KR100508390B1 - 홀로그래픽 롬 시스템에서의 광학계 정렬 검출 장치 - Google Patents

홀로그래픽 롬 시스템에서의 광학계 정렬 검출 장치 Download PDF

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Abstract

신호광 처리 경로와 기준광 처리 경로 상에 다수의 광학계를 구비하는 홀로그래픽 롬 시스템의 광학계 정렬 검출 장치는 신호광 처리 경로 상의 광학계를 거쳐 제공되는 신호광의 일부를 반사시켜 기록용 신호광을 생성하고 다른 일부를 투과시켜 검출용 신호광을 생성하며, 기록용 신호광을 마스크를 통해 광 기록매체에 제공하는 제 1 광 분리기와, 반사 미러에 의해 반사된 기준광의 일부를 반사시켜 기록용 기준광을 생성하고 다른 일부를 투과시켜 기록용 기준광을 생성하며, 기록용 기준광을 코니컬 미러로 반사시켜 광 기록매체에 제공하는 제 2 광 분리기와, 제 1 광 분리기에서 제공되는 검출용 신호광을 반사시키는 제 2 반사 미러와, 제 2 반사 미러에서 반사된 검출용 신호광의 일부를 반사시키고, 제 2 광 분리기를 투과한 검출용 기준광의 일부를 투과시키는 제 3 광 분리기와, 제 3 광분리기를 통해 제공되는 검출용 신호광 및 기준광간의 간섭에 의해 생성되는 검출용 간섭 무늬를 추출하는 광 검출기를 포함한다.
이와 같이, 본 발명은 홀로그래픽 롬 시스템에서 제공되는 신호광과 기준광의 일부를 검출용 신호광과 기준광으로 이용하여 광학계의 정렬 여부를 판단함으로써, 광학계의 미정렬에 의한 불량 디스크 발생율을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 광학계의 정렬도를 최적의 상태로 유지시켜 고 신뢰도의 디스크를 복제할 수 있다.

