专利名称：光学信息处理设备以及使用其的光学信息记录和再现方法
技术领域：
本发明涉及一种光学信息处理设备、一种光学信息记录方法以及一种光学信息再现方法，更具体地，涉及一种通过修改形成在光调制器中的参考光束图案来对光学信息进行复用和记录的光学信息处理设备、使用该光学信息处理设备的光学信息记录方法和光学信息再现方法。
背景技术：
光学数据处理设备的示例可以包括数字通用盘(DVD)、高清晰度DVD(HD-DVD)、蓝光盘(BD)、近场光学信息处理设备以及全息光学信息处理设备。
全息光学信息处理设备通过向存储介质照射经光学调制的信号光束和参考光束来将数据存储在该存储介质中。这里，参考光束通过与信号光束的交叉而在存储介质中形成干涉条纹。全息光学信息处理设备通过向存储介质的干涉条纹照射参考光束以用由该干涉条纹产生的衍射来输出存储在该存储介质中的数据，从而再现数据。
全息光学信息处理设备可以通过按不同的角度向一个束斑照射参考光束来按复用方式存储数据，从而提高存储介质的记录容量。在对数据进行再现时，通过按不同的角度只照射参考光束，可以输出所复用并记录的数据。即，全息光学信息处理设备是超大容量数据处理设备，其可以按以多层叠加数据的方式将数据输入一个束斑并从一个束斑输出数据。
全息光学信息处理设备使用对光束进行复用的方法来提高数据的记录密度。光束复用方法的示例包括角度复用方法、相位码复用方法、波长复用方法以及移位复用方法。在角度复用方法中，通过改变参考光束的入射角来执行复用操作。在相位码复用方法中，通过对光束的相位进行空间调制来执行复用操作。在波长复用方法中，通过使用可变波长激光器来改变光束的波长从而执行复用操作。在移位复用方法中，通过移动存储介质来执行复用操作。
在全息光学信息处理设备中，通过按不同角度向存储介质照射参考光束和信号光束来将数据记录在该存储介质中，并且，通过向存储介质照射参考光束并且检测所衍射并沿相反方向从该存储介质输出的光束，从而从该存储介质再现数据。在授予ByungHo Lee等人、标题为“VolumeHolographic Data Storage System using a Beam Pattern from a taperedOptical Fiber”的美国专利6,058,232号中公开了这种类型的公知技术。
在Hideyoshi等人提交的标题为“Optical Information RecordingApparatus”的美国待审专利US2005/0007930号公报中公开了另一公知技术。在该美国待审专利公报中，公开了这样一种技术使用数字微镜装置作为空间光调制器，并在记录光学信息时按同轴光路向存储介质照射参考光束和信号光束。
另一方面，如上所述，全息光学信息处理设备可以通过使用多种复用方法对光学信息进行复用。然而，在所述美国待审专利公报中，由于参考光束与信号光束具有相同的光轴，因此难以通过角度复用方法对光学信息进行复用。
发明内容
为了解决上述问题构思了本发明。本发明的目的是提供一种光学信息处理设备以及使用该光学信息处理设备的光学信息记录方法和光学信息再现方法，所述光学信息处理设备可以通过使用同轴光学系统引导参考光束和信号光束来对光学信息进行记录和再现，并且可以通过调节光调制器的参考光束图案来对光学信息进行复用。
根据本发明的一个方面，提供了一种光学信息记录设备，其包括光源；光调制器，其中形成有用于将从所述光源发出的光束转换为参考光束的参考光束图案和用于将所述光束转换为信号光束的信号光束图案，并且在对光学信息进行复用和记录时改变所述参考光束图案；以及透镜，当从所述光调制器发出的信号光束和参考光束照射到光学信息存储介质时，所述透镜使得可以通过参考光束与信号光束之间的干涉而将光学信息记录在所述光学信息存储介质中。
根据本发明的另一方面，提供了一种光学信息再现设备，其包括光源；光调制器，其具有用于将从所述光源发出的光束转换为参考光束的参考光束图案，并且在对复用并记录在光学信息存储介质中的光学信息进行再现时改变所述参考光束图案；透镜，其将沿在记录时使用的记录参考光束的传播方向传播的参考光束从所述光调制器引向所述光学信息存储介质；以及光学信息检测器，其对从所述光学信息存储介质发出的再现光束进行检测。
根据本发明的另一方面，提供了一种光学信息记录方法，其包括以下步骤通过使用信号光束图案根据从光源发出的光束而形成信号光束，并通过使用参考光束图案根据从所述光源发出的所述光束而形成与所述信号光束同轴的参考光束；当将所述信号光束和所述参考光束照射到光学信息存储介质时，通过所述参考光束与所述信号光束之间的干涉来将光学信息记录在所述光学信息存储介质中；通过使用不同的信号光束图案来形成不同的信号光束，并通过使用不同的参考光束图案来形成与所述不同信号光束同轴的不同参考光束，以用于进行复用记录；以及当将所述不同信号光束和所述不同参考光束照射到光学信息存储介质时，通过所述不同参考光束与所述不同信号光束之间的干涉将光学信息叠加并记录在所述光学信息存储介质中。
