專利名稱：用于準(zhǔn)確記錄的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來(lái)說(shuō)，本技術(shù)涉及逐比特全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。更具體來(lái)說(shuō)，本技術(shù)涉及用于全息盤中的并行復(fù)制的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算能力進(jìn)步，計(jì)算技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入新應(yīng)用領(lǐng)域，諸如消費(fèi)者視頻、數(shù)據(jù)存檔、 文檔存儲(chǔ)、成像和電影制作等等。這些應(yīng)用已經(jīng)提供了開(kāi)發(fā)具有增大的存儲(chǔ)容量和增大的數(shù)據(jù)速率的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的持續(xù)推動(dòng)力。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展的一個(gè)示例可以是光學(xué)存儲(chǔ)系統(tǒng)的越來(lái)越高的存儲(chǔ)容量。例如，20世紀(jì)80年代初開(kāi)發(fā)的致密盤具有大約650-700MB的數(shù)據(jù)或大約74-80分鐘的雙聲道音頻節(jié)目的容量。相比之下，20世紀(jì)90年代初開(kāi)發(fā)的數(shù)字多功能盤(DVD)格式具有大約 4.7GB (單層)或8.5GB (雙層)的容量。此外，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了甚至更高容量的存儲(chǔ)技術(shù)，以便滿足不斷增加的需求，例如對(duì)于更高分辨率視頻格式的需求。例如，如Blu-ray Disc 格式之類的高容量記錄格式能夠?qū)⒋蠹s25GB保存在單層盤中或者將50GB保存在雙層盤中。隨著計(jì)算技術(shù)持續(xù)發(fā)展，可預(yù)期具有甚至更高容量的存儲(chǔ)介質(zhì)。例如，全息存儲(chǔ)系統(tǒng)和顯微全息存儲(chǔ)系統(tǒng)是可達(dá)到存儲(chǔ)工業(yè)中增加的容量要求的其它發(fā)展中存儲(chǔ)技術(shù)的示例。全息存儲(chǔ)是采取全息圖形式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，全息圖是通過(guò)在光敏存儲(chǔ)介質(zhì)中兩個(gè)光束相交來(lái)創(chuàng)建的三維干涉圖的圖像。一直尋求基于頁(yè)面的全息技術(shù)和逐比特全息技術(shù)。在基于頁(yè)面的全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中，包含數(shù)字編碼數(shù)據(jù)(例如多個(gè)比特)的信號(hào)光束在存儲(chǔ)介質(zhì)的體積內(nèi)疊加于參考光束上而引起化學(xué)反應(yīng)，該化學(xué)反應(yīng)調(diào)制該體積內(nèi)的介質(zhì)的折射率。 因此，各比特一般作為干涉圖的一部分來(lái)存儲(chǔ)。在逐比特全息或顯微全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中，將每個(gè)比特作為通常由兩個(gè)反向傳播聚焦的記錄光束所生成的顯微全息圖或布拉格反射光柵來(lái)寫入。然后，通過(guò)使用讀取光束來(lái)反射出顯微全息圖以重構(gòu)記錄光束，來(lái)取回?cái)?shù)據(jù)。逐比特全息系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)更小間隔的和層聚焦的顯微全息圖的記錄，因而提供比現(xiàn)有光學(xué)系統(tǒng)高得多的存儲(chǔ)容量。但是，當(dāng)前不存在將全息圖記錄在全息盤的準(zhǔn)確預(yù)期深度 /層的精確技術(shù)。因此，需要這種記錄技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于計(jì)算全息盤中的記錄深度的方法。該方法包括將第一外部電壓施加到與物鏡耦合的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，以便將具有第一波長(zhǎng)的輻射的跟蹤光束聚焦在盤的參考層上，其中參考層包括部分二向色涂層或部分金屬化涂層中的至少一個(gè)。該方法還包括將第二外部電壓施加到與物鏡耦合的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，以便將輻射的記錄光束聚焦在盤的參考層上，其中記錄光束包括與跟蹤光束的第一波長(zhǎng)不同的第二波長(zhǎng)。該方法還包括計(jì)算第一外部電壓與第二外部電壓之間的差。該方法還包括基于該差，使用電壓-距離校準(zhǔn)曲線來(lái)計(jì)算透鏡位移距離，其中透鏡位移距離指的是為了分別聚焦輻射的跟蹤光束和輻射的記錄光束而對(duì)物鏡的距離的位移。