説明

フォトニクス回折メモリを読むための固体マイクロ光エレクトロメカニカル・システム(MOEMS)

本発明は、フォトニクス回折メモリから情報を読み出すための固体システムを含んでいる。音響光学デフレクタは、収束光ビームをマイクロミラーアレイへと向け、マイクロミラーアレイは、続いて情報パケットにアクセスするために、光ビームをフォトニクス回折メモリの所定ポイントに所定の角度で反射させる。本発明によるこの回折光学系のコンパクトな構造は、幾つかの部材をコンパクトなパッケージに組み込むものであり、音響光学デフレクタおよびマイクロ光エレクトロメカニカル・システム(MOEMS)ミラーアレイを備えている。MOEMSの素子は、音響光学デフレクタの周波数に合った同期周波数で振動する。この構造によって、フォトニクス回折メモリ用の読出しシステムのアドレス指定用の部材がマッチ箱サイズまで縮小される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般にフォトニクス回折メモリに関する。本発明は特に、フォトニクス回折メモリから情報を読み出す装置に関する。
【背景技術】
【0002】
CD-ROMおよびDVDの記憶容量が大きくコストが比較的低いことによって、より大規模で安価な光学記憶媒体への需要がますます大きくなっている。大容量のデジタル記憶媒体として光ディスクに取って代わるものとしてホログラムメモリが提案されている。ホログラムメモリの高い密度と速度は、三次元的な記録と、一時にデータパケット全体を同時に読み出せることによるものである。ホログラムメモリの基本的な利点は、より高い情報密度(平方センチあたり1011ビット以上)、短いランダムアクセス時間(〜100マイクロ秒未満)、および高い情報伝送速度(10ビット/秒)である。
【0003】
ホログラム記録の場合、コヒーレントなモノクロ光源(例えばレーザー)からのビームが参照光と物体光とに分割される。物体光は空間光変調器(SLM)を通され、次に記憶媒体に送られる。SLMはバイナリデータのパケットを表すシャッターのマトリクスを形成する。物体光はSLMを通り、このとき、SLMが、該SLMに表示されているバイナリ情報によって上記物体光を変調するように動作する。変調された物体光は、次にアドレス指定機構によって記憶媒体上の一点(ポイント)に向けられ、そこで参照光と交差して、データパケットを表すホログラムが作成される。
【0004】
レンズとミラーとからなる光学系が、データパケットでエンコードされた光ビームを記憶媒体のアドレス指定された特定領域に正確に向けるために使用される。厚みのある密な記憶媒体の容量は、空間および角度を多重化することによって最適に利用される。空間多重化の場合は、複数パケットからなる組が、平面に形成された記憶媒体内に、この平面のx軸およびy軸におけるビーム方向の変更によって、空間的に分離されかつ規則的に配列されたサブホログラムのアレイとして記憶される。各サブホログラムは、記憶媒体内の一つのポイントに形成され、このポイントの直交座標が記憶媒体内に記録される際のそれぞれのパケットのアドレスを表す。角度多重化の場合は、x座標とy座標とを同じにしたままで、記憶媒体内の参照ビームの照射角を変更することによって記録が行われる。照射角度を繰り返しインクリメントすることによって、複数の情報パケットが同じxおよびyの空間位置にサブホログラムセットとして記録される。
【0005】
高度に多重化された体積ホログラフィックメモリに情報を記録しかつその情報を読み出すための従来のホログラフィック装置は、サイズの大きな寸法と部材を必要とし、それがこれらのシステムを小型化する可能性の限界を決めている。従来のホログラフィック装置はモータと、ミラーならびにレンズといった大型の構成要素とを使用しているので、これら従来装置のアドレス指定システムは速度が遅い。さらに、これらの従来装置の機械的な部材は、例えば磨耗や摩擦(すなわち摩擦学的作用)に起因するエラーや故障を直すために頻繁に保守を行う必要がある。さらに、従来のアドレス指定システムは、制御のために複雑なシステムを使用しているので高価である。このように、それらの価格を量産によって低減できない。その上、従来の装置は、エネルギー消費に関して経済的ではない。従来のアドレス指定装置が新品のときに正確であっても、相対運動する相互作用面の磨耗と摩擦によって精度は時間の経過とともに低下する。
【0006】
上記に鑑みて、提案された上述の解決手段における上述の問題と欠点を克服する一つもしくは複数の技術を提供することが望ましいと考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記に鑑み、本発明の目的は、より高速でより小さいサイズの改良されたフォトニクス回折メモリ読出しシステムを提供することにある。
【0008】
本発明のさらなる目的は、小型化されたフォトニクス回折メモリ読出しシステムを提供することにある。
【0009】
本発明の別の目的は、フォトニクス回折メモリ読出しシステムのアドレス指定システムをマッチ箱サイズまで縮小することにある。
