專(zhuān)利名稱(chēng)：全息記錄介質(zhì)及用于該介質(zhì)的拾取器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全息記錄介質(zhì)，具體地，涉及一種具有改進(jìn)的伺服結(jié)構(gòu) 的全息盤(pán)介質(zhì)。本發(fā)明還涉及一種用于這種全息記錄介質(zhì)的光學(xué)拾取器。
背景技術(shù)：
在全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中，通過(guò)記錄由兩個(gè)相干激光束疊加而產(chǎn)生的干涉圖案
來(lái)存儲(chǔ)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是例如通過(guò)改變兩個(gè)光束之間 的角度或波長(zhǎng)，通過(guò)采用相位編碼干涉光束等方式，可在相同體積中存儲(chǔ)多 重?cái)?shù)據(jù)。為可靠地取回信息，讀取期間全息存儲(chǔ)系統(tǒng)的物理性質(zhì)必須與記錄 期間的相同。這意味著干涉光束需要具有相同的波長(zhǎng)，相同的波前誤差，相 同的光束剖面，以及在采用相位編碼復(fù)用技術(shù)的情況下相同的相位編碼等。 另外，必須在相同的角度下并在相同的位置處照明全息圖。為了精確控制必 要的聚焦和追蹤伺服，最好在全息記錄介質(zhì)的全息材料層下具有伺服層作為 額外的層。
在EP1310952中，Horimai等公開(kāi)了在全息盤(pán)介質(zhì)的全息材料下采用與 DVD (數(shù)字多功能盤(pán))相似的基板作為引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的構(gòu)思。在這種情況下，伺 服光束用與全息光束(即，用于全息記錄或讀出的光束)相同的物鏡聚焦在 全息盤(pán)介質(zhì)上。當(dāng)全息和伺服光束彼此相對(duì)固定時(shí)，伺服光束對(duì)于全息記錄 用光束可起到參考的作用。伺服光束聚焦到引導(dǎo)結(jié)構(gòu)上，而全息光束適應(yīng)所 選全息記錄過(guò)程而聚焦。盡管這種方法有助于取出所記錄的全息圖，但一個(gè) 劣勢(shì)是伺服層的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)與記錄或讀出全息圖所用的光干涉。因此，該層必 須利用二向色鏡和所謂平坦化層與全息圖層分離。這使得全息盤(pán)介質(zhì)的制造 復(fù)雜，因而昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有改進(jìn)的伺服結(jié)構(gòu)的全息記錄介質(zhì)。 根據(jù)本發(fā)明的，該目的通過(guò)一種全息記錄介質(zhì)而實(shí)現(xiàn)，所述全息記錄介質(zhì)具有用于儲(chǔ)存全息圖的全息圖層和用于相對(duì)所述全息記錄介質(zhì)定位全息 圖的讀取和/或記錄用光束的伺服層，其中所述伺服層是基本平的記錄層。
通過(guò)與專(zhuān)用記錄層結(jié)合利用空白盤(pán)基板(blank disk substrate),本發(fā)明 消除了生產(chǎn)上述平坦化層的需要。這大大簡(jiǎn)化了全息記錄介質(zhì)的制造。通過(guò) 將記錄層應(yīng)用到鏡狀未格式化表面上，不會(huì)出現(xiàn)由預(yù)格式化基板導(dǎo)致的波前 失真。同時(shí)，任何伺服結(jié)構(gòu)都可記錄到記錄層，例如DVD類(lèi)伺服層中。所 述記錄層最好用相位改變材料或染料實(shí)現(xiàn)。為了保持記錄層在即使記錄伺服 結(jié)構(gòu)后也是平的，優(yōu)選地記錄層的材料在記錄時(shí)不延展或只少量延展。
所述伺服信息最好在介質(zhì)制造之后提供。在全息盤(pán)的情況下，所述伺服 信息優(yōu)選地包括螺旋軌道或同心軌道之一。這些用高精度記錄系統(tǒng)，例如自 旋支架(spin-stand)記錄，與原版盤(pán)制作所用類(lèi)似。通過(guò)多光束技術(shù)，這種 類(lèi)型的介質(zhì)初始化具有足夠低的周期時(shí)間，進(jìn)行得足夠快，不會(huì)阻礙記錄介 質(zhì)的制造，尤其是如果應(yīng)用簡(jiǎn)單的軌道結(jié)構(gòu)時(shí)。
