全息信息记录和/或再现设备的制作方法

专利名称：全息信息记录和/或再现设备的制作方法
技术领域：
本发明的各方面涉及一种全息信息记录和/或再现设备，更具体地说，涉及一种 利用单侧入射法来改善光学系统的效率的全息信息记录和/或再现设备。
背景技术：
近来，已经可以在市场上获得利用全息记录信息的技术。根据利用全息的信息记 录方法，信息在感光无机晶体或聚合物材料中存储在光学干涉图案中。利用具有相干性的 两束激光束来形成光学干涉条纹。即，通过光学干涉条纹来记录信息，所述光学干涉条纹通 过具有不同的路径的参考光和信号光之间的干涉形成，所述光学干涉条纹在感光存储介质 上引起化学或物理变化。为了从这样的记录的干涉条纹中再现信息，将与在记录时使用的 参考光相似的再现光照射到记录在存储介质上的干涉图案上。再现光由于干涉图案而发生 衍射，借此，还原了信号光并再现了信息。在全息信息记录技术中，存在体全息术法和显微全息术法，体全息术法利用体全 息术以页为单位执行记录和再现，显微全息术法利用显微全息术以单比特为单位执行记录 和再现。体全息术法的优点在于可同时处理大量信息。然而，由于精密地控制光学系统，所 以体全息术法难以针对普通用户的信息存储设备而商业化。通过使两束会聚光束在焦点处彼此干涉来形成精细干涉图案并通过在存储介质 的平面上移动干涉条纹来形成信息平面，显微全息术法以三维方法在存储介质中存储信 息。显微全息术法沿存储介质的深度方向分层地记录信息平面。然而，传统的利用显微全 息术法的记录和/或再现设备包括信号光的光学系统和参考光的光学系统，每种光照射到 存储介质的两侧上。因此，信号光和参考光在存储介质的两侧上的照射导致了光学系统的 复杂性。

发明内容
技术问题本发明的各方面提供了全息信息记录和/或再现设备以通过使信号光和参考光 入射在全息信息存储介质的单侧上来提高照射的光的效率。根据本发明的一方面，提供一种用于将信息记录到全息信息存储介质和/或从全 息信息存储介质再现信息的全息信息记录和/或再现设备，所述全息信息记录和/或再现 设备包括第一光源单元，在记录模式下发射参考光和信号光，参考光和信号光均是线偏振 光并彼此正交；第一光路弓I导单元，弓I导由第一光源单元发射的参考光和信号光，使得参考 光和信号光在穿过不同的光路之后在第一交叉点彼此相交；第二光路引导单元，包括位于 参考光或信号光的在第一交叉点之前的光路上的第一偏振转换器、位于参考光和信号光的 第一交叉点的第一偏振分光器、引导参考光和/或信号光以使得参考光和信号光在第一交 叉点之后的第二交叉点再次相交的至少一个第一光路转换器、位于信号光的穿过第一偏振 分光器之后且在第二交叉点之前的光路上的第二偏振转换器、位于第二交叉点以使参考光
7和信号光的光路结合的第二偏振分光器；物镜单元，将穿过第二偏振分光器的参考光和信 号光照射到全息信息存储介质的单侧上。第一偏振转换器、第二偏振转换器、第一偏振分光器、第二偏振分光器、所述至少 一个第一光路转换器和/或第二偏振转换器可结合为一体。物镜单元可包括四分之一波片，将参考光和信号光偏振转换为彼此正交地偏振； 物镜，通过直接将参考光聚焦在全息信息存储介质的焦点上、从全息信息存储介质的反射 层反射信号光并偏振转换以及将反射的信号光聚焦在参考光的焦点上，来使信息通过沿全 息信息存储介质的深度方向围绕焦点形成的干涉条纹记录。物镜单元可包括第四偏振转换器，将参考光和信号光偏振转换为沿相同的偏振 方向的线偏振光；四分之一波片，将参考光和信号光偏振转换为相同方向的圆偏振光；物 镜，通过直接将参考光聚焦在全息信息存储介质的焦点上，从全息信息存储介质的反射层 反射信号光而不进行偏振转换，并将反射的信号光聚焦在参考光的焦点上，来使信息通过 沿全息信息存储介质的深度方向围绕焦点形成的干涉条纹记录。根据本发明的另一方面，提供一种用于将信息记录到全息信息存储介质和/或从 全息信息存储介质再现信息的全息信息记录和/或再现设备，所述全息信息记录和/或再 现设备包括第一光源单元，在记录模式下发射参考光和信号光，参考光和信号光均是线偏 振光并彼此正交；第一光路引导单元，引导由第一光源发射的参考光和信号光，使得参考光 和信号光在经过不同的光路之后在第一交叉点彼此相交；第二光路引导单元，引导参考光 和/或信号光，使得参考光和信号光在穿过不同的光路之后在第一交叉点之后的第二交叉 点再次相交；物镜单元，将穿过第二偏振分光器的参考光和信号光照射到全息信息存储介 质的单侧上。根据本发明的又一方面，提供一种用于将信息记录到全息信息存储介质和/或从 全息信息存储介质再现信息的全息信息记录和/或再现设备，所述全息信息记录和/或再 现设备包括第一光路引导单元，引导均为线偏振光并彼此正交的参考光和信号光，使得参 考光和信号光在穿过不同的光路之后在第一交叉点彼此相交；第二光路引导单元，引导参 考光和/或信号光，使得参考光和信号光在穿过不同的光路之后在第一交叉点之后的第二 交叉点再次相交；物镜单元，将穿过第二偏振分光器的参考光和信号光照射到全息信息存 储介质的单侧上。根据本发明的另一方面，提供一种将信息记录到全息信息存储介质的方法，该方 法包括以下步骤发射均为线偏振并彼此正交的参考光和信号光；引导发射的参考光和发 射的信号光，使得参考光和信号光穿过不同的光路之后在第一交叉点彼此相交；使参考光 和信号光的光路结合；将参考光和信号光照射到全息信息存储介质的单侧上。本发明的其它方面和/或优点将在下面的描述中部分地阐述，并且部分地将通过 描述而明显得知，或者可通过实施本发明而了解。


通过下面结合附图对实施例的描述，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得 明显并更容易理解，在附图中图1是根据本发明实施例的全息信息记录和/或再现设备的示意性光学构造；
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图2示出了在图1中示出的全息信息记录和/或再现设备中装载的反射全息信息 存储介质；图3是示出在信号光的数值孔径与参考光的数值孔径相同时用于将信号光和参 考光照射到图2中示出的全息信息存储介质上的示意性光学构造；图4是在信号光的数值孔径与参考光的数值孔径不同时，将信号光和参考光照射 到图2中示出的全息信息存储介质上的示意性光学构造；图5示出了在记录模式下照射到图2中示出的全息信息存储介质上的信号光和参 考光的偏振态；图6示出了在伺服过程中照射到图2中示出的全息信息存储介质上的伺服光；图7示出了在再现模式下照射到图2中示出的全息信息存储介质上的再现光的偏 振态；图8和图9示出了一体地形成的第二光路引导单元的一部分，第二光路引导单元 包括在图1中示出的全息信息记录和/或再现设备中；图10是根据本发明另一实施例的全息信息记录和/或再现设备的示意性光学构 造；图11示出了在图10中示出的全息信息记录和/或再现设备中装备的反射全息信 息存储介质；图12示出了在记录模式下照射到图11中示出的全息信息存储介质上的信号光和 再现光的偏振态；图13示出了在伺服过程中照射到图11中示出的全息信息存储介质上的伺服光；图14示出了由图10中示出的全息信息记录和/或再现设备照射到图11中示出 的全息信息存储介质的再现光的偏振态。