該方法還包括基于透鏡位移距離來(lái)計(jì)算記錄深度。按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于計(jì)算全息盤中的記錄深度的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括配置成發(fā)射輻射的跟蹤光束的跟蹤激光源。該系統(tǒng)還包括與物鏡耦合的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，物鏡配置成在對(duì)致動(dòng)器施加第一外部電壓時(shí)將具有第一波長(zhǎng)的輻射的跟蹤光束聚焦在盤的參考層上，其中參考層包括部分二向色涂層或部分金屬化涂層中的至少一個(gè)。 該系統(tǒng)還包括配置成發(fā)射輻射的記錄光束的記錄激光源，輻射的記錄光束經(jīng)由對(duì)致動(dòng)器施加第二外部電壓來(lái)聚焦在盤的參考層上，輻射的記錄光束包括與輻射的跟蹤光束的第一波長(zhǎng)不同的第二波長(zhǎng)。該系統(tǒng)還包括配置成計(jì)算第一外部電壓與第二外部電壓之間的差的處理子系統(tǒng)。處理子系統(tǒng)還基于該差，使用電壓-距離校準(zhǔn)曲線來(lái)計(jì)算透鏡位移距離，其中透鏡位移距離指的是為了分別聚焦輻射的跟蹤光束和輻射的記錄光束而對(duì)物鏡的距離的位移。處理子系統(tǒng)還基于透鏡位移距離來(lái)計(jì)算記錄深度。按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于在全息盤中精確記錄數(shù)據(jù)的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)包括發(fā)射輻射的跟蹤光束的跟蹤激光源?？刂葡到y(tǒng)還包括與物鏡耦合的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，其中物鏡在對(duì)致動(dòng)器施加第一外部電壓時(shí)將輻射的跟蹤光束聚焦在盤的參考層上，其中，參考層包括部分二向色涂層或部分金屬化涂層中的至少一個(gè)。控制系統(tǒng)還包括配置成發(fā)射輻射的記錄光束的記錄激光源，輻射的記錄光束經(jīng)由對(duì)致動(dòng)器施加第二外部電壓來(lái)聚焦在盤的反射層上，其中，輻射的記錄光束包括與輻射的跟蹤光束的第一波長(zhǎng)不同的第二波長(zhǎng)?？刂葡到y(tǒng)還包括計(jì)算第一外部電壓與第二外部電壓之間的差的處理子系統(tǒng)。處理子系統(tǒng)還基于該差，使用電壓-距離校準(zhǔn)曲線來(lái)計(jì)算透鏡位移距離，其中透鏡位移距離包括為了分別聚焦輻射的跟蹤光束和輻射的記錄光束而對(duì)物鏡的距離的位移。處理子系統(tǒng)還基于透鏡位移距離來(lái)計(jì)算記錄深度。處理子系統(tǒng)還將當(dāng)前記錄深度與預(yù)定記錄深度進(jìn)行比較。處理子系統(tǒng)還調(diào)整與跟蹤光束或記錄光束光耦合的記錄調(diào)整光學(xué)子系統(tǒng)中的多個(gè)光學(xué)元件，以便使當(dāng)前記錄深度與預(yù)定深度相等。按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于控制全息盤中的記錄深度的方法。該方法包括將第一外部電壓施加到與物鏡耦合的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，以便將具有第一波長(zhǎng)的輻射的跟蹤光束聚焦在盤的參考層上，其中參考層包括部分二向色涂層或部分金屬化涂層中的至少一個(gè)。該方法還包括將第二外部電壓施加到與物鏡耦合的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，以便將輻射的記錄光束聚焦在盤的參考層上，其中記錄光束包括與跟蹤光束的第一波長(zhǎng)不同的第二波長(zhǎng)。該方法還包括計(jì)算第一外部電壓與第二外部電壓之間的差。該方法還包括基于該差，使用電壓-距離校準(zhǔn)曲線來(lái)計(jì)算透鏡位移距離，其中透鏡位移距離指的是為了分別聚焦輻射的跟蹤光束和輻射的記錄光束而對(duì)物鏡的距離的位移。該方法還基于透鏡位移距離來(lái)計(jì)算當(dāng)前記錄深度。該方法還包括將當(dāng)前記錄深度與預(yù)定記錄深度進(jìn)行比較。該方法還包括調(diào)整與跟蹤光束或記錄光束光耦合的記錄調(diào)整光學(xué)子系統(tǒng)中的多個(gè)光學(xué)元件，以便使當(dāng)前記錄深度與預(yù)定深度相等。


通過(guò)參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述，會(huì)更好地理解本發(fā)明的這些及其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，其中，相似的符號(hào)在所有附圖中表示相似的部分，其中圖1是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示范全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)盤的示意圖示。