根据本发明的另一方面，提供了一种光学信息记录方法，其包括以下步骤通过用光调制器对记录光学信息进行调制来产生信号光束，并用所述光调制器通过使用参考光束图案来产生与所述信号光束同轴的参考光束；当将所述信号光束和所述参考光束照射到光学信息存储介质时，通过所述信号光束与所述参考光束之间的干涉将光学信息记录在所述光学信息存储介质中，并形成包括多个记录区的道；以及将通过将所述参考光束图案改变为不同的参考光束图案而获得的不同参考光束与信号光束一起照射到所述光学信息存储介质，并形成包括部分地与所述道的记录区相交叠的多个不同记录区的不同道。
根据本发明的另一方面，提供了一种光学信息记录方法，其包括以下步骤通过用光调制器对记录光学信息进行调制来产生信号光束，并用所述光调制器通过使用参考光束图案来产生与所述信号光束同轴的参考光束；当将所述信号光束和所述参考光束照射到光学信息存储介质时，通过所述信号光束与所述参考光束之间的干涉将所述信号光束的光学信息记录在所述光学信息存储介质中，并形成包括多个记录区的道，其中，通过使用与所述参考光束不相关的不同参考光束以及所述参考光束来将彼此相邻的记录区形成为彼此部分地交叠；以及通过使用与所述参考光束不相关的不同参考光束，在与所述道的记录区交叠的位置处形成包括多个不同记录区的不同道，所述信号光束的光学信息记录于所述多个不同记录区中，其中，通过使用彼此不相关的多个参考光束将彼此相邻的不同记录区形成为彼此部分地交叠。
根据本发明的另一方面，提供了一种光学信息再现方法，其包括以下步骤向其中在用于记录的信号光束图案的周围形成有参考光束图案的光调制器照射光束；通过将经过所述光调制器的参考光束照射到光学信息存储介质的记录区，从所述光学信息存储介质再现光学信息；将所述光调制器的所述参考光束图案改变为不同的参考光束图案，并向所述光调制器照射光束；以及通过向所述光学信息存储介质的记录区照射根据所述不同参考光束图案产生的不同参考光束，从所述光学信息存储区再现不同的光学信息。
通过参照附图对本发明的示例性实施例进行详细描述，本发明的以上和其他特征和优点将变得更加显而易见，在附图中图1是例示了根据本发明示例性实施例的光学信息处理设备的结构的图；图2是例示了在根据本发明示例性实施例的光学信息处理设备中在记录光学信息时信号光束和参考光束的传播状态的概念图；图3是例示了在根据本发明示例性实施例的光学信息处理设备中在记录光学信息时的信号光束图案和参考光束图案的图；图4A和4B是根据本发明示例性实施例的对光学信息进行复用时光调制器中的参考光束图案的放大图；图5是例示了根据本发明示例性实施例的相对于信号光束图案旋转角的衍射效率的曲线图；图6是例示了根据本发明示例性实施例的相对于信号光束图案旋转角的信噪比的曲线图；图7是例示了在光学信息存储介质的不同厚度的情况下其移动距离与衍射效率之间的关系的曲线图；图8A是示出了在本发明示例性实施例的实验示例中当参考光束图案的旋转角是0度时光学信息的再现结果的照片；图8B到8E是示出了在本发明示例性实施例的实验示例中当参考光束图案的旋转角是2度、4度、6度以及8度时光学信息的再现结果的照片；图9A和9B是例示了根据本发明另一示例性实施例的对光学信息进行复用时光调制器中的参考光束图案的图；图10A和10B是例示了根据本发明另一示例性实施例的参考光束图案的图；图11是例示了根据本发明另一实施例的光学信息处理设备的结构的图；图12是例示了根据本发明示例性实施例的光学信息记录方法的流程图；图13是例示了根据本发明示例性实施例的光学信息记录方法的图；图14是例示了根据本发明另一示例性实施例的光学信息记录方法的图；图15是例示了根据本发明另一示例性实施例的光学信息记录方法的图；以及图16是例示了根据本发明示例性实施例的光学信息再现方法的流程图。
具体实施例方式
以下，参照附图对根据本发明示例性实施例的光学信息处理设备、光学信息记录方法以及光学信息再现方法进行描述。通过去除光学信息检测器的结构，可以将根据本发明示例性实施例的光学信息处理设备实现为光学信息再现设备，而通过去除光调制器的结构并部分地修改光学系统的结构，可以将该光学信息处理设备实现为光学信息记录设备。因此，在以下描述中，对光学信息处理设备进行描述而不区分记录设备与再现设备。
图1是例示了根据本发明示例性实施例的光学信息处理设备的结构的图，图2是例示了在根据本发明示例性实施例的光学信息处理设备中在记录光学信息时信号光束和参考光束的传播状态的概念图。
