KR100256650B1 - Holographic digital data storage system - Google Patents

Abstract

PURPOSE: A digital data storage system for a holographic memory is provided to reduce the number of required components, and to simplify a configuration of a system by using a simple interferometer. CONSTITUTION: A light enlarger(120) is interposed. A light from a light source(110) is projected to a photorefrative crystal(130) as a standard light. The standard light passed through the photorefrative crystal(130) passes through a reflective mirror(140) and a reflective LCD(150). The standard light is reflected. The reflected light is projected to the photorefrative crystal(130). An interval between both pulses is adjusted by a shutter(160).

Description

홀로그래픽 메모리용 디지탈 데이타 저장 시스템Digital Data Storage System for Holographic Memory

본 발명은 홀로그래픽 메모리용 디지탈 데이타 저장 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단한 간섭계를 이용함으로서 소요 부품수를 줄여서 경박 단소하게 구성함과 동시에 저가로 구성할 수 있는 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a digital data storage system for holographic memory, and more particularly, to a holographic digital data storage system that can be configured at a low cost and at a low cost by using a simple interferometer. will be.

광기록 방법에 있어서, 포토그래픽 기록(Photographic Recording)이 대상 물체로 부터 반사된 물체광(Object beam)의 빛의 강도만을 기록하는 것임에 반하여, 홀로그래픽 기록(Holographic Recording)은 대상물체로 부터 반사된 물체광의 빛의 강도뿐만아니라 방향도 기록하므로, 즉, 대상물체의 빛의 강도와 방향이 물체광과 기준광(Reference beam)의 간섭에 의해 구성되므로, 물체광과 기준광은 간섭무늬(Interference Pattern)을 형성하게 되어, 이 간섭무늬가 그 강도에 반응하는 물질속에 기록된다. 이 물질에 기록된 간섭무늬에 기준광을 조사하면, 대상물체의 3차원 상인 홀로그램을 재생하게 된다.In an optical recording method, holographic recording reflects from an object, whereas photographic recording only records the intensity of light of an object beam reflected from an object. Since not only the intensity of the light of the object light but also the direction is recorded, that is, the intensity and the direction of the light of the object are constituted by the interference of the object light and the reference beam, the object light and the reference light have an interference pattern. This interference fringe is recorded in a material that responds to its strength. When the reference beam is irradiated to the interference fringe recorded on this material, the hologram, which is a three-dimensional image of the object, is reproduced.

이와 같이 홀로그램은 입방체속에 저장되며 기록 과정에서 사용된 기준광만이 입방체 안에 기록된 홀로그램을 읽어낼 수 있으므로, 기록시에 사용된 기준광과 파장 및 위상이 다른 기준광은 아무런 효과없이 입방체안에 기록된 홀로그램을 통과하게 된다. 이러한 부피 홀로그램(Volume Hologram)의 성질을 이용하면, 각각 다른 기준광을 가지고 저장 물질의 같은 장소에 많은 홀로그램을 기록하므로써 작은 입방체 내부에 방대한 데이타를 저장하는 것이 가능하다는 점에서 최근 각광을 받고 있다.As such, the hologram is stored in the cube, and since only the reference light used in the recording process can read the hologram recorded in the cube, the reference light having a different wavelength and phase from the reference light used at the time of recording can produce a hologram recorded in the cube without any effect. Will pass. The use of such a volume hologram has recently been in the spotlight in that it is possible to store a large amount of data inside a small cube by recording many holograms in the same place of a storage material with different reference lights.