圖2是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示范顯微全息記錄系統(tǒng)的框圖表示。圖3是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的另一種示范顯微全息記錄系統(tǒng)的框圖表示。圖4是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的全息盤中的雙波長(zhǎng)記錄系統(tǒng)的示意圖示。圖5是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、基于圖4中的記錄系統(tǒng)的記錄深度測(cè)量技術(shù)的示意圖示。圖6是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、采用圖5中的測(cè)量技術(shù)、用于在全息盤中精確地記錄數(shù)據(jù)的控制系統(tǒng)的示意圖示。圖7是表示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、用于計(jì)算全息盤中的記錄深度的方法中的步驟的流程圖。圖8是表示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、用于控制全息盤中的記錄深度的方法中的步驟的流程圖。
具體實(shí)施例方式如下面詳細(xì)論述的，本發(fā)明的實(shí)施例包括用于準(zhǔn)確記錄的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)和方法包括測(cè)量技術(shù)，其中可精確地確定盤內(nèi)的全息圖的記錄深度。所述系統(tǒng)采用兩種不同波長(zhǎng)的輻射的跟蹤光束和記錄光束以及多個(gè)光學(xué)元件來(lái)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確記錄。下面將描述本技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例。在提供這些實(shí)施例的簡(jiǎn)明描述的過(guò)程中，在本說(shuō)明書中描述實(shí)際實(shí)現(xiàn)的并非所有特征。應(yīng)當(dāng)理解，在任何這種實(shí)際實(shí)現(xiàn)的開(kāi)發(fā)中，如同任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中那樣，必須進(jìn)行許多實(shí)現(xiàn)特定的判定以達(dá)到開(kāi)發(fā)者的特定目標(biāo)，諸如符合系統(tǒng)相關(guān)的和業(yè)務(wù)相關(guān)的限制，這些限制對(duì)于不同實(shí)現(xiàn)可不同。此外，應(yīng)當(dāng)理解，這種開(kāi)發(fā)工作可能是復(fù)雜且費(fèi)時(shí)的，但是仍然是獲益于本公開(kāi)的本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作和制造的例行事務(wù)。逐比特全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)通常涉及通過(guò)在記錄介質(zhì)(例如全息盤)內(nèi)部發(fā)射兩個(gè)疊加干涉光束來(lái)記錄。由稱作顯微全息圖的顯微級(jí)局部化全息圖的存在或不存在來(lái)表示數(shù)據(jù)比特，顯微全息圖在由聚焦光束照射時(shí)充當(dāng)體積光反射器。例如，圖1所示的全息盤10 表示在盤10的層中可如何組織數(shù)據(jù)比特。一般來(lái)說(shuō)，全息盤10為圓形的、基本上平坦的盤，具有嵌入透明塑料膜中的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層11。數(shù)據(jù)層可包括可反射光、基本上在深度上局部化的材料的任何數(shù)量的已修改區(qū)域，例如用于逐比特全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的顯微全息圖。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)層可嵌入對(duì)照射到盤10上的光束的照射強(qiáng)度進(jìn)行響應(yīng)的全息可記錄材料中。例如，在不同實(shí)施例中，盤10的材料可以是閾值響應(yīng)的或線性響應(yīng)的。數(shù)據(jù)層可具有在大約0. 05 μ m至5 μ m之間的厚度，并且可具有在大約0. 5 μ m至250 μ m之間的間隔。參考層13包括部分二向色涂層或部分金屬化涂層或者這兩者，并且如圖4-6所示。采取顯微全息圖15的形式的數(shù)據(jù)一般可存儲(chǔ)在從盤10的外沿到內(nèi)邊界的信息區(qū)中的一個(gè)或多個(gè)連續(xù)螺旋軌道12中，但是可使用同心圓或螺旋軌道或者其它配置。主軸孔 14可確定大小以便圍繞全息系統(tǒng)中的主軸接合，使得可使盤10旋轉(zhuǎn)以用于數(shù)據(jù)記錄和/或讀取。主軸的旋轉(zhuǎn)可由反饋系統(tǒng)來(lái)控制，以便在記錄和/或讀取過(guò)程期間保持恒定線速度或恒定角速度。