[发明专利]一种双面同时记录/读取的全息存储装置及方法

说明书

本发明涉及一种双面同时记录/读取的全息存储装置及方法，属于光全息存储技术领域。本发明公开的装置和方法利用正交光互不干涉的特点以及体全息存储的布拉格选择特性，在全息存储介质同一位置的两侧，利用两个光头构成偏振方向正交的两个干涉场，对全息图进行双路同时记录/读取。本发明提出的装置和方法实现了全息存储的双路并行记录/读取，并将移位复用、周向旋转复用联合在一起，提高了信息数据记录与读取过程的速度，同时提高了全息存储的容量。

技术领域

本发明涉及全息复用存储技术领域，更具体地，涉及一种增加记录/读取速度的双面同时记录/读取的全息存储装置及方法。

背景技术

图1为全息图的复用存储技术原理图，这是一种利用球面参考波进行移位复用记录和再现全息图的方法。如果在全息图被记录后将介质移动一小段距离，那么这个全息图将无法被再现，即可以重新记录一幅新的全息图。如图1所示，根据布拉格原理可以知道信号光束k_s、参考光束k_r和光栅矢量k_g共同构成三角形，如果介质发生移动，原三角形被破坏，全息图也无法再现。在这种移位复用记录方法中，可以将全息图在x轴方向(磁道方向)上以3～5μm的间隔覆盖记录下来，但是在y轴方向(垂直磁道方向)上需要偏移约250～600μm-，这个移位量称为移位选择性。通过在x轴方向和y轴方向不断进行移位复用，可以将全息图记录在整个存储介质上，但是由于在y轴方向的移位选择性很弱，存储复用数仍旧受到较大限制，存储密度并没有提高。

如图2所示，为了增加复用数，在这种二维记录方法的基础上，可以通过在周向旋转存储介质并进行覆盖记录来进一步增加复用数，即周向旋转复用。首先通过移位复用记录得到一个二维的全息图阵列，紧接着令存储介质以预定角度进行旋转，这个角度即交叉角。然后，将一个新的二维全息图阵列记录下来并与前阵列互相重叠，这种移位复用与周向旋转复用相结合的记录方法被称为交叉移位复用记录，优选的，交叉角应为45°或更大。

这种系统称为交叉移位复用存储系统，它可以很好的提高容量的方法，通过应用此方法，一个存储介质的存储容量可以达到数十TB(存储介质直径为120mm)。然而，为了执行移位复用存储，需要存储介质或光头不断地进行停止和移位操作，记录和读取速度受到限制。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种双面同时记录/读取的全息存储装置及方法，用正交偏振的两组光分别从存储介质的上下两面同时进行全息图的记录/读取，使得存储和读取速度都可以增加一倍，解决现有技术中所存在的数据记录/读取速读慢的问题。

一方面，本发明提供一种双面同时记录/读取的全息存储装置，在存储介质的两侧设置多个光头，可以同时或单独的进行信息记录/读取。

优选为在介质的两侧设置两个光头，两个光头可以同时或单独的进行信息记录/读取，这两个光头记为第一光头和第二光头。

在该装置中同一光头引出的信号光与参考光是离轴；全息图记录时两个光头中的信号光或参考光相互共轴；全息图记录时两个光头之间光束的偏振方向相互正交，同一光头内信号光与参考光偏振方向相同。

在该装置中，对其中一个光头所记录的全息图进行读取时，得到的再现信号光由另一个光头中的光电探测器进行检测。

该装置还包括存储介质移动单元，通过移动存储介质在存储介质两面同时进行移位复用存储。

第一光头和第二光头优选为对称设置。

具体地，第一光头包括第一激光输出单元、第一参考臂、第一扩束滤波单元和第一信号臂。其中第一激光输出单元包括第一激光器、第一快门、第一偏振片、第一光束整形器和第一消偏振分束棱镜；第一参考臂包括第一反射镜、第一半波片和第一聚光镜；第一扩束滤波单元包括第一透镜、第二透镜和第一低通滤波器；第一信号臂包括第一光电探测器、第一偏振分束棱镜、第一空间光调制器、第一中继透镜、第二低通滤波器和第一傅里叶透镜。