Description

홀로그래픽 롬 시스템에서의 광학계 정렬 검출 장치{APPARATUS FOR DETECTING OPTICS GAUGE ALIGNMENT IN A HOLOGRAPHIC ROM SYSTEM}
본 발명은 홀로그래픽 롬 시스템에 관한 것으로, 특히 홀로그래픽 롬 시스템에서 사용되는 광학계의 정렬 여부를 판단할 수 있는 홀로그래픽 롬 시스템에서의 광학계 정렬 검출 장치에 관한 것이다.
최근에는 데이터 저장용 메모리의 대용량 및 고속 처리를 위해 광 디스크 등의 광 기록매체로 수∼ 수백 Gbytes를 저장할 수 있는 홀로그래픽 디스크 저장 시스템, 그 중에서도 홀로그래픽 랜덤 액세스 메모리(HROM: Holographic Random Access Memory) 장치에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행 중에 있다.
홀로그래픽 롬 시스템은 도 1에 도시되어 있다. 도 1은 종래기술에 의한 홀로그래픽 롬 시스템을 간략하게 나타낸 구성도로서, 광원(10), HWP(Half Wave Plate)(12, 22), 광 확장기(beam expander)(14), 편광 분리기(polarizer beam splitter)(16), 편광기(18, 24), 반사 미러(20, 26, 28), 코니컬 미러(conical mirror)(30), 광 기록매체(32), 마스크(34)가 포함되어 있다.
이와 같이 구성된 홀로그래픽 롬 시스템은 기록을 위한 두 개의 광 경로, 즉 신호광 처리 경로(SP1)와 기준광 처리 경로(SP2)를 통해 신호광과 기준광을 광 기록매체(32)인 광 디스크에 조사하여 이들 광 사이의 간섭으로 인해 생성되는 간섭 무늬 패턴으로 3차원 홀로그램 데이터를 기록한다.
광원(10)으로부터 입사되는 광(예컨대 532nm 파장의 레이저광)은 HWP(12), 광 확장기(14) 등을 거쳐 편광 분리기(16)로 제공된다. 편광 분리기(16)는 레이저광을 신호광과 기준광으로 분리하는 역할을 하는데, 신호광은 그대로 투과시켜 신호광 처리 경로(SP1)로 제공하고, 기준광은 반사시켜 기준광 처리 경로(SP2)로 제공한다.
편광 분리기(16)에서 분리된 신호광은 신호광 처리 경로(SP1) 상의 편광기(18)를 거쳐 반사 미러(20)에 의해 반사되고 반사된 신호광은 마스터링 프로세스(mastering mask)용 마스크(34)를 투과하여 소정 패턴으로 변조되어 광 기록매체(32)인 광 디스크에 조사된다.
그리고 편광 분리기(16)에서 분리된 기준광은 기준광 처리 경로(SP2) 상에 설치된 HWP(22), 편광기(24)를 거쳐 반사 미러들(26, 28)에 의해 반사되어 코니컬 미러(30)로 조사된다.
광 기록매체(32)의 상부에는 반사 미러(20)에 의해 반사된 신호광이 입사된다. 광 기록매체(32)의 하부에는 코니컬 미러(30)를 통해 광 기록매체(32) 표면에 모두 동일한 각도로 평행으로 퍼져나온 기준광이 입사된다. 이들 광 사이의 간섭으로 인해 광 기록매체(32)에는 3차원 홀로그램 데이터인 간섭 무늬 패턴이 기록된다.
이와 같이 홀로그래픽 롬 시스템은 신호광 처리 경로(SP1)에서 제공되는 신호광과 기준광 처리 경로(SP2)에서 제공되는 기준광간의 간섭에 의한 간섭 무늬를 광 기록매체(32)에 기록하며, 이러한 기준광 처리 경로(SP2) 및 신호광 처리 경로(SP1) 상에는 다수의 광학계, 예를 들면 HWP, 광 확장기, 편광기, 반사미러 등을 포함하고 있다.
그러나, 홀로그래픽 롬 시스템을 이용하여 데이터 기록하는 중에 시스템의 경시 변화 또는 돌발적인 충격 등과 같은 외란에 의해서 시스템의 광학계가 틀러지면, 기준광 또는 신호광의 경로가 틀어지게 되고, 이에 따라 데이터를 정확하게 광 기록매체인 디스크에 기록하지는 못하게 된다.
그런데, 이러한 문제점에도 불구하고 홀로그래픽 롬 시스템에는 광학계의 틀어짐을 직접 검출할 수 있는 방법이 전무한 실정이다.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 홀로그래픽 롬 시스템에서 제공되는 신호광과 기준광의 일부를 검출용 신호광과 기준광으로 이용하여 광학계의 정렬 여부를 판단함으로써, 광학계의 미정렬에 의한 불량 디스크 발생율을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 광학계의 정렬도를 최적의 상태로 유지시켜 고 신뢰도의 디스크를 복제할 수 있는 홀로그래픽 롬 시스템에서의 광학계 정렬 장치를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 광원에서 발생되는 레이저 광의 일부를 투과시켜 신호광과 다른 일부를 반사시켜 기준광을 생성하여 기준광 처리 경로 및 신호광 처리 경로로 제공하는 편광 분리기, 코니컬 미러, 마스크 및 광 기록매체를 포함하며, 상기 기준광 처리 경로 상에 기준광을 반사시키는 제 1 반사 미러를 구비하고, 상기 광원과 편광 분리기 사이, 상기 편광 분리기와 제 1 반사 미러 사이 및 상기 신호광 처리 경로 상에 다수의 광학계를 구비하는 홀로그래픽 롬 시스템(Holographic ROM system)의 광학계 정렬 검출 장치에 있어서, 상기 신호광 처리 경로 상의 광학계를 거쳐 제공되는 신호광의 일부를 반사시켜 기록용 신호광을 생성하고 다른 일부를 투과시켜 검출용 신호광을 생성하며, 상기 기록용 신호광을 상기 마스크를 통해 광 기록매체에 제공하는 제 1 광 분리기와, 상기 제 1 반사 미러에 의해 반사된 기준광의 일부를 반사시켜 기록용 기준광을 생성하고 다른 일부를 투과시켜 검출용 기준광을 생성하며, 상기 기록용 기준광을 상기 코니컬 미러로 반사시켜 상기 광 기록매체에 제공하는 제 2 광 분리기와, 상기 제 1 광 분리기에서 제공되는 검출용 신호광을 반사시키는 제 2 반사 미러와, 상기 제 2 반사 미러에서 반사된 검출용 신호광의 일부를 반사시키고, 상기 제 2 광 분리기를 투과한 검출용 기준광의 일부를 투과시키는 제 3 광 분리기와, 상기 제 3 광분리기를 통해 제공되는 검출용 신호광 및 기준광간의 간섭에 의해 생성되는 검출용 간섭 무늬를 추출하는 광 검출기를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 시스템에서의 광학계 정렬 검출 장치를 도시한 구조도이고, 도 3a 내지 도 3c는 홀로그래픽 롬 시스템에 내장된 광학계의 틀러짐 정도에 따른 간섭 무늬 형태를 도시한 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 시스템에서의 광학계 정렬 검출 장치로서, 광원(100), HWP(Half Wave Plate)(102, 114), 광 확장기(beam expander)(104), 편광 분리기(polarizer beam splitter)(106), 편광기(108, 116), 제 1, 2, 3 광 분리기(110, 120, 128), 반사 미러(112, 118), 코니컬 미러(conical mirror)(122), 광 기록매체(124), 마스크(126) 및 광 검출기(130)가 포함되어 있다.