此外，盤主軸、記錄光學(xué)器件和/或讀取光學(xué)器件可通過(guò)平移臺(tái)或滑車沿盤的徑向移動(dòng)，以便允許光學(xué)系統(tǒng)跨盤的整個(gè)半徑進(jìn)行記錄或讀取。在圖2的框圖中提供將顯微全息圖記錄到全息盤10的一般系統(tǒng)。全息系統(tǒng)16包括光源18，光源18可被分為信號(hào)光束20和參考光束22。在一些實(shí)施例中，光源18(它可以是單光源或者多個(gè)單模偏振光源)可發(fā)射多個(gè)接近平行的光束，以便記錄在盤10中的平行軌道12上。多個(gè)源光束還可被分為多個(gè)信號(hào)光束20和多個(gè)參考光束22。可按照將要記錄在盤10上的數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)制(框24)信號(hào)光束20。在一些實(shí)施例中，處理器40可控制信號(hào)光束20的調(diào)制(框。經(jīng)調(diào)制的信號(hào)光束沈可經(jīng)過(guò)光學(xué)器件和伺服機(jī)械系統(tǒng)觀，該光學(xué)器件和伺服機(jī)械系統(tǒng)觀可包括配置成將所聚焦信號(hào)光束30聚焦到盤10的特定位置上的各種光學(xué)和伺服機(jī)械裝置。例如，光學(xué)器件和伺服機(jī)械系統(tǒng)觀可將所聚焦信號(hào)光束30 聚焦到盤10中的特定數(shù)據(jù)層或數(shù)據(jù)軌道12。參考光束22也可經(jīng)過(guò)光學(xué)器件和伺服機(jī)械系統(tǒng)32，該光學(xué)器件和伺服機(jī)械系統(tǒng) 32包括設(shè)計(jì)成將所聚焦參考光束34聚焦到盤10中的特定數(shù)據(jù)層或數(shù)據(jù)軌道12、使得所聚焦參考光束34與所聚焦信號(hào)光束30疊加的各種光學(xué)器件和伺服機(jī)械裝置。顯微全息圖可記錄在全息盤10中由兩個(gè)疊加反向傳播聚焦激光束30和34所形成的干涉圖的照射斑中。 在一些實(shí)施例中，所記錄的顯微全息圖可使用所聚焦參考光束34從盤10中取回。所聚焦參考光束34的反射稱作數(shù)據(jù)反射36，它可在用于信號(hào)檢測(cè)38的檢測(cè)器處被接收。通過(guò)在使盤10圍繞通過(guò)主軸孔14定位的主軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí)將疊加反向傳播聚焦光束保持到預(yù)期軌道，多個(gè)顯微全息圖的流可記錄在盤10的軌道12之上。一般來(lái)說(shuō)，保持反向傳播光束的某種程度的疊加，以便確保顯微全息圖精確地記錄在全息盤10的適當(dāng)軌道 12和/或?qū)又?。光學(xué)和伺服機(jī)械系統(tǒng)觀、32可用于在顯微全息圖記錄過(guò)程期間隨著盤旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)地保持預(yù)期疊加。這種光學(xué)和伺服機(jī)械組件觀、32可增加用于記錄全息盤10的最終用戶裝置的復(fù)雜度。本技術(shù)提供用于以顯微全息圖對(duì)全息盤10預(yù)先格式化和/或預(yù)先裝載以使得盤10 可由最終用戶裝置使用單光束曝光來(lái)修改和/或擦除的方法和系統(tǒng)。對(duì)全息盤預(yù)先裝載可表示在全息盤10的制造過(guò)程期間預(yù)先記錄顯微全息圖。在預(yù)先裝載過(guò)程期間所記錄的顯微全息圖可表示代碼、地址、跟蹤數(shù)據(jù)和/或其它輔助信息。隨后可使用單光束而不是疊加反向傳播光束來(lái)修改和/或擦除預(yù)先記錄的顯微全息圖。因此，最終用戶系統(tǒng)不需要保持疊加反向傳播激光束以將數(shù)據(jù)記錄到預(yù)先裝載的全息盤。而是，使用一個(gè)或多個(gè)單邊光束的最終用戶系統(tǒng)可用于通過(guò)修改和/或擦除預(yù)先裝載的全息盤上的顯微全息圖來(lái)記錄數(shù)據(jù)。在采用反向傳播光束來(lái)記錄顯微全息圖以便對(duì)全息盤預(yù)先裝載可為最終用戶裝置降低顯微全息圖修改的復(fù)雜度的同時(shí)，對(duì)盤預(yù)先裝載的過(guò)程還可按照本技術(shù)來(lái)改進(jìn)。如所論述的，在對(duì)全息盤10預(yù)先裝載時(shí)，盤10在全息系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)，使得定向到盤10的疊加反向傳播光束可將顯微全息圖記錄在盤10的所選軌道12和/或?qū)又稀１P10的轉(zhuǎn)速部分受限于盤材料的機(jī)械強(qiáng)度，限制能夠記錄顯微全息圖的速度(稱作傳遞速率)。例如，Blu-ray Disc 的典型盤轉(zhuǎn)速可得到在12xBD速率在單通道系統(tǒng)中大約430兆比特/秒的傳遞速率。 以這個(gè)傳遞速率，盤中的每個(gè)數(shù)據(jù)層的記錄時(shí)間大約為500秒。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，并行顯微全息圖記錄技術(shù)可用于增加傳遞速率并減少全息盤10的記錄時(shí)間。