如图1和2所示，根据本发明示例性实施例的光学信息处理设备包括光源100。可以使用波长为635nm到650nm的红色激光器、波长为430nm的蓝色激光器或波长为532nm的绿色激光器作为光源100。该光学信息处理设备还包括使得从光源100发出的光束可以作为平行光传播的透镜110、以及按预定角度反射透过了透镜110的光束的反射镜120。该光学信息处理设备还包括将调制信号加载到反射镜120反射的光束的光调制器130。
光调制器130可以使用作为数字微镜装置(DMD)的示例的反射型空间光调制器。
光调制器130提供用于对光束进行调制的信号光束图案131和参考光束图案132。因此，光调制器130反射由反射镜120反射的光束并将其提供为信号光束S和参考光束R。在光调制器130中，信号光束图案131形成在光调制器130的中央部分，参考光束图案132在光调制器130中形成在信号光束图案131的周围。
光学信息处理设备还包括对从光调制器130向光学信息存储介质190同轴传播的信号光束S和参考光束R进行引导的分束器140。分束器140透射P偏振光束，反射S偏振光束。在分束器140的旁边设置有光闸141和光学信息检测器150。光学信息检测器150可以是电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)、或能够对光进行检测的光学器件。光闸141在记录光学信息时关闭，在再现光学信息时打开。
在分束器140的光轴路径中设置有向光学信息存储介质190反射信号光束S和参考光束R的反射镜160。在反射镜160之后设置有四分之一波长(λ/4)板170，在四分之一波长板170之后设置有物镜180。四分之一波长板170将透过分束器140的P偏振光束转换为圆偏振光束。因此，透过物镜180照射到光学信息存储介质190的光束是S偏振光束。
光学信息存储介质190设置于物镜180之后。光学信息存储介质190可以由光聚合物制成。在光学信息存储介质190的与光束照射的表面相对的表面上形成有反射面191。反射面191将透过了光学信息存储介质190的光束沿相反方向反射。
另一方面，如图2所示，物镜180是凸透镜。因此，入射在物镜180的中央部分上的信号光束S与入射在物镜180的周缘部分上的参考光束R的折射角彼此不同。即，在记录光学信息时，参考光束R的折射角比信号光束S的折射角大。因此，经折射的信号光束S与经折射的参考光束R在一位置处彼此交叉，光学信息存储介质的记录区位于该交叉处。通过信号光束S与参考光束R之间的干涉，在光学信息存储介质190中记录全息光学信息。可以通过致动器(未示出)对物镜180或光学信息存储介质190进行控制，以控制聚焦位置。
在本示例性实施例中，光学信息检测器150位于从光调制器130向光学信息存储介质传播的光束的同轴路径的旁边。因此，在对光学信息进行再现时响应于参考光束R从光学信息存储介质190再现的再现光束被光学信息存储介质190的反射面191反射，并经过参考光束R的光路向分束器140传播。由于在透过了四分之一波长板170之后再现光束是S偏振光束，因此该再现光束被分束器140反射并向光学信息检测器150传播。光学信息检测器150对再现光束的光学信息进行解码。另一方面，在对光学信息进行记录时光学信息检测器可以位于透过光学信息存储介质190的光束的传播方向中。在此情况下，不必在光学信息存储介质190中形成反射面191。
在本发明的示例性实施例中，按多种形状设置参考光束图案132，以对光学信息进行复用记录和再现。这里，复用记录表示将光学信息叠加并记录在同一位置，复用再现表示对记录在同一位置处的多条光学信息进行再现。
以下，对根据本发明示例性实施例的形成在光调制器130中的参考光束图案132进行更详细的描述。参考光束图案132和信号光束图案131形成在光调制器130的不同区域。通过使得从这些图案产生的信号光束S与参考光束R可以在光学信息存储介质190上相互干涉，可以对光学信息进行记录和再现。
图3是例示了在根据本发明示例性实施例的光学信息处理设备中在记录光学信息时的信号光束图案131和参考光束图案132的图。如图3所示，信号光束图案131形成在光调制器130的中央区域，而参考光束图案132与信号光束图案131距离预定间隙地形成在信号光束图案131周围。参考光束图案132呈沿周向排列的梳状图案的环的形式。通过按多种形式改变参考光束图案132，可以按复用方式对光学信息进行记录和再现。
图4A和4B是根据本发明示例性实施例的对光学信息进行复用时在光调制器130中的参考光束图案132的图。如图4A和4B所示，通过改变参考光束图案132的梳状图案的形成角来改变参考光束R。即，当梳状图案之间的角度为“θ”(其中θ＝360/梳状图案的数量)时，可以将这些梳状图案旋转θr(其中0＜θr＜θ)，从而获得不相关的具有不同梳状图案的不同参考光束图案132’。如果满足0＜θr＜θ，则可以获得多个不同的参考光束图案。因此，通过使用具有梳状图案的参考光束图案132和参考光束图案132’，可以对光学信息进行复用。
