專利名稱：用于記錄和再生光信息的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于通過使用全息術(shù)將信息記錄到光信息記錄介質(zhì)上的光信息記錄裝置和光信息記錄方法，用于使用全息術(shù)從光信息記錄介質(zhì)再生信息的光信息再生裝置和光信息再生方法，以及用于通過使用全息術(shù)將信息記錄到光信息記錄介質(zhì)上以及從光信息記錄介質(zhì)再生信息的一種光信息記錄和再生裝置。
背景技術(shù)：
由此可以通過使用全息術(shù)將信息記錄到光信息記錄介質(zhì)上的全息記錄是通過下面的方法得以實現(xiàn)的使載有圖像信息的光束(此后稱作信息光束)與參考光束在光信息記錄介質(zhì)之內(nèi)重疊在一起，并且將得到的干涉圖案寫到光信息記錄介質(zhì)上。當(dāng)再生所記錄的信息時，使參考光束照射到光信息記錄介質(zhì)上從而使用該干涉圖案，通過衍射的方式再生該圖像信息。
這種全息記錄的特征在于，通過三維圖案在光信息記錄介質(zhì)的厚度方向上記錄信息，也被稱作體全息記錄。通過增加光學(xué)信息記錄介質(zhì)的記錄層的厚度，可以增加衍射效率。而且，通過利用角復(fù)用的多重方式記錄信息，可以增加記錄容量。
一種相關(guān)技術(shù)全息記錄和再生方法使用傅立葉變換處理從而記錄和再生信息(日本專利公開No.2002-123161)。參考圖26在下面對該方法進(jìn)行了描述。如圖26中所示，通過分束器13將從激光器光源11發(fā)出的照明通量12分束成一個信息光束12a和一個記錄參考光束12b。通過光束擴展器25擴展信息光束12a的光束直徑，并且信息光束12a以平行光束的形式照射到空間光調(diào)制器(SLM)15上。包含一個透射TFT液晶顯示器(LCD)面板的空間光調(diào)制器(SLM)15接收作為電信號的被編碼器轉(zhuǎn)換的記錄數(shù)據(jù)，并且將該信號安排在一個二維平面上從而生成二維數(shù)字圖案信息，以及在該平面上形成亮點和暗點的圖案。單個的一項二維數(shù)字圖案信息稱作頁數(shù)據(jù)。
穿過空間光調(diào)制器(SLM)15的信息光束12a，經(jīng)歷了光調(diào)制并且包含數(shù)據(jù)信號成分。包含點圖案信號成分的信息光束12a穿過一個在該焦距長度“f”之外的傅立葉變換透鏡30。在該過程中，信息光束12a的點圖案信號成分經(jīng)歷傅立葉變換處理并且被會聚到光信息記錄介質(zhì)上。
由分束器13使其分束的記錄參考光束12b被鏡17、18導(dǎo)引到光信息記錄介質(zhì)上，并且與信息光束12a在光信息記錄介質(zhì)內(nèi)相交，從而形成一個干涉圖案，并且通過調(diào)制折射率來記錄該干涉圖案。
在角復(fù)用記錄中，使光信息記錄介質(zhì)旋轉(zhuǎn)，從而改變記錄參考光束12b和光信息記錄介質(zhì)之間的相對角度。在這個例子中，頁數(shù)據(jù)#1到#n經(jīng)歷角復(fù)用記錄到相同的光信息記錄介質(zhì)上?；陧摂?shù)據(jù)#1，由空間光調(diào)制器(SLM)15對每個像素的光透射或光截獲狀態(tài)進(jìn)行選擇從而生成受到空間調(diào)制的信息光束12a，并且使信息光束12a照射到光信息記錄介質(zhì)上。同時，以方向θ1(未示出)使記錄參考光束12b照射到光信息記錄介質(zhì)上，并且在該光信息記錄介質(zhì)上記錄通過使信息光束12a重疊到記錄參考光束12b上從而產(chǎn)生的干涉圖案。
在記錄下一個頁數(shù)據(jù)#2時，使光信息記錄介質(zhì)旋轉(zhuǎn)一個預(yù)定的角度，并且以不同于θ1的角度θ2發(fā)出記錄參考光束12b，并且使記錄參考光束12b重疊到信息光束12a上從而多次將信息記錄到相同的光信息記錄介質(zhì)上。類似地，在記錄剩余的頁數(shù)據(jù)#3到#n時，以不同的角度θ3到θn發(fā)出記錄參考光束12b，從而執(zhí)行多次信息記錄。
當(dāng)再生信息時，由空間光調(diào)制器(SLM)15截獲信息光束12a的光路，從而僅使記錄參考光束12b照射到光信息記錄介質(zhì)上。當(dāng)再生信息時，做出控制，從而改變光信息記錄介質(zhì)的角度，以便可以獲得與在記錄要被再生的頁數(shù)據(jù)時所使用的記錄參考光束12b的入射角相同的入射角。
在其上照射有記錄參考光束12b的光信息記錄介質(zhì)的相對一側(cè)上出現(xiàn)一個再生光束，它再生具有所記錄的點圖案的傅立葉變換圖像。將該再生光束導(dǎo)引到傅立葉變換透鏡30b，并且進(jìn)行反傅立葉變換，從而再生點圖案信號。由例如CCD(電荷耦合設(shè)備)的光接收元件20接收該點圖案信號，并且進(jìn)一步將該信號轉(zhuǎn)換為電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號。然后，將該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號發(fā)送到解碼器，并且在其中再生原始數(shù)據(jù)。
已知的一種光信息記錄和再生裝置從光信息記錄介質(zhì)的相同側(cè)發(fā)出信息光束和參考光束(日本專利公開No.10-124872/(1998))。該光信息記錄和再生裝置使信息光束和參考光束共軸地照射到光信息記錄介質(zhì)上并且使信息光束和參考光束會聚，以便將它們帶到光信息記錄介質(zhì)中的反射層的表面上的焦點處，從而記錄和再生信息。在再生信息時，光信息記錄和再生裝置使參考光束照射到光信息記錄介質(zhì)上并且在例如CCD的光接收元件上接收光束從而再生原始數(shù)據(jù)，其中該光束是由參考光束所生成的再生光束的反射生成的。
在日本專利公開No.2002-123161中描述的光信息記錄和再生裝置包含一個光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)包含一個光源11和一個空間光調(diào)制器(SLM)15以及一個用于接收再生光束的光接收元件20，它們跨越光信息記錄介質(zhì)并且彼此相對。
這使得整個光信息記錄和再生裝置的光學(xué)系統(tǒng)變得復(fù)雜，并且難以縮小該裝置的尺寸大小。
日本專利公開No.10-124872/(1998)中描述的光信息記錄和再生裝置使信息光束和參考光束會聚，以便將它們帶到光信息記錄介質(zhì)中的反射層的表面上的焦點處，從而記錄和再生信息。
所以，如果光信息記錄介質(zhì)發(fā)生移動或變化，那么有必要使信息光束和參考光束再次會聚，以便將它們帶到光信息記錄介質(zhì)中的反射層的表面上的焦點處。也就是說，為了執(zhí)行重新聚焦，有必要控制光學(xué)系統(tǒng)和光信息記錄介質(zhì)中的每一個的位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了上述問題，并且目的在于提供支持光學(xué)系統(tǒng)的簡化配置和緊湊設(shè)計的光信息裝置、光信息記錄方法、光信息再生裝置、光信息再生方法以及光信息記錄和再生裝置。
本發(fā)明的目的進(jìn)一步在于提供這樣的光信息裝置、光信息記錄方法、光信息再生裝置、光信息再生方法以及光信息記錄和再生裝置，它們通過每次執(zhí)行信息記錄或再生時進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)和光信息記錄介質(zhì)的位置控制從而實現(xiàn)了即使在光信息記錄介質(zhì)被移動或改變了的時候也不要求重新聚焦。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一種光信息記錄裝置包含用于使記錄參考光束照射到光信息記錄介質(zhì)上的記錄參考光束照射裝置；用于使帶有信息的信息光束照射到光信息記錄介質(zhì)的一個表面上的信息光束照射裝置；以及用于使穿過光信息記錄介質(zhì)的信息光束反射到光信息記錄介質(zhì)上的反射裝置，該反射裝置位于光信息記錄介質(zhì)之外并且在與光信息記錄介質(zhì)的一個表面相對的另一個表面上；其中光學(xué)信息記錄裝置將由記錄參考光束照射裝置發(fā)出的記錄參考光束和由反射裝置發(fā)出的信息光束發(fā)生干涉所生成的干涉圖案記錄到光信息記錄介質(zhì)上。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，該光信息記錄裝置包含一個用于發(fā)出照明通量的光源；用于使光源所發(fā)出的照明通量分束成兩個照明通量的照明通量分束裝置；以及用于生成帶有信息的信息光束的信息光束生成裝置，通過對由照明通量分束裝置所分束的一個照明通量進(jìn)行空間調(diào)制從而獲得信息光束；其中記錄參考光束照射裝置使由照明通量分束裝置所分束的另一個照明通量作為記錄參考光束照射到光信息記錄介質(zhì)上。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，在該光信息記錄裝置中，該反射裝置將穿過光信息記錄介質(zhì)的信息光束反射到光信息記錄介質(zhì)上。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，在光信息記錄中，照明通量分束裝置使從光源發(fā)出的照明通量分束成偏振方向彼此不同的兩個照明通量。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，該光信息記錄裝置包含用于使穿過光信息記錄介質(zhì)的信息光束的偏振方向與光信息記錄介質(zhì)和反射裝置之間的記錄參考光束的偏振方向匹配的偏振控制裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，在該光信息記錄裝置中，該偏振控制裝置是四分之一波片。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，在該光信息記錄裝置中，該反射裝置將信息光束反射到與記錄參考光束所照射的相同的光信息記錄介質(zhì)的表面。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面，在該光信息記錄裝置中，該反射裝置將信息光束反射到與記錄參考光束所照射的不同的光信息記錄介質(zhì)的表面。
根據(jù)本發(fā)明的第方九面，在該光信息記錄裝置中，該信息光束照射裝置與記錄參考光束共軸地發(fā)出信息光束。
根據(jù)本發(fā)明的第十方面，一種光信息記錄裝置包含一個用于發(fā)出照明通量的光源；使從光源發(fā)出的照明通量分束成偏振方向彼此不同的兩個照明通量的照明通量分束裝置；用于使由照明通量分束裝置分束的一個照明通量的偏振方向與另一個照明通量的偏振方向匹配的偏振旋轉(zhuǎn)裝置，用于生成載有信息的信息光束的信息光束生成裝置，其中通過對由照明通量分束裝置分束的一個照明通量進(jìn)行空間調(diào)制從而獲得該信息光束；用于使信息光束照射到光信息記錄介質(zhì)的一個表面上的信息光束照射裝置；以及用于使由照明通量分束裝置分束的另一個照明通量作為記錄參考光束照射到光信息記錄介質(zhì)上的記錄參考光束照射裝置；其中光信息記錄裝置將由信息光束照射裝置發(fā)出的信息光束和由記錄參考光束照射裝置發(fā)出的記錄參考光束發(fā)生干涉所生成的干涉圖案記錄到光信息記錄介質(zhì)上。