為了制備用于記錄的全息記錄介質(zhì)，在記錄層中記錄伺服信息。如果這 不是在制造記錄介質(zhì)之后直接完成，優(yōu)選地為此目的在全息存儲(chǔ)系統(tǒng)中提供 全息拾取器。除了產(chǎn)生用于從全息記錄介質(zhì)中讀取全息圖和/或在全息記錄介 質(zhì)中記錄全息圖的全息光束的光源外，所述拾:取器進(jìn)一步包括用于產(chǎn)生與用 于記錄伺月良信息的記錄層相互作用的光束的光源。
優(yōu)選地，記錄層的材料對(duì)于第一波長(zhǎng)敏感而對(duì)于第二波長(zhǎng)不^:感。以這 種方式，所述伺服信息可例如通過(guò)增加伺服光束的功率而用伺服光束來(lái)記 錄，但卻保持不受全息光束影響。替代地，記錄層以這種方式沉積聚焦的 光束能記錄伺服信息，而未聚焦或不良聚焦的光束則不能?；蛘?，所述記錄 層的材料既對(duì)伺服光束的波長(zhǎng)不敏感，也對(duì)全息光束的波長(zhǎng)不敏感，但對(duì)第 三波長(zhǎng)壽文感。在這種情況下，用指定光源以第三波長(zhǎng)發(fā)出光束而記錄伺服信 息。當(dāng)然，代替用聚焦光束記錄伺服信息，也可采用照明全部記錄層的掩模 而在一個(gè)步驟中記錄伺服信息。替代地，在一個(gè)照明步驟中記錄部分伺服信 息，而其它部分用聚焦光束來(lái)記錄。這些使得可記錄一定的總體伺服信息作 為介質(zhì)制造的一部分，而更具體的或用戶(hù)產(chǎn)生的伺服信息在使用全息記錄介 質(zhì)期間記錄。
優(yōu)選地，記錄層相對(duì)用于伺服光束的波長(zhǎng)和用于全息光束的波長(zhǎng)具有二 向色性(dichroic)。這意味著所述記錄層中所記錄的信息不會(huì)導(dǎo)致所述全息光束被反射或相位調(diào)制。以這種方式，二向色層不再必需而可省略，這進(jìn)一 步簡(jiǎn)化了全息記錄介質(zhì)的制造。
優(yōu)選地，全息記錄介質(zhì)是全息盤(pán)。但是，本發(fā)明也可應(yīng)用到其它類(lèi)型的 全息記錄介質(zhì)，例如全息存儲(chǔ)卡等。


為更好理解，現(xiàn)將參照附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。應(yīng)理解本發(fā)明不局限 于該示范實(shí)施例，并且在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，具體的特征也可方
便地組合和/或修改。附圖中
圖1示意性示出全息存儲(chǔ)系統(tǒng)中的全息拾取器， 圖2示出已知的全息記錄介質(zhì)的剖視圖，以及 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的全息記錄介質(zhì)的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
在全息凄t據(jù)存儲(chǔ)中，通過(guò)記錄由兩束相干激光束疊加而產(chǎn)生的干涉圖案 來(lái)存儲(chǔ)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。用于全息存儲(chǔ)系統(tǒng)中的全息拾取器1的一個(gè)示范設(shè)置在圖 l中示出。相干光源，例如激光二極管2，發(fā)出光束3，光束3由準(zhǔn)直透鏡4 準(zhǔn)直。通常，光束3在藍(lán)色或綠色波長(zhǎng)范圍內(nèi)。然后光束3被分成兩個(gè)獨(dú)立 的光束6、 7。在本例中，采用分束器BS實(shí)現(xiàn)光束3的分割。但是，還可為 此采用其它光學(xué)元件。空間光調(diào)制器(SLM) 5調(diào)制兩束光中的一束，所謂 "物光"6，以標(biāo)記2維數(shù)據(jù)圖案。物光6和另一光束，所謂"參考光，，7 都通過(guò)物鏡8聚焦到全息記錄介質(zhì)9，例如，全息盤(pán)中。在物光6和參考光 7交會(huì)處，出現(xiàn)干涉圖案，這記錄在全息記錄介質(zhì)9的感光層中。