以下对其实验示例进行描述。
假设梳状图案之间的角为12度，光学信息存储介质190的厚度是200μm，光束的波长是405nm，并且物镜180的焦距是5mm。在此情况下，存在如下结论通过使参考光束图案132旋转2度或更大的旋转角，可以对光学信息进行复用。在以下描述中建立该结论。下述曲线图例示了本示例性实施例的实验示例的结果。
图5是例示了根据本发明示例性实施例的相对于信号光束图案旋转角的衍射效率的曲线图，图6是例示了根据本发明示例性实施例的相对于信号光束图案旋转角的信噪比的曲线图，图7是例示了在光学信息存储介质的不同厚度的情况下其移动距离与衍射效率之间的关系的曲线图。
如图5所示，在对通过使用彼此间隔12度的30个梳状图案记录的光学信息进行再现时测量衍射效率。当旋转角约为±2度或更大时，衍射效率约为0.5％。当旋转角约为±2度或更大时，信噪比显著降低，从而可以进行复用。因此，当梳状图案之间的角度是12度时，可以通过使这些梳状图案旋转2度来对光学信息进行复用。结果，可以基于参考光束图案132的梳状图案之间的角度来选择用于形成不同梳状图案的旋转角，从而按复用方式对光学信息进行记录和再现。
另一方面，没有完全去除由于参考光束图案132和132’的复用而产生的噪声。然而，通过增大光学信息存储介质190的厚度可以有效解决伴随着噪声的问题。图7示出了根据光学信息存储介质190的不同厚度在移动光学信息存储介质时相对于移动距离的衍射效率。如图7所示，当光学信息存储介质190的厚度变化到300μm、600μm以及1200μm并且移动距离是0时，厚度为1200μm的光学信息存储介质190具有最高的衍射效率。当移动光学信息存储介质190时，厚度为1200μm的光学信息存储介质190的衍射效率迅速降低，并且在移动了0.4μm至0.6μm之间的一位置处最低。因此，可以看出，通过增大光学信息存储介质190的厚度，降低了噪声，由此可以找出用于对光学信息进行复用和记录的最优位置。
图8A是示出了在本发明示例性实施例的实验示例中当参考光束图案的旋转角是0度时光学信息的再现结果的照片，图8B到8E是示出了在本发明示例性实施例的实验示例中当参考光束图案的旋转角是2度、4度、6度和8度时光学信息的再现结果的照片。
在该实验示例中，通过将梳状图案之间的角度设置为12度，形成30个梳状图案，光学信息存储介质190的厚度为1000μm，光束的波长为532nm，物镜180的焦距为5mm。为了易于区分和理解，使用模拟信号对记录数据进行记录和再现。为了区分再现的光学信息，在图8A中记录并再现“A”，在图8B中记录并再现“B”，在图8C中记录并再现“D”，在图8D中记录并再现“E”，在图8E中记录并再现“F”。将记录时使用的梳状图案再现并示出在一起。根据再现结果，可以看出，当梳状图案的旋转角是2度时有效地再现了光学信息。
图9A和9B是例示了根据本发明另一示例性实施例的对光学信息进行复用时在光调制器中的参考光束图案的图。如图9A和9B所示，第一参考光束图案134和第二参考光束图案134’形成为扇形。如图9A所示，第一参考光束图案134的两个扇形形成在90度和270度，其用于记录或再现光学信息。如图9B所示，第二参考光束图案134’的两个扇形图案形成在0度和180度，其对光学信息进行复用。这些位置只是示例，可以对参考光束图案的形状、尺寸和位置进行多种修改。
图10A和10B是例示了根据本发明另一示例性实施例的参考光束图案的图。如这些图所示，第一参考光束图案136形成为信号光束图案135外部的环形。如图10A所示，环形的第一参考光束图案136形成在信号光束图案135的周围，并且，如图10B所示，第二参考光束图案136’可以具有不同直径地形成在第一参考光束图案136的外部。第二参考光束图案136’可以具有不同的直径。
如这些示例性实施例中所描述的，可以将参考光束图案修改成多种形状，只要这些参考光束图案彼此不相关。其中，“不相关”表示不同的参考光束图案不叠加在光调制器130的同一像素或位置。根据物镜180的数值孔径，可以不同地实现参考光束图案之间的距离或者参考光束图案与信号光束图案之间的间隙。即，当数值孔径大时，分辨率高，由此可以减小该距离。另一方面，当数值孔径小时，分辨率低，由此可以增大该距离。
图11是例示了根据本发明另一实施例的光学信息处理设备的结构的图。如图11所示，根据本发明另一实施例的光学信息处理设备包括光源200。该光学信息处理设备还包括透镜210，其使得从光源200发出的光束可以作为平行光传播；以及光调制器220，其通过使用与上述实施例中相似的参考光束图案132和信号光束图案131，根据透过了透镜210的光束产生参考光束R和信号光束S。
