KR100388060B1 - Optical data storage device using solid immersion lens and waveguide grating coupler - Google Patents

Optical data storage device using solid immersion lens and waveguide grating coupler Download PDF

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Abstract

본 발명은 SIL(Solid Immersion Lens)과 도파로 회절격자 결합기를 이용한 광 저장장치에 관한 것으로서, 특히 광 정보 저장장치에서 도파로 회절격자 결합기와 SIL을 일체화한 헤드를 이용하여 기록 밀도와 접속율을 높이는 장치에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 정보를 기록/재생할 수 있는 광 저장 장치에 있어서, 카트리지 내에서 제1 회전허브를 중심으로 회전할 수 있게 구성된 기록매질; 상기 카트리지 내에서 제2 회전허브에 일단부가 고정된 팔; 상기 제2 회전허브로부터 상기 팔의 일면을 따라 설치된 제1 광 도파로; 및 상기 제1 광 도파로에 접속된 활주 헤드를 포함하되, 상기 활주 헤드는, 내부 공간을 갖는 평면체의 일면에 설치되고, 상기 제1 광 도파로를 통해 전달받은 광을 이동시키는 제2 광 도파로, 상기 제2 광 도파로를 따라 설치되어, 상기 제2 광 도파로를 따라 전달되는 광을 회절시키는 다수의 회절격자, 상기 평면체의 내부의 타면에 설치되고, 상기 회절격자에 의해 회절된 광을 하나의 초점으로 결집시키는 SIL(Solid Immersion Lense), 및 상기 SIL의 주위에 자기장을 생성하는 코일을 포함한 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an optical storage device using a SIL (Solid Immersion Lens) and a waveguide diffraction grating coupler, and more particularly, to an apparatus for increasing recording density and connection rate by using a head integrating a waveguide diffraction grating coupler and a SIL in an optical information storage device. It is about. To this end, the present invention provides an optical storage device capable of recording / reproducing information, comprising: a recording medium configured to rotate about a first rotating hub in a cartridge; An arm having one end fixed to a second rotating hub in the cartridge; A first optical waveguide provided along one surface of the arm from the second rotating hub; And a slide head connected to the first optical waveguide, wherein the slide head is installed on one surface of a flat body having an internal space and moves a second optical waveguide for moving the light received through the first optical waveguide. A plurality of diffraction gratings provided along the second optical waveguide to diffract the light transmitted along the second optical waveguide, and installed on the other surface of the inside of the planar body, and the light diffracted by the diffraction grating into one Solid Immersion Lense (SIL) focusing to focus, and a coil to generate a magnetic field around the SIL.

따라서 본 발명의 광 저장 장치는 평면형 도파로 회절격자 결합기를 사용하였기 때문에 초소형, 초경량의 헤드가 가능하여 빠른 접속율을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 하나의 카트리지에 내장된다. 또한, SIL을 이용한 근접 장 방식 및 평면형 도파로 회절격자 결합기와 SIL을 일체화한 헤드가 카트리지에 내장되기 때문에 오염으로부터 보호되고 높은 저장밀도를 얻을 수 있다.Therefore, since the optical storage device of the present invention uses a planar waveguide diffraction grating coupler, it is possible to obtain an ultra-compact and ultra-lightweight head, and thus to obtain a fast connection rate and to be incorporated in one cartridge. In addition, since the SIL-integrated head and the near field type and planar waveguide grating coupler are integrated in the cartridge, the cartridge is protected from contamination and high storage density can be obtained.

Description

에스아이엘과 도파로 회절격자 결합기를 이용한 광 저장 장치 {Optical data storage device using solid immersion lens and waveguide grating coupler}Optical data storage device using solid immersion lens and waveguide grating coupler}

본 발명은 SIL(Solid Immersion Lens)과 도파로 회절격자 결합기를 이용한 광 저장장치에 관한 것으로서, 특히 광 정보 저장장치에서 도파로 회절격자 결합기와 SIL을 일체화한 헤드를 이용하여 기록 밀도와 접속율을 높이는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical storage device using a SIL (Solid Immersion Lens) and a waveguide diffraction grating coupler, and more particularly, to an apparatus for increasing recording density and connection rate by using a head integrating a waveguide diffraction grating coupler and a SIL in an optical information storage device. It is about.

광 정보 저장장치(optical data storage device)는 높은 기록밀도와 전송율, 빠른 접속율, 원활한 이동성을 얻기 위한 방향으로 발전되고 있다.Optical data storage devices are being developed in order to obtain high recording density, transmission rate, fast connection rate, and smooth mobility.