【0010】
本発明のさらに別の目的は、既存の資源から大量に、低コストで迅速に製造できる固体(solid-state)読出しシステムを設計することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記の目的を達成するため、本発明は、フォトニクス回折メモリから情報を読み出すための固体システムを備えている。コヒーレント光源が収束する光束(光ビーム)を生成し、この光ビームは次に音響光学デフレクタによって偏向される。複数個のマイクロミラーが、音響光学デフレクタから偏向された光ビームを、前記複数マイクロミラーのうちの一つで受け取る。複数のポイントを有するフォトニクス回折メモリが、マイクロミラーから反射された反射光ビームを複数ポイントのうちの一つで受け取る。検出器は、複数個の光検出セルを有している。少なくとも1つのセルが、上記ポイントを透過させられた反射光ビームの一部を受け取る。
【0012】
本発明のさらなる態様では、マイクロミラーは、マトリクスとして構成される。
【0013】
本発明の別の態様では、光源からの収束光ビームを形成するレンズが存在する。
【0014】
本発明のさらに別の態様では、収束光源は、低出力レーザーと発光ダイオードとからなるグループの中から選択される。
【0015】
本発明のさらに別の態様では、検出器はCCD検出器アレイである。
【0016】
本発明の別の態様では、複数のポイントは、各々が1つ以上の回折パターンを記憶する。
【0017】
本発明のさらに別の態様では、フォトニクス回折メモリは、該メモリの複数のポイントならびに各ポイントにおける複数角度に置かれた情報を内部に保存して、各ポイントで複数の情報パケットを形成する。
【0018】
本発明の別の態様では、各マイクロミラーは、揺動(振動)する走査マイクロミラーである。
【0019】
本発明のさらに別の態様では、コンピュータは、調整により音響光学デフレクタと揺動型マイクロミラーを同期させるように構成されており、これにより、反射された光束が、上記複数ポイントの1つに向けられ、該ポイントから情報を取り出すのに充分な時間にわたって特定の角度で指向されるようになっている。
【0020】
本発明のさらに別の態様では、各マイクロミラーは、揺動(振動)型走査マイクロミラーであるとともに、該マイクロミラーの揺動(振動)サイクルは、反射された光束が記憶媒体の上記複数ポイントの1つに指向されるように、音響光学デフレクタの走査に合わせられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
本発明のより完全な理解を助けるため、ここで添付図面を参照する。これらの図面は、本発明を限定するものとして解釈されるべきではなく、例示するためだけを目的とするものである。
【0022】
本発明による回折光学系用のコンパクトな構造は、幾つかの構成要素をコンパクトなパッケージに一体化したもので、音響光学デフレクタと、マイクロオプティカル・エレクトロメカニカル・システム(MOEMS)装置とを備えており、該マイクロオプティカル・エレクトロメカニカル・システム(MOEMS)装置が、フォトニクス回折メモリ用の読出しシステムのアドレス指定部材をマッチ箱のサイズにまで縮小する。読出しシステムは、固体部材から製造される。ミラーがCMOS技術で形成される結果、読出しシステムを低コストで量産できるという利点が得られる。
【0023】
この分野では、さまざまな回折記録/読出しプロセスが開発されており、さらなる詳細は H.J.Coufal, D.Psaltis および G.T.Sincerbox 共編の書籍「ホログラフィックデータ記憶(Holographic Data Storage)」Springer (2000年刊)に記載されている。本明細書で「回折」という用語は、全体を通して、記憶媒体を作製するのに必要な回折技術から、三次元画像を作るために使用される先行技術のホログラム技術を区別するために用いられている。例えば、回折効率は、どのような材料を回折記憶媒体として用いることができるかを見る上で重要である。三次元ホログラムを成す干渉の質は、記憶媒体を実現するのに要求される品質に比べれば、容易に達成される。その上、記憶回折パターンは、例えば回折パターンを作製するように材料でエッチングが行なわれるe−ビーム等の使用といった、参照光と物体光との干渉以外の技術によっても具体化できる。これらすべての理由から、本明細書は、より広義の回折光学技術の概念を取り入れている。
【0024】
図1は、走査マイクロミラー素子100の平面図である。走査マイクロミラー素子100は、ミラー板102を備え、該ミラー板102が2個または4個のねじりバネ122a、122bによって懸架されている。これらねじりバネ122a、122bは、ミラー板102をアンカ120a、120bにそれぞれ連結している。アンカ120a、120bは、基板110に取り付けられている。くし状の2つの駆動電極105a、105bはミラー板102を動かすトルクを発生させる。図1のミラー板102は、マイクロ光エレクトロメカニカル・システム〔微小光電気機械システム〕(MOEMS : microoptoelectromechanicalsystem)の例である。MOEMSは、光学的な構成要素(光学部材)を含め、電気的構成要素と機械的構成要素とを物理的に小さいサイズに組み合わせるシステムである。
