專利名稱：：全息圖母片制作和復(fù)制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及全息圖母片制作和復(fù)制。本發(fā)明特別涉及用于制造母片的光學(xué)設(shè)備和用于復(fù)制所述母片的光學(xué)設(shè)備。本發(fā)明尤其與ROM全息圖制作設(shè)備有關(guān)。
背景技術(shù)：
：ROM信息載體是只能讀出的信息載體。這種信息載體通常是在工廠里制造，然后由用戶讀出。例如，CD或DVD是用壓模制造的。壓模包括必須記錄在CD或DVD上的坑和岸。CD或DVD由壓模在其上壓紋。在全息圖數(shù)據(jù)存儲中，不能進行壓紋，因為數(shù)據(jù)被存儲在體積中，而不只是在全息圖介質(zhì)的表面上。制造ROM全息圖介質(zhì)的解決方案包括制作母片，然后復(fù)制所述母片，例如制作1000、10000或100000個拷貝。從H.J.Coufal，D.Psaltis，G.T.Sincerbox(Eds.)發(fā)表于Springerseriesinopticalsciences(2000)的“Holographicdatastorage”可以了解光學(xué)全息圖母片制作設(shè)備。圖1示出了這種母片制作設(shè)備。這個母片制作設(shè)備包括輻射源100、準直儀101、分束器102、空間光調(diào)制器103、透鏡104、偏轉(zhuǎn)器106和望遠鏡107。該母片制作設(shè)備用來將數(shù)據(jù)記錄在母片105中。在母片105中記錄全息圖期間，由輻射源100產(chǎn)生的輻射束的一半由分束器102送往空間光調(diào)制器103。這部分輻射束被稱為信號束。由輻射源100產(chǎn)生的輻射束的另一半被偏轉(zhuǎn)器106向望遠鏡107偏轉(zhuǎn)。這部分輻射束被稱為基準束。信號束被空間光調(diào)制器103進行空間調(diào)制?？臻g光調(diào)制器103包括透射區(qū)和吸收區(qū)，對應(yīng)于要記錄的全息圖的0和1數(shù)據(jù)位。在信號束已經(jīng)通過空間光調(diào)制器103之后，它攜帶了要記錄在母片105中的信號，即要記錄的全息圖。隨即通過透鏡104將信號束聚焦在母片105上?；鶞适脖煌h鏡107聚焦在母片105上。全息圖因而被以(由于信號束和基準束之間干涉的結(jié)果)干涉模式的形式記錄在了母片105中。一旦全息圖被記錄在母片105中，另一全息圖就被記錄在母片105的相同位置。為此，與這個全息圖對應(yīng)的數(shù)據(jù)被發(fā)送到空間光調(diào)制器103。偏轉(zhuǎn)器106被旋轉(zhuǎn)以修改基準信號相對于母片105的角度。望遠鏡107用來在旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)器106的同時將基準束保持在相同位置。因而就以不同模式將干涉模式記錄在了母片105的相同位置上。這被稱為角度多路復(fù)用。母片105上記錄了多個全息圖的相同位置稱為書(book)。或者，可以調(diào)節(jié)輻射束的波長以在相同書中記錄不同的全息圖。這被稱為波長多路復(fù)用。一旦已經(jīng)記錄了母片，可以通過全息圖復(fù)制設(shè)備復(fù)制它。圖2中說明了這種復(fù)制設(shè)備。這個復(fù)制設(shè)備包括輻射源200、準直儀201、分束器202、第一反射鏡203、第二反射鏡204、第三反射鏡205和成像透鏡206。這個復(fù)制設(shè)備用來在復(fù)制介質(zhì)207中復(fù)制母片105。輻射源200發(fā)生的輻射束的一半由分束器202發(fā)送到復(fù)制介質(zhì)207。輻射源200發(fā)生的輻射束的另一半由第一、第二和第三反射鏡203、204和205向母片105偏轉(zhuǎn)。到達母片105的那部分光束由母片105中記錄的各個不同書折射。因而產(chǎn)生了對應(yīng)于母片105中記錄的全息圖的重新構(gòu)造出的信號。該重新構(gòu)造出的信號隨即被成像透鏡206聚焦到復(fù)制介質(zhì)207上。