기록밀도에 있어서, 현재 상용화되고 있는 DVD 플레이어는 여러 층에 정보를 저장 할 수 있는 다층 기록매질에 의하여 디스크 한 장에 4.7 G- bytes 까지 기록 및 재생이 가능하다. 그러나 정보화에 대한 요구의 증가는 수십 G-Bytes 이상의 대용량 저장장치를 필요로 하게 되었고, 이를 실현하기 위해 저장밀도를 높이는 기술들이 다수 제안되었다. 그 중에서 근접 장 저장기술(near-field recording technology)이 유력한데, 근접 장 광 저장기술은 크게 개구방식과 SIL방식으로 구분된다.In terms of recording density, DVD players currently commercially available can record and play back up to 4.7 G-bytes on a disc by using a multi-layer recording medium capable of storing information in multiple layers. However, the increasing demand for informatization has required mass storage of more than tens of G-Bytes, and many techniques for increasing the storage density have been proposed to realize this. Among them, near-field recording technology is strong, and near-field light storage technology is largely divided into aperture type and SIL.

기록밀도의 증가를 위해서는 기록매체에 집속되는 광점의 크기를 줄여야 하지만, 집속 광점(light spot)의 크기는 빛의 회절 한계 때문에 주어진 파장에서 일정한 크기 이하로 줄일 수 없는 문제점이 있다. 따라서 개구방식은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 회절 한계 이하의 작은 개구를 형성하고 개구와 기록매질과의 거리를 수십nm 이하로 근접시킨 후 개구로 빛을 통하게 한다. 그러면 개구의 크기만큼 회절의 영향을 받지 않고 개구에서의 광 에너지 분포가 기록매질로 전달되는 것을 이용하여 정보를 저장한다. 그러나, 개구방식은 정보를 저장하기 위하여 광을 금속막으로 코팅된 뾰족한 광섬유의 끝에 형성된 수십nm 이하의 개구를 통하여 전송시키나, 개구로 빠져 나오는 광량이 극히 미소하여 실제 기록에 필요한 양의 광 에너지를 얻기 힘드는 단점이 있다.In order to increase the recording density, the size of the light spot focused on the recording medium should be reduced, but the size of the focused light spot cannot be reduced below a certain size at a given wavelength due to the diffraction limit of light. Therefore, in order to solve this problem, the aperture method forms a small aperture below the diffraction limit, and closes the distance between the aperture and the recording medium to several tens of nm or less, and then passes the light through the aperture. The information is then stored using the transfer of light energy distribution in the aperture to the recording medium without being affected by diffraction as much as the aperture size. However, the aperture method transmits light through an opening of several tens of nm or less formed at the end of a pointed optical fiber coated with a metal film to store information, but the amount of light exiting the aperture is extremely small, so that the amount of light energy required for actual recording is absorbed. It is difficult to obtain.

한편, SIL 방식은 빛이 높은 굴절률을 가지는 매질 내로 집속 될 때 파장이 줄어들고 굴절각이 커져서 반구형 SIL매질 내부에 광이 집속되어 집속 광점의 크기를 회절 한계 이하로 줄일 수 있는 원리를 이용한 것이다.On the other hand, the SIL method uses a principle that the wavelength is reduced when the light is focused into the medium having a high refractive index and the refractive angle is increased to focus the light inside the hemispherical SIL medium to reduce the size of the focused light spot below the diffraction limit.

상기한 원리를 구현하기 위해서 SIL 방식은 SIL의 평평한 바닥 면이 기록매질과 근접하도록 하여 SIL 매질 내부의 평면에 광이 집속되도록 구성된다. 집속된 광은 SIL 매질의 높은 굴절률로 인해 짧은 파장 및 높은 NA(Numerical Aperture)의 광점을 형성하며, 이 광점의 에너지는 회절의 영향을 거의 받지 않고 매우 근접된기록매질 상에 전달되어 정보가 기록된다. 또한 SIL 방식에서는 정보를 보다 빠르게 접속 및 전송하기 위하여 기존의 하드디스크에서 채택되고 있는 활주 헤드(flying head)에 SIL을 탑재하는 방식이 제안되어 연구되고 있다.In order to implement the above principle, the SIL method is configured such that light is focused on a plane inside the SIL medium by bringing the flat bottom surface of the SIL into proximity with the recording medium. The focused light forms light spots with short wavelengths and high NA (Numerical Aperture) due to the high refractive index of the SIL medium, and the energy of these light spots is transmitted on a very close recording medium with little influence of diffraction to record the information. do. In addition, in the SIL method, a method of mounting the SIL in a flying head, which is adopted in a conventional hard disk, has been proposed and studied in order to access and transmit information more quickly.

