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全息通用光盤
鎖定
全息通用光盤又可作為全息可記錄光盤,改變參考光的入射角度,就能在介質的同一位置記錄多幅干涉圖案,用來記錄光盤的全息信息。
- 中文名
- 全息通用光盤
- 外文名
- 全息通用光盤
- 同 名
- 全息可記錄光盤
全息通用光盤產品特點
- 全息光盤記錄了光的全部信息;
- 2. 全息光盤將光信息的二維面存儲跨越到三維體存儲;
- 3. 全息光盤信息位的存儲不是比特→比特的逐位存儲,而是頁面→頁面的逐頁存儲,每個頁面約含比特
- 的信息。因此,全息光盤不僅有很高的存儲密度,而且有很高的數據傳輸率。
- 全息存儲器通過各種複用技術使全息光盤的容量以及數據傳輸率與年俱增的速率很快。
全息通用光盤盤片結構
其盤片結構如圖1所示,其中各層自下而上依次為:
1.帶有地址信息坑的聚碳酸酯襯底,地址信息坑與全息光盤的伺服系統一起提供全息光盤的尋址功能並確保全息光盤的互換性;
3.隔離層;
4.分色鏡層,用來反射藍色或綠色寫/讀激光,但可以讓紅光透過;
5.隔離層;
6.全息數據記錄層,材料是光致聚合物;
7.覆蓋層,材料是聚碳酸酯。
全息通用光盤寫讀原理
1.光的波動特性
光波實質上是電磁波,由電場和磁場在空間的交替變化來傳播,通常用電矢量隨空間和時間的變化來描述光的波動特性,對平面波有E=E(x, t),而對球面波E=E(r, t)。
對於平面波,假設有一列平面波在空間沿X方向傳播,如圖2所示,則平面波的波動方程表示為:
2.光的干涉特性
若有兩列光波在空間相遇,不論是平面波與平面波、球面波與球面波、還是球面波與平面波(如圖5所示),只要這兩列波滿足光的相干條件,也就是説,這兩列波的頻率相同、振動方向相同而且在相遇地點有一定的相位差,則兩列波在疊加區會發生干涉現象並出現明暗相間的干涉條紋,如圖5中(a)所示。
在此情況下,若將一片鍍有光敏介質的載體置於相干區就會產生感光效應。因為干涉條紋光強分佈不同,導致介質中的吸收不同,因而介質各處的折射率(或其他光學常數)也發生不同的改變,如圖5光學常數)也發生不同的改變,如圖5中(b)其他光學常數)也發生不同的改變,如圖5所示。如圖5中(c)表示,若將上述載體取出,則載體上保留了光的干涉信息。這就是通常所説的信息被記錄或寫入到介質上.
若圖5中(a)中的點光源含有信號信息,則介質上記錄的是含有信號信息的干涉條紋。如果要從上述介質記錄的干涉條紋中提取所需的光信號,還要經過下述信號再現的過程。
如圖6所示,將一束頻率與寫入信息時所用參考光頻率相同的光作為讀出參考光,照射記錄介質的干涉信息,就可以再現信號光。該再現信號光可以成像於探測器中,以便檢測單個比特。一個比特的信息可作為一個全息圖來存儲,同理,讀出時探測器中的一個全息圖對應一個比特。
3.全息圖的記錄與讀出
圖7給出全息圖的生成過程:一束綠光或藍光經分束鏡分成兩束激光:信號光束和參考光束。信號光束通過空間光調製器後匯聚到記錄介質的某一位置,而參考光由反射鏡反射後,以一定角度射入到記錄介質的同一位置.因這兩束光來自同一束激光,頻率相同、波幅振向相同、且在相遇點有一定的相位差,滿足光的相干條件,因此在記錄介質的該位置上疊加後形成干涉圖案,稱為全息圖,如圖7所示。這就是説在記錄介質中存入了由信號光和參考光共同寫入的標記——全息圖。全息圖實質上就是信號光和參考光在匯聚點的干涉圖案。改變參考光的入射角度,就能在介質的同一位置記錄多幅干涉圖案。用來記錄全息信息的光盤稱為全息光盤。
全息光盤不像CD/DVD光盤,信息刻錄在盤片表面,因而可用光反射的方法讀出。全息圖存儲在全息光盤記錄介質的整體內,沒法用光反射法讀出,只能用光學成像方法將它“取出”。這種方法從原理上講,只要將全息圖成像裝置中的空間光調製器除去,如圖8所示,使參考光以寫入時相對應的各個角度照射記錄介質上的記錄位置,就能將在各點記錄的全息圖一一讀出。圖7及圖8均引自In Phase公司的有關資料。
4.全息圖的記錄與讀出系統
圖9中(a)給出了全息圖的記錄與讀出系統,其中空間光調製器是一種對光波的空間分佈進行調製的器件,可對輸入信號作實時二維並行輸入與處理。空間光調製器含有很多獨立的單元,它們在空間排成二維陣列,每個單元都可以獨立地接受光信號的控制,並按此信號改變本身的光學常量,如折射率、反射率、透射率等,這樣就對通過它的光波進行調製。記錄時,空間光調製器將待存儲的二進制數據“1”或“0”轉變為由黑白像素形成的頁面,該頁面作為相干光信號,通過傅里葉變換透鏡(FT)入射到全息存儲介質上;與此同時,將已進行角度編碼的參考光入射到存儲介質的同一位置上,以便實現多幅圖像的記錄。一個角度編碼對應一幅全息圖,多個角度編碼對應多幅全息圖,這就是通常所説的“角度複用”,也就是利用角度編碼,在記錄介質的一個位置上實現全息圖的多重記錄。全息存儲除了角度複用技術外,還有其他的複用技術,例如波長複用等。
讀取信息時,使用與寫入時相對應編碼的參考光掃描記錄介質,讀出的光信號經過逆傅里葉變換透鏡(FT-1)照射到CCD探測陣列上,被CCD圖像光束探測系統接收,然後送至後續處理器。圖9中(b)中用不同顏色的光來區別全息圖寫入和讀出時的光路。
- 參考資料
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- 1. 超大容量全息通用光盤與全息只讀光盤 .中國知網[引用日期2018-06-23]