根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，在該光信息記錄裝置中，該信息光束照射裝置使信息光束照射到與記錄參考光束所照射的相同的光信息記錄介質(zhì)的表面。
根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，在該光信息記錄裝置中，該信息光束照射裝置使信息光束照射到與記錄參考光束所照射的不同的光信息記錄介質(zhì)的表面。
根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，在該光信息記錄裝置中，該偏振旋轉(zhuǎn)裝置是二分之一波片。
根據(jù)本發(fā)明的第十四方面，光信息記錄方法包含以下步驟使記錄參考光束照射到光信息記錄介質(zhì)上；使載有要被記錄在光信息記錄介質(zhì)上的信息的信息光束照射到光信息記錄介質(zhì)的一個表面上；通過反射裝置對穿過所述光信息記錄介質(zhì)的所述信息光束進(jìn)行反射，從而將由所述信息光束和所述記錄參考光束的干涉所生成的干涉圖案記錄到所述光信息記錄介質(zhì)上，該反射裝置位于所述光信息記錄介質(zhì)之外并且在與所述信息光束被照射到的所述光信息記錄介質(zhì)的所述一個表面相對的另一個表面上。
根據(jù)本發(fā)明的第十五方面，一種光信息再生裝置，該裝置通過利用全息術(shù)從而通過位于光信息記錄介質(zhì)之外的反射裝置反射被照射到光信息記錄介質(zhì)的一個表面上并且穿過光信息記錄介質(zhì)的信息光束，并且使該信息光束照射到信息記錄介質(zhì)的另一個表面上，由此從其上記錄有由信息光束和記錄參考光束的干涉所生成的干涉圖案的光信息記錄介質(zhì)中再生信息，其中該光信息再生裝置包含用于使再生參考光束照射到與其上照射有記錄參考光束的光信息記錄介質(zhì)的表面相同的表面的再生參考光束照射裝置；以及用于收集和探測通過利用再生參考光束照射裝置將再生參考光束照射到光信息記錄介質(zhì)上從而生成的再生光束的光接收元件。
根據(jù)本發(fā)明的第十六方面，一種光信息再生裝置，該裝置利用全息術(shù)從其上記錄有信息的光信息記錄介質(zhì)中再生信息，其中該光信息再生裝置包含用于使再生參考光束照射到光信息記錄介質(zhì)上的再生參考光束照射裝置；用于利用再生參考光束照射裝置將再生參考光束照射到光信息記錄介質(zhì)上，從而將通過光信息記錄介質(zhì)生成的再生光束反射到光信息記錄介質(zhì)上的反射裝置，該反射裝置位于所述光信息記錄介質(zhì)之外；以及一個用于收集和探測受到反射裝置的反射并且穿過光信息記錄介質(zhì)的再生光束的光接收元件。
根據(jù)本發(fā)明的第十七方面，在該光信息再生裝置中，其中該光信息再生裝置包含用于使再生光束的偏振方向偏離于記錄介質(zhì)和反射裝置之間的再生參考光束的偏振方向的偏振控制裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第十八方面，在該光信息再生裝置中，該偏振控制裝置是四分之一波片。
根據(jù)本發(fā)明的第十九方面，在該光信息再生裝置中，該光接收元件從與再生參考光束所照射的表面相同的表面收集和探測再生光束。
根據(jù)本發(fā)明的第二十方面，在該光信息再生裝置中，該光接收元件從再生參考光束被照射到的表面不同的表面收集和探測再生光束。
根據(jù)本發(fā)明的第二十一面，在該光信息再生裝置中，該反射裝置共軸地反射再生光束。
根據(jù)本發(fā)明的第二十二面，一種光信息再生方法，該方法使用全息術(shù)從而通過位于光信息記錄介質(zhì)之外的反射裝置反射被照射到光信息記錄介質(zhì)的一個表面上并且穿過光信息記錄介質(zhì)的信息光束，并且使該信息光束照射到信息記錄介質(zhì)的另一個表面上，由此從其上記錄有由信息光束和記錄參考光束的干涉生成的干涉圖案的光信息記錄介質(zhì)中再生信息，其中該光信息再生方法包含使再生參考光束照射到與其上照射有記錄參考光束的光信息記錄介質(zhì)的表面相同的表面；以及收集和探測通過使再生參考光束照射到光信息記錄介質(zhì)上從而生成的再生光束。
根據(jù)本發(fā)明的第二十三方面，一種光信息再生方法，該方法利用全息術(shù)從而從其上記錄有信息的光信息記錄介質(zhì)中再生信息，其中該光信息再生方法包含以下步驟使再生參考光束照射到光信息記錄介質(zhì)上；通過使再生參考光束照射到光信息記錄介質(zhì)上從而使通過光信息記錄介質(zhì)生成的再生光束反射到光信息記錄介質(zhì)上，反射裝置位于光信息記錄介質(zhì)之外，以及收集和探測穿過光信息記錄介質(zhì)的再生光束。
根據(jù)本發(fā)明的第二十四方面，一種光信息記錄和再生裝置，該裝置利用全息術(shù)將信息記錄到其上記錄有信息的光信息記錄介質(zhì)并且從該光信息記錄介質(zhì)再生信息，其中該光信息記錄和再生裝置包含用于使記錄參考光束照射到光信息記錄介質(zhì)上的記錄參考光束照射裝置；用于使再生參考光束照射到光信息記錄介質(zhì)上的再生參考光束照射裝置；用于使載有要被記錄到光信息記錄介質(zhì)上的信息的信息光束照射到光信息記錄介質(zhì)的一個表面上的信息光束照射裝置；用于將穿過光信息記錄介質(zhì)的信息光束反射到光信息記錄介質(zhì)上，其中該反射裝置位于光信息記錄介質(zhì)之外并且在與光信息記錄介質(zhì)的一個表面相對的另一個表面上；以及用于收集和探測通過再生參考光束照射系統(tǒng)使再生參考光束照射到光信息記錄介質(zhì)上從而生成的再生光束的光接收元件。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了第一實施例中記錄的工作情況；圖3是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了第一實施例中再生的工作情況；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖5是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了第二實施例中記錄的工作情況；
圖6是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了第二實施例中再生的工作情況；圖7是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖8是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了第三實施例中記錄的工作情況；圖9是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了第三實施例中再生的工作情況；圖10是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖11是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了第四實施例中記錄的工作情況；圖12是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了第四實施例中再生的工作情況；圖13是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖14是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了第五實施例中記錄的工作情況；圖15是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了第五實施例中再生的工作情況；圖16是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的另一放大圖，它說明了第五實施例中記錄的工作情況；圖17是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的又一放大圖，它說明了第五實施例中再生的工作情況；圖18是根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖19是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了第六實施例中記錄的工作情況；圖20是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的另一放大圖，它說明了第六實施例中記錄的工作情況；圖21是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了第六實施例中再生的工作情況；
圖22是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的另一放大圖，它說明了第六實施例中再生的工作情況；圖23是根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖24是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了第七實施例中記錄的工作情況；圖25是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了第七實施例中再生的工作情況；以及圖26是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的光信息記錄裝置和光信息再生裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實施例方式
下面將參考圖1到2 5對本發(fā)明的實施例進(jìn)行描述。
第一實施例下面將參考圖1到3描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置。圖1是根據(jù)第一實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了記錄的工作情況。圖3是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了再生的工作情況。
下面參考圖1描述了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置的結(jié)構(gòu)。如圖1中所示，第一實施例的光信息記錄和再生裝置包含一個光源11、一個偏振分束器(PBS)13、一個空間光調(diào)制器(SLM)15、物鏡16a和16b，一個半反鏡17、一個鏡18、一個光接收元件20、反射裝置21以及一個偏振控制器22。
通過包含鏡18和物鏡16b的記錄參考光束照射裝置，使記錄參考光束12b入射到光信息記錄介質(zhì)的一個表面10b上。暫時地使信息光束12a入射到記錄參考光束12b通過包含半反鏡17和物鏡16a的信息光束照射裝置入射到其上的光信息記錄介質(zhì)的同一個表面10b上，并且信息光束12a穿過光信息記錄介質(zhì)，受到反射裝置21的反射，并且再一次入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上。