그러나, 활주 헤드에 SIL을 이용한 근접 장 기록방식을 적용하는 장치에서 기록밀도를 높이기 위해서는 기록 면과 SIL과의 접합 면이 오염되지 않도록 해야 한다. 기록 면이 오염되지 않도록 하려면 광 저장 헤드와 기록 면이 공기 중에 노출되지 않는 것이 가장 좋지만, 종래에 제안된 방식은 SIL과 저장매체가 공기 중에 노출되어 오염되기 쉽기 때문에 기록밀도를 높이는 데 한계가 있다. 또한 입사광을 SIL이 탑재된 활주 헤드로 유도하기 위하여 회전 팔(rotary arm)에 거울을 사용하기 때문에 기록 장치의 구조가 비교적 복잡하고 다루기가 어려운 문제점이 있다.However, in order to increase the recording density in the apparatus applying the near field recording method using SIL to the slide head, it is necessary to prevent contamination of the recording surface and the joint surface between the SIL. In order to avoid contamination of the recording surface, it is best not to expose the optical storage head and the recording surface to air, but the conventionally proposed method has a limitation in increasing the recording density because the SIL and the storage medium are easily exposed to air and are contaminated. . In addition, since the mirror is used for the rotary arm to guide the incident light to the slide head on which the SIL is mounted, the structure of the recording apparatus is relatively complicated and difficult to handle.

따라서 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 헤드를 저장매체가 있는 카트리지에 내장하기 위하여 평면형 도파로 회절격자 결합기와 SIL을 일체화한 초소형 광 저장 헤드장치 및 카트리지를 제안하고, 또한 광을 유도하기 위해 광섬유를 사용하여 광 저장장치의 헤드와 저장매체가 오염될 위험이 없고 높은 저장밀도를 얻을 수 있는 광 저장장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above problems and proposes a micro optical storage head device and a cartridge integrating a SIL integrated with a planar waveguide diffraction grating coupler in order to embed the head in a cartridge having a storage medium, and also to induce light. The purpose is to provide an optical storage device that can obtain a high storage density without the risk of contamination of the head and the storage medium of the optical storage device using optical fibers.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SIL과 도파로 회절격자 결합기를 이용한 광 저장 헤드에 의한 광 저장 장치의 개략도,1 is a schematic diagram of an optical storage device by an optical storage head using a SIL and a waveguide diffraction grating coupler according to an embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 도 1의 활주 헤드의 세부도,2 is a detail view of the sliding head of FIG. 1 in accordance with the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 도 2의 유리기판에 형성된 마이크로 SIL의 단면도,3 is a cross-sectional view of the micro SIL formed on the glass substrate of FIG. 2 according to the present invention;

도 4는 종래의 SIL을 이용한 근접 장 광 저장 헤드를 도시한 도면, 도 5는 도 4의 광 저장 헤드에 의해 기록되는 종래의 디스크 카트리지의 구조도,4 is a diagram showing a near field optical storage head using a conventional SIL, and FIG. 5 is a structural diagram of a conventional disk cartridge recorded by the optical storage head of FIG.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 저장 헤드 내장 디스크 카트리지 구성도,Figure 6 is a block diagram of a disc cartridge containing an optical storage head according to an embodiment of the present invention,

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 저장 헤드 내장 디스크 카트리지에 광을 전송하는 장치를 도시한 구조도이다.7 is a structural diagram showing an apparatus for transmitting light to a disk cartridge with an optical storage head according to an embodiment of the present invention.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※※ Explanation of code for main part of drawing ※