【0025】
図2は、シリコン基板内に刻設されたミラー板102を備えたマイクロミラー素子100の透視図であり、前記基板上には、一般的には標準的な厚さが約50ナノメーターのアルミニウム薄膜である反射薄膜が堆積される。板102は、2箇所または4箇所のねじりポイント120a、120bで懸架され、ミラー102を1方向、または2方向のどちらに回転させたいかに応じて、2個または4個の駆動電極105a、105bによって駆動される。理論上、偏向角度に制限は無いが、実際には約60°である。
【0026】
ミラー板102とくし状の駆動電極105a、105bとの間のキャパシタンスC125(Cは角度Φに応じて変化する)の変化が、板のねじれ運動を発生させるために用いられる。電圧Uがエネルギー源(図示せず)によって駆動電極105a、105bに印加されると、生成される静電トルクMは:
M=1/2 dC/dφU
となる。但し、φは板の偏向角度である。
【0027】
ミラー板102のサイズは0.5×0.5mmから3×3mmまでである。アクチュエータ(エネルギー源によって駆動されるミラー板102と電極105との運動)は共振によって励振される。すなわち、これらは連続的に振動している。走査周波数は、ミラー板のサイズによって左右され(0.14KHzから20KHzまで)、わずか20Vの駆動電圧で±15°の機械的な走査角度を達成できる。
【0028】
アクチュエータが同期モードで動作するときには、最大偏向振幅と振動周期とを制御することによってミラー板102の角位置を制御することができる。これらのミラーの利点は、偏向の振幅を駆動電圧Uで監視できることにある。走査角度が大きい場合は、偏向角は励振電圧とともに直線的に変化する。
【0029】
図2Aに示されるように、ミラー板102と駆動電極105a、105bとの間にあるスペースは可変コンデンサを形成する。したがって、電圧を印加すると、板に作用し、これを回転および/または振動(揺動)させる静電トルクが発生する。一方ではこれらのマイクロミラーのサイズが特に小さいということ、そしてそれだけでなく、他方ではそれらの動作モードからしても、読出し装置400(図5を参照)のサイズを大幅に縮小し、ひいては極めて高度な集積が可能である。
【0030】
図3a〜図3dは、起動電極210a、210bを有する基板230上のマイクロミラー素子200を製造するためのプロセスを示している。この製造は、CMOS互換技術を用いて行なわれる。図3aを参照すると、ウェハ230が基材として用いられる。埋め込み酸化(BOX)層221が、SIMOX(注入酸素原子による分離)プロセスにおいて作製される。BOX221の上面上の厚さ200nmのシリコン層205が厚さ20μmのエピタキシャル層によって強化される。図3bを参照すると、酸化物層と金属層とが堆積され、パターン形成されて、起動電極210a、210bが形成される。金属層は追加の酸化物によって保護される。次のステップで、厚さ50nmのアルミニウム層206が堆積されて、ミラー領域に反射性コーティングが形成される。図3cを参照すると、設計されたねじりバネとミラー板205の下の基板が、残りの部分230を残して水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)溶液内での異方性エッチングによって除去される。TMAHは化学溶液であり、ウェハ基板の異方性エッチングに使用され、このウェハ基板の中にマイクロミラーがエッチング加工される。アドバンスド・シリコン・エッチ(商標)プロセス(Advanced Silicon EtchTM-process)によってBOX層が除去され、エピタキシャル層がパターン形成された後、トレンチ207が形成される。プロセスの終了時のマイクロミラーチップ200の断面図が図3dに示されている。
【0031】
図4aは、マイクロミラー素子100の動作を示している。図4aは、ミラー板205の動きを起動させるために使用される起動電極210aを示している。固定周波数の電圧が起動電極210aに印加され、それが非対称性を生み出す。アクチュエータが完全に対称であるとすると、外部から引き起こされる力なしに振動を開始させることは不可能である。そのため、各駆動電極221の上面に位置し、酸化物209によって駆動電極から絶縁されている追加の起動電極210a、210bが存在している。これらの電極210a、210bは、個別に接触させることができ、構造の対称性を壊す。一旦振動が始まると、ミラーの駆動が同期モードで働き、ミラー板205は、エネルギー源によって生成された駆動励振電圧Uと同相で振動する。
【0032】