因而，作為重新構(gòu)造出的信號束和由輻射源200發(fā)生并被偏轉(zhuǎn)向復(fù)制介質(zhì)207的那部分光束之間干涉的結(jié)果，在復(fù)制介質(zhì)207中復(fù)制了全息圖。圖1的全息圖母片制作設(shè)備的缺點是它需要兩個光頻支用于生成基準束和信號束；圖2中相關(guān)全息圖復(fù)制設(shè)備的缺點是它需要兩個光頻支用于生成基準束和重新構(gòu)造出的信號束。這個缺點使得這些設(shè)備龐大且昂貴，并且使得這種設(shè)備的制造周期長且復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個目標是提供更小巧更容易制造的全息圖母片制作設(shè)備和相關(guān)的復(fù)制設(shè)備。為此，本發(fā)明提供了一種光學(xué)全息圖母片制作設(shè)備，它包括用于容納母片的裝置、用于生成輻射束的輻射源以及相對于輻射源放置在容納裝置的另一側(cè)上的反射空間光調(diào)制器。依照本發(fā)明，使用了反射空間光調(diào)制器。在母片制作期間，輻射束被導(dǎo)向母片，然后被進行空間調(diào)制并被反射回母片。因此，基準束和信號束在母片內(nèi)干涉，這在所述母片內(nèi)產(chǎn)生了信息模式。因而依照本發(fā)明的全息圖母片制作設(shè)備不需要單獨的光頻支用于發(fā)生信號束和基準束。因而它相對小巧并易于制造。有利地，可以調(diào)節(jié)輻射束的波長以在記錄介質(zhì)的相同位置上記錄不同的全息圖。這提供了波長多路復(fù)用，因而提高了可以記錄在母片中以及復(fù)制出的全息圖介質(zhì)中的數(shù)據(jù)容量。有利地，該母片制作設(shè)備還包括輻射源和容納裝置之間的第一透鏡以及容納裝置和反射空間光調(diào)制器之間的第二透鏡。由于透鏡的使用，減小了記錄的全息圖的大小，增加了母片中可以記錄的數(shù)據(jù)容量。此外，透鏡的使用還提供了母片內(nèi)的球面波干涉。因而，偏移多路復(fù)用成為可能，這進一步增加了數(shù)據(jù)容量。本發(fā)明還涉及用于復(fù)制由依照本發(fā)明的母片制作設(shè)備產(chǎn)生的母片的光學(xué)全息圖復(fù)制設(shè)備。這種光學(xué)全息圖復(fù)制設(shè)備包括用于容納所述母片的裝置、用于產(chǎn)生輻射束的輻射源以及用于容納記錄介質(zhì)的裝置，所述用于容納所述記錄介質(zhì)的裝置位于輻射源和用于容納所述母片的裝置之間。因為已經(jīng)使用反射空間光調(diào)制器用于生成母片，母片中記錄的信息模式使得射到所述母片上的輻射束被以相反方向折射回去。因此，如果在輻射源和母片之間放置記錄介質(zhì)，輻射源發(fā)生的輻射束以及由母片折射的信號束就在記錄介質(zhì)內(nèi)干涉。這導(dǎo)致信息模式被記錄在記錄介質(zhì)中。因而就復(fù)制了母片。本發(fā)明還涉及用于復(fù)制由依照本發(fā)明的有利實施例的母片制作設(shè)備生成的母片的光學(xué)全息圖復(fù)制設(shè)備。這種光學(xué)全息圖復(fù)制設(shè)備包括用于容納所述母片的裝置、用于產(chǎn)生輻射束的輻射源、在所述輻射源和用于容納所述母片的裝置之間的透鏡以及用于容納記錄介質(zhì)的裝置，所述用于容納所述記錄介質(zhì)的裝置位于所述透鏡和用于容納所述母片的裝置之間。本發(fā)明還涉及光學(xué)全息圖母片制作和復(fù)制設(shè)備。這種設(shè)備包括用于容納母片的裝置、用于產(chǎn)生輻射束的輻射源、相對于輻射源位于該容納裝置另一側(cè)的反射空間光調(diào)制器以及用于容納記錄介質(zhì)的裝置，用于容納所述記錄介質(zhì)的裝置位于輻射源和用于容納所述母片的裝置之間。參考下文中說明的實施例將明了本發(fā)明的這些和其它特征。現(xiàn)在將參考附圖通過示例更詳細地說明本發(fā)明，附圖中-圖1示出了依照現(xiàn)有技術(shù)的全息圖母片制作設(shè)備；-圖2示出了依照現(xiàn)有技術(shù)的全息圖復(fù)制設(shè)備；-圖3a示出了依照本發(fā)明的全息圖母片制作設(shè)備，圖3b示出了依照本發(fā)明的一個有利實施例的全息圖母片制作設(shè)備；-圖4a示出了依照本發(fā)明的全息圖復(fù)制設(shè)備，圖4b示出了依照本發(fā)明的一個有利實施例的全息圖復(fù)制設(shè)備。