[发明专利]从全息存储介质读和/或向其写的装置的参考光束耦合器

说明书

技术领域

本发明涉及一种从全息存储介质读取和/或向全息存储介质写入的装置的参考光束耦合器、使用该参考光束耦合器的复用配置、以及使用这样的参考光束耦合器或复用配置从全息存储介质读取和/或向全息存储介质写入的装置。

背景技术

在全息数据存储中，通过记录由两个相干激光束的叠加产生的干涉图案来存储数字数据，其中一个光束，所谓的“物光束”，由空间光调制器调制，并且携带要记录的信息。第二光束充当参考光束。干涉图案引起存储材料的特定性质的修改，所述修改取决于干涉图案的局部亮度。通过利用使用与记录期间相同的条件的参考光束照射全息图，来执行所记录的全息图的读取。这导致了所记录的物光束的重建。

全息数据存储的一个优点是增加的数据容量。与常规光学存储介质相反，使用全息存储介质的体积(volume)来存储信息，而非使用仅仅单个或几个二维层。全息数据存储的另一优点是能够例如通过改变两个光束之间的角度或者通过使用移位复用(shift multiplexing)等而在同一体积中存储多个数据。此外，取代存储单个比特，将数据存储为数据页。一般地，数据页由对多个比特编码的明暗图案的矩阵，即二维二进制阵列或者灰度值阵列组成。除了增大的存储密度以外，该全息数据存储还允许实现增大的数据速率。数据页被空间光调制器(SLM)印制(imprint)到物光束上，并且利用检测器阵列来检测。

在共线的全息数据存储中，物光束和一个或多个参考光束沿共同的光轴传播。为此，需要将该物光束和一个或多个参考光束组合在共同的光轴上的光学系统。下文中，此光学系统将被称为“参考光束耦合器”

例如，WO 2006/003077公开了反射型全息记录介质的共线光学头，其能够获得增大的容量。该光学头包括特殊的参考光束耦合器，其由6f透镜系统、特殊的双衍射光束生成器和专门形成的傅立叶(Fourier)滤光器组成。下面将参照图1和图2更详细地描述参考光束耦合器。

发明内容

本发明的一个目的是提出简化的和对于准直(alignment)较不敏感的参考光束耦合器。

根据本发明，通过从全息存储介质读取和/或向全息存储介质写入的装置的参考光束耦合器达成此目的，该参考光束耦合器具有：

-基底；

-经过基底的一根或多根光纤，其用于耦合一个或多个参考光束；以及

-基底上的反射区域，其用于反射物光束。

根据本发明的参考光束耦合器利用光纤光学系统，并且将参考光束的生成集成于单个元件。这具有参考光束耦合器非常紧凑和坚固的优点。此外，不需要分别准直参考光束。将激光辐射耦合到单模光纤中是足够的。这通常不在蓝色波长范围中进行。然而，此过程是在电信业务中良好建立的技术。此外，光纤技术和光纤激光器正在变得越来越普遍。反射区域例如是通过涂覆基底或者通过在基底上放置诸如镜之类的反射元件来产生的

有利地，将一根或多根光纤邻近反射区域排列。这具有生成基本上是圆形的参考光束的优点，该参考光束与物光束共线排列。

作为替换，反射区域部分地覆盖一根或多根光纤。此布置允许生成半锥形参考光束，其对于避免由于参考光束的反射而在全息存储介质中生成共轭全息图是有用的。

优选地，反射区域充当物光束的Fourier滤光器。这具有不需要提供物光束的单独的Fourier滤光器的优点。将参考光束的生成和物光束的Fourier滤光集成于单个光学元件。

有利地，布置参考光束耦合器，使得其可绕着垂直于反射区域的轴旋转。这允许实现非常高效的角度复用(angular multiplexing)。对于复用，将参考光束耦合器旋转期望的复用角度是足够的。为了避免光纤的扭曲而提供挡块(stopper)，其将参考光束耦合器的旋转限制到适当的角度范围。

作为替换，参考光束耦合器包括光纤环，可选择性地将激光辐射耦合到该光纤环。同样，可如此实现角度复用。此解决方案具有不需要可移动的机械部件的优点。通过将激光辐射耦合到光纤束(fiber bundle)的期望的光纤，来执行角度复用。

优选地，一根或多根光纤为保偏单模光纤(polarization-maintaining single-mode fibers)的。单模光纤的使用保证保持适当的光束质量。偏振的保持使得能够在接下来的光学路径中使用偏振光束分光元件，其减少了光学系统的总的光学损耗。

一种共线的全息数据存储的复用方法，其利用根据本发明的参考光束耦合器，该方法具有以下步骤：