KR100536687B1 - 홀로그래픽 롬의 기록 장치 - Google Patents

홀로그래픽 롬의 기록 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 홀로그래픽 롬의 기록 장치에 관한 것으로서, 광원으로부터 입사된 광에서 신호광과 기준광을 분리하는 빔 스플리터와, 빔 스플리터의 기준광을 상기 디스크의 하부면에 조사하는 코니컬 미러와, 디스크 상부에 얼라인되어 빔 스플리터의 신호광을 디스크의 상부면에 조사하되, 비트 패턴을 통해서 디스크에 조사하는 데이터 마스크와, 데이터 마스크 상부에 배치되며 디스크 중심에서부터 가장자리로의 신호광을 차단하는 차광 셔터를 포함한다. 그러므로 본 발명은 홀로그래픽 롬의 데이터 기록시 데이터 마스크 상부에 디스크 중심에서부터 가장자리로 신호광을 순차적으로 차단시키는 셔터를 추가함으로써 디스크 중심과 가장자리의 신호광 에너지 강도를 균일하게 할 수 있다.

Description

홀로그래픽 롬의 기록 장치{RECODING DEVICE OF THE HOLOGRAPHIC ROM}
본 발명은 홀로그래픽 메모리에 관한 것으로서, 특히 광 기록매체인 디스크에 홀로그래픽 데이터를 기록할 때 디스크 중심과 가장자리에 기록되는 광 세기를 균일하게 조정할 수 있는 홀로그래픽 롬의 기록 장치에 관한 것이다.
현재 데이터 저장용 메모리의 대용량 및 고속 처리를 위해 광 디스크 등의 광 기록매체로 수∼ 수백 Gbytes를 저장할 수 있는 홀로그래픽 메모리, 그 중에서도 홀로그래픽 롬(HROM: Holographic ROM)에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행 중에 있다.
도 1은 홀로그래픽 롬의 기록 방식을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 홀로그래픽 기록 매체인 디스크(50) 상부에 데이터 마스크(data mask)(48)가 있으며 디스크 하부에 코니컬 미러(conical mirror)(32)가 있다. 기록시, 데이터 마스크(48) 상부에 평행광이 투사되면 이 평행광은 데이터 마스크(48)의 홀 형태의 비트 패턴(bit pattern)(미도시함)을 통과하여 디스크(50)에 신호광(signal reference)으로 조사된다. 디스크(50) 하부에는 평행광이 투사되어 코니컬 미러(32)의 경사면을 통하여 디스크의 반지름 방향으로 모두 일정한 각도를 갖는 기준광(reference beam)이 조사된다. 이 신호광과 기준광이 디스크(50)의 저장 물질층에 만나서 첫 번째 데이터 마스크의 패턴에 따른 비트 단위의 홀로그래픽 데이터가 기록된다. 그리고 사용된 코니컬 미러 대신에 다른 미러 경사 각도를 갖는 코니컬 미러를 이용하여 디스크(50)에 새로운 데이터를 기록할 수 있다.
그런데 홀로그래픽 롬의 기록시 기준광인 평행광은 코니컬 미러의 경사면을 통해 디스크의 반경에 균일하게 조사되지만, 신호광인 평행광은 디스크 전체에 조사되기 때문에 디스크 중심에서 신호광의 강도 세기가 세고 디스크 가장자리로 갈수록 강도가 약해지는 도 2의 가우시안 분포를 갖는다. 이러한 광의 가우시안 특성 때문에 일정 시간동안 데이터를 기록할 경우 디스크의 가장 자리에 조사된 신호광 에너지가 디스크 중심에 비해 약해지므로 가장자리 트랙(track)으로 갈수록 회절 효율이 떨어지게 된다. 