反射裝置21起到本發(fā)明的“反射裝置”的作用?？臻g光調(diào)制器(SLM)15起到本發(fā)明的“信息光束生成裝置”的作用。偏振分束器(PBS)13起到本發(fā)明的“照明分束裝置”的作用。
由偏振分束器(PBS)13使從光源11發(fā)出的照明通量12分裂成兩個照明通量，即信息光束12a和12b。
將反射裝置21安排在跨越光信息記錄介質(zhì)包含光源11、偏振分束器(PBS)13以及物鏡16a和16b的光系統(tǒng)的另一側(cè)。偏振控制器22位于光信息記錄介質(zhì)和反射裝置21之間。盡管在本實施例中將偏振控制器22安排在反射裝置21的表面上，但是也可以將偏振控制器22安排在光信息記錄介質(zhì)上，只要將偏振控制器22安排在光信息記錄介質(zhì)和反射裝置21之間。光接收元件20被安排在與包含光源11、偏振分束器(PBS)13以及物鏡16a和16b的光系統(tǒng)相同的一側(cè)。
下面將針對信息的記錄和再生，分別描述根據(jù)該實施例的光信息記錄和再生裝置。
下面參考圖1和2對記錄的工作情況進(jìn)行了描述。光源11是波長為532nm的YAG激光器或者是波長為632.8nm的He-Ne激光器，用于生成信息光束和記錄(再生)參考光束。偏振分束器(PBS)13接收照明通量12，并且將照明通量12分束成信息光束12a和記錄參考光束12b。信息光束12a和記錄參考光束12b通過不同的光路照射到光信息記錄介質(zhì)上。
如圖1中所示，由偏振分束器(PBS)13將從光源11發(fā)出的照明通量12分束成兩個照明通量，即信息光束12a和記錄參考光束12b。在該過程中，偏振分束器(PBS)13使入射光束的P偏振成分透射通過，而按照與入射光束垂直的方向反射S偏振成分。這樣，信息光束12a的偏振方向是S偏振方向，而記錄參考光束12b的偏振方向是P偏振方向。
按照偏振分束器(PBS)13、空間光調(diào)制器(SLM)15、半反鏡17、物鏡16a、光信息記錄介質(zhì)、偏振控制器22以及反射裝置21的順序，將以上這些部分安排在S偏振的信息光束12a的光路上。反射裝置21被安置在信息光束12a的光軸的直交方向，從而被物鏡16a會聚的信息光束12a將會按照垂直于反射表面的方向出射。
由空間光調(diào)制器(SLM)15基于所記錄的數(shù)據(jù)對信息光束12a進(jìn)行調(diào)制。信息光束12a受到半反鏡17的反射，受到物鏡16a的會聚，并且暫時地入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10b上。然后，信息光束12a穿過光信息記錄介質(zhì)，受到反射裝置21的反射并且再一次入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上。
空間光調(diào)制器(SLM)15包含一個透射TFT液晶顯示(LCD)面板，其中以光柵的形狀安排有大量的像素。當(dāng)被轉(zhuǎn)換為信號的所記錄的數(shù)據(jù)以電信號的形式輸入時，對于每個像素來說都要選擇是處于光透射狀態(tài)還是處于光截獲狀態(tài)，從而在一個二維平面上形成包含亮和暗的點的矩陣圖案。通過這種方式，由空間光調(diào)制器(SLM)15對由偏振分束器(PBS)13使其分束的照明通量進(jìn)行空間調(diào)制，從而生成了載有信息的信息光束。半反鏡17將已經(jīng)穿過空間光調(diào)制器(SLM)15的信息光束12a反射到物鏡16a上。
信息光束12a穿過光信息記錄介質(zhì)，并且其偏振受到偏振控制器22的控制，再由物鏡16a會聚使其聚焦到反射裝置21的反射表面上。反射裝置21是由例如鋁層或介電多層的金屬膜形成的全反射鏡。偏振控制器22可以是將線偏振轉(zhuǎn)化為圓偏振的四分之一波片。
當(dāng)S偏振的光穿過四分之一波片時，四分之一波片將其轉(zhuǎn)化為圓偏振或橢圓偏振。由反射裝置21在相反的方向上反射被轉(zhuǎn)化為圓偏振或橢圓偏振的信息光束12a，并且信息光束12a再一次通過該四分之一波片。通過這種方式，信息光束12a再一次被轉(zhuǎn)化為線偏振。如果提前將S偏振照明通量的振動方向設(shè)置為與四分之一波片的光軸的夾角為45度，那么線偏振的信息光束12a的振動方向從S偏振旋轉(zhuǎn)90度并且變成P偏振。
按照偏振分束器(PBS)13、鏡18、物鏡16b、光信息記錄介質(zhì)的順序，將以上這些部分安排在P偏振的記錄參考光束12b的光路上。記錄參考光束12b受到鏡18的反射，由物鏡16a使其會聚并且入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10b上。物鏡16b使記錄參考光束12b會聚，從而記錄參考光束12b可以會聚到偏離與物鏡16b相對的光信息記錄介質(zhì)的一個點處。
下面參考圖2描述了光信息記錄介質(zhì)中的信息光束12a和記錄參考光束12b中的每一個的狀態(tài)。信息光束12a和記錄參考光束12b通過不同的光路入射到光信息記錄介質(zhì)上。記錄參考光束12b入射到光信息記錄介質(zhì)上的一個表面10b上，信息光束12a暫時地入射到信息參考光束12b入射到其上并穿過光信息記錄介質(zhì)的光信息記錄介質(zhì)的同一個表面10b上。信息光束12a是S偏振并且記錄參考光束12b是P偏振。偏振方向相差90度，從而兩個光束不會發(fā)生相互干涉。
由反射裝置21反射穿過了光信息記錄介質(zhì)的信息光束12a，并且信息光束12a再一次入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上。信息光束12a垂直入射到反射裝置21的反射表面上并且受到反射。這樣，入射到反射裝置21的信息光束12a的光路與受到反射裝置21反射的信息光束12a的光路相匹配。進(jìn)行控制，從而信息光束12a將實現(xiàn)從光信息記錄介質(zhì)到安排在光信息記錄介質(zhì)和反射裝置21之間的偏振控制器22的往返，并且偏振方向?qū)腟偏振方向變化為P偏振方向。
作為P偏振再一次入射到光信息記錄介質(zhì)10的表面10a上的信息光束12a與作為P偏振入射到表面10b的記錄參考光束12b在光信息記錄介質(zhì)之內(nèi)發(fā)生干涉，從而形成了一個干涉圖案(反射全息)。光信息記錄介質(zhì)記錄該干涉圖案。
光信息記錄介質(zhì)包含一種全息材料，該全息材料的光學(xué)特性，例如折射率、介電常數(shù)以及反射因子，隨光照射的強度而發(fā)生變化。這樣的全息材料包含光折射晶體，例如LiNbO3、BaTiO3以及光聚合體。光信息記錄介質(zhì)10可以包含未示出的透明基底或保護(hù)膜。
當(dāng)執(zhí)行角復(fù)用記錄時，使其上裝有光信息記錄介質(zhì)的可移動平臺(未示出)轉(zhuǎn)動和運動從而改變信息光束12a與光信息記錄介質(zhì)之間的相對角度和記錄參考光束12b與光信息記錄介質(zhì)之間的相對角度。通過這種方式，當(dāng)完成第一頁上的信息記錄時，使該可移動平臺旋轉(zhuǎn)預(yù)定的量并且在第二頁上記錄信息。通過按順序重復(fù)信息記錄，執(zhí)行了角復(fù)用記錄。
下面參考圖1和3描述了再生的工作情況。如圖1中所示，在再生信息時，空間光調(diào)制器(SLM)15中的所有像素受到控制，從而它們將截獲光，在這種情況下為信息光束12a。由偏振分束器(PBS)13使其分束的作為P偏振的再生參考光束12c，按照與記錄參考光束12b相同的光路入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10b上。
下面參考圖3描述光信息記錄介質(zhì)中的再生參考光束12c的狀態(tài)。再生參考光束12c入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10b上，并且受到由在光信息記錄介質(zhì)中形成的干涉圖案導(dǎo)致的折射率光柵的衍射。該衍射生成了對應(yīng)于用于記錄的信息光束12a的再生光束12d。從其上入射有再生參考光束12c的光信息記錄介質(zhì)的表面10b上發(fā)出再生光束12d，該光束穿過物鏡16a和半反鏡17，并且入射到光接收元件20上。光接收元件20將包含在接收到的再生光束12d中的點矩陣圖案信號轉(zhuǎn)化為電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號。然后，由解碼器(未示出)再生原始數(shù)據(jù)。
在再生利用角復(fù)用所記錄的信息的情況下，使其上裝有光信息記錄介質(zhì)的可移動平臺(未示出)轉(zhuǎn)動和運動從而改變再生參考光束12c與光信息記錄介質(zhì)之間的相對角度，這與記錄過程相同。通過這種方式，通過按順序地重復(fù)每頁上的信息再生，再生了利用角復(fù)用所記錄的信息。
通過如上述方法配置的光系統(tǒng)，可以使信息光束12a會聚，從而該光束可以會聚到反射裝置21的反射表面上并且可以使信息光束12a在受到反射裝置21反射之前的光路與它受到反射裝置21反射之后的光路匹配。因此，信息光束21a受到會聚，從而即使光信息記錄介質(zhì)被移動或改變，它也可以確定地會聚到反射裝置21的反射表面上。這通過在每次進(jìn)行信息的記錄或再生時控制光系統(tǒng)和/或光信息記錄介質(zhì)的位置從而消除了對重新聚焦的要求。通過安排反射裝置21，可以僅在光信息記錄介質(zhì)的一側(cè)安排包含一個光源11、一個偏振分束器(PBS)13、物鏡16a和16b以及一個光接收元件20的光系統(tǒng)。這簡化了光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并且提供了比相關(guān)領(lǐng)域中的裝置設(shè)計更緊湊的一種裝置設(shè)計。
第二實施例下面參考圖4到6描述了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置。圖4是根據(jù)第二實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖5是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了記錄的工作情況。圖6是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了再生的工作情況；下面參考圖4描述了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置。如圖4中所示，第二實施例的光信息記錄和再生裝置包含與第一實施例的光信息記錄和再生裝置中相同的光系統(tǒng)。將第一實施例的光信息記錄介質(zhì)安排為與光系統(tǒng)之間的夾角為90度。記錄參考光束12b通過包含鏡18和物鏡16b的記錄參考光束照射裝置入射到光信息記錄介質(zhì)的一個表面10a上。信息光束12a通過包含半反鏡17和物鏡16a的信息光束照射裝置暫時入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10b上，其中該表面不同于其上入射有記錄參考光束12b的表面10a，并且信息光束12a穿過光信息記錄介質(zhì)，受到反射裝置21的反射，并且入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上。
