KR100569493B1

KR100569493B1 - Holographic storage media

Info

Publication number: KR100569493B1
Application number: KR1020040017006A
Authority: KR
Inventors: 노재우
Original assignee: 주식회사 대우일렉트로닉스
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2006-04-07
Also published as: KR20050091528A

Abstract

본 발명은 홀로그래픽 기록 매체에 관한 것으로, 기판 위에 형성되어 홀로그래픽 데이터가 기록되는 기록 물질층과, 기록 물질층의 상부에 형성된 투명한 하부 전극과, 하부 전극의 상부에 형성되어 인가 전압에 따라 굴절률이 변화되는 굴절률 변화 물질층과, 굴절률 변화 물질층의 상부에 형성되어 하부 전극과 더불어 전압을 인가 받는 투명한 상부 전극을 포함하며, 인가 전압의 변화에 따라 굴절률이 변화되는 굴절률 변화 물질층을 기록 물질층의 상부에 형성함으로써 파장 변화에 대응되게 입사각을 쉽게 변화시켜서 다파장 재생이 가능한 이점이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a holographic recording medium, comprising: a recording material layer formed on a substrate to record holographic data; a transparent lower electrode formed on an upper portion of the recording material layer; The refractive index change material layer and a transparent upper electrode which is formed on the refractive index change material layer and applied with a lower electrode to receive a voltage, and the refractive index change material layer whose refractive index changes according to the change of the applied voltage is recorded. By forming on top of the layer, there is an advantage that the multi-wavelength regeneration is possible by easily changing the incidence angle corresponding to the wavelength change.

Description

Holographic recording medium {HOLOGRAPHIC STORAGE MEDIA}

도 1은 일반적인 홀로그래픽 롬 시스템 재생 장치의 구성도,1 is a configuration diagram of a general holographic ROM system reproducing apparatus;

도 2는 종래 기술에 따른 홀로그래픽 기록 매체의 구성도,2 is a block diagram of a holographic recording medium according to the prior art;

도 3은 본 발명에 따른 홀로그래픽 기록 매체의 구성도.3 is a block diagram of a holographic recording medium according to the present invention;

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

101 : 기판 102 : 기록 물질층101 substrate 102 recording material layer

103 : 하부 전극 104 : 굴절률 변화 물질층103: lower electrode 104: refractive index change material layer

105 : 상부 전극 106 : 보호층105: upper electrode 106: protective layer

본 발명은 홀로그래픽 기록 매체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인가 전압의 변화에 따라 굴절률이 변화되어 다파장 재생이 가능하도록 한 홀로그래픽 기록 매체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a holographic recording medium, and more particularly, to a holographic recording medium in which a refractive index is changed in accordance with a change in an applied voltage to enable multi-wavelength reproduction.

현재 데이터 저장용 메모리의 대용량 및 고속 처리를 위해 광 디스크 등의 광 기록매체로 수∼수백 Gbytes를 저장할 수 있는 홀로그래픽 기록 매체와 그 기록/재생 장치에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행 중에 있다.Currently, research and development on holographic recording media capable of storing hundreds to hundreds of Gbytes on optical recording media such as optical disks and their recording / reproducing apparatuses are being actively conducted for large-capacity and high-speed processing of data storage memories.

종래 기술에 따른 홀로그래픽 기록 매체는 도 2의 구성도에 나타낸 바와 같이, 투명 재질의 기판(41) 위에 광 디지털 데이터가 기록되는 기록 물질층(42)이 형성되고, 기록 물질층(42) 위에 투명한 보호층(43)이 코팅되어 내구성이 부여된다.In the holographic recording medium according to the related art, a recording material layer 42 on which optical digital data is recorded is formed on a transparent substrate 41, and a recording material layer 42 is formed on the recording material layer 42. The transparent protective layer 43 is coated to give durability.

이와 같이 구성된 기록 매체에 홀로그래픽 데이터를 기록하는 과정을 살펴보면, 기록 매체 상부에는 데이터 마스크(data mask)를 배치하며, 디스크 하부에 코니컬 미러(conical mirror)를 배치한다. 데이터 마스크 상부에 평행광이 투사되면 이 평행광은 데이터 마스크의 홀 형태의 비트 패턴(bit pattern)을 통과하여 기록 매체에 신호광으로 조사된다. 기록 매체 하부에는 평행광이 투사되어 코니컬 미러의 경사면을 통하여 기록 매체의 반지름 방향으로 모두 일정한 각도를 갖는 기준광이 조사된다. 이 신호광과 기준광이 기록 매체의 기록 물질층(42)에서 만나 첫 번째 데이터 마스크의 패턴에 따른 비트 단위의 홀로그래픽 데이터가 기록된다. 그리고 사용된 코니컬 미러 대신에 다른 미러 경사 각도를 갖는 코니컬 미러를 이용하여 기록 매체에 새로운 데이터를 기록할 수 있다.Looking at the process of recording the holographic data on the recording medium configured as described above, a data mask is disposed above the recording medium, and a conical mirror is disposed below the disk. When parallel light is projected onto the data mask, the parallel light passes through a bit pattern in the form of a hole in the data mask and is irradiated with the signal light onto the recording medium. Parallel light is projected to the lower portion of the recording medium, and the reference light having a constant angle in the radial direction of the recording medium is irradiated through the inclined surface of the conical mirror. The signal light and the reference light meet at the recording material layer 42 of the recording medium, and the bit-wise holographic data according to the pattern of the first data mask is recorded. And instead of the conical mirror used, conical mirrors having different mirror tilt angles can be used to record new data on the recording medium.