例如，并行顯微全息圖記錄可涉及將多個(gè)光束定向到全息盤，以便照射盤10中的不止一個(gè)軌道12。光束可表示通過(guò)同一組光學(xué)元件沿基本上相同的方向傳播的光的集合，并且可包括源自不同光源的光。多個(gè)光束還可從相反方向(即，反向傳播光束)定向到盤10的不止一個(gè)軌道12，使得多個(gè)疊加反向傳播光束可創(chuàng)建得到盤10的平行軌道12中的多個(gè)所記錄顯微全息圖的多個(gè)照射斑的干涉圖。此外，在一些實(shí)施例中，疊加光束可在相對(duì)于數(shù)據(jù)層平面具有較小面積的聚焦斑處進(jìn)行干涉。干涉圖的聚焦照射斑可由非照射區(qū)域來(lái)分隔。通過(guò)限制數(shù)據(jù)層上的被照射面積，所記錄顯微全息圖的深度擴(kuò)展可限制到預(yù)期尺寸和/或限制在預(yù)期數(shù)據(jù)層上(例如在大約0. 05 μ m至5 μ m之間)。此外，如圖3中所提供，復(fù)制系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例涉及直接調(diào)制平行通道光源18。例如，平行通道光源18可耦合到適合于直接調(diào)制平行通道光源18的調(diào)制器M。調(diào)制器M可由處理器40來(lái)控制，并且可調(diào)制平行通道光源18，使得由平行通道光源18所發(fā)射的經(jīng)調(diào)制的信號(hào)光束沈包括將要記錄在復(fù)制盤10上的信息。圖4是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的全息盤10 (圖1)中的雙波長(zhǎng)記錄系統(tǒng)70的示意圖示。跟蹤激光源74發(fā)射具有第一波長(zhǎng)的輻射的跟蹤光束76。在一個(gè)具體實(shí)施例中， 第一波長(zhǎng)包括在大約400nm與大約SOOnm之間的范圍。跟蹤光束76入射到稱作記錄深度調(diào)整光學(xué)子系統(tǒng)的光學(xué)子系統(tǒng)78上。在一個(gè)實(shí)施例中，記錄深度調(diào)整光學(xué)子系統(tǒng)包括多個(gè)透鏡。經(jīng)調(diào)整的跟蹤光束80入射到物鏡82上，物鏡82沿光束傳播方向83平移，以便將光束80聚焦到盤10的參考層86上。在一個(gè)實(shí)施例中，參考層包括部分二向色涂層或部分金屬化涂層中的至少一個(gè)。二向色涂層的非限制性示例包括氧化物和氮化物的多個(gè)介電層。 在另一個(gè)實(shí)施例中，金屬化涂層包括鋁或金或銀或者它們的混合合金其中之一。在另一個(gè)實(shí)施例中，參考層反射大約100%的輻射的跟蹤光束，而反射多達(dá)大約的輻射的記錄光束。類似地，具有與第一波長(zhǎng)不同的第二波長(zhǎng)的記錄激光源92發(fā)射輻射的記錄光束96，記錄光束96進(jìn)一步入射到光學(xué)元件(例如但不限于相對(duì)于光軸102以某個(gè)角度設(shè)置的分色鏡98)上。在一個(gè)具體實(shí)施例中，第二波長(zhǎng)包括在大約375nm與大約650nm之間的范圍。分色鏡98反射入射記錄光束96，得到反射記錄光束104。物鏡82聚焦反射記錄光束104，以便確保光束104入射在盤10中的預(yù)期記錄深度72。圖5是基于圖4中的記錄系統(tǒng)70的記錄深度測(cè)量系統(tǒng)110的示意圖示。一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器112耦合到物鏡82(圖4)。將第一外部電壓施加到致動(dòng)器112，致動(dòng)器112觸發(fā)物鏡82沿光束傳播方向83的平移運(yùn)動(dòng)，以便允許將跟蹤光束80(圖4)聚焦在盤10的參考層86上。實(shí)現(xiàn)跟蹤光束的聚焦的這種第一外部電壓121由處理子系統(tǒng)122來(lái)記錄。類似地，將第二外部電壓123施加到致動(dòng)器112，致動(dòng)器112觸發(fā)物鏡82的移動(dòng)，以便允許將記錄光束96 (圖4)聚焦在盤10的參考層86上。實(shí)現(xiàn)記錄光束96的聚焦的這種第二外部電壓再次由處理子系統(tǒng)122來(lái)記錄。處理子系統(tǒng)122還計(jì)算第一外部電壓與第二外部電壓之間的差，并且基于該差，使用電壓-距離校準(zhǔn)曲線來(lái)計(jì)算透鏡位移距離。如本文所使用的 “透鏡位移距離”指的是為了分別將輻射的跟蹤光束80和記錄光束96聚焦在盤10的參考層86上而對(duì)物鏡82的距離的位移。處理子系統(tǒng)則基于透鏡位移距離來(lái)計(jì)算記錄深度128。圖6是用于將數(shù)據(jù)精確記錄在全息盤10 (圖1)中的特定深度144的控制系統(tǒng)140 的示意圖示?？刂葡到y(tǒng)140包括處理子系統(tǒng)122(圖5)，處理子系統(tǒng)122用作圖4和圖5的記錄系統(tǒng)的反饋控制系統(tǒng)。在計(jì)算記錄深度時(shí)，如以上在圖5中所述，處理子系統(tǒng)將當(dāng)前記錄深度144與預(yù)定記錄深度146進(jìn)行比較。在尚未達(dá)到預(yù)期記錄深度的情況下，沿光束傳播方向83來(lái)調(diào)整記錄深度調(diào)整光學(xué)子系統(tǒng)78中的多個(gè)光學(xué)元件，以便使當(dāng)前記錄深度與預(yù)定深度相等。