101 : 디스크 기록매질 102 : 회전 팔101: disc recording medium 102: the rotating arm

103 : 회전 축 104 : 활주 헤드103: axis of rotation 104: slide head

201 : 광섬유 202 : 플렉쳐(flexture)201: optical fiber 202: flexure

203 : 입사 광 204 : 평면 도파로203: incident light 204: planar waveguide

205 : 회절격자 206 : 회절 광205: diffraction grating 206: diffraction light

207 : SIL 208 : 코일207: SIL 208: Coil

209 : 신호 광 210 : 유리기판209: signal light 210: glass substrate

211: 기록매질 212 : 디스크 기판211: recording medium 212: disk substrate

301 : 유리기판 302 : SIL 바닥면301: glass substrate 302: SIL bottom surface

303 : SIL 표면 304 : 입사광303: SIL surface 304: incident light

401 : 레이저 다이오드 402 : 회전거울401: laser diode 402: rotating mirror

403 : 평행 광 404 : 거울403: parallel light 404: mirror

405 : 기록 SIL 406 : 슬라이더405: Record SIL 406: Slider

407 : 회전모터 408 : 회전 팔407: rotating motor 408: rotating arm

409 : 모터 410 : 코일409: motor 410: coil

501 : 카트리지 케이스 502 : 디스크 접속 허브501: cartridge case 502: disk connection hub

503 : 색터 개폐기 504 : 디스크503: Satter switch 504: Disc

505 : 디스크 기록 면 506 : 접속 개구505: disk recording surface 506: connection opening

601 : 카트리지 케이스 602 : 디스크601 cartridge case 602 disk

603 : 디스크 회전 허브 604 : 회전 결합기603: Disk Rotating Hub 604: Rotary Combiner

605 : 회전 팔 606 : 광섬유605: rotating arm 606: optical fiber

607 : 활주 헤드 608 : 기록/재생 광607: sliding head 608: recording / playback light

609 : 트랙킹 방향 701 : 카트리지 케이스609: tracking direction 701: cartridge case

702 : 디스크 회전 허브 703 : 디스크702: disk rotation hub 703: disk

704 : 기록 면 705 : 회전 허브 결합기704 recording side 705: rotary hub coupler

706 : 회전 팔 707 : 내부 광섬유706: rotating arm 707: internal optical fiber

708 : 활주 헤드 709 : 광섬유 결합기708: Slide Head 709: Fiber Optic Coupler

710 : 결합회전자 711 : 외부 광섬유710: coupling rotor 711: external optical fiber

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 SIL과 도파로 회절격자 결합기를 이용한 광 저장 장치는, 정보를 기록/재생할 수 있는 광 저장 장치에 있어서, 카트리지 내에서 제1 회전허브를 중심으로 회전할 수 있게 구성된 기록매질; 상기 카트리지 내에서 제2 회전허브에 일단부가 고정된 팔; 상기 제2 회전허브로부터 상기 팔의 일면을 따라 설치된 제1 광 도파로; 및 상기 제1 광 도파로에 접속된 활주 헤드를 포함하되, 상기 활주 헤드는, 내부 공간을 갖는 평면체의 일면에 설치되고, 상기 제1 광 도파로를 통해 전달받은 광을 이동시키는 제2 광 도파로, 상기 제2 광 도파로를 따라 설치되어, 상기 제2 광 도파로를 따라 전달되는 광을 회절시키는 다수의 회절격자, 상기 평면체의 내부의 타면에 설치되고, 상기 회절격자에 의해 회절된 광을 하나의 초점으로 결집시키는 SIL(Solid Immersion Lense), 및 상기 SIL의 주위에 자기장을 생성하는 코일을 포함한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the optical storage device using the SIL and the waveguide diffraction grating coupler according to the present invention, in the optical storage device capable of recording / reproducing information, can rotate about the first rotating hub in the cartridge. A recording medium configured to be; An arm having one end fixed to a second rotating hub in the cartridge; A first optical waveguide provided along one surface of the arm from the second rotating hub; And a slide head connected to the first optical waveguide, wherein the slide head is installed on one surface of a flat body having an internal space and moves a second optical waveguide for moving the light received through the first optical waveguide. A plurality of diffraction gratings provided along the second optical waveguide to diffract the light transmitted along the second optical waveguide, and installed on the other surface of the inside of the planar body, and the light diffracted by the diffraction grating into one Solid Immersion Lense (SIL) focusing to focus, and a coil to generate a magnetic field around the SIL.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 따른 SIL과 도파로 회절격자 결합기를 이용한 광 저장 장치를 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an optical storage device using a SIL and a waveguide diffraction grating coupler according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 SIL과 도파로 회절격자 결합기를 이용한 광 저장 헤드에 의한 광 저장장치의 개략도로서, 상기 광 저장장치는 디스크 기록매질(101), 회전 팔(102), 회전축(103) 및 활주 헤드(104)를 포함하여 구성된다. 상기 광 저장장치의 구성을 살펴보면, 상기 광 저장장치는 종래의 하드디스크와 같이 디스크 기록매질(101) 위로 회전 팔(102) 단부의 활주 헤드(104)가 근접하여 일정한 높이로 비행하며 정보를 기록하고 재생한다. 정보의 접속은 회전 팔(102)이 회전축(103)을 중심으로 회전하며 수행된다.1 is a schematic diagram of an optical storage device by an optical storage head using a SIL and a waveguide diffraction grating coupler, wherein the optical storage device includes a disc recording medium 101, a rotating arm 102, a rotating shaft 103, and a slide head 104. FIG. It is configured to include). Looking at the configuration of the optical storage device, the optical storage device records the information while flying at a constant height in close proximity to the slide head 104 at the end of the rotating arm 102 above the disk recording medium 101, like a conventional hard disk And play. The connection of information is performed while the rotating arm 102 rotates about the rotation axis 103.

