全像光发射模块与应用其的全像储存系统的制造方法与工艺

本发明涉及一种全像光发射模块与应用其的全像储存系统。

背景技术：
随着科技的发展，电子档案的所需储存用量也跟着上升。常见的储存方式为记录储存介质表面上磁或光的变化，以作为所储存数据的依据，例如磁盘片或光盘片。然而，随着电子档案的所需储存用量增加，全像储存的技术发展开始受到注目。全像储存技术为透过讯号光以及参考光产生干涉后，将影像数据写入储存介质内。当读取数据时，透过重新照射参考光至储存介质(感光材料)上，即可产生影像数据。接着，所产生的影像数据再被检测器读取。也就是说，全像储存技术的储存容量与讯号光以及参考光具有相关性，而如何提升全像储存技术的储存容量亦成为当前相关领域研究的目标。

技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种全像储存系统，用以提供参考光与讯号光，其中参考光被讯号光包围。于此配置下，由于讯号光之面积提升，因此于写入程序中，盘片被写入的单位页面能储存更多的数据量。此外，盘片每单位时间内被写入的数据量也提升，亦即写入程序的速率得到提升。因此，透过讯号光包围参考光的配置，盘片中的储存材料的使用率有效被提升，进而提高全像光发射模块的写入程序的效率。优选地，全像光发射模块，包含光源模块与光形控制模块。光源模块用以提供讯号光与参考光，其中讯号光与参考光之偏振态互相正交。光形控制模块用以接收来自光源模块的讯号光与参考光。讯号光与参考光经由光形控制模块调制后射出，其中自光形控制模块射出的参考光被讯号光包围并位于讯号光中间，且讯号光与参考光部分重叠。优选地，光形控制模块包含分光模块、第一导光模块、第二导光模块、二分之一波片、第一遮光组件与光收敛模块。分光模块用以接收来自光源模块的讯号光与参考光，并将讯号光与参考光导引后射出。第一导光模块用以接收来自分光模块的讯号光，并将讯号光导引回分光模块。第二导光模块用以接收来自分光模块的参考光，并将参考光导引回分光模块，其中被导引回分光模块之讯号光与参考光自分光模块的同一侧朝同一方向射出。二分之一波片设置于分光模块之一侧，并位于参考光之光路上，使得讯号光与通过二分之一波片之参考光具有相同的偏振态。第一遮光组件设置于讯号光之光路上，用以遮蔽部分讯号光，使得通过第一遮光组件之讯号光为中空状。光收敛模块设置于参考光之光路上，用以收敛参考光，其中收敛后的参考光之截面积对应于讯号光的中空区域之截面积，使得讯号光包围参考光。优选地，其中第一导光模块与第二导光模块分别包含面镜。分光模块包含第一偏振分光镜与第二偏振分光镜。第一偏振分光镜用以接收来自光源模块的讯号光与参考光，其中讯号光穿透第一偏振分光镜并射向第一导光模块之面镜，参考光于第一偏振分光镜反射后射向第二导光模块之面镜。第二偏振分光镜用以接收于第一导光模块与第二导光模块之面镜反射的讯号光与参考光，其中讯号光穿透第二偏振分光镜，参考光于第二偏振分光镜反射。第一遮光组件位于第一偏振分光镜与第一导光模块之间，光收敛模块位于第一偏振分光镜与第二偏振分光镜之间。优选地，光收敛模块包含长焦透镜与短焦透镜，且长焦透镜与短焦透镜的其中之一位于第一偏振分光镜与第二导光模块之面镜之间，而另一个位于第二导光模块之面镜与第二偏振分光镜之间。优选地，光收敛模块包含至少一柱状透镜。优选地，柱状透镜之数量为两个，且两个柱状透镜之聚焦方向彼此正交。优选地，分光模块包含第一偏振分光镜。第一偏振分光镜用以接收来自光源模块的讯号光与参考光，其中讯号光穿透第一偏振分光镜，参考光于第一偏振分光镜反射。第一导光模块包含面镜与第一四分之一波片。面镜用以将自第一偏振分光镜穿透之讯号光反射回第一偏振分光镜。第一四分之一波片设置于面镜与第一偏振分光镜之间。优选地，第一遮光组件位于面镜与第一四分之一波片之间。