專利名稱：全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的各方面涉及一種全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，更具體地說，涉及一種 利用單側(cè)入射法來改善光學(xué)系統(tǒng)的效率的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備。
背景技術(shù)：
近來，已經(jīng)可以在市場上獲得利用全息記錄信息的技術(shù)。根據(jù)利用全息的信息記 錄方法，信息在感光無機(jī)晶體或聚合物材料中存儲在光學(xué)干涉圖案中。利用具有相干性的 兩束激光束來形成光學(xué)干涉條紋。即，通過光學(xué)干涉條紋來記錄信息，所述光學(xué)干涉條紋通 過具有不同的路徑的參考光和信號光之間的干涉形成，所述光學(xué)干涉條紋在感光存儲介質(zhì) 上引起化學(xué)或物理變化。為了從這樣的記錄的干涉條紋中再現(xiàn)信息，將與在記錄時使用的 參考光相似的再現(xiàn)光照射到記錄在存儲介質(zhì)上的干涉圖案上。再現(xiàn)光由于干涉圖案而發(fā)生 衍射，借此，還原了信號光并再現(xiàn)了信息。在全息信息記錄技術(shù)中，存在體全息術(shù)法和顯微全息術(shù)法，體全息術(shù)法利用體全 息術(shù)以頁為單位執(zhí)行記錄和再現(xiàn)，顯微全息術(shù)法利用顯微全息術(shù)以單比特為單位執(zhí)行記錄 和再現(xiàn)。體全息術(shù)法的優(yōu)點(diǎn)在于可同時處理大量信息。然而，由于精密地控制光學(xué)系統(tǒng)，所 以體全息術(shù)法難以針對普通用戶的信息存儲設(shè)備而商業(yè)化。通過使兩束會聚光束在焦點(diǎn)處彼此干涉來形成精細(xì)干涉圖案并通過在存儲介質(zhì) 的平面上移動干涉條紋來形成信息平面，顯微全息術(shù)法以三維方法在存儲介質(zhì)中存儲信 息。顯微全息術(shù)法沿存儲介質(zhì)的深度方向分層地記錄信息平面。然而，傳統(tǒng)的利用顯微全 息術(shù)法的記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備包括信號光的光學(xué)系統(tǒng)和參考光的光學(xué)系統(tǒng)，每種光照射到 存儲介質(zhì)的兩側(cè)上。因此，信號光和參考光在存儲介質(zhì)的兩側(cè)上的照射導(dǎo)致了光學(xué)系統(tǒng)的 復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的各方面提供了全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備以通過使信號光和參考光 入射在全息信息存儲介質(zhì)的單側(cè)上來提高照射的光的效率。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于將信息記錄到全息信息存儲介質(zhì)和/或從全 息信息存儲介質(zhì)再現(xiàn)信息的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，所述全息信息記錄和/或再現(xiàn) 設(shè)備包括第一光源單元，在記錄模式下發(fā)射參考光和信號光，參考光和信號光均是線偏振 光并彼此正交；第一光路弓I導(dǎo)單元，弓I導(dǎo)由第一光源單元發(fā)射的參考光和信號光，使得參考 光和信號光在穿過不同的光路之后在第一交叉點(diǎn)彼此相交；第二光路引導(dǎo)單元，包括位于 參考光或信號光的在第一交叉點(diǎn)之前的光路上的第一偏振轉(zhuǎn)換器、位于參考光和信號光的 第一交叉點(diǎn)的第一偏振分光器、引導(dǎo)參考光和/或信號光以使得參考光和信號光在第一交 叉點(diǎn)之后的第二交叉點(diǎn)再次相交的至少一個第一光路轉(zhuǎn)換器、位于信號光的穿過第一偏振 分光器之后且在第二交叉點(diǎn)之前的光路上的第二偏振轉(zhuǎn)換器、位于第二交叉點(diǎn)以使參考光
7和信號光的光路結(jié)合的第二偏振分光器；物鏡單元，將穿過第二偏振分光器的參考光和信 號光照射到全息信息存儲介質(zhì)的單側(cè)上。第一偏振轉(zhuǎn)換器、第二偏振轉(zhuǎn)換器、第一偏振分光器、第二偏振分光器、所述至少 一個第一光路轉(zhuǎn)換器和/或第二偏振轉(zhuǎn)換器可結(jié)合為一體。物鏡單元可包括四分之一波片，將參考光和信號光偏振轉(zhuǎn)換為彼此正交地偏振； 物鏡，通過直接將參考光聚焦在全息信息存儲介質(zhì)的焦點(diǎn)上、從全息信息存儲介質(zhì)的反射 層反射信號光并偏振轉(zhuǎn)換以及將反射的信號光聚焦在參考光的焦點(diǎn)上，來使信息通過沿全 息信息存儲介質(zhì)的深度方向圍繞焦點(diǎn)形成的干涉條紋記錄。物鏡單元可包括第四偏振轉(zhuǎn)換器，將參考光和信號光偏振轉(zhuǎn)換為沿相同的偏振 方向的線偏振光；四分之一波片，將參考光和信號光偏振轉(zhuǎn)換為相同方向的圓偏振光；物 鏡，通過直接將參考光聚焦在全息信息存儲介質(zhì)的焦點(diǎn)上，從全息信息存儲介質(zhì)的反射層 反射信號光而不進(jìn)行偏振轉(zhuǎn)換，并將反射的信號光聚焦在參考光的焦點(diǎn)上，來使信息通過 沿全息信息存儲介質(zhì)的深度方向圍繞焦點(diǎn)形成的干涉條紋記錄。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于將信息記錄到全息信息存儲介質(zhì)和/或從 全息信息存儲介質(zhì)再現(xiàn)信息的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，所述全息信息記錄和/或再 現(xiàn)設(shè)備包括第一光源單元，在記錄模式下發(fā)射參考光和信號光，參考光和信號光均是線偏 振光并彼此正交；第一光路引導(dǎo)單元，引導(dǎo)由第一光源發(fā)射的參考光和信號光，使得參考光 和信號光在經(jīng)過不同的光路之后在第一交叉點(diǎn)彼此相交；第二光路引導(dǎo)單元，引導(dǎo)參考光 和/或信號光，使得參考光和信號光在穿過不同的光路之后在第一交叉點(diǎn)之后的第二交叉 點(diǎn)再次相交；物鏡單元，將穿過第二偏振分光器的參考光和信號光照射到全息信息存儲介 質(zhì)的單側(cè)上。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種用于將信息記錄到全息信息存儲介質(zhì)和/或從 全息信息存儲介質(zhì)再現(xiàn)信息的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，所述全息信息記錄和/或再 現(xiàn)設(shè)備包括第一光路引導(dǎo)單元，引導(dǎo)均為線偏振光并彼此正交的參考光和信號光，使得參 考光和信號光在穿過不同的光路之后在第一交叉點(diǎn)彼此相交；第二光路引導(dǎo)單元，引導(dǎo)參 考光和/或信號光，使得參考光和信號光在穿過不同的光路之后在第一交叉點(diǎn)之后的第二 交叉點(diǎn)再次相交；物鏡單元，將穿過第二偏振分光器的參考光和信號光照射到全息信息存 儲介質(zhì)的單側(cè)上。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種將信息記錄到全息信息存儲介質(zhì)的方法，該方 法包括以下步驟發(fā)射均為線偏振并彼此正交的參考光和信號光；引導(dǎo)發(fā)射的參考光和發(fā) 射的信號光，使得參考光和信號光穿過不同的光路之后在第一交叉點(diǎn)彼此相交；使參考光 和信號光的光路結(jié)合；將參考光和信號光照射到全息信息存儲介質(zhì)的單側(cè)上。本發(fā)明的其它方面和/或優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分地闡述，并且部分地將通過 描述而明顯得知，或者可通過實(shí)施本發(fā)明而了解。


通過下面結(jié)合附圖對實(shí)施例的描述，本發(fā)明的這些和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得 明顯并更容易理解，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備的示意性光學(xué)構(gòu)造；
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圖2示出了在圖1中示出的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備中裝載的反射全息信息 存儲介質(zhì)；圖3是示出在信號光的數(shù)值孔徑與參考光的數(shù)值孔徑相同時用于將信號光和參 考光照射到圖2中示出的全息信息存儲介質(zhì)上的示意性光學(xué)構(gòu)造；圖4是在信號光的數(shù)值孔徑與參考光的數(shù)值孔徑不同時，將信號光和參考光照射 到圖2中示出的全息信息存儲介質(zhì)上的示意性光學(xué)構(gòu)造；圖5示出了在記錄模式下照射到圖2中示出的全息信息存儲介質(zhì)上的信號光和參 考光的偏振態(tài)；圖6示出了在伺服過程中照射到圖2中示出的全息信息存儲介質(zhì)上的伺服光；圖7示出了在再現(xiàn)模式下照射到圖2中示出的全息信息存儲介質(zhì)上的再現(xiàn)光的偏 振態(tài)；圖8和圖9示出了一體地形成的第二光路引導(dǎo)單元的一部分，第二光路引導(dǎo)單元 包括在圖1中示出的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備中；圖10是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備的示意性光學(xué)構(gòu) 造；圖11示出了在圖10中示出的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備中裝備的反射全息信 息存儲介質(zhì)；圖12示出了在記錄模式下照射到圖11中示出的全息信息存儲介質(zhì)上的信號光和 再現(xiàn)光的偏振態(tài)；圖13示出了在伺服過程中照射到圖11中示出的全息信息存儲介質(zhì)上的伺服光；圖14示出了由圖10中示出的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備照射到圖11中示出 的全息信息存儲介質(zhì)的再現(xiàn)光的偏振態(tài)。