具体实施例方式现在将详细说明本发明的实施例，在附图中示出了实施例的示例，其中，相同的标 号始终表示相同的元件。下面描述实施例以参照附图解释本发明。图1是根据本发明实施例的全息信息记录和/或再现设备示意性光学构造。参照 图1，全息信息记录和/或再现设备在全息信息存储介质300上记录信息并再现记录的信 息。具体地说，全息信息记录和/或再现设备包括电路(未示出)和光学系统，所述光学系 统包括将光照射到全息信息存储介质300的单侧上并接收照射的光的光学头100。光学头100包括第一光源110、第一准直透镜115、第三偏振转换器120、第三偏振 分光器125、第一聚焦控制单元130和第二聚焦控制单元145、第一反射镜135和第二反射 镜140、第一偏振转换器150、第一偏振分光器155、第二偏振转换器165、第三反射镜170、波 长选择分光器160、第二偏振分光器175、第四反射镜180、四分之一波片185、物镜190、会聚 透镜195和第一光检测器200。为了读取伺服信息，光学头100还包括伺服光学系统，伺服 光学系统包括第二光源210、衍射光栅215、伺服光偏振分光器220、第二准直透镜225、伺服 光聚焦控制单元230、检测透镜235和第二光检测器240。在图1中，粗实线表示从第一光源110发射到全息信息存储介质300的参考光Lll 或再现光L5，长短交替的粗虚线表示从第一光源110发射到全息信息存储介质300的信号
9光L12，粗虚线表示从全息信息存储介质300反射到第一光检测器200的被反射的信号光 L2或被反射的再现光L6，细实线表示从第二光源210发射到全息信息存储介质300的伺 服光L3，细虚线表示从全息信息存储介质300反射到第二光检测器240的被反射的伺服光 L4。第一光源110、第一准直透镜115和第三偏振转换器120包括在第一光源单元中， 第一光源单元在记录模式下发射参考光Lll和信号光L12并在再现模式下发射再现光L5。 第一光源110(例如，发射蓝光的半导体激光二极管)发射具有单方向线偏振的用于记录和 再现的光Li。用于记录和再现的光Ll在记录模式下以根据将要记录的信息的调制状态发 射并在再现模式下以非调制状态发射。在下文中，为了便于描述，假设用于记录和再现的光 Ll的线偏振方向为P偏振方向。第一准直透镜115将用于记录和再现的光Ll调整为平衡光。第三偏振转换器120是根据记录模式和再现模式之间的转换来开启或关闭偏振 转换功能的有源器件(例如，有源半波片)。第三偏振转换器120在记录模式下通过用作 波片来将由第一光源110发射的光偏振转换为具有例如P偏振和S偏振的偏振分量的光。 此外，第三偏振转换器120保持不变地传送由第一光源110发射的光而不用作波片。对于 该有源波片，可使用液晶器件，该液晶器件利用在施加电压时被排列而具有光轴的液晶的 双折射特性。例如，当电压施加到有源半波片时，如果入射光的线偏振方向与有源半波片的 快轴之间的夹角是45°之外的角度(例如，22. 5° )，由于在经过有源半波片时入射光的偏 振方向的旋转，入射光(例如，P偏振光)被转换为具有两个正交的偏振分量(即，P偏振 分量和S偏振分量)的光。P偏振分量和S偏振分量的偏振方向在记录模式下分别与参考 光Lll和信号光L12对应地旋转。由于有源半波片的构造是本领域普通技术人员公知的， 所以将在此省略详细的描述。虽然在当前实施例中将有源半波片描述为偏振转换器，但是 本发明的各方面不限于此。例如，也可将可驱动波片用作偏振转换器，所述可驱动波片通过 机械驱动单元在记录模式下定位于光路上并在再现模式下从光路移开。第三偏振分光器125、第一聚焦控制单元130和第二聚焦控制单元145以及第一反 射镜135和第二反射镜140包括在第一光路引导单元中，以引导由第一光源单元发射的参 考光Lll和信号光L12，使得参考光Lll和信号光L12在经过不同的光路之后彼此相交。第三偏振分光器125根据光的偏振方向来确定光的透射或反射。例如，第三分光 器125可透射P偏振光并反射S偏振光。因此，第三偏振分光器125可在通过透射参考光 Ll 1 (例如，在记录模式下的P偏振光)并反射信号光L12 (例如，在再现模式下的S偏振光) 来使参考光Lll和信号光L12的光路分离。如稍后描述的，从全息信息存储介质300反射 的一部分信号光L2沿参考光Lll的光路反向经过以被输入到第三偏振分光器125并被反 射至第一光检测器120。另外，如稍后描述的，由于在再现模式下，照射到全息信息存储介质 300上的再现光L5的偏振方向与从全息信息存储介质300反射的再现光L6的偏振方向正 交，所以第三偏振分光器125可将从全息信息存储介质300反射的再现光L6与从第一光源 110发射到全息信息存储介质300的再现光L5的光路分开。第一反射镜135和第二反射镜140是光路转换器的示例，并使参考光Lll和信号 光L12的分离的光路彼此相交。第一聚焦控制单元130和第二聚焦控制单元145分别位于参考光Lll的光路上和
10信号光L12的光路上。第一聚焦控制单元130通过改变物镜190对参考光Lll的焦点来沿 全息信息存储介质300的深度方向在不同位置形成参考光Lll的焦点(图3的F)。同样 地，第二聚焦控制单元145通过改变物镜190对信号光L12的焦点来沿全息信息存储介质 300的深度方向在不同位置形成信号光L12的焦点。在这种情况下，由于信号光L12在被 全息信息存储介质300中的反射层(图2中的340)反射之后聚焦在与参考光Lll的焦点 F相同的位置上，所以物镜190对于信号光L12的焦距比对于参考光Lll的焦距长。即，第 一聚焦控制单元130和第二聚焦控制单元145能够通过控制参考光Lll和信号光L12的会 聚或发散来控制具有物镜190的光学系统的数值孔径和焦距。如上所述，当参考光Lll和 信号光L12沿全息信息存储介质300的深度方向聚焦在不同的位置上时，可形成记录信息 的多个信息平面。第一聚焦控制单元130可采用有源中继透镜单元。有源中继透镜单元包括例如多 个透镜131和132，其中，至少一个透镜131沿光轴方向可移动并被驱动单元(未示出)驱 动。同样地，第二聚焦控制单元145可采用包括多个透镜146和147的有源中继透镜单元。第一偏振转换器150和第二偏振转换器165、第一偏振分光器155和第二偏振分光 器175、波长选择分光器160和第三反射镜170包括在第二光路引导单元中。第一偏振转 换器150将入射光以正交的偏振方向进行偏振转换并可采用半波片。第一偏振转换器150 可位于第三偏振分光器125和第一偏振分光器155之间的参考光Lll或信号光L12的光路 上。在当前实施例中，第一偏振转换器150位于在第三偏振分光器125和第一偏振分光器 155之间的信号光L12的光路上。由于被第三偏振分光器125分离的信号光L12具有S偏 振，所以信号光L12被第一偏振转换器150转换为P偏振。即，入射到第一偏振分光器155 的参考光Lll和信号光L12具有相同的线偏振分量。当半波片用作第一偏振转换器150时， 可通过保持入射光的线偏振方向和半波片的快轴之间为45 °来执行P偏振光和S偏振光之 间的转换。例如，第一偏振分光器155将P偏振光保持不变地透射并反射S偏振光。因此，第 一偏振分光器155将从第一光路引导单元入射的参考光Lll和信号光L12保持不变地透 射。然而，如稍后描述的，在记录模式下从全息信息存储介质300反射的信号光L2或在再现 模式下反射的再现光L6从第一偏振分光器155反射，然后沿信号光L12的光路反向行进， 并通过沿参考光Lll的光路反向经过以行进到第三偏振分光器125。第二偏振转换器165可采用例如有源波片(例如，有源半波片)。由于第二偏振转 换器165与第三偏振转换器120相似，因此将不在此详细描述第二偏振转换器165的构造。 第二偏振转换器165在记录模式下用作波片并在再现模式下透射光而不进行偏振转换。第 二偏振转换器165位于在记录模式下信号光L12与参考光Lll相遇之前且在穿过第一偏振 分光器155之后信号光L12的光路上，并转换信号光L12的偏振，使得信号光L12的偏振与 参考光Lll的偏振正交。如稍后描述的，为了检测信号光L2从全息信息存储介质300反射的一部分信号光 L2，第二偏振转换器165可在记录模式下留下一个线偏振光的一部分而不使该部分完全转 换为另一正交线偏振光。即，当S偏振光在记录模式下入射时，第二偏振转换器165可留下 S偏振分量的一部分，同时将其余的光从S偏振分量转换为P偏振分量。当有源半波片被 用作第二偏振转换器165时，如果入射光的线偏振方向与有源半波片的快轴之间的角度为
