超高容量全像儲存盤片構造
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種超高容量的全像儲存盤片構造，更具體地，涉及儲存材料中具有 反射腔體的全像儲存盤片。
【背景技術】
[0002] 傳統的全像儲存系統在儲存容量上最大的限制是，在每一頁寫入盤片時，必定需 要對一定范圍的儲存材料曝光，而此曝光范圍往往超過信息儲存所需的材料范圍，因而浪 費大量的感光分子。
[0003] 圖1顯示了傳統的同軸全像儲存系統在記錄時造成盤片中光學記錄材料的曝 光耗損，圖1(a)為訊號光的分布范圍，其中訊號光分布最窄處之寬度是經前端光學共軛 處進行濾波后所達成之寬度，通常這個寬度會落于1倍至2倍奈奎斯特孔徑（Nyquist Aperture)寬度之間；圖1(b)為參考光分布范圍；圖1(c)為總體造成的曝光損耗范圍。我 們可以發(fā)現，曝光損耗遠大于實際干涉區(qū)域，以數值孔徑（NA)O. 85的物鏡為例，同軸系統 的光分布最寬處較最窄處增加3. 2T，其中T為盤片厚度。
[0004] 圖2顯示角度多功全像儲存系統的Polytopic架構在記錄時造成盤片中光學記錄 材料的曝光耗損，圖2(a)為訊號光的分布范圍，其中訊號光分布最窄處之寬度約落于1倍 至2倍奈奎斯特孔徑（Nyquist Aperture)寬度之間；圖2(b)為參考光分布范圍，圖2(c) 為總體造成的曝光損耗范圍。我們可以發(fā)現，曝光損耗遠大于實際干涉區(qū)域，以數值孔徑 (NA)O. 85的物鏡為例，同軸系統的光分布最寬處較最窄處增加I. 6T，其中T為盤片厚度。
[0005] 此外，如果采取縮短物鏡焦距的方式來縮小聚焦點區(qū)域，將造成參考光與訊號光 的干涉比例大幅降低，無益于儲存容量的提升。
[0006] 奈奎斯特孔徑（Nyquist Aperture)的計算公式為：
[0007] Dv= (f 入）/3v (1)
[0008] 其中，Dv為V方向上的孔徑寬度，f為聚焦透鏡焦距，入為光波在介質中的波長， S V為訊號在V方向上的最小分辨率。
[0009] 下面舉例對此進行說明。
[0010] 范例一
[0011] 可見光波長可以解析的最小分辨率〇. 2 y m進行訊號輸入，物鏡焦距為4_，光波 在介質中的波長為〇. 4 ii m，由此可得在物鏡的聚焦平面上需要Dv = 8mm的孔徑才能讓訊號 通過系統。若取1.25倍之奈奎斯特孔徑（Nyquist Aperture)寬度，可以獲得孔徑面積最 大約需為lcm2。
[0012] 范例二
[0013] 若以空間光調制器（SLM)進行訊號輸入，則SLM的像素大小為3. 5 iimX 3. 5 iim，經 由中繼透鏡（Relay lens) 3. 5倍縮小成像后，可以在物鏡前焦面產生I ii mX I ii m分辨率的 輸入訊號，物鏡焦距為4_，光波在介質中的波長為0.4 iim，由此可得，在物鏡的聚焦平面 上需要I. 6_X I. 6mm之孔徑才能讓訊號通過系統。
[0014] 范例三
[0015] 若物鏡的入射訊號為一純粹無調制的平面波，則此光分布的最窄處即為繞射極 限的聚焦光點大小，即Dv = 1/2 A，以波長為〇. 4 y m為例，可以獲得孔徑面積最小約需為 0. 25 u m2

【發(fā)明內容】

[0016] 針對傳統全像儲存系統中曝光范圍往往超過信息儲存所需的材料范圍，因而浪 費大量的感光分子，本發(fā)明提供了一種超高容量的全像儲存盤片構造，其中在全像儲存盤 片中建立由反射結構組成的腔體以限制寫入光的擴散面積，增加參考光與訊號光之混合程 度，增加全像儲存材料之利用率。更進一步地，本發(fā)明的全像儲存盤片中加入了低折射率區(qū) 域或反射材質，構成入口面積相當于訊號所需最小聚焦區(qū)域大?。慰固乜讖剑┑那惑w， 限制寫入光的擴散面積，增加全像儲存材料的利用率。
[0017] 本發(fā)明提供了一種超高容量全像儲存盤片，該盤片的儲存材料中存在多個其側壁 具有反射能力的腔體。
[0018] 優(yōu)選地，該腔體的入口孔徑的面積可以小于24mm2。
[0019] 優(yōu)選地，該腔體的入口孔徑的面積可以大于0.1 U m2。
[0020] 優(yōu)選地，該腔體的入口形狀可以為扇形，且切向方向上的兩個側壁是以盤片中心 為圓心的圓弧。
[0021] 優(yōu)選地，該腔體可以是沿著光盤的軌道分布的。
[0022] 優(yōu)選地，該腔體可以填滿一半以上的盤片面積。
[0023] 優(yōu)選地，該盤片中可以存在與盤片表面平行的穿透基板。
[0024] 優(yōu)選地，該盤片中可以存在與盤片表面平行的反射層。
[0025] 優(yōu)選地，該腔體的一個側壁可以是傾斜的，且其傾斜角度在±45°之間。
[0026] 優(yōu)選地，該腔體的其中一個方向的兩面?zhèn)缺诳梢允瞧叫械?，另一個方向的兩面?zhèn)?壁可以是傾斜的，使得該腔體的內部寬度較腔體入口窄。
