KR0166744B1 - 고밀도 광자기 디스크장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광자기 디스크장치에 관한 것으로, 광자기 디스크에 기록된 신호의 재생시 재생하고자 하는 트랙에 인접한 인접 트랙의 신호간 간섭(cross-talk)을 제거하는 고밀도 광자기 디스크장치에 관한 것이다. 광자기디스크장치의 고밀도화를 위해 트랙 피치를 좁힐 경우, 인접 트랙의 신호가 검출되는 트랙간 신호간섭 현상이 나타나게 된다. 따라서, 본 발명은 위상변조광학소자를 이용하여 재생 트랙에서는 선평광, 인접 트랙에서는 원편광상태를 갖는 광스팟을 광자기디스크의 기록면에 형성시킴으로써 트랙 간격이 광스팟에 비해 과도하게 감소되어도 이로 인해 발생하는 트랙간 신호간섭 효과를 제거함으로써 광자기 디스크의 고밀도화를 제공한다.
Description
제1도는 종래의 광자기 디스크장치의 구성도.
제2도는 본 발명에서 이용하고자 하는 광자기 디스크의 기록면으로부터 반사된 빔의 편광상태인 선편광과 원편광을 설명하기 위한 개념도.
제3도는 본 발명에서 이용하고자 하는 광자기 디스크장치의 입사면의 전기장분포와 제1도에 도시된 종래의 광자기 디스크장치의 구성중 대물렌즈(16)를 통과한 기록면에서의 전기장분포를 나타내는 개념도.
제5도는 제3도의 입사빔에 대한 광스팟 형태를 다시 한번 설명하기 위한 개념도.
제6도는 제5(b)도와 같은 입사파를 만들기 위해 근사값을 구한 개념도.
제7도는 본 발명에 따른 위상변조광학소자의 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 레이저 다이오드 12 : 집속렌즈(Collimate Lense)
13 : 빔정현프리즘 14,17 : 제1, 제2PPBS
15 : 대물렌즈 16 : 광자기 디스크
18 : 에러 검출부 20 : 신호 검출부
21 : 편광 빔 스프리터(PBS; Polarizing Beam Splitter)
23,25 : 제1, 제2포토 다이오드
본 발명은 광자기 디스크장치에 관한 것으로, 특히 광자기 디스크에 기록된 신호의 재생새 재생하고자 하는 트랙에 인접한 인접 트랙의 신호간 간섭(cross-talk)을 제거하는 고밀도 광자기 디스크장치에 관한 것이다.
일반적인 광자기 디스크장치에 있어서, 고밀도의 기록 및 재생을 하기 위한 여러가지 방법들이 제시되고 있다. 광원의 단파장화와 이에 따른 트랙 피치(Track Pitch)의 감소, 그리고 랜드/그루브(Land/Groove)기록방식들이 이에 해당한다. 그러나, 전술한 방식들에 있어서 가장 큰 문제가 되는 것은 고밀도화를 추구하기 위해 트랙 피치가 광스팟에 비해 작아짐으로써 재생 트랙에 인접한 인접 트랙에 대한 트랙간 신호 간섭(cross-talk)이 크게 발생한다는 점이다.
종래의 광학적 헤드시스템을 사용하는 광자기 디스크장치에서는 디스크상의 피트로서 디지탈 정보를 저장하고, 레이저빔을 투사하여 대물렌즈에 포착되는 레이점빔에 의한 광 다이오드의 전류에 의해서 디스크상의 디지탈 정보를 인지한다.
제1도는 종래의 광자기 디스크장치의 구성도이다. 본 발명을 설명하기에 앞서 먼저 제1도를 참조하면서 종래의 광자기 디스크장치에서의 광학적 헤드시스템을 설명하겠다.
레이저 다이오드(11)에 의해 출사된 빔은 집속렌즈(Collimate Lense)(12)에 의해 평행빔으로 만들어진 후 빔정현프리즘(13)과 제 1빔분할기(Partial Polarizing Beam Splitter; 이하, PPBS라 함)(14)를 거쳐 대물렌즈(15)에 전달된 후 대물렌즈(15)를 통해 디스크(16)위의 한 지점에 집광된다. 제1도에 도시된 바와 같이 디스크(16)상에서 반사된 빔은 대물렌즈(15)와 제1PPBS(14) 및 제 2PPBS(17)를 거쳐 에러 검출부(18)와 신호 검출부(20)로 나뉘어져 들어간다. 신호 검출부(20)는 편광 빔 스프리터(Polarizing Beam Splitter; 이하, PBS라 함)(21)와 RF(Radio Frequency)신호를 검출하는 제1포토 다이오드(23)와 제2포토 다이오드(25)로 구성된다. 신호 검출부(20)는 PBS(21)를 거쳐 제1포토 다이오드(23)와 제2포토 다이오드(25)로부터 검출된 제1RF 신호와 제2RF 신호의 차동에 의해 광자기신호를 얻게 된다.