通過(guò)只用參考光7照明所記錄全息圖而從全息記錄介質(zhì)9中取出所存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)。參考光7被全息圖結(jié)構(gòu)衍射并產(chǎn)生原始物光6的復(fù)本一一重構(gòu)的物光 10。該重構(gòu)的物光10由物鏡8準(zhǔn)直并被第一分束器11導(dǎo)向到2維陣列4企測(cè) 器12,例如CCD陣列上。陣列檢測(cè)器12允許重構(gòu)所記錄的數(shù)據(jù)。
為了簡(jiǎn)化物光和參考光6、 7相對(duì)全息記錄介質(zhì)9的定位，全息記錄介 質(zhì)9提供有伺服層。全息拾取器1包括另一光源13，用于產(chǎn)生伺服光束14。 伺服光束14通常在紅色波長(zhǎng)范圍內(nèi)。伺服光束14由另一準(zhǔn)直透鏡15準(zhǔn)直 并通過(guò)第二分束器17耦合到物光和參考光6、 7的光路中。然后伺服光束14 由物鏡8聚焦到伺服層上。由伺服層反射的光束再次由物鏡8準(zhǔn)直并由第二分束器17和第三分束器18朝檢測(cè)器20引導(dǎo)。透鏡19將所反射的光束聚焦 到檢測(cè)器20上。伺服光束14優(yōu)選地具有與物光和參考光6、 7不同的波長(zhǎng)。 在這種情況下波長(zhǎng)選擇分束器可用作第二分束器17。優(yōu)選地，伺服光束14 還是線(xiàn)性偏振光束，這使得可用偏振選擇分束器實(shí)現(xiàn)第三分束器18。然后伺 服光束14的路線(xiàn)包括四分之一波片16，用于將所反射的伺服光束14的偏振 方向相對(duì)由光源13發(fā)出的伺服光束14的偏振方向旋轉(zhuǎn)90度。
如上所述，伺服光束14用與全息記錄用光束6、 7相同的物鏡8聚焦到 全息記錄介質(zhì)9上。由于全息光束6、 7與伺服光束14彼此相對(duì)固定，伺服 光束14起到全息記錄用光束6、 7的參考的作用。由于它們不同的波長(zhǎng)和不 同的準(zhǔn)直，全息光束6、 7和伺服光束14具有不同的焦點(diǎn)。
在圖2中示出已知的全息記錄介質(zhì)9的剖^L圖。全息記錄介質(zhì)9具有全 息圖層96和伺服層92。伺服光束14聚焦到伺服層92的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)上，該引 導(dǎo)結(jié)構(gòu)由伺服層92與平坦化層93之間的鋸齒狀邊界表示。在圖中，為說(shuō)明 的目的而擴(kuò)大引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的尺寸。相反，全息光束6、 7適應(yīng)所選全息記錄過(guò) 程通過(guò)全息圖層96和間隔層95而聚焦到二向色鏡層(dichroic mirror layer) 94，所述二向色鏡層94對(duì)于伺服光束14的波長(zhǎng)是透明的，但對(duì)于全息光束 6、 7的波長(zhǎng)是反射性的。伺服層92布置在基板91上方并通過(guò)平坦化層93 而從二向色鏡層94分離。位于全息圖層96上方的是覆蓋層97。也可將伺服 層92放置于全息圖層96上方，由適合的平坦化層93分離。但是在這種情 況下，必須例如通過(guò)增加全息圖層96與伺服層92之間的距離，使得全息光 束6、 7經(jīng)過(guò)伺服層92時(shí)具有相對(duì)大的直徑，來(lái)補(bǔ)償由伺服層92導(dǎo)致的全 息光束6、 7的失真。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的全息記錄介質(zhì)9的剖視圖。伺服層92和平坦化 層93由專(zhuān)用記錄層98代替，記錄層98優(yōu)選地是由相位改變材料或染料制 成的記錄層。記錄層98布置在基本平的(未格式化)基板91上，從而也是 基本平的。因而記錄層98沒(méi)有坑或凹陷。記錄層98用例如相位改變材津?；?染料實(shí)現(xiàn)。記錄到記錄層98中的是伺服信息99。記錄層98優(yōu)選地以這種方 式設(shè)計(jì)具體地，伺服信息99沒(méi)有導(dǎo)致全息光束6、 7被反射或相位調(diào)制。 這通過(guò)例如采用在相位改變時(shí)對(duì)于伺服光束的波長(zhǎng)改變反射性、而對(duì)于全息 光束的波長(zhǎng)不改變反射性的材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，還可省略二向色鏡 層94，如圖3所示。