11例如28. 5°，则入射光(例如，S偏振光)的偏振方向在S偏振光穿过有源半波片时旋转。 因此，S偏振光被转换为具有主要的P偏振分量和次要的S偏振分量的光。波长选择分光器160是针对第一光源110的波长(即，用于记录和再现的光Li) 充当简单的反射镜并简单地透射稍后描述的第二光源210的波长(即，伺服光L3)的二向 色镜。波长选择分光器160可执行使参考光Lll和伺服光L3的光路结合的作用，这将在稍 后描述。波长选择分光器160和第三反射镜170使光路弯折，从而使彼此相交地穿过第一 偏振分光器155的参考光Lll和信号光L12再次彼此相遇。第二偏振分光器175用作针对参考光Lll的波长和信号光L12的波长的偏振分光 器并透射伺服光L3和L4的波长。即，第二偏振分光器175是波长选择光学器件。因此，参 考光Lll和信号光L12的利用第二偏振分光器175相遇的光路结合为一个并被引导到物镜 190，并且如稍后描述的，伺服光L3和L4透射而不改变它们的路径。由于第一偏振转换器150和第二偏振转换器165、第一偏振分光器155和第二偏振 分光器175、波长选择分光器160以及第三反射镜170 (包括在第二光路引导单元中)是具 有高光学效率的光学器件，所以与利用简单的分光器和半反射镜镜的传统的全息信息记录 和/或再现设备相比，根据本发明的各方面的全息信息记录和/或再现设备能够以高的光 学效率记录和/或再现信息。第四反射镜180使光路弯折，从而由第二偏振分光器175合并的参考光Lll和信 号光L12被引导向物镜190。对于伺服光L3和L4以及再现光L5和L6，四分之一波片185改变入射到全息信息 存储介质300的光的偏振方向以及从全息信息存储介质300反射的光的偏振方向。即，四 分之一波片185是对于第一光源110和第二光源210均用作波片的双波长四分之一波片。 被四分之一波片185反射的再现光L6被第三偏振分光器125从用于记录和再现的光Ll中 分离并可被第一光检测器200检测。反射的伺服光L4被伺服光偏振分光器220分离并可 被第二光检测器240检测。然而，在记录模式下从全息信息存储介质300反射的信号光L2 具有与入射的信号光L12的偏振方向相同的偏振方向。因此，反射的信号光L2可通过经过 与被第二光路引导单元反射的再现光L6的光路相同的光路而被第一光检测器200检测。物镜190是将参考光Lll和信号光L12、再现光L5或伺服光L3会聚在全息信息存 储介质300的预定区域上的透镜。物镜190能够利用第一聚焦控制单元130和第二聚焦控 制单元145改变参考光Lll和信号光L12在全息信息存储介质300上的焦点，并可改变光 学系统的数值孔径。物镜190使得参考光Lll和信号光L12入射到全息信息存储介质300 上，护额粗参考光Lll聚焦在全息信息存储介质300中的焦点(图3的F)上，信号光L12由 全息信息存储介质300中的反射层(图2的340)反射并聚焦在与参考光Lll的焦点F相 同的位置。此外，如稍后描述的，伺服光L3会聚在全息信息存储介质300中的伺服层(图 6的320)上。第一光检测器200检测由全息信息存储介质300反射的信号光L2或再现光L6。 还可在第三偏振分光器125和第一光检测器200之间包括会聚反射的信号光L2或反射的 再现光L6的会聚透镜195。现在将描述伺服光学系统。根据本发明的各方面，在全息信息记录和/或再现设
12备中使用的全息信息存储介质包括伺服层(图2的320)以及具有用于读取记录在伺服层 320中的伺服信息的光学系统光学头100。第二光源210发射伺服光L3并可采用例如发射红光的半导体激光二极管。第二 光源210可发射单方向线偏振光，以在伺服光偏振分光器220中根据各自的偏振方向来入 照射到全息信息存储介质300的伺服光L3和由全息信息存储介质300反射的伺服光L4分 离。衍射光栅215是将由第二光源210发射的伺服光L3衍射为第0级衍射光和第+1级或 第-1级衍射光并用于利用推挽法来检测伺服误差信号的光学构件。第二准直透镜225将 由第二光源210发射的伺服光L3调整为平行光。伺服光偏振分光器220可采用例如根据 光各自的偏振方向来使入射到全息信息存储介质300的伺服光L3与从全息信息存储介质 300反射的伺服光L4分离的偏振分光器。伺服光聚焦控制单元230在全息信息存储介质 300中沿深度方向改变伺服光的焦点并可采用包括多个透镜231和232的中继透镜，其中， 至少一个透镜231沿光轴方向可移动地被装配并被驱动单元(未示出)驱动。检测透镜 235使反射的伺服光L4的光斑适当地形成在第二光检测器240上并可采用例如散光透镜， 从而可通过散光来检测聚焦误差信号。第二光检测器240包括多个光检测单元并检测包含 在全息信息存储介质300中的伺服层(图2的230)中的伺服信息和伺服误差信号。上述 伺服光学系统是利用具有与用于记录和再现的光的波长不同的波长的伺服光的示例，应该 理解的是，本发明的各方面不限于此。图2示出了在图1中示出的全息信息记录和/或再现设备中装载的反射全息信息 存储介质300。参照图2，在全息信息记录和/或再现设备中使用的全息信息存储介质300 是反射存储介质，并具有以下结构，其中，顺序地层叠基底310、伺服层320、缓冲层330、反 射层340、间隔层350、记录层360和覆盖层370。伺服层320是记录伺服信息并反射伺服光(图1的L3)的层。缓冲层330可由透 明材料或吸收用于记录和再现的光的波长的材料形成。虽然在图2中伺服层320位于反射 层340之下，但是应该理解的是，本发明的各方面不限于此。如稍后参照图9描述的，伺服 层320可以在记录层360上或在记录层360中。反射层340反射信号光Ll，从而信号光Ll会聚在全息信息存储介质300中的焦点 (图3的F)上。在当前实施例中，反射层340采用由反射具有第一圆偏振的光并透射具有 第二圆偏振的光的材料形成的圆偏振光分离反射层，其中，第一圆偏振方向与第二圆偏振 方向正交。圆偏振光分离反射层可由例如液晶状态或硬化状态的液晶膜的胆留型液晶来形 成。胆留型液晶具有一定的结构，从而液晶分子的方向以螺旋图案扭曲，并能够通过反射与 螺旋图案对应的圆偏振光并透射与螺旋图案的相反方向对应的圆偏振光来将信号光Ll分 离为两个正交的圆偏振光，其中，反射光保持其初始圆偏振态。此外，反射层340被设计为 透射伺服光L3，并透射参考光L3以降低噪声。间隔层350是确保记录层360和反射层340之间的空间的层。间隔层350可被用 于去除由于被反射层340散射或反射的部分光导致的噪声。记录层360由感光材料(例如， 光聚合物或热塑性材料)形成，感光材料的折射率在吸收光时改变。覆盖层370是保护记 录层360免受外部影响的层。现在将参照图3至图7描述根据本发明实施例的全息信息记录和/或再现设备的 记录和/或再现方法。
