不同的屈光力。偏振全息圖裝置根據(jù)接 收的光的偏振方向具有不同的屈光力，具有梯狀或炫耀全息圖樣，并且可折射具有第一偏 振分量的光并透射具有第二偏振分量的光。由于液晶透鏡和偏振全息圖裝置對(duì)于本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員是公知的，因此這里不提供它們的細(xì)節(jié)。 例如，參照?qǐng)D2，在記錄模式期間，p偏振參考光束L12被照射到偏振選擇折射透鏡 530的第一折射透鏡區(qū)域530a。第一折射透鏡區(qū)域530a對(duì)應(yīng)于偏振轉(zhuǎn)換單元528的非轉(zhuǎn) 換區(qū)域528a，因此入射到第一折射透鏡區(qū)域530a上的參考光束L12沒有折射地透射通過 第一折射透鏡區(qū)域530a。 s偏振信號(hào)光束Lll被照射到偏振選擇折射透鏡530的第二折射 透鏡區(qū)域530b。第二折射透鏡區(qū)域530b對(duì)應(yīng)于偏振轉(zhuǎn)換單元528的選擇性偏振轉(zhuǎn)換區(qū)域 528b，因此入射到第二折射透鏡區(qū)域530b上的信號(hào)光束Lll被折射。在圖2中，第一折射 透鏡區(qū)域530a和第二折射透鏡區(qū)域530b被指示，以對(duì)與非轉(zhuǎn)換區(qū)域528a和選擇性偏振轉(zhuǎn)換區(qū)域528b相應(yīng)的區(qū)域進(jìn)行劃分，而不是針對(duì)光學(xué)結(jié)構(gòu)劃分非轉(zhuǎn)換區(qū)域528a和選擇性偏 振轉(zhuǎn)換區(qū)域528b。 當(dāng)信號(hào)光束Lll和參考光束L12透射通過偏振選擇折射透鏡530時(shí)，通過物鏡534 獲得的信號(hào)光束Lll和參考光束L12的焦距彼此不同。在圖2中，作為外部光通量的信號(hào) 光束Lll的焦距大于作為內(nèi)部光通量的參考光束L12的焦距。然而，可形成偏振選擇折射 透鏡530，使得參考光束L12的焦距大于信號(hào)光束Lll的焦距?；蛘?，具有更近的焦點(diǎn)的內(nèi) 部光通量可用作信號(hào)光束L11，具有更遠(yuǎn)的焦點(diǎn)的外部光通量可用作參考光束L12。
在再現(xiàn)模式或定影模式期間，從第一光源510發(fā)出的光Ll以單個(gè)偏振狀態(tài)傳播， 而沒有由偏振轉(zhuǎn)換單元528分割為內(nèi)部光通量和外部光通量。因此，像在記錄模式期間的 參考光束L12 —樣，光Ll沒有折射地透射通過偏振選擇折射透鏡520，并且沿與參考光束 L12相同的光路傳輸。換句話說，在再現(xiàn)或定影模式期間，光L1沒有任何折射處理地在物鏡 534的焦點(diǎn)上聚焦。 返回參照?qǐng)D1，四分之一波片532對(duì)入射到反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200上的光 Ll的偏振和從反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200反射的光L2的偏振進(jìn)行轉(zhuǎn)換。例如，四分之一 波片532可將線偏振光轉(zhuǎn)換為圓偏振光，可將從反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200反射的圓偏 振光轉(zhuǎn)換為與接收的線偏振光垂直的線偏振光。因此，從反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200反 射的光L2的路徑可與入射到反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200上的光Ll的路徑分離，并且從 反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200反射的光L2可被光學(xué)檢測(cè)器570檢測(cè)。
在記錄模式期間，信號(hào)光束Lll和參考光束L12經(jīng)由四分之一波片532以彼此垂 直的圓偏振方向入射到反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200上。在再現(xiàn)或定影期間，選擇偏振轉(zhuǎn) 換區(qū)域528b以不對(duì)入射光進(jìn)行偏振轉(zhuǎn)換的方式透射入射光。因此，從第一光源510發(fā)出的 P偏振光沒有被偏振轉(zhuǎn)換地透射通過偏振轉(zhuǎn)換單元528，并且沒有任何折射角改變地透射 通過偏振選擇折射透鏡530。因此，p偏振光Ll通過四分之一波片532被轉(zhuǎn)換為圓偏振狀 態(tài)，沿在記錄模式期間的參考光束L12的路徑被照射到反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200上并 且直接聚焦于焦點(diǎn)F。這樣，p偏振光Ll在再現(xiàn)或定影模式期間具有與在記錄模式期間的 參考光束L12相同的偏振特性和焦距。因此，可在再現(xiàn)或定影模式期間使用參考光束L12。
物鏡534在記錄、再現(xiàn)或定影模式期間將光Ll和伺服光束L3會(huì)聚在反射型全息 信息存儲(chǔ)介質(zhì)200的預(yù)定區(qū)域。如上所述，信號(hào)光束Lll和參考光束L12具有彼此垂直的 不同的圓偏振方向，并且偏振選擇折射透鏡530根據(jù)偏振方向區(qū)分屈光力。因此，物鏡534 對(duì)信號(hào)光束Lll和參考光束L12的焦距可不同。這里，物鏡534或偏振選擇折射透鏡530 的屈光力可以以這樣的方式被設(shè)計(jì)，即，通過將參考光束L12的焦急調(diào)整得比信號(hào)光束Lll 的焦距短，參考光束L12可直接會(huì)聚在信息層270上的焦點(diǎn)F上，信號(hào)光束Lll可從反射層 240被反射，然后會(huì)聚在焦點(diǎn)F上。物鏡534或偏振選擇折射透鏡530的屈光力可根據(jù)光學(xué) 器件的相對(duì)位置以及反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200的特性而不同。 光學(xué)拾取器500可包括第二光源550、第二聚焦控制器562、第二分束器560、第 三分束器566和第二光學(xué)檢測(cè)器572，以獲得伺服信號(hào)。 第二光源550發(fā)出伺服光束L3，并且可以是發(fā)射紅光的半導(dǎo)體激光二極管。伺服 光束L3可沿一個(gè)方向線偏振，從而根據(jù)偏振方向，分離從第二分束器560被傳輸?shù)椒瓷湫?全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200的伺服光束L3和從反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200反射的伺服光束L4(將在后面描述)。衍射光柵(未示出)還可被包括在第二光源550的前部，以將伺服光束L3衍射為0級(jí)衍射光、± 1級(jí)衍射光等。因此，可使用3光束法或差分推挽法來檢測(cè)伺服誤差信號(hào)。