下面分別描述了根據(jù)該實施例的光信息記錄和再生裝置的用于信息的記錄和再生的工作情況。
下面參考圖4和5描述了記錄的工作情況。如圖4中所示，由偏振分束器(PBS)13將從光源11發(fā)出的照明通量12分束成兩個照明通量，即信息光束12a和12b。信息光束12a的偏振方向是S偏振方向，而記錄參考光束12b的偏振方向是P偏振方向。
由空間光調(diào)制器(SLM)15基于所記錄的數(shù)據(jù)對信息光束12a進(jìn)行調(diào)制。信息光束12a受到半反鏡17的反射，受到物鏡16a的會聚，并且暫時地入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10b上。然后，信息光束12a穿過光信息記錄介質(zhì)，受到反射裝置21的反射并且再一次入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上。記錄參考光束12b受到鏡18的反射，由物鏡16b使其會聚并且入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上。
下面參考圖5描述了光信息記錄介質(zhì)中的信息光束12a和記錄參考光束12b中的每一個的狀態(tài)。信息光束12a和記錄參考光束12b通過不同的光路入射到光信息記錄介質(zhì)上。記錄參考光束12b入射到光信息記錄介質(zhì)上的一個表面10a上，信息光束12a暫時地入射到與信息光束12a入射到其上并穿過光信息記錄介質(zhì)的光信息記錄介質(zhì)的表面10a不同的光信息記錄介質(zhì)的表面10b上。信息光束12a是S偏振并且記錄參考光束12b是P偏振。偏振方向相差90度，從而兩個光束不會發(fā)生相互干涉。
由物鏡16a使已經(jīng)穿過了光信息記錄介質(zhì)的信息光束12a會聚，從而它可以聚焦到反射裝置21的反射表面上。反射裝置21共軸地反射信息光束12a，并且信息光束12a再一次入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上。進(jìn)行控制，從而信息光束12a將實現(xiàn)從光信息記錄介質(zhì)到安排在光信息記錄介質(zhì)和反射裝置21之間的偏振控制器22的往返，并且偏振方向?qū)腟偏振方向變化為P偏振方向。作為P偏振再一次入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上的信息光束12a與作為P偏振入射到表面10a的記錄參考光束12b在光信息記錄介質(zhì)之內(nèi)發(fā)生干涉，從而形成了一個干涉圖案(透射全息)。光信息記錄介質(zhì)記錄該干涉圖案。
下面參考圖4和6描述了再生的工作情況。如圖4中所示，在對信息進(jìn)行再生時，空間光調(diào)制器(SLM)15中的所有像素受到控制，從而它們將截獲光，在這種情況下為信息光束12a。由偏振分束器(PBS)13使其分束的作為P偏振的再生參考光束12c，按照與記錄參考光束12b相同的光路入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上。
下面參考圖6描述光信息記錄介質(zhì)中的再生參考光束12c的狀態(tài)。再生參考光束12c入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上，并且受到由在光信息記錄介質(zhì)中形成的干涉圖案導(dǎo)致的折射率光柵的衍射。該衍射生成了對應(yīng)于用于記錄的信息光束12a的再生光束12d。從不同于其上入射有再生參考光束12c的光信息記錄介質(zhì)的表面10a的光信息記錄介質(zhì)的表面10b上發(fā)出再生光束12d，該光束通過物鏡16a和半反鏡17，并且入射到光接收元件20上。然后，再生原始數(shù)據(jù)。
如上述方法配置的光系統(tǒng)通過在每次進(jìn)行信息的記錄或再生時控制光系統(tǒng)和/或光信息記錄介質(zhì)的位置從而即使在光信息記錄介質(zhì)被移動或改變的情況下，也可以消除對重新聚焦的要求。這簡化了光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并且提供了比相關(guān)領(lǐng)域中的裝置設(shè)計更緊湊的一種裝置設(shè)計。
第三實施例下面參考圖7到9描述了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置。圖7是根據(jù)第三實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖8是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了記錄的工作情況。圖9是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了再生的工作情況。
下面參考圖7描述了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置。如圖7中所示，第三實施例的光信息記錄和再生裝置包含幾乎與第一實施例的光信息記錄和再生裝置相同的光系統(tǒng)。按照類似的方式安排光信息記錄介質(zhì)。該實施例與第一實施例的不同之處在于，將偏振旋轉(zhuǎn)裝置23安排到信息光束12a的光路上。盡管在圖7中將偏振旋轉(zhuǎn)裝置23安排到空間光調(diào)制器(SLM)15和空間光調(diào)制器(SLM)15之間，但本發(fā)明并不限于此并且可以將偏振旋轉(zhuǎn)裝置23安排在信息光束12a的光路上的任意位置處。
下面將分別描述根據(jù)該實施例的光信息記錄和再生裝置用于信息的記錄和信息的再生的工作情況。
下面參考圖7和8對記錄的工作情況進(jìn)行了描述。如圖7中所示，由偏振分束器(PBS)13將從光源11發(fā)出的照明通量12分束成兩個照明通量，即信息光束12a和12b。信息光束12a的偏振方向是S偏振方向，而記錄參考光束12b的偏振方向是P偏振方向。
作為S偏振的信息光束12a入射到偏振旋轉(zhuǎn)裝置23上。偏振旋轉(zhuǎn)裝置23可以是例如二分之一波片。該二分之一波片使入射的線偏振照明通量的振動方向旋轉(zhuǎn)90度。所以，入射到偏振旋轉(zhuǎn)裝置23上的信息光束12a被轉(zhuǎn)化為P偏振。然后，由空間光調(diào)制器(SLM)15基于所記錄的信息調(diào)制信息光束12a。信息光束12a受到半反鏡17的反射，受到物鏡16a的會聚，并且入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上。
記錄參考光束12b受到鏡18的反射，受到物鏡16b的會聚，并且入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上。
下面參考圖8描述了光信息記錄介質(zhì)中的信息光束12a和記錄參考光束12b中的每一個的狀態(tài)。信息光束12a和記錄參考光束12b通過不同的光路入射到光信息記錄介質(zhì)上。記錄參考光束12b入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上，并且信息光束12a入射到與其上入射有記錄參考光束12b的相同表面10a上。在這種情況下，信息光束12a受到物鏡16a的會聚，從而它將聚焦到反射裝置21的反射表面上。信息光束12a和記錄參考光束12b都是P偏振，從而它們在光信息記錄介質(zhì)之內(nèi)發(fā)生干涉，從而形成了一個干涉圖案(透射全息)。光信息記錄介質(zhì)記錄該干涉圖案。
下面參考圖7和9描述了再生的工作情況。如圖7中所示，在對信息進(jìn)行再生時，空間光調(diào)制器(SLM)15中的所有像素受到控制，從而它們將截獲光，在這種情況下為信息光束12a。由偏振分束器(PBS)13使其分束的作為P偏振的再生參考光束12c，按照與記錄參考光束12b相同的光路入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上。
下面參考圖9描述了光信息記錄介質(zhì)中的再生參考光束12c的狀態(tài)。再生參考光束12c入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上，并且受到由在光信息記錄介質(zhì)中形成的干涉圖案導(dǎo)致的折射率光柵的衍射。該衍射生成了對應(yīng)于用于記錄的信息光束12a的再生光束12d。從光信息記錄介質(zhì)的表面10b上發(fā)出再生光束12d，并且該光束受到會聚從而它將聚焦到反射裝置21的反射表面上。然后，受到反射裝置21共軸地反射的再生光束12d再一次入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10b上，并且穿過光信息記錄介質(zhì)。進(jìn)行控制，從而再生光束12d將實現(xiàn)從光信息記錄介質(zhì)到安排在光信息記錄介質(zhì)和反射裝置21之間的偏振控制器22的往返，并且偏振方向?qū)腜偏振方向變化為S偏振方向。再一次入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10b上的再生光束12d是S偏振，并且再生參考光束12c是P偏振。兩個偏振方向相差90度從而兩束光不會發(fā)生干涉。再生光束12d穿過物鏡16a和半反鏡17，并且入射到光接收元件20上。然后，原始數(shù)據(jù)被再生。
盡管在該實施例中將偏振旋轉(zhuǎn)裝置安排到信息光束12a的光路上，但本發(fā)明并不限于此并且可以將偏振旋轉(zhuǎn)裝置23安排到記錄參考光束12b的光路上。
通過如上述方法配置的光系統(tǒng)，可以使信息光束12a會聚，從而該光束可以確定地聚焦到反射裝置21的反射表面上并且可以使由反轉(zhuǎn)裝置21反射的再生光束12d的光路保持恒定。這通過在每次進(jìn)行信息的記錄或再生時控制光系統(tǒng)和/或光信息記錄介質(zhì)的位置從而即使光信息記錄介質(zhì)被移動或改變的情況下，也可以消除對重新聚焦的要求。通過安排反射裝置21，可以僅在光信息記錄介質(zhì)的一側(cè)安排包含一個光源11、一個偏振分束器(PBS)13、物鏡16a和16b以及一個光接收元件20的光系統(tǒng)。這簡化了光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并且提供了比相關(guān)領(lǐng)域中的裝置設(shè)計更緊湊的一種裝置設(shè)計。
第四實施例下面參考圖10到12描述了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置。圖10是根據(jù)第四實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖11是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了記錄的工作情況。圖12是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了再生的工作情況。
