专利名称：读取装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种读取装置，且特别是关于一种同轴全息图像储存媒体的读取装置。
背景技术：
全息图像储存技术发展至今，历史上经过了一波又一波的研究热潮。然而，虽然众多研究者投入无数的心血，但始终无法将全息图像储存技术发展成可商品化的技术。同轴全息图像储存系统的特色为参考光与信号光沿着同一光轴向前传递，并经由同一个物镜聚焦在盘片上进行干涉写入，此系统因具有配置简单、能够与传统光学储存媒体兼容、参考光与信号光的光程差较短、对于激光同调长度的要求较低、较佳的位移选择性、较佳的波长容忍度、较佳的倾斜容忍度、高储存容量及高传输率等特色，被认为是下一代重要的储存技术之一。然而，当盘片产生热变形时，介质折射率会改变，光栅也会随之变形，使得绕射信号变弱，点扩散函数(Point Spread Function ；PSF)也会变差。这些问题直到目前为止都没有有效的解决方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种同轴全息图像储存媒体的读取装置，其可克服热变形所造成的问题。根据本发明一方面的一种读取装置包含空间光调制器(Spatial LightModulator ;SLM)、变焦镜组(Zoom Lens)、物镜、影像撷取装置与调整模块。空间光调制器用以提供读取光。变焦镜组配置于读取光的光路中，使得读取光通过变焦镜组后，形成一实象。物镜用以将实象聚焦于同轴全息图像储存媒体，进而产生绕射信号。影像撷取装置用以撷取绕射信号。调整模块用以根据绕射信号的品质，调整变焦镜组的影像放大倍率。为了克服折射率改变时所造成的离焦效应，在本发明一个或多个实施方式中，上述的读取装置尚包含一移动装置。在读取时，移动装置可移动同轴全息图像储存媒体，使得物镜的等效后焦面仍然位于同轴全息图像储存媒体的反射层上。在本发明一个或多个实施方式中，上述的变焦镜组为一等焦面变焦镜组 (Parfocal lens)0根据本发明另一方面的一种读取装置包含空间光调制器(Spatial LightModulator ;SLM)、变焦镜组(Zoom Lens)、物镜、温度计与控制器。空间光调制器 (Spatial Light Modulator ；SLM)用以提供读取光。变焦镜组(Zoom Lens)配置于读取光的光路中，使得读取光通过变焦镜组后，形成一实象。物镜用以将实象聚焦于同轴全息图像储存媒体。温度计用以检测同轴全息图像储存媒体的温度。控制器用以根据同轴全息图像储存媒体的温度，选择变焦镜组的影像放大倍率。为了最佳化读取的品质，上述的读取装置可包含写入装置、影像撷取装置与调整模块。写入装置用以在提供读取光前，先将伺服信号写入同轴全息图像储存媒体的中央。影像撷取装置用以撷取伺服信号所产生的绕射信号。调整模块用以根据绕射信号的品质，调整变焦镜组的影像放大倍率。同样地，为了克服折射率改变时所造成的离焦效应，在本发明一个或多个实施方式中，上述的读取装置尚包含一移动装置。在读取时，移动装置可移动同轴全息图像储存媒体，使得物镜的等效后焦面仍然位于同轴全息图像储存媒体的反射层上。根据本发明又一方面的一种读取装置包含径向相位调制器、物镜与影像撷取装置。径向相位调制器用以以径向上相位不变的方式，调制读取光的相位。此径向相位调制器包含多个随机排列的0相位调制部与π相位调制部。物镜用以将调制后的读取光聚焦至同轴全息图像储存媒体，进而产生绕射信号。影像撷取装置用以撷取绕射信号。在本发明一个或多个实施方式中，径向相位调制器为一径向透镜阵列。在本发明一个或多个实施方式中，径向相位调制器为一空间相位调制器。在本发明一个或多个实施方式中，径向相位调制器为一相位光掩模。本发明的有益技术效果是本发明的读取装置可防止当盘片产生热变形时介质折射率会改变和光栅也会随之变形的情形，从而可避免使得绕射信号变弱和点扩散函数 (Point Spread Function ；PSF)也会变差的问题。