図4bは、のこぎり波信号300によって駆動される際のミラー板102の同調を示している。のこぎり波信号300は、1秒当たり所定回数で印加される電圧Uからなる。ミラー板102の動作は、駆動電極105a、105b(図1を参照)の両端間に印加されるのこぎり波300によって該ミラー板102が駆動される際の5つの異なる位置301〜305で示されている。正の角度から0°へ、また負の角度への動きを含む全周期で、ミラー素子102は、位置301から304(全周期)へと動き、その後、位置305で再びサイクルを開始する。
【0033】
表1は、ミラーのサイズに応じて変化するマイクロミラー素子100の固有周波数(共振周波数)を示している。固有周波数は、マイクロミラー素子100の機械特性および電気特性に左右される。同期モードでは、ミラーは固有周波数の2倍の周波数で振動する。
【0034】
【表1】

【0035】
図5は、読出しシステム400を示している。この読出しシステム400は、音響光学デフレクタ430を支持するプラットフォーム470上の単体のユニットと、マイクロ光エレクトロメカニカル・システム(MOEMS)のマトリクス440と、マトリクスメモリ450と、CCD(電荷結合デバイス)検出システムないしその他の斯かる類の画像検出イシステムといった画像センサ460とを備えている。プラットフォーム470上、またはその外側に位置する追加の装置は、光源410(例えばレーザー、レーザーダイオード)、および収束レンズ420からなる。
【0036】
読出しシステムの動作は、光源410が光束480a(光ビーム)を放射することに始まる。光ビームは、収束レンズ420によって平面波から球面波480bへと収束される。球面波480bは収束光ビームである。収束光ビーム480bは、音響光学デフレクタ430によって偏向され、MEOMSマトリクス440のマイクロミラー素子の1つに当たるビーム480cを形成する。MEOMSミラーマトリクス440は、メモリマトリクス・アドレス指定システムの制約に適ったサイズを有している。マイクロミラーのマトリクス440は、空間的および角度的な多重化によってデータが記録されるメモリ450のポイントのマトリクスをアドレス指定するために使用される。音響光学デフレクタ430から来るビーム480cは、MEOMSマトリクス440の各ミラー素子の1つの直径の中に収まる直径を有する領域を形成する。加えて、メモリマトリクス450は、レーザービーム480dのサイズが、メモリマトリクス450のすべてのポイントのサイズに正確に適合するように空間的に調整されている。
【0037】
図6は、音響光学デフレクタ430をより詳細に示している。音響光学(AO)デフレクタ430は、角度をつけてレーザービーム480bをマイクロミラーアレイ440に指向させる。音響光学結晶に応力(特に、圧電結晶から構成されることが普通であるトランスデューサによる応力)がかかると、音響光学結晶は、出射ビーム480cの回折角度値を変えるため、当該音響光学結晶を通過する光の(一般には電磁波の)回折の角度を変更する。このように、圧電トランスデューサの作動周波数を変えることで光ビーム480bが偏向され、複数の角度のうちの一つの角度にビーム480cが形成される。
【0038】
かくして、図6に示されるように、低出力レーザー410から発する入射読出しビーム480bのOXおよびOYに沿った方向(図2の直線座標を参照)の変化は、このビームを2個の音響光学部材121,122の作用下におくことによって得られる。その結果、音響光学部材(単数または複数)に設けられた圧電結晶の振動周波数を変更することによって、データを担時するマトリクス450の行と列の中の回折格子の所望の向きを極めて迅速に変更できるようになることが理解されよう。その結果、限定要因は、読出しビームの入射角に作用するMEOMSマトリクス440のミラー素子の応答時間になる。
【0039】
図7および図8は、回折記憶媒体の内容を示している。図7を参照すると、回折パターン、またはその代わりとしてホログラムを形成する際に、参照光1が物体光4と交差して、記憶媒体8の体積全体に延在するサブホログラム8a(あるいはポイントとも呼ばれる)を形成する。参照光1の角度と空間位置のそれぞれに対して体積全体に延在する個別のサブホログラムないしポイント8aが存在する。物体光4は、情報パケット6で変調される。パケット6は、複数のビットの形で情報を含んでいる。パケット6における情報の源は、コンピュータ、インターネット、またはその他のいずれかの情報生成源であってよい。ホログラムは、記憶媒体8の表面8aに突き当たって影響を与えているとともに記憶媒体8の体積全体に延びている。パケット6の情報は、空間多重化と角度多重化とによって記憶媒体8上へと変調される。角度の多重化は、記憶媒体8の表面平面に対する参照光1の角度αを変更することによって実現される。個々の情報パケット6は、選択されたそれぞれの角度αと空間位置毎にサブホログラムとして記憶媒体8に記録される。空間多重化は、ポイント8aが記憶媒体8の表面上の別の空間位置、例えばポイント8a´にシフトするようにして、参照光1を記憶媒体8の表面に対してシフトさせることによって実現される。
【0040】