在圖1中，為了讀取伺服信息，從不同的光源發(fā)出具有不同波長(zhǎng)的光L1和伺服光束L3。然而，不需準(zhǔn)備單獨(dú)的伺服光學(xué)系統(tǒng)，第一光源510可被構(gòu)造為也發(fā)出伺服光束L3。 偏振分束器可用作第二分束器560。由于四分之一波片532，入射到反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200的伺服光束L3的偏振方向與從反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200反射的伺服光束L4的偏振方向以直角相交。因此，通過使用偏振分束器作為第二分束器560，入射到反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200的伺服光束L3的光路與從反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200反射的伺服光束L4的光路彼此分離。 包括中繼透鏡563和564的擴(kuò)束器可被用作第二聚焦控制單元562?；蛘?，液晶透鏡可被用作第二聚焦控制單元562。第二聚焦控制單元562調(diào)整伺服光束L3在反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200上的焦點(diǎn)。第二聚焦控制單元562的結(jié)構(gòu)類似于第一聚焦控制單元520的結(jié)構(gòu)，因此不再重復(fù)對(duì)其的描述。 第三分束器566可透射從反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200反射的光L2，并且可用作伺服光束L3和L4的簡(jiǎn)單反射鏡。因此，第三分束器566可包括反射層，該反射層被設(shè)計(jì)為根據(jù)波長(zhǎng)透射或反射光。 在光L2透射通過第一分束器526和第三分束器566之后，第一光學(xué)檢測(cè)器570檢測(cè)光L2。第二光學(xué)檢測(cè)器572檢測(cè)從第二光源550發(fā)出，從反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200反射，并透射通過第一分束器526、第二分束器560和第三分束器566的伺服光束L4。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200的示例。然而，反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200不限于圖2示出的結(jié)構(gòu)。換句話說，盡管圖2中的反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200包括反射層240、全息記錄層260和基底210，但是反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200可選擇性地包括其他和/或另外的元件。 參照?qǐng)D2，反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200包括按下面陳述的次序順序疊置的基底210、伺服層220、緩沖層230、反射層240、間隔層250、全息記錄層260和覆蓋層290?；?10是用于保持反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200的形狀的支撐物，并且可由聚碳酸酯或丙烯酸樹脂形成。 例如，如果全息記錄層260不是由堅(jiān)固的材料形成，則覆蓋層290保護(hù)全息記錄層260，并且還可保持反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200的形狀。抑制表面反射的抗反射層(未示出)還可被布置在覆蓋層290的頂表面。通過經(jīng)覆蓋層290被透射到全息記錄層260，信號(hào)光束Lll和參考光束L12記錄信息。 間隔層250保證全息記錄層260和反射層240之間的空間，并保證反射層240和信息層270之間的距離。間隔層250的厚度根據(jù)全息記錄層260的性能而不同，并且可小于大約100 ii m。通過將反射層240和信息層270分開，可在再現(xiàn)期間減少由從反射層240反射的光產(chǎn)生的噪聲。將在后面描述間隔層250與噪聲減小之間的關(guān)系。間隔層250不是必須的，例如，全息記錄層260的厚度方向上的未記錄部分可替代間隔層250。
關(guān)于垂直的第一圓偏振方向和第二圓偏振方向，反射層240可由反射第一圓偏振方向的光并透射第二圓偏振方向的光的偏振選擇材料形成。此外，可形成反射層240以將反射光的偏振方向保持在第一圓偏振方向。反射層240可由由液化的或固化的液晶薄膜形成的膽固醇液晶形成。膽固醇液晶的液晶指向矢為以螺旋形狀扭曲。膽固醇液晶反射與該螺旋形狀對(duì)應(yīng)的圓偏振光，并透射與該螺旋形狀的相反方向相應(yīng)的圓偏振光，從而將兩個(gè)正交的圓偏振光束分離，并將反射的光保持在原始的圓偏振狀態(tài)。這里，反射層240的材料不限于這樣的偏振選擇材料，可以是用于形成反射層的一般材料。在該情況下，反射光的圓偏振的方向可被轉(zhuǎn)換為相反的方向，第一圓偏振光束和第二圓偏振光束可以以相同的偏振狀態(tài)透射通過覆蓋層290。 如圖2所示，在信號(hào)光束Lll在從反射層240反射之后在焦點(diǎn)F上聚焦。偏振轉(zhuǎn)換單元528和四分之一波片532可以這樣的方式布置，即，信號(hào)光束Lll是第一圓偏振光，參考光束L12是第二圓偏振光。 緩沖層230被布置在反射層240和伺服層220之間，并且可由透明材料或吸收用于記錄/再現(xiàn)的光的材料形成。緩沖層230覆蓋在伺服層200上形成的伺服信息的圖案，以平面化反射層240。 伺服信息被記錄在伺服層220上，伺服層220反射伺服光束L3。由于伺服光束L3的波長(zhǎng)與光Ll的波長(zhǎng)不同，所以緩沖層230、反射層240、間隔層250、全息記錄層260和覆蓋層290被布置為透射伺服光束L3。 當(dāng)所述設(shè)備記錄全息信息時(shí)，根據(jù)全息記錄層260中的干涉條紋通過記錄全息圖來形成信息層270。在記錄全息信息之前，信息層270僅虛擬地存在并且與全息記錄層260的其他區(qū)域沒有物理上的不同。 全息記錄層260由光反應(yīng)(photoreactive)材料形成。例如，全息記錄層260可由光聚合物(photopolymer)或熱塑材料形成。當(dāng)吸收光時(shí)，光敏材料的折射率通常與光強(qiáng)成比例地改變。光反應(yīng)材料可具有預(yù)定閾值，并且可具有非線性特性，其中，光反應(yīng)材料僅對(duì)等于或大于所述預(yù)定閾值的光起反應(yīng)。當(dāng)全息記錄層260的材料具有非線性特性時(shí)，可在全息記錄層260的深度方向形成多個(gè)信息層270。 S卩，隨著干涉條紋離開焦點(diǎn)，干涉條紋的光強(qiáng)減小，因此，折射率不改變。因此，在選擇的深度根據(jù)折射率的改變來形成信息層。因此，通過合適的控制在預(yù)定深度實(shí)現(xiàn)等于或大于閾值的光強(qiáng)，通過控制該預(yù)定深度來形成多個(gè)信息層，并且記錄密度相應(yīng)地增加。 包含用于對(duì)信息層270進(jìn)行識(shí)別的信息的層識(shí)別區(qū)域280可形成在全息記錄層260的一側(cè)，例如，內(nèi)圓周或外圓周。層識(shí)別區(qū)域280可包括多個(gè)反射層282，所述多個(gè)反射層282與布置在反射層(界面)282之間的多個(gè)信息層270和多個(gè)透明間隔層281相應(yīng)。