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首先将描述全息信息记录和/或再现设备的记录模式。图3是示出在记录模式下 用于将信号光L12和参考光Lll照射到图2中示出的全息信息存储介质300上的示意性光 学构造。由于图3中示出的全息信息存储介质300的每一层与图2中示出的那些层相似， 因此这里将省略详细描述。参照图3，分别具有P偏振分量和S偏振分量的参考光Lll和信号光L12在沿相 同的光路移动之后通过物镜190照射到全息信息存储介质300上。在这种情况下，通过第 一和第二光路引导单元来控制会聚和发散。具体地说，第一聚焦控制单元130和第二聚焦 控制单元145引导参考光Lll和信号光L12，其中，参考光Lll在经过覆盖层370之后立即 会聚在记录层360中的焦点F上，信号光L12在穿过覆盖层370和记录层360并从反射层 340反射之后会聚在记录层360中的焦点F上。因此，由于参考光Lll和信号光L12的光斑在焦点F彼此相遇，所以围绕焦点F形 成体式(bulk-type)干涉条纹。由于这些干涉条纹的图案根据信号光L12的调制状态或参 考光Lll和信号光L12的调制状态而改变，所以可根据干涉条纹来记录信息。干涉条纹可 通过沿同一侧的轨迹记录来在记录层360中形成单个信息平面365，或者可通过在沿记录 层360的深度方向改变焦点的同时形成干涉条纹来将信息记录在多个平面中。全息信息存 储介质300可利用显微全息术法，在显微全息术法中，针对每个焦点F的干涉图案中包含单 比特信息，然而应该理解的是，本发明的各方面不限于此。例如，全息信息存储介质300可 利用体全息法，在体全息法中，利用由于叠置参考光Ll 1和信号光L12的光斑形成的立体干 涉条纹同时记录多条信息。参照图3描述的参考光Lll和信号光L12的描述是针对信号光L12的数值孔径与 参考光Lll的数值孔径相同的情况的。然而，应该理解的是，本发明的各方面不限于此。如 上所述，可通过利用第一聚焦控制单元130和第二聚焦控制单元145以及物镜190来控制 光学系统的数值孔径。因此，根据其它方面，物镜190对于参考光Lll的数值孔径可与对于 信号光L12的数值孔径不同。图4是当对于信号光L12的数值孔径小于对于参考光Lll的数值孔径时，用于将 参考光Lll和信号光L12照射到图2中示出的全息信息存储介质300上的示意性光学构造。 由于图4中的标号与图3中的标号相同，所以在此省略对图4的组件的详细描述。参照图4，由于物镜190对于信号光L12的数值孔径相对较小，所以在相同的光束 宽度的情况下，信号光L12的焦距相对较长。因此，在信号光L12从反射层340反射之后， 信号光L12的光斑形成在焦点F上。然而，由于物镜190对于参考光Lll的数值孔径相对 较大，所以在相同的光束宽度的情况下，参考光Lll的焦距相对较短。因此，参考光Lll的 光斑直接形成在焦点F上。通过形成如上所述的光学构造，可获得至少对于信号光L12具有较小的数值孔径 的光学系统。因此，在光学装置的设计中允许的偏差或在光学头的制造工艺中的组装公差 的情况下可获得余量。图5示出了照射到图2中示出的全息信息存储介质300上的信号光L12和参考光 Lll的偏振态。参照图5，具有不同的线偏振分量的参考光Lll和信号光L12入射到四分之 一波片185。例如，参考光Lll以P偏振态入射到四分之一波片185，信号光L12以S偏振 态入射到四分之一波片185。四分之一波片185是将线偏振光转换为圆偏振光以及将圆偏
14振光转换为线偏振光的光学构件。根据偏振态，信号光L12的偏振在穿过四分之一波片185 之后被转换为左旋圆偏振L，参考光Lll的偏振在穿过四分之一波片185之后被转换为右旋 圆偏振R。具有左旋圆偏振L的信号光L12通过由反射层340不变地反射而保持其初始偏 振态。反射的具有左旋圆偏振L的信号光L2聚焦在信息平面365中。然而，具有右旋圆偏 振R的参考光Lll在穿过覆盖层370之后立即直接在信息平面365上聚焦。由于反射的信 号光L2和参考光Lll在信息平面365中沿相反方向相遇并具有相反的圆偏振方向，所以反 射的信号光L2的电场矢量沿与参考光Lll的电场矢量的方向相同的方向旋转，因此，在信 息平面365中出现干涉。这种干涉使得信息被记录在由感光材料制成的记录层360上。从反射层340反射的信号光L2在焦点F处形成干涉条纹并经由覆盖层370继续 前进至全息信息存储介质300的外部。由于反射的信号光L2保持左旋圆偏振态L，所以反 射的信号光L2在穿过四分之一波片185之后被转换为S偏振光。参照图1，作为S偏振光的反射的信号光L2从第二偏振分光器175反射并穿过第 二偏振转换器165。由于第二偏振转换器165在记录模式下是有源的，所以反射的信号光 L2被偏振转换。如上所述，当在记录模式下S偏振光入射到第二偏振转换器165时，第二 偏振转换器165留下S偏振分量的一部分不转换，同时将剩余的S偏振分量转换为P偏振 分量。具有一部分S偏振分量的反射的信号光L2从第一偏振分光器155反射并沿参考光 Lll的光路反向移动。即，从第一偏振分光器155反射的具有S偏振分量的信号光L2在穿 过第一反射镜135和第一聚焦控制单元130之后入射到第三偏振分光器125。在当前实施 例中，由于第三偏振分光器125反射S偏振光，所以沿参考光Lll的光路反向移动并入射到 第三偏振分光器125的信号光L2继续进入第一光检测器200。如上所述，在记录模式下被第一光检测器检测的信号光L2上的信息可用于聚焦 伺服，从而通过控制第一聚焦控制单元130和第二聚焦控制单元145来将参考光Lll和信 号光L12聚焦在全息信息存储介质300中的信息平面365上。现在将参照图6描述根据当前实施例的全息信息记录和/或再现设备的伺服信息 检测。图6示出了照射图2中示出的全息信息存储介质上并从其上反射的伺服光。由于图 6中示出的全息信息存储介质300的各个层与图2中示出的各个层相似，所以将在此省略详 细描述。参照图6，单方向线偏振光(例如，作为P偏振光的伺服光L3)经由四分之一波片 185和物镜190入射到全息信息存储介质300。伺服光L3在穿过四分之一波片185时被从 P偏振光转换为左旋圆偏振光。入射到全息信息存储介质300的伺服光L3从伺服层320反 射。在这种情况下，由于伺服光L3的偏振矢量的旋转方向不改变而光的方向变为反方向， 所以左旋圆偏振光被转换为右旋圆偏振光。反射的伺服光L4在穿过四分之一波片185时 被转换为S偏振光，并沿入射的伺服光L3的光路反向移动。参照回图1，反射的伺服光L4 穿过第二偏振分光器175和波长选择分光器160而不改变光路，在穿过伺服光聚焦控制单 元230和第二准直透镜225之后从伺服光偏振分光器220反射并被第二光检测器240检测。 由于在全息信息存储介质300的伺服层320中包含了关于轨道的信息，所以可通过读取包 含在伺服层320中的伺服信息来执行用体式干涉条纹记录的记录标志的寻轨。现在将参照图7描述根据的全息信息记录和/或再现设备的再现模式。图7示出 了照射到图2中示出的全息信息存储介质300上的再现光的偏振态。
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参照图7，具有与参考光Lll的偏振方向相同的偏振方向的再现光L5照射在全息 信息存储介质300上用于再现。在这种情况下，由于第三偏振转换器120不执行偏振转换 操作，所以再现光L5以与参考光Lll的偏振方向相同的偏振方向(例如，P偏振方向)被引 导到全息信息存储介质300。通过利用位于再现光L5的光路上的第一聚焦控制单元130， 再现光L5的焦点可形成在全息信息存储介质300的期望的信息平面365中。作为P偏振 光的再现光L5被四分之一波片185转换为右旋圆偏振光R并经由物镜190入射到全息信 息存储介质300。聚焦在信息平面165上的再现光L5从具有包含在干涉条纹中的信息的 信息平面365反射，所述干涉条纹形成在信息平面365上。S卩，以右旋圆偏振态入射的再现 光从其上记录有信息的信息平面365衍射(S卩，反射)。由于从信息平面365反射的再现 光L6的方向改变而电场矢量的旋转方向未改变，所以反射的再现光L6变为左旋圆偏振态。 作为左旋圆偏振光L的反射的再现光L6被四分之一波片185转换为S偏振光并沿入射的 再现光L5的光路反向移动。如上所述，反射的再现光L6从第三偏振分光器125反射并被 第一光检测器200检测。图8是通过修改根据上述实施例的第二光路引导单元获得的示例，并且图8示出 了在图1中示出的全息信息记录和/或再现设备的区域A中包括的光学器件结合为一体的 构造。参照图8，第一偏振分光器251和第二偏振分光器265以及波长选择分光器261是立 方分光器，第三反射镜225可包括立方棱镜。第一偏振分光器251和第三反射镜255通过 结合为一体地包括在第一光学器件250中。