記憶媒体8は、標準的には、物体光4と参照光1との干渉によって生成される光エネルギーの空間的な分布に敏感な材料から形成された三次元物体である。ホログラムは、吸収または位相の変化、または双方の変化として媒体に記録可能である。記憶材料は、入射光線のパターンに反応して、自身の光学特性の変化を生じさせなければならない。体積ホログラムの場合、多数のデータパケットを重ねることができるので、すべてのデータパケットを歪みなく再構成することができる。体積(厚い)ホログラムは、各々がブラッグの法則を満たした、記録材料層の深部に記録された三次元格子(すなわち体積位相格子)の重なりであるとみなしてよい。体積ホログラム内の格子面は、屈折および/または吸収の変化を生じさせる。
【0041】
幾つかの材料が、それらの固有の利点の故に、光学記憶システム用の記憶材料とみなされてきた。これらの利点には、自己現像能力、乾式処理、優れた安定性、厚い感光乳剤、高い感度、および不揮発性の記憶が含まれる。体積ホログラム向きであるとみなされてきた幾つかの材料は、光屈折性結晶、光重合体材料、およびポリペプチド材料である。
【0042】
ここで図8を参照すると、ここではマトリクスと呼ばれる平坦シートの形態で設けられた記憶媒体8がより詳細に示されている。この例では、マトリクスは1cmである。マトリクス上の複数のポイントは、各々直線座標(x,y)によって規定されている。画像形成システム(図示せず)は、マトリクスのx,yポイントの1つにおいて用いられる最小サイズを有するサブホログラム8aまで、物体光4を縮小する。自身の直線座標によって規定された物理的空間内の一つのポイントは、複数のパケット8bを含んでいる。
【0043】
この場合、1mm画像8aは、記憶媒体8上に、該記憶媒体の座標に中心を合わせた状態で物体光4を集束させることによって得られる。2つのビーム1、4間のこの干渉により、サイズが1mmの回折画像8aが、マトリクスの座標に中心合わせされて記憶材料8に記録される。空間多重化は、直線座標を順次変更することによって行われる。物体光4は、記憶材料8上に集束されるので、座標(x,y)で規定された平面内の一意的な位置に、別々の画像8aが記録される。この空間的多重化の結果、10×10マトリクスの回折画像8aが生ずる。角度の多重化は、MEOMSマトリクス440のミラー素子によって参照光1の角度を順次変更することによって行われる。角度多重化は、参照光の入射角の15の離散的な変化に対応する15〜20の情報パケット8bを作成するために利用される。加えて、単純な多重化によって20〜25のパケットに、また二重の対称的な角度多重化を利用することによって40〜50のパケットに達することが可能である。データパケットは、データパケットが記録されたのと同じ角度位置、および空間位置で参照光1を照射することによって再構成される。記憶材料8で回折される参照光1の一部によって再構成が行われ、通常はこれが検出器アレイによって検出される。記憶材料8を機械的にシフトさせて、該記憶材料の座標(x,y)の異なるポイントにデータパケットを記憶させることも可能である。
【0044】
図9は、マイクロミラー440の同期を示している。マイクロミラー440は、連続的に振動しているので、メモリ450のデータパケットのアドレス指定を実現するためには、音響光学デフレクタ(AOD)430とマイクロミラー440とを同期させることが必要である。偏向の振幅および振動周期のようなミラーのパラメータを知ることによって、AOD430の切換え時間を制御することができる。このようにして、メモリ450の所望の位置をアドレス指定するマイクロミラーの1つにアクセスすることができる。AOD430は、或る所定時間においては、再度、選択されたミラーに向けてレーザービームを指向させる。
【0045】
図5のマイクロミラーアレイ440の代表的な2つのマイクロミラー440a、440bが示されており、各マイクロミラーは異なる位置に示されている。別の姿勢位置441aがマイクロミラー440aに対して示されている。別の姿勢位置441bがマイクロミラー440bに対して示されている。コヒーレントなレーザービームは、AOD430によって異なる時間にマイクロミラー440a、440bのうちの一方に向けられる。これらマイクロミラー440a、440bは、予め設定された位置と角度で光ビームをメモリ450に向けて反射する。レンズ455は、光エネルギーをCCDアレイ460へと集束する。コンピュータ、マイクロコントローラ、またはその他の同類の制御装置といったCPU(図示せず)が、AOD430、マイクロミラー440、およびCCD検出器460を制御する。このCPU(図示せず)は、マイクロミラー440a、440bの位置を示すセンサから入力を受け取り、さらにAOD430の状態に関する入力を受け取る。CPU(図示せず)は、次にマイクロミラー440のミラーの位置ないし姿勢と、AOD430の偏向角とを制御する。最大の偏向角に達するにはマイクロミラー440とAOD430との同期が必要である。最大偏向角とは、処理されたビームによって到達できる最大の角度である。これは、音響光学装置の出力ビームが最大値に達することができることを意味している。この最大値の正と負の値の間に音響光学装置の角度範囲が存在することになる。同期による他の利点は、電圧制御を駆動することによって最大偏向角をモニターできることである。すなわち、駆動励振電圧Uに比例して偏向が変化する。
