一种同轴全息存储系统及其力矩器装置

本发明涉及同轴全息存储，尤其涉及一种同轴全息存储系统及其力矩器装置。

背景技术：

1、伴随着物联网、人工智能技术的发展,人们在生活中产生的数据也在爆炸性增长。根据国际数据公司idc预测，全球2024年将生成159.2zb数据，2028年将增加一倍以上，达到384.6zb。其中，绝大部分数据信息为不常读取的冷数据。因此，低能耗、长寿命、大容量的冷数据存储技术发展迫在眉睫。传统光存储凭借低成本、低能耗、长寿命等优点成为冷数据存储的重要手段，近几年新兴的全息存储可以解决传统光存储容量低、读取速度慢的问题。

2、同轴全息存储系统是一种三维数据存储技术，它利用激光束和全息图来记录数据。在同轴全息存储系统中，物镜的位置通常是固定的，而为了实现聚焦，则通过调整全息光盘来达到所需的聚焦效果。但全息光盘由电机驱动旋转，整体质量较大，整体移动时难以实现高精度、快速的控制。

技术实现思路

1、为此，需要提供一种同轴全息存储系统及其力矩器装置，解决全息光盘由电机驱动旋转，整体质量较大，整体移动时难以实现较好控制的问题。

2、为实现上述目的，本实施例提供一种同轴全息存储系统的力矩器装置，包括物镜、第一支架、第一框架、聚焦移动机构、反射镜与循迹移动机构，所述物镜设在所述第一支架上，所述第一支架通过所述聚焦移动机构设在所述第一框架上，所述聚焦移动机构用于使所述第一支架以及所述物镜沿聚焦方向移动，所述反射镜设在所述第一框架上，所述反射镜相对所述第一框架可转动设置，所述第一框架设在所述循迹移动机构上，所述循迹移动机构用于使所述第一框架、所述反射镜以及所述物镜沿循迹方向移动，其中所述聚焦方向垂直于所述循迹方向。

3、进一步的，还包括第二框架，所述循迹移动机构包括两个循迹移动组件，所述循迹移动组件包括永磁铁、循迹线圈与循迹悬丝，所述永磁铁设在所述第二框架上，所述永磁铁位于所述循迹线圈的一侧，所述循迹线圈设在所述第一框架上，所述循迹悬丝设在所述第一框架、所述第二框架上，所述循迹线圈有弹性且具有弯曲的部位，其中所述循迹线圈通电产生磁场，与所述永磁铁所在的磁场相互作用产生循迹方向的电磁力，搭配所述循迹悬丝的弹力，以使所述循迹线圈沿循迹方向移动。

4、进一步的，所述聚焦移动机构包括两个聚焦移动组件，两个所述聚焦移动组件位于所述物镜的两侧，所述聚焦移动组件包括聚焦线圈与聚焦悬丝，两个所述聚焦移动组件共用一个所述聚焦线圈，所述聚焦线圈位于所述循迹线圈的内侧，所述聚焦线圈设在所述第一支架上，所述第一支架通过所述聚焦悬丝设在所述第一框架上，聚焦悬丝有弹性且具有弯曲的部位，其中所述聚焦线圈通电产生磁场，与所述永磁铁所在的磁场相互作用产生聚焦方向的电磁力，搭配所述聚焦悬丝的弹力，以使所述聚焦线圈沿聚焦方向移动。

5、进一步的，所述聚焦移动组件还包括第一固定块，所述聚焦悬丝与所述第一固定块连接，所述第一固定块与所述第一支架插接，以使所述聚焦悬丝通过所述第一固定块设在所述第一框架上，所述聚焦悬丝、所述第一固定块为导体，所述聚焦悬丝/所述循迹悬丝、所述第一固定块、所述聚焦线圈/所述循迹线圈之间通过电线电连接。