具體實施例方式圖3a中繪出了依照本發(fā)明的全息圖母片制作設(shè)備。這個母片制作設(shè)備包括輻射源300、準直儀301和反射空間光調(diào)制器303。這個母片制作設(shè)備用來將全息圖數(shù)據(jù)記錄在母片302a中。該光學(xué)設(shè)備還包括用于容納母片的裝置，圖3a中沒有示出。例如，這些容納裝置是可以在其上放置記錄介質(zhì)的導(dǎo)臺(table)。例如，可以使用通常用在CD或DVD中的導(dǎo)臺。在母片制作期間，輻射源300發(fā)生輻射束，它被準直儀301轉(zhuǎn)換成并行光束。這個并行光束隨后通過母片302a并到達反射空間光調(diào)制器303。因而反射回反射信號，它攜帶了送往反射空間光調(diào)制器303的信息。這個反射信號隨后到達母片302a，在那里與來自輻射源300的光束發(fā)生干涉。這個干涉在母片302a中產(chǎn)生了信息模式，因而記錄了要記錄的全息圖。直接來自輻射源300的光束扮演了基準束的角色，而來自反射空間光調(diào)制器303的光束扮演了信號束的角色。在依照本發(fā)明的母片制作設(shè)備中，信號束和基準束都是由相同光頻支生成的。因此，依照本發(fā)明的母片制作設(shè)備比依照現(xiàn)有技術(shù)的母片制作設(shè)備更小巧。反射空間光調(diào)制器303可以是反射硅上鐵電液晶(FLCOS，ferroelectricLiquidCrystalonSilicon)空間光調(diào)制器。這種空間光調(diào)制器被“BoulderNonlinearSystems”和“Displaytech”等公司商品化。反射空間光調(diào)制器303還可以是反射數(shù)字微反射鏡設(shè)備(DMD，DigitalMicromirrorDevice)空間光調(diào)制器。這種空間光調(diào)制器由“ProductivitySystems”等公司商品化。反射空間光調(diào)制器303還可以是透射空間光調(diào)制器和反射鏡的組合，但不太傾向于這種解決方案，因為透射空間光調(diào)制器的效率低于反射空間光調(diào)制器的效率。一旦已經(jīng)記錄了一個全息圖，通過改變輻射束的波長可以記錄另一全息圖。依照本發(fā)明的母片制作設(shè)備對波長多路復(fù)用尤其有利。實際上，為了在母片302a的相同書中記錄相對高數(shù)量的全息圖，波長選擇性應(yīng)該盡可能低。波長選擇性代表可以用于記錄兩個具有可接受干擾的全息圖的兩個連續(xù)波長之間的間隔。從Springerseriesinopticalsciences(2000)中H.J.Coufal，D.Psaltis，G.T.Sincerbox(Eds.)的“Holographicdatastorage”可以知道波長選擇性是Δλ＝(λ2cosθs)/2Lsin2，其中λ是波長，L是母片的厚度，θf和θs分別是基準束和依賴束與母片的法線之間的角度。在現(xiàn)有技術(shù)的母片制作設(shè)備中，基準束和母片法線之間的角度θf約π/4，而在依照本發(fā)明的母片制作設(shè)備中這個角度是零?？梢杂嬎愠鲆勒毡景l(fā)明的母片制作設(shè)備中的波長選擇性比現(xiàn)有技術(shù)的母片制作設(shè)備中的波長選擇性好約6.8倍。這意味著在依照本發(fā)明的母片制作設(shè)備中每書可以記錄的全息圖的數(shù)量約是依照現(xiàn)有技術(shù)的母片技術(shù)設(shè)備中每書可以記錄的全息圖數(shù)量的6.8倍。因此，也提高了通過依照本發(fā)明制作的母片復(fù)制的ROM介質(zhì)能夠達到的數(shù)據(jù)容量。一旦已經(jīng)在母片302a中記錄了一個書，通過相對于光學(xué)拾音器單元(包括輻射源300、準直儀301和反射空間光調(diào)制器303)移動母片302a可以記錄另一個書?