图1绘示依照本发明一实施方式的同轴全息图像储存媒体于写入时的剖面示意图。图2绘示图1的穿透式光栅于写入时的等效模型示意图。图3绘示图1的穿透式光栅于读取时的等效模型示意图。图4绘示图1的反射式光栅于写入时的等效模型示意图。图5绘示图1的反射式光栅于读取时的等效模型示意图。图6绘示依照本发明一实施方式的读取装置的示意图。图7绘示图6的空间光调制器在写入伺服信号时的正视图。9c绘示依照本发明多个实施方式的伺服信号的示意图。图10绘示依照本发明一实施方式的调整变焦镜组的流程图。图11绘示依照本发明另一实施方式的调整变焦镜组的流程图。图12绘示依照本发明另一实施方式的读取装置的示意图。图13绘示依照图12的径向相位调制器的示意图。图14是依照本发明一实施方式的径向相位调制器的立体图。
具体实施例方式以下将结合附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见， 一些习知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式予以绘示。图1绘示依照本发明一实施方式的同轴全息图像储存媒体100于写入时的剖面示意图。如图所示，本实施方式的同轴全息图像储存媒体100包含反射层110与记录层120。 记录层120位于反射层110上。在写入时，使用者可通过空间光调制器(Spatial Light Modulator ；SLM)调制信号光200与参考光300，并透过透镜400聚焦至反射层110上。此时，信号光200与参考光 300会相互干涉，并将干涉条纹记录在记录层120中。如图1所绘示，由于反射层110的作用，记录层120中将存在两种光栅，一种是穿透式光栅500，另一种则是反射式光栅600。具体而言，穿透式光栅500包含入射信号光210 与入射参考光310所建立的光栅，以及反射信号光220与反射参考光320所建立的光栅。另一方面，反射式光栅600则包含入射信号光210与反射参考光320所建立的光栅，以及反射信号光220与入射参考光310所建立的光栅。这两种光栅展现两种截然不同的特性。图2绘示图1的穿透式光栅500于写入时的等效模型示意图。于写入时，空间光调制器所产生的信号光200与参考光300被一并成像于透镜400之前焦面(透镜400的焦长f)，信号光200与参考光300将沿着同一光轴传递，并经由透镜400聚焦于同轴全息图像储存媒体100，使得信号光200与参考光300产生干涉条纹，记录于同轴全息图像储存媒体 100 中。图3绘示图1的穿透式光栅500于读取时的等效模型示意图。于读取时，空间光调制器所产生的光场分布与参考光300相同的读取光350被成像于透镜400的前焦面(透镜400的焦长f)，使得读取光350通过透镜400后聚焦于同轴全息图像储存媒体100。读取光350通过同轴全息图像储存媒体100后将产生绕射信号250，此绕射信号250通过透镜 400后将成像于透镜400的前焦面(透镜400的焦长f)，形成与信号光200相同的光场分布。使用者可利用影像撷取装置来撷取此绕射信号250，以读取同轴全息图像储存媒体100 中所储存的数据(亦即，信号光200与参考光300所产生的干涉条纹)。图4绘示图1的反射式光栅600于写入时的等效模型示意图。于写入时，信号光 200与参考光300将沿着同一光轴但反向射入同轴全息图像储存媒体100，并在同轴全息图像储存媒体100中产生干涉条纹。图5绘示图1的反射式光栅600于读取时的等效模型示意图。于读取时，空间光调制器会将光场分布与参考光300相同的读取光350成像于透镜400的前焦面(透镜400 的焦长f)，使得读取光350通过透镜400后聚焦于同轴全息图像储存媒体100。读取光350 通过同轴全息图像储存媒体100后将产生绕射信号250，此绕射信号250反向通过透镜400 后将成像于透镜400之前焦面(透镜400的焦长f)，形成与信号光200相同的光场分布。 