超高容量全像儲(chǔ)存盤片構(gòu)造
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種超高容量的全像儲(chǔ)存盤片構(gòu)造，更具體地，涉及儲(chǔ)存材料中具有 反射腔體的全像儲(chǔ)存盤片。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的全像儲(chǔ)存系統(tǒng)在儲(chǔ)存容量上最大的限制是，在每一頁(yè)寫入盤片時(shí)，必定需 要對(duì)一定范圍的儲(chǔ)存材料曝光，而此曝光范圍往往超過信息儲(chǔ)存所需的材料范圍，因而浪 費(fèi)大量的感光分子。
[0003] 圖1顯示了傳統(tǒng)的同軸全像儲(chǔ)存系統(tǒng)在記錄時(shí)造成盤片中光學(xué)記錄材料的曝 光耗損，圖1(a)為訊號(hào)光的分布范圍，其中訊號(hào)光分布最窄處之寬度是經(jīng)前端光學(xué)共軛 處進(jìn)行濾波后所達(dá)成之寬度，通常這個(gè)寬度會(huì)落于1倍至2倍奈奎斯特孔徑（Nyquist Aperture)寬度之間；圖1(b)為參考光分布范圍；圖1(c)為總體造成的曝光損耗范圍。我 們可以發(fā)現(xiàn)，曝光損耗遠(yuǎn)大于實(shí)際干涉區(qū)域，以數(shù)值孔徑（NA)O. 85的物鏡為例，同軸系統(tǒng) 的光分布最寬處較最窄處增加3. 2T，其中T為盤片厚度。
[0004] 圖2顯示角度多功全像儲(chǔ)存系統(tǒng)的Polytopic架構(gòu)在記錄時(shí)造成盤片中光學(xué)記錄 材料的曝光耗損，圖2(a)為訊號(hào)光的分布范圍，其中訊號(hào)光分布最窄處之寬度約落于1倍 至2倍奈奎斯特孔徑（Nyquist Aperture)寬度之間；圖2(b)為參考光分布范圍，圖2(c) 為總體造成的曝光損耗范圍。我們可以發(fā)現(xiàn)，曝光損耗遠(yuǎn)大于實(shí)際干涉區(qū)域，以數(shù)值孔徑 (NA)O. 85的物鏡為例，同軸系統(tǒng)的光分布最寬處較最窄處增加I. 6T，其中T為盤片厚度。
[0005] 此外，如果采取縮短物鏡焦距的方式來縮小聚焦點(diǎn)區(qū)域，將造成參考光與訊號(hào)光 的干涉比例大幅降低，無益于儲(chǔ)存容量的提升。
[0006] 奈奎斯特孔徑（Nyquist Aperture)的計(jì)算公式為：
[0007] Dv= (f 入）/3v (1)
[0008] 其中，Dv為V方向上的孔徑寬度，f為聚焦透鏡焦距，入為光波在介質(zhì)中的波長(zhǎng)， S V為訊號(hào)在V方向上的最小分辨率。
[0009] 下面舉例對(duì)此進(jìn)行說明。
[0010] 范例一
[0011] 可見光波長(zhǎng)可以解析的最小分辨率〇. 2 y m進(jìn)行訊號(hào)輸入，物鏡焦距為4_，光波 在介質(zhì)中的波長(zhǎng)為〇. 4 ii m，由此可得在物鏡的聚焦平面上需要Dv = 8mm的孔徑才能讓訊號(hào) 通過系統(tǒng)。若取1.25倍之奈奎斯特孔徑（Nyquist Aperture)寬度，可以獲得孔徑面積最 大約需為lcm2。
[0012] 范例二
[0013] 若以空間光調(diào)制器（SLM)進(jìn)行訊號(hào)輸入，則SLM的像素大小為3. 5 iimX 3. 5 iim，經(jīng) 由中繼透鏡（Relay lens) 3. 5倍縮小成像后，可以在物鏡前焦面產(chǎn)生I ii mX I ii m分辨率的 輸入訊號(hào)，物鏡焦距為4_，光波在介質(zhì)中的波長(zhǎng)為0.4 iim，由此可得，在物鏡的聚焦平面 上需要I. 6_X I. 6mm之孔徑才能讓訊號(hào)通過系統(tǒng)。
[0014] 范例三
[0015] 若物鏡的入射訊號(hào)為一純粹無調(diào)制的平面波，則此光分布的最窄處即為繞射極 限的聚焦光點(diǎn)大小，即Dv = 1/2 A，以波長(zhǎng)為〇. 4 y m為例，可以獲得孔徑面積最小約需為 0. 25 u m2