層識(shí)別區(qū)域280通過使用從相應(yīng)的反射層282反射的光來識(shí)別相應(yīng)的一個(gè)信息層270的位置(深度位置)。 一個(gè)信息層270的層號(hào)信息可被記錄在相應(yīng)的一個(gè)反射層282中。通過使用反射層282，可識(shí)別每個(gè)信息層270，并且可確定相應(yīng)的信息層270的深度。因此，可通過反射層282的號(hào)碼來確定層號(hào)信號(hào)?；蛘?，層號(hào)信息可用作信息層270的實(shí)際層號(hào)。除了層號(hào)信息之外，每個(gè)信息層270的固有信息也可被記錄在相應(yīng)的反射層282中。此外，關(guān)于反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200的信息可被記錄在反射層282中?？梢砸匀鏑D或DVD中使用的坑(pit)、抖動(dòng)(wobble)或標(biāo)記(mark)來將這樣的信息記錄在反射層282中。
反射層282可用于確定在全息記錄層260的厚度方向上將要形成的信息層270的位置(深度)。通過使用層識(shí)別區(qū)域280，可在與具有期望的層號(hào)信息的反射層282相應(yīng)的全息記錄層260的位置(深度)處形成信息層270。 現(xiàn)在將描述使用參照?qǐng)D1和圖2描述設(shè)備的記錄全息信息的方法。參照?qǐng)Dl，光學(xué) 拾取器500將光照射在反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200的層識(shí)別區(qū)域280上，以讀取記錄在 層識(shí)別區(qū)域280中的層識(shí)別信息，從而確定物鏡534的焦點(diǎn)。這里，照射到層識(shí)別區(qū)域280 上的光可以是從第一光源510發(fā)出的光Ll。例如，可使用在透射通過覆蓋層290之后在層 識(shí)別區(qū)域280上直接聚焦的參考光束L12，或者在通過再現(xiàn)模式或定影模式期間產(chǎn)生的未 分割的光，來讀取層識(shí)別區(qū)域中記錄的層識(shí)別信息。 然后，物鏡534的焦點(diǎn)F移動(dòng)到與將要在其上記錄信息或從其讀取信息的信息層 270的位置相應(yīng)的層識(shí)別區(qū)域280的一個(gè)反射層282。通過使用第一聚焦控制單元520來 改變焦點(diǎn)F。由于未分割的光足以識(shí)別信息層270的層位置，因此偏振轉(zhuǎn)換單元528可以以 不對(duì)光Ll進(jìn)行偏振轉(zhuǎn)換的方式透射光Ll 。換句話說，光學(xué)拾取器500在對(duì)信息層270的層 位置進(jìn)行識(shí)別時(shí)可像其處于再現(xiàn)模式中那樣操作。 然后，在保持物鏡534的焦點(diǎn)F的深度的同時(shí)，光學(xué)拾取器500移動(dòng)到全息記錄層 260的信息記錄區(qū)域，以形成信息層270或讀取記錄在信息層270中的信息。
在記錄模式期間，信號(hào)光束Lll和參考光束L12經(jīng)相同的物鏡534(沿相同的路 徑)傳輸?shù)椒瓷湫腿⑿畔⒋鎯?chǔ)介質(zhì)200。信號(hào)光束Lll在從反射層240反射后在信息層 270上聚焦，參考光束L12在透射通過覆蓋層290之后(沒有被反射)在信息層270上直接 聚焦。這樣，當(dāng)信號(hào)光束Lll和參考光束L12在信息層270上聚焦時(shí)，在信息層270上形成 干涉條紋。干涉條紋的形狀根據(jù)光L1的調(diào)制狀態(tài)而改變。因此，根據(jù)干涉條紋的形狀來記 錄信息。干涉條紋可通過在相同平面上沿軌道被記錄而形成一個(gè)信息層270。此外，可通過 在全息記錄層260中形成干涉條紋并改變焦點(diǎn)的深度來形成多個(gè)信息層270。反射型全息 信息存儲(chǔ)介質(zhì)200可使用顯微全息方法，從而在每一焦點(diǎn)，單比特的信息被記錄在干涉條 紋中，然而反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200可使用任何其他方法。例如，可使用體全息方法， 從而通過在焦點(diǎn)F處疊加信號(hào)光束Lll和參考光束L12來形成三維干涉條紋，從而同時(shí)地 記錄多條信息。 這里，代替使用光Ll，可使用從第二光源550發(fā)出的伺服光束來識(shí)別信息層270的 位置?；蛘撸€可包括單獨(dú)的光源和光學(xué)系統(tǒng)，以通過使用從該單獨(dú)的光源發(fā)出的光來識(shí)別 信息層270的位置。 根據(jù)所述方法，通過在全息記錄層260的期望的層位置的相同平面上沿軌道記錄 全息圖，來形成信息層270。通過根據(jù)控制器600的控制將光照射到信息層270上來對(duì)信息 層270定影。 如果在沒有對(duì)信息層270定影的情況下執(zhí)行再現(xiàn)，則反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì) 200中沒有改變?yōu)榫酆象w的未反應(yīng)單體與再現(xiàn)光起反應(yīng)，因此干涉條紋的形狀被改變，從而 產(chǎn)生噪聲。或者，當(dāng)信息層270被定影時(shí)，信息層270中的未反應(yīng)的單體被定影，從而與再 現(xiàn)光起反應(yīng)。因此，干涉條紋被保持，從而噪聲被減少或去除?？刂破?00可控制第一光源 510，以在記錄模式期間調(diào)制光Ll并在再現(xiàn)或定影模式期間不對(duì)光Ll進(jìn)行調(diào)制。
當(dāng)形成有全息圖的多個(gè)信息層270將在全息記錄層260的深度方向上被形成時(shí)， 信號(hào)光束Lll和參考光束L12在焦點(diǎn)F上聚焦，經(jīng)信號(hào)光束Lll和參考光束L12的干涉獲 得的全息圖被記錄，從而形成信息層270-l，如圖3所示。然后，如圖4所示，參考光束L12'被照射到信息層270-1上，以對(duì)信息層270-1定影。在定影處理期間，光LI沒有偏振轉(zhuǎn)換
地透射通過偏振轉(zhuǎn)換單元528。這里，光L1可用作參考光束L12'?？紤]于此，不同的標(biāo)號(hào)
用于定影處理期間的參考光束(L12')和記錄處理期間的參考光束(L12)。 在對(duì)信息層270-1定影之后，物鏡534用于將焦點(diǎn)F移動(dòng)到形成下一信息層270_2