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中示出了實(shí)施例的示例，其中，相同的標(biāo) 號始終表示相同的元件。下面描述實(shí)施例以參照附圖解釋本發(fā)明。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備示意性光學(xué)構(gòu)造。參照 圖1，全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備在全息信息存儲介質(zhì)300上記錄信息并再現(xiàn)記錄的信 息。具體地說，全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備包括電路(未示出)和光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系 統(tǒng)包括將光照射到全息信息存儲介質(zhì)300的單側(cè)上并接收照射的光的光學(xué)頭100。光學(xué)頭100包括第一光源110、第一準(zhǔn)直透鏡115、第三偏振轉(zhuǎn)換器120、第三偏振 分光器125、第一聚焦控制單元130和第二聚焦控制單元145、第一反射鏡135和第二反射 鏡140、第一偏振轉(zhuǎn)換器150、第一偏振分光器155、第二偏振轉(zhuǎn)換器165、第三反射鏡170、波 長選擇分光器160、第二偏振分光器175、第四反射鏡180、四分之一波片185、物鏡190、會聚 透鏡195和第一光檢測器200。為了讀取伺服信息，光學(xué)頭100還包括伺服光學(xué)系統(tǒng)，伺服 光學(xué)系統(tǒng)包括第二光源210、衍射光柵215、伺服光偏振分光器220、第二準(zhǔn)直透鏡225、伺服 光聚焦控制單元230、檢測透鏡235和第二光檢測器240。在圖1中，粗實(shí)線表示從第一光源110發(fā)射到全息信息存儲介質(zhì)300的參考光Lll 或再現(xiàn)光L5，長短交替的粗虛線表示從第一光源110發(fā)射到全息信息存儲介質(zhì)300的信號
9光L12，粗虛線表示從全息信息存儲介質(zhì)300反射到第一光檢測器200的被反射的信號光 L2或被反射的再現(xiàn)光L6，細(xì)實(shí)線表示從第二光源210發(fā)射到全息信息存儲介質(zhì)300的伺 服光L3，細(xì)虛線表示從全息信息存儲介質(zhì)300反射到第二光檢測器240的被反射的伺服光 L4。第一光源110、第一準(zhǔn)直透鏡115和第三偏振轉(zhuǎn)換器120包括在第一光源單元中， 第一光源單元在記錄模式下發(fā)射參考光Lll和信號光L12并在再現(xiàn)模式下發(fā)射再現(xiàn)光L5。 第一光源110(例如，發(fā)射藍(lán)光的半導(dǎo)體激光二極管)發(fā)射具有單方向線偏振的用于記錄和 再現(xiàn)的光Li。用于記錄和再現(xiàn)的光Ll在記錄模式下以根據(jù)將要記錄的信息的調(diào)制狀態(tài)發(fā) 射并在再現(xiàn)模式下以非調(diào)制狀態(tài)發(fā)射。在下文中，為了便于描述，假設(shè)用于記錄和再現(xiàn)的光 Ll的線偏振方向?yàn)镻偏振方向。第一準(zhǔn)直透鏡115將用于記錄和再現(xiàn)的光Ll調(diào)整為平衡光。第三偏振轉(zhuǎn)換器120是根據(jù)記錄模式和再現(xiàn)模式之間的轉(zhuǎn)換來開啟或關(guān)閉偏振 轉(zhuǎn)換功能的有源器件(例如，有源半波片)。第三偏振轉(zhuǎn)換器120在記錄模式下通過用作 波片來將由第一光源110發(fā)射的光偏振轉(zhuǎn)換為具有例如P偏振和S偏振的偏振分量的光。 此外，第三偏振轉(zhuǎn)換器120保持不變地傳送由第一光源110發(fā)射的光而不用作波片。對于 該有源波片，可使用液晶器件，該液晶器件利用在施加電壓時被排列而具有光軸的液晶的 雙折射特性。例如，當(dāng)電壓施加到有源半波片時，如果入射光的線偏振方向與有源半波片的 快軸之間的夾角是45°之外的角度(例如，22. 5° )，由于在經(jīng)過有源半波片時入射光的偏 振方向的旋轉(zhuǎn)，入射光(例如，P偏振光)被轉(zhuǎn)換為具有兩個正交的偏振分量(即，P偏振 分量和S偏振分量)的光。P偏振分量和S偏振分量的偏振方向在記錄模式下分別與參考 光Lll和信號光L12對應(yīng)地旋轉(zhuǎn)。由于有源半波片的構(gòu)造是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的， 所以將在此省略詳細(xì)的描述。雖然在當(dāng)前實(shí)施例中將有源半波片描述為偏振轉(zhuǎn)換器，但是 本發(fā)明的各方面不限于此。例如，也可將可驅(qū)動波片用作偏振轉(zhuǎn)換器，所述可驅(qū)動波片通過 機(jī)械驅(qū)動單元在記錄模式下定位于光路上并在再現(xiàn)模式下從光路移開。第三偏振分光器125、第一聚焦控制單元130和第二聚焦控制單元145以及第一反 射鏡135和第二反射鏡140包括在第一光路引導(dǎo)單元中，以引導(dǎo)由第一光源單元發(fā)射的參 考光Lll和信號光L12，使得參考光Lll和信號光L12在經(jīng)過不同的光路之后彼此相交。第三偏振分光器125根據(jù)光的偏振方向來確定光的透射或反射。例如，第三分光 器125可透射P偏振光并反射S偏振光。因此，第三偏振分光器125可在通過透射參考光 Ll 1 (例如，在記錄模式下的P偏振光)并反射信號光L12 (例如，在再現(xiàn)模式下的S偏振光) 來使參考光Lll和信號光L12的光路分離。如稍后描述的，從全息信息存儲介質(zhì)300反射 的一部分信號光L2沿參考光Lll的光路反向經(jīng)過以被輸入到第三偏振分光器125并被反 射至第一光檢測器120。另外，如稍后描述的，由于在再現(xiàn)模式下，照射到全息信息存儲介質(zhì) 300上的再現(xiàn)光L5的偏振方向與從全息信息存儲介質(zhì)300反射的再現(xiàn)光L6的偏振方向正 交，所以第三偏振分光器125可將從全息信息存儲介質(zhì)300反射的再現(xiàn)光L6與從第一光源 110發(fā)射到全息信息存儲介質(zhì)300的再現(xiàn)光L5的光路分開。第一反射鏡135和第二反射鏡140是光路轉(zhuǎn)換器的示例，并使參考光Lll和信號 光L12的分離的光路彼此相交。第一聚焦控制單元130和第二聚焦控制單元145分別位于參考光Lll的光路上和
10信號光L12的光路上。第一聚焦控制單元130通過改變物鏡190對參考光Lll的焦點(diǎn)來沿 全息信息存儲介質(zhì)300的深度方向在不同位置形成參考光Lll的焦點(diǎn)(圖3的F)。同樣 地，第二聚焦控制單元145通過改變物鏡190對信號光L12的焦點(diǎn)來沿全息信息存儲介質(zhì) 300的深度方向在不同位置形成信號光L12的焦點(diǎn)。在這種情況下，由于信號光L12在被 全息信息存儲介質(zhì)300中的反射層(圖2中的340)反射之后聚焦在與參考光Lll的焦點(diǎn) F相同的位置上，所以物鏡190對于信號光L12的焦距比對于參考光Lll的焦距長。即，第 一聚焦控制單元130和第二聚焦控制單元145能夠通過控制參考光Lll和信號光L12的會 聚或發(fā)散來控制具有物鏡190的光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑和焦距。如上所述，當(dāng)參考光Lll和 信號光L12沿全息信息存儲介質(zhì)300的深度方向聚焦在不同的位置上時，可形成記錄信息 的多個信息平面。第一聚焦控制單元130可采用有源中繼透鏡單元。有源中繼透鏡單元包括例如多 個透鏡131和132，其中，至少一個透鏡131沿光軸方向可移動并被驅(qū)動單元(未示出)驅(qū) 動。同樣地，第二聚焦控制單元145可采用包括多個透鏡146和147的有源中繼透鏡單元。第一偏振轉(zhuǎn)換器150和第二偏振轉(zhuǎn)換器165、第一偏振分光器155和第二偏振分光 器175、波長選擇分光器160和第三反射鏡170包括在第二光路引導(dǎo)單元中。第一偏振轉(zhuǎn) 換器150將入射光以正交的偏振方向進(jìn)行偏振轉(zhuǎn)換并可采用半波片。第一偏振轉(zhuǎn)換器150 可位于第三偏振分光器125和第一偏振分光器155之間的參考光Lll或信號光L12的光路 上。在當(dāng)前實(shí)施例中，第一偏振轉(zhuǎn)換器150位于在第三偏振分光器125和第一偏振分光器 155之間的信號光L12的光路上。由于被第三偏振分光器125分離的信號光L12具有S偏 振，所以信號光L12被第一偏振轉(zhuǎn)換器150轉(zhuǎn)換為P偏振。即，入射到第一偏振分光器155 的參考光Lll和信號光L12具有相同的線偏振分量。當(dāng)半波片用作第一偏振轉(zhuǎn)換器150時， 可通過保持入射光的線偏振方向和半波片的快軸之間為45 °來執(zhí)行P偏振光和S偏振光之 間的轉(zhuǎn)換。例如，第一偏振分光器155將P偏振光保持不變地透射并反射S偏振光。因此，第 一偏振分光器155將從第一光路引導(dǎo)單元入射的參考光Lll和信號光L12保持不變地透 射。然而，如稍后描述的，在記錄模式下從全息信息存儲介質(zhì)300反射的信號光L2或在再現(xiàn) 模式下反射的再現(xiàn)光L6從第一偏振分光器155反射，然后沿信號光L12的光路反向行進(jìn)， 并通過沿參考光Lll的光路反向經(jīng)過以行進(jìn)到第三偏振分光器125。第二偏振轉(zhuǎn)換器165可采用例如有源波片(例如，有源半波片)。由于第二偏振轉(zhuǎn) 換器165與第三偏振轉(zhuǎn)換器120相似，因此將不在此詳細(xì)描述第二偏振轉(zhuǎn)換器165的構(gòu)造。 第二偏振轉(zhuǎn)換器165在記錄模式下用作波片并在再現(xiàn)模式下透射光而不進(jìn)行偏振轉(zhuǎn)換。第 二偏振轉(zhuǎn)換器165位于在記錄模式下信號光L12與參考光Lll相遇之前且在穿過第一偏振 分光器155之后信號光L12的光路上，并轉(zhuǎn)換信號光L12的偏振，使得信號光L12的偏振與 參考光Lll的偏振正交。如稍后描述的，為了檢測信號光L2從全息信息存儲介質(zhì)300反射的一部分信號光 L2，第二偏振轉(zhuǎn)換器165可在記錄模式下留下一個線偏振光的一部分而不使該部分完全轉(zhuǎn) 換為另一正交線偏振光。即，當(dāng)S偏振光在記錄模式下入射時，第二偏振轉(zhuǎn)換器165可留下 S偏振分量的一部分，同時將其余的光從S偏振分量轉(zhuǎn)換為P偏振分量。當(dāng)有源半波片被 用作第二偏振轉(zhuǎn)換器165時，如果入射光的線偏振方向與有源半波片的快軸之間的角度為