도 2는 본 발명에 따른 도 1의 활주 헤드(104)의 세부도로서, 상기 활주 헤드(104)는 평면 도파로(204), 회절격자(205), SIL(207), 코일(208), 유리기판(210)을 포함하여 구성된다.2 is a detailed view of the slide head 104 of FIG. 1 in accordance with the present invention, wherein the slide head 104 is a planar waveguide 204, a diffraction grating 205, a SIL 207, a coil 208, glass It is configured to include a substrate (210).

먼저, 광섬유(201)에 의해 유도된 광은 유리기판(210) 위에 있는 평면 도파로(204)로 입사된다. 입사 광(203)은 평면 도파로(204) 단부에 있는 회절격자(205)에 의해 회절되어 유리기판(210)에 있는 SIL(207)의 하부에 초점이 형성된다. 이때 초점이 형성된 회절 광(206)을 만들기 위한 회절격자(205)는 초점이 맺히는 초점 거리와 유리기판(210)의 굴절률에 따라 설계되어진다. SIL(207) 바닥 면에 맺힌 초점은 근접하여 있는 디스크 기판(212) 위의 기록매질(101, 211)에 광 에너지를 전달하고 SIL 주위의 코일(208)에 의해 유도된 자기장을 이용하여 정보를 기록한다. 상기 코일(208)은 자기장을 생성하여 광 자기 방식으로 정보를 기록하는 역할을 한다. 정보를 재생할 때는 신호 광(209)이 기록될 때와 정반대 방향으로 회절격자(205), 평면 도파로(204)를 거쳐 광섬유로 되돌아온다.First, the light guided by the optical fiber 201 is incident to the planar waveguide 204 on the glass substrate 210. The incident light 203 is diffracted by the diffraction grating 205 at the end of the planar waveguide 204 to form a focal point at the bottom of the SIL 207 in the glass substrate 210. In this case, the diffraction grating 205 for making the focused diffraction light 206 is designed according to the focal length at which the focal point is focused and the refractive index of the glass substrate 210. The focal point on the bottom surface of the SIL 207 transfers optical energy to the recording media 101 and 211 on the disk substrate 212 in close proximity and uses the magnetic field induced by the coil 208 around the SIL. Record it. The coil 208 generates a magnetic field to record information in a magneto-optical manner. When the information is reproduced, the signal is returned to the optical fiber via the diffraction grating 205 and the planar waveguide 204 in the opposite direction to when the signal light 209 is recorded.

도 3은 본 발명에 따른 도 2의 유리기판(210)에 형성된 마이크로 SIL(207)을 도시한 도면이다. 상기 유리기판의 내부에 이온 교환 방식(ion exchange method)등을 이용하여 불순물을 첨가하면 유리기판의 굴절률을 높일 수 있으며, 굴절률 분포가 도면에서와 같이 반구형이 되도록 마이크로 SIL을 유기기판 내부에 구성한다. 만약, 굴절률 분포가 SIL 바닥 면(302)의 중심에서부터 SIL 표면(303)까지 점진적으로 변화된다면, 입사 광(304)이 SIL 바닥 면(302)에 입사될 때 광 경로는 곡선이 된다.3 illustrates a micro SIL 207 formed on the glass substrate 210 of FIG. 2 according to the present invention. If impurities are added to the inside of the glass substrate using an ion exchange method, the refractive index of the glass substrate can be increased, and the micro SIL is formed inside the organic substrate so that the refractive index distribution becomes hemispherical as shown in the drawing. . If the refractive index distribution changes gradually from the center of the SIL bottom face 302 to the SIL surface 303, the light path becomes curved when incident light 304 is incident on the SIL bottom face 302.