的位置，如圖5所示。然后，形成下一信息層270-2 。通過參考光束Ll2'對(duì)下一信息層270-2定影。 在反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)的情況下，當(dāng)不被反射層240反射的光(例如，參考光 束L12')用于定影處理時(shí)，通過參考光束L12'，未反應(yīng)區(qū)域(即，全息記錄層260的還沒有 被記錄的區(qū)域)的感光度(sensitivity)被減小并且Mft損失增加。對(duì)此，當(dāng)光被多次照射 到全息記錄層260上時(shí)，發(fā)生感光度下降和M#損失。因此，為了減輕未反應(yīng)區(qū)域的感光度下 降和Mft損失，在定影處理期間可使用不通過未反應(yīng)區(qū)域的光?？紤]未反應(yīng)區(qū)域的感光度下 降和Mft損失，可從臨近位于反射層240的相對(duì)側(cè)的入射面的位置開始形成多個(gè)信息層270。 然而，可從臨近反射層240的位置開始形成多個(gè)信息層270。 如上所述，通過形成第一信息層270-1、通過照射光將第一信息層270-1定影、然 后通過改變物鏡534的焦點(diǎn)的深度形成第二信息層270-2，可在全息記錄層260的不同深度 形成多個(gè)層270 (即，第一信息層270-1至第n信息層270_n (n是最小為2的整數(shù)))，并且 所述多個(gè)層270被定影。 每個(gè)信息層270包括記錄有全息圖的記錄區(qū)域271和間隔區(qū)域273。在定影處理期 間，定影光被照射到記錄區(qū)域271和間隔區(qū)域273上。通過在記錄區(qū)域271和間隔區(qū)域273 上照射定影光，信息層270的整個(gè)區(qū)域被定影，同時(shí)降低了記錄區(qū)域271和間隔區(qū)域273之 間的折射率差異。因此，在形成另一信息層270時(shí)，可降低像差(例如，球面像差)，從而保 證記錄穩(wěn)定性。 由于在每個(gè)信息層270之間存在間隔，因此在每個(gè)信息層270之間形成間隔層 278，如圖5所示。間隔層278是指信息層270之間的區(qū)域。因此，為了減小由于間隔層278 中單體的散射導(dǎo)致的噪聲的產(chǎn)生，也通過定影光對(duì)間隔層278進(jìn)行定影。
間隔層278可被如下地定影。在形成第一信息層270-1并對(duì)第一信息層270_1定 影之后，并且在形成第二信息層270-2之前，可對(duì)第一信息層270-1和第二信息層270-2之 間的間隔層278進(jìn)行定影。例如，可通過形成第一信息層270-1、對(duì)第一信息層270-1進(jìn)行 定影、對(duì)相鄰的間隔層278進(jìn)行定影、形成第二信息層270-2、對(duì)第二信息層270-2進(jìn)行定影 等來形成多個(gè)信息層270。 或者，可重復(fù)執(zhí)行信息層270的形成和定影，然后對(duì)信息層270之間的間隔層278 進(jìn)行定影。換句話說，多個(gè)信息層270可被順序地形成和定影，然后可通過將光照射到間隔 層278上對(duì)間隔層278進(jìn)行定影。 當(dāng)使用包括反射層240的反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200時(shí)，信號(hào)光束Lll和參考 光束L12入射到反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200的相同平面，S卩，信號(hào)光束Lll和參考光束 L12被照射到存儲(chǔ)介質(zhì)200的相同側(cè)。這里，信號(hào)光束Ll 1和參考光束L12之一 (例如，參考 光束L12)在全息記錄層260的全息圖形成位置上直接聚焦，信號(hào)光束Lll和參考光束L12 中的另一個(gè)(例如，信號(hào)光束Lll)在從反射層240反射后在全息圖形成位置上聚焦。通過 照射信號(hào)光束Ll 1和參考光束L12，從離反射層240最遠(yuǎn)或最近的位置開始順序地形成信息層270。圖3至圖5示出從離反射層240最遠(yuǎn)的位置開始形成信息層270的示例。 在定影處理期間，光沒有偏振轉(zhuǎn)換地透射通過偏振轉(zhuǎn)換單元528的選擇偏振轉(zhuǎn)換
區(qū)域528b。因此，第一光源510發(fā)出的p偏振光可沿與記錄模式中參考光束L12的光路相
同的光路在焦點(diǎn)F上直接聚焦，而沒有從反射層240反射。因此，可通過使用來自單個(gè)光源
的光(例如，沿著從第一光源510發(fā)出的參考光束L12的光路并被照射到全息圖形成位置，
而沒有被反射層240反射的光)對(duì)信息層270或間隔層278進(jìn)行定影。 圖6是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施例的記錄/再現(xiàn)全息信息的設(shè)
備的示圖。參照?qǐng)D6，所述設(shè)備將信息記錄在兩側(cè)都被光照射的透射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)
790上，并再現(xiàn)記錄的信息。所述設(shè)備包括光學(xué)拾取器700，將光照射到透射型全息信息存
儲(chǔ)介質(zhì)790的兩側(cè)上，并接收照射的光；控制器800，控制光學(xué)拾取器700 ;電路單元(未示出)。 光學(xué)拾取器700通過將光照射到透射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)790的全息記錄層的平 面上來記錄全息圖，從而形成信息層。光學(xué)拾取器700通過照射光對(duì)信息層進(jìn)行定影。
光學(xué)拾取器700可包括光源710，發(fā)出光LL ;光路分離裝置730，將光LL分離為 信號(hào)光束LL1和參考光束LL2 ;第一物鏡760，將信號(hào)光束LL1會(huì)聚在透射型全息信息存儲(chǔ) 介質(zhì)790上；第二物鏡770，將參考光束LL2會(huì)聚在透射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)790上；光學(xué) 檢測(cè)器780，檢測(cè)從透射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)790反射的再現(xiàn)光束LL2r'。光學(xué)拾取器700 還可包括改變焦點(diǎn)的深度的第一聚焦控制單元750和第二聚焦控制單元753。此外，光學(xué) 拾取器700還可包括準(zhǔn)直透鏡720，將從光源710發(fā)出的光轉(zhuǎn)換為平行光；第一至第三反 射元件732、734和736，合適地限定光路。光學(xué)拾取器700還可包括伺服光學(xué)系統(tǒng)(未示 出)。參照?qǐng)D1描述的結(jié)構(gòu)可用作伺服光學(xué)系統(tǒng)。 光源710和光路分離裝置730形成發(fā)出用于記錄/再現(xiàn)的光的光源單元。發(fā)出綠 光的半導(dǎo)體激光二極管可用作光源710。 準(zhǔn)直透鏡720對(duì)從光源710發(fā)出的光LL進(jìn)行準(zhǔn)直，并將光LL轉(zhuǎn)換為平行光。在 圖6中，準(zhǔn)直透鏡720位于光源710和偏振轉(zhuǎn)換單元725之間?；蛘?，準(zhǔn)直透鏡720可位于 偏振轉(zhuǎn)換單元725和光路分離裝置730之間，或者光LL的光路上的任何位置。