이와 같이 구성된 홀로그래픽 롬 시스템은 데이터 기록을 위한 두 개의 광 경로, 즉 신호광 처리 경로(SP1)와 기준광 처리 경로(SP2)를 통해 신호광과 기준광을 광 기록매체(32)인 광 디스크에 조사하여 이들 광 사이의 간섭으로 인해 생성되는 간섭 무늬 패턴으로 3차원 홀로그램 데이터를 기록한다.
광원(100)으로부터 입사되는 광(예컨대 532nm 파장의 레이저광)은 HWP(102), 광 확장기(104) 등을 거쳐 편광 분리기(106)로 제공된다. 편광 분리기(106)는 레이저 광을 신호광과 기준광으로 분리하는 역할을 하는데, 신호광은 그대로 투과시켜 신호광 처리 경로(SP1)로 제공하고, 기준광은 반사시켜 기준광 처리 경로(SP2)로 제공한다.
편광 분리기(16)에서 분리된 신호광은 신호광 처리 경로(SP1) 상의 편광기(108)를 거쳐 제 1 광 분리기(110)에 입사되며, 제 1 광 분리기(110)는 신호광 처리 경로(SP1)로 제공되는 신호광 중 일부를 투과시키고, 다른 일부를 반사시켜 광 기록매체(124)에 입사시킨다. 이때, 제 1 광 분리기(110)를 투과한 신호광은 검출용 신호광 이라 정의하고 반사되는 신호광을 기록용 신호광 이라 정의하며, 검출용 신호광은 홀로그래픽 롬 시스템 내의 광학계 정렬 상태를 판단하기 위해 이용된다.
검출용 신호광의 경로 상에는 반사 미러(112)가 구비되어 있으며, 반사 미러(112)는 검출용 신호광을 반사시켜 제 3 광 분리기(128)에 제공하고, 기록용 신호광은 마스터링 프로세스(mastering mask)용 마스크(126)를 투과하여 소정 패턴으로 변조되어 광 기록매체(124)인 광 디스크에 조사된다.
그리고 편광 분리기(106)에서 분리된 기준광은 기준광 처리 경로(SP2) 상에 설치된 HWP(114), 편광기(116)를 거쳐 반사 미러(118)에 의해 반사되어 제 2 광 분리기(120)로 조사된다.
제 2 광 분리기(120)는 반사 미러(118)에 의해 반사된 기준광 중 일부를 투과시키고, 다른 일부를 반사시켜 코니컬 미러(122)를 통해 광 기록매체(124)에 입사시킨다. 이때 제 2 광 분리기(120)를 투과한 기준광은 검출용 기준광 이라 정의하고, 제 2 광 분리기(120)에서 반사된 기준광은 기록용 기준광 이라 정의한다. 여기서 검출용 기준광은 검출용 신호광과 더불어 홀로그래픽 롬 시스템 내의 광학계 정렬 상태를 판단하기 위해 이용된다.
광 기록매체(124)에는 제 1 광 분리기(110)에 의해 반사된 기록용 신호광과 코니컬 미러(122)를 통해 모두 동일한 각도로 평행으로 퍼져나온 기록용 기준광이 입사된다. 이들 광 사이의 간섭으로 인해 광 기록매체(124)에는 3차원 홀로그램 데이터인 간섭 무늬 패턴이 기록된다.
반사 미러(112)에 의해 반사된 검출용 신호광 중 일부가 제 3 광 분리기(128)에 의해 반사되어 광 검출기(130)에 입사되고, 제 2 광 분리기(120)를 투과한 검출용 기준광 중 일부가 제 3 광 분리기(128)를 투과하여 광 검출기(130)에 입사된다.
광 검출기(130)에는 제 3 광 분리기(128)를 통해 입사되는 검출용 신호광과 기준광간의 간섭 무늬가 기록되며, 본 발명은 이러한 간섭 무늬의 상태를 이용하여 광학계 정렬 여부를 판단할 수 있다.
광 검출기(130)는 검출용 신호광과 기준광간의 간섭에 의해 생성되는 간섭 무늬를 표시하는 스크린과 같은 표시 장치이거나, 간섭 무늬를 추출할 수 있는 CCD 또는 CMOS 센서일 수 있다. 광 검출기(130)가 표시 장치인 경우에 사용자는 검출용 신호광과 기준광간의 간섭에 의해 생성되는 간섭 무늬를 육안을 관찰할 수 있어 데이터 기록 중 광학계 정렬 상태를 판별할 수 있다.
예를 들어, 광 검출기(130)에 표시되거나 광 검출기(130)에서 검출된 간섭 무늬가, 도 3a에 도시된 바와 같이, 다수의 무늬인 경우 홀로그래픽 롬 시스템 내의 광학계가 심하게 틀어진 것으로 판별하고, 도 3b에 도시된 바와 같이, 몇 개의 무늬로 이루어진 경우 홀로그래픽 롬 시스템 내의 광학계가 약간 틀어진 것으로 판별하고, 도 3c에 도시된 바와 같이, 정확하게 일치하여 하나의 무늬가 형성된 경우 홀로그래픽 롬 시스템 내의 광학계가 정확하게 정렬된 것으로 판별한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 홀로그래픽 롬 시스템에서 제공되는 신호광과 기준광의 일부를 검출용 신호광과 기준광으로 이용하고, 이들 간에 생성되는 간섭 무늬를 이용하여 광학계의 정렬 여부를 판단함으로써, 광학계의 미정렬에 의한 불량 디스크 발생율을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 광학계의 정렬도를 최적의 상태로 유지시켜 고 신뢰도의 디스크를 복제할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 홀로그래픽 롬 시스템을 도시한 구조도이고,
도 2는 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 시스템의 광학계 정렬 검출 장치를 도시한 구조도이고,
도 3a 내지 도 3b는 본 발명에 따른 광학계 정렬 검출 장치의 광 검출기에 나타날 수 있는 간섭 무늬 종류를 도시한 예시도이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
100 : 광원 102, 114 : HWP
104 : 광 확장기 106 : 편광 분리기
108, 116 : 편광기 110 : 제 1 광분리기
112, 118 : 반사경 120 : 제 2 광 분리기
122 : 코니컬 미러 124 : 광 기록매체
126 : 마스크 128 : 제 3 광 분리기
130 : 표시기