도 4는 종래의 SIL을 이용한 근접 장 광 저장 헤드를 도시한 도면으로서, 상기 광 저장 헤드는 회전 팔(408)을 움직이기 위한 코일(410), 회전모터(407), 기록을 위한 SIL(405)을 탑재한 슬라이더(406), 광을 유도하기 위한 회전거울(402) 및 거울(404)을 포함하여 구성되어 진다. 회전모터(407)와 코일(410)은 기록할 트랙을 찾기 위하여 슬라이더(406)가 부착된 회전 팔(408)을 움직여주는 역할을 한다. 기록할 트랙을 찾으면 평행 광(403)이 회전거울(402)과 거울(404)을 통해 기록매질로 입사된다.4 is a diagram illustrating a conventional near field optical storage head using a SIL, in which the optical storage head includes a coil 410 for moving the rotating arm 408, a rotating motor 407, and a SIL 405 for recording. ), A slider 406 mounted thereon, a rotating mirror 402 for guiding light, and a mirror 404 are configured. The rotary motor 407 and the coil 410 serve to move the rotary arm 408 to which the slider 406 is attached to find the track to be recorded. When the track to be recorded is found, parallel light 403 is incident on the recording medium through the rotating mirror 402 and the mirror 404.

도 5는 도 4의 광 저장 헤드에 의해 기록되는 종래의 디스크 카트리지의 구조를 도시한 도면으로서, 상기 디스크 카트리지는 카트리지 케이스(501), 기록매질이 피복된 디스크(504), 슬라이더(406)가 접속되도록 하기 위한 접속개구(506), 섹터 개폐기(503)를 포함하여 구성되어 진다. 상기 디스크 카트리지는 정보를 기록 및 재생할 경우 섹터 개폐기(503)가 이동하여 접속개구(506)가 열려지고, 슬라이더(406)가 접속개구(506)를 통해 디스크 기록 면(505)에 접속된다. 동시에 디스크 접속 허브(502)에 모터가 접속되어 디스크(504)가 회전하며 기록 및 재생을 수행한다.FIG. 5 illustrates the structure of a conventional disc cartridge recorded by the optical storage head of FIG. 4, wherein the disc cartridge includes a cartridge case 501, a disc 504 coated with a recording medium, and a slider 406. As shown in FIG. And a connection opening 506 and a sector switch 503 for connecting. In the disc cartridge, when the information is recorded and reproduced, the sector switch 503 is moved to open the connection opening 506, and the slider 406 is connected to the disc recording surface 505 through the connection opening 506. At the same time, a motor is connected to the disk connection hub 502 so that the disk 504 rotates to perform recording and reproduction.

도 4의 활주 헤드 장치와 도 5의 카트리지의 조합으로 수행되는 광 저장 장치는 섹터 개폐기(503)가 기록과 재생을 수행할 때마다 기록 면(505)이 노출되기 때문에 먼지 등의 이물질(異物質)에 의해 오염되기 쉽다. 특히 먼지 등이 SIL의 초점에 위치하게 되면 기록이 불가능하게 되며, 기록매질의 긁힘 등으로 기록된 정보도 손상될 위험이 있다. 또한 개폐에 의하여 기록매질 위에 작은 이물질이 부착되어 있을 수밖에 없기 때문에 기록 밀도는 이물질의 양에 제한을 받게된다.In the optical storage device performed by the combination of the slide head device of FIG. 4 and the cartridge of FIG. 5, the recording surface 505 is exposed every time the sector switcher 503 performs recording and reproduction. It is easy to be polluted by). In particular, when dust and the like are located at the focus of the SIL, recording becomes impossible, and there is a risk that the recorded information may be damaged due to scratching of the recording medium. In addition, since the small foreign matter is attached to the recording medium by opening and closing, the recording density is limited by the amount of the foreign matter.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 저장 헤드가 내장된 디스크 카트리지의 구성도이다. 도 6을 참조하면, 상기 디스크 카트리지는 카트리지 케이스(601), 디스크(602), 디스크 회전 허브(603), 회전결합기(604), 회전 팔(605), 광섬유(606), 활주 헤드(607) 및 기록/재생 광(608)을 포함하여 구성되는데, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.6 is a block diagram of a disc cartridge in which the optical storage head is built according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the disc cartridge includes a cartridge case 601, a disc 602, a disc rotating hub 603, a rotary coupler 604, a rotary arm 605, an optical fiber 606, a slide head 607. And recording / reproducing light 608, which will be described in detail below.