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 針對(duì)傳統(tǒng)全像儲(chǔ)存系統(tǒng)中曝光范圍往往超過信息儲(chǔ)存所需的材料范圍，因而浪 費(fèi)大量的感光分子，本發(fā)明提供了一種超高容量的全像儲(chǔ)存盤片構(gòu)造，其中在全像儲(chǔ)存盤 片中建立由反射結(jié)構(gòu)組成的腔體以限制寫入光的擴(kuò)散面積，增加參考光與訊號(hào)光之混合程 度，增加全像儲(chǔ)存材料之利用率。更進(jìn)一步地，本發(fā)明的全像儲(chǔ)存盤片中加入了低折射率區(qū) 域或反射材質(zhì)，構(gòu)成入口面積相當(dāng)于訊號(hào)所需最小聚焦區(qū)域大?。慰固乜讖剑┑那惑w， 限制寫入光的擴(kuò)散面積，增加全像儲(chǔ)存材料的利用率。
[0017] 本發(fā)明提供了一種超高容量全像儲(chǔ)存盤片，該盤片的儲(chǔ)存材料中存在多個(gè)其側(cè)壁 具有反射能力的腔體。
[0018] 優(yōu)選地，該腔體的入口孔徑的面積可以小于24mm2。
[0019] 優(yōu)選地，該腔體的入口孔徑的面積可以大于0.1 U m2。
[0020] 優(yōu)選地，該腔體的入口形狀可以為扇形，且切向方向上的兩個(gè)側(cè)壁是以盤片中心 為圓心的圓弧。
[0021] 優(yōu)選地，該腔體可以是沿著光盤的軌道分布的。
[0022] 優(yōu)選地，該腔體可以填滿一半以上的盤片面積。
[0023] 優(yōu)選地，該盤片中可以存在與盤片表面平行的穿透基板。
[0024] 優(yōu)選地，該盤片中可以存在與盤片表面平行的反射層。
[0025] 優(yōu)選地，該腔體的一個(gè)側(cè)壁可以是傾斜的，且其傾斜角度在±45°之間。
[0026] 優(yōu)選地，該腔體的其中一個(gè)方向的兩面?zhèn)缺诳梢允瞧叫械?，另一個(gè)方向的兩面?zhèn)?壁可以是傾斜的，使得該腔體的內(nèi)部寬度較腔體入口窄。
[0027] 優(yōu)選地，在該儲(chǔ)存材料結(jié)構(gòu)中，腔體中的一些的開口垂直于盤片向上，另一些的開 口垂直于盤片向下。更進(jìn)一步地，該腔體的開口方向（向上或向下）可以是在平行于盤片 的其中一個(gè)方向上呈交錯(cuò)分布的。
[0028] 優(yōu)選地，該腔體的側(cè)壁可以是借助反射材料形成反射，例如使用反射材質(zhì)或者鍍 上反射鍍膜。
[0029] 優(yōu)選地，該腔體的側(cè)壁可以是借助全反射效應(yīng)來形成反射能力的。
[0030] 優(yōu)選地，該盤片中的儲(chǔ)存材料層可以是由集結(jié)成束的反射腔體經(jīng)橫切而形成的。
[0031] 優(yōu)選地，該盤片中的儲(chǔ)存材料層中的反射腔體可以是使用模具壓鑄而形成的。
[0032] 本發(fā)明還提供了一種超高容量全像儲(chǔ)存盤片的制造方法，其包括以下步驟：在由 光學(xué)儲(chǔ)存材料構(gòu)成的長(zhǎng)條的表面上涂布或鍍上反射材料；將所述長(zhǎng)條集結(jié)成束并固形，形 成長(zhǎng)條集束；將所述集束橫切，形成具有反射腔體的記錄層；將所述記錄層與盤片的其它 層組合。
[0033]優(yōu)選地，在組合步驟之前，還可以進(jìn)行將記錄層的正反兩面拋光的步驟。
[0034] 本發(fā)明還提供了一種超高容量全像儲(chǔ)存盤片的制造方法，其包括以下步驟：將壓 模置于反射材料上方；在低真空環(huán)境下進(jìn)行壓鑄；在高真空環(huán)境下進(jìn)行脫模；在高真空環(huán) 境下將尚未固化的感光材料原料液體注入反射腔體；在一般氣壓環(huán)境下使感光材料固化， 形成記錄層；將所述記錄層與盤片的其它層組合。
[0035] 優(yōu)選地，在壓鑄步驟之前還可以對(duì)反射材質(zhì)進(jìn)行加熱。
[0036] 優(yōu)選地，在組合步驟之前，還可以通過磨平拋光或者其它拋光方式將記錄層的正 反兩面進(jìn)行平整處理。
【附圖說明】
[0037] 圖1用于顯示傳統(tǒng)的同軸全像儲(chǔ)存系統(tǒng)在記錄時(shí)造成的盤片中光學(xué)記錄材料曝 光耗損情況，其中，圖1(a)為訊號(hào)光的分布范圍，圖1(b)為參考光的分布范圍，圖1(c)為 總體造成的曝光損耗范圍；
[0038] 圖2用于顯示角度多功全像儲(chǔ)存系統(tǒng)的Polytopic架構(gòu)在記錄時(shí)造成的盤片中光 學(xué)記錄材料曝光耗損情況，其中，圖2(a)為訊號(hào)光的分布范圍，圖2(b)為參考光的分布范 圍，圖2(c)為總體造成的曝光損耗范圍；