用作光源710的半導(dǎo)體激光二極管通常發(fā)出具有單偏振分量的激光束。偏振轉(zhuǎn)換 單元725可位于光源710和光路分離裝置730之間。 波片(例如，半波片或四分之一波片)可用作偏振轉(zhuǎn)換單元725。例如，當(dāng)主動(dòng)半 波片用作偏振轉(zhuǎn)換單元725時(shí)，具有預(yù)定線偏振的光通過透射通過主動(dòng)半波片而被旋轉(zhuǎn)一 個(gè)偏振方向，因此可被轉(zhuǎn)換為具有兩個(gè)線偏振分量(即，以直角相交的s偏振分量和p偏振 分量)的光。當(dāng)主動(dòng)四分之一波片用作偏振轉(zhuǎn)換單元725時(shí)，具有預(yù)定線偏振的光被轉(zhuǎn)換 為圓偏振光。該圓偏振光可被分割為以直角相交的兩個(gè)線偏振分量。這樣，透射通過偏振 轉(zhuǎn)換單元725的光的s偏振分量和p偏振分量可分別被用作信號(hào)光束LL1和參考光束LL2。
偏振轉(zhuǎn)換單元725可以是在記錄處理期間執(zhí)行偏振轉(zhuǎn)換功能并且在再現(xiàn)處理期 間不執(zhí)行偏振轉(zhuǎn)換功能的主動(dòng)型偏振轉(zhuǎn)換單元。換句話說，偏振轉(zhuǎn)換單元725可以是主動(dòng) 半波片或主動(dòng)四分之一波片。這樣，當(dāng)主動(dòng)裝置用作偏振轉(zhuǎn)換單元725時(shí)，從光源710發(fā)出 的大部分光用作再現(xiàn)光(再現(xiàn)光束)。 當(dāng)所述設(shè)備使用顯微全息方法時(shí)，當(dāng)信號(hào)光束LL1和參考光束LL2相互干涉時(shí)形成的干涉條紋在每個(gè)焦點(diǎn)處包括單比特的信息，這是因?yàn)閺墓庠?10發(fā)出的光按一比特被 調(diào)制。因此，信號(hào)光束LL1和參考光束LL2都包括記錄信息，并且由于信號(hào)光束LL1和參考 光束LL2沒有本質(zhì)的不同，因此信號(hào)光束LL1和參考光束LL2可以被互換地命名。為了便 于描述，與照射到透射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)790上的再現(xiàn)光束LL2i'具有相同的光路的光 可被稱為參考光束LL2。 光路分離裝置730分離垂直的兩個(gè)偏振分量，從而具有每個(gè)偏振分量的光沿不同 的光路被照射到透射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)790上。光的透射和反射根據(jù)光的偏振方向而不 同的偏振分束器可用作光路分離裝置730。例如，照射到光路分離裝置730上的p偏振光可 透射通過光路分離裝置730，照射到光路分離裝置730上的s偏振光可被光路分離裝置730 反射。在再現(xiàn)處理期間，光路分離裝置730可分離被照射到透射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)790 上的再現(xiàn)光束LL2i'和從透射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)790反射的再現(xiàn)光束LL2r'。
光學(xué)檢測(cè)器780位于光路分離裝置730的一側(cè)，并檢測(cè)從透射型全息信息存儲(chǔ)介 質(zhì)790反射并透射通過光路分離裝置730的再現(xiàn)光束LL2r'。由光路分離裝置730分離的 信號(hào)光束LL1和參考光束LL2經(jīng)由聚光光學(xué)系統(tǒng)被照射到透射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)790。
透射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)790是透射型介質(zhì)。信號(hào)光束LL1和參考光束LL2被照 射透過透射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)790的相對(duì)的兩側(cè)。聚光光學(xué)系統(tǒng)可被劃分為會(huì)聚信號(hào)光 束LL1的第一聚光光學(xué)系統(tǒng)和會(huì)聚參考光束LL2的第二聚光光學(xué)系統(tǒng)。第一聚光光學(xué)系統(tǒng) 可包括光閘740、第一聚焦控制單元750、第一反射元件732、第二反射元件734、第一四分 之一波片765和第一物鏡760。第二聚光光學(xué)系統(tǒng)可包括第二聚焦控制單元753、第三反 射元件736、第二四分之一波片775和第二物鏡770。 第一反射元件732、第二反射元件734、第三反射元件736是彎曲光路的光學(xué)元件， 從而光學(xué)器件被適當(dāng)?shù)夭贾?。第一反射元?32、第二反射元件734、第三反射元件736的 每個(gè)可以是反射鏡或全反射棱鏡。 光閘740允許光透射通過光閘740或阻擋光。在記錄處理期間，信號(hào)光束LL1透 射通過光閘740，在定影處理期間，信號(hào)光束LL1被光閘740阻擋，從而僅參考光束LL2被使 用。在再現(xiàn)處理期間，再現(xiàn)光束LL2i'透射通過透射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)790，并沿與信號(hào) 光束LL1的光路相反的光路前進(jìn)，因此被阻止照射到光路分離裝置730。如將在后面描述 的，當(dāng)信號(hào)光束LL1和參考光束LL2都用于定影處理時(shí)，光閘740可允許信號(hào)光束LL1和參 考光束LL2在定影處理期間透射通過光閘740。 從光源710發(fā)出的光束LL不是完全線偏振的，并且可包括其他的線偏振分量。因 此，在再現(xiàn)處理期間，會(huì)不僅僅存在再現(xiàn)光束LL2i'和從光路分離裝置730反射的光。如上 所述，在再現(xiàn)處理期間，一些光被光閘740阻擋并且沒有透射到透射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì) 790。 第一聚焦控制單元750和第二聚焦控制單元753改變信號(hào)光束LL1和參考光束 LL2在透射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)790上的焦點(diǎn)(信號(hào)光束LL1和參考光束LL2的焦點(diǎn)可被 設(shè)置在相同的點(diǎn))。例如，第一聚焦控制單元750包括第一中繼透鏡751和第二中繼透鏡 752。第一中繼透鏡751沿光軸移動(dòng)，以改變信號(hào)光束LL1的焦點(diǎn)。第二聚焦控制單元753 包括第三中繼透鏡754和第四中繼透鏡755。第三中繼透鏡754沿光軸移動(dòng)，以改變參考光 束LL2的焦點(diǎn)。這樣，通過改變信號(hào)光束LL1和參考光束LL2的焦點(diǎn)，干涉條紋(即，全息
