专利名称：：全息图母片制作和复制的制作方法
技术领域：
：本发明涉及全息图母片制作和复制。本发明特别涉及用于制造母片的光学设备和用于复制所述母片的光学设备。本发明尤其与ROM全息图制作设备有关。
背景技术：
：ROM信息载体是只能读出的信息载体。这种信息载体通常是在工厂里制造，然后由用户读出。例如，CD或DVD是用压模制造的。压模包括必须记录在CD或DVD上的坑和岸。CD或DVD由压模在其上压纹。在全息图数据存储中，不能进行压纹，因为数据被存储在体积中，而不只是在全息图介质的表面上。制造ROM全息图介质的解决方案包括制作母片，然后复制所述母片，例如制作1000、10000或100000个拷贝。从H.J.Coufal，D.Psaltis，G.T.Sincerbox(Eds.)发表于Springerseriesinopticalsciences(2000)的“Holographicdatastorage”可以了解光学全息图母片制作设备。图1示出了这种母片制作设备。这个母片制作设备包括辐射源100、准直仪101、分束器102、空间光调制器103、透镜104、偏转器106和望远镜107。该母片制作设备用来将数据记录在母片105中。在母片105中记录全息图期间，由辐射源100产生的辐射束的一半由分束器102送往空间光调制器103。这部分辐射束被称为信号束。由辐射源100产生的辐射束的另一半被偏转器106向望远镜107偏转。这部分辐射束被称为基准束。信号束被空间光调制器103进行空间调制。空间光调制器103包括透射区和吸收区，对应于要记录的全息图的0和1数据位。在信号束已经通过空间光调制器103之后，它携带了要记录在母片105中的信号，即要记录的全息图。随即通过透镜104将信号束聚焦在母片105上。基准束也被望远镜107聚焦在母片105上。全息图因而被以(由于信号束和基准束之间干涉的结果)干涉模式的形式记录在了母片105中。一旦全息图被记录在母片105中，另一全息图就被记录在母片105的相同位置。为此，与这个全息图对应的数据被发送到空间光调制器103。偏转器106被旋转以修改基准信号相对于母片105的角度。望远镜107用来在旋转偏转器106的同时将基准束保持在相同位置。因而就以不同模式将干涉模式记录在了母片105的相同位置上。这被称为角度多路复用。母片105上记录了多个全息图的相同位置称为书(book)。或者，可以调节辐射束的波长以在相同书中记录不同的全息图。这被称为波长多路复用。一旦已经记录了母片，可以通过全息图复制设备复制它。图2中说明了这种复制设备。这个复制设备包括辐射源200、准直仪201、分束器202、第一反射镜203、第二反射镜204、第三反射镜205和成像透镜206。这个复制设备用来在复制介质207中复制母片105。辐射源200发生的辐射束的一半由分束器202发送到复制介质207。辐射源200发生的辐射束的另一半由第一、第二和第三反射镜203、204和205向母片105偏转。到达母片105的那部分光束由母片105中记录的各个不同书折射。因而产生了对应于母片105中记录的全息图的重新构造出的信号。该重新构造出的信号随即被成像透镜206聚焦到复制介质207上。因而，作为重新构造出的信号束和由辐射源200发生并被偏转向复制介质207的那部分光束之间干涉的结果，在复制介质207中复制了全息图。图1的全息图母片制作设备的缺点是它需要两个光频支用于生成基准束和信号束；图2中相关全息图复制设备的缺点是它需要两个光频支用于生成基准束和重新构造出的信号束。这个缺点使得这些设备庞大且昂贵，并且使得这种设备的制造周期长且复杂。
