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同轴全息光存储是将信息光与参考光合为一束光，利用透镜将其汇聚到记录媒体中。实现了信息的三维立体存储。 如图1所示，右边为传统的双轴全息光存储装置，信息光与参考光是分成两束然后汇聚到记录媒体中。左边为同轴全息光存储装置，与传统的双轴全息光存储装置相比，同轴全息具有系统结构简单的特性。在引入传统光盘的伺服技术后，同轴全息即可寻址，又可避免环境震动的干扰。 |
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| Fig.1 Collinear vs 2-Axis Holography | 图2表示的是同轴全息光存储系统构成图。从激光器发出的绿色（或兰色）光束经扩束准直之后，由反射镜投射到空间光调制器(DMD)上，在DMD上表示出的图案将激光束调制成中间是信息光，周围是参考光的复合光束，此光束再经过一对传递透镜(Relay Lens)将DMD上表示的图案传递到显微物镜(Objective Lens)的前焦面，光盘记录媒介则位于该透镜的后焦面，在记录过程中，记录信息光与参考光的干涉图案；在再现过程中利用其反射结构将再现的信息光束反射回DMD，位于DMD前的偏振分束镜(PBS)将再现光束反射到图像传感器(CMOS)，转换成电信号。红色光束部分表示的是伺服系统，该系统与全息存储光束亦同轴。 |
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Fig.2 Collinear Holographic Data Storage System Configuration |
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图3是同轴全息存储介质的结构图。从上至下分别是保护层、记录层、上隔层、分色反射层、下隔层和底板层，这六层构成。 保护层：保护全息存储媒介的玻璃材料；记录层：记录全息信息，由光致聚合物材料组成；上隔层：隔离记录材料和分色反射层，无色透明；分色反射层：将绿色光反射，允许红色光透过，避免底板层的凹凸结构扰乱全息存储的记录和再现，红色光可以进行伺服和寻址；下隔层：隔离有伺服和地址信息的底板层和分色反射层，为分色反射层提供一个平坦的表面。 |
| Fig.3 Special Structure of Collinear Holography | |
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基于全息存储介质这样的结构，记录全息图的位置可通过红光的寻址来确定，因此，可实现在同一台光盘驱动器中任意改变全息存储的记录密度。 图4表示的是同轴全息存储系统可根据媒体品质来改变全息存储的间隔。光盘的记录密度，随着材料技术的不断进步和发展，可随时实现存储光盘的升级，而不需要更换光盘读写驱动器。这也是同轴全息存储技术的一大优势，它可有效地避免因记录媒体升级而导致数据无法读出的长期连续性的保存问题。 |
| Fig.4 Selectable Capacity Recording | |
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目前，同轴全息存储采用的还是振幅调制的数据页(Data Page)格式。图5表示的是其中一种同轴全息存储的数据页编码格式。这个数据页中包含了1个同步符号(Sync Mark)和51个子数据页(Sub-Page)，在每一个子页里有1个同步符号和32个符号图案(Symbol)，符号图案是一个4×4的点阵图形。按照编码规则，每一个符号图案中只有3个点是亮的，其余都是暗的。选择出256个符号图案分别对应8比特的用户数据，来构成一个编码对照表(Corresponding Coding Table)。 |
| Fig.5 Data Page Format | |
