[发明专利]用于读取存储在全息存储介质上的全息图的全息存储系统及其实行方法

说明书

技术领域

本发明涉及全息图的重构，更具体地，涉及用于读取存储在全息存 储介质上的全息图的全息存储系统及其实行方法。

背景技术

全息数据存储是基于如下概念的：即将载有数据的已数据编码的 (data-encoded)信号光束(也被称作物光束)的干涉图和参考光束的干 涉图记录在全息存储介质上。通常，空间光调制器(SLM)被用于产生物 光束，并且全息存储介质例如可以是光敏聚合物(photopolymer)或光 折变晶体(photorefractive crystal)，或适宜于记录(registering) 物光束和参考光束的相对振幅以及相位差的任何其他材料。在存储介质 内产生全息图后，将参考光束投射到存储介质上从而相互作用并重构原 始的已经过数据编码的物光束，所述物光束可被诸如CCD阵列相机或类 似物的检测器检测到。被重构的已经过数据编码的物光束在本领域通常 被称作其自身的已重构全息图。根据此类术语(terminology)，全息图 重构的含义是：原始的已经过数据编码的物光束的重构；并且全息图读 取的含义是：检测已重构的全息图，特别是检测已重构的全息图的图像。 此类术语适用于本申请文件。

物光束和参考光束的空间重叠通常会大大影响全息图的写入，而重 构参考光束和存储在存储介质内的全息图的相对位置会严重影响全息图 的读取。如果参考光束和物光束均覆盖存储介质表面上的相对大的部位， 则全息存储介质的读取可以相对容易地完成。全息图中心和参考光束中 心之间的偏移的公差(tolerance)大约是光束直径尺寸的10％，该公差 通常在常规系统的机械极限(mechanical limits)内。然而，降低全息 图的尺寸可以导致在读取介质时对参考光束和全息图的对准要求更高。 高精度的对准例如在如下情况下也是必须的：即复用和/或安全加密已存 储的全息数据。

存在许多已知的复用和/或加密全息图的方法。此类方法可能包括在 实平面内和/或傅立叶变换面内对物光束和/或参考光束进行相位编码。 WO 02/05270A1中公开了通过对参考光束进行相位编码的相位编码复用 和加密的方法及装置。当应用相位编码复用或加密时，参考光束中心和 全息图中心之间的偏移的公差在全息图重构期间可以降低到光束直径的 1％。光束和全息图的未对准通常与系统的光学元件的未对准有关系，所 述光学元件的未对准可以归因于机械振动、温度变化等。设计成为接收 可移除存储介质，例如全息识别卡(holographic identification cards)，这仍然是系统的特别的问题。

文献US 7,116,626B1教导了一种微定位方法以克服上面明确的未对 准问题。所述方法的目的是通过确保系统的各个元件(诸如具有各种装置 的SLM，诸如光源、透镜、检测器、和存储介质)的正确对准而提高全息存 储系统的性能，即已调制图像的质量。对准技术集中在“像素匹配”上， 所述“像素匹配”是指：对准用于数据编码物光束的唯一的SLM、已存储 的全息图像和检测器的像素，以便SLM的每个像素均被投射到检测器的 单一像素上，从而产生更好的数据复原效率。此方法会包括系统中的所 述元件中的一些或全部相对于彼此的物理移动。这意味着用于移动所述 元件的装置可以包括微致动器。此类物理移动装置应用于小的设备中是 过大(expansive)的和复杂的。

发明内容

本发明的目的是通过提供用于可使参考光束相对于全息存储介质非 机械精确对准(precise non-mechanical alignment)的系统和方法， 从而克服上述问题。

上述目的是通过提供根据技术方案1的全息存储系统和根据技术方 案15的读取全息图的方法而达到的。

附图说明

结合附图和示例性实施例，本发明的进一步的细节将会变的更明显。

图1a为根据本发明的反射型全息存储系统的示例性实施例的示意 图。

图1b为根据本发明的透射型全息存储系统的另一个示例性实施例的 示意图。

图1c为根据本发明的透射型全息存储介质读取和写入系统的示例性 实施例的示意图。

图2展示了由空间光调制器产生的示例性参考光束编码图(code pattern)。

图3展示了参考光束编码图的一个SLM像素偏移。