11例如28. 5°，則入射光(例如，S偏振光)的偏振方向在S偏振光穿過有源半波片時旋轉(zhuǎn)。 因此，S偏振光被轉(zhuǎn)換為具有主要的P偏振分量和次要的S偏振分量的光。波長選擇分光器160是針對第一光源110的波長(即，用于記錄和再現(xiàn)的光Li) 充當(dāng)簡單的反射鏡并簡單地透射稍后描述的第二光源210的波長(即，伺服光L3)的二向 色鏡。波長選擇分光器160可執(zhí)行使參考光Lll和伺服光L3的光路結(jié)合的作用，這將在稍 后描述。波長選擇分光器160和第三反射鏡170使光路彎折，從而使彼此相交地穿過第一 偏振分光器155的參考光Lll和信號光L12再次彼此相遇。第二偏振分光器175用作針對參考光Lll的波長和信號光L12的波長的偏振分光 器并透射伺服光L3和L4的波長。即，第二偏振分光器175是波長選擇光學(xué)器件。因此，參 考光Lll和信號光L12的利用第二偏振分光器175相遇的光路結(jié)合為一個并被引導(dǎo)到物鏡 190，并且如稍后描述的，伺服光L3和L4透射而不改變它們的路徑。由于第一偏振轉(zhuǎn)換器150和第二偏振轉(zhuǎn)換器165、第一偏振分光器155和第二偏振 分光器175、波長選擇分光器160以及第三反射鏡170 (包括在第二光路引導(dǎo)單元中)是具 有高光學(xué)效率的光學(xué)器件，所以與利用簡單的分光器和半反射鏡鏡的傳統(tǒng)的全息信息記錄 和/或再現(xiàn)設(shè)備相比，根據(jù)本發(fā)明的各方面的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備能夠以高的光 學(xué)效率記錄和/或再現(xiàn)信息。第四反射鏡180使光路彎折，從而由第二偏振分光器175合并的參考光Lll和信 號光L12被引導(dǎo)向物鏡190。對于伺服光L3和L4以及再現(xiàn)光L5和L6，四分之一波片185改變?nèi)肷涞饺⑿畔?存儲介質(zhì)300的光的偏振方向以及從全息信息存儲介質(zhì)300反射的光的偏振方向。即，四 分之一波片185是對于第一光源110和第二光源210均用作波片的雙波長四分之一波片。 被四分之一波片185反射的再現(xiàn)光L6被第三偏振分光器125從用于記錄和再現(xiàn)的光Ll中 分離并可被第一光檢測器200檢測。反射的伺服光L4被伺服光偏振分光器220分離并可 被第二光檢測器240檢測。然而，在記錄模式下從全息信息存儲介質(zhì)300反射的信號光L2 具有與入射的信號光L12的偏振方向相同的偏振方向。因此，反射的信號光L2可通過經(jīng)過 與被第二光路引導(dǎo)單元反射的再現(xiàn)光L6的光路相同的光路而被第一光檢測器200檢測。物鏡190是將參考光Lll和信號光L12、再現(xiàn)光L5或伺服光L3會聚在全息信息存 儲介質(zhì)300的預(yù)定區(qū)域上的透鏡。物鏡190能夠利用第一聚焦控制單元130和第二聚焦控 制單元145改變參考光Lll和信號光L12在全息信息存儲介質(zhì)300上的焦點(diǎn)，并可改變光 學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。物鏡190使得參考光Lll和信號光L12入射到全息信息存儲介質(zhì)300 上，護(hù)額粗參考光Lll聚焦在全息信息存儲介質(zhì)300中的焦點(diǎn)(圖3的F)上，信號光L12由 全息信息存儲介質(zhì)300中的反射層(圖2的340)反射并聚焦在與參考光Lll的焦點(diǎn)F相 同的位置。此外，如稍后描述的，伺服光L3會聚在全息信息存儲介質(zhì)300中的伺服層(圖 6的320)上。第一光檢測器200檢測由全息信息存儲介質(zhì)300反射的信號光L2或再現(xiàn)光L6。 還可在第三偏振分光器125和第一光檢測器200之間包括會聚反射的信號光L2或反射的 再現(xiàn)光L6的會聚透鏡195?，F(xiàn)在將描述伺服光學(xué)系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的各方面，在全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)
12備中使用的全息信息存儲介質(zhì)包括伺服層(圖2的320)以及具有用于讀取記錄在伺服層 320中的伺服信息的光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)頭100。第二光源210發(fā)射伺服光L3并可采用例如發(fā)射紅光的半導(dǎo)體激光二極管。第二 光源210可發(fā)射單方向線偏振光，以在伺服光偏振分光器220中根據(jù)各自的偏振方向來入 照射到全息信息存儲介質(zhì)300的伺服光L3和由全息信息存儲介質(zhì)300反射的伺服光L4分 離。衍射光柵215是將由第二光源210發(fā)射的伺服光L3衍射為第0級衍射光和第+1級或 第-1級衍射光并用于利用推挽法來檢測伺服誤差信號的光學(xué)構(gòu)件。第二準(zhǔn)直透鏡225將 由第二光源210發(fā)射的伺服光L3調(diào)整為平行光。伺服光偏振分光器220可采用例如根據(jù) 光各自的偏振方向來使入射到全息信息存儲介質(zhì)300的伺服光L3與從全息信息存儲介質(zhì) 300反射的伺服光L4分離的偏振分光器。伺服光聚焦控制單元230在全息信息存儲介質(zhì) 300中沿深度方向改變伺服光的焦點(diǎn)并可采用包括多個透鏡231和232的中繼透鏡，其中， 至少一個透鏡231沿光軸方向可移動地被裝配并被驅(qū)動單元(未示出)驅(qū)動。檢測透鏡 235使反射的伺服光L4的光斑適當(dāng)?shù)匦纬稍诘诙鈾z測器240上并可采用例如散光透鏡， 從而可通過散光來檢測聚焦誤差信號。第二光檢測器240包括多個光檢測單元并檢測包含 在全息信息存儲介質(zhì)300中的伺服層(圖2的230)中的伺服信息和伺服誤差信號。上述 伺服光學(xué)系統(tǒng)是利用具有與用于記錄和再現(xiàn)的光的波長不同的波長的伺服光的示例，應(yīng)該 理解的是，本發(fā)明的各方面不限于此。圖2示出了在圖1中示出的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備中裝載的反射全息信息 存儲介質(zhì)300。參照圖2，在全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備中使用的全息信息存儲介質(zhì)300 是反射存儲介質(zhì)，并具有以下結(jié)構(gòu)，其中，順序地層疊基底310、伺服層320、緩沖層330、反 射層340、間隔層350、記錄層360和覆蓋層370。伺服層320是記錄伺服信息并反射伺服光(圖1的L3)的層。緩沖層330可由透 明材料或吸收用于記錄和再現(xiàn)的光的波長的材料形成。雖然在圖2中伺服層320位于反射 層340之下，但是應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的各方面不限于此。如稍后參照圖9描述的，伺服 層320可以在記錄層360上或在記錄層360中。反射層340反射信號光Ll，從而信號光Ll會聚在全息信息存儲介質(zhì)300中的焦點(diǎn) (圖3的F)上。在當(dāng)前實(shí)施例中，反射層340采用由反射具有第一圓偏振的光并透射具有 第二圓偏振的光的材料形成的圓偏振光分離反射層，其中，第一圓偏振方向與第二圓偏振 方向正交。圓偏振光分離反射層可由例如液晶狀態(tài)或硬化狀態(tài)的液晶膜的膽留型液晶來形 成。膽留型液晶具有一定的結(jié)構(gòu)，從而液晶分子的方向以螺旋圖案扭曲，并能夠通過反射與 螺旋圖案對應(yīng)的圓偏振光并透射與螺旋圖案的相反方向?qū)?yīng)的圓偏振光來將信號光Ll分 離為兩個正交的圓偏振光，其中，反射光保持其初始圓偏振態(tài)。此外，反射層340被設(shè)計(jì)為 透射伺服光L3，并透射參考光L3以降低噪聲。間隔層350是確保記錄層360和反射層340之間的空間的層。間隔層350可被用 于去除由于被反射層340散射或反射的部分光導(dǎo)致的噪聲。記錄層360由感光材料(例如， 光聚合物或熱塑性材料)形成，感光材料的折射率在吸收光時改變。覆蓋層370是保護(hù)記 錄層360免受外部影響的層?，F(xiàn)在將參照圖3至圖7描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備的 記錄和/或再現(xiàn)方法。