下面參考圖10描述了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置。如圖10中所示，第四實施例的光信息記錄和再生裝置包含與第三實施例的光信息記錄和再生裝置相同的光系統(tǒng)。第三實施例的光信息記錄介質(zhì)被安排為與光系統(tǒng)之間的夾角為90度。
下面將分別描述根據(jù)該實施例的光信息記錄和再生裝置用于信息的記錄和信息的再生的工作情況。
下面參考圖10和11對記錄的工作情況進(jìn)行了描述。如圖10中所示，由偏振分束器(PBS)13將從光源11發(fā)出的照明通量12分束成兩個照明通量，即信息光束12a和12b。信息光束12a的偏振方向是S偏振方向，而記錄參考光束12b的偏振方向是P偏振方向。
作為S偏振的信息光束12a入射到偏振旋轉(zhuǎn)裝置23上。入射到偏振旋轉(zhuǎn)裝置23上的作為S偏振的信息光束12a被轉(zhuǎn)化為P偏振。然后，由空間光調(diào)制器(SLM)15基于所記錄的信息調(diào)制信息光束12a。信息光束12a受到半反鏡17的反射，受到物鏡16a的會聚，并且入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上。
記錄參考光束12b受到鏡18的反射，受到物鏡16b的會聚，并且入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10b上。
下面參考圖11描述了光信息記錄介質(zhì)中的信息光束12a和記錄參考光束12b中的每一個的狀態(tài)。信息光束12a和記錄參考光束12b通過不同的光路入射到光信息記錄介質(zhì)上。記錄參考光束12b入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10b上，并且信息光束12a入射到與其上入射有記錄參考光束12b的光信息記錄介質(zhì)的表面10b不同的光信息記錄介質(zhì)的表面10a上。在這種情況下，信息光束12a和記錄參考光束12b都是P偏振，從而它們在光信息記錄介質(zhì)之內(nèi)發(fā)生干涉，從而形成了一個干涉圖案(反射全息)。光信息記錄介質(zhì)記錄該干涉圖案。
下面參考圖10和12描述了再生的工作情況。如圖10中所示，在對信息進(jìn)行再生時，空間光調(diào)制器(SLM)15中的所有像素受到控制，從而它們將截獲光，在這種情況下為信息光束12a。由偏振分束器(PBS)13使其分束的作為P偏振的再生參考光束12c，按照與記錄參考光束12b相同的光路入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10b上。
下面參考圖12描述了光信息記錄介質(zhì)中的再生參考光束12c的狀態(tài)。再生參考光束12c入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10b上，并且受到由在光信息記錄介質(zhì)中形成的干涉圖案導(dǎo)致的折射率光柵的衍射。該衍射生成了對應(yīng)于用于記錄的信息光束12a的再生光束12d。從光信息記錄介質(zhì)的表面10b上發(fā)出再生光束12d，并且該光束受到反射裝置21共軸地反射。進(jìn)行控制，從而再生光束12d將實現(xiàn)從10到安排在光信息記錄介質(zhì)和反射裝置21之間的偏振控制器22的往返，并且偏振方向?qū)腜偏振方向變化為S偏振方向。再一次入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10b上的再生光束12d是S偏振，并且再生參考光束12c是P偏振。兩個偏振方向相差90度從而兩束光不會發(fā)生相互干涉。再生光束12d穿過物鏡16a和半反鏡17，并且入射到光接收元件20上。然后，原始數(shù)據(jù)被再生。
盡管在該實施例中將偏振旋轉(zhuǎn)裝置安排到信息光束12a的光路上，但本發(fā)明并不限于此并且可以將偏振旋轉(zhuǎn)裝置23安排到記錄參考光束12b的光路上。
通過如上述方法配置的光系統(tǒng)，可以使信息光束12a會聚，從而該光束可以確定地聚焦到反射裝置21的反射表面上并且可以使由反轉(zhuǎn)裝置21反射的再生光束12d的光路保持恒定。這通過在每次進(jìn)行信息的記錄或再生時控制光系統(tǒng)和/或光信息記錄介質(zhì)的位置從而即使光信息記錄介質(zhì)被移動或改變的情況下，也可以消除對重新聚焦的要求?？梢詢H在光信息記錄介質(zhì)的一側(cè)安排光系統(tǒng)。這簡化了光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并且提供了比相關(guān)領(lǐng)域中的裝置設(shè)計更緊湊的一種裝置設(shè)計。
第五實施例下面參考圖13到17描述了根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置。圖13是根據(jù)第五實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖14和16是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了記錄的工作情況。圖15和17是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了再生的工作情況。
下面參考圖13描述了根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置的結(jié)構(gòu)。如圖13中所示，第五實施例的光信息記錄和再生裝置包含光源11、偏振分束器(PBS)13、空間光調(diào)制器(SLM)15、物鏡16a、半反鏡17和19、鏡18、光接收元件20、反射裝置21以及偏振控制器22。
如圖10中所示，由偏振分束器(PBS)13將從光源11發(fā)出的照明通量12分束成兩個照明通量，即信息光束12a和12b。
按照偏振分束器(PBS)13、鏡18、空間光調(diào)制器(SLM)15、半反鏡17、物鏡16a、光信息記錄介質(zhì)、偏振控制器22以及反射裝置21的順序，將以上這些部分安排在信息光束12a的光路上。按照偏振分束器(PBS)13、半反鏡17和19、物鏡16、光信息記錄介質(zhì)、偏振控制器22以及反射裝置21的順序，將以上這些部分安排在記錄參考光束12b的光路上。
對光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行安排，從而已經(jīng)穿過物鏡16的信息光束12a和記錄參考光束12b垂直地入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上?？缭桨敕寸R17和19以及物鏡16，將光接收元件20安排在光信息記錄介質(zhì)的相對一側(cè)?？缭焦庑畔⒂涗浗橘|(zhì)，將反射裝置安排在包含偏振分束器(PBS)13物鏡16的光系統(tǒng)的相對一側(cè)。將反射裝置21安排在與信息光束12a和記錄參考光束12b的光軸正交的方向上，從而受到物鏡16會聚的信息光束12a和記錄參考光束12b將會垂直地照射到反射裝置21上。將偏振控制器22安排在光信息記錄介質(zhì)和反射裝置21之間。在該實施例中，將偏振控制器22安排在反射裝置21上。
下面分別描述了根據(jù)該實施例的光信息記錄和再生裝置用于信息的記錄和再生的工作情況。
下面參考圖13和14描述了記錄的工作情況。如圖13中所示，由偏振分束器(PBS)13將從光源11發(fā)出的照明通量12分束成兩個照明通量，即信息光束12a和12b，其中信息光束12a的偏振是P偏振，而記錄參考光束12b的偏振是S偏振。
信息光束12a受到鏡18的反射，入射到空間光調(diào)制器(SLM)15上，并基于所記錄的信息調(diào)制信息光束12a。然后，信息光束12a受到半反鏡17的反射，穿過物鏡16，垂直入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上，并且受到會聚，從而它將聚焦到反射裝置21的反射表面上。
半反鏡17向光信息記錄介質(zhì)方向反射記錄參考光束12b。然后，記錄參考光束12b穿過半反鏡19和物鏡16，垂直入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上，并且受到會聚，從而它將聚焦到反射裝置21的反射表面上。
因此，由相同的物鏡16使信息光束12a和記錄參考光束12沿著相同的軸照射到光信息記錄介質(zhì)上，并且它們受到會聚，從而它們將聚焦到反射裝置21的反射表面上。
下面參考圖14描述了光信息記錄介質(zhì)中的信息光束12a和記錄參考光束12b中的每一個的狀態(tài)。信息光束12a是P偏振并且記錄參考光束12b是S偏振。偏振方向相差90度，從而兩個光束不會發(fā)生干涉。
入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上的記錄參考光束12b穿過光信息記錄介質(zhì)，并且受到反射裝置21共軸地反射。進(jìn)行控制，從而記錄參考光束12b將實現(xiàn)從光信息記錄介質(zhì)到安排在光信息記錄介質(zhì)和反射裝置21之間的偏振控制器22的往返，并且偏振方向?qū)腟偏振方向變化為P偏振方向。記錄參考光束12b垂直照射到反射裝置21，從而照射到反射裝置21的記錄參考光束12b的光路與受到反射的記錄參考光束12b的光路相匹配。作為P偏振的記錄參考光束12b入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上，并且與作為P偏振入射到表面10a的信息光束12a在光信息記錄介質(zhì)之內(nèi)發(fā)生干涉，從而形成了一個干涉圖案。光信息記錄介質(zhì)記錄該干涉圖案。
下面參考圖13和15描述了再生的工作情況。如圖13中所示，在對信息進(jìn)行再生時，空間光調(diào)制器(SLM)15中的所有像素受到控制，從而它們將截獲光，在這種情況下為信息光束12a。由偏振分束器(PBS)13使其分束的作為S偏振的再生參考光束12c，按照與記錄參考光束12b相同的光路入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上。
接下來，下面參考圖15描述了光信息記錄介質(zhì)中的再生參考光束12c的狀態(tài)。再生參考光束12c暫時地垂直入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上，并且穿過光信息記錄介質(zhì)。已經(jīng)穿過光信息記錄介質(zhì)的信息光束12a受到反射裝置21共軸地反射，并且入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10b上。進(jìn)行控制，從而再生參考光束12c將實現(xiàn)從光信息記錄介質(zhì)到安排在光信息記錄介質(zhì)和反射裝置21之間的偏振控制器22的往返，并且偏振將會從S偏振變化為P偏振。