圖7是表示用于計(jì)算全息盤中的記錄深度的方法中的步驟的流程圖。該方法包括在步驟152將第一外部電壓施加到與物鏡耦合的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，以便將具有第一波長(zhǎng)的輻射的跟蹤光束聚焦在盤的參考層上，其中參考層包括部分二向色涂層或部分金屬化涂層中的至少一個(gè)。在步驟1 將第二外部電壓施加到與物鏡耦合的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，以便將輻射的記錄光束聚焦在盤的參考層上，其中記錄光束具有與跟蹤光束的第一波長(zhǎng)不同的第二波長(zhǎng)。此外，在步驟156計(jì)算第一外部電壓與第二外部電壓之間的差。在步驟158， 基于該差，使用電壓-距離校準(zhǔn)曲線來(lái)計(jì)算透鏡位移距離，其中透鏡位移距離被定義成為了分別聚焦輻射的跟蹤光束和輻射的記錄光束而對(duì)物鏡的距離的位移。在一個(gè)具體實(shí)施例中，電壓-距離校準(zhǔn)曲線經(jīng)由鏡臺(tái)測(cè)微計(jì)來(lái)得到。此外，在步驟162，基于透鏡位移距離來(lái)計(jì)算記錄深度。在一個(gè)具體實(shí)施例中，通過(guò)將全息盤中使用的材料的折射率計(jì)算在內(nèi) (factoring in)來(lái)計(jì)算記錄深度。圖8是表示用于控制全息盤中的記錄深度的方法中的步驟的流程圖。該方法包括在步驟172將第一外部電壓施加到與物鏡耦合的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，以便將具有第一波長(zhǎng)的輻射的跟蹤光束聚焦在盤的參考層上，其中參考層包括部分二向色涂層或部分金屬化涂層中的至少一個(gè)。在步驟174將第二外部電壓施加到與物鏡耦合的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，以便將輻射的記錄光束聚焦在盤的參考層上，其中記錄光束包括與跟蹤光束的第一波長(zhǎng)不同的第二波長(zhǎng)。在步驟176計(jì)算第一外部電壓與第二外部電壓之間的差。在步驟178，基于該差，使用電壓-距離校準(zhǔn)曲線來(lái)計(jì)算透鏡位移距離，其中透鏡位移距離指的是為了分別聚焦輻射的跟蹤光束和輻射的記錄光束而對(duì)物鏡的距離的位移。在步驟179，基于透鏡位移距離來(lái)計(jì)算當(dāng)前記錄深度。在步驟180，將當(dāng)前記錄深度與預(yù)定記錄深度進(jìn)行比較。在步驟 182，在與跟蹤光束或記錄光束光耦合的記錄調(diào)整光學(xué)子系統(tǒng)中調(diào)整多個(gè)光學(xué)元件，以便使當(dāng)前記錄深度與預(yù)定深度相等。因此，以上所述的用于在全息盤中準(zhǔn)確記錄的系統(tǒng)和方法的各種實(shí)施例提供一種獲得識(shí)別其中將要記錄數(shù)據(jù)的盤的深度/層的便利有效手段的方式。這種技術(shù)還為甚至當(dāng)盤沒(méi)有旋轉(zhuǎn)時(shí)也將數(shù)據(jù)準(zhǔn)確記錄在合乎需要的深度/層作準(zhǔn)備。該技術(shù)還采用現(xiàn)有全息記錄系統(tǒng)，從而得到用于精確記錄的節(jié)省成本的手段。要理解，按照任何具體實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)以上所述的不一定所有這類目的或優(yōu)點(diǎn)。因此，例如，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)知道，本文所述的系統(tǒng)和技術(shù)可通過(guò)如下方式來(lái)實(shí)施或執(zhí)行實(shí)現(xiàn)或優(yōu)化本文講授的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或一組優(yōu)點(diǎn)，而不一定實(shí)現(xiàn)本文可能講授或暗示的其它目的或優(yōu)點(diǎn)。此外，技術(shù)人員會(huì)知道來(lái)自不同實(shí)施例的各種特征的可互換性。類似地，所述的各種特征以及各特征的其它已知等效物可由本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)行混合和匹配，以便按照本公開(kāi)的原理構(gòu)建額外的系統(tǒng)和技術(shù)。雖然僅結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)易于理解，本發(fā)明并不局限于這類公開(kāi)的實(shí)施例。相反，本發(fā)明能夠被修改為結(jié)合前面沒(méi)有描述的任何數(shù)量的變化、變更、替換或等效布置，但是它們與本發(fā)明的精神和范圍一致。另外，雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但是要理解，本發(fā)明的各方面可以僅包含所述實(shí)施例中的一些實(shí)施例。因此，本發(fā)明不能被看作受限于前面的描述，而是僅由所附權(quán)利要求的范圍來(lái)限制。