同样地，使用者可利用影像撷取装置来撷取此绕射信号250，以读取同轴全息图像储存媒体 100中所储存的数据(亦即，信号光200与参考光300所产生的干涉条纹)。虽然上述模型看似可行，但热变形的问题却迟迟无法获得解决。当同轴全息图像储存媒体100产生热变形时，介质折射率会改变，光栅(包含穿透式光栅500与反射式光栅 600)也会随之变形，使得绕射信号250变弱，点扩散函数(Point SpreadFunction ；PSF)也会变差。虽然许多研发团队认为热变形问题必须借助可调波长激光与抗热变形材料来解决，但目前都没有有效地解决这个问题。有鉴于此，发明人经苦心研究后，推导出同轴全息图像储存系统的近轴近似解，并根据这个推导结果，提出热变形问题的解决方案。
假设折射率改变时所造成的离焦效应已通过位移同轴全息图像储存媒体100进行补偿，(具体而言，在写入及读取时，同轴全息图像储存媒体100将随着折射率改变而移动，使得透镜400的等效后焦面仍然位于同轴全息图像储存媒体100的反射层110上)，本案发明人所推出的近轴近似解如下式所示
权利要求
1.一种读取装置，包含一空间光调制器，用以提供一读取光；一变焦镜组，配置于该读取光的光路中，使得该读取光通过该变焦镜组后，形成一实象；一物镜，用以将该实象聚焦于一同轴全像储存媒体，进而产生一绕射信号； 一影像撷取装置，用以撷取该绕射信号；以及一调整模块，用以根据该绕射信号的品质，调整该变焦镜组的影像放大倍率。
2.根据权利要求1所述的读取装置，其特征在于，还包含一移动装置，用以移动该同轴全息图像储存媒体，使得该物镜的等效后焦面位于该同轴全息图像储存媒体的反射层上。
3.根据权利要求1所述的读取装置，其特征在于，该变焦镜组为一等焦面变焦镜组。
4.一种读取装置，包含一空间光调制器，用以提供一读取光；一变焦镜组，配置于该读取光的光路中，使得该读取光通过该变焦镜组后，形成一实象；一物镜，用以将该实象聚焦于一同轴全息图像储存媒体； 一温度计，用以检测该同轴全息图像储存媒体的温度；以及一控制器，用以根据该同轴全息图像储存媒体的温度，选择该变焦镜组的影像放大倍率。
5.根据权利要求4所述的读取装置，其特征在于，还包含一写入装置，用以在提供该读取光前，先将一伺服信号写入该同轴全息图像储存媒体的中央；一影像撷取装置，用以撷取该伺服信号所产生的一绕射信号；以及一调整模块，用以根据该绕射信号的品质，调整该变焦镜组的影像放大倍率。
6.根据权利要求4所述的读取装置，其特征在于，还包含一移动装置，用以移动该同轴全息图像储存媒体，使得该物镜的等效后焦面位于该同轴全息图像储存媒体的反射层上。
7.一种读取装置，包含一径向相位调制器，用以以径向上相位不变的方式，调制一读取光的相位，其中该径向相位调制器包含多个随机排列的0相位调制部与η相位调制部；一物镜，用以将调制后的该读取光聚焦至一同轴全息图像储存媒体，进而产生一绕射信号；以及一影像撷取装置，用以撷取该绕射信号。
8.根据权利要求7所述的读取装置，其特征在于，该径向相位调制器为一径向透镜阵列。
9.根据权利要求7所述的读取装置，其特征在于，该径向相位调制器为一空间相位调制器。
10.根据权利要求7所述的读取装置，其特征在于，该径向相位调制器为一相位光掩模。
全文摘要
本发明是一种读取装置，包含空间光调制器(Spatial Light Modulator；SLM)、变焦镜组(Zoom Lens)、物镜、影像撷取装置与调整模块。空间光调制器用以提供读取光。变焦镜组配置于读取光的光路中，使得读取光通过变焦镜组后，形成实象。物镜用以将实象聚焦于同轴全像储存媒体，进而产生绕射信号。影像撷取装置用以撷取绕射信号。调整模块用以根据绕射信号的品质，调整变焦镜组的影像放大倍率。
文档编号G11B7/0065GK102214470SQ20101016129
公开日2011年10月12日 申请日期2010年4月8日 优先权日2010年4月8日
发明者余业纬, 孙庆成 申请人:财团法人交大思源基金会