相似地，第二偏振分光器265和波长选择分光 器261通过结合为一体地包括在第二光学器件260中。第二偏振转换器165可设置在第三 反射镜255和第二偏振分光器265之间。图9是根据如上所述的实施例的第二光路引导单元的另一示例，并且图9示出了 通过使在图1中示出的全息信息记录和/或再现设备的区域A中包括的光学器件结合为一 体而获得的光学器件270。第一偏振分光器271和第二偏振分光器281以及波长选择分光 器279是立方分光器，第三反射镜273可包括立方棱镜。第二偏振转换器275是有源半波 片并可位于第三反射镜273和第二偏振分光器281之间。通过在第一偏振分光器271和波 长选择分光器279之间设置具有与第二偏振转换器275的厚度相同的厚度的透明片277，可 补偿由第三反射镜273和第二偏振分光器281之间的偏振转换器275导致的厚度差。参照图8和图9描述的修改仅仅是示例，根据本发明的其它方面，可提供其它各种 修改。例如，参照回图1，第一偏振分光器155和波长选择分光器160可结合为一体，和/或 第三反射镜170和第二偏振分光器175可结合为一体。这种组件结合为一体的光学构造可 减小光学部件的安装空间。在图8和图9中，参考光L11、信号光L12和L2、伺服光L3和L4 以及再现光L5和L6的光路与参照图1描述的光路相同。图10是根据本发明另一实施例的全息信息记录和/或再现设备的示意性光学构 造。参照图10，全息信息记录和/或再现设备在全息信息存储介质600上记录信息并再现 记录的信息。此外，全息信息记录和/或再现设备包括电路(未示出)和光学头400，所述 光学头400将光照射到全息信息存储介质600的单侧上并接收照射的光。光学头400包括 第一光源410、第四偏振分光器415、第一准直透镜420、第三偏振转换器425、第三偏振分 光器430、第一聚焦控制单元435和第二聚焦控制单元450、第一反射镜440和第二反射镜 445、第一偏振转换器455和第二偏振转换器470、第一偏振分光器460和第二偏振分光器
16480、波长选择分光器465、第三反射镜475、第四偏振转换器485、第四反射镜490、四分之一 波片495、物镜500、第一光检测器510和第二光检测器520、会聚透镜505和第一光检测透 镜515。为了读取伺服信息，光学头400还可包括伺服光学系统，伺服光学系统包括第二光 源530、衍射光栅535、伺服光偏振分光器540、第二准直透镜545、伺服光聚焦控制单元550、 第二检测透镜555和第三光检测器560。在图10中，粗实线表示从第一光源410发射到全息信息存储介质600的参考光 Lll或再现光L5，长短交替的粗虚线表示从第一光源410发射到全息信息存储介质600的 信号光L12，粗虚线表示从全息信息存储介质600反射到第二光检测器520的反射信号光 L2，长短短交替的粗虚线表示从全息信息存储介质600反射到第一光检测器510的反射再 现光L6，细实线表示从第二光源530发射到全息信息存储介质600的伺服光L3，细虚线表 示从全息信息存储介质600反射到第三光检测器560的反射伺服光L4。与参照图1描述的全息信息记录和/或再现设备的光学构件相似的根据当前实施 例的光学构件将比如上参照图1的描述不详细地描述。第一光源410、第四偏振分光器415、第一准直透镜420和第三偏振转换器425包 括在第一光源单元中，第一光源单元在记录模式下发射参考光Lll和信号光L12，在再现模 式下发射再现光L5。第一光源410根据将要记录的信息发射在记录模式下具有调制的单方向线偏振 且在再现模式下具有非调制的单方向线偏振的用于记录和再现的光Li。例如，第一光源 410可采用发射蓝光的半导体激光二极管。第四偏振分光器415具有单方向线偏振的光Ll保持不变地透射并反射具有与光 Ll的偏振正交的线偏振的光。如稍后描述的，由于在记录模式下从全息信息存储介质600 反射的信号光L2的偏振与在相同的光路上的用于记录和再现的光Ll的偏振正交，所以反 射的信号光L2被反射到第二光检测器520。例如，当第一光源410发射作为P偏振光的用 于记录和再现的光Ll时，从全息信息存储介质600反射的信号光L2具有S偏振。因此，反 射的信号光L2从第四偏振分光器415反射到第二光检测器520。第三偏振转换器425的光学发射表面被分为在其中心的第一偏振转换区425a和 围绕中心的第一透明区425b。第一偏振转换区425a在记录模式下将由第一光源410发射 的P偏振光偏振转换为S偏振光，并在再现模式下传送由第一光源410发射的P偏振光而不 进行偏振转换。第一透明区425b传送由第一光源410发射的P偏振光而不进行偏振转换 而无论是记录模式或再现模式。因此，在用于记录和再现的光Ll穿过第三偏振转换器425 时，用于记录和再现的光Ll被分为通过穿过偏振转换区425a而被偏振转换的信号光L12 和穿过第一透明区425b而未进行偏振转换的参考光L11。虽然在图10中参考光Lll看来 似乎是穿过了偏振转换区425a，但是这只是为了方便绘图而不表示参考光Lll穿过偏振转 换区425a。虽然在当前实施例中偏振转换区425a在中心并且第一透明区425b在周围区域 中，但是应该理解的是，本发明各方面不限于此。即，根据其他方面，偏振转换区425a在周 围区域中并且第一透明区425b在中心。第三偏振分光器430、第一聚焦控制单元435和第二聚焦控制单元450、第一反射 镜440和第二反射镜445包括在第一光路引导单元中，第一光路引导单元引导参考光Lll
17和信号光L12，使得参考光Lll和信号光L12在经过不同的光路之后彼此相交。由于包括 在第一光路引导单元中的光学器件与参照图1描述的光学器件相似，因此在此将不描述它 们。然而，与参照图1描述的不同，由于虽然反射的信号光L2通过沿参考光Lll的光路反 向移动而被从第一偏振分光器460引导到第三偏振分光器430，但是由于反射的信号光L2 的偏振方向与参考光Ll 1的偏振方向相同，所以反射的信号光L2穿过第三偏振分光器430， 因此第一光检测器510不检测反射的信号光L2。第一偏振转换器455和第二偏振转换器470、第一偏振分光器460和第二偏振分光 器480、波长选择分光器465以及第三反射镜475包括在第二光路引导单元中。这些包括在 第二光路引导单元中的光学器件与参照图1描述的光学器件相似。此外，与参照图8和图 9描述的修改示例相似，包括在第二光路引导单元中的光学器件可结合为一体。例如，第二 偏振转换器470、第一偏振分光器460和第二偏振分光器480、波长选择分光器465和/或 第三反射镜475可结合为一体以作为单个光学部件(例如参照图9描述的修改示例)。反射的信号光L2的光路或反射的再现光L6的光路与参照图1中描述的光路不 同，这将在稍后描述。第四偏振转换器485位于第二偏振分光器480和第四反射镜490之间。第四偏振 转换器485与第三偏振转换器425对应，第四偏振转换器485的光学发射表面被分为在中 心的第二偏振转换区485a和围绕中心的第二透明区485b。第二偏振转换区485a在记录模 式下将P偏振光偏振转换为S偏振光并将S偏振光偏振转换为P偏振光，并在再现模式下 传输光而不进行偏振转换。由于穿过光通量的中心的信号光L12或穿过光通量的中心周围 的参考光Lll即使在光穿过第一光路引导单元和第二光路引导单元的情况下也保持空间 分布，所以信号光L12穿过第二偏振转换区485a，参考光Lll穿过第二透明区485b。此外， 穿过第二偏振转换区485a的信号光L12被偏振转换，穿过第二透明区485b的参考光Lll 未被偏振转换。如上所述，分别对应于扩张光通量和收缩光通量的参考光Lll和信号光L12照射 到全息信息存储介质600上。虽然当前实施例提供了与第三偏振转换器425对应的第四偏 振转换器485，使得第二偏振转换区485a处于中心区域并且第二透明区485b处于周围区 域，应该理解的是，本发明的各方面不限于此。第一光检测器510检测从全息信息存储介质600反射的再现光L6。还可在第三偏 振分光器430和第一光检测器510之间包括用于会聚反射的再现光L6的会聚透镜505。第二光检测器520检测从全息信息存储介质600反射的信号光L2。还可在第四偏 振分光器415和第二光检测器520之间包括用于将反射的信号光L2的光斑适当地会聚在 第二光检测器520上的第一检测透镜515。由于伺服光系统的每个组件与参照图1描述的组件相似，所以在此将不描述伺服 光系统。图11示出了在图10中示出的全息信息记录和/或再现设备中装载的反射全息 信息存储介质。参照图11，全息信息存储介质600是反射存储介质并具有顺序层叠的基底 610、反射层620、间隔层630、记录层640、伺服层650和覆盖层660的结构。根据当前实施例的全息信息存储介质600具有与参照图2描述的全息信息存储介 质300不同的反射层620的特性以及不同的伺服层650的位置。伺服层650的位置不限于