본 발명에 따른 카트리지 케이스(601)에는 기록매질이 피복된 디스크(602)와 활주 헤드(607)가 부착된 회전 팔(605)이 내장되기 때문에 도 5의 접속개구(506)와 섹터 개폐기(503)는 불필요하다. 본 발명에 따른 광 저장 헤드가 내장된 디스크 카트리지는 도 2와 같이 헤드를 평면 도파로(204)와 회절격자(205)로 구성하여 얇은 카트리지 케이스(601)에 내장될 수 있도록 하였기 때문에 가능하다. 기록/재생 광9608)은 회전 팔(605)에 부착되어 있는 광섬유(606)에 의해 유도되어 활주 헤드(607)로 보내어진다. 회전결합기(604)는 트랙킹 방향(609)으로 트랙킹을 할 수 있도록 회전 팔(605)을 움직여주는 동시에 외부로부터 기록/재생 광을 광섬유(606)로 입력/출력시키는 역할을 한다.Since the cartridge case 601 according to the present invention includes a disk 602 coated with a recording medium and a rotating arm 605 to which the slide head 607 is attached, the connection opening 506 and the sector switch 503 of FIG. ) Is unnecessary. The disc cartridge incorporating the optical storage head according to the present invention is possible because the head is composed of the planar waveguide 204 and the diffraction grating 205 as shown in FIG. 2 so as to be embedded in the thin cartridge case 601. The recording / reproducing light 9608 is guided by the optical fiber 606 attached to the rotating arm 605 and sent to the slide head 607. The rotary coupler 604 moves the rotary arm 605 to track in the tracking direction 609 and inputs / outputs recording / reproducing light from the outside to the optical fiber 606.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 저장 헤드 내장 디스크 카트리지에 광을 전송하는 장치를 도시한 구조도로서, 상기 장치는 카트리지 케이스(601, 701), 디스크 회전 허브(702), 디스크(703), 기록 면(704), 회전 허브 결합기(705), 회전 팔(706), 내부 광섬유(707), 활주 헤드(708), 광섬유 결합기(709), 결합 회전자(710) 및 외부 광섬유(711)를 포함하여 구성된다.FIG. 7 is a structural diagram showing an apparatus for transmitting light to an optical storage head embedded disk cartridge according to an embodiment of the present invention, wherein the apparatus includes cartridge cases 601 and 701, a disk rotating hub 702, and a disk 703. FIG. ), Recording surface 704, rotating hub coupler 705, rotating arm 706, inner optical fiber 707, slide head 708, optical fiber combiner 709, coupling rotor 710 and external optical fiber 711 It is configured to include).

먼저, 상기 디스크 카트리지에 광이 저장되는 것을 이해하기 위해서는 상기 카트리지 케이스(701)의 회전 운동을 이해할 필요가 있다. 상기 카트리지케이스(701)는 두 개의 회전운동이 있다. 그중 하나는 디스크 회전 허브(702)에 의한 것으로서 이는 디스크(703)를 회전시키는 역할을 하고, 다른 하나는 회전 허브 결합기(705)에 의한 것으로서 이것은 회전 팔(706)을 회전시키는 기능을 한다. 회전 허브 결합기(705)에는 결합 회전자(710)가 끼워질 수 있도록 홈이 만들어져 있고, 회전 팔(706)의 내부 광섬유(707)가 연결되어 있다. 결합 회전자(710)에는 외부 광섬유(711)와 내부 광섬유(707) 사이에 광이 입출력 되도록 광섬유를 결합시키는 광섬유 결합기(709)가 있으며, 결합 회전자(710)는 회전 허브 결합기(705)가 회전할 수 있도록 모터와 연결되어 있다. 따라서 카트리지 케이스(701)를 개폐하지 않고도 광을 카트리지 케이스(701)의 외부와 내부를 통하여 상호 교환할 수 있을 뿐만 아니라, 기록 면(704)과 활주 헤드(708)의 SIL이 오염되지 않도록 할 수 있다.First, in order to understand that light is stored in the disc cartridge, it is necessary to understand the rotational movement of the cartridge case 701. The cartridge case 701 has two rotational motions. One of them is by the disk rotating hub 702, which serves to rotate the disk 703, and the other by the rotating hub coupler 705, which functions to rotate the rotating arm 706. The rotating hub coupler 705 is made with a groove to which the coupling rotor 710 can be fitted, and the internal optical fiber 707 of the rotating arm 706 is connected. Coupling rotor 710 has an optical fiber coupler 709 for coupling the optical fiber to the light input and output between the external optical fiber 711 and the internal optical fiber 707, the coupling rotor 710 is a rotating hub coupler 705 It is connected to the motor to rotate. Therefore, not only can the light be exchanged through the outside and the inside of the cartridge case 701 without opening and closing the cartridge case 701, but also the SIL of the recording surface 704 and the slide head 708 can not be contaminated. have.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.

