[发明专利]用于将数据存储到全息存储装置中以及从全息存储装置中读出数据的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于将数据存储到全息存储介质中以及从全息存储介质中读出数据的设备(setup)和方法。

背景技术

在全息数据存储中，将包含数字信息(“0”和“1”)的二维空间光调制器(SLM)图案投射到全息存储介质上。最常见的配置是所谓的4f傅立叶配置，其中SLM和第一透镜之间的距离是该透镜的一个焦距f₁，从该透镜到介质的距离为f₁，从介质到第二透镜的距离是该第二透镜的一个焦距f₂，并且最后从该第二透镜到检测器阵列的距离再次为f₂。典型地，f₁＝f₂。

图4中给出了这种设备的一个图示。由激光光源(未示出，由附图标记112表示)发射的光被分裂成两个光束。第一光束114借助于偏振分束器136被导向反射式空间光调制器116，例如LCoS器件。第二光束用作参考光束122。由反射式空间光调制器116(R-SLM)产生的二维数据页朝向成像透镜118被反射回来，所述成像透镜118将光聚焦到全息存储介质126中。从透镜118聚焦到全息存储介质126中的光称为信号光束120。全息存储介质126为全息存储装置(arrangement)110的一部分，该全息存储装置在所示的简单情况下包括两个保护层138、140，全息存储介质126夹在这两个保护层之间。为了进行记录，信号光束120与参考光束122发生干涉，这导致全息存储介质126中的折射率的调制。该调制代表存储的数据。在读出期间，仅用参考光束122照射所述介质，这借助于全息存储介质126中的散射导致起初由信号光束120携带的数据页波前的重建。利用透镜144将散射的光束142成像到检测器阵列124上，所述检测器阵列例如CMOS或CCD阵列。从R-SLM 116到第一透镜118的距离相应于该透镜118的焦距并且等于从透镜118到全息存储介质126的距离。此外，从全息存储介质126到第二透镜144的距离以及从第二透镜114到检测器阵列124的距离等于最初提到的距离；因此得名4f配置。

图4中所示配置的一个公知的问题是紧凑性的缺乏，因为在全息存储介质126的两侧上存在松散(bulky)而大的光学器件。现有技术中的已知改进是执行相位共轭读出(参见例如Ken Anderson et al.，High speedholographic data storage at 100Gbit/in²，Tech.Digest ISOM/ODS 2005)。通过使用相位共轭，利用记录期间使用的参考光束的相位共轭完成所述读出，即读出期间的参考光束反向传播数据存储期间的参考光束。

图5中给出了这种设备的图示。尽管记录阶段与参照图4所述的类似，使用了参考光束122，但是读出阶段是不同的。在读出时，利用反向传播的参考光束132照射全息介质。得到的散射的光束行进到并且通过透镜118。偏振分束器136将该散射的光束投射到检测器阵列124，与图4的设置形成对照的是，该检测器阵列124与空间光调制器116、偏振分束器136、聚焦透镜118以及光源112置于全息存储装置110的相同侧。然而，尽管依照图5的整个系统的确比依照图4的系统更加紧凑，但是一些光学器件仍然需要处于全息存储装置的“另一侧”，因为需要从全息存储装置的另一侧投射读出时使用的参考光束，并且例如对于平面(in-plain)角度复用而言需要对其进行操纵。

因此，希望提供一种更加紧凑的系统。

发明内容

依照本发明的一个方面，提供了用于将数据存储到全息存储介质中以及从全息存储介质中读出数据的设备，所述设备包括

光源，其用于发射具有波长λ的光，

调制器，其用于调制由所述光源发射的光以便形成信号光束，

投射机构(means)，其用于将信号光束聚焦到全息存储介质中，

光源，其用于将参考光束发射到全息存储介质中，该参考光束具有波长λ，

其中所述设备包括光栅和λ/4层，其被设置成使得入射参考光束被光栅衍射，一旦发生衍射，该衍射的光束再次穿过所述λ/4层。

通过采用适当的光栅，可以使用由该光栅衍射的参考光束以便与信号光束发生干涉并且产生全息存储介质内的折射率调制，或者读出先前由于入射参考光束与信号光束的干涉而存储的数据。由于光栅的原因，整个光学器件置于全息存储介质的相同侧，这在所述设备的紧凑性方面是特别有用的。