[0027] 優(yōu)選地，在該儲存材料結構中，腔體中的一些的開口垂直于盤片向上，另一些的開 口垂直于盤片向下。更進一步地，該腔體的開口方向（向上或向下）可以是在平行于盤片 的其中一個方向上呈交錯分布的。
[0028] 優(yōu)選地，該腔體的側壁可以是借助反射材料形成反射，例如使用反射材質或者鍍 上反射鍍膜。
[0029] 優(yōu)選地，該腔體的側壁可以是借助全反射效應來形成反射能力的。
[0030] 優(yōu)選地，該盤片中的儲存材料層可以是由集結成束的反射腔體經橫切而形成的。
[0031] 優(yōu)選地，該盤片中的儲存材料層中的反射腔體可以是使用模具壓鑄而形成的。
[0032] 本發(fā)明還提供了一種超高容量全像儲存盤片的制造方法，其包括以下步驟：在由 光學儲存材料構成的長條的表面上涂布或鍍上反射材料；將所述長條集結成束并固形，形 成長條集束；將所述集束橫切，形成具有反射腔體的記錄層；將所述記錄層與盤片的其它 層組合。
[0033]優(yōu)選地，在組合步驟之前，還可以進行將記錄層的正反兩面拋光的步驟。
[0034] 本發(fā)明還提供了一種超高容量全像儲存盤片的制造方法，其包括以下步驟：將壓 模置于反射材料上方；在低真空環(huán)境下進行壓鑄；在高真空環(huán)境下進行脫模；在高真空環(huán) 境下將尚未固化的感光材料原料液體注入反射腔體；在一般氣壓環(huán)境下使感光材料固化， 形成記錄層；將所述記錄層與盤片的其它層組合。
[0035] 優(yōu)選地，在壓鑄步驟之前還可以對反射材質進行加熱。
[0036] 優(yōu)選地，在組合步驟之前，還可以通過磨平拋光或者其它拋光方式將記錄層的正 反兩面進行平整處理。
【附圖說明】
[0037] 圖1用于顯示傳統的同軸全像儲存系統在記錄時造成的盤片中光學記錄材料曝 光耗損情況，其中，圖1(a)為訊號光的分布范圍，圖1(b)為參考光的分布范圍，圖1(c)為 總體造成的曝光損耗范圍；
[0038] 圖2用于顯示角度多功全像儲存系統的Polytopic架構在記錄時造成的盤片中光 學記錄材料曝光耗損情況，其中，圖2(a)為訊號光的分布范圍，圖2(b)為參考光的分布范 圍，圖2(c)為總體造成的曝光損耗范圍；
[0039] 圖3和圖4示出了根據本發(fā)明在全像儲存盤片中創(chuàng)造的反射結構；
[0040] 圖5示出了根據本發(fā)明的反射腔體的入口形狀為扇形；
[0041] 圖6示出了根據本發(fā)明的一種反射腔體結構，其中圖6(a)為垂直于盤片切向的剖 視圖，圖6(b)為垂直于盤片徑向的剖視圖；
[0042] 圖7示出了根據本發(fā)明的另一種反射腔體結構，其中圖7(a)為垂直于盤片切向的 剖視圖，圖7(b)為垂直于盤片徑向的剖視圖；
[0043] 圖8示出了根據本發(fā)明的反射腔體的入口形狀為圓形；
[0044] 圖9示出了根據本發(fā)明的反射腔體的入口形狀為矩形（包含方形）；
[0045] 圖10示出了根據本發(fā)明的反射腔體的入口形狀為三角形；
[0046] 圖11示出了根據本發(fā)明的反射腔體的入口形狀為六邊形；
[0047] 圖12示出了根據本發(fā)明的又一種反射腔體結構；
[0048] 圖13示出了根據本發(fā)明的腔體沿盤片軌道的分布；
[0049] 圖14至19示出了幾種全像儲存盤片的架構圖；
[0050] 圖20(a)_(c)示出了根據本發(fā)明的盤片制作方法的第一實施例；其中，圖20(a)示 出了由光學儲存材料構成的矩形長條；圖20 (b)示出了長條集束；圖20 (c)示出了經橫切 形成的具有反射腔體的光盤片；
[0051] 圖21 (a)-(g)示出了根據本發(fā)明的盤片制作方法的第二實施例。
【具體實施方式】
[0052] 下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。
[0053] 為解決現有技術中在記錄信息時盤片上記錄材料的總曝光范圍超過信息儲存實 際所需范圍這一技術問題，本發(fā)明提出了一種新的全像儲存盤片結構，其中在盤片中加入 低折射率區(qū)域或者反射材質以形成其入口面積相當于訊號通過所需最小聚焦區(qū)域大小 (奈奎斯特孔徑）的腔體，使得光線入射盤片后只會被限制在該腔體范圍內，從而限制寫入 光的擴散面積，降低曝光損耗，增加全像儲存材料的利用率，提高盤片的儲存容量。
[0054] 圖3和圖4示出了根據本發(fā)明在盤片中創(chuàng)造的反射結構，使光線入射盤片后只會 被限定在特定范圍內，因此曝光區(qū)域將會被限制于特定范圍之內并且進行充分的干涉，不 論是對于同軸架構或是角度多功架構而言，都能夠使得盤片利用率得到大幅提升。該反射 結構可以為反射腔體的形式。
[0055] 考慮到材料最佳利用率和盤片的巡軌方向，該腔體的入口形狀可以為扇形，如圖5 所示，其中切向上的兩個側壁是以盤片中心為圓心的圓弧。
[0056] 考慮到大量制造的成本問