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首先將描述全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備的記錄模式。圖3是示出在記錄模式下 用于將信號光L12和參考光Lll照射到圖2中示出的全息信息存儲介質(zhì)300上的示意性光 學(xué)構(gòu)造。由于圖3中示出的全息信息存儲介質(zhì)300的每一層與圖2中示出的那些層相似， 因此這里將省略詳細(xì)描述。參照圖3，分別具有P偏振分量和S偏振分量的參考光Lll和信號光L12在沿相 同的光路移動之后通過物鏡190照射到全息信息存儲介質(zhì)300上。在這種情況下，通過第 一和第二光路引導(dǎo)單元來控制會聚和發(fā)散。具體地說，第一聚焦控制單元130和第二聚焦 控制單元145引導(dǎo)參考光Lll和信號光L12，其中，參考光Lll在經(jīng)過覆蓋層370之后立即 會聚在記錄層360中的焦點(diǎn)F上，信號光L12在穿過覆蓋層370和記錄層360并從反射層 340反射之后會聚在記錄層360中的焦點(diǎn)F上。因此，由于參考光Lll和信號光L12的光斑在焦點(diǎn)F彼此相遇，所以圍繞焦點(diǎn)F形 成體式(bulk-type)干涉條紋。由于這些干涉條紋的圖案根據(jù)信號光L12的調(diào)制狀態(tài)或參 考光Lll和信號光L12的調(diào)制狀態(tài)而改變，所以可根據(jù)干涉條紋來記錄信息。干涉條紋可 通過沿同一側(cè)的軌跡記錄來在記錄層360中形成單個信息平面365，或者可通過在沿記錄 層360的深度方向改變焦點(diǎn)的同時形成干涉條紋來將信息記錄在多個平面中。全息信息存 儲介質(zhì)300可利用顯微全息術(shù)法，在顯微全息術(shù)法中，針對每個焦點(diǎn)F的干涉圖案中包含單 比特信息，然而應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的各方面不限于此。例如，全息信息存儲介質(zhì)300可 利用體全息法，在體全息法中，利用由于疊置參考光Ll 1和信號光L12的光斑形成的立體干 涉條紋同時記錄多條信息。參照圖3描述的參考光Lll和信號光L12的描述是針對信號光L12的數(shù)值孔徑與 參考光Lll的數(shù)值孔徑相同的情況的。然而，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的各方面不限于此。如 上所述，可通過利用第一聚焦控制單元130和第二聚焦控制單元145以及物鏡190來控制 光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。因此，根據(jù)其它方面，物鏡190對于參考光Lll的數(shù)值孔徑可與對于 信號光L12的數(shù)值孔徑不同。圖4是當(dāng)對于信號光L12的數(shù)值孔徑小于對于參考光Lll的數(shù)值孔徑時，用于將 參考光Lll和信號光L12照射到圖2中示出的全息信息存儲介質(zhì)300上的示意性光學(xué)構(gòu)造。 由于圖4中的標(biāo)號與圖3中的標(biāo)號相同，所以在此省略對圖4的組件的詳細(xì)描述。參照圖4，由于物鏡190對于信號光L12的數(shù)值孔徑相對較小，所以在相同的光束 寬度的情況下，信號光L12的焦距相對較長。因此，在信號光L12從反射層340反射之后， 信號光L12的光斑形成在焦點(diǎn)F上。然而，由于物鏡190對于參考光Lll的數(shù)值孔徑相對 較大，所以在相同的光束寬度的情況下，參考光Lll的焦距相對較短。因此，參考光Lll的 光斑直接形成在焦點(diǎn)F上。通過形成如上所述的光學(xué)構(gòu)造，可獲得至少對于信號光L12具有較小的數(shù)值孔徑 的光學(xué)系統(tǒng)。因此，在光學(xué)裝置的設(shè)計(jì)中允許的偏差或在光學(xué)頭的制造工藝中的組裝公差 的情況下可獲得余量。圖5示出了照射到圖2中示出的全息信息存儲介質(zhì)300上的信號光L12和參考光 Lll的偏振態(tài)。參照圖5，具有不同的線偏振分量的參考光Lll和信號光L12入射到四分之 一波片185。例如，參考光Lll以P偏振態(tài)入射到四分之一波片185，信號光L12以S偏振 態(tài)入射到四分之一波片185。四分之一波片185是將線偏振光轉(zhuǎn)換為圓偏振光以及將圓偏
14振光轉(zhuǎn)換為線偏振光的光學(xué)構(gòu)件。根據(jù)偏振態(tài)，信號光L12的偏振在穿過四分之一波片185 之后被轉(zhuǎn)換為左旋圓偏振L，參考光Lll的偏振在穿過四分之一波片185之后被轉(zhuǎn)換為右旋 圓偏振R。具有左旋圓偏振L的信號光L12通過由反射層340不變地反射而保持其初始偏 振態(tài)。反射的具有左旋圓偏振L的信號光L2聚焦在信息平面365中。然而，具有右旋圓偏 振R的參考光Lll在穿過覆蓋層370之后立即直接在信息平面365上聚焦。由于反射的信 號光L2和參考光Lll在信息平面365中沿相反方向相遇并具有相反的圓偏振方向，所以反 射的信號光L2的電場矢量沿與參考光Lll的電場矢量的方向相同的方向旋轉(zhuǎn)，因此，在信 息平面365中出現(xiàn)干涉。這種干涉使得信息被記錄在由感光材料制成的記錄層360上。從反射層340反射的信號光L2在焦點(diǎn)F處形成干涉條紋并經(jīng)由覆蓋層370繼續(xù) 前進(jìn)至全息信息存儲介質(zhì)300的外部。由于反射的信號光L2保持左旋圓偏振態(tài)L，所以反 射的信號光L2在穿過四分之一波片185之后被轉(zhuǎn)換為S偏振光。參照圖1，作為S偏振光的反射的信號光L2從第二偏振分光器175反射并穿過第 二偏振轉(zhuǎn)換器165。由于第二偏振轉(zhuǎn)換器165在記錄模式下是有源的，所以反射的信號光 L2被偏振轉(zhuǎn)換。如上所述，當(dāng)在記錄模式下S偏振光入射到第二偏振轉(zhuǎn)換器165時，第二 偏振轉(zhuǎn)換器165留下S偏振分量的一部分不轉(zhuǎn)換，同時將剩余的S偏振分量轉(zhuǎn)換為P偏振 分量。具有一部分S偏振分量的反射的信號光L2從第一偏振分光器155反射并沿參考光 Lll的光路反向移動。即，從第一偏振分光器155反射的具有S偏振分量的信號光L2在穿 過第一反射鏡135和第一聚焦控制單元130之后入射到第三偏振分光器125。在當(dāng)前實(shí)施 例中，由于第三偏振分光器125反射S偏振光，所以沿參考光Lll的光路反向移動并入射到 第三偏振分光器125的信號光L2繼續(xù)進(jìn)入第一光檢測器200。如上所述，在記錄模式下被第一光檢測器檢測的信號光L2上的信息可用于聚焦 伺服，從而通過控制第一聚焦控制單元130和第二聚焦控制單元145來將參考光Lll和信 號光L12聚焦在全息信息存儲介質(zhì)300中的信息平面365上?，F(xiàn)在將參照圖6描述根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備的伺服信息 檢測。圖6示出了照射圖2中示出的全息信息存儲介質(zhì)上并從其上反射的伺服光。由于圖 6中示出的全息信息存儲介質(zhì)300的各個層與圖2中示出的各個層相似，所以將在此省略詳 細(xì)描述。參照圖6，單方向線偏振光(例如，作為P偏振光的伺服光L3)經(jīng)由四分之一波片 185和物鏡190入射到全息信息存儲介質(zhì)300。伺服光L3在穿過四分之一波片185時被從 P偏振光轉(zhuǎn)換為左旋圓偏振光。入射到全息信息存儲介質(zhì)300的伺服光L3從伺服層320反 射。在這種情況下，由于伺服光L3的偏振矢量的旋轉(zhuǎn)方向不改變而光的方向變?yōu)榉捶较颍?所以左旋圓偏振光被轉(zhuǎn)換為右旋圓偏振光。反射的伺服光L4在穿過四分之一波片185時 被轉(zhuǎn)換為S偏振光，并沿入射的伺服光L3的光路反向移動。參照回圖1，反射的伺服光L4 穿過第二偏振分光器175和波長選擇分光器160而不改變光路，在穿過伺服光聚焦控制單 元230和第二準(zhǔn)直透鏡225之后從伺服光偏振分光器220反射并被第二光檢測器240檢測。 由于在全息信息存儲介質(zhì)300的伺服層320中包含了關(guān)于軌道的信息，所以可通過讀取包 含在伺服層320中的伺服信息來執(zhí)行用體式干涉條紋記錄的記錄標(biāo)志的尋軌?，F(xiàn)在將參照圖7描述根據(jù)的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備的再現(xiàn)模式。圖7示出 了照射到圖2中示出的全息信息存儲介質(zhì)300上的再現(xiàn)光的偏振態(tài)。
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參照圖7，具有與參考光Lll的偏振方向相同的偏振方向的再現(xiàn)光L5照射在全息 信息存儲介質(zhì)300上用于再現(xiàn)。在這種情況下，由于第三偏振轉(zhuǎn)換器120不執(zhí)行偏振轉(zhuǎn)換 操作，所以再現(xiàn)光L5以與參考光Lll的偏振方向相同的偏振方向(例如，P偏振方向)被引 導(dǎo)到全息信息存儲介質(zhì)300。通過利用位于再現(xiàn)光L5的光路上的第一聚焦控制單元130， 再現(xiàn)光L5的焦點(diǎn)可形成在全息信息存儲介質(zhì)300的期望的信息平面365中。作為P偏振 光的再現(xiàn)光L5被四分之一波片185轉(zhuǎn)換為右旋圓偏振光R并經(jīng)由物鏡190入射到全息信 息存儲介質(zhì)300。聚焦在信息平面165上的再現(xiàn)光L5從具有包含在干涉條紋中的信息的 信息平面365反射，所述干涉條紋形成在信息平面365上。S卩，以右旋圓偏振態(tài)入射的再現(xiàn) 光從其上記錄有信息的信息平面365衍射(S卩，反射)。由于從信息平面365反射的再現(xiàn) 光L6的方向改變而電場矢量的旋轉(zhuǎn)方向未改變，所以反射的再現(xiàn)光L6變?yōu)樽笮龍A偏振態(tài)。 作為左旋圓偏振光L的反射的再現(xiàn)光L6被四分之一波片185轉(zhuǎn)換為S偏振光并沿入射的 再現(xiàn)光L5的光路反向移動。如上所述，反射的再現(xiàn)光L6從第三偏振分光器125反射并被 第一光檢測器200檢測。圖8是通過修改根據(jù)上述實(shí)施例的第二光路引導(dǎo)單元獲得的示例，并且圖8示出 了在圖1中示出的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備的區(qū)域A中包括的光學(xué)器件結(jié)合為一體的 構(gòu)造。參照圖8，第一偏振分光器251和第二偏振分光器265以及波長選擇分光器261是立 方分光器，第三反射鏡225可包括立方棱鏡。第一偏振分光器251和第三反射鏡255通過 結(jié)合為一體地包括在第一光學(xué)器件250中。相似地，第二偏振分光器265和波長選擇分光 器261通過結(jié)合為一體地包括在第二光學(xué)器件260中。第二偏振轉(zhuǎn)換器165可設(shè)置在第三 反射鏡255和第二偏振分光器265之間。