光调制器220包括液晶显示装置。构成光调制器220的液晶显示装置的示例可以包括作为典型的有源矩阵型的薄膜晶体管液晶显示装置(TFT LCD)，以及作为无源矩阵型的超扭曲向列(STN)LCD、铁电LCD、聚合物散布(PD)LCD和等离子寻址(PA)LCD。
在光调制器220中，信号光束图案131形成在光调制器220的中央部分，而参考光束图案132形成在光调制器220的信号光束图案131的周围(见图2)。光学信息处理设备还包括对从光调制器220向光学信息存储介质270同轴传播的信号光束S和参考光束R进行引导的分束器230。分束器230透射P偏振光束而反射S偏振光束。在分束器230反射的S偏振光束传向的位置设置有光闸280和光学信息检测器290。光学信息检测器290可以是电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)器件、或能够对光进行检测的光学装置。光闸280在记录光学信息时关闭，在再现光学信息时打开。
在分束器230之后设置有反射镜240。在反射镜240反射的光束的传播方向上设置有四分之一波长(λ/4)板250和物镜260。四分之一波长板250将P偏振光束转换为圆偏振光束。因此，透过物镜260照射到光学信息存储介质270的光束是圆偏振光束。在光学信息存储介质270的与光束照射到的表面相对的表面上形成有反射面271。反射面271将透过了光学信息存储介质270的光束沿相反方向反射。因此，在对光学信息进行再现时再现的光束被反射面271反射，然后传播到光学信息检测器290。这些操作状态类似于上述示例性实施例中的操作状态。
以下，对根据本发明示例性实施例的光学信息记录方法和光学信息再现方法进行描述。可以由上述光学信息处理设备的结构来执行这些方法，或者可以由根据具有与上述光学信息处理设备的技术概念相同或相似的技术概念的变型例的光学信息处理设备来执行这些方法。参照图1和2所示的示例性实施例，可以理解在以下描述中提及的光学信息处理设备的结构。
图12是例示了根据本发明示例性实施例的光学信息记录方法的流程图。如图12所示，在根据本发明示例性实施例的光学信息记录方法中，使得从光源100发出的光束可以传播到光调制器130，并同轴地反射参考光束R和信号光束S(S10)。
参考光束R和信号光束S是通过使用形成在光调制器130中的参考光束图案132和信号光束图案131而同轴地形成的，然后向光学信息存储介质190传播。具体来说，信号光束图案131形成在光调制器130的中央部分，第一参考光束图案132与信号光束图案131有预定间隙地形成在信号光束图案131的周边部分。
从光调制器130发出的参考光束R和信号光束S经过反射镜160和物镜180照射到光学信息存储介质190。信号光束S入射在物镜180的中央部分上，参考光束R入射在物镜110的周缘部分上。由于使用凸透镜作为物镜180，因此物镜180将光束聚焦在光学信息存储介质190上。即，由于入射在物镜180的中央部分上的信号光束S的折射角与入射在物镜180的周缘部分上的参考光束R的折射角不同，因此如图2所示，参考光束R和信号光束S聚焦在光学信息存储介质190中的记录区上，由此通过参考光束R与信号光束S之间的干涉来记录信号光束S的光学信息(S11)。另一方面，在复用记录时，将光调制器130的用于产生参考光束R的参考光束图案132改变为不相关的第二参考光束图案132’(S12)。可以按复用方式将不同信号光束S的数据记录在同一位置(S13)。参考光束图案132和132’可以呈环形、扇形、圆梳形或部分梳形。
现在，对根据本发明示例性实施例的光学信息复用记录方法进行更详细的描述。
图13是例示了根据本发明示例性实施例的光学信息记录方法的图。如图13所示，使用彼此不相关的两个参考光束图案来记录光学信息。在本发明的示例性实施例中，在光学信息存储介质190上形成有多个道T1、T2、T3、…、和Tn。在每个道T中形成有多个记录区A。如上所述，这些记录区A彼此部分地交叠。
首先，通过使用第一参考光束图案将光学信息记录在光学信息存储介质190的一个道T1中。在该道T1中的记录区A11、A12、A13和A14彼此部分地交叠。相交叠的记录区Ann之间的间隙位于旁瓣之间的空位置处。根据衍射效率，该间隙可以位于第二或下一空位置处，或者可以位于主瓣与旁瓣之间的第一空位置处。
接着，在将光学信息记录在与第一道T1相邻的第二道T2中时，通过使用根据与先前使用的参考光束图案不相关的不同参考光束图案而产生的参考光束来记录光学信息。相邻的记录区A21和A22彼此部分地交叠，并且还与第一道T1的记录区A11和A12部分地交叠。道T1与T2之间的间隙位于形成在第一道T1中的记录区A11与A12的旁瓣之间的空位置处。随后，通过使用用于将光学信息记录在第一道T1中的参考光束来按与第二道T2部分地交叠的方式将光学信息记录在第三道T3中，然后通过用于将光学信息记录在第二道中的参考光束来将光学信息记录在第四道中。