作為P偏振的再生參考光束12c入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10b上，并且受到由在光信息記錄介質(zhì)中形成的干涉圖案導(dǎo)致的折射率光柵的衍射。該衍射生成了對應(yīng)于用于記錄的信息光束12a的再生光束12d。從光信息記錄介質(zhì)的表面10b發(fā)出再生光束12d，它受到反射裝置21的共軸地反射，并且入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10b上。進(jìn)行控制，從而再生光束12d將實現(xiàn)從光信息記錄介質(zhì)到偏振控制器22的往返，并且偏振將會從P偏振變化為S偏振。再生光束12d穿過光信息記錄介質(zhì)，物鏡16a和半反鏡19和17，并且入射到光接收元件20上。然后，再生原始數(shù)據(jù)。
上述的記錄和再生方法使用了由作為P偏振的信息光束12a和作為P偏振的記錄參考光束12b的干涉所導(dǎo)致的干涉圖案。下面參考圖16和17描述了使用由S偏振導(dǎo)致的干涉圖案的方法。
下面參考圖16描述了光信息記錄介質(zhì)中的信息光束12a和記錄參考光束12b中的每一個的狀態(tài)。入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上的信息光束12a穿過光信息記錄介質(zhì)，并且受到反射裝置21共軸地反射。進(jìn)行控制，從而信息光束12a將實現(xiàn)從光信息記錄介質(zhì)到安排在光信息記錄介質(zhì)和反射裝置21之間的偏振控制器22的往返，并且偏振方向?qū)腟偏振方向變化為P偏振方向。作為S偏振的信息光束12a入射到光信息記錄介質(zhì)10的表面10b上，并且與入射到表面10a上的作為S偏振的記錄參考光束12b在光信息記錄介質(zhì)之內(nèi)發(fā)生干涉，從而形成了一個干涉圖案。光信息記錄介質(zhì)記錄該干涉圖案。
下面參考圖17描述了光信息記錄介質(zhì)中的再生參考光束12c的狀態(tài)。再生參考光束12c垂直入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上，并且受到由在光信息記錄介質(zhì)中形成的干涉圖案導(dǎo)致的折射率光柵的衍射。該衍射生成了對應(yīng)于用于記錄的信息光束12a的再生光束12d。從光信息記錄介質(zhì)的表面10a發(fā)出的再生光束12d，穿過物鏡16，并且入射到光接收元件20上。然后，再生原始數(shù)據(jù)。
通過如上述方法配置的光系統(tǒng)，可以使信息光束12a會聚，從而該光束可以確定地聚焦到反射裝置21的反射表面上并且信息光束12a和記錄參考光束12b可以共軸地照射到光信息記錄介質(zhì)中。因此，可以使信息光束12a和記錄參考光束12b的光路以及再生參考光束12c和再生光束12d的光路保持恒定。這通過在每次進(jìn)行信息的記錄或再生時控制光系統(tǒng)和/或光信息記錄介質(zhì)的位置從而即使光信息記錄介質(zhì)被移動或改變的情況下，也可以消除對重新聚焦的要求?？梢詢H在光信息記錄介質(zhì)的一側(cè)安排光系統(tǒng)。這簡化了光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并且提供了比相關(guān)領(lǐng)域中的裝置設(shè)計更緊湊的一種裝置設(shè)計。
第六實施例下面參考圖18到22描述了根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置。該實施例的特征在于兩個類似于第五實施例的光系統(tǒng)的組合，并且在這兩個光系統(tǒng)中光源的波長是不同的。
圖18是根據(jù)第六實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖19和20是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了記錄的工作情況。圖21和22是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了再生的工作情況。
下面參考圖18描述了根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置的結(jié)構(gòu)。如圖18中所示，第六實施例的光信息記錄和再生裝置包含光源11a和11b、偏振分束器(PBS)13a和13b、物鏡16、空間光調(diào)制器(SLM)15s和15b、半反鏡17和19、鏡18、光接收元件20、反射裝置21以及偏振控制器22。
光源11a和11b每個都使用發(fā)出具有不同波長的照明通量的激光光源。例如，光源11a是波長為532nm的YAG激光器。光源11a是波長為632.8nm的He-Ne激光器。由偏振分束器(PBS)13a將照明通量12(圖18中的實線)分束成信息光束12a和記錄參考光束12b。由偏振分束器(PBS)13b將從光源11b發(fā)出的照明通量14(圖18中的虛線)分束成信息光束14a和記錄參考光束14b。
按照偏振分束器(PBS)13a、空間光調(diào)制器(SLM)15a、半反鏡20、半反鏡19、物鏡16、光信息記錄介質(zhì)、偏振控制器22以及反射裝置21的順序，將以上這些部分安排在信息光束12a的光路上。按照偏振分束器(PBS)13a、半反鏡17、半反鏡19、物鏡16、光信息記錄介質(zhì)、偏振控制器22以及反射裝置21的順序，將以上這些部分安排在記錄參考光束12b的光路上。
按照偏振分束器(PBS)13b、空間光調(diào)制器(SLM)15b、鏡18、半反鏡20、半反鏡19、物鏡16、光信息記錄介質(zhì)、偏振控制器22以及反射裝置21的順序，將以上這些部分安排在信息光束14a的光路上。按照偏振分束器(PBS)13b、偏振分束器(PBS)13a、半反鏡17、半反鏡19、物鏡16、光信息記錄介質(zhì)、偏振控制器22以及反射裝置21的順序，將以上這些部分安排在記錄參考光束14b的光路上。
對光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行安排，從而已經(jīng)穿過物鏡16的信息光束12a(14a)和記錄參考光束12b(14b)垂直地入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上?？缭桨敕寸R17和19以及物鏡16，將光接收元件20安排在光信息記錄介質(zhì)的相對一側(cè)?？缭焦庑畔⒂涗浗橘|(zhì)，將反射裝置21安排在包含偏振分束器(PBS)13a和13b以及物鏡16的光系統(tǒng)的相對一側(cè)。將反射裝置21安排在與信息光束12a(14a)和記錄參考光束12b(14b)的光軸正交的方向，從而受到物鏡16會聚的信息光束12a(14a)和記錄參考光束12b(14b)將垂直地照射到反射裝置21上。將偏振控制器22安排在光信息記錄介質(zhì)和反射裝置21之間。
下面分別描述了根據(jù)該實施例的光信息記錄和再生裝置用于信息的記錄和再生的工作情況。
下面參考圖18和19了描述記錄的工作情況。首先，描述了使用光源11a的記錄。如圖18中所示，由偏振分束器(PBS)13a將從光源11a發(fā)出的照明通量12分束成兩個照明通量，即信息光束12a和記錄參考光束12b。信息光束12a的偏振方向是P偏振方向，而記錄參考光束12b的偏振方向是S偏振方向。
信息光束12a入射到空間光調(diào)制器(SLM)15a上，并基于所記錄的信息調(diào)制信息光束12a。然后，信息光束12a受到半反鏡20和17的反射，由物鏡16使其會聚，并且垂直入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上。
半反鏡17和19使記錄參考光束12b受到反射，由物鏡16使其會聚，并且垂直入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上。
因此，由相同的物鏡16使信息光束12a和記錄參考光束12b受到會聚，從而它們將聚焦到反射裝置21的反射表面上，并且沿著相同的軸入射到光信息記錄介質(zhì)上。
下面參考圖19描述了光信息記錄介質(zhì)中的信息光束12a和記錄參考光束12b中的每一個的狀態(tài)。信息光束12a和記錄參考光束12b通過不同的路徑入射到光信息記錄介質(zhì)上。信息光束12a是P偏振并且記錄參考光束12b是S偏振。偏振方向相差90度，從而兩個光束不會發(fā)生相互干涉。
入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上的信息光束12a穿過光信息記錄介質(zhì)，并且受到反射裝置21共軸地反射。進(jìn)行控制，從而信息光束12a將實現(xiàn)從光信息記錄介質(zhì)到安排在光信息記錄介質(zhì)和反射裝置21之間的偏振控制器22的往返，并且偏振方向?qū)腜偏振方向變化為S偏振方向。記錄參考光束12b垂直照射到反射裝置21，從而照射到反射裝置21的信息光束12a的光路與受到反射的信息光束12a的光路相匹配。作為S偏振的信息光束12a入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10b上，并且與作為S偏振入射到表面10a的記錄參考光束12b在光信息記錄介質(zhì)之內(nèi)發(fā)生干涉，從而形成了一個干涉圖案。光信息記錄介質(zhì)記錄該干涉圖案。
下面描述了使用光源11b的記錄。由偏振分束器(PBS)13a將從光源11b發(fā)出的照明通量14分束成兩個照明通量，即作為S偏振的信息光束14a和作為P偏振的記錄參考光束14b。信息光束14a的偏振方向是S偏振方向，而記錄參考光束14b的偏振方向是P偏振方向。
信息光束14a入射到空間光調(diào)制器(SLM)15b上，并由空間光調(diào)制器(SLM)15基于所記錄的信息調(diào)制信息光束14a。然后，信息光束14a受到鏡18和半反鏡20的反射，穿過半反鏡20，受到半反鏡19的反射，由物鏡16使其會聚，并且入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上。
記錄參考光束14b穿過偏振分束器(PBS)13a，受到半反鏡17的反射。信息光束14a穿過半反鏡19，由物鏡16使其會聚，并且垂直入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上。
下面參考圖20描述了光信息記錄介質(zhì)中的信息光束14a和記錄參考光束14b中的每一個的狀態(tài)。信息光束14a和記錄參考光束14b通過不同的路徑入射到光信息記錄介質(zhì)上。信息光束14a是S偏振并且記錄參考光束14b是P偏振。偏振方向相差90度，從而兩個光束不會發(fā)生干涉。
入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上的信息光束14a穿過光信息記錄介質(zhì)，并且受到反射裝置21共軸地反射。進(jìn)行控制，從而信息光束14a將實現(xiàn)從光信息記錄介質(zhì)到安排在光信息記錄介質(zhì)和反射裝置21之間的偏振控制器22的往返，并且偏振方向?qū)腟偏振方向變化為P偏振方向。作為P偏振的信息光束14a入射到光信息記錄介質(zhì)10的表面10b上，并且與作為P偏振入射到表面10a的記錄參考光束14b在光信息記錄介質(zhì)之內(nèi)發(fā)生干涉，從而形成了一個干涉圖案。光信息記錄介質(zhì)記錄該干涉圖案。