圖9是根據(jù)如上所述的實(shí)施例的第二光路引導(dǎo)單元的另一示例，并且圖9示出了 通過使在圖1中示出的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備的區(qū)域A中包括的光學(xué)器件結(jié)合為一 體而獲得的光學(xué)器件270。第一偏振分光器271和第二偏振分光器281以及波長選擇分光 器279是立方分光器，第三反射鏡273可包括立方棱鏡。第二偏振轉(zhuǎn)換器275是有源半波 片并可位于第三反射鏡273和第二偏振分光器281之間。通過在第一偏振分光器271和波 長選擇分光器279之間設(shè)置具有與第二偏振轉(zhuǎn)換器275的厚度相同的厚度的透明片277，可 補(bǔ)償由第三反射鏡273和第二偏振分光器281之間的偏振轉(zhuǎn)換器275導(dǎo)致的厚度差。參照圖8和圖9描述的修改僅僅是示例，根據(jù)本發(fā)明的其它方面，可提供其它各種 修改。例如，參照回圖1，第一偏振分光器155和波長選擇分光器160可結(jié)合為一體，和/或 第三反射鏡170和第二偏振分光器175可結(jié)合為一體。這種組件結(jié)合為一體的光學(xué)構(gòu)造可 減小光學(xué)部件的安裝空間。在圖8和圖9中，參考光L11、信號光L12和L2、伺服光L3和L4 以及再現(xiàn)光L5和L6的光路與參照圖1描述的光路相同。圖10是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備的示意性光學(xué)構(gòu) 造。參照圖10，全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備在全息信息存儲介質(zhì)600上記錄信息并再現(xiàn) 記錄的信息。此外，全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備包括電路(未示出)和光學(xué)頭400，所述 光學(xué)頭400將光照射到全息信息存儲介質(zhì)600的單側(cè)上并接收照射的光。光學(xué)頭400包括 第一光源410、第四偏振分光器415、第一準(zhǔn)直透鏡420、第三偏振轉(zhuǎn)換器425、第三偏振分 光器430、第一聚焦控制單元435和第二聚焦控制單元450、第一反射鏡440和第二反射鏡 445、第一偏振轉(zhuǎn)換器455和第二偏振轉(zhuǎn)換器470、第一偏振分光器460和第二偏振分光器
16480、波長選擇分光器465、第三反射鏡475、第四偏振轉(zhuǎn)換器485、第四反射鏡490、四分之一 波片495、物鏡500、第一光檢測器510和第二光檢測器520、會聚透鏡505和第一光檢測透 鏡515。為了讀取伺服信息，光學(xué)頭400還可包括伺服光學(xué)系統(tǒng)，伺服光學(xué)系統(tǒng)包括第二光 源530、衍射光柵535、伺服光偏振分光器540、第二準(zhǔn)直透鏡545、伺服光聚焦控制單元550、 第二檢測透鏡555和第三光檢測器560。在圖10中，粗實(shí)線表示從第一光源410發(fā)射到全息信息存儲介質(zhì)600的參考光 Lll或再現(xiàn)光L5，長短交替的粗虛線表示從第一光源410發(fā)射到全息信息存儲介質(zhì)600的 信號光L12，粗虛線表示從全息信息存儲介質(zhì)600反射到第二光檢測器520的反射信號光 L2，長短短交替的粗虛線表示從全息信息存儲介質(zhì)600反射到第一光檢測器510的反射再 現(xiàn)光L6，細(xì)實(shí)線表示從第二光源530發(fā)射到全息信息存儲介質(zhì)600的伺服光L3，細(xì)虛線表 示從全息信息存儲介質(zhì)600反射到第三光檢測器560的反射伺服光L4。與參照圖1描述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備的光學(xué)構(gòu)件相似的根據(jù)當(dāng)前實(shí)施 例的光學(xué)構(gòu)件將比如上參照圖1的描述不詳細(xì)地描述。第一光源410、第四偏振分光器415、第一準(zhǔn)直透鏡420和第三偏振轉(zhuǎn)換器425包 括在第一光源單元中，第一光源單元在記錄模式下發(fā)射參考光Lll和信號光L12，在再現(xiàn)模 式下發(fā)射再現(xiàn)光L5。第一光源410根據(jù)將要記錄的信息發(fā)射在記錄模式下具有調(diào)制的單方向線偏振 且在再現(xiàn)模式下具有非調(diào)制的單方向線偏振的用于記錄和再現(xiàn)的光Li。例如，第一光源 410可采用發(fā)射藍(lán)光的半導(dǎo)體激光二極管。第四偏振分光器415具有單方向線偏振的光Ll保持不變地透射并反射具有與光 Ll的偏振正交的線偏振的光。如稍后描述的，由于在記錄模式下從全息信息存儲介質(zhì)600 反射的信號光L2的偏振與在相同的光路上的用于記錄和再現(xiàn)的光Ll的偏振正交，所以反 射的信號光L2被反射到第二光檢測器520。例如，當(dāng)?shù)谝还庠?10發(fā)射作為P偏振光的用 于記錄和再現(xiàn)的光Ll時，從全息信息存儲介質(zhì)600反射的信號光L2具有S偏振。因此，反 射的信號光L2從第四偏振分光器415反射到第二光檢測器520。第三偏振轉(zhuǎn)換器425的光學(xué)發(fā)射表面被分為在其中心的第一偏振轉(zhuǎn)換區(qū)425a和 圍繞中心的第一透明區(qū)425b。第一偏振轉(zhuǎn)換區(qū)425a在記錄模式下將由第一光源410發(fā)射 的P偏振光偏振轉(zhuǎn)換為S偏振光，并在再現(xiàn)模式下傳送由第一光源410發(fā)射的P偏振光而不 進(jìn)行偏振轉(zhuǎn)換。第一透明區(qū)425b傳送由第一光源410發(fā)射的P偏振光而不進(jìn)行偏振轉(zhuǎn)換 而無論是記錄模式或再現(xiàn)模式。因此，在用于記錄和再現(xiàn)的光Ll穿過第三偏振轉(zhuǎn)換器425 時，用于記錄和再現(xiàn)的光Ll被分為通過穿過偏振轉(zhuǎn)換區(qū)425a而被偏振轉(zhuǎn)換的信號光L12 和穿過第一透明區(qū)425b而未進(jìn)行偏振轉(zhuǎn)換的參考光L11。雖然在圖10中參考光Lll看來 似乎是穿過了偏振轉(zhuǎn)換區(qū)425a，但是這只是為了方便繪圖而不表示參考光Lll穿過偏振轉(zhuǎn) 換區(qū)425a。雖然在當(dāng)前實(shí)施例中偏振轉(zhuǎn)換區(qū)425a在中心并且第一透明區(qū)425b在周圍區(qū)域 中，但是應(yīng)該理解的是，本發(fā)明各方面不限于此。即，根據(jù)其他方面，偏振轉(zhuǎn)換區(qū)425a在周 圍區(qū)域中并且第一透明區(qū)425b在中心。第三偏振分光器430、第一聚焦控制單元435和第二聚焦控制單元450、第一反射 鏡440和第二反射鏡445包括在第一光路引導(dǎo)單元中，第一光路引導(dǎo)單元引導(dǎo)參考光Lll
17和信號光L12，使得參考光Lll和信號光L12在經(jīng)過不同的光路之后彼此相交。由于包括 在第一光路引導(dǎo)單元中的光學(xué)器件與參照圖1描述的光學(xué)器件相似，因此在此將不描述它 們。然而，與參照圖1描述的不同，由于雖然反射的信號光L2通過沿參考光Lll的光路反 向移動而被從第一偏振分光器460引導(dǎo)到第三偏振分光器430，但是由于反射的信號光L2 的偏振方向與參考光Ll 1的偏振方向相同，所以反射的信號光L2穿過第三偏振分光器430， 因此第一光檢測器510不檢測反射的信號光L2。第一偏振轉(zhuǎn)換器455和第二偏振轉(zhuǎn)換器470、第一偏振分光器460和第二偏振分光 器480、波長選擇分光器465以及第三反射鏡475包括在第二光路引導(dǎo)單元中。這些包括在 第二光路引導(dǎo)單元中的光學(xué)器件與參照圖1描述的光學(xué)器件相似。此外，與參照圖8和圖 9描述的修改示例相似，包括在第二光路引導(dǎo)單元中的光學(xué)器件可結(jié)合為一體。例如，第二 偏振轉(zhuǎn)換器470、第一偏振分光器460和第二偏振分光器480、波長選擇分光器465和/或 第三反射鏡475可結(jié)合為一體以作為單個光學(xué)部件(例如參照圖9描述的修改示例)。反射的信號光L2的光路或反射的再現(xiàn)光L6的光路與參照圖1中描述的光路不 同，這將在稍后描述。第四偏振轉(zhuǎn)換器485位于第二偏振分光器480和第四反射鏡490之間。第四偏振 轉(zhuǎn)換器485與第三偏振轉(zhuǎn)換器425對應(yīng)，第四偏振轉(zhuǎn)換器485的光學(xué)發(fā)射表面被分為在中 心的第二偏振轉(zhuǎn)換區(qū)485a和圍繞中心的第二透明區(qū)485b。第二偏振轉(zhuǎn)換區(qū)485a在記錄模 式下將P偏振光偏振轉(zhuǎn)換為S偏振光并將S偏振光偏振轉(zhuǎn)換為P偏振光，并在再現(xiàn)模式下 傳輸光而不進(jìn)行偏振轉(zhuǎn)換。由于穿過光通量的中心的信號光L12或穿過光通量的中心周圍 的參考光Lll即使在光穿過第一光路引導(dǎo)單元和第二光路引導(dǎo)單元的情況下也保持空間 分布，所以信號光L12穿過第二偏振轉(zhuǎn)換區(qū)485a，參考光Lll穿過第二透明區(qū)485b。此外， 穿過第二偏振轉(zhuǎn)換區(qū)485a的信號光L12被偏振轉(zhuǎn)換，穿過第二透明區(qū)485b的參考光Lll 未被偏振轉(zhuǎn)換。如上所述，分別對應(yīng)于擴(kuò)張光通量和收縮光通量的參考光Lll和信號光L12照射 到全息信息存儲介質(zhì)600上。雖然當(dāng)前實(shí)施例提供了與第三偏振轉(zhuǎn)換器425對應(yīng)的第四偏 振轉(zhuǎn)換器485，使得第二偏振轉(zhuǎn)換區(qū)485a處于中心區(qū)域并且第二透明區(qū)485b處于周圍區(qū) 域，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的各方面不限于此。第一光檢測器510檢測從全息信息存儲介質(zhì)600反射的再現(xiàn)光L6。還可在第三偏 振分光器430和第一光檢測器510之間包括用于會聚反射的再現(xiàn)光L6的會聚透鏡505。第二光檢測器520檢測從全息信息存儲介質(zhì)600反射的信號光L2。還可在第四偏 振分光器415和第二光檢測器520之間包括用于將反射的信號光L2的光斑適當(dāng)?shù)貢墼?第二光檢測器520上的第一檢測透鏡515。由于伺服光系統(tǒng)的每個組件與參照圖1描述的組件相似，所以在此將不描述伺服 光系統(tǒng)。圖11示出了在圖10中示出的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備中裝載的反射全息 信息存儲介質(zhì)。參照圖11，全息信息存儲介質(zhì)600是反射存儲介質(zhì)并具有順序?qū)盈B的基底 610、反射層620、間隔層630、記錄層640、伺服層650和覆蓋層660的結(jié)構(gòu)。根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的全息信息存儲介質(zhì)600具有與參照圖2描述的全息信息存儲介 質(zhì)300不同的反射層620的特性以及不同的伺服層650的位置。伺服層650的位置不限于