【0046】
図9は、マイクロミラー440、AOD430、およびCCDカメラ460の間の同期を示している。マイクロミラーアレイ440のうちの2つのマイクロミラー440a、440bについて、同期が示されている。マイクロミラー440a、440bは、低周波(すなわち200Hz)で連続的に振動するので、マイクロミラー440a、440bは、AODの切換え時間(10から100μs)と比較して固定ミラーであるとみなすことができる。切換え時間Tにおいて、マイクロミラーの位置をモニターできるので、メモリ450からの特定の情報パケットにどのようにしてアクセスするかが決定される。本発明では、CPU(図示せず)がミラーの同期を制御し、メモリ450の所定のパケットを読み出すためにAOD430およびCCD460の切換え時間を計算する。メモリ450のすべてのパケットをアドレス指定するために、マイクロミラー440の位置が計算される。メモリ450の一つのパケットを読み出すために、時間T1においてAOD430が切換えられ、マイクロミラー440aをアドレス指定するようになっている。また別の時間T2では、メモリ450の一つのパケットを読み出すために、AOD430が切替えられ、マイクロミラー440bをアドレス指定するようになっている。マイクロミラー440aは、定常位置441aから角度α1の位置に示されている。マイクロミラー440bは、定常位置441bから角度α2の位置に示されている。レンズ455は、データパケットを搬送する出力波形をCCDカメラ460のアレイに集束させる。
【0047】
本発明の範囲は、ここに記載した特定の実施形態に限定されるものではない。これまでの説明と添付図面から、ここに記載した実施形態に加えて本発明のさまざまな修正が当業者には実際明らかであろう。したがって、そのような変更は、添付の特許請求の範囲に含まれると考える。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】本発明によるマイクロミラーアセンブリを示した図面である。
【図2】本発明によるマイクロミラーアセンブリの斜視図である。
【図2a】本発明によるマイクロミラーアセンブリのアクチュエータを示した拡大図である。
【図3a】本発明によるMEMS製造プロセスの一部としての、ウェハへのエピタキシャル層の追加を示す図面である。
【図3b】本発明によるMEMS製造プロセスの一部としての、起動電極の形成、および金属層の堆積を示した図面である。
【図3c】本発明によるMEMS製造プロセスの一部としての、設計されたミラー板の下の基板を除去するための異方性エッチングを示した図面である。
【図3d】本発明によるマイクロミラーチップの断面図である。
【図4a】本発明によるマイクロミラーアセンブリの起動電極を示した図面である。
【図4b】本発明によるのこぎり波信号によって駆動されるマイクロミラーの動作を示した図面である。
【図5】本発明による固体読出しシステムを示した図面である。
【図6】本発明による音響光学デフレクタを示した図面である。
【図7】回折光学記録プロセスを概略的に示した図面である。
【図8】本発明による記憶媒体を形成するポイントのマトリクスを示した図面である。
【図9】本発明による固体読出しシステムのミラーの同期を示した図面である。
【符号の説明】
【0049】
1 ビーム
4 物体光
6 パケット
8 記憶媒体
100 マイクロミラー素子
102 ミラー板
105a 駆動電極
105b 駆動電極
120a ねじりポイント
120b ねじりポイント
122a ねじりバネ
122b ねじりバネ
125 キャパシタンス
400 読出しシステム
410 光源
420 収束レンズ
430 音響光学デフレクタ
440 MEOMSミラーマトリクス
450 メモリ
460 画像センサ
470 プラットフォーム
480 ビーム


【特許請求の範囲】
【請求項1】
フォトニクス回折メモリから情報を読み出すための固体装置であって、
収束光ビームを生成するように構成されたコヒーレント光源と、
前記収束光ビームを偏向させるように構成された音響光学デフレクタと、
前記音響光学デフレクタからの前記偏向された光ビームをマイクロミラーの1つで受けるように構成された複数個のマイクロミラーと、
前記マイクロミラーから反射された前記反射光ビームを、ポイントの1つで受けるように構成された、複数のポイントを有するフォトニクス回折メモリと、
セルの少なくとも1つが前記ポイントを透過させられた前記反射光ビームの一部を受ける、複数個の光検知セルを有する検出器と、を備えてなる装置。
【請求項2】
前記マイクロミラーがマトリクスとして構成された請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記光源から前記収束光ビームを形成するためのレンズをさらに備えている請求項1に記載の装置。