6、进一步的，还包括轭铁，所述轭铁为u型结构，所述永磁铁、所述循迹线圈、所述聚焦线圈均位于所述轭铁内，所述永磁铁与所述轭铁插接。

7、进一步的，所述聚焦悬丝沿所述循迹方向延伸，所述循迹悬丝垂直于所述聚焦悬丝，且延伸方向垂直于所述聚焦方向，所述聚焦悬丝、所述循迹悬丝上下错开。

8、进一步的，所述循迹移动组件具有两个循迹悬丝，分别为上循迹悬丝与下循迹悬丝，所述上循迹悬丝的截面积不同于所述下循迹悬丝的截面积。

9、进一步的，所述循迹移动组件还包括第二固定块，所述循迹悬丝与所述第二固定块连接，所述第二固定块与所述第一框架插接，以使所述循迹悬丝通过所述第二固定块设在所述第一框架上，所述循迹悬丝、所述第二固定块为导体，所述循迹悬丝、所述第二固定块、所述循迹线圈之间通过电线电连接。

10、进一步的，所述循迹移动组件具有两个所述循迹线圈，两个所述循迹线圈并排设置，并与所述第一框架插接。

11、为实现上述目的，本实施例还提供一种同轴全息存储系统，包括：

12、半导体激光器，用于发出第一光线；

13、单纵模激光器，用于发出第二光线；

14、偏振分束器，设在所述半导体激光器的一侧，用于反射所述第一光线；

15、准直透镜，设在所述偏振分束器的一侧，用于准直经所述偏振分束器反射的所述第一光线；

16、二向色分束器，设在所述准直透镜的一侧，用于合束第一光线与第二光线；

17、1/4波片，设在所述二向色分束器的一侧，用于供所述合束光线透过；

18、力矩器装置，如上述任意一项实施例所述同轴全息存储系统的力矩器装置，所述力矩器装置设在所述1/4波片的一侧，所述力矩器装置的反射镜用于反射透过所述1/4波片的所述合束光线，所述力矩器装置的物镜用于将所述合束光线的第一光线汇聚在全息光盘对应的理想焦面上，将所述合束光线的第二光线汇聚在全息光盘对应的理想焦面上；

19、其中，所述力矩器装置还包括四象限探测器与控制器，所述四象限探测器用于检测所述第一光线携带的聚焦误差信号与循迹误差信号，所述控制器用于根据所述聚焦误差信号控制所述聚焦移动机构使所述第一支架以及所述物镜沿聚焦方向移动，以及根据所述循迹误差信号控制所述循迹移动机构使所述第一框架、所述反射镜以及所述物镜沿循迹方向移动。

20、区别于现有技术，上述技术方案具有如下有益效果：

21、相比于直接移动全息光盘及其驱动旋转的电机，本申请通过移动质量较轻的物镜和反射镜来实现聚焦和循迹，易于操作，精度易于控制。此外，采用物镜和反射镜同步循迹的方式，可使入射光在循迹伺服时保持同一个入射角度，满足了同轴全息存储系统中读写光入射角度需要一致的要求。

技术特征：

1.一种同轴全息存储系统的力矩器装置，其特征在于，包括物镜、第一支架、第一框架、聚焦移动机构、反射镜与循迹移动机构，所述物镜设在所述第一支架上，所述第一支架通过所述聚焦移动机构设在所述第一框架上，所述聚焦移动机构用于使所述第一支架以及所述物镜沿聚焦方向移动，所述反射镜设在所述第一框架上，所述反射镜相对所述第一框架可转动设置，所述第一框架设在所述循迹移动机构上，所述循迹移动机构用于使所述第一框架、所述反射镜以及所述物镜沿循迹方向移动，其中所述聚焦方向垂直于所述循迹方向。

2.根据权利要求1所述的力矩器装置，其特征在于，还包括第二框架，所述循迹移动机构包括两个循迹移动组件，所述循迹移动组件包括永磁铁、循迹线圈与循迹悬丝，所述永磁铁设在所述第二框架上，所述永磁铁位于所述循迹线圈的一侧，所述循迹线圈设在所述第一框架上，所述循迹悬丝设在所述第一框架、所述第二框架上，所述循迹悬丝有弹性且具有弯曲的部位，其中所述循迹线圈通电产生磁场，与所述永磁铁所在的磁场相互作用产生循迹方向的电磁力，搭配所述循迹悬丝的弹力，以使所述循迹线圈沿循迹方向移动。