이와 같은 종래의 광 디스크장치에서 고밀도화를 추구하기 위해 트랙 피치를 좁힐 경우, 인접 트랙의 신호도 같이 검출되는 트랙간 신호 간섭현상이 나타나게 된다. 다시 설명하면, 기록 매체에 기록된 디지탈 신호 즉, 피트(pit)를 재생하는 경우 재생하는 피트의 열(track)에 인접한 다른 신호가 재생하고자 하는 신호에 간섭을 주는 크로스토크(cross-talk)현상이 일어나 재생신호에 악영향을 줄 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 위와 같은 단점을 개선하기 위하여 광스팟의 편광상태를 조절하는 광 디스크장치에 있어서, 재생하고자 하는 트랙상에서는 선편광상태로, 인접 트랙에 걸치는 부분에서는 원편광상태로 만들어 줌으로써 트랙간 신호 간섭을 제거할 수 있는 위상변조광학소자를 포함하는 고밀도 광자기 디스크장치를 제공함에 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 광자기 디스크장치에 있어서, 디스크의 기록면상에 인가되는 광스팟의 편광상태를 신호 검출위치에 따라 변화시키는 위상변조광학소자를 포함하는 고밀도 광자기 디스크장치에 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명에서 이용하고자 하는 광자기 디스크의 기록면으로부터 반사된 빔의 편광상태인 선평광과 원편광을 설명하기 위한 개념도이다. 여기소, 기록막에서 광이 검출되는 방향 즉, 가로축은 x 방향을 나타내고, 세로축은 y 방향을 나타낸다 제2(a)도는 선평광상태를 설명하기 위한 개념도로써, 광자기 신호를 기록 마크부분(S1)과 기록 마크가 아닌 부분(S2)의 편광상태의 차이 즉, a를 검광자에 의해 광량차이로 변화시켜 신호를 검출한다. 그리고, S1과 S2는 자화방향에 따라 회전(rotation)된다. 제2(b)도는 원평광상태를 설명하기 위한 개념도로써, 제2(a)도와 비교해 볼 때, S3이 원형상태로 회전하므로 광량차이를 검출할 수 없다. 그러므로, 기록 마크로부터의 신호를 검출할 수 없다. 상술한 바와 같은 원리를 이용하여 본 발명의 장치를 구성한다.
제3도는 제2도와 마찬가지로 본 발명에서 이용하고자 하는 광자기 디스크장치의 입사면의 전기장분포와 제1도에 도시된 종래의 광자기 디스크장치의 입사면의 전기장분포와 제1도에 도시된 종래의 광자기 디스크장치의 구성중 대물렌즈(15)를 통과한 기록면에서의 전기장분포를 나타내는 개념도이다. 제3도에서 입사면의 전기장분포는 다음과 같은 수식으로 나타낼 수 있다.
또한, 기록면에서의 전기장분포는 다음과 같은 수식으로 나타낼 수 있다.
여기서, 위의 식(1)과 (2)사이는 퓨리에변환식(Fourier Transform)이 성립한다. 즉, 이 두식을 종합해 보면 다음 식(3)과 같다.
기록면에서의 실제 좌표계(X, Y)와 (x, y)의 관계는이고, λ는 파장, f는 대물렌즈의 촛점거리를 나타낸다.
또한, 여기에서 역 퓨리에변환식도 성립한다.
제4도는 광스팟의 편광상태 및 광스팟의 전장분포를 나타낸 개념도이다. 제4(a)도는 본 발명에서 구현하고자 하는 광스팟의 편광상태를 나타낸 개념도이다. 제4(a)도에 도시된 바와 같이 재생트랙(b')에서는 선편광(d'), 인접 트랙(a')은 원평광(c')형태로 만들어 준다. 제4(b)도의 단면분포를 나타낸 개념도이다. 제4(c)도에서 가로축은 x 방향, 세로축은 y 방향을 나타낸 것이다. 그리고, T1은 x 성분의 전장분포()를, T2는 y 성분의 전장분포()를 나타낸다. 제4(d)도에 도시한 바와 같이 광스팟이 재생트랙에서는 선편광, 인접 트랙에서는 x, y 성분이만큼의 위상차를 가진 파형인 원편광 형태를 생성함으로써 본 발명의 목적을 달성할 수 있다. 제4(d)도에 도시된 바와 같은 편광형태를 갖기 위해 다음 수식(5), (6)을 만족해야 한다.
여기서,및는 χ성분의 광스팟 사이즈를 나타내고,및는 y 성분의 광스팟 사이즈를 나타낸다. 또한,및는 전장의 세기를 나타낸다. 이제 식(5), (6)과 같은 전장분포가 얻어질 수 있도록 하기 위해서 대물렌즈의 입사빔 분포는 식(4)의 역퓨리에변환식으로 구할 수 있다. 식(5), (6)을 역퓨리에변환식을 취하면, 다음 수식(7), (8)과 같다.
즉, 대물렌즈 입사빔의 전장분포중 χ'성분은 가우시안(Gaussian)분포로, 그리고 y' 성분은 가우시안 분포에 cos 분포로 변조시키고 위상을 χ'성분에 비해 π/2 만큼 차이가 나게하면 원하는 편광상태를 기록막 위에서 얻을 수 있다. 따라서, 이 스팟으로 광자기 신호를 재생할 때 트랙간 신호간섭효과를 감소시킬 수 있다.