【請求項4】
前記収束光源は、低出力レーザーと発光ダイオードとからなるグループから選択されている請求項1に記載の装置。
【請求項5】
前記検出器は、CCD検出器アレイである請求項1に記載の装置。
【請求項6】
前記複数のポイントは、各々が1つ以上の回折パターンを記憶する請求項1に記載の装置。
【請求項7】
前記フォトニクス回折メモリは、該メモリの前記複数のポイントと、これらのポイントの一つずつにおける複数の角度とで位置が指定される情報を内部に記憶して、これにより前記各ポイントの一つ一つに複数の情報パケットを形成している請求項1に記載の装置。
【請求項8】
前記各マイクロミラーは、揺動型走査マイクロミラーである請求項1に記載の装置。
【請求項9】
前記ポイントから情報を検索するのに充分な時間にわたって前記反射光ビームが前記ポイントの1つに向けられるよう、前記音響光学デフレクタと前記揺動型マイクロミラーの同期を調整するように構成されたコンピュータをさらに備えた請求項8に記載の装置。
【請求項10】
前記各マイクロミラーは、揺動型走査マイクロミラーであるとともに、該マイクロミラーの揺動サイクルが、前記反射光ビームを前記記憶媒体の前記ポイントの1つに向けるように前記音響光学デフレクタの走査に合わせて調整されている請求項1に記載の装置。
【請求項11】
フォトニクス回折メモリから情報を読み出すためのソリッドステートの方法であって、
光ビームを生成するステップと、
前記光ビームを収束させるステップと、
前記収束光ビームを複数個のマイクロミラーに向けて偏向させるステップと、
前記複数個のマイクロミラーの1つから、前記音響光学デフレクタから受けた前記収束光ビームを、複数のポイントを備えたフォトニクス回折メモリへと反射させるステップと、
前記反射光ビームによって照射された前記ポイントの1つから、情報を運ぶ前記反射光ビームの一部を検出するステップと、を含む方法。
【請求項12】
音響光学デフレクタによって前記偏向を行なう請求項11に記載の方法。
【請求項13】
マトリクスを形成するように前記マイクロミラーを構成する請求項11に記載の方法。
【請求項14】
前記光源から前記収束光ビームを形成するためのレンズをさらに設ける請求項11に記載の方法。
【請求項15】
低出力レーザーと発光ダイオードとからなるグループから前記収束光源を選択する請求項11に記載の方法。
【請求項16】
CCD検出器アレイによって前記検出を行なう請求項11に記載の方法。
【請求項17】
前記複数の各ポイントに少なくとも1つの回折パターンを記憶させる請求項11に記載の方法。
【請求項18】
前記フォトニクス回折メモリに、該メモリの前記複数のポイントと、これらのポイントの一つずつにおける複数の角度とで位置が指定される情報を内部に記憶させて、これにより前記各ポイントの一つ一つに複数の情報パケットを形成させる請求項11に記載の方法。
【請求項19】
前記各マイクロミラーは揺動型走査マイクロミラーである請求項11に記載の方法。
【請求項20】
前記ポイントから情報を検索するのに充分な時間にわたって前記反射光ビームを前記ポイントの1つに向けらるように、前記音響光学デフレクタと前記揺動型マイクロミラーの同期を調整するステップをさらに含む請求項19に記載の方法。
【請求項21】
前記各マイクロミラーは揺動型マイクロミラーであるとともに、該マイクロミラーの揺動サイクルを、前記音響光学デフレクタの走査に合わせて調整し、前記反射光ビームを前記メモリの前記ポイントの1つへと向ける請求項11に記載の方法。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
フォトニクス回折メモリから情報を読み出すための固体装置であって、
収束光ビームを生成するように構成されたコヒーレント光源と、
前記収束光ビームを偏向させるように構成されたデフレクタと、
前記デフレクタからの前記偏向された光ビームをマイクロミラーの1つで受けるように構成されたマイクロミラーのMOEMSマトリクスと、
前記マイクロミラーから反射された前記反射光ビームを、ポイントの1つで受けるように構成された、複数のポイントを有するフォトニクス回折マトリクスメモリと、
セルの少なくとも1つが前記ポイントを透過させられた前記反射光ビームの一部を受ける、複数個の光検知セルを有する検出器と、を備え、
前記デフレクタと、前記MOEMSマトリクスと、前記マトリクスメモリと、前記検出器とが、プラットフォーム上に設けられている装置。
【請求項2】
前記光源から前記収束光ビームを形成するためのレンズをさらに備えている請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記収束光源は、低出力レーザーと発光ダイオードとからなるグループから選択されている請求項1に記載の装置。
【請求項4】
前記検出器は、CCD検出器アレイである請求項1に記載の装置。
【請求項5】
前記複数のポイントは、各々が1つ以上の回折パターンを記憶する請求項1に記載の装置。