저장물질에는 보다 많은 데이타를 저장하기 위해 각도 중첩(Angle Multiplexing)과 공간 중첩(Spatial Multiplexing)기능이 있으며, 이러한 기능을 수행하기 위해, 종래의 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장(Volume Holographic Digital Data Storage : VHDDS) 시스템는 도 1에 도시된 바와 같이, 광원(10)으로 부터의 레이저가 빔 스프리터(20)에 입사되어 기준광과 물체광으로 나누어지고, 물체광은 반사 거울(24)을 개재해서, 공간 광변조기(30)(Spatial Light Modulator : SLM)에 의해, 입력된 데이타에 따라서 픽셀들이 이루는 명암의 2진 데이타의 한 페이지단위로 변조된 후, 예를 들어 30층의 저장 물질인 광굴절 결정(40)(Photoreflective crystal)에 입사되고, 기준광은 반사 거울(28)을 개재해서 광굴절 결정(40)에 입사되며, 이와 같이 결정(40)내에 입사된 물체광과 기준광은 상호 간섭을 일으키고, 이때 발생하는 간섭 무늬의 강도에 따라서 결정(40)내부의 운동 전하(Mobile Charge)의 광유도 현상이 발생하여 간섭 무늬가 기록된다. 광굴절 결정(40)내에 기록된 데이타를 읽기 위하여 기록시와 동일한 각도의 기준광을 저장 매체에 조사하면 간섭 무늬는 기준광을 회절시켜 원래의 픽셀의 명암으로 구성되는 바둑판 무늬로 복원되며, 이후 읽어낸 상이 고체촬상소자(50)(Charge Coupled Device : CCD)에 비추어져서 원래의 데이타로 복원된다.The storage material has Angle Multiplexing and Spatial Multiplexing functions to store more data, and in order to perform these functions, conventional Volume Holographic Digital Data Storage (VHDDS) In the system, as shown in FIG. 1, a laser from the light source 10 is incident on the beam splitter 20 to be divided into a reference light and an object light, and the object light is provided through a reflecting mirror 24. (Spatial Light Modulator: SLM) modulates the light-dark binary data of the pixels according to the input data into units of one page, for example, a photorefractive crystal 40, which is a storage material of 30 layers. Incident on the photoreflective crystal, and the reference light is incident on the photorefractive crystal 40 through the reflection mirror 28, and the object light and the reference light incident on the crystal 40 thus cause mutual interference, At this time, the light induction phenomenon of the mobile charge in the crystal 40 is generated according to the intensity of the interference fringes, and the interference fringes are recorded. When the reference medium of the same angle as the recording is irradiated to the storage medium to read the data recorded in the photorefractive crystal 40, the interference fringe is diffracted to the reference light and restored to the checkered pattern composed of the contrast of the original pixel. The image is reflected on the solid state imaging device 50 (Charge Coupled Device: CCD) to restore the original data.

하지만, 이와 같은 종래의 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템은 각도 중첩(Angle Multiplex) 및 공간 중첩(Spatial Multiplex) 기능을 수행하기 위하여 빔 스프리터(20)와 반사 거울(28)사이에 공간 중첩용 음향광 변조기(70)(Acousto-Optic Modulation : AOD)를 개재하고, 반사 거울(28)과 광굴절 결정(40)사이에 각도 중첩용 음향광 변조기(80)를 개재하고 있다. 따라서, 이러한 종래의 부피 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템은 AOD가 고가이며, 각각의 크기도 매우 크므로, 시스템을 경박 단소 및 저가격으로 구성하기 곤란하다는 문제가 있으며, 2개의 AOD의 사용에 따른 기준광측과 물체광측의 주파수 편이를 보상하기 위한 주파수 보정 장치(90)(frequency compensating device)가 빔 스프리터(20)와 반사 거울(24)사이에 개재되어야 한다는 단점이 있었다.However, such a conventional volume holographic digital data storage system uses spatial light overlapping between the beam splitter 20 and the reflecting mirror 28 to perform the angle multiplex and spatial multiplex functions. The modulator 70 is interposed between an acoustic-optic modulation (AOD) and an acoustic light modulator 80 for angular overlap between the reflection mirror 28 and the photorefractive crystal 40. Therefore, such a conventional volume holographic digital storage system has a problem that AOD is expensive and each size is also very large, making it difficult to configure the system in light weight, short weight and low cost. There was a disadvantage that a frequency compensating device 90 for compensating for the frequency shift of the object light side should be interposed between the beam splitter 20 and the reflecting mirror 24.