优选地，其中第一遮光组件位于光源模块与分光模块之间。优选地，光收敛模块包含收敛透镜。收敛透镜位于第一偏振分光镜与二分之一波片之间。优选地，其中第二导光模块包含曲面镜与第二四分之一波片。曲面镜用以将自第一偏振分光镜反射之参考光反射回第一偏振分光镜。第二四分之一波片设置于曲面镜与第一偏振分光镜之间。优选地，全像光发射模块更包含第二遮光组件。第二遮光组件设置于曲面镜与第二四分之一波片之间。优选地，曲面镜于水平方向以及垂直方向具有不同的聚焦位置。优选地，第二导光模块包含平面镜、聚焦透镜与第二四分之一波片。平面镜用以将自第一偏振分光镜反射之参考光反射回第一偏振分光镜。聚焦透镜设置于平面镜与第一偏振分光镜之间，用以收敛参考光，其中聚焦透镜于水平方向以及垂直方向具有不同的聚焦位置。第二四分之一波片设置于平面镜与第一偏振分光镜之间。优选地，光形控制模块更包含主动式转动机构。主动式转动机构连接第二导光模块，其中主动式转动机构用以调整被导引回分光模块的参考光的入射角度。优选地，光源模块所提供之讯号光与参考光具有相同的中空光强分布。本发明所要解决的另一技术问题是提供一种全像储存系统，包含全像光发射模块、空间光调制器、分光单元、透镜组合、二色分光镜、物镜与滤光组件。空间光调制器接收全像光发射模块所提供之讯号光以及参考光。空间光调制器朝分光单元发射讯号光以及参考光，且讯号光以及参考光依序自分光单元行经透镜组合、二色分光镜以及物镜后射向盘片。滤光组件设置于参考光之光路中对应分光单元与物镜之间的位置。滤光组件包含偏振片与第三四分之一波片。偏振片用以提供来自分光单元的参考光穿过。第三四分之一波片设置于偏振片上，其中偏振片朝向参考光之光路中对应分光单元之一侧。优选地，滤光组件设置于二色分光镜与物镜之间。优选地，透镜组合包含第一透镜与第二透镜。来自分光单元的讯号光以及参考光依序通过第一透镜以及第二透镜，其中滤光组件位于第一透镜与第二透镜之间。优选地，当全像储存系统对盘片的同一位置进行写入时，空间光调制器提供的参考光具有多个偏振态，其中此多个偏振态彼此正交。附图说明图1是依照本发明之全像储存系统的第一实施方式的配置示意图。图2为讯号光与参考光自图1中的全像光发射模块射向空间光调制器的入射面示意图。图3为第1图中的全像储存系统的全像光发射模块的配置示意图。图4为依照本发明之全像储存系统的第二实施方式的配置示意图。图5为自图4中的光形控制模块射出的参考光的光形示意图。图6A至图6C为图5中的参考光于不同位置的入射面示意图。.图7为依照本发明之全像储存系统的第三实施方式的配置示意图。图8为当参考光位于同轴式全像储存系统的中心位置时，参考光进行盘片写入的示意图。图9为依照本发明之全像储存系统的第四实施方式的配置示意图。图10为讯号光与参考光自图9的全像光发射模块发射的入射面示意图。图11为依照本发明之全像储存系统的第五实施方式的配置示意图。图12为依照本发明之全像储存系统的第六实施方式的配置示意图。图13为依照本发明之全像储存系统的第七实施方式的配置示意图。图14为依照本发明之全像储存系统的第八实施方式的配置示意图。图15A与图15B分别为图14中的滤光组件的正视示意图与侧视示意图。图16为依照本发明之全像储存系统的第九实施方式的配置示意图。100全像储存系统101成像模块102空间光调制器104分光单元106透镜组合108第一透镜110第二透镜112二色分光镜113反射单元114,115物镜116盘片118全像光发射模块120光源模块122光形控制模块124分光模块126第一导光模块128第二导光模块130二分之一波片132第一遮光组件134第二遮光组件136面镜138第一偏振分光镜140第二偏振分光镜142光收敛模块143长焦透镜144短焦透镜146第一四分之一波片148第二四分之一波片149第三四分之一波片150收敛透镜152曲面镜154主动式转动机构156平面镜158聚焦透镜160滤光组件162偏振片164,165写入页面S讯号光R,R1参考光D噪声光P1,P2位置z1,z2,z3坐标x,y,z方向。