이렇게 디스크 중심과 가장자리에 기록된 신호광 에너지 크기가 서로 다를 경우 데이터 재생시 균일한 데이터 복원이 어렵다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 신호광을 디스크로 통과시키는 비트 패턴을 갖는 데이터 마스크 상부에 디스크 중심에서부터 가장자리로 순차적으로 광을 차단시키는 셔터를 추가함으로써 디스크 중심과 가장자리의 신호광 에너지 강도를 균일하게 하며 이로 인해 전체 디스크의 회절 효율을 향상시킬 수 있는 홀로그래픽 롬의 기록 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 디스크에 홀로그램 데이터를 기록하는 홀로그래픽 롬에 있어서, 광원으로부터 입사된 광에서 신호광과 기준광을 분리하는 빔 스플리터와, 빔 스플리터의 기준광을 상기 디스크의 하부면에 조사하는 코니컬 미러와, 디스크 상부에 얼라인되어 빔 스플리터의 신호광을 디스크의 상부면에 조사하되, 비트 패턴을 통해서 디스크에 조사하는 데이터 마스크와, 데이터 마스크 상부에 배치되며 디스크 중심에서부터 가장자리로의 신호광을 차단하는 차광 셔터를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬의 기록 장치를 나타낸 회로 블록도로서, 이를 참조하면 본 발명의 홀로그래픽 롬의 기록 장치는 광원(10), 셔터(12), 반사 미러들(14, 28, 34, 40), HWP(Half Wave Plate)(16, 24, 36), 공간 필터들(spatial filter)(18, 30, 42), 렌즈(20, 44), 빔 스플리터(polarization beam splitter)(22), 편광기(polarizer)(26, 38), 코니컬 미러(32), 차광 셔터(46), 데이터 마스크(48), 기록 매체인 디스크(50) 등이 포함되어 있다. 여기서 HWP(16, 24, 36)은 λ/2 WP이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 홀로그래픽 롬의 기록 장치는 디스크(50) 상부로 입사되는 신호광 경로(S1)와 디스크(50) 하부로 입사되는 기준광 경로(S2)로 구분되며 이들 경로는 빔 스플리터(22)에서 구분한다.
광원(10)으로부터 입사된 광(예컨대 532nm 파장의 레이저광)은 셔터(12)가 오픈(open)되면 셔터(12)를 통과한 광은 반사 미러(14)에서 반사되어 HWP(16), 공간 필터(18) 및 렌즈(20)를 거쳐 빔 스플리터(22)로 제공된다. 빔 스플리터(22)는 입사된 레이저광에서 수평 광은 그대로 투과시키고 다른 수직 광은 반사시켜 신호광/기준광 경로(S1, S2)로 나눈다.
빔 스플리터(22)에서 분리된 기준광은 S2 경로에 따라 HWP(24), 편광기(26)를 거쳐 평행광으로 되어 반사 미러(28)를 통해 반사된 후에 공간 필터(30)를 통과하여 코니컬 미러(32)로 입사된다.
그리고 빔 스플리터(22)에서 분리된 신호광은 S1 경로를 따라 반사 미러(34)에서 반사되고 HWP(36), 편광기(38)를 거쳐 평행광으로 되고 반사 미러(40)에서 다시 반사된 후에 공간 필터(42), 렌즈(44), 및 차광 셔터(46)를 거쳐 데이터 마스크(48)에 입사된다.
이때 데이터 마스크(48) 상부에는 렌즈(44)에서 데이터 마스크(48)의 비트 패턴으로 조사되는 신호광이 디스크 전체에 균일한 강도를 갖도록 하는 차광 셔터(46)가 설치되어 있다.
차광 셔터(46)는 도 4a 및 도 4b와 같이 디스크 중심축에 전동기(54)가 있으며 전동기(54)의 구동(상하 수직 운동)에 따라 균일한 폭으로 수평 확장되는 광차단막(52), 예컨대 알루미늄박막 등의 금속박막으로 이루어지며 이는 당업자라면 구현할 수 있는 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
초기 데이터 기록시 차광 셔터(46)는 도 4a와 같이 일정 시간동안 광차단막(52)이 펼쳐지지 않고 디스크 중심에 있다가 일정 시간이 경과 되면 전동기(54)의 구동에 따라 점차 균일한 간격(폭)으로 디스크 중심에서부터 가장자리쪽으로 광차단막(52)이 수평으로 확장된다. 이에 따라 차광 셔터(46)의 광차단막(52)은 시간에 따라 디스크 중심에서부터 가장자리로 수평 확장되어 데이터 마스크(48)의 중심에서부터 가장자리로 입사되는 신호광을 점차 차단시킨다. 차광 셔터(46)의 광차단막(52)이 완전히 펼쳐지면 데이터 마스크(48) 또는 디스크(50) 전체를 덮게 되어 디스크(50)의 저장 물질층으로 신호광이 입사되지 않게 된다.