作為新的而要求保護(hù)、并且希望通過(guò)美國(guó)專利證書來(lái)保護(hù)的是所附權(quán)利要求的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種用于計(jì)算全息盤中的記錄深度的方法，所述方法包括將第一外部電壓施加到與物鏡耦合的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，以便將具有第一波長(zhǎng)的輻射的跟蹤光束聚焦在所述盤的參考層上，其中所述參考層包括部分二向色涂層或部分金屬化涂層中的至少一個(gè)；將第二外部電壓施加到與所述物鏡耦合的所述一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，以便將輻射的記錄光束聚焦在所述盤的所述參考層上，其中所述記錄光束包括與所述跟蹤光束的所述第一波長(zhǎng)不同的第二波長(zhǎng)；計(jì)算所述第一外部電壓與所述第二外部電壓之間的差；基于所述差，使用電壓-距離校準(zhǔn)曲線來(lái)計(jì)算透鏡位移距離，其中所述透鏡位移距離包括為了將輻射的所述跟蹤光束和輻射的所述記錄光束分別聚焦在所述參考層上而對(duì)所述物鏡的距離的位移；以及基于所述透鏡位移距離來(lái)計(jì)算所述記錄深度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述電壓-距離校準(zhǔn)曲線經(jīng)由鏡臺(tái)測(cè)微計(jì)來(lái)獲得。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述計(jì)算所述記錄深度包括將所述全息盤中使用的材料的折射率計(jì)算在內(nèi)。
4.一種用于計(jì)算全息盤中的記錄深度的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括跟蹤激光源，所述跟蹤激光源配置成發(fā)射具有第一波長(zhǎng)的輻射的跟蹤光束；與物鏡耦合的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，所述物鏡配置成在對(duì)所述致動(dòng)器施加第一外部電壓時(shí)將具有第一波長(zhǎng)的輻射的所述跟蹤光束聚焦在所述盤的參考層上，其中所述參考層包括部分二向色涂層或部分金屬化涂層中的至少一個(gè)；以及配置成發(fā)射輻射的記錄光束的記錄激光源，輻射的所述記錄光束經(jīng)由對(duì)所述致動(dòng)器施加第二外部電壓來(lái)聚焦在所述盤的所述參考層上，輻射的所述記錄光束包括與輻射的所述跟蹤光束的所述第一波長(zhǎng)不同的第二波長(zhǎng)；處理子系統(tǒng)，所述處理子系統(tǒng)配置成計(jì)算所述第一外部電壓與所述第二外部電壓之間的差；基于所述差，使用電壓-距離校準(zhǔn)曲線來(lái)計(jì)算透鏡位移距離，其中所述透鏡位移距離包括為了將輻射的所述跟蹤光束和輻射的所述記錄光束分別聚焦在所述參考層上而對(duì)所述物鏡的距離的位移；以及基于所述透鏡位移距離來(lái)計(jì)算所述記錄深度。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，還包括配置成調(diào)整所述盤中的所述記錄深度的記錄深度調(diào)整光學(xué)子系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述記錄深度調(diào)整光學(xué)子系統(tǒng)包括多個(gè)透鏡。
7.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述記錄調(diào)整光學(xué)子系統(tǒng)耦合到所述跟蹤光束的光路或者所述記錄光束的光路。
8.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述二向色涂層包括氧化物和氮化物的多個(gè)介電層。
9.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述金屬化涂層包括鋁或金或銀或者它們的混合合金其中之一。
10.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，跟蹤激光源的所述第一波長(zhǎng)包括在大約400nm與大約SOOnm之間的范圍中的波長(zhǎng)。
11.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，記錄激光源的所述波長(zhǎng)包括在大約375nm與大約650nm之間的范圍中的波長(zhǎng)。
12.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述參考層反射多達(dá)大約100%的輻射的跟蹤光束，而反射多達(dá)大約的輻射的記錄光束。