14圖)被記錄在透射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)790的多個(gè)層中。 第一偏振片765和第二偏振片775將傳輸?shù)酵干湫腿⑿畔⒋鎯?chǔ)介質(zhì)790的光從 線偏振光轉(zhuǎn)換為圓偏振光。透射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)790包括位于基底(未示出)上的全 息記錄層791 (如圖7所示)，并且可包括其他元件。換句話說，透射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì) 790具有與反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200類似的結(jié)構(gòu)(其中，伺服層、緩沖層、全息記錄層和 覆蓋層順序地疊置在基底上)，但包括不同的反射層和間隔層。 包含用于識(shí)別形成在全息記錄層791上的信息層的信息的層識(shí)別區(qū)域可形成在 全息記錄層791的一側(cè)(例如，內(nèi)圓周或外圓周)。層識(shí)別區(qū)域可包括分別與信息層相應(yīng)的 多個(gè)反射層和位于反射層之間的透明的間隔層。透射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)790的每個(gè)層和 區(qū)域的材料和物理/光學(xué)特性與反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)200的每個(gè)層和區(qū)域的材料和物 理/光學(xué)特性相似，因此將不再重復(fù)其細(xì)節(jié)。 參照?qǐng)D7至圖9，在記錄處理期間，照射到透射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)790的各側(cè)的 信號(hào)光束LL1和參考光束LL2在全息記錄層791上相互干涉。通過記錄處理，通過將全息圖 記錄在全息記錄層791中來形成信息層793(793-1至793-m，其中，m是最小為2的整數(shù))。 在記錄信息之前，信息層793僅虛擬地存在，并且與全息記錄層791的其他區(qū)域沒有物理上 的不同。 全息記錄層791由根據(jù)干涉條紋以全息圖記錄有信息的光反應(yīng)材料形成。例如， 全息記錄層791可由光聚合物或熱塑材料形成。當(dāng)吸收光時(shí)，光反應(yīng)材料的折射率通常與 光強(qiáng)成比例地改變。光反應(yīng)材料可具有預(yù)定閾值，并且可具有非線性特性，其中，光反應(yīng)材 料僅對(duì)等于或大于所述預(yù)定閾值的光起反應(yīng)。當(dāng)全息記錄層791的材料具有非線性特性 時(shí)，可在全息記錄層791的深度方向形成多個(gè)信息層793。 S卩，隨著干涉條紋離開焦點(diǎn)，干涉 條紋的光強(qiáng)減小，因此，折射率不改變。因此，在選擇的深度的區(qū)域附近根據(jù)折射率的改變 來形成信息層。因此，通過合適的控制在預(yù)定深度實(shí)現(xiàn)等于或大于閾值的光強(qiáng)。通過控制 該預(yù)定深度形成多個(gè)信息層，并且記錄密度相應(yīng)地增加。 現(xiàn)在將描述使用圖6描述的所述設(shè)備來記錄全息信息的方法。參照?qǐng)D6，所述設(shè)備 首先定位光學(xué)拾取器700，以將光照射到透射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)790的層識(shí)別區(qū)域，以讀 取存儲(chǔ)在層識(shí)別區(qū)域中的層識(shí)別信息，從而檢查第一物鏡760和第二物鏡770的焦點(diǎn)。照射 到層識(shí)別區(qū)域上的光可以是信號(hào)光束LL1和參考光束LL2。信號(hào)光束LL1和參考光束LL2 可以是未調(diào)制的光，而非在記錄處理期間使用的調(diào)制光。 然后，針對(duì)層識(shí)別區(qū)域的反射層并相應(yīng)于將要在其上記錄信息或從其讀取信息的 信息層793的位置，調(diào)整第一物鏡760和第二物鏡770的焦點(diǎn)F。通過使用第一聚焦控制單 元750和第二聚焦控制單元753來執(zhí)行焦點(diǎn)F的改變。 在保持焦點(diǎn)F(焦點(diǎn)深度)的同時(shí)，光學(xué)拾取器700移動(dòng)到全息記錄層791的信息 記錄區(qū)域，以通過在相應(yīng)的位置上記錄信息來形成信息層793或從信息層793讀取信息。
在記錄處理期間，信號(hào)光束LL1和參考光束LL2通過第一物鏡760和第二物鏡770 在信息層793中的焦點(diǎn)F上聚焦。這樣，當(dāng)信號(hào)光束LL1和參考光束LL2在信息層793上 聚焦時(shí)，在信息層793中形成干涉條紋。由于干涉條紋的形狀根據(jù)光束LL的調(diào)制狀態(tài)而改 變，因此可以以干涉條紋記錄信息。干涉條紋被記錄在相同的平面上，以在全息記錄層791 中形成一個(gè)信息層793。通過改變?nèi)⒂涗泴?91中的焦點(diǎn)F的深度，形成信息層793。
可使用顯微全息方法在反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)790上進(jìn)行記錄，或者可使用任 何其他合適的方法在反射型全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)790上進(jìn)行記錄。例如，可使用體全息方法。
通過在全息記錄層791的期望的層位置的平面上記錄全息圖來形成信息層793。 通過根據(jù)控制器800的控制在信息層793上照射光來對(duì)信息層793進(jìn)行定影?？刂破?00 可控制光源710在記錄處理期間對(duì)光Ll進(jìn)行調(diào)制，并且在再現(xiàn)或定影處理期間不對(duì)光LI 進(jìn)行調(diào)制。 當(dāng)記錄信息層793時(shí)，信號(hào)光束LL1和參考光束LL2的焦點(diǎn)被設(shè)置到將形成第一 信息層793-1的焦點(diǎn)F (如圖7所示)，以形成第一信息層793-1 。然后，通過操作光閘740以 阻擋信號(hào)光束LL1，僅參考光束LL2被照射到第一信息層793-1上，以對(duì)第一信息層793-1 進(jìn)行定影(如圖8所示)。 其后，通過改變第一物鏡760和第二物鏡770的焦點(diǎn)，焦點(diǎn)F被定位在將形成第二 信息層793-2的深度(如圖9所示)。然后，第二信息層793-2被形成。僅通過照射例如參 考光束LL2來對(duì)第二信息層793-2進(jìn)行定影。 當(dāng)在定影處理中僅使用一個(gè)光束(例如，參考光束LL2)時(shí)，通過使用不照射通過 未反應(yīng)區(qū)域的光(例如，參考光束LL2)，由在定影處理期間照射的光導(dǎo)致的全息記錄層791 的未反應(yīng)區(qū)域(即，還沒有記錄信息的區(qū)域)的感光度下降和Mft損失被最小化。當(dāng)光被多 次照射到全息記錄層791上時(shí)，可發(fā)生感光度下降和M#損失。因此，為了減輕未反應(yīng)區(qū)域 的感光度下降和Mft損失，在定影處理期間可使用不透射通過未反應(yīng)區(qū)域的光?？紤]未反應(yīng) 區(qū)域的感光度下降和M#損失，可從臨近參考光束LL2的入射面的位置開始形成信息層793。