18如参照图2描述的在反射层620上方的位置，并可根据其它方面位于另一位置。反射层620包括普通反射膜材料。此外，与图2中示出的全息信息存储介质300 的反射层340不同，当作为圆偏振光的入射光从反射层620反射时，圆偏振光的偏振方向改 变。将参照图12至图14描述记录模式下、伺服过程中和再现模式下的偏振态。现在将参照图12描述入射到全息信息存储介质600的信号光L12和参考光Lll的 偏振态。参照图12，具有相同线偏振的参考光Lll和信号光L12入射到四分之一波片495。 例如，参考光Lll和信号光L12以P偏振态入射到四分之一波片495。在参考光Lll和信号 光L12穿过四分之一波片495时，参考光Lll和信号光L12的偏振态变为右旋圆偏振R。当具有右旋圆偏振R的信号光L12从反射层620反射时，信号光L12被转换为左 旋圆偏振L。具有左旋圆偏振L的反射的信号光L2聚焦在信息平面665上。然而，具有右 旋圆偏振R的参考光Lll在穿过覆盖层660之后立即直接聚焦在信息平面665上。由于在 信息平面665中相遇的反射的信号光L2和参考光Lll沿相反方向移动并具有相反的圆偏 振方向，所以在信息平面665中发生干涉。这种干涉使得信息被记录在包含感光材料的记 录层640上。从反射层620反射的信号光L2在焦点F形成干涉条纹并经由覆盖层660继续前 进至全息信息存储介质600的外部。由于反射的信号光L2保持左旋圆偏振态L，所以反射 的信号光L2在穿过四分之一波片495之后被转换为S偏振光。参照回图10，S偏振的反射的信号光L2穿过第四偏振转换器485。由于位于光通 量的中心区域的反射的信号光L2即使被反射也保持其状态，所以反射的信号光L2在穿过 第四偏振转换器485的第二偏振转换区485a之后被偏振转换为P偏振光。因此，反射的信 号光L2保持不变地穿过第二偏振分光器480并沿参考光Lll的光路反向移动。即，反射的 信号光L2在穿过第四偏振转换器485的第二偏振转换区485a、第二偏振分光器480、第一 反射镜440、第一聚焦控制单元435、第三偏振分光器430、第三偏振转换器425的第一偏振 转换区425a以及第一准直透镜420之后入射到第四偏振分光器415。在这种情况下，由于 反射的信号光L2被第三偏振转换器425的第一偏振转换区425a偏振转换为S偏振光，所 以反射的信号光L2从第四偏振分光器415反射并被引导到第二光检测器520。如上所述， 在记录模式下被第二光检测器520检测的反射信号光L2上的信息可用于聚焦伺服，从而通 过控制第一聚焦控制单元435和第二聚焦控制单元450来将参考光Lll和信号光L12聚焦 在全息信息存储介质600中的信息平面665上。现在将参照图13描述根据当前实施例的全息信息记录和/或再现设备的伺服信 息检测。图13示出了入射到图11中示出的全息信息存储介质600上的伺服光L3和L4。 在图13中，由于全息信息存储介质600的每个层与图11中示出的层相似，所以在此将不描 述这些层。参照图13，单方向偏振光(例如，P偏振的伺服光L3)在穿过四分之一波片495和 物镜500之后入射到全息信息存储介质600。伺服光L3被四分之一波片495从P偏振光转 换为左旋圆偏振光。入射到全息信息存储介质600的伺服光L3从伺服层650反射。在这 种情况下，由于伺服光L3的偏振矢量选择方向不变而光的移动方向与初始方向相反，所以 左旋圆偏振光被转换为右旋圆偏振光。反射的伺服光L4被四分之一波片495转换为S偏 振光并沿伺服光L3的光路反向移动。参照回图10，反射的伺服光L4穿过第二偏振分光器
19480和波长选择分光器465而不改变光路，穿过伺服光聚焦控制单元550和第二准直透镜 545，从伺服光偏振分光器540并被第二光检测器560检测。检测的伺服信息被光学头400 利用以在记录或再现模式下执行寻轨。现在将参照图14描述根据当前实施例的全息信息记录和/或再现设备的再现模 式。图14示出了入射到图11中示出的全息信息存储介质600的再现光L5和L6的偏振态。参照图14，为了再现，将具有与参考光Lll的偏振方向相同的偏振方向的再现光 L5照射到全息信息存储介质600。在这种情况下，由于第三偏振转换器425和第四偏振转 换器485不执行偏振转换操作，所以再现光L5以与参考光Lll的偏振方向相同的偏振方向 (例如，P偏振方向)被引导到全息信息存储介质600。再现光L5的P偏振被四分之一波 片495转换为右旋圆偏振R，并经由物镜500入射到全息信息存储介质600。聚焦在信息平 面665上的再现光L5从具有形成在信息平面665上的干涉条纹上的信息的信息平面665 反射。即，以右旋圆偏振态入射的再现光L5由于干涉条纹而从记录有信息的信息平面665 被衍射(即，反射)，并被引导到物镜500。由于只有从信息平面665反射的再现光L6的方 位改变而电场矢量的旋转方向未改变，所以反射的再现光L6变为左旋圆偏振态。具有左旋 圆偏振L的反射的再现光L6被四分之一波片495转换为S偏振光，从第二偏振分光器480 反射，穿过第三反射镜475、第二偏振转换器470、第一偏振分光器460、第一反射镜440和 第一聚焦控制单元435，并被引导到第三偏振分光器430。如上所述，从全息信息存储介质 600反射的再现光L6从第三偏振分光器430反射并被第一光检测器510检测。已经参照如上所述的实施例描述了根据本发明的各方面的全息信息记录和/或 再现设备。在上述实施例中，虽然参考光和再现光具有P偏振光且信号光具有S偏振光，但 是应该理解的是，本发明的各方面不限于此，根据其它方面，偏振态可以相反。此外，在上述 实施例中，虽然全息信息记录和/或再现设备执行记录和再现，但是本发明的各方面可仅 用于记录或仅用于再现。此外，在上述实施例中，虽然伺服光的波长与用于记录和再现的光 的波长不同，但是本发明的各方面不限于此。例如，本发明的其它方面甚至可以应用从用于 记录或再现的光提取的伺服信息和伺服误差信号。如上所述，根据本发明的各方面，通过使信号光和参考光入射在全息信息存储介 质的单侧上，可降低光学系统的复杂度，并可提高光学系统的效率。虽然已经示出并描述了本发明的一些实施例，但是本领域技术人员应该理解，在 不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以在实施例中进行改变，本发明的范围在权利要 求书及其等同物中限定。
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权利要求