图14是例示了根据本发明另一示例性实施例的光学信息记录方法的图。如图14所示，通过使用根据彼此不相关的三种或更多种参考光束图案而产生的参考光束来记录光学信息。
通过使用根据第一参考光束图案而产生的参考光束来将光学信息记录在光学信息存储介质190中的第一道T1的记录区A11和A12中。通过使用根据与第一参考光束图案不相关的第二参考光束图案而产生的参考光束来将光学信息记录在与第一道T1相邻的第二道T2的记录区A21和A22中。通过使用根据第三参考光束图案产生的另一参考光束将光学信息记录在第三道T3的记录区A31和A32中。然后，通过使用用于将光学信息记录在第一道中的参考光束来将光学信息记录在第四道中。相邻的记录区A彼此部分地交叠，并且还与在前一道T中的记录区A部分地交叠。这里，道T之间的间隙位于前一道T的记录区A的旁瓣之间的空位置处。
图15是例示了根据本发明另一示例性实施例的光学信息记录方法的图。如图15所示，通过使用彼此不相关的两个不同参考光束图案来将光学信息记录在第一道T1中。即，通过使用不同的参考光束来将光学信息记录在第一记录区A11和第二记录区A12中，通过使用用于将光学信息记录在第一记录区A11中的参考光束来将光学信息记录在第三记录区A13中，并通过使用用于将光学信息记录在第二记录区A12中的参考光束来将光学信息记录在第四记录区A14中。通过重复这些操作，完成了将光学信息记录在第一道T1中。这些记录区A彼此部分地交叠，交叠位置可以是旁瓣之间的空位置。
按与将光学信息记录在第一道T1中的方式相同的方式，通过使用彼此不相关的两个参考光束图案将光学信息记录在第二道T2中。这些参考光束图案与用于将光学信息记录在第一道T1中的参考光束图案不相关。
随后，按与将光学信息记录在第一道T1中的方式相同的方式，通过使用用于将光学信息记录在第一道T1中的所述两个参考光束来将光学信息记录在第三道T3中。按与将光学信息记录在第二道T2中的方式相同的方式，将光学信息记录在第四道中。然后，通过重复这些操作，将光学信息记录在接下来的道中。结果，由于通过使用彼此不相关的参考光束图案将光学信息记录在彼此相邻的多个记录区A(并且在这些记录区A中彼此交叠)中，因此可以减小再现光学信息时的噪声，并且可以提高光学信息的记录密度。另一方面，可以将用于复用记录的第一参考光束图案132和第二参考光束图案132’形成为具有不同直径的环形、形成在不同位置的扇形、设置在不同角度的圆梳形、或形成在不同位置的部分梳形。可以将参考光束图案形成为其他形状。
可以使用两种方法来在改变参考光束图案132和132’的同时对光学信息进行复用和记录。在一种方法中，首先，在通过使用根据第一参考光束图案132产生的参考光束R来改变信号光束S的光学信息的同时，将光学信息记录在光学信息存储介质190的所有记录区中。然后，在通过使用第二参考光束图案132’来改变信号光束S的光学信息的同时，将光学信息叠加并记录在光学信息存储介质190的所有记录区中。
在另一方法中，通过使用根据多个不同参考光束图案132和132’而产生的多个参考光束R，将光学信息叠加并记录在光学信息存储介质190的记录区中，然后，通过使用不同的参考光束R，将光学信息叠加并记录在另一记录区中。
图16是例示了根据本发明示例性实施例的光学信息再现方法的流程图。如图16所示，首先，向其中在用于记录的信号光束图案131的周围形成有第一参考光束图案132的光调制器130照射光束(S20)。第一参考光束图案132是按与上述光学信息记录方法中描述的方式相同的方式形成的。然后，将从光调制器130发出的光束照射到光学信息存储介质190的记录区，以对光学信息进行再现(S21)。然后，将光调制器130的第一参考光束图案132改变为第二参考光束图案132’，然后向光调制器130照射光束(S22)。根据光调制器130的第二参考光束图案132’产生不相关的不同参考光束R。通过使用该不同参考光束R，从光学信息存储介质190的记录区中再现不同的光学信息(S23)。
另一方面，用于再现光学信息的参考光束图案132和132’应当与用于记录对应的光学信息的参考光束图案132和132’为相同形状。换言之，当使用一形状的参考光束图案132和132’来记录光学信息时，应当使用与用于记录该光学信息的参考光束图案132和132’的相同形状来再现对应的光学信息。这里，相同的形状表示应当照射具有相同的参考图案、相位和波长的光束，而不表示应当从同一光源通过同一光学系统来照射光束。
在根据本发明示例性实施例的光学信息记录方法中，由于可以通过向光学信息存储介质同轴地照射参考光束和信号光束来将光学信息叠加并记录在同一记录区中，所以可以进一步提高光学信息的记录密度。