[0039] 圖3和圖4示出了根據(jù)本發(fā)明在全像儲(chǔ)存盤片中創(chuàng)造的反射結(jié)構(gòu)；
[0040] 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的反射腔體的入口形狀為扇形；
[0041] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一種反射腔體結(jié)構(gòu)，其中圖6(a)為垂直于盤片切向的剖 視圖，圖6(b)為垂直于盤片徑向的剖視圖；
[0042] 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種反射腔體結(jié)構(gòu)，其中圖7(a)為垂直于盤片切向的 剖視圖，圖7(b)為垂直于盤片徑向的剖視圖；
[0043] 圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的反射腔體的入口形狀為圓形；
[0044] 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的反射腔體的入口形狀為矩形（包含方形）；
[0045] 圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的反射腔體的入口形狀為三角形；
[0046] 圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的反射腔體的入口形狀為六邊形；
[0047] 圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的又一種反射腔體結(jié)構(gòu)；
[0048] 圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的腔體沿盤片軌道的分布；
[0049] 圖14至19示出了幾種全像儲(chǔ)存盤片的架構(gòu)圖；
[0050] 圖20(a)_(c)示出了根據(jù)本發(fā)明的盤片制作方法的第一實(shí)施例；其中，圖20(a)示 出了由光學(xué)儲(chǔ)存材料構(gòu)成的矩形長(zhǎng)條；圖20 (b)示出了長(zhǎng)條集束；圖20 (c)示出了經(jīng)橫切 形成的具有反射腔體的光盤片；
[0051] 圖21 (a)-(g)示出了根據(jù)本發(fā)明的盤片制作方法的第二實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0052] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0053] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中在記錄信息時(shí)盤片上記錄材料的總曝光范圍超過信息儲(chǔ)存實(shí) 際所需范圍這一技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種新的全像儲(chǔ)存盤片結(jié)構(gòu)，其中在盤片中加入 低折射率區(qū)域或者反射材質(zhì)以形成其入口面積相當(dāng)于訊號(hào)通過所需最小聚焦區(qū)域大小 (奈奎斯特孔徑）的腔體，使得光線入射盤片后只會(huì)被限制在該腔體范圍內(nèi)，從而限制寫入 光的擴(kuò)散面積，降低曝光損耗，增加全像儲(chǔ)存材料的利用率，提高盤片的儲(chǔ)存容量。
[0054] 圖3和圖4示出了根據(jù)本發(fā)明在盤片中創(chuàng)造的反射結(jié)構(gòu)，使光線入射盤片后只會(huì) 被限定在特定范圍內(nèi)，因此曝光區(qū)域?qū)?huì)被限制于特定范圍之內(nèi)并且進(jìn)行充分的干涉，不 論是對(duì)于同軸架構(gòu)或是角度多功架構(gòu)而言，都能夠使得盤片利用率得到大幅提升。該反射 結(jié)構(gòu)可以為反射腔體的形式。
[0055] 考慮到材料最佳利用率和盤片的巡軌方向，該腔體的入口形狀可以為扇形，如圖5 所示，其中切向上的兩個(gè)側(cè)壁是以盤片中心為圓心的圓弧。
[0056] 考慮到大量制造的成本問