18如參照圖2描述的在反射層620上方的位置，并可根據(jù)其它方面位于另一位置。反射層620包括普通反射膜材料。此外，與圖2中示出的全息信息存儲介質(zhì)300 的反射層340不同，當(dāng)作為圓偏振光的入射光從反射層620反射時，圓偏振光的偏振方向改 變。將參照圖12至圖14描述記錄模式下、伺服過程中和再現(xiàn)模式下的偏振態(tài)?，F(xiàn)在將參照圖12描述入射到全息信息存儲介質(zhì)600的信號光L12和參考光Lll的 偏振態(tài)。參照圖12，具有相同線偏振的參考光Lll和信號光L12入射到四分之一波片495。 例如，參考光Lll和信號光L12以P偏振態(tài)入射到四分之一波片495。在參考光Lll和信號 光L12穿過四分之一波片495時，參考光Lll和信號光L12的偏振態(tài)變?yōu)橛倚龍A偏振R。當(dāng)具有右旋圓偏振R的信號光L12從反射層620反射時，信號光L12被轉(zhuǎn)換為左 旋圓偏振L。具有左旋圓偏振L的反射的信號光L2聚焦在信息平面665上。然而，具有右 旋圓偏振R的參考光Lll在穿過覆蓋層660之后立即直接聚焦在信息平面665上。由于在 信息平面665中相遇的反射的信號光L2和參考光Lll沿相反方向移動并具有相反的圓偏 振方向，所以在信息平面665中發(fā)生干涉。這種干涉使得信息被記錄在包含感光材料的記 錄層640上。從反射層620反射的信號光L2在焦點(diǎn)F形成干涉條紋并經(jīng)由覆蓋層660繼續(xù)前 進(jìn)至全息信息存儲介質(zhì)600的外部。由于反射的信號光L2保持左旋圓偏振態(tài)L，所以反射 的信號光L2在穿過四分之一波片495之后被轉(zhuǎn)換為S偏振光。參照回圖10，S偏振的反射的信號光L2穿過第四偏振轉(zhuǎn)換器485。由于位于光通 量的中心區(qū)域的反射的信號光L2即使被反射也保持其狀態(tài)，所以反射的信號光L2在穿過 第四偏振轉(zhuǎn)換器485的第二偏振轉(zhuǎn)換區(qū)485a之后被偏振轉(zhuǎn)換為P偏振光。因此，反射的信 號光L2保持不變地穿過第二偏振分光器480并沿參考光Lll的光路反向移動。即，反射的 信號光L2在穿過第四偏振轉(zhuǎn)換器485的第二偏振轉(zhuǎn)換區(qū)485a、第二偏振分光器480、第一 反射鏡440、第一聚焦控制單元435、第三偏振分光器430、第三偏振轉(zhuǎn)換器425的第一偏振 轉(zhuǎn)換區(qū)425a以及第一準(zhǔn)直透鏡420之后入射到第四偏振分光器415。在這種情況下，由于 反射的信號光L2被第三偏振轉(zhuǎn)換器425的第一偏振轉(zhuǎn)換區(qū)425a偏振轉(zhuǎn)換為S偏振光，所 以反射的信號光L2從第四偏振分光器415反射并被引導(dǎo)到第二光檢測器520。如上所述， 在記錄模式下被第二光檢測器520檢測的反射信號光L2上的信息可用于聚焦伺服，從而通 過控制第一聚焦控制單元435和第二聚焦控制單元450來將參考光Lll和信號光L12聚焦 在全息信息存儲介質(zhì)600中的信息平面665上。現(xiàn)在將參照圖13描述根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備的伺服信 息檢測。圖13示出了入射到圖11中示出的全息信息存儲介質(zhì)600上的伺服光L3和L4。 在圖13中，由于全息信息存儲介質(zhì)600的每個層與圖11中示出的層相似，所以在此將不描 述這些層。參照圖13，單方向偏振光(例如，P偏振的伺服光L3)在穿過四分之一波片495和 物鏡500之后入射到全息信息存儲介質(zhì)600。伺服光L3被四分之一波片495從P偏振光轉(zhuǎn) 換為左旋圓偏振光。入射到全息信息存儲介質(zhì)600的伺服光L3從伺服層650反射。在這 種情況下，由于伺服光L3的偏振矢量選擇方向不變而光的移動方向與初始方向相反，所以 左旋圓偏振光被轉(zhuǎn)換為右旋圓偏振光。反射的伺服光L4被四分之一波片495轉(zhuǎn)換為S偏 振光并沿伺服光L3的光路反向移動。參照回圖10，反射的伺服光L4穿過第二偏振分光器
19480和波長選擇分光器465而不改變光路，穿過伺服光聚焦控制單元550和第二準(zhǔn)直透鏡 545，從伺服光偏振分光器540并被第二光檢測器560檢測。檢測的伺服信息被光學(xué)頭400 利用以在記錄或再現(xiàn)模式下執(zhí)行尋軌?，F(xiàn)在將參照圖14描述根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備的再現(xiàn)模 式。圖14示出了入射到圖11中示出的全息信息存儲介質(zhì)600的再現(xiàn)光L5和L6的偏振態(tài)。參照圖14，為了再現(xiàn)，將具有與參考光Lll的偏振方向相同的偏振方向的再現(xiàn)光 L5照射到全息信息存儲介質(zhì)600。在這種情況下，由于第三偏振轉(zhuǎn)換器425和第四偏振轉(zhuǎn) 換器485不執(zhí)行偏振轉(zhuǎn)換操作，所以再現(xiàn)光L5以與參考光Lll的偏振方向相同的偏振方向 (例如，P偏振方向)被引導(dǎo)到全息信息存儲介質(zhì)600。再現(xiàn)光L5的P偏振被四分之一波 片495轉(zhuǎn)換為右旋圓偏振R，并經(jīng)由物鏡500入射到全息信息存儲介質(zhì)600。聚焦在信息平 面665上的再現(xiàn)光L5從具有形成在信息平面665上的干涉條紋上的信息的信息平面665 反射。即，以右旋圓偏振態(tài)入射的再現(xiàn)光L5由于干涉條紋而從記錄有信息的信息平面665 被衍射(即，反射)，并被引導(dǎo)到物鏡500。由于只有從信息平面665反射的再現(xiàn)光L6的方 位改變而電場矢量的旋轉(zhuǎn)方向未改變，所以反射的再現(xiàn)光L6變?yōu)樽笮龍A偏振態(tài)。具有左旋 圓偏振L的反射的再現(xiàn)光L6被四分之一波片495轉(zhuǎn)換為S偏振光，從第二偏振分光器480 反射，穿過第三反射鏡475、第二偏振轉(zhuǎn)換器470、第一偏振分光器460、第一反射鏡440和 第一聚焦控制單元435，并被引導(dǎo)到第三偏振分光器430。如上所述，從全息信息存儲介質(zhì) 600反射的再現(xiàn)光L6從第三偏振分光器430反射并被第一光檢測器510檢測。已經(jīng)參照如上所述的實(shí)施例描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的全息信息記錄和/或 再現(xiàn)設(shè)備。在上述實(shí)施例中，雖然參考光和再現(xiàn)光具有P偏振光且信號光具有S偏振光，但 是應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的各方面不限于此，根據(jù)其它方面，偏振態(tài)可以相反。此外，在上述 實(shí)施例中，雖然全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備執(zhí)行記錄和再現(xiàn)，但是本發(fā)明的各方面可僅 用于記錄或僅用于再現(xiàn)。此外，在上述實(shí)施例中，雖然伺服光的波長與用于記錄和再現(xiàn)的光 的波長不同，但是本發(fā)明的各方面不限于此。例如，本發(fā)明的其它方面甚至可以應(yīng)用從用于 記錄或再現(xiàn)的光提取的伺服信息和伺服誤差信號。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的各方面，通過使信號光和參考光入射在全息信息存儲介 質(zhì)的單側(cè)上，可降低光學(xué)系統(tǒng)的復(fù)雜度，并可提高光學(xué)系統(tǒng)的效率。雖然已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的一些實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在 不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可以在實(shí)施例中進(jìn)行改變，本發(fā)明的范圍在權(quán)利要 求書及其等同物中限定。
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權(quán)利要求
一種用于將信息記錄到全息信息存儲介質(zhì)和/或從全息信息存儲介質(zhì)再現(xiàn)信息的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，所述全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備包括第一光源單元，在記錄模式下發(fā)射參考光和信號光，參考光和信號光均是線偏振光并彼此正交；第一光路引導(dǎo)單元，引導(dǎo)由第一光源單元發(fā)射的參考光和信號光，使得參考光和信號光在經(jīng)過不同的光路之后在第一交叉點(diǎn)彼此相交；第二光路引導(dǎo)單元，包括第一偏振轉(zhuǎn)換器，位于參考光或信號光的在第一交叉點(diǎn)之前的光路上；第一偏振分光器，位于參考光和信號光的第一交叉點(diǎn)處；至少一個第一光路轉(zhuǎn)換器，引導(dǎo)參考光和/或信號光，使得參考光和信號光在第一交叉點(diǎn)之后的第二交叉點(diǎn)再次相交；第二偏振轉(zhuǎn)換器，位于信號光的穿過第一偏振分光器之后且在第二交叉點(diǎn)之前的光路上；第二偏振分光器，位于第二交叉點(diǎn)處，以使參考光和信號光的光路結(jié)合；物鏡單元，將穿過第二偏振分光器的參考光和信號光照射到全息信息存儲介質(zhì)的單側(cè)上。