在根据本发明的光学信息处理设备、光学信息记录方法以及光学信息再现方法中，通过使得参考光束和信号光束可以同轴地传播以记录光学信息、并将参考光束图案改变为彼此不相关的多种不同参考光束图案以提供多种参考光束，可以更有效地对光学信息进行复用，并且可以提高全息光学信息的利用效率的存储密度。
权利要求
1.一种光学信息记录设备，包括光源；光调制器，其具有用于将从所述光源发出的光束转换为参考光束的参考光束图案和用于将所述光束转换为信号光束的信号光束图案，并且在对光学信息进行复用和记录时改变所述参考光束图案；以及透镜，当将从所述光调制器发出的信号光束和参考光束照射到光学信息存储介质时，所述透镜使得可以通过参考光束与信号光束之间的干涉而将光学信息记录在所述光学信息存储介质中。
2.根据权利要求1所述的光学信息记录设备，其中，当信号光束和参考光束照射到光学信息存储介质时，参考光束和信号光束同轴地照射到所述透镜，并且，所述透镜通过使得参考光束的折射角与信号光束的折射角不同而使得可以在所述光学信息存储介质上出现信号光束与参考光束之间的干涉。
3.根据权利要求1所述的光学信息记录设备，其中，在复用记录时，参考光束图案包括彼此不相关的第一参考光束图案和第二参考光束图案。
4.根据权利要求3所述的光学信息记录设备，其中，第一参考光束图案和第二参考光束图案呈环形、扇形、圆梳形和部分梳形中的一种形状。
5.根据权利要求3所述的光学信息记录设备，其中，用于复用记录的第一参考光束图案和第二参考光束图案呈具有不同直径的环形、形成在不同位置的扇形、设置在不同角度的圆梳形、以及形成在不同位置的部分梳形中的一种形状。
6.根据权利要求1所述的光学信息记录设备，其中，所述光调制器是在透射光束的同时对该光束进行调制的液晶显示装置和在反射光束的同时对该光束进行调制的数字微镜装置中的一种。
7.一种光学信息再现设备，包括光源；光调制器，其具有用于将从所述光源发出的光束转换为参考光束的参考光束图案，并且在对复用并记录在光学信息存储介质中的光学信息进行再现时改变所述参考光束图案；透镜，其将沿在记录时使用的记录参考光束的传播方向传播的参考光束从所述光调制器引向所述光学信息存储介质；以及光学信息检测器，其对从光学信息存储介质发出的再现光束进行检测。
8.根据权利要求7所述的光学信息再现设备，其中，在复用再现时，参考光束图案包括彼此不相关的第一参考光束图案和第二参考光束图案。
9.根据权利要求8所述的光学信息再现设备，其中，第一参考光束图案和第二参考光束图案呈环形、扇形、圆梳形和部分梳形中的一种形状。
10.根据权利要求9所述的光学信息再现设备，其中，用于复用再现的第一参考光束图案和第二参考光束图案呈具有不同直径的环形、形成在不同位置的扇形、设置在不同角度的圆梳形、以及形成在不同位置的部分梳形中的一种形状。
11.根据权利要求9所述的光学信息再现设备，其中，光调制器是在透射光束的同时对该光束进行调制的液晶显示装置和在反射光束的同时对该光束进行调制的数字微镜装置中的一种。
12.一种光学信息记录方法，包括以下步骤通过使用信号光束图案根据从光源发出的光束来形成信号光束，并通过使用参考光束图案根据从所述光源发出的所述光束来形成与所述信号光束同轴的参考光束；当将信号光束和参考光束照射到光学信息存储介质时，通过参考光束与信号光束之间的干涉将光学信息记录在所述光学信息存储介质中；通过使用不同信号光束图案来形成不同的信号光束，并通过使用不同参考光束图案来形成与所述不同信号光束同轴的不同参考光束，以用于进行复用记录；以及当将所述不同信号光束和所述不同参考光束照射到所述光学信息存储介质时，通过所述不同参考光束与所述不同信号光束之间的干涉来将光学信息叠加并记录在所述光学信息存储介质中。
13.根据权利要求12所述的光学信息记录方法，其中，在复用记录时，所述参考光束图案与所述不同参考光束图案彼此不相关。
14.根据权利要求12所述的光学信息记录方法，其中，所述参考光束图案和所述不同参考光束图案呈环形、扇形、圆梳形和部分梳形中的一种形状。
15.根据权利要求12所述的光学信息记录方法，其中，用于复用记录的所述参考光束图案和所述不同参考光束图案呈具有不同直径的环形、形成在不同位置的扇形、设置在不同角度的圆梳形、以及形成在不同位置的部分梳形中的一种形状。
16.根据权利要求12所述的光学信息记录方法，其中，通过以下步骤来进行复用记录通过使用基于所述参考光束图案产生的所述参考光束来将光学信息记录在所述光学信息存储介质的整个记录区中，然后，通过使用基于所述不同参考光束图案产生的所述不同参考光束来将光学信息叠加并记录在所述光学信息存储介质的整个记录区中。