따라서, 본 발명은 이에 따라 안출된 것으로, 그 목적은 간단한 간섭계를 이용함으로서 소요 부품수를 줄여서 경박 단소하게 구성함과 동시에 저가로 구성할 수 있는 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been devised accordingly, and an object thereof is to provide a holographic digital data storage system which can be configured at a low cost and at a low cost by using a simple interferometer.

이러한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템은 광 확대기를 개재해서 광원으로부터의 광이 광굴절 결정에 기준광으로 입사되어, 기록시에는 상기 광 굴절 결정을 통과한 기준광이 반사 거울 및 반사형 LCD를 거치면서 반사되고, 이 반사광을 신호광으로 다시 상기 광 굴절 결정에 입사시키며, 이때의 재입사 시간을 셔터로 조정하고, 재생시에는 상기 광 굴절 결정을 회전시켜 상기 광 굴절 결정을 통과한 기준광이 고체촬상소자에 비추어지는 것을 특징으로 한다.As a means for achieving the above object, in the holographic digital data storage system of the present invention, light from a light source is incident on the photorefractive crystal as a reference light through a light expander, and when the reference light passes through the optical refraction crystal during recording, Reflected through a reflecting mirror and a reflective LCD, the reflected light is incident on the optical refraction crystal again as signal light, and the re-incidence time at this time is adjusted by the shutter, and during reproduction, the optical refraction crystal is rotated to rotate the optical refraction crystal The reference light passing through the light is reflected on the solid state image pickup device.

본 발명에 의하면, 기록 및 재생이 간단한 구성의 간섭계에 의해 달성되므로서 부품수를 줄여서 시스템의 구성을 경박 단소하면서 저가로 달성할 수 있게 된다.According to the present invention, recording and reproducing are achieved by an interferometer with a simple configuration, so that the number of parts can be reduced, so that the configuration of the system can be made light and simple and at low cost.

도 1는 종래의 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템을 나타내는 개략도이고,1 is a schematic diagram illustrating a conventional volume holographic digital data storage system,

도 2는 본 발명에 따른 홀로그래픽 메모리용 디지탈 저장 시스템의 개략도이고,2 is a schematic diagram of a digital storage system for a holographic memory in accordance with the present invention;

도 3은 도 2의 시스템에서 레이저 광출력과 시간과의 관계를 나타내는 도면이고,3 is a view showing a relationship between laser light output and time in the system of FIG.

도 4는 도 2의 시스템에서 광 굴절 결정에 재입사되는 시간을 설명하기 위한 개략도이다.FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the time of re-incidence to the optical refraction crystal in the system of FIG.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

10 : 광원 20 : 빔 스프리터10: light source 20: beam splitter

24,28 : 반사 거울 30 : 공간 광변조기24,28: reflection mirror 30: spatial light modulator

40 : 종래의 광굴절 결정 50 : 고체촬상소자40: conventional photorefractive crystal 50: solid state imaging device

60 : 본 발명의 광굴절 결정 60 : 공간 중첩용 음향광 변조기60: optical refraction determination of the present invention 60: acoustic light modulator for spatial superposition

80 : 각도 중첩용 음향광 변조기 90 : 주파수 보정 장치80: acoustic light modulator for angular overlap 90: frequency correction device

110 : 광원 120 : 광 확대기110: light source 120: light enlarger

130 : 광 굴절 물질 140 : 반사 거울130: light refraction material 140: reflection mirror

150 : 반사형 LCD 160 : 셔터150: reflective LCD 160: shutter

170 : 고체촬상소자170: solid state imaging device

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 홀로그래픽 메모리용 디지탈 데이타 저장 시스템을 설명한다.Hereinafter, a digital data storage system for holographic memory of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 홀로그래픽 메모리용 디지탈 데이타 저장 시스템을 개략적으로 도시한다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 홀로그래픽 메모리용 디지탈 데이타 저장 시스템은 광 확대기(120)를 개재해서 광원(110)으로부터의 광이 광굴절 결정(130)에 기준광으로 입사된다.2 schematically illustrates a digital data storage system for holographic memory according to the present invention. As shown, in the digital data storage system for the holographic memory of the present invention, the light from the light source 110 is incident on the photorefractive crystal 130 as reference light through the light expander 120.