具体实施方式以下将以图式及详细说明清楚说明本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者在了解本发明之较佳实施例后，当可由本发明得到启示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明所要保护范围之内。关于本文中所使用之第一、第二、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已。于同轴式的全像储存系统中，讯号光被参考光包围，因此参考光于输入面上需占有一定的面积，才能够确保讯号光与参考光的混合效率为足够的。然而，于此种配置下，当全像储存系统进行写入或是读取程序时，将会产生能量的浪费。有鉴于此，本发明之全像光发射模块提供参考光与讯号光，其中参考光被讯号光包围。于此配置下，由于讯号光之面积提升，因此于写入程序中，盘片被写入的单位页面能储存更多的数据量。此外，盘片每单位时间内被写入的数据量也提升，亦即写入程序的速率得到提升。因此，透过讯号光包围参考光的配置，盘片中的储存材料的使用率有效被提升，进而提高全像储存系统的写入程序的效率。图1为依照本发明之全像储存系统的第一实施方式的配置示意图。图2为讯号光与参考光自图1中的全像光发射模块射向空间光调制器的入射面示意图。请同时看到图1与图2，全像储存系统100包含全像光发射模块118、成像模块101、空间光调制器102、分光单元104、透镜组合106、二色分光镜112、反射单元113与物镜114。全像光发射模块118包含光源模块120与光形控制模块122。光源模块120用以提供讯号光S与参考光R。光形控制模块122用以接收来自光源模块120的讯号光S与参考光R，且讯号光S与参考光R经由光形控制模块122调制后射向空间光调制器102。本实施方式中，当全像储存系统100对盘片116进行写入程序时，全像光发射模块118用以作为全像储存系统100的光路起点。空间光调制器102接收全像光发射模块118所提供之讯号光S以及参考光R后，朝分光单元104发射讯号光S以及参考光R。接着，于全像储存系统100的光路中，讯号光S以及参考光R依序自分光单元104行经透镜组合106、二色分光镜112、反射单元113以及物镜114后射向盘片116。光源模块120所提供之讯号光S与参考光R经过光形控制模块122调制后射向空间光调制器102。本实施方式中，参考光R被讯号光S包围并位于讯号光S中间，且讯号光S与参考光R部分重叠，如图2所示。图2中，讯号光S的入射面以水平线表示，参考光R的入射面以垂直线表示，其中水平线与垂直线重叠的区域为讯号光S与参考光R重叠的区域。然而，图2仅为示意图，非用以限制本发明之讯号光S与参考光R的配置方式。例如，讯号光S与参考光R也可能是分别以内侧边界与外侧边界重叠。于此配置下，由于讯号光S与参考光R为分别被光形控制模块122调制，因此当藉由光源模块120控制讯号光S与参考光R的初始能量后，射向空间光调制器102的讯号光S与参考光R可以具有大致相同的能量。再者，于自全像储存系统100射向盘片116的光束入射面中，由于盘片116可以被具有较大面积的讯号光S写入，因此盘片116于单位时间内被写入的数据量也增加。此外，对应具有较大面积的讯号光S，对单一张盘片116而言，盘片116允许被写入的总数据量也会受到提升。亦即，盘片116中的储存材料的使用率有效被提升，进而提高全像储存系统100的写入程序效率。