2.如權(quán)利要求1所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，第一偏振轉(zhuǎn)換器位于信號 光的在第一交叉點(diǎn)之前的光路上，并將信號光的偏振方向轉(zhuǎn)換為正交方向。
3.如權(quán)利要求1所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，第一偏振轉(zhuǎn)換器是半波片。
4.如權(quán)利要求1所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，第二偏振轉(zhuǎn)換器在記錄模 式下將信號光的偏振方向轉(zhuǎn)換為正交方向并在再現(xiàn)模式下傳送再現(xiàn)光而不進(jìn)行偏振轉(zhuǎn)換。
5.如權(quán)利要求1所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，第二偏振轉(zhuǎn)換器是有源半 波片。
6.如權(quán)利要求1所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，第一偏振轉(zhuǎn)換器、第二偏 振轉(zhuǎn)換器、第一偏振分光器、第二偏振分光器、所述至少一個第一光路轉(zhuǎn)換器和/或第二偏 振轉(zhuǎn)換器結(jié)合為一體。
7.如權(quán)利要求6所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中 第一偏振分光器和第二偏振分光器是立方偏振分光器；所述至少一個第一光路轉(zhuǎn)換器包括轉(zhuǎn)換信號光的光路的第一立方棱鏡和轉(zhuǎn)換參考光 的光路的第二立方棱鏡。
8.如權(quán)利要求7所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中 第一偏振分光器和第一立方棱鏡結(jié)合為一體；第二偏振分光器和第二立方棱鏡結(jié)合為一體； 第二偏振轉(zhuǎn)換器位于第一立方棱鏡和第二偏振分光器之間。
9.如權(quán)利要求8所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中 第二偏振轉(zhuǎn)換器是有源半波片；第二光路引導(dǎo)單元還包括具有與第二偏振轉(zhuǎn)換器的厚度相同的厚度且位于第一偏振 分光器和第二立方棱鏡之間的透明片；第一偏振分光器、第二偏振分光器、第一立方棱鏡、第二立方棱鏡、第二偏振轉(zhuǎn)換器和 透明片結(jié)合為一體。
10.如權(quán)利要求1所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，所述設(shè)備還包括2第一聚焦控制單元，位于參考光的在第一光源單元和物鏡單元之間的光路上，以控制 照射到全息信息存儲介質(zhì)上的參考光的聚焦深度；第二聚焦控制單元，位于信號光的在第一光源單元和物鏡單元之間的光路上，以控制 照射到全息信息存儲介質(zhì)上的信號光的聚焦深度。
11.如權(quán)利要求10所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，第一聚焦控制單元和第 二聚焦控制單元是有源中繼透鏡，在所述第一聚焦控制單元和第二聚焦控制單元中，至少 一個透鏡沿光軸方向被驅(qū)動。
12.如權(quán)利要求1所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，所述設(shè)備還包括伺服光學(xué)系 統(tǒng)，以讀取記錄在全息信息存儲介質(zhì)上的伺服信息。
13.如權(quán)利要求12所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，伺服光學(xué)系統(tǒng)包括第二光源單元，發(fā)射作為線偏振光且具有與第一光源的光的波長不同的波長的伺服光；伺服光偏振分光器，將由第二光源單元發(fā)射的伺服光和從全息信息存儲介質(zhì)反射的伺 服光分離至不同的光路；伺服光檢測器，檢測從全息信息存儲介質(zhì)反射并被伺服光偏振分光器分離的伺服光。
14.如權(quán)利要求13所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中所述至少一個第一光路轉(zhuǎn)換器包括波長選擇分光器，以使參考光或信號光的在第一偏 振分光器之后的光路以及由第二光源單元發(fā)射的伺服光的光路結(jié)合；第二偏振分光器具有波長選擇性，從而透射或反射伺服光。
15.如權(quán)利要求13所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，伺服光學(xué)系統(tǒng)還包括伺 服光聚焦控制單元，以控制伺服光在全息信息存儲介質(zhì)中的聚焦深度。
16.如權(quán)利要求1所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，物鏡單元對于信號光的 數(shù)值孔徑和對于參考光的數(shù)值孔徑相同。
17.如權(quán)利要求1所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，物鏡單元對于信號光的 數(shù)值孔徑小于物鏡單元對于參考光的數(shù)值孔徑。
18.如權(quán)利要求1所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，信息在焦點(diǎn)上記錄為單 比特。
19.如權(quán)利要求1所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，物鏡單元包括四分之一波片，將參考光和信號光偏振轉(zhuǎn)換為彼此正交偏振；物鏡，通過直接將參考光聚焦在全息信息存儲介質(zhì)的焦點(diǎn)上、從全息信息存儲介質(zhì)的 反射層反射信號光而不進(jìn)行偏振轉(zhuǎn)換以及將反射的信號光聚焦在參考光的焦點(diǎn)上，來使信 息通過沿全息信息存儲介質(zhì)的深度方向圍繞焦點(diǎn)形成的干涉條紋記錄。
20.如權(quán)利要求19所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，第一光源單元包括第一光源，發(fā)射光；第三偏振轉(zhuǎn)換器，根據(jù)記錄模式或再現(xiàn)模式來對發(fā)射的光進(jìn)行偏振轉(zhuǎn)換。
21.如權(quán)利要求20所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，第三偏振轉(zhuǎn)換器在記錄 模式下將發(fā)射的光偏振轉(zhuǎn)換為彼此正交的兩個線性偏振分量，并在再現(xiàn)模式下將發(fā)射的光 偏振轉(zhuǎn)換為與參考光的偏振方向相同的偏振方向。
22.如權(quán)利要求20所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中第一光源發(fā)射具有與參考光的偏振方向相同的偏振方向的光； 第三偏振轉(zhuǎn)換器在記錄模式下將發(fā)射的光偏振轉(zhuǎn)換為具有兩個正交線偏振分量，并在 再現(xiàn)模式下透射入射的光而不進(jìn)行偏振轉(zhuǎn)換。
23.如權(quán)利要求22所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，第三偏振轉(zhuǎn)換器是有源 半波片。
24.如權(quán)利要求19所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，第一光路引導(dǎo)單元包括第三偏振分光器，分離信號光和參考光；至少一個第二光路轉(zhuǎn)換器，將分離的信號光和參考光引導(dǎo)為彼此相交。
25.如權(quán)利要求19所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，所述設(shè)備還包括檢測在再現(xiàn) 模式下從全息信息存儲介質(zhì)反射的再現(xiàn)光的第一光檢測器。
26.如權(quán)利要求25所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，第一光路引導(dǎo)單元包括第三偏振分光器，在記錄模式下分離信號光和參考光，在再現(xiàn)模式下將從全息信息存 儲介質(zhì)反射的再現(xiàn)光沿參考光的光路反射至第一光檢測器；至少一個第二光路轉(zhuǎn)換器，在記錄模式下將分離的信號光和參考光引導(dǎo)為彼此相交， 在再現(xiàn)模式下將從全息信息存儲介質(zhì)反射的再現(xiàn)光沿參考光的光路反向移動至第三偏振 分光器。
27.如權(quán)利要求25所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，第二偏振轉(zhuǎn)換器在記錄 模式下偏振轉(zhuǎn)換從全息信息存儲介質(zhì)反射的信號光，從而反射的信號光包括一部分，所述 一部分具有在相同的光路上的參考光的偏振分量，并使得反射的信號光沿參考光的光路反 向移動，以被第一光檢測器檢測。
28.如權(quán)利要求1所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，物鏡單元包括 第四偏振轉(zhuǎn)換器，將參考光和信號光偏振轉(zhuǎn)換為沿相同的偏振方向的線偏振光； 四分之一波片，將參考光和信號光偏振轉(zhuǎn)換為相同方向的圓偏振光；物鏡，通過直接將參考光聚焦在全息信息存儲介質(zhì)的焦點(diǎn)上、從全息信息存儲介質(zhì)的 反射層反射信號光并偏振轉(zhuǎn)換以及將反射的信號光聚焦在參考光的焦點(diǎn)上，來使信息通過 沿全息信息存儲介質(zhì)的深度方向圍繞焦點(diǎn)形成的干涉條紋記錄。