광원(110)은 예를 들어 Nb-YAG Laser와 같은 고 펄스 출력형 레이저광으로, 2 펄스를 출력하는 것이 바람직하다.The light source 110 is, for example, a high pulse output laser light such as Nb-YAG Laser, and preferably outputs two pulses.

광 굴절 결정(130)을 통과한 기준광은 기록시에는 반사 거울(140) 및 반사형 LCD(150)를 거치면서 반사되고, 이 반사광을 신호광으로 다시 광 굴절 결정(130)에 입사된다. 이때의 재입사 시간은 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 펄스는 기준광으로 사용하고, 제 2 펄스로 사용하며, 양 펄스사이의 간격을 셔터(160)로 조정한다.The reference light passing through the optical refraction crystal 130 is reflected through the reflective mirror 140 and the reflective LCD 150 at the time of recording, and the reflected light is incident on the optical refraction crystal 130 again as signal light. At this time, as shown in FIG. 3, the first pulse is used as the reference light and the second pulse, and the interval between both pulses is adjusted by the shutter 160.

즉, 셔터(160)는 도 4에 도시된 바와 같이, d1 + d2 + d3 = d라 하면, 광속을 대략 3 X 108 m/s인 C라 할 때, 시간 t = d/C이므로, 대략 3 X 10-10초동안 단속을 시키면 된다.That is, when the shutter 160 is d1 + d2 + d3 = d, as shown in FIG. 4, when the light flux is C having approximately 3 X 108 m / s, time t = d / C. Interrupt for X 10-10 seconds.

이와 달리, 재생시에는 광 굴절 결정(130)을 90°회전시켜서 고체촬상소자(170)를 통해 그대로 재생한다.On the other hand, during regeneration, the optical refraction crystal 130 is rotated by 90 ° and reproduced as it is through the solid state image pickup device 170.

이상과 같이 본 발명의 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템은 기록 및 재생이 간단한 구성의 간섭계에 의해 달성되므로서 부품수를 줄여서 시스템의 구성을 경박 단소하면서 저가로 달성할 수 있는 효과를 가진다.As described above, the holographic digital data storage system of the present invention has the effect that the configuration of the system can be achieved at a low cost and light weight by reducing the number of parts by achieving an interferometer with a simple configuration of recording and reproducing.

Claims (2)

홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템에 있어서,In a holographic digital data storage system, 광 확대기(120)를 개재해서 광원(110)으로부터의 광이 광굴절 결정(130)에 기준광으로 입사되어, 기록시에는 상기 광 굴절 결정(130)을 통과한 기준광이 반사 거울(140) 및 반사형 LCD(150)를 거치면서 반사되고, 이 반사광을 신호광으로 다시 상기 광 굴절 결정(130)에 입사시키며, 이때의 재입사 시간을 셔터(160)로 조정하고, 재생시에는 상기 광 굴절 결정(130)을 회전시켜 상기 광 굴절 결정(130)을 통과한 기준광이 고체촬상소자(170)에 비추어지는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템.The light from the light source 110 enters the photorefractive crystal 130 as reference light through the optical expander 120, and the reference light passing through the optical refraction crystal 130 is reflected by the reflection mirror 140 and the reflection upon recording. Reflected while passing through the type LCD 150, the reflected light is incident to the optical refraction crystal 130 as a signal light, and the re-incidence time at this time is adjusted by the shutter 160, and the optical refraction crystal 130 at the time of reproduction The reference light passing through the optical refraction crystal (130) is reflected on the solid state image pickup device (170). 제 1 항에 있어서, 상기 광원(10)으로 부터의 레이저광은 고 펄스 출력형으로 2펄스를 출력하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템.The holographic digital data storage system according to claim 1, wherein the laser light from the light source (10) outputs two pulses in a high pulse output type.

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