下面參考圖18、21和22描述了再生的工作情況。如圖18中所示，在再生使用光源11a記錄的信息時，空間光調(diào)制器(SLM)15a中的所有像素受到控制，從而它們將截獲光，在這種情況下為信息光束12a。由偏振分束器(PBS)13a使其分束的作為S偏振的再生參考光束12c，按照與記錄參考光束12b相同的光路入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上。
下面參考圖21描述光信息記錄介質(zhì)中的再生參考光束12c的狀態(tài)。再生參考光束12c垂直入射到光信息記錄介質(zhì)的一個表面10a上，并且受到由在光信息記錄介質(zhì)中形成的干涉圖案導(dǎo)致的折射率光柵的衍射。該衍射生成了對應(yīng)于用于記錄的信息光束12a的再生光束12d。從光信息記錄介質(zhì)的表面10a發(fā)出的再生光束12d，穿過物鏡16，并且入射到光接收元件20上。然后，再生使用光源11a記錄的信息。
如圖18中所示，在再生使用光源11b記錄的信息時，空間光調(diào)制器(SLM)15b中的所有像素受到控制，從而它們將截獲光，在這種情況下為信息光束14a。由偏振分束器(PBS)13b使其分束的作為P偏振的再生參考光束14c，按照與記錄參考光束14b相同的光路入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上。
下面參考圖22描述了光信息記錄介質(zhì)中的再生參考光束14c的狀態(tài)。再生參考光束14c垂直入射到光信息記錄介質(zhì)的一個表面10a上，并且受到由在光信息記錄介質(zhì)中形成的干涉圖案導(dǎo)致的折射率光柵的衍射。該衍射生成了對應(yīng)于用于記錄的信息光束14a的再生光束14d。從光信息記錄介質(zhì)的表面10a發(fā)出的再生光束14d，穿過物鏡16，并且入射到光接收元件20上。然后，再生使用光源11b記錄的信息。
通過這種方式，可以通過使用具有兩個彼此獨立的波長的光源記錄和再生信息。每個信息項都是獨立的，這增加了光信息記錄介質(zhì)的記錄密度。可以將使用具有一種波長的光源的信息記錄為控制信息。
第七實施例下面參考圖23到25描述了根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置。該實施例的特征在于該實施例不包含偏振控制器。圖23是根據(jù)第七實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖24是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了記錄的工作情況。圖25是光信息記錄介質(zhì)和反射裝置的放大圖，它說明了再生的工作情況。
下面參考圖23描述了根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的光信息記錄裝置和光信息再生裝置的結(jié)構(gòu)。如圖23中所示，第七實施例的光信息記錄和再生裝置包含光源11、光閘32、空間光調(diào)制器(SLM)15、物鏡16、半反鏡17和19、鏡18、光接收元件20以及反射裝置。光閘32對應(yīng)于本發(fā)明的“照明分束裝置”。
由光閘32將從光源11發(fā)出的照明通量12分束成兩個照明通量，即信息光束12a和12b。
按照光閘32、鏡18、空間光調(diào)制器(SLM)15、半反鏡17、物鏡16、光信息記錄介質(zhì)以及反射裝置21的順序，將以上這些部分安排在信息光束12a的光路上。按照光閘32、半反鏡17、半反鏡19、物鏡16、光信息記錄介質(zhì)以及反射裝置21的順序，將以上這些部分安排在記錄參考光束12b的光路上。
對光信息記錄介質(zhì)進(jìn)行安排，從而已經(jīng)穿過物鏡16的信息光束12a和記錄參考光束12b垂直地入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上?？缭桨敕寸R17和19以及物鏡16，將光接收元件20安排在光信息記錄介質(zhì)的相對一側(cè)?？缭焦庑畔⒂涗浗橘|(zhì)，將反射裝置21安排在包含光閘32和物鏡16的光系統(tǒng)的相對一側(cè)。將反射裝置21安排在與信息光束12a和記錄參考光束12b的光軸正交的方向，從而受到物鏡16會聚的信息光束12a和記錄參考光束12b將會垂直地照射到反射裝置21上。
下面分別描述了根據(jù)該實施例的光信息記錄和再生裝置用于信息的記錄和再生的工作情況。
下面參考圖23和24描述了記錄的工作情況。如圖23中所示，從光源11發(fā)出的照明通量12的一半受到光閘32的反射，并且另一半穿過光閘32。在該實施例中，將被反射的照明通量當(dāng)作記錄參考光束12b，將透射通過的照明通量當(dāng)作信息光束12a。
信息光束12a受到鏡18的反射，入射到空間光調(diào)制器(SLM)15上，并基于所記錄的數(shù)據(jù)調(diào)制信息光束12a。然后，信息光束12a受到半反鏡19的反射，穿過物鏡16a，垂直入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上，并且受到會聚，從而它將聚焦到反射裝置21的反射表面上。
半反鏡17向光信息記錄介質(zhì)方向反射記錄參考光束12b。然后，記錄參考光束12b穿過半反鏡19和物鏡16，垂直入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上，并且受到會聚，從而它將聚焦到反射裝置21的反射表面上。
因此，由相同的物鏡16使信息光束12a和記錄參考光束12b沿著相同的軸照射到光信息記錄介質(zhì)上，并且受到會聚，從而它們將聚焦到反射裝置21的反射表面上。
下面參考圖24描述了光信息記錄介質(zhì)中的信息光束12a和記錄參考光束12b中的每一個的狀態(tài)。
入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上的記錄參考光束12b穿過光信息記錄介質(zhì)，并且受到反射裝置21共軸地反射。信息光束12a入射到光信息記錄介質(zhì)10的表面10b上，并且與入射到表面10a的記錄參考光束12b在光信息記錄介質(zhì)之內(nèi)發(fā)生干涉，從而形成了一個干涉圖案。光信息記錄介質(zhì)記錄該干涉圖案。
下面參考圖23和25描述了再生的工作情況。如圖23中所示，在對信息進(jìn)行再生時，空間光調(diào)制器(SLM)15中的所有像素受到控制，從而它們將截獲光，在這種情況下為信息光束12a。由光閘32使其分束的作為S偏振的再生參考光束12c，按照與記錄參考光束12b相同的光路入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上。
接下來，下面參考圖25描述光信息記錄介質(zhì)中的再生參考光束12c的狀態(tài)。再生參考光束12c入射到光信息記錄介質(zhì)的表面10a上，并且受到由在光信息記錄介質(zhì)中形成的干涉圖案導(dǎo)致的折射率光柵的衍射。該衍射生成了對應(yīng)于用于記錄的信息光束12a的再生光束12d。從光信息記錄介質(zhì)的表面10a發(fā)出的再生光束12d，穿過例如物鏡16的光學(xué)器件并且入射到光接收元件20上。然后，再生原始數(shù)據(jù)。
通過如上述方法配置的光系統(tǒng)，通過在每次進(jìn)行信息的記錄或再生時控制光系統(tǒng)和/或光信息記錄介質(zhì)的位置，從而即使在光信息記錄介質(zhì)被移動或改變時也可以消除對重新聚焦的要求?？梢詢H在光信息記錄介質(zhì)的一側(cè)安排光系統(tǒng)。這簡化了光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并且提供了比相關(guān)領(lǐng)域中的裝置設(shè)計更緊湊的一種裝置設(shè)計。
根據(jù)本發(fā)明，可以跨越穿過光信息記錄介質(zhì)將反射裝置安排在信息光束照射裝置的相對一側(cè)從而僅在光信息記錄介質(zhì)的一側(cè)安排光系統(tǒng)。這簡化了光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并提供了更緊湊的裝置設(shè)計。進(jìn)一步，可以使信息光束會聚，從而通過將反射裝置安排在光信息記錄介質(zhì)的之外，信息光束可以確定地聚焦到反射裝置上。這使得即使光信息記錄介質(zhì)被移動或改變，也可以通過在每次進(jìn)行信息的記錄或再生時控制光系統(tǒng)和/或光信息記錄介質(zhì)的位置從而消除對重新聚焦的要求。
根據(jù)本發(fā)明，通過由反射裝置共軸地反射信息光束，信息光束在反射之前的光路確定地與信息光束在反射之后的光路相匹配。這使得即使光信息記錄介質(zhì)被移動或改變，也可以通過在每次進(jìn)行信息的記錄或再生時控制光系統(tǒng)和/或光信息記錄介質(zhì)的位置從而消除對重新聚焦的要求。
進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明，信息光束和記錄參考光束共軸地照射到光信息記錄介質(zhì)上。這使得即使光信息記錄介質(zhì)被移動或改變，也可以通過在每次進(jìn)行信息的記錄或再生時控制光系統(tǒng)和/或光信息記錄介質(zhì)的位置從而消除對重新聚焦的要求。
進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明，可以簡化光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并提供更緊湊的裝置設(shè)計。還可以通過在每次進(jìn)行信息的記錄或再生時控制光系統(tǒng)和/或光信息記錄介質(zhì)的位置從而即使光信息記錄介質(zhì)被移動或改變，也可以消除對重新聚焦的要求。
進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明，跨越光信息記錄介質(zhì)將反射裝置安排在信息光束照射裝置的相對一側(cè)。這簡化了光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并提供了更緊湊的裝置設(shè)計。而且，將反射裝置安排在光信息記錄介質(zhì)之外。這使得即使光信息記錄介質(zhì)被移動或改變，也可以通過在每次進(jìn)行信息的記錄或再生時控制光系統(tǒng)和/或光信息記錄介質(zhì)的位置從而消除對重新聚焦的要求。
進(jìn)一步根據(jù)本發(fā)明，通過由反射裝置共軸地反射再生光束，再生光束在反射之前的光路確定地與再生光束在反射之后的光路相匹配。這使得即使光信息記錄介質(zhì)被移動或改變，也可以通過在每次進(jìn)行信息的記錄或再生時控制光系統(tǒng)和/或光信息記錄介質(zhì)的位置從而消除對重新聚焦的要求。