Claims (3)

  1. 광원에서 발생되는 레이저 광의 일부를 투과시켜 신호광과 다른 일부를 반사시켜 기준광을 생성하여 기준광 처리 경로 및 신호광 처리 경로로 제공하는 편광 분리기, 코니컬 미러, 마스크 및 광 기록매체를 포함하며, 상기 기준광 처리 경로 상에 기준광을 반사시키는 제 1 반사 미러를 구비하고, 상기 광원과 편광 분리기 사이, 상기 편광 분리기와 제 1 반사 미러 사이 및 상기 신호광 처리 경로 상에 다수의 광학계를 구비하는 홀로그래픽 롬 시스템(Holographic ROM system)의 광학계 정렬 검출 장치에 있어서,
    상기 신호광 처리 경로 상의 광학계를 거쳐 제공되는 신호광의 일부를 반사시켜 기록용 신호광을 생성하고 다른 일부를 투과시켜 검출용 신호광을 생성하며, 상기 기록용 신호광을 상기 마스크를 통해 광 기록매체에 제공하는 제 1 광 분리기와,
    상기 제 1 반사 미러에 의해 반사된 기준광의 일부를 반사시켜 기록용 기준광을 생성하고 다른 일부를 투과시켜 검출용 기준광을 생성하며, 상기 기록용 기준광을 상기 코니컬 미러로 반사시켜 상기 광 기록매체에 제공하는 제 2 광 분리기와,
    상기 제 1 광 분리기에서 제공되는 검출용 신호광을 반사시키는 제 2 반사 미러와,
    상기 제 2 반사 미러에서 반사된 검출용 신호광의 일부를 반사시키고, 상기 제 2 광 분리기를 투과한 검출용 기준광의 일부를 투과시키는 제 3 광 분리기와,
    상기 제 3 광분리기를 통해 제공되는 검출용 신호광 및 기준광간의 간섭에 의해 생성되는 검출용 간섭 무늬를 추출하는 광 검출기
    를 포함하는 홀로그래픽 롬 시스템에서의 광학계 정렬 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 검출기는, 상기 검출용 신호광과 기준광간의 간섭에 의해 생성되는 검출용 간섭 무늬를 디스플레이시키는 표시 장치인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 롬 시스템에서의 광학계 정렬 검출 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 검출기는, 상기 검출용 신호광과 기준광간의 간섭에 의해 생성되는 검출용 간섭 무늬를 추출하는 CCD 또는 CMOS 센서인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 롬 시스템에서의 광학계 정렬 검출 장치.
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