3.根据权利要求2所述的力矩器装置，其特征在于，所述聚焦移动机构包括两个聚焦移动组件，两个所述聚焦移动组件位于所述物镜的两侧，所述聚焦移动组件包括聚焦线圈与聚焦悬丝，两个所述聚焦移动组件共用一个所述聚焦线圈，所述聚焦线圈位于所述循迹线圈的内侧，所述聚焦线圈设在所述第一支架上，所述第一支架通过所述聚焦悬丝设在所述第一框架上，聚焦悬丝有弹性且具有弯曲的部位，其中所述聚焦线圈通电产生磁场，与所述永磁铁所在的磁场相互作用产生聚焦方向的电磁力，搭配所述聚焦悬丝的弹力，以使所述聚焦线圈沿聚焦方向移动。

4.根据权利要求3所述的力矩器装置，其特征在于，所述聚焦移动组件还包括第一固定块，所述聚焦悬丝与所述第一固定块连接，所述第一固定块与所述第一支架插接，以使所述聚焦悬丝通过所述第一固定块设在所述第一框架上，所述聚焦悬丝、所述第一固定块为导体，所述聚焦悬丝/所述循迹悬丝、所述第一固定块、所述聚焦线圈/所述循迹线圈之间通过电线电连接。

5.根据权利要求3所述的力矩器装置，其特征在于，还包括轭铁，所述轭铁为u型结构，所述永磁铁、所述循迹线圈、所述聚焦线圈均位于所述轭铁内，所述永磁铁与所述轭铁插接。

6.根据权利要求3所述的力矩器装置，其特征在于，所述聚焦悬丝沿所述循迹方向延伸，所述循迹悬丝垂直于所述聚焦悬丝，且延伸方向垂直于所述聚焦方向，所述聚焦悬丝、所述循迹悬丝上下错开。

7.根据权利要求2所述的力矩器装置，其特征在于，所述循迹移动组件具有两个循迹悬丝，分别为上循迹悬丝与下循迹悬丝，所述上循迹悬丝的截面积不同于所述下循迹悬丝的截面积。

8.根据权利要求2所述的力矩器装置，其特征在于，所述循迹移动组件还包括第二固定块，所述循迹悬丝与所述第二固定块连接，所述第二固定块与所述第一框架插接，以使所述循迹悬丝通过所述第二固定块设在所述第一框架上，所述循迹悬丝、所述第二固定块为导体，所述循迹悬丝、所述第二固定块、所述循迹线圈之间通过电线电连接。

9.根据权利要求2所述的力矩器装置，其特征在于，所述循迹移动组件具有两个所述循迹线圈，两个所述循迹线圈并排设置，并与所述第一框架插接。

10.一种同轴全息存储系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公布一种同轴全息存储系统及其力矩器装置，其中力矩器装置包括物镜、第一支架、第一框架、聚焦移动机构、反射镜与循迹移动机构，所述物镜设在所述第一支架上，所述第一支架通过所述聚焦移动机构设在所述第一框架上，所述聚焦移动机构用于使所述第一支架以及所述物镜沿聚焦方向移动，所述反射镜设在所述第一框架上，所述反射镜相对所述第一框架可转动设置，所述第一框架设在所述循迹平移动机构上，所述循迹移动机构用于使所述第一框架、所述反射镜以及所述物镜沿循迹方向移动，其中所述聚焦方向垂直于所述循迹方向。相比于直接移动全息光盘及其驱动旋转的电机，本申请通过移动质量较轻的物镜和反射镜来实现聚焦和循迹，精度易于控制。

技术研发人员：谭小地,杨如鹏,林枭
受保护的技术使用者：福建师范大学
技术研发日：
技术公布日：2025/1/6