如上所述，通過在改變第一物鏡760和第二物鏡770的焦點(diǎn)的同時(shí)形成第一信息 層793-1、對(duì)第一信息層793-1進(jìn)行定影、形成第二信息層793-2、對(duì)第二信息層793-2進(jìn) 行定影等，在全息記錄層791的不同深度形成信息層793-1至793-m，并且信息層793-1至 793-m被定影。 每個(gè)信息層793包括記錄有全息圖的記錄區(qū)域794和間隔區(qū)域795。在定影處理 期間，定影光被照射到記錄區(qū)域794和間隔區(qū)域795上。通過在記錄區(qū)域794和間隔區(qū)域 795上照射定影光，整個(gè)信息層793被定影，同時(shí)降低了記錄區(qū)域794和間隔區(qū)域795之間 的折射率差異。因此，在形成另一信息層793同時(shí)，可降低像差(例如，球面像差)。因此， 可獲得記錄穩(wěn)定性。 在信息層793之間存在間隔。因此在每個(gè)信息層793之間存在間隔層798，如圖9 所示。因此，間隔層798也通過定影光被定影，從而抑制由于間隔層798中單體的散射導(dǎo)致 的噪聲的產(chǎn)生。間隔層278可被如下地定影。 例如，在形成第一信息層793-1并對(duì)第一信息層793-1定影之后，在形成第二信息 層793-2之前，可對(duì)第一信息層793-1和第二信息層793-2之間的間隔層798進(jìn)行定影。 換句話說，可通過形成第一信息層793-1、對(duì)第一信息層793-1和相鄰的間隔層798進(jìn)行定 影、形成第二信息層793-2、對(duì)第二信息層793-2和相鄰的間隔層798進(jìn)行定影等來形成多 個(gè)信息層793。 或者，可形成信息層793并對(duì)其定影，然后對(duì)信息層793之間的間隔層798進(jìn)行定 影。換句話說，可形成第一信息層793-1并對(duì)第一信息層793-1進(jìn)行定影，可形成第二信息 層793-2并對(duì)第二信息層793-2進(jìn)行定影等，然而可通過將光照射到間隔層798上對(duì)間隔層798進(jìn)行定影。 當(dāng)首先形成第一信息層793-1，并最后形成第m信息層793_m時(shí)，經(jīng)與第m信息層 793-m相比更接近第一信息層793-1的入射面透射的光(例如，參考光束LL2)可用于對(duì)信 息層793進(jìn)行定影。 在圖8中，僅示出了參考光束LL2用于定影處理。然而，信號(hào)光束LL1也可用于定 影處理。第一控制單元750和第二控制單元753中的至少一個(gè)被操作，以改變信號(hào)光束LL1 和參考光束LL2中的至少一個(gè)的焦點(diǎn)，從而信號(hào)光束LL1和參考光束LL2在定影位置不形 成干涉條紋。這樣，當(dāng)在定影處理中使用信號(hào)光束LL1和參考光束LL2時(shí)，在記錄處理期間 未反應(yīng)單體被減少或去除，同時(shí)不影響記錄的全息圖標(biāo)記。記錄區(qū)域794和間隔區(qū)域795 的折射率之差減小，并且信息層793和間隔層798的折射率之差減小。
根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備，通過定影處理提高了存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的完整性和穩(wěn)定性，并 且抑制了在再現(xiàn)處理期間噪聲的產(chǎn)生。此外，記錄區(qū)域和間隔區(qū)域之間的折射率差異可被 減小。因此，在光被傳輸?shù)较乱恍畔訒r(shí)，球面像差的產(chǎn)生被減小。因此，增加了在記錄處 理期間的數(shù)據(jù)產(chǎn)生穩(wěn)定性。 盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的幾個(gè)示例性實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該 理解，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可以對(duì)這些示例性實(shí)施例進(jìn)行改變，本發(fā)明 的范圍有權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
一種記錄全息信息的方法，所述方法包括通過在全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)的全息記錄層中記錄全息圖來形成信息層；通過在信息層上照射光來對(duì)信息層進(jìn)行定影；在全息記錄層的不同深度處重復(fù)所述形成步驟和所述定影步驟，以形成多個(gè)信息層。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成每個(gè)信息層的步驟包括從全息信息存儲(chǔ)介質(zhì) 的反射層反射光。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)每個(gè)信息層進(jìn)行定影的步驟包括對(duì)全息記錄層 的未記錄區(qū)域進(jìn)行定影，其中，所述未記錄區(qū)域位于所述信息層和全息記錄層的將要形成 下一信息層的區(qū)域之間。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，還包括在所有的信息層被形成并被定影之后，對(duì)全息記 錄層的位于信息層之間的區(qū)域進(jìn)行定影。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中每個(gè)信息層包括記錄有全息圖的記錄區(qū)域和沒有記錄全息圖的間隔區(qū)域； 對(duì)每個(gè)信息層進(jìn)行定影的步驟包括對(duì)記錄區(qū)域和間隔區(qū)域進(jìn)行定影。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過使用從單個(gè)光源發(fā)出的光執(zhí)行每個(gè)信息層的 記錄和定影。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中 全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)包括反射層；從光源發(fā)出的光被分割為經(jīng)相同光路照射到全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)上的信號(hào)光束和參考 光束，信號(hào)光束和參考光束中的一個(gè)在全息記錄層中的焦點(diǎn)上直接聚焦，信號(hào)光束和參考 光束中的另一個(gè)在聚焦于焦點(diǎn)之前被反射層反射；在全息記錄層的深度方向，從全息記錄層的距離反射層最遠(yuǎn)或最近的位置開始順序地 形成信息層；對(duì)信息層進(jìn)行定影的步驟包括將來自光源的處于未分割狀態(tài)的光直接聚焦在每個(gè)信 息層上，所述來自光源的處于未分割狀態(tài)的光沒有從反射層反射。
8. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中將從光源發(fā)出的光分割為信號(hào)光束和參考光束； 形成每個(gè)信息層的步驟包括使信號(hào)光束通過全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)的第一表面照射到全息記錄層上； 使參考光束通過全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)的與第一表面相對(duì)的第二表面照射到全息記錄層上，使得信號(hào)光束和參考光束相互干涉并在全息記錄層中形成干涉條紋；對(duì)每個(gè)信息層進(jìn)行定影的步驟包括使用信號(hào)光束和參考光束中的一個(gè)，其中，信號(hào)光束和參考光束中的所述一個(gè)在聚焦到每個(gè)信息層上之前沒有通過全息記錄層的未反應(yīng)部分。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中形成每個(gè)信息層的步驟包括將從光源發(fā)出的光分割為信號(hào)光束和參考光束，其中，信 號(hào)光束和參考光束相互干涉以形成每個(gè)信息層；對(duì)每個(gè)信息層進(jìn)行定影的步驟包括使用從光源發(fā)出的處于未分割狀態(tài)的光，以對(duì)每 個(gè)信息層進(jìn)行定影，同時(shí)通過改變信號(hào)光束和參考光束中的至少一個(gè)的焦點(diǎn)來抑制信號(hào)光 束和參考光束之間的干涉。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中 全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)包括反射層；形成每個(gè)信息層的步驟包括經(jīng)相同的光路將信號(hào)光束和參考光束照射到全息信息存 儲(chǔ)介質(zhì)上，信號(hào)光束和參考光束中的一個(gè)直接在全息記錄層中的焦點(diǎn)上聚焦，并且信號(hào)光 束和參考光束中的另 一個(gè)在被反射層反射之后在所述焦點(diǎn)上聚焦；從全息記錄層中距離反射層最遠(yuǎn)或最近的位置開始順序地形成信息層。
11. 一種在包括全息記錄層的全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)上記錄和再現(xiàn)全息信息的設(shè)備，所述 設(shè)備包括光學(xué)拾取器，將光照射在全息記錄層上；控制器，控制光學(xué)拾取器，以通過在全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)的全息記錄層中記錄全息圖來 形成信息層，通過在信息層上照射光來對(duì)信息層進(jìn)行定影，在全息記錄層的不同深度處重 復(fù)所述形成和所述定影以形成多個(gè)信息層。
12. 如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，光學(xué)拾取器包括 光源，用于發(fā)光；偏振轉(zhuǎn)換單元，將發(fā)出的光轉(zhuǎn)換為信號(hào)光束和參考光束，其中，控制器控制光學(xué)拾取器將從光源發(fā)出的處于未轉(zhuǎn)換狀態(tài)的光照射到信息層，以 對(duì)信息層進(jìn)行定影。
13. 如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中 全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)包括反射層；控制器控制光學(xué)拾取器，使得信號(hào)光束和參考光束中的一個(gè)直接在全息記錄層中的焦 點(diǎn)上聚焦，并且信號(hào)光束和參考光束中的另一個(gè)在被反射層反射之后在所述焦點(diǎn)上聚焦；控制器控制光學(xué)拾取器從全息記錄層的距離反射層最遠(yuǎn)或最近的位置開始順序地形 成信息層。
14. 如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，光學(xué)拾取器包括 第一光路，用于對(duì)參考光束通過全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)的第一側(cè)進(jìn)行聚焦； 第二光路，用于對(duì)信號(hào)光束通過全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)的相對(duì)的第二側(cè)進(jìn)行聚焦， 其中，控制器控制光學(xué)拾取器使用信號(hào)光束和參考光束中的一個(gè)對(duì)信息層進(jìn)行定影，其中，信號(hào)光束和參考光束中的所述一個(gè)在聚焦到每個(gè)信息層上之前沒有通過全息記錄層 的未反應(yīng)部分。
15. 如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，控制器控制光學(xué)拾取器使用用于記錄全息圖的 信號(hào)光束和參考光束對(duì)信息層進(jìn)行定影，并且在通過改變信號(hào)光束和參考光束中的至少一 個(gè)的焦點(diǎn)來抑制信號(hào)光束和參考光束之間的干涉的同時(shí)對(duì)信息層進(jìn)行定影。
16. 如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中 全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)包括反射層；控制器控制光學(xué)拾取器沿相同的光路將信號(hào)光束和參考光束照射到全息信息存儲(chǔ)介 質(zhì)上，信號(hào)光束和參考光束中的一個(gè)在全息記錄層中的焦點(diǎn)上直接聚焦，并且信號(hào)光束和 參考光束中的另一個(gè)在被反射層反射之后在所述焦點(diǎn)上聚焦；控制器控制光學(xué)拾取器從全息記錄層的距離反射層最遠(yuǎn)或最近的位置開始順序地形 成信息層。
全文摘要
一種記錄全息信息的方法和記錄/再現(xiàn)全息信息的設(shè)備。所述方法包括通過在全息信息存儲(chǔ)介質(zhì)的全息記錄層中記錄全息圖來形成信息層；通過在記錄有全息圖的信息層上照射光來對(duì)信息層進(jìn)行定影。
文檔編號(hào)G11B7/12GK101751942SQ20091022245
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者鄭文一 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社