홀로그래픽 기록을 위한 데이터 페이지 픽셀 형태 지정 document_id A220623014847

본 발명은 홀로그래픽 기록을 위한 데이터 페이지의 픽셀의 형태 지정, 형태 지정된 픽셀을 가진 데이터 페이지를 포함한 홀로그래픽 기록 매체, 및 이러한 홀로그래픽 기록 매체에 기록하거나 이로부터 판독을 위한 장치에 관한 것이다. 디지털 홀로그래픽 데이터 저장 기술의 발명으로 인해 기록 매체 내에 저장 용량을 증가시키는 것, 또는 정보의 일정량을 위한 기록 매체의 크기를 최소화하는 것, 각각이 최우선 목적이 되었다. 정보는 기록 매체의 볼륨 내부에 부피측정 간섭 패턴의 형태로 기록된다. 디지털 홀로그래픽 저장의 기술에서, 정보는 2진 데이터 페이지의 형태로 배열되고, 이것은 대개 공간 광 변조기(SLM), 즉 광 변조 픽셀의 어레이를 사용한 레이저 빔의 변조에 의해 실현된다. 이 레이저 빔은, 예컨대 기록층을 가진 회전 홀로그래픽 디스크 또는 홀로그래픽 저장 카드와 같은 기록 매체의 표면 위에서 체계적으로 스캔된다. 100 비트/㎛2까지의 저장 밀도의 증가는 3차원의 이용, 즉 정보를 게재하기 위해 평면 표면뿐만 아니라, 기록층의 볼륨도 사용하였기 때문에 발생한다. 전에 지적한 바와 같이 데이터는 복수의 비트, 예컨대 100 비트 이상을 포함하는 데이터 페이지의 형태로 배열된다. 복구된 데이터 페이지는 대개 SLM과 동일한 픽셀 수를 가진 CCD 어레이를 사용하여 분석된다. 데이터 판독의 높은 병행으로 인해, 10GB/s 이상의 높은 데이터 전송율이 달성가능하다. 홀로그래픽 기록 시스템이 직면한 한가지 문제점은 인접한 기록된 홀로그램으로부터의 누화(cross-talk) 문제이다. 다른 홀로그램 사이의 누화의 억제는 필드 각으로 좌우된다. 큰 누화는 낮은 신호대 잡음비(SNR)를 유도한다. 예를 들어, 시프트-다중화된 홀로그래픽 메모리 시스템의 시프트 거리는 데이터 페이지의 대응부로부터 과도한 누화를 회피하기 위해 기준 빔 각도로 최소 신호에 따라 선택되어야 한다. 그러나, 이것은 출원, Opt. 40,3387-3394(2001)에서 Steckmann 등이 설명한 것과 같이, 데이터 페이지의 다른 부분에서 데이터 밀도의 손실을 초래한다. 위치 의존적 SNR에 대한 다른 예는 J. Opt. Soc. Am. A 10 2547-2550(1993)에서 Curtis 등에 의해 주어진다. Orlov 등의 출원 Opt. 43,4902-4914(2004)는 높은 데이터율, 높은 용량의 디지털 홀로그래픽 저장 디스크 시스템의 설계와 구현을 설명한다. 홀로그램마다 데이터 밀도는 저장 위치 영역에 의해 분할된 기록된 데이터 픽셀의 수의 비율로서 설명된다. 데이터 저장 밀도는 시스템 설정 및 저장 방법의 다른 파라미터의 영향을 받는다. 가장 큰 영향을 주는 파라미터는 저장 매체의 물질 자체, 저장 매체의 물질 두께, 및 광빔의 파장이며, 그 이유는 더 작은 초점 결합구조가 더 짧은 파장동안 달성가능하기 때문이다. 일반적으로, 디지털 홀로그래픽 저장 시스템 내의 높은 데이터 밀도에 대해 이미징 왜곡 및 수차(abberation)로 인한 SLM-대-CCD 픽셀 검출오류의 양은 매우 좁은 범위, 즉 0.2 픽셀 이하 또는 이 보다 나은 범위 내에 있어야 한다. 높은 수치 개구(NA)에 따른, 이러한 검출 정확도는 이미징 광학 장치(optics)의 품질에 대한 엄격한 요구 사항을 부과한다. 큰 필드 각도에서, 즉, 높은 NA를 가진 객관적인 시스템에 의한 이미징은 작은 필드각에서만큼 양호하지 않다. 결론적으로, 이미지는 광학 수차의 영향을 받고, 이것은 필드 각의 증가에 따라 증가한다. 이것은 SNR이 필드각에 의존하도록 한다. 이것은 특히 현재 DVD 플레이어 또는 레코더에 사용된 것과 같은 저렴한 광학 구성요소에 응용된다. 경제적인 관점에서, 홀로그래픽 저장 시스템에 대해 또한 유사한 플라스틱 구성요소를 사용하는 것이 바람직하다. 그 결과, CCD 상의 다른 인접한 픽셀 사이의 누화의 억제는 필드 각에 따라 달라진다. 픽셀 크기는 최대 허용가능한 누화에 따라 선택되어야 하며, 이것은 일반적으로 큰 필드 각을 가진 픽셀에 의해 결정된다. 그러나, 이것은 데이터 페이지의 다른 부분의 데이터 밀도에 손실을 초래한다. 그러므로, 홀로그래픽 저장 시스템의 저장 용량은 이미지 평면 내의 가장 낮은 SNR에 의해 제한된다. 가장 최근의 종래 기술을 구성하는 것으로 간주되는, 미국 출원 2002/0075776은 다른 검출기 픽셀 크기를 갖는 검출기 어레이를 구비하는, 홀로그래픽 저장 매체로부터 판독하고 기록하는 장치를 개시한다. 픽셀 변형은 레이저 파장을 오버샘플링함으로써 또는 이를 제어함으로써 극복된다.