13.一種用于將數(shù)據(jù)精確地記錄在全息盤中的特定深度處的控制系統(tǒng)，包括配置成發(fā)射輻射的跟蹤光束的跟蹤激光源；與物鏡耦合的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，所述物鏡配置成在對(duì)所述致動(dòng)器施加第一外部電壓時(shí)將輻射的所述跟蹤光束聚焦在所述盤的參考層上，其中所述參考層包括部分二向色涂層或部分金屬化涂層中的至少一個(gè)；配置成發(fā)射輻射的記錄光束的記錄激光源，輻射的所述記錄光束經(jīng)由對(duì)所述致動(dòng)器施加第二外部電壓來(lái)聚焦在所述盤的反射層上，輻射的所述記錄光束包括與輻射的所述跟蹤光束的波長(zhǎng)不同的第二波長(zhǎng)；包括多個(gè)光學(xué)元件的記錄調(diào)整光學(xué)子系統(tǒng)，所述記錄調(diào)整光學(xué)子系統(tǒng)配置成改變輻射的所述記錄光束的記錄深度；以及處理子系統(tǒng)，所述處理子系統(tǒng)配置成計(jì)算所述第一外部電壓與所述第二外部電壓之間的差；基于所述差，使用電壓-距離校準(zhǔn)曲線來(lái)計(jì)算透鏡位移距離，其中所述透鏡位移距離包括為了分別聚焦輻射的所述跟蹤光束和輻射的所述記錄光束而對(duì)所述物鏡的距離的位移；基于所述透鏡位移距離來(lái)計(jì)算所述記錄深度；將所述記錄深度與預(yù)定記錄深度進(jìn)行比較；以及調(diào)整所述記錄調(diào)整光學(xué)子系統(tǒng)中的所述多個(gè)光學(xué)元件，以便使當(dāng)前記錄深度與預(yù)定深度相等。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述調(diào)整所述記錄調(diào)整光學(xué)子系統(tǒng)中的所述多個(gè)光學(xué)元件包括沿光束傳播方向平移所述多個(gè)透鏡中的一個(gè)或多個(gè)。
15.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述二向色涂層包括氧化物和氮化物的多個(gè)介電層。
16.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述金屬化涂層包括鋁或金或銀或者它們的混合合金其中之一。
17.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，跟蹤激光源的所述第一波長(zhǎng)包括在大約400nm與大約SOOnm之間的范圍中的波長(zhǎng)。
18.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，記錄激光源的所述第二波長(zhǎng)包括在大約375nm與大約650nm之間的范圍中的波長(zhǎng)。
19.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述參考層反射多達(dá)大約100%的輻射的所述跟蹤光束，而反射多達(dá)大約的輻射的所述記錄光束。
20.一種用于控制全息盤中的記錄深度的方法，包括將第一外部電壓施加到與物鏡耦合的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，以便將具有第一波長(zhǎng)的輻射的跟蹤光束聚焦在所述盤的參考層上，其中所述參考層包括部分二向色涂層或部分金屬化涂層中的至少一個(gè)；將第二外部電壓施加到與所述物鏡耦合的所述一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，以便將輻射的記錄光束聚焦在所述盤的所述參考層上，其中所述記錄光束包括與所述跟蹤光束的所述第一波長(zhǎng)不同的第二波長(zhǎng)；計(jì)算所述第一外部電壓與所述第二外部電壓之間的差；基于所述差，使用電壓-距離校準(zhǔn)曲線來(lái)計(jì)算透鏡位移距離，其中所述透鏡位移距離包括為了分別聚焦輻射的所述跟蹤光束和輻射的所述記錄光束而對(duì)所述物鏡的距離的位移；基于所述透鏡位移距離來(lái)計(jì)算所述記錄深度；將當(dāng)前記錄深度與預(yù)定記錄深度進(jìn)行比較；以及調(diào)整記錄調(diào)整光學(xué)子系統(tǒng)中的多個(gè)光學(xué)元件，以便使所述當(dāng)前記錄深度與預(yù)定深度相寸。
全文摘要
本發(fā)明名稱為“用于準(zhǔn)確記錄的系統(tǒng)和方法”。公開(kāi)用于計(jì)算全息盤中記錄深度的方法，包括將第一外部電壓施加到與物鏡耦合的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，以便將具有第一波長(zhǎng)的輻射的跟蹤光束聚焦在盤的參考層上，其中參考層包括部分二向色涂層或部分金屬化涂層中至少一個(gè)；將第二外部電壓施加到與物鏡耦合的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，以便將輻射的記錄光束聚焦在盤的參考層上，其中記錄光束包括與跟蹤光束的第一波長(zhǎng)不同的第二波長(zhǎng)；計(jì)算第一外部電壓與第二外部電壓之間的差；基于該差使用電壓-距離校準(zhǔn)曲線計(jì)算透鏡位移距離，其中透鏡位移距離指為將輻射的跟蹤光束和記錄光束分別聚焦在參考層上而對(duì)物鏡距離的位移。方法還基于透鏡位移距離計(jì)算記錄深度。
文檔編號(hào)G11B7/0065GK102568499SQ201110414348
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者V·P·奧斯特羅弗霍夫, 任志遠(yuǎn), 史曉蕾 申請(qǐng)人:通用電氣公司