一种用于将信息记录到全息信息存储介质和/或从全息信息存储介质再现信息的全息信息记录和/或再现设备，所述全息信息记录和/或再现设备包括第一光源单元，在记录模式下发射参考光和信号光，参考光和信号光均是线偏振光并彼此正交；第一光路引导单元，引导由第一光源单元发射的参考光和信号光，使得参考光和信号光在经过不同的光路之后在第一交叉点彼此相交；第二光路引导单元，包括第一偏振转换器，位于参考光或信号光的在第一交叉点之前的光路上；第一偏振分光器，位于参考光和信号光的第一交叉点处；至少一个第一光路转换器，引导参考光和/或信号光，使得参考光和信号光在第一交叉点之后的第二交叉点再次相交；第二偏振转换器，位于信号光的穿过第一偏振分光器之后且在第二交叉点之前的光路上；第二偏振分光器，位于第二交叉点处，以使参考光和信号光的光路结合；物镜单元，将穿过第二偏振分光器的参考光和信号光照射到全息信息存储介质的单侧上。
2.如权利要求1所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，第一偏振转换器位于信号 光的在第一交叉点之前的光路上，并将信号光的偏振方向转换为正交方向。
3.如权利要求1所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，第一偏振转换器是半波片。
4.如权利要求1所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，第二偏振转换器在记录模 式下将信号光的偏振方向转换为正交方向并在再现模式下传送再现光而不进行偏振转换。
5.如权利要求1所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，第二偏振转换器是有源半 波片。
6.如权利要求1所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，第一偏振转换器、第二偏 振转换器、第一偏振分光器、第二偏振分光器、所述至少一个第一光路转换器和/或第二偏 振转换器结合为一体。
7.如权利要求6所述的全息信息记录和/或再现设备，其中 第一偏振分光器和第二偏振分光器是立方偏振分光器；所述至少一个第一光路转换器包括转换信号光的光路的第一立方棱镜和转换参考光 的光路的第二立方棱镜。
8.如权利要求7所述的全息信息记录和/或再现设备，其中 第一偏振分光器和第一立方棱镜结合为一体；第二偏振分光器和第二立方棱镜结合为一体； 第二偏振转换器位于第一立方棱镜和第二偏振分光器之间。
9.如权利要求8所述的全息信息记录和/或再现设备，其中 第二偏振转换器是有源半波片；第二光路引导单元还包括具有与第二偏振转换器的厚度相同的厚度且位于第一偏振 分光器和第二立方棱镜之间的透明片；第一偏振分光器、第二偏振分光器、第一立方棱镜、第二立方棱镜、第二偏振转换器和 透明片结合为一体。
10.如权利要求1所述的全息信息记录和/或再现设备，所述设备还包括2第一聚焦控制单元，位于参考光的在第一光源单元和物镜单元之间的光路上，以控制 照射到全息信息存储介质上的参考光的聚焦深度；第二聚焦控制单元，位于信号光的在第一光源单元和物镜单元之间的光路上，以控制 照射到全息信息存储介质上的信号光的聚焦深度。
11.如权利要求10所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，第一聚焦控制单元和第 二聚焦控制单元是有源中继透镜，在所述第一聚焦控制单元和第二聚焦控制单元中，至少 一个透镜沿光轴方向被驱动。
12.如权利要求1所述的全息信息记录和/或再现设备，所述设备还包括伺服光学系 统，以读取记录在全息信息存储介质上的伺服信息。
13.如权利要求12所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，伺服光学系统包括第二光源单元，发射作为线偏振光且具有与第一光源的光的波长不同的波长的伺服光；伺服光偏振分光器，将由第二光源单元发射的伺服光和从全息信息存储介质反射的伺 服光分离至不同的光路；伺服光检测器，检测从全息信息存储介质反射并被伺服光偏振分光器分离的伺服光。
14.如权利要求13所述的全息信息记录和/或再现设备，其中所述至少一个第一光路转换器包括波长选择分光器，以使参考光或信号光的在第一偏 振分光器之后的光路以及由第二光源单元发射的伺服光的光路结合；第二偏振分光器具有波长选择性，从而透射或反射伺服光。
15.如权利要求13所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，伺服光学系统还包括伺 服光聚焦控制单元，以控制伺服光在全息信息存储介质中的聚焦深度。
16.如权利要求1所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，物镜单元对于信号光的 数值孔径和对于参考光的数值孔径相同。
17.如权利要求1所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，物镜单元对于信号光的 数值孔径小于物镜单元对于参考光的数值孔径。
18.如权利要求1所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，信息在焦点上记录为单 比特。
19.如权利要求1所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，物镜单元包括四分之一波片，将参考光和信号光偏振转换为彼此正交偏振；物镜，通过直接将参考光聚焦在全息信息存储介质的焦点上、从全息信息存储介质的 反射层反射信号光而不进行偏振转换以及将反射的信号光聚焦在参考光的焦点上，来使信 息通过沿全息信息存储介质的深度方向围绕焦点形成的干涉条纹记录。
20.如权利要求19所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，第一光源单元包括第一光源，发射光；第三偏振转换器，根据记录模式或再现模式来对发射的光进行偏振转换。
21.如权利要求20所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，第三偏振转换器在记录 模式下将发射的光偏振转换为彼此正交的两个线性偏振分量，并在再现模式下将发射的光 偏振转换为与参考光的偏振方向相同的偏振方向。
22.如权利要求20所述的全息信息记录和/或再现设备，其中第一光源发射具有与参考光的偏振方向相同的偏振方向的光； 第三偏振转换器在记录模式下将发射的光偏振转换为具有两个正交线偏振分量，并在 再现模式下透射入射的光而不进行偏振转换。
23.如权利要求22所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，第三偏振转换器是有源 半波片。
24.如权利要求19所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，第一光路引导单元包括第三偏振分光器，分离信号光和参考光；至少一个第二光路转换器，将分离的信号光和参考光引导为彼此相交。
25.如权利要求19所述的全息信息记录和/或再现设备，所述设备还包括检测在再现 模式下从全息信息存储介质反射的再现光的第一光检测器。
26.如权利要求25所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，第一光路引导单元包括第三偏振分光器，在记录模式下分离信号光和参考光，在再现模式下将从全息信息存 储介质反射的再现光沿参考光的光路反射至第一光检测器；至少一个第二光路转换器，在记录模式下将分离的信号光和参考光引导为彼此相交， 在再现模式下将从全息信息存储介质反射的再现光沿参考光的光路反向移动至第三偏振 分光器。
27.如权利要求25所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，第二偏振转换器在记录 模式下偏振转换从全息信息存储介质反射的信号光，从而反射的信号光包括一部分，所述 一部分具有在相同的光路上的参考光的偏振分量，并使得反射的信号光沿参考光的光路反 向移动，以被第一光检测器检测。