；蛘撸谄叫杏谀钙?02a的方向上相對于母片302a移動光學(xué)拾音器單元。圖3b示出了依照本發(fā)明的一個有利實施例的母片制作設(shè)備。除了參考圖3已經(jīng)說明的元件之外，這個光學(xué)設(shè)備還包括第一透鏡304和第二透鏡305。在圖3b中，母片被標志為302b。第一透鏡304位于輻射源300和母片302b之間，第二透鏡305位于母片302b和反射空間光調(diào)制器303之間。在母片制作期間，輻射源300發(fā)生的輻射束被第一透鏡304聚焦在母片302b中。因而一個球形波束被聚焦在母片302b中。隨后這個球形波束被第二透鏡305使其平行，然后到達反射空間光調(diào)制器303，在那里生成了信號束。在從空間光調(diào)制器303回來的路上，信號束被第二透鏡305聚焦在母片302b中。因此，球形波信號束與球形波基準束在母片302b內(nèi)干涉，生成了信息模式，該信息模式對應(yīng)于要記錄的全息圖。球形波束在母片302b內(nèi)干涉提供了偏移多路復(fù)用。偏移多路復(fù)用即通過相對于光學(xué)拾音器單元偏移母片而記錄一組全息圖。一旦已經(jīng)在母片的一個給定位置上記錄了一個全息圖或一個書，就可以將母片移動一個小于全息圖寬度的距離。偏移多路復(fù)用僅在球形波干涉時可行，因而用圖3a的光學(xué)設(shè)備不存在偏移多路復(fù)用。有利地，可以使用偏移多路復(fù)用和波長多路復(fù)用的組合在母片302b中記錄數(shù)據(jù)。例如，通過調(diào)節(jié)由輻射源發(fā)生的輻射束的波長在一個特定位置上記錄一個書。一旦記錄了這個書，就相對于光學(xué)拾音器單元將母片302b移動一個小于書寬度的距離。然后通過調(diào)節(jié)輻射束的波長記錄另一個書。圖4a示出了依照本發(fā)明的復(fù)制設(shè)備。這個復(fù)制設(shè)備包括輻射源400和準直儀401。這個復(fù)制設(shè)備用來復(fù)制由圖3a的設(shè)備記錄的母片302a。復(fù)制包括將母片302a中記錄的數(shù)據(jù)復(fù)制在記錄介質(zhì)403a中。圖4a的復(fù)制設(shè)備包括用于容納母片302b的裝置和用于容納記錄介質(zhì)403a的裝置，圖4a中未示出。這些容納裝置可以是可在其上放置記錄介質(zhì)的導(dǎo)臺。例如，可以使用通常用在CD或DVD播放器中的導(dǎo)臺。在復(fù)制期間，輻射源400發(fā)生的具有特定波長的輻射束被準直儀401使其平行，通過記錄介質(zhì)403a并到達母片302a。這個光束被所述母片302a中記錄的信息模式以相同波長反射。因而產(chǎn)生了重新構(gòu)造出的信息束，它以相同波長攜帶了與母片302a中記錄的全息圖對應(yīng)的記錄信息。這個重新構(gòu)造出的信號束與輻射源400發(fā)生的光束在記錄介質(zhì)403a內(nèi)干涉。因此，在記錄介質(zhì)403a中產(chǎn)生了與母片302a中以給定波長記錄的信息相對應(yīng)的信息模式。隨后調(diào)節(jié)輻射束的波長以記錄母片中用其它波長記錄的全息圖。因而就在記錄介質(zhì)403a中復(fù)制了母片。復(fù)制時間非常短，因為可以一次復(fù)制母片302a中以一定波長記錄的全部信息，而不管母片302a中的書數(shù)量是多少。復(fù)制時間只取決于已經(jīng)用于記錄母片302a的波長的數(shù)量。依照本發(fā)明的復(fù)制設(shè)備進一步的優(yōu)勢是在記錄介質(zhì)403a中沒有記錄任何DC-偏移。實際上，當(dāng)使用兩個獨立的光頻支用于生成基準束和重新構(gòu)造的信號束時寫入了一個DC-偏移。DC-偏移的存在降低了復(fù)制的記錄介質(zhì)的數(shù)據(jù)容量。在依照本發(fā)明的復(fù)制設(shè)備中，使用了單一光頻支，所以在復(fù)制中沒有記錄任何DC-偏移。應(yīng)該注意到可以將圖3a的母片制作設(shè)備和圖4a的復(fù)制設(shè)備組合在單個母片制作和復(fù)制設(shè)備中。