進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明，跨越光信息記錄介質(zhì)將反射裝置安排在信息光束照射裝置的相對一側(cè)。這簡化了光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并提供了更緊湊的裝置設(shè)計。進(jìn)一步，將反射裝置安排在光信息記錄介質(zhì)之外。這使得即使光信息記錄介質(zhì)被移動或改變，也可以通過在每次進(jìn)行信息的記錄或再生時控制光系統(tǒng)和/或光信息記錄介質(zhì)的位置從而消除對重新聚焦的要求。
權(quán)利要求
1.光信息記錄裝置，包含用于使記錄參考光束照射到光信息記錄介質(zhì)上的記錄參考光束照射裝置；用于使載有信息的信息光束照射到所述光信息記錄介質(zhì)的一個表面上的信息光束照射裝置；以及用于使穿過所述光信息記錄介質(zhì)的所述信息光束反射到所述光信息記錄介質(zhì)上的反射裝置，所述反射裝置位于所述光信息記錄介質(zhì)之外并且在與所述光信息記錄介質(zhì)的一個表面相對的另一個表面上；其中所述光信息記錄裝置將由所述記錄參考光束照射裝置發(fā)出的所述記錄參考光束和由所述反射裝置發(fā)出的所述信息光束的干涉所生成的干涉圖案記錄到所述光信息記錄介質(zhì)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信息記錄裝置，進(jìn)一步包含用于發(fā)出照明通量的光源；用于使所述光源所發(fā)出的照明通量分束成兩個照明通量的照明通量分束裝置；以及用于生成載有信息的信息光束的信息光束生成裝置，通過對由所述照明通量分束裝置所分束的一個所述照明通量進(jìn)行空間調(diào)制從而獲得信息光束；其中所述記錄參考光束照射裝置使由所述照明通量分束裝置所分束的另一個照明通量作為所述記錄參考光束照射到所述光信息記錄介質(zhì)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信息記錄裝置，其中所述反射裝置將穿過所述光信息記錄介質(zhì)的所述信息光束反射到所述光信息記錄介質(zhì)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光信息記錄裝置，其中所述照明通量分束裝置使從所述光源發(fā)出的照明通量分束成偏振方向彼此不同的兩個照明通量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光信息記錄裝置，其中光信息記錄裝置包含用于使穿過所述光信息記錄介質(zhì)的所述信息光束的偏振方向與所述光信息記錄介質(zhì)和所述反射裝置之間的所述記錄參考光束的偏振方向匹配的偏振控制裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光信息記錄裝置，其中所述偏振控制裝置是四分之一波片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2和3中任意一個所述的光信息記錄裝置，其中所述反射裝置將所述信息光束反射到與所述記錄參考光束所照射的相同的所述光信息記錄介質(zhì)的表面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2和3中任意一個所述的光信息記錄裝置，其中所述反射裝置將所述信息光束反射到與所述記錄參考光束所照射的不同的所述光信息記錄介質(zhì)的表面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光信息記錄裝置，其中所述信息光束照射裝置與所述記錄參考光束共軸地發(fā)出信息光束。
10.一種光信息記錄裝置，包含用于發(fā)出照明通量的光源；使從所述光源發(fā)出的照明通量分束成偏振方向彼此不同的兩個照明通量的照明通量分束裝置；用于使由所述照明通量分束裝置分束的一個照明通量的偏振方向與另一個照明通量的偏振方向匹配的偏振旋轉(zhuǎn)裝置，用于生成載有信息的信息光束的信息光束生成裝置，其中通過對由所述照明通量分束裝置分束的一個照明通量進(jìn)行空間調(diào)制從而獲得所述信息光束；用于使所述信息光束照射到所述光信息記錄介質(zhì)的一個表面上的信息光束照射裝置；以及用于使由所述照明通量分束裝置分束的另一個照明通量作為記錄參考光束照射到所述光信息記錄介質(zhì)上的記錄參考光束照射裝置；其中所述光信息記錄裝置將由所述信息光束照射裝置發(fā)出的所述信息光束和由所述記錄參考光束照射裝置發(fā)出的所述記錄參考光束的干涉所生成的干涉圖案記錄到所述光信息記錄介質(zhì)上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光信息記錄裝置，其中所述信息光束照射裝置使所述信息光束照射到與所述記錄參考光束所照射的相同的所述光信息記錄介質(zhì)的表面上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光信息記錄裝置，其中所述信息光束照射裝置使所述信息光束照射到與所述記錄參考光束所照射的不同的所述光信息記錄介質(zhì)的表面上。
13.根據(jù)權(quán)利要求10到12所述的光信息記錄裝置，其中所述偏振旋轉(zhuǎn)裝置是四分之一波片。
14.一種光信息記錄方法，包含以下步驟使記錄參考光束照射到光信息記錄介質(zhì)上；使載有要被記錄在所述光信息記錄介質(zhì)上的信息的信息光束照射到所述光信息記錄介質(zhì)的一個表面上；以及利用反射裝置對穿過所述光信息記錄介質(zhì)的所述信息光束進(jìn)行反射，將由所述信息光束和所述記錄參考光束的干涉生成的干涉圖案記錄到所述光信息記錄介質(zhì)上，該反射裝置位于所述光信息記錄介質(zhì)之外并且在與所述信息光束被照射到的所述光信息記錄介質(zhì)的所述一個表面相對的另一個表面上。
15.一種光信息再生裝置，該裝置通過利用全息術(shù)從而通過位于光信息記錄介質(zhì)之外的反射裝置反射被照射到所述光信息記錄介質(zhì)的一個表面上并且穿過所述光信息記錄介質(zhì)的信息光束，并且使所述信息光束照射到所述信息記錄介質(zhì)的另一個表面上，由此從其上記錄有由所述信息光束和所述記錄參考光束的干涉所生成的干涉圖案的光信息記錄介質(zhì)中再生信息，所述光信息再生裝置包含用于使再生參考光束照射到與其上照射有所述記錄參考光束的所述光信息記錄介質(zhì)的表面相同的表面的再生參考光束照射裝置；以及用于收集和探測通過利用所述再生參考光束照射裝置使所述再生參考光束照射到所述光信息記錄介質(zhì)上從而生成的再生光束的光接收元件。
16.一種光信息再生裝置，該光信息再生裝置利用全息術(shù)從其上記錄有信息的光信息記錄介質(zhì)中再生信息，所述光信息再生裝置包含用于使再生參考光束照射到所述光信息記錄介質(zhì)上的再生參考光束照射裝置；用于利用所述再生參考光束照射裝置將所述再生參考光束照射到所述光信息記錄介質(zhì)上，并將從所述光信息記錄介質(zhì)中生成的再生光束反射到所述光信息記錄介質(zhì)上的反射裝置，該反射裝置位于所述光信息記錄介質(zhì)之外；以及用于收集和探測受到所述反射裝置的反射并且穿過所述光信息記錄介質(zhì)的所述再生光束的光接收元件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光信息再生裝置，其中所述光信息再生裝置包含用于使所述再生光束的偏振方向偏離于所述記錄介質(zhì)和所述反射裝置之間的所述再生參考光束的偏振方向的偏振控制裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光信息再生裝置，其中所述偏振控制裝置是四分之一波片。
19.根據(jù)權(quán)利要求15和16之一所述的光信息再生裝置，其中所述光接收元件從與所述再生參考光束所照射的表面相同的表面收集和探測所述再生光束。
20.根據(jù)權(quán)利要求15和16之一所述的光信息再生裝置，其中所述光接收元件從與所述再生參考光束所照射的表面不同的表面收集和探測所述再生光束。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光信息再生裝置，其中所述反射裝置共軸地反射所述再生光束。
22.一種光信息再生方法，該方法通過使用全息術(shù)從而通過位于光信息記錄介質(zhì)之外的反射裝置反射被照射到所述光信息記錄介質(zhì)的一個表面并且穿過所述光信息記錄介質(zhì)的信息光束，并且使所述信息光束照射到所述信息記錄介質(zhì)的另一個表面上，由此從其上記錄有由所述信息光束和記錄參考光束的干涉所生成的干涉圖案的所述光信息記錄介質(zhì)中再生信息，所述光信息再生方法包含以下步驟使再生參考光束照射到與其上照射有所述記錄參考光束的所述光信息記錄介質(zhì)的表面相同的表面；以及收集和探測通過使所述再生參考光束照射到所述光信息記錄介質(zhì)上從而生成的再生光束。
23.一種光信息再生方法，該方法利用全息術(shù)從其上記錄有信息的光信息記錄介質(zhì)中再生信息，所述光信息再生方法包含以下步驟使再生參考光束照射到所述光信息記錄介質(zhì)上；以及通過使再生參考光束照射到所述光信息記錄介質(zhì)上，并使從所述光信息記錄介質(zhì)生成的所述再生光束反射到所述光信息記錄介質(zhì)上，所述反射裝置位于所述光信息記錄介質(zhì)之外，以及收集和探測穿過所述光信息記錄介質(zhì)的所述再生光束。
24.一種光信息記錄和再生裝置，該裝置利用全息術(shù)將信息記錄到其上記錄有信息的光信息記錄介質(zhì)上并且從所述光信息記錄介質(zhì)再生信息，所述光信息記錄和再生裝置包含用于使記錄參考光束照射到所述光信息記錄介質(zhì)上的記錄參考光束照射裝置；用于使再生參考光束照射到所述光信息記錄介質(zhì)上的再生參考光束照射裝置；用于使載有要被記錄到所述光信息記錄介質(zhì)上的信息的信息光束照射到所述光信息記錄介質(zhì)的一個表面上的信息光束照射裝置；用于將穿過所述光信息記錄介質(zhì)的所述信息光束反射到所述光信息記錄介質(zhì)上的反射裝置，其中所述反射裝置位于光信息記錄介質(zhì)之外并且在與所述光信息記錄介質(zhì)的一個表面相對的另一個表面上；以及用于收集和探測通過再生參考光束照射裝置使所述再生參考光束照射到所述光信息記錄介質(zhì)上從而生成的再生光束的光接收元件。
全文摘要
記錄信息時，S偏振的信息光束入射到光信息記錄介質(zhì)。穿過光信息記錄介質(zhì)后，信息光束被反射裝置反射并穿過偏振控制器。信息光束在過程中經(jīng)歷S偏振控制并變成P偏振方向。信息光束與入射到光信息記錄介質(zhì)表面上的P偏振記錄參考光束在光信息記錄介質(zhì)內(nèi)干涉并形成干涉圖案。再生信息時，再生參考光束入射到光信息記錄介質(zhì)表面。再生參考光束然后受到由形成于光信息記錄介質(zhì)上的干涉圖案導(dǎo)致的折射率光柵的衍射并形成再生光束。再生光束從光信息記錄介質(zhì)的表面發(fā)出并入射到光接收元件。然后再生原始數(shù)據(jù)。
文檔編號G11B7/005GK1577182SQ200410049198
公開日2005年2月9日 申請日期2004年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月26日
發(fā)明者塚越拓哉, 佐藤雄一, 吉成次郎 申請人:Tdk株式會社