29.如權(quán)利要求28所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，第一光源單元包括 第一光源，發(fā)射光；第三偏振轉(zhuǎn)換器，根據(jù)記錄模式或再現(xiàn)模式對發(fā)射的光進(jìn)行偏振轉(zhuǎn)換。
30.如權(quán)利要求28所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，第三偏振轉(zhuǎn)換器在記錄 模式下將發(fā)射的光偏振轉(zhuǎn)換為彼此正交的兩個線性偏振分量，并在再現(xiàn)模式下將發(fā)射的光 偏振轉(zhuǎn)換為具有與參考光的偏振相同的偏振。
31.如權(quán)利要求29所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中 第一光源發(fā)射具有與參考光的偏振相同的偏振的光；第三偏振轉(zhuǎn)換器在記錄模式下將所述發(fā)射的光偏振轉(zhuǎn)換為具有兩個彼此正交的線偏 振分量，并在再現(xiàn)模式下傳送所述發(fā)射的光而不進(jìn)行偏振轉(zhuǎn)換。
32.如權(quán)利要求31所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中4第三偏振轉(zhuǎn)換器包括無論記錄模式或再現(xiàn)模式下始終傳送所述發(fā)射的光而不進(jìn)行偏 振轉(zhuǎn)換的第一透明區(qū)和在記錄模式下偏振轉(zhuǎn)換發(fā)射的光的第一偏振轉(zhuǎn)換區(qū)，第四偏振轉(zhuǎn)換器包括分別與第一透明區(qū)和第一偏振轉(zhuǎn)換區(qū)對應(yīng)的第二透明區(qū)和第二 偏振轉(zhuǎn)換區(qū)，第二透明區(qū)無論記錄模式或再現(xiàn)模式下始終傳送入射的光而不進(jìn)行偏振轉(zhuǎn) 換，第二偏振轉(zhuǎn)換區(qū)在記錄模式下偏振轉(zhuǎn)換所述發(fā)射的光。
33.如權(quán)利要求29所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，所述設(shè)備還包括 第四偏振分光器，位于第一光源和第三偏振轉(zhuǎn)換器之間；第二光檢測器，位于第四偏振分光器的一側(cè)，其中，從全息信息存儲介質(zhì)反射的信號 光通過第四偏振轉(zhuǎn)換器被偏振轉(zhuǎn)換為具有與在相同的光路上的參考光的偏振光的方向相 同的方向，沿參考光路的光路反向移動，被第三偏振轉(zhuǎn)換器偏振轉(zhuǎn)換，被第四偏振分光器分 離，并被第二光檢測器檢測。
34.如權(quán)利要求28所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，所述設(shè)備還包括在再現(xiàn)模式 下檢測從全息信息存儲介質(zhì)反射的再現(xiàn)光的第一光檢測器。
35.如權(quán)利要求34所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，第一光路引導(dǎo)單元包括第三偏振分光器，在記錄模式下分離信號光和參考光，在再現(xiàn)模式下將從全息信息存 儲介質(zhì)反射的再現(xiàn)光沿參考光的光路反射至第一光檢測器；至少一個第二光路轉(zhuǎn)換器，在記錄模式下將分離的信號光和參考光引導(dǎo)為彼此相交， 在再現(xiàn)模式下引導(dǎo)從全息信息存儲介質(zhì)反射的再現(xiàn)光沿參考光的光路反向移動至第三偏 振分光器。
36.一種用于將信息記錄到全息信息存儲介質(zhì)和/或從全息信息存儲介質(zhì)再現(xiàn)信息的 全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，所述全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備包括第一光源單元，在記錄模式下發(fā)射參考光和信號光，參考光和信號光均是線偏振光并 彼此正交；第一光路引導(dǎo)單元，引導(dǎo)由第一光源單元發(fā)射的參考光和信號光，使得參考光和信號 光在穿過不同的光路之后在第一交叉點(diǎn)彼此相交；第二光路引導(dǎo)單元，引導(dǎo)參考光和/或信號光，使得參考光和信號光在穿過不同的光 路之后在第一交叉點(diǎn)之后的第二交叉點(diǎn)再次相交；物鏡單元，將穿過第二偏振分光器的參考光和信號光照射到全息信息存儲介質(zhì)的單側(cè)上。
37.如權(quán)利要求36所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，第二光路弓I導(dǎo)單元包括 位于信號光的在第一交叉點(diǎn)之前的光路上的第一偏振轉(zhuǎn)換器，以將信號光的偏振轉(zhuǎn)換為正 交方向。
38.如權(quán)利要求37所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，第二光路弓I導(dǎo)單元包括 第二偏振轉(zhuǎn)換器，以在記錄模式下將信號光的偏振方向轉(zhuǎn)換為正交方向，并在再現(xiàn)模式下 傳送再現(xiàn)光而不進(jìn)行偏振轉(zhuǎn)換。
39.如權(quán)利要求36所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，所述設(shè)備還包括第一聚焦控制單元，位于參考光的在第一光源單元和物鏡單元之間的光路上，以控制 照射到全息信息存儲介質(zhì)上的參考光的聚焦深度；第二聚焦控制單元，位于信號光的在第一光源單元和物鏡單元之間的光路上，以控制 照射到全息信息存儲介質(zhì)上的信號光的聚焦深度。
40.如權(quán)利要求36所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，所述設(shè)備還包括伺服光學(xué)系 統(tǒng)，以讀取記錄在全息信息存儲介質(zhì)上的伺服信息。
41.如權(quán)利要求40所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，伺服光學(xué)系統(tǒng)包括 第二光源單元，發(fā)射作為線偏振光且具有與第一光源的光的波長不同的波長的伺服光；伺服光偏振分光器，將由第二光源單元發(fā)射的伺服光和從全息信息存儲介質(zhì)反射的伺 服光分離至不同的光路；伺服光檢測器，檢測從全息信息存儲介質(zhì)反射并被伺服光偏振分光器分離的伺服光。
42.如權(quán)利要求36所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，物鏡單元包括 四分之一波片，將參考光和信號光偏振轉(zhuǎn)換為彼此正交地偏振；物鏡，通過直接將參考光聚焦在全息信息存儲介質(zhì)的焦點(diǎn)上、從全息信息存儲介質(zhì)的 反射層反射信號光而不進(jìn)行偏振轉(zhuǎn)換以及將反射的信號光聚焦在參考光的焦點(diǎn)上，來使信 息通過沿全息信息存儲介質(zhì)的深度方向圍繞焦點(diǎn)形成的干涉條紋記錄。
43.如權(quán)利要求42所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，其中，第一光源單元包括 第一光源，發(fā)射光；第三偏振轉(zhuǎn)換器，根據(jù)記錄模式或再現(xiàn)模式來對所述發(fā)射的光進(jìn)行偏振轉(zhuǎn)換。
44.如權(quán)利要求42所述的全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，所述設(shè)備還包括第一光檢測 器，以檢測在再現(xiàn)模式下從全息信息存儲介質(zhì)反射的再現(xiàn)光。
45.一種用于將信息記錄到全息信息存儲介質(zhì)和/或從全息信息存儲介質(zhì)再現(xiàn)信息的 全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，所述全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備包括第一光路引導(dǎo)單元，引導(dǎo)均為線偏振光并彼此正交的參考光和信號光，使得參考光和 信號光在穿過不同的光路之后在第一交叉點(diǎn)彼此相交；第二光路引導(dǎo)單元，引導(dǎo)參考光和/或信號光，使得參考光和信號光在穿過不同的光 路之后在第一交叉點(diǎn)之后的第二交叉點(diǎn)再次相交；物鏡單元，將穿過第二偏振分光器的參考光和信號光照射到全息信息存儲介質(zhì)的單側(cè)上。
46.一種將信息記錄到全息信息存儲介質(zhì)的方法，該方法包括以下步驟 發(fā)射均為線偏振并彼此正交的參考光和信號光；引導(dǎo)發(fā)射的參考光和發(fā)射的信號光，使得參考光和信號光在穿過不同的光路之后在第 一交叉點(diǎn)彼此相交；使參考光和信號光的光路結(jié)合；將參考光和信號光照射到全息信息存儲介質(zhì)的單側(cè)上。
全文摘要
一種全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備，所述全息信息記錄和/或再現(xiàn)設(shè)備包括光源單元，發(fā)射參考光和信號光；第一光路引導(dǎo)單元，引導(dǎo)所述光彼此相交；第二光路引導(dǎo)單元，具有位于參考光或信號光之一的光路上的第一偏振轉(zhuǎn)換器、位于參考光和信號光的交叉點(diǎn)的第一偏振分光器、引導(dǎo)參考光和信號光以使得參考光和信號光在再次彼此相交的光路轉(zhuǎn)換器、位于信號光的與參考光相交之前的光路上的第二偏振轉(zhuǎn)換器、使參考光和信號光的光路聯(lián)合的第二偏振分光器；物鏡單元，將參考光和信號光照射到全息信息存儲介質(zhì)的一側(cè)上。
文檔編號G11B7/0065GK101911188SQ200880123077
公開日2010年12月8日 申請日期2008年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者崔多惠, 裴在喆, 鄭澤成, 金泰敬 申請人:三星電子株式會社