상기한 바와 같이 본 발명에서 제안된 SIL과 도파로 회절격자 결합기를 이용한 광 저장 장치는 평면형 도파로 회절격자 결합기를 사용하였기 때문에 초소형, 초경량의 헤드가 가능하여 빠른 접속율을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 카트리지에 내장될 수 있다. 또한, SIL을 이용한 근접 장 방식 및 헤드 일체형 카트리지이기 때문에 오염으로부터 보호되고 높은 저장밀도를 얻을 수 있다.As described above, the optical storage device using the SIL and the waveguide diffraction grating coupler proposed in the present invention uses a planar waveguide diffraction grating coupler, so that a very small and ultra-light head can be obtained. Can be. In addition, since it is a near field type and head-integrated cartridge using SIL, it is protected from contamination and a high storage density can be obtained.

Claims (10)

정보를 기록/재생할 수 있는 광 저장 장치에 있어서,An optical storage device capable of recording / reproducing information, 카트리지 내에서 제1 회전허브를 중심으로 회전할 수 있게 구성된 기록매질;A recording medium configured to rotate about the first rotating hub in the cartridge; 상기 카트리지 내에서 제2 회전허브에 일단부가 고정된 팔;An arm having one end fixed to a second rotating hub in the cartridge; 상기 제2 회전허브로부터 상기 팔의 일면을 따라 설치된 제1 광 도파로; 및A first optical waveguide provided along one surface of the arm from the second rotating hub; And 상기 제1 광 도파로에 접속된 활주 헤드를 포함하되,A slide head connected to the first optical waveguide, 상기 활주 헤드는,The slide head, 내부 공간을 갖는 평면체의 일면에 설치되고, 상기 제1 광 도파로를 통해 전달받은 광을 이동시키는 제2 광 도파로,A second optical waveguide installed on one surface of a planar body having an internal space and moving the light transmitted through the first optical waveguide, 상기 제2 광 도파로를 따라 설치되어, 상기 제2 광 도파로를 따라 전달되는 광을 회절시키는 다수의 회절격자,A plurality of diffraction gratings disposed along the second optical waveguide, diffractive light diffracted along the second optical waveguide, 상기 평면체의 내부의 타면에 설치되고, 상기 회절격자에 의해 회절된 광을 하나의 초점으로 결집시키는 SIL(Solid Immersion Lense), 및SIL (Solid Immersion Lense) is provided on the other surface of the inside of the planar body, for converging the light diffracted by the diffraction grating into one focal point, and 상기 SIL의 주위에 자기장을 생성하는 코일을 포함한 것을 특징으로 하는 광 저장 장치.And a coil for generating a magnetic field around the SIL. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1회전허브 및 상기 제 2회전허브는 외부의 회전 구동원에 의해 회전하게 구성된 것을 특징으로 하는 광 저장 장치The first rotation hub and the second rotation hub is an optical storage device, characterized in that configured to rotate by an external rotation drive source 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 활주 헤드의 SIL은,SIL of the slide head, 일측은 곡면부로 구성되고 타측은 평면부로 구성되고, 상기 곡면부가 구면 또는 반구면 또는 초반구면(super-hemispherical surface)으로 구성된 것을 특징으로 하는 광 저장 장치.An optical storage device, characterized in that one side is composed of a curved portion and the other side is composed of a flat portion, the curved portion is composed of a spherical or hemispherical surface or a super-hemispherical surface. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 팔은,The arm is, 상기 활주 헤드를 적어도 상기 기록매질의 최외부 트랙으로부터 최내부 트랙까지 안내할 수 있는 각도 내에서 선회할 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 광 저장 장치.And the slide head is pivotable within an angle capable of guiding at least the slide head from the outermost track to the innermost track of the recording medium. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 평면체의 내부에 이온 교환 방식(ion exchange method)으로 불순물을 첨가한 것을 특징으로 하는 광 저장 장치.And an impurity is added to the inside of the plane by an ion exchange method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 카트리지는,The cartridge, 외부의 이물질이 상기 저장매질로 유입되지 못하도록 밀폐된 것을 특징으로 하는 광 저장 장치.The optical storage device, characterized in that sealed to prevent foreign matter from entering the storage medium. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광 도파로가 광섬유로 구성된 것을 특징으로 하는 광 저장 장치.And the optical waveguide is formed of an optical fiber.
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