由于專(zhuān)用記錄層98應(yīng)用到鏡狀表面，不發(fā)生來(lái)自預(yù)格式化(preformatted )基板的波前失真。因而記錄層98消除了平坦化層93的需要。因此，任何軌道或伺服結(jié)構(gòu)可記錄到記錄層98中，例如具有軌道的DVD類(lèi)伺服結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，在介質(zhì)制造后施加伺服信息99。在光盤(pán)的情況下，伺服信息99包括螺旋數(shù)據(jù)軌道或同心數(shù)據(jù)軌道。這些軌道優(yōu)選地用高精度記錄系統(tǒng)記錄，與原片反盤(pán)制作(disk mastering)所用的類(lèi)似。
權(quán)利要求
1. 一種全息記錄介質(zhì)(9)，具有用于儲(chǔ)存全息圖的全息圖層(96)和用于相對(duì)所述全息記錄介質(zhì)定位全息圖的讀取和/或記錄用光束的伺服層(92)，其特征在于所述伺服層(92)是基本平的記錄層(98)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息記錄介質(zhì)(9),其中所述記錄層(98)是相位改變層或染料層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全息記錄介質(zhì)(9 )，其中所述記錄層(98 )的材料對(duì)于第一波長(zhǎng)敏感，而對(duì)于第二波長(zhǎng)不敏感。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全息記錄介質(zhì)(9 ),其中所述記錄層(98 )相對(duì)用于伺服光束(14)的波長(zhǎng)以及用于全息光束(6、 7)的波長(zhǎng)具有二向色性。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的全息記錄介質(zhì)(9),其中所述記錄層(98)中記錄的信息(99)不會(huì)導(dǎo)致所述全息光束(6、 7)被反射或相位調(diào)制。
6. —種制備全息記錄介質(zhì)(9)的方法，具有在所述全息記錄介質(zhì)(9)的基本平的記錄層(98)中記錄伺服信息(99)的步驟。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述記錄層(98)中所記錄的伺月良信息(99)包括螺旋軌道或同心軌道之一。
8. 用于采用根據(jù)權(quán)利要求1到5中任意一項(xiàng)的全息記錄介質(zhì)(9)的全息存儲(chǔ)系統(tǒng)的全息拾取器(1)，包括-用于產(chǎn)生全息光束(6、 7)的光源(2， BS)，所述全息光束(6、 7)用于從所述全息記錄介質(zhì)(9)中讀取全息圖(23)和/或在所述全息記錄介質(zhì)(9)中記錄全息圖(23),以及-用于產(chǎn)生光束(14)的光源(13)，所述光束(14)與用于記錄伺服信息(99)的所述全息記錄介質(zhì)(9)的基本平的記錄層(98)相互作用。
9. 一種全息存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于包括根據(jù)權(quán)利要求8所述的全息拾取器(1 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有改進(jìn)的伺服結(jié)構(gòu)的全息存儲(chǔ)介質(zhì)(9)及用于該介質(zhì)的拾取器。所述全息記錄介質(zhì)(9)具有用于儲(chǔ)存全息圖的全息圖層(96)和用于相對(duì)所述全息記錄介質(zhì)定位全息圖的讀取和/或記錄用光束的伺服層(92)。所述伺服層(92)是基本平的記錄層(98)。用于這種全息記錄介質(zhì)(9)的全息拾取器(1)包括用于產(chǎn)生光束(14)的光源(13)，所述光束(14)與用于記錄伺服信息(99)的所述記錄層(98)相互作用。
文檔編號(hào)G11B7/24044GK101465140SQ200810184188
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者哈特默特·里克特, 海科·特勞特納 申請(qǐng)人:湯姆森特許公司