发明内容本发明的一个目标是提供更小巧更容易制造的全息图母片制作设备和相关的复制设备。为此，本发明提供了一种光学全息图母片制作设备，它包括用于容纳母片的装置、用于生成辐射束的辐射源以及相对于辐射源放置在容纳装置的另一侧上的反射空间光调制器。依照本发明，使用了反射空间光调制器。在母片制作期间，辐射束被导向母片，然后被进行空间调制并被反射回母片。因此，基准束和信号束在母片内干涉，这在所述母片内产生了信息模式。因而依照本发明的全息图母片制作设备不需要单独的光频支用于发生信号束和基准束。因而它相对小巧并易于制造。有利地，可以调节辐射束的波长以在记录介质的相同位置上记录不同的全息图。这提供了波长多路复用，因而提高了可以记录在母片中以及复制出的全息图介质中的数据容量。有利地，该母片制作设备还包括辐射源和容纳装置之间的第一透镜以及容纳装置和反射空间光调制器之间的第二透镜。由于透镜的使用，减小了记录的全息图的大小，增加了母片中可以记录的数据容量。此外，透镜的使用还提供了母片内的球面波干涉。因而，偏移多路复用成为可能，这进一步增加了数据容量。本发明还涉及用于复制由依照本发明的母片制作设备产生的母片的光学全息图复制设备。这种光学全息图复制设备包括用于容纳所述母片的装置、用于产生辐射束的辐射源以及用于容纳记录介质的装置，所述用于容纳所述记录介质的装置位于辐射源和用于容纳所述母片的装置之间。因为已经使用反射空间光调制器用于生成母片，母片中记录的信息模式使得射到所述母片上的辐射束被以相反方向折射回去。因此，如果在辐射源和母片之间放置记录介质，辐射源发生的辐射束以及由母片折射的信号束就在记录介质内干涉。这导致信息模式被记录在记录介质中。因而就复制了母片。本发明还涉及用于复制由依照本发明的有利实施例的母片制作设备生成的母片的光学全息图复制设备。这种光学全息图复制设备包括用于容纳所述母片的装置、用于产生辐射束的辐射源、在所述辐射源和用于容纳所述母片的装置之间的透镜以及用于容纳记录介质的装置，所述用于容纳所述记录介质的装置位于所述透镜和用于容纳所述母片的装置之间。本发明还涉及光学全息图母片制作和复制设备。这种设备包括用于容纳母片的装置、用于产生辐射束的辐射源、相对于辐射源位于该容纳装置另一侧的反射空间光调制器以及用于容纳记录介质的装置，用于容纳所述记录介质的装置位于辐射源和用于容纳所述母片的装置之间。参考下文中说明的实施例将明了本发明的这些和其它特征。现在将参考附图通过示例更详细地说明本发明，附图中-图1示出了依照现有技术的全息图母片制作设备；-图2示出了依照现有技术的全息图复制设备；-图3a示出了依照本发明的全息图母片制作设备，图3b示出了依照本发明的一个有利实施例的全息图母片制作设备；-图4a示出了依照本发明的全息图复制设备，图4b示出了依照本发明的一个有利实施例的全息图复制设备。具体实施例方式图3a中绘出了依照本发明的全息图母片制作设备。这个母片制作设备包括辐射源300、准直仪301和反射空间光调制器303。这个母片制作设备用来将全息图数据记录在母片302a中。该光学设备还包括用于容纳母片的装置，图3a中没有示出。例如，这些容纳装置是可以在其上放置记录介质的导台(table)。例如，可以使用通常用在CD或DVD中的导台。在母片制作期间，辐射源300发生辐射束，它被准直仪301转换成并行光束。这个并行光束随后通过母片302a并到达反射空间光调制器303。因而反射回反射信号，它携带了送往反射空间光调制器303的信息。这个反射信号随后到达母片302a，在那里与来自辐射源300的光束发生干涉。这个干涉在母片302a中产生了信息模式，因而记录了要记录的全息图。直接来自辐射源300的光束扮演了基准束的角色，而来自反射空间光调制器303的光束扮演了信号束的角色。在依照本发明的母片制作设备中，信号束和基准束都是由相同光频支生成的。因此，依照本发明的母片制作设备比依照现有技术的母片制作设备更小巧。反射空间光调制器303可以是反射硅上铁电液晶(FLCOS，ferroelectricLiquidCrystalonSilicon)空间光调制器。这种空间光调制器被“BoulderNonlinearSystems”和“Displaytech”等公司商品化。反射空间光调制器303还可以是反射数字微反射镜设备(DMD，DigitalMicromirrorDevice)空间光调制器。这种空间光调制器由“ProductivitySystems”等公司商品化。