28.如权利要求1所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，物镜单元包括 第四偏振转换器，将参考光和信号光偏振转换为沿相同的偏振方向的线偏振光； 四分之一波片，将参考光和信号光偏振转换为相同方向的圆偏振光；物镜，通过直接将参考光聚焦在全息信息存储介质的焦点上、从全息信息存储介质的 反射层反射信号光并偏振转换以及将反射的信号光聚焦在参考光的焦点上，来使信息通过 沿全息信息存储介质的深度方向围绕焦点形成的干涉条纹记录。
29.如权利要求28所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，第一光源单元包括 第一光源，发射光；第三偏振转换器，根据记录模式或再现模式对发射的光进行偏振转换。
30.如权利要求28所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，第三偏振转换器在记录 模式下将发射的光偏振转换为彼此正交的两个线性偏振分量，并在再现模式下将发射的光 偏振转换为具有与参考光的偏振相同的偏振。
31.如权利要求29所述的全息信息记录和/或再现设备，其中 第一光源发射具有与参考光的偏振相同的偏振的光；第三偏振转换器在记录模式下将所述发射的光偏振转换为具有两个彼此正交的线偏 振分量，并在再现模式下传送所述发射的光而不进行偏振转换。
32.如权利要求31所述的全息信息记录和/或再现设备，其中4第三偏振转换器包括无论记录模式或再现模式下始终传送所述发射的光而不进行偏 振转换的第一透明区和在记录模式下偏振转换发射的光的第一偏振转换区，第四偏振转换器包括分别与第一透明区和第一偏振转换区对应的第二透明区和第二 偏振转换区，第二透明区无论记录模式或再现模式下始终传送入射的光而不进行偏振转 换，第二偏振转换区在记录模式下偏振转换所述发射的光。
33.如权利要求29所述的全息信息记录和/或再现设备，所述设备还包括 第四偏振分光器，位于第一光源和第三偏振转换器之间；第二光检测器，位于第四偏振分光器的一侧，其中，从全息信息存储介质反射的信号 光通过第四偏振转换器被偏振转换为具有与在相同的光路上的参考光的偏振光的方向相 同的方向，沿参考光路的光路反向移动，被第三偏振转换器偏振转换，被第四偏振分光器分 离，并被第二光检测器检测。
34.如权利要求28所述的全息信息记录和/或再现设备，所述设备还包括在再现模式 下检测从全息信息存储介质反射的再现光的第一光检测器。
35.如权利要求34所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，第一光路引导单元包括第三偏振分光器，在记录模式下分离信号光和参考光，在再现模式下将从全息信息存 储介质反射的再现光沿参考光的光路反射至第一光检测器；至少一个第二光路转换器，在记录模式下将分离的信号光和参考光引导为彼此相交， 在再现模式下引导从全息信息存储介质反射的再现光沿参考光的光路反向移动至第三偏 振分光器。
36.一种用于将信息记录到全息信息存储介质和/或从全息信息存储介质再现信息的 全息信息记录和/或再现设备，所述全息信息记录和/或再现设备包括第一光源单元，在记录模式下发射参考光和信号光，参考光和信号光均是线偏振光并 彼此正交；第一光路引导单元，引导由第一光源单元发射的参考光和信号光，使得参考光和信号 光在穿过不同的光路之后在第一交叉点彼此相交；第二光路引导单元，引导参考光和/或信号光，使得参考光和信号光在穿过不同的光 路之后在第一交叉点之后的第二交叉点再次相交；物镜单元，将穿过第二偏振分光器的参考光和信号光照射到全息信息存储介质的单侧上。
37.如权利要求36所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，第二光路弓I导单元包括 位于信号光的在第一交叉点之前的光路上的第一偏振转换器，以将信号光的偏振转换为正 交方向。
38.如权利要求37所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，第二光路弓I导单元包括 第二偏振转换器，以在记录模式下将信号光的偏振方向转换为正交方向，并在再现模式下 传送再现光而不进行偏振转换。
39.如权利要求36所述的全息信息记录和/或再现设备，所述设备还包括第一聚焦控制单元，位于参考光的在第一光源单元和物镜单元之间的光路上，以控制 照射到全息信息存储介质上的参考光的聚焦深度；第二聚焦控制单元，位于信号光的在第一光源单元和物镜单元之间的光路上，以控制 照射到全息信息存储介质上的信号光的聚焦深度。
40.如权利要求36所述的全息信息记录和/或再现设备，所述设备还包括伺服光学系 统，以读取记录在全息信息存储介质上的伺服信息。
41.如权利要求40所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，伺服光学系统包括 第二光源单元，发射作为线偏振光且具有与第一光源的光的波长不同的波长的伺服光；伺服光偏振分光器，将由第二光源单元发射的伺服光和从全息信息存储介质反射的伺 服光分离至不同的光路；伺服光检测器，检测从全息信息存储介质反射并被伺服光偏振分光器分离的伺服光。
42.如权利要求36所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，物镜单元包括 四分之一波片，将参考光和信号光偏振转换为彼此正交地偏振；物镜，通过直接将参考光聚焦在全息信息存储介质的焦点上、从全息信息存储介质的 反射层反射信号光而不进行偏振转换以及将反射的信号光聚焦在参考光的焦点上，来使信 息通过沿全息信息存储介质的深度方向围绕焦点形成的干涉条纹记录。
43.如权利要求42所述的全息信息记录和/或再现设备，其中，第一光源单元包括 第一光源，发射光；第三偏振转换器，根据记录模式或再现模式来对所述发射的光进行偏振转换。
44.如权利要求42所述的全息信息记录和/或再现设备，所述设备还包括第一光检测 器，以检测在再现模式下从全息信息存储介质反射的再现光。
45.一种用于将信息记录到全息信息存储介质和/或从全息信息存储介质再现信息的 全息信息记录和/或再现设备，所述全息信息记录和/或再现设备包括第一光路引导单元，引导均为线偏振光并彼此正交的参考光和信号光，使得参考光和 信号光在穿过不同的光路之后在第一交叉点彼此相交；第二光路引导单元，引导参考光和/或信号光，使得参考光和信号光在穿过不同的光 路之后在第一交叉点之后的第二交叉点再次相交；物镜单元，将穿过第二偏振分光器的参考光和信号光照射到全息信息存储介质的单侧上。
46.一种将信息记录到全息信息存储介质的方法，该方法包括以下步骤 发射均为线偏振并彼此正交的参考光和信号光；引导发射的参考光和发射的信号光，使得参考光和信号光在穿过不同的光路之后在第 一交叉点彼此相交；使参考光和信号光的光路结合；将参考光和信号光照射到全息信息存储介质的单侧上。
全文摘要
一种全息信息记录和/或再现设备，所述全息信息记录和/或再现设备包括光源单元，发射参考光和信号光；第一光路引导单元，引导所述光彼此相交；第二光路引导单元，具有位于参考光或信号光之一的光路上的第一偏振转换器、位于参考光和信号光的交叉点的第一偏振分光器、引导参考光和信号光以使得参考光和信号光在再次彼此相交的光路转换器、位于信号光的与参考光相交之前的光路上的第二偏振转换器、使参考光和信号光的光路联合的第二偏振分光器；物镜单元，将参考光和信号光照射到全息信息存储介质的一侧上。
文档编号G11B7/0065GK101911188SQ200880123077
公开日2010年12月8日 申请日期2008年11月3日 优先权日2007年12月28日
发明者崔多惠, 裴在喆, 郑泽成, 金泰敬 申请人:三星电子株式会社