此外，当全像储存系统100对盘片116进行读取程序时，全像储存系统100先以与写入程序相同的光路发射参考光R，接着，参考光R于盘片116发生绕射后，再沿相同路线反射回分光单元104，并再进入成像模块101进行数据读取。于此配置下，当对盘片116进行读取程序时，全像储存系统100可以将大部分的能量切换至提供给参考光R，以提升读取效率与准确性。请再同时看到图2与图3，图3为图1中的全像储存系统的全像光发射模块的配置示意图。本实施方式中，全像光发射模块118包含光源模块120与光形控制模块122，其中光源模块120用以提供讯号光S与参考光R。此外，光源模块120所提供的讯号光S与参考光R之偏振态互相正交。于部分实施方式中，光源模块120包含偏振控制器(未绘制)，偏振控制器用以定义讯号光S与参考光R的偏振态。光形控制模块122包含分光模块124、第一导光模块126、第二导光模块128、二分之一波片130、第一遮光组件132与光收敛模块142。分光模块124用以接收来自光源模块120的讯号光S与参考光R，并将讯号光S与参考光R导引后射出。本实施方式中，分光模块124包含第一偏振分光镜138与第二偏振分光镜140。第一偏振分光镜138用以导引来自光源模块120之讯号光S与参考光R，使得来自光源模块120之讯号光S与参考光R分别自第一偏振分光镜138沿不同方向射出。讯号光S穿透第一偏振分光镜138并射向第一导光模块126，参考光R于第一偏振分光镜138反射后射向第二导光模块128。第一导光模块126用以接收来自分光模块124的讯号光S，并将讯号光S导引回分光模块124。第二导光模块128用以接收来自分光模块124的参考光R，并将参考光R导引回分光模块124，其中被导引回分光模块124之讯号光S与参考光R自分光模块124的同一侧朝同一方向射出。此外，本实施方式的第一导光模块126与第二导光模块128分别包含面镜136。进一步而言，自第一导光模块126与第二导光模块128之面镜136反射的讯号光S与参考光R会进入分光模块124的第二偏振分光镜140，并自第二偏振分光镜140的同一侧朝同一方向射出。换言之，第二偏振分光镜140是用以接收于第一导光模块126与第二导光模块128之面镜反射的讯号光S与参考光R，其中讯号光S穿透第二偏振分光镜140，参考光R于第二偏振分光镜140反射。第一遮光组件132设置于讯号光S之光路上，并位于位于第一偏振分光镜138与第一导光模块126之间。第一遮光组件132用以遮蔽部分讯号光S，使得通过第一遮光组件132之讯号光S为中空状。光收敛模块142设置于参考光R之光路上，并位于第一偏振分光镜138与第二偏振分光镜140之间。光收敛模块142用以收敛参考光R，其中收敛后的参考光R之截面积对应于中空状的讯号光S的中空区域之截面积，使得讯号光S包围参考光R。此外，光收敛模块142包含长焦透镜143与短焦透镜144，且长焦透镜143与短焦透镜144的其中之一位于第一偏振分光镜138与第二导光模块128之面镜136之间，而另一个位于第二导光模块128之面镜136与第二偏振分光镜140之间。二分之一波片130设置于分光模块124之一侧，并位于参考光R之光路上，使得通过二分之一波片130之参考光R与讯号光S具有相同的偏振态。具体而言，二分之一波片130设置于第二偏振分光镜140之一侧，且二分之一波片130的尺寸对应于收敛后的参考光R之截面积。于此配置下，自光形控制模块122射向空间光调制器102的讯号光S与参考光R的配置方式为讯号光S包围参考光R，其中参考光R位于讯号光S的中间，如图2所示。以下叙述将分别对讯号光S与参考光R的光路作进一步的说明。