反射空间光调制器303还可以是透射空间光调制器和反射镜的组合，但不太倾向于这种解决方案，因为透射空间光调制器的效率低于反射空间光调制器的效率。一旦已经记录了一个全息图，通过改变辐射束的波长可以记录另一全息图。依照本发明的母片制作设备对波长多路复用尤其有利。实际上，为了在母片302a的相同书中记录相对高数量的全息图，波长选择性应该尽可能低。波长选择性代表可以用于记录两个具有可接受干扰的全息图的两个连续波长之间的间隔。从Springerseriesinopticalsciences(2000)中H.J.Coufal，D.Psaltis，G.T.Sincerbox(Eds.)的“Holographicdatastorage”可以知道波长选择性是Δλ＝(λ2cosθs)/2Lsin2，其中λ是波长，L是母片的厚度，θf和θs分别是基准束和依赖束与母片的法线之间的角度。在现有技术的母片制作设备中，基准束和母片法线之间的角度θf约π/4，而在依照本发明的母片制作设备中这个角度是零。可以计算出依照本发明的母片制作设备中的波长选择性比现有技术的母片制作设备中的波长选择性好约6.8倍。这意味着在依照本发明的母片制作设备中每书可以记录的全息图的数量约是依照现有技术的母片技术设备中每书可以记录的全息图数量的6.8倍。因此，也提高了通过依照本发明制作的母片复制的ROM介质能够达到的数据容量。一旦已经在母片302a中记录了一个书，通过相对于光学拾音器单元(包括辐射源300、准直仪301和反射空间光调制器303)移动母片302a可以记录另一个书。或者，在平行于母片302a的方向上相对于母片302a移动光学拾音器单元。图3b示出了依照本发明的一个有利实施例的母片制作设备。除了参考图3已经说明的元件之外，这个光学设备还包括第一透镜304和第二透镜305。在图3b中，母片被标志为302b。第一透镜304位于辐射源300和母片302b之间，第二透镜305位于母片302b和反射空间光调制器303之间。在母片制作期间，辐射源300发生的辐射束被第一透镜304聚焦在母片302b中。因而一个球形波束被聚焦在母片302b中。随后这个球形波束被第二透镜305使其平行，然后到达反射空间光调制器303，在那里生成了信号束。在从空间光调制器303回来的路上，信号束被第二透镜305聚焦在母片302b中。因此，球形波信号束与球形波基准束在母片302b内干涉，生成了信息模式，该信息模式对应于要记录的全息图。球形波束在母片302b内干涉提供了偏移多路复用。偏移多路复用即通过相对于光学拾音器单元偏移母片而记录一组全息图。一旦已经在母片的一个给定位置上记录了一个全息图或一个书，就可以将母片移动一个小于全息图宽度的距离。偏移多路复用仅在球形波干涉时可行，因而用图3a的光学设备不存在偏移多路复用。有利地，可以使用偏移多路复用和波长多路复用的组合在母片302b中记录数据。例如，通过调节由辐射源发生的辐射束的波长在一个特定位置上记录一个书。一旦记录了这个书，就相对于光学拾音器单元将母片302b移动一个小于书宽度的距离。然后通过调节辐射束的波长记录另一个书。图4a示出了依照本发明的复制设备。这个复制设备包括辐射源400和准直仪401。这个复制设备用来复制由图3a的设备记录的母片302a。复制包括将母片302a中记录的数据复制在记录介质403a中。图4a的复制设备包括用于容纳母片302b的装置和用于容纳记录介质403a的装置，图4a中未示出。这些容纳装置可以是可在其上放置记录介质的导台。例如，可以使用通常用在CD或DVD播放器中的导台。在复制期间，辐射源400发生的具有特定波长的辐射束被准直仪401使其平行，通过记录介质403a并到达母片302a。这个光束被所述母片302a中记录的信息模式以相同波长反射。因而产生了重新构造出的信息束，它以相同波长携带了与母片302a中记录的全息图对应的记录信息。这个重新构造出的信号束与辐射源400发生的光束在记录介质403a内干涉。因此，在记录介质403a中产生了与母片302a中以给定波长记录的信息相对应的信息模式。