그러므로 차광 셔터(46)의 구동에 따라 데이터 마스크(48)의 비트 패턴들 중에서 디스크 중심 부분은 신호광이 적은 시간동안 입사되는 반면에, 디스크 가장자리로 갈수록 신호광이 오랫동안 입사되기 때문에 도 2의 신호광 가우시안 분포로 인해 중심 부분이 가장자리에 비해 광 에너지 강도가 약해지는 것을 막을 수 있다. 즉 시간에 따라 균일한 폭으로 확장되는 차광 셔터(46)의 광차단막(52)에 의해 디스크(50)의 저장 물질층 전체에 조사되는 신호광이 균일한 에너지 강도를 가지게 된다.
이렇게 균일한 에너지 강도로 디스크(50) 상부면에 조사된 신호광은 코니컬 미러(32)를 통해 반사되어 디스크(50) 하부면으로 조사된 기준광과 서로 간섭되어 비트 단위로 홀로그래픽 데이터가 균일하게 기록된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 홀로그래픽 롬의 데이터 기록시 데이터 마스크 상부에 디스크 중심에서부터 가장자리쪽으로 신호광을 차단시키는 셔터를 추가함으로써 디스크 중심과 가장자리의 신호광 에너지 강도를 균일하게 하고 이로 인해 전체 디스크의 회절 효율을 향상시킬 수 있어 데이터 재생시 균일한 데이터 복원이 가능하다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.
도 1은 홀로그래픽 롬의 기록 방식을 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 광의 가우시안 분포를 나타낸 파형도,
도 3은 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬의 기록 장치를 나타낸 회로 블록도,
도 4a 및 도 4b는 도 3의 기록 장치내 차광 셔터가 작동하기전과 작동된 후의 모습을 나타낸 도면들.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
10 : 광원 12 : 셔터
14, 28, 34, 40 : 반사 미러 16, 24, 36 : HWP
18, 30, 42 : 공간 필터 20, 44 : 렌즈
22 : 빔 스플리터(PBS) 26, 38 : 편광기
32 : 코니컬 미러 46 : 차광 셔터
48 : 데이터 마스크 50 : 디스크

Claims (3)

  1. 디스크에 홀로그램 데이터를 기록하는 홀로그래픽 롬에 있어서,
    광원으로부터 입사된 광에서 신호광과 기준광을 분리하는 빔 스플리터와,
    상기 빔 스플리터의 기준광을 상기 디스크의 하부면에 조사하는 코니컬 미러와,
    상기 디스크 상부에 얼라인되어 상기 빔 스플리터의 신호광을 상기 디스크의 상부면에 조사하되, 비트 패턴을 통해서 상기 디스크에 조사하는 데이터 마스크와,
    상기 데이터 마스크 상부에 배치되며 상기 디스크 중심에서부터 가장자리로의 상기 신호광을 차단하는 차광 셔터
    를 포함하는 홀로그래픽 롬의 기록 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 차광 셔터는 시간에 따라 상기 디스크 중심에서부터 가장자리로 균일한 폭으로 확장시켜 상기 데이터 마스크로 입사되는 신호광을 차단시키는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 롬의 기록 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 차광 셔터는 상기 디스크 중심축에 전동기가 있으며 상기 전동기의 구동에 따라 균일한 폭으로 수평 확장되는 광차단막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 롬의 기록 장치.
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