제5도는 지금까지 상술한 바에 의해 제3도의 입사빔에 대한 광스팟 형태를 다시 한번 설명하기 위한 개념도이다. 제5(a)도는 제4(c)도에 도시된 바와 같이 입사빔의 형태에 따른 광스팟의 x 성분광파를 나타낸 개념도이고, 제5(b)도는 y 성분광파를 나타낸 개념도이다. 식(7), (8)에 나열한 바와 같은 수식에 알맞은 형태로 입사빔을 인가하게 되면 제5(a)도 및 제5(b)도에 도시된 바와 같이 입사빔이 동시에 재생 트랙에 스팟으로 인가된다. 그러므로, 제4(a)도에 도시된 바와 같은 재생 트랙은 선편광, 인접 트랙은 원편광의 형태로 이루어진다.
제6도는 제5(b)도와 같은 입사파를 만들기 위해 근사값을 구한 개념도이다. 제6(a)도에 도시된 바와 같은 입사빔의 y 성분광파를 구현하는데 있어서, 이러한 코사인 분포변조 형태의 광학 소자를 만들기가 어렵다. 그러므로, 본 발명에서는 제6(b)도에 도시된 바와 같이 거형파 형태로 근사치를 구하여 위상변조광학소자를 구성한다.
제7도는 본 발명에 따른 위상변조광학소자의 구성도로써, 제7(a)도는 위상변조광학소자를 나타낸 사시도이고, 제7(b)도는 I-I를 기준으로 한 단면도, 제7(c)도는 II-II를 기준으로 한 단면도이다. 본 발명의 위상변조광학소자를 구성하는 방법에 있어서, 서로 다른 굴절률을 갖는 복굴절 물질을 제7(b), (c)도의 ①과 ②에 표시한 바와 같이 번갈아 교대로 붙인다. ①의 복굴절 물질은 그 폭이 d1이고, ②의 복굴절 물질은 그 폭이 d2이다. 여기서, 두 복굴절 물질의 굴절률은 ① :, ② :으로 나타낼 수 있고, 다음과 같은 수식(9), (10), (110을 만족한다.
위에서 설명한 바와 같은 복굴절 물질을 교대로 붙인 위상변조광학소자를 통과한 빔의 전장상태는 다음과 같이 변조된다.
도면에 도시된 ①번 복굴절 물질 통과후 전장분포는 다음과 같다.
도면에 도시된 ②번 복굴절 물질 통과후 전장분포는 다음과 같다.
이는 식(7), (8)의 전장분포의 코사인(cosine)변조만 제외하고는 동일한 수식이다. 여기서성분의 전장분포가 코사인으로 모듈레이션(modulation)되지 않고, 거형 함수로 변조되었는데 이는 제6도에 도시된 바와 같이 거형 함수가 코사인 변조보다 구현이 용이하고, 거형 함수의 분포가 코사인 분포에서 크게 벗어나지 않아 충분히 제4(a)도에 도시된 바와 같은 편광상태를 형성할 수 있다.
따라서, 본 발명은 광자기 디스크장치에 관한 것으로, 위상변조광학소자를 이용하여 재생 트랙에서는 선편광, 인접 트랙에서는 원편광상태를 갖는 광스팟을 광자기 디스크의 기록면에 형성시킴으로써 트랙 간격이 광스팟에 비해 과도하게 감소되어도 이로 인해 발생하는 트랙간 신호간섭 효과를 제거함으로써 광자기 디스크의 고밀도화를 제공한다.
Claims (4)
- 광자기 디스크장치에 있어서, 디스크의 기록면상에 인가되는 광스팟의 편광상태를 신호 검출위치에 따라 변화시키는 위상변조광학소자를 포함하는 고밀도 광자기 디스크장치.
- 제1항에 있어서, 상기 위상변조광학소자는 재생 트랙에서는 선편광, 인접 트랙에서는 원편광으로 만들어서 상기 광스팟의 편광상태를 제어할 수 있는 성질을 가진 복굴절 물질을 교대로 붙인 것을 특징으로 하는 고밀도 광자기 디스크장치.
- 제2항에 있어서, 상기 위상변조광학소자는 상기 기록면에 인가되는 광스팟의 y 성분은 거형의 파형형태를 구현하는 성질을 가진 물질과, x 성분은 평면파가 그대로 구현되는 성질을 가진 복굴절 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 고밀도 광자기 디스크장치.
- 제3항에 있어서, 상기 수식 ①과 ②는 상기 기록면에 인가되는 광스팟의 y 성분을 만족하고, 수식 ③은 x 성분은 평면파가 그대로 구현되는 성질을 만족하며,여기서,은 위상변조광학소자의 x, y 성분에 대한 각각의 굴절률을 나타내고,을 만족하며,및는 상기 위상 변조 광학 소자의 두께, λ는 파장을 나타내는 것을 특징으로 하는 고밀도 광자기 디스크장치.
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