于讯号光S的光路中，讯号光S自光源模块120射出后，将依序通过分光模块124的第一偏振分光镜138、第一遮光组件132、第一导光模块126的面镜136、分光模块124的第二偏振分光镜140，接着射向空间光调制器102。讯号光S的偏振态对应第一偏振分光镜138，使得讯号光S可以穿透第一偏振分光镜138，并射向第一遮光组件132。当讯号光S通过第一遮光组件132时，部分讯号光S将因为第一遮光组件132的阻断而无法通过，使得讯号光S之光形为中空状，如图2所示。接着，讯号光S于第一导光模块126的面镜136反射并射向第二偏振分光镜140。同样地，讯号光S的偏振态对应第二偏振分光镜140，使得讯号光S可以穿透第二偏振分光镜140，并射向空间光调制器102。于参考光R的光路中，参考光R自光源模块120射出后，将依序通过分光模块124的第一偏振分光镜138、光收敛模块142的长焦透镜143与短焦透镜144、第二导光模块128的面镜136、分光模块124的第二偏振分光镜140与二分之一波片130，接着射向空间光调制器102。参考光R的偏振态对应第一偏振分光镜138，使得参考光R于第一偏振分光镜138反射，并射向长焦透镜143。当参考光R通过长焦透镜143时，参考光R被收敛并射向第二导光模块128的面镜136。接着，参考光R于面镜136反射，并射向短焦透镜144。于长焦透镜143与短焦透镜144的配置中，长焦透镜143与短焦透镜144的焦点位于同一位置上。因此，当参考光R射向短焦透镜144时，参考光R会因被长焦透镜143收敛而先会聚于短焦透镜144的焦点上，使得通过短焦透镜144的参考光R成为一束平行光并射向第二偏振分光镜140。同样地，参考光R的偏振态对应第二偏振分光镜140，使得参考光R于第二偏振分光镜140反射，并射向二分之一波片130。由于自光源模块120射出的讯号光S与参考光R的偏振态彼此正交，因此当参考光R通过二分之一波片130后，讯号光S与参考光R将具有相同的偏振态。当参考光R的偏振态转换完成后，参考光R将射向空间光调制器102。综上所述，本实施方式中，光源模块120将偏振态彼此正交的讯号光S与参考光R射向光形控制模块122，其中光形控制模块122的分光模块124藉由讯号光S与参考光R的偏振态将其分离，使得讯号光S与参考光R可以分别被调制。当讯号光S与参考光R完成调制后，参考光R被讯号光S包围并位于讯号光S的中间，且讯号光S与参考光R部分重叠。接着，完成调制的讯号光S与参考光R再自光形控制模块122射向空间光调制器102。请参照图4，图4是依照本发明之全像储存系统的第二实施方式的配置示意图。本实施方式与第一实施方式的差异在于，本实施方式中的光收敛模块142包含柱状透镜170与172。当自光形控制模块122射出的参考光R为球面波时，为了使自光形控制模块122射出的光束具有优化参数，球面波型式的参考光R可以在垂直与水平两个方向分别具有不同的聚焦深度。在此，优化参数所指为，于全像储存系统对盘片的写入程序中，盘片被写入的页面与页面之间的间距可以经过调整而达到稳定值。对于不同的背景条件，例如镜头质量或是盘片质量，被写入数据的盘片上的页面间距条件也不同。而对于条件不同的间距，可以透过调整参考光R在垂直与水平两个方向的聚焦深度，使得参考光R的条件参数与盘片的页面间距能匹配，进而增加全像储存系统的系统稳定度。本实施方式中，光收敛模块142的柱状透镜之数量为两个，即柱状透镜170与柱状透镜172，且柱状透镜170与柱状透镜172之聚焦方向彼此正交。因此，当参考光R穿过单一个柱状透镜170时，参考光R的光形的其中一个方向会被收敛。接着，当参考光R穿过另一个柱状透镜172时，参考光的光形的另一个方向会被收敛，且此两个受到收敛的方向彼此正交。换言之，当参考光R穿过柱状透镜170与柱状透镜172后，参考光R可以在一组正交方向上具有...