이와 같은 기록 과정을 통해 저장한 데이터를 종래 기술에 따라 재생하기 위한 픽업 장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 광원(10)으로부터 생성되어 제 1 광 경로(L1)를 제공하는 제 1 광학계를 통해 입사된 재생 기준광을 반사시켜 기록 매체(1)에 소정 각도로 입사시키는 미러(20)와, 미러(20)의 배치 각도를 조절하여 상기 재생 기준광의 기록 매체(1) 입사 각도를 조정하는 액츄에이터(도시 생략됨)와, 기록 매체(1)에 입사되어 기록 물질층에서 회절된 재생 신호광을 제 2 광 경로(L2)가 제공되는 제 2 광학계를 통해 검출하는 광 검출부(30)를 포함하여 구성된다.A pickup device for reproducing data stored through such a recording process according to the related art is incident through a first optical system that is generated from the light source 10 and provides a first optical path L1 as shown in FIG. 1. A mirror 20 for reflecting the reproduced reference light to be incident on the recording medium 1 at a predetermined angle, and an actuator for adjusting the incidence angle of the recording reference 1 of the reproduction reference light by adjusting the arrangement angle of the mirror 20. And a light detector 30 for detecting the reproduction signal light incident on the recording medium 1 and diffracted in the recording material layer through a second optical system provided with the second optical path L2.

상기 제 1 광학계는 광원(10)으로부터 출사된 광을 변형하는 리듀서(reducer)(50)와, 리듀서(50)를 통과한 광을 세공을 통해 미러(20)에 주사하여 재생 기준광을 제공하는 애퍼처(aperture)(60)를 포함한다. 상기 제 2 광학계는 기록 매체(1)에서 회절된 광을 광 검출부(30)로 입사시키는 렌즈(objective lens)(71)와 슬릿(73) 및 렌즈(condenser lens)(75)를 포함한다.The first optical system scans the reducer 50 for deforming the light emitted from the light source 10 and the light passing through the reducer 50 to the mirror 20 through pores to provide a reproduction reference light. An aperture 60. The second optical system includes an objective lens 71, a slit 73, and a condenser lens 75 for injecting light diffracted from the recording medium 1 into the light detector 30.

이와 같이 구성된 홀로그래픽 픽업 장치는, 액츄에이터(도시 생략됨)에 의해 배치 각도가 조절된 미러(20)에 의해 기록 매체(1)에 소정 각도(기록시 이용한 기준광 입사 각도)로 재생 기준광이 입사되면 기록 매체(1)의 기록 물질층(42)에서 회절된 재생 신호광이 광 검출부(30)에 의해 검출된다. 그리고, 액츄에이터(도시 생략됨)를 통해 미러(20)의 배치 각도를 조절하여 재생 기준광의 기록 매체(1) 입사 각도를 조정함으로써 기록 매체(1)에서 새로운 데이터를 재생할 수 있다.In the holographic pickup device configured as described above, when the reproduction reference light is incident on the recording medium 1 at a predetermined angle (reference light incident angle using oxygen) by the mirror 20 whose arrangement angle is adjusted by an actuator (not shown). The reproduction signal light diffracted by the recording material layer 42 of the recording medium 1 is detected by the light detector 30. Then, new data can be reproduced from the recording medium 1 by adjusting the placement angle of the mirror 20 through an actuator (not shown) to adjust the incident angle of the recording medium 1 of the reproduction reference light.

그런데, 재생시 기록 매체에 입사되는 재생 기준광, 즉 재생을 위해 이용되는 광원의 출사광이 홀로그래픽 데이터의 기록시에 이용된 기준광의 파장과 다른 경우에는 브래그 조건(Bragg's condition)의 미스매치가 발생하므로 이를 방지하기 위해서는 입사각을 조절하여야 한다.However, when the reproduction reference light incident on the recording medium during reproduction, that is, the emission light of the light source used for reproduction, is different from the wavelength of the reference light used when recording the holographic data, a Bragg's condition mismatch occurs. Therefore, the angle of incidence should be adjusted to prevent this.

nλ= 2d sin θ nλ = 2d sin θ

(단, λ는 파장, d는 기록 매체의 두께, θ는 입사각)Where λ is the wavelength, d is the thickness of the recording medium, and θ is the angle of incidence

위 수학식 1의 브래그 조건식에서 알 수 있듯이 두께가 일정