【請求項6】
前記フォトニクス回折メモリは、該メモリの前記複数のポイントと、これらのポイントの一つずつにおける複数の角度とで位置が指定される情報を内部に記憶して、これにより前記各ポイントの一つ一つに複数の情報パケットを形成している請求項1に記載の装置。
【請求項7】
前記各マイクロミラーは、揺動型走査マイクロミラーである請求項1に記載の装置。
【請求項8】
前記ポイントから情報を検索するのに充分な時間にわたって前記反射光ビームが前記ポイントの1つに向けられるよう、前記デフレクタと前記揺動型マイクロミラーの同期を調整するように構成されたコンピュータをさらに備えた請求項に記載の装置。
【請求項9】
前記各マイクロミラーは、揺動型走査マイクロミラーであるとともに、該マイクロミラーの揺動サイクルが、前記反射光ビームを前記記憶媒体の前記ポイントの1つに向けるように前記デフレクタの走査に合わせて調整されている請求項1に記載の装置。
【請求項10】
前記デフレクタは、音響光学デフレクタであることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の装置。
【請求項11】
フォトニクス回折メモリから情報を読み出すためのソリッドステートの方法であって、
光ビームを生成するステップと、
前記光ビームを収束させるステップと、
前記収束光ビームをデフレクタによりマイクロミラーからなるMOEMSマトリクスに向けて偏向させるステップと、
前記マイクロミラーの1つから、前記デフレクタから受けた前記収束光ビームを、複数のポイントを備えたフォトニクス回折メモリへと反射させるステップと、
前記反射光ビームによって照射された前記ポイントの1つから、情報を運ぶ前記反射光ビームの一部を検出するステップと、を含む方法。
【請求項12】
前記光源から前記収束光ビームを形成するためのレンズをさらに設ける請求項11に記載の方法。
【請求項13】
低出力レーザーと発光ダイオードとからなるグループから前記収束光源を選択する請求項11に記載の方法。
【請求項14】
CCD検出器アレイによって前記検出を行なう請求項11に記載の方法。
【請求項15】
前記複数の各ポイントに少なくとも1つの回折パターンを記憶させる請求項11に記載の方法。
【請求項16】
前記フォトニクス回折メモリに、該メモリの前記複数のポイントと、これらのポイントの一つずつにおける複数の角度とで位置が指定される情報を内部に記憶させて、これにより前記各ポイントの一つ一つに複数の情報パケットを形成させる請求項11に記載の方法。
【請求項17】
前記各マイクロミラーは揺動型走査マイクロミラーである請求項11に記載の方法。
【請求項18】
前記ポイントから情報を検索するのに充分な時間にわたって前記反射光ビームを前記ポイントの1つに向けらるように、前記デフレクタと前記揺動型マイクロミラーの同期を調整するステップをさらに含む請求項17に記載の方法。
【請求項19】
前記各マイクロミラーは揺動型マイクロミラーであるとともに、該マイクロミラーの揺動サイクルを、前記デフレクタの走査に合わせて調整し、前記反射光ビームを前記メモリの前記ポイントの1つへと向ける請求項11に記載の方法。
【請求項20】
音響光学デフレクタを用いて前記偏向を行なうことを特徴とする請求項11から請求項19のいずれか1項に記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図2a】
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【図3a】
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【図3b】
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【図3c】
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【図3d】
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【図4a】
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【図4b】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公表番号】特表2006−516170(P2006−516170A)
【公表日】平成18年6月22日(2006.6.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2003−550207(P2003−550207)
【出願日】平成13年12月7日(2001.12.7)
【国際出願番号】PCT/EP2001/015421
【国際公開番号】WO2003/049092
【国際公開日】平成15年6月12日(2003.6.12)
【出願人】(302017137)リサーチ・インベストメント・ネットワーク・インコーポレーテッド (3)
【Fターム(参考)】