随后调节辐射束的波长以记录母片中用其它波长记录的全息图。因而就在记录介质403a中复制了母片。复制时间非常短，因为可以一次复制母片302a中以一定波长记录的全部信息，而不管母片302a中的书数量是多少。复制时间只取决于已经用于记录母片302a的波长的数量。依照本发明的复制设备进一步的优势是在记录介质403a中没有记录任何DC-偏移。实际上，当使用两个独立的光频支用于生成基准束和重新构造的信号束时写入了一个DC-偏移。DC-偏移的存在降低了复制的记录介质的数据容量。在依照本发明的复制设备中，使用了单一光频支，所以在复制中没有记录任何DC-偏移。应该注意到可以将图3a的母片制作设备和图4a的复制设备组合在单个母片制作和复制设备中。实际上，图3a的母片制作设备还可以包括用于容纳要复制的记录介质的装置，该容纳装置被放置在辐射源300和用于容纳母片302a的装置之间。在母片制作期间，没有在容纳记录介质的装置中插入任何记录介质，而记录介质在复制期间被插入。图4b示出了依照本发明的一个有利实施例的复制设备。这个光学设备用来复制用图3b的母片制作设备记录的母片302b以便制作记录介质403b。它包括辐射源400，准直仪401，透镜404，和用于容纳母片302b的装置以及用于容纳记录介质403b的装置(图4b中未示出)。在复制期间，辐射束被聚焦在母片302b上。这产生了重新构造的信号束，它在记录介质403b内与辐射源400产生的光束干涉。从而再记录介质403b中记录了全息图。为了在相同的位置记录另一全息图，要调节波长。母片的信息被逐书复制在记录介质403b中。还可通过和图4a的说明中所述相同的方式将图4b的复制设备及图3b的母片制作设备组合在单个母片制作和复制设备中。下列权利要求中的任何引用符号都不应被看作是限制该权利要求。显然动词“包括”的使用并不排除任何权利要求中所定义的之外的其它元件的存在。元件前面的“一个”也不排除多个这种元件的存在。权利要求1.一种光学全息图母片制作设备，包括用于容纳母片(302a，302b)的装置、用于产生辐射束的辐射源(300)和相对于辐射源位于容纳装置另一侧的反射空间光调制器(303)。2.权利要求1所主张的光学全息图母片制作设备，其中所述辐射束的波长可以被调节以便在记录介质的相同位置记录不同的全息图。3.权利要求1所主张的光学全息图母片制作设备，还包括位于辐射源和容纳装置之间的第一透镜(304)以及位于容纳装置和反射空间光调制器之间的第二透镜(305)。4.一种用于复制由权利要求1的设备制作的母片(302a)的光学全息图复制设备，所述全息图复制设备包括用于容纳所述母片的装置、用于产生辐射束的辐射源(400)和用于容纳记录介质(403a)的装置，所述用于容纳所述记录介质的装置位于辐射源和用于容纳所述母片的装置之间。5.一种用于复制由权利要求3的设备制作的母片(302b)的光学全息图复制设备，所述全息图复制设备包括用于容纳所述母片(302b)的装置、用于产生辐射束的辐射源(400)、位于辐射源和用于容纳所述母片的装置之间的透镜(404)、以及用于容纳记录介质(403b)的装置，所述用于容纳记录介质的装置位于所述透镜和用于容纳所述母片的装置之间。6.一种光学全息图母片制作和复制设备，包括用于容纳母片的装置、用于产生辐射束的辐射源、相对于辐射源位于容纳装置另一侧的反射空间光调制器、以及用于容纳记录介质的装置，用于容纳所述记录介质的所述装置位于辐射源和用于容纳所述母片的装置之间。全文摘要本发明涉及光学全息图母片制作设备。这个设备包括用于容纳母片(302a)的装置、用于产生辐射束的辐射源(300)以及相对辐射源位于容纳装置另一侧的反射空间光调制器(303)。本发明还涉及相关的复制设备。文档编号G11B7/26GK1954370SQ200580015178公开日2007年4月25日申请日期2005年5月9日优先权日2004年5月12日发明者M·巴利斯特雷里申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司