實際上，圖3a的母片制作設(shè)備還可以包括用于容納要復(fù)制的記錄介質(zhì)的裝置，該容納裝置被放置在輻射源300和用于容納母片302a的裝置之間。在母片制作期間，沒有在容納記錄介質(zhì)的裝置中插入任何記錄介質(zhì)，而記錄介質(zhì)在復(fù)制期間被插入。圖4b示出了依照本發(fā)明的一個有利實施例的復(fù)制設(shè)備。這個光學(xué)設(shè)備用來復(fù)制用圖3b的母片制作設(shè)備記錄的母片302b以便制作記錄介質(zhì)403b。它包括輻射源400，準直儀401，透鏡404，和用于容納母片302b的裝置以及用于容納記錄介質(zhì)403b的裝置(圖4b中未示出)。在復(fù)制期間，輻射束被聚焦在母片302b上。這產(chǎn)生了重新構(gòu)造的信號束，它在記錄介質(zhì)403b內(nèi)與輻射源400產(chǎn)生的光束干涉。從而再記錄介質(zhì)403b中記錄了全息圖。為了在相同的位置記錄另一全息圖，要調(diào)節(jié)波長。母片的信息被逐書復(fù)制在記錄介質(zhì)403b中。還可通過和圖4a的說明中所述相同的方式將圖4b的復(fù)制設(shè)備及圖3b的母片制作設(shè)備組合在單個母片制作和復(fù)制設(shè)備中。下列權(quán)利要求中的任何引用符號都不應(yīng)被看作是限制該權(quán)利要求。顯然動詞“包括”的使用并不排除任何權(quán)利要求中所定義的之外的其它元件的存在。元件前面的“一個”也不排除多個這種元件的存在。權(quán)利要求1.一種光學(xué)全息圖母片制作設(shè)備，包括用于容納母片(302a，302b)的裝置、用于產(chǎn)生輻射束的輻射源(300)和相對于輻射源位于容納裝置另一側(cè)的反射空間光調(diào)制器(303)。2.權(quán)利要求1所主張的光學(xué)全息圖母片制作設(shè)備，其中所述輻射束的波長可以被調(diào)節(jié)以便在記錄介質(zhì)的相同位置記錄不同的全息圖。3.權(quán)利要求1所主張的光學(xué)全息圖母片制作設(shè)備，還包括位于輻射源和容納裝置之間的第一透鏡(304)以及位于容納裝置和反射空間光調(diào)制器之間的第二透鏡(305)。4.一種用于復(fù)制由權(quán)利要求1的設(shè)備制作的母片(302a)的光學(xué)全息圖復(fù)制設(shè)備，所述全息圖復(fù)制設(shè)備包括用于容納所述母片的裝置、用于產(chǎn)生輻射束的輻射源(400)和用于容納記錄介質(zhì)(403a)的裝置，所述用于容納所述記錄介質(zhì)的裝置位于輻射源和用于容納所述母片的裝置之間。5.一種用于復(fù)制由權(quán)利要求3的設(shè)備制作的母片(302b)的光學(xué)全息圖復(fù)制設(shè)備，所述全息圖復(fù)制設(shè)備包括用于容納所述母片(302b)的裝置、用于產(chǎn)生輻射束的輻射源(400)、位于輻射源和用于容納所述母片的裝置之間的透鏡(404)、以及用于容納記錄介質(zhì)(403b)的裝置，所述用于容納記錄介質(zhì)的裝置位于所述透鏡和用于容納所述母片的裝置之間。6.一種光學(xué)全息圖母片制作和復(fù)制設(shè)備，包括用于容納母片的裝置、用于產(chǎn)生輻射束的輻射源、相對于輻射源位于容納裝置另一側(cè)的反射空間光調(diào)制器、以及用于容納記錄介質(zhì)的裝置，用于容納所述記錄介質(zhì)的所述裝置位于輻射源和用于容納所述母片的裝置之間。全文摘要本發(fā)明涉及光學(xué)全息圖母片制作設(shè)備。這個設(shè)備包括用于容納母片(302a)的裝置、用于產(chǎn)生輻射束的輻射源(300)以及相對輻射源位于容納裝置另一側(cè)的反射空間光調(diào)制器(303)。本發(fā)明還涉及相關(guān)的復(fù)制設(shè)備。文檔編號G11B7/26GK1954370SQ200580015178公開日2007年4月25日申請日期2005年5月9日優(yōu)先權(quán)日2004年5月12日發(fā)明者M·巴利斯特雷里申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司