17.根据权利要求12所述的光学信息记录方法，其中，通过以下步骤来进行复用记录通过使用多个不同的参考光束来将光学信息记录在所述光学信息存储介质的一记录区中，然后，通过使用所述多个不同的参考光束来将光学信息记录在所述光学信息存储介质的另一记录区中。
18.一种光学信息记录方法，包括以下步骤通过用光调制器对记录光学信息进行调制来产生信号光束，并用所述光调制器通过使用参考光束图案来产生与所述信号光束同轴的参考光束；当将所述信号光束和所述参考光束照射到光学信息存储介质时，通过所述信号光束与所述参考光束之间的干涉将光学信息记录在所述光学信息存储介质中，并形成包括多个记录区的道；以及将通过将所述参考光束图案改变为不同的参考光束图案而获得的不同参考光束与所述信号光束一起照射到所述光学信息存储介质，并形成包括部分地与所述道的记录区交叠的多个不同记录区的不同道。
19.根据权利要求18所述的光学信息记录方法，其中，所述参考光束图案和所述不同参考光束图案呈具有不同直径的环形、形成在不同位置的扇形、设置在不同角度的圆梳形、以及形成在不同位置的部分梳形中的一种形状。
20.根据权利要求18所述的光学信息记录方法，其中，通过使用将所述参考光束图案改变为彼此不相关的所述不同参考光束图案而获得的所述不同参考光束，将光学信息记录在同一道中的相邻记录区中。
21.根据权利要求18所述的光学信息记录方法，其中，通过使用彼此不相关的参考光束，将光学信息记录在所述不同道的与所述道的记录区相邻的记录区中。
22.根据权利要求18所述的光学信息记录方法，其中，所述记录区与相邻的记录区部分地交叠。
23.根据权利要求18所述的光学信息记录方法，其中，当将所述信号光束和所述参考光束照射到光学信息存储介质时，通过使得参考光束的折射角与信号光束的折射角彼此不同而使得可以在光学信息存储介质上出现参考光束与信号光束之间的干涉。
24.一种光学信息记录方法，包括以下步骤通过用光调制器对记录光学信息进行调制来产生信号光束，并用所述光调制器通过使用参考光束图案来产生与所述信号光束同轴的参考光束；当将所述信号光束和所述参考光束照射到光学信息存储介质时，通过所述信号光束与所述参考光束之间的干涉来将所述信号光束的光学信息记录在光学信息存储介质中，并形成包括多个记录区的道，其中，通过使用与所述参考光束不相关的不同参考光束以及所述参考光束来将彼此相邻的记录区形成为彼此部分地交叠；以及通过使用与所述参考光束不相关的不同参考光束，在与所述道的记录区交叠的位置处形成所述信号光束的光学信息记录于其中的包括多个不同记录区的不同道，其中，通过使用彼此不相关的参考光束将彼此相邻的不同记录区形成为彼此部分地交叠。
25.一种光学信息再现方法，包括以下步骤向光调制器照射光束，在所述光调制器中，在用于记录的信号光束图案的周围形成有参考光束图案；通过将经过所述光调制器的所述参考光束照射到光学信息存储介质的记录区，从所述光学信息存储介质再现光学信息；将所述光调制器的所述参考光束图案改变为不同的参考光束图案，并向所述光调制器照射光束；以及通过向所述光学信息存储介质的记录区照射根据所述不同参考光束图案而产生的不同参考光束，从所述光学信息存储介质再现不同的光学信息。
26.根据权利要求25所述的光学信息再现方法，其中，用于复用再现的参考光束彼此不相关。
27.根据权利要求25所述的光学信息再现方法，其中，参考光束图案呈环形、扇形、圆梳形和部分梳形中的一种形状。
28.根据权利要求25所述的光学信息再现方法，其中，用于复用再现的参考光束图案呈具有不同直径的环形、形成在不同位置的扇形、设置在不同角度的圆梳形、以及形成在不同位置的部分梳形中的一种形状。
29.根据权利要求25所述的光学信息再现方法，其中，所述光学信息存储介质反射从其再现的光束，然后对该光束进行检测。
30.根据权利要求26所述的光学信息再现方法，其中，所述光学信息存储介质透射从其再现的光束，然后对该光束进行检测。
全文摘要
提供了一种光学信息处理设备以及使用其的光学信息记录和再现方法。所提供的光学信息记录设备包括光源；光调制器，其中形成有用于将从所述光源发出的光束转换为参考光束的参考光束图案和用于将所述光束转换为信号光束的信号光束图案，并且在对光学信息进行复用和记录时改变所述参考光束图案；以及透镜，当从所述光调制器发出的信号光束和参考光束照射到光学信息存储介质时，所述透镜使得可以通过所述参考光束与所述信号光束之间的干涉将光学信息记录在所述光学信息存储介质中。因此，在使用同轴光学系统的光学信息处理设备中，可以更有效地对光学信息进行复用，并且可以提高全息光学信息的存储密度。
文档编号G03H1/26GK101051477SQ20061010741
公开日2007年10月10日 申请日期2006年7月20日 优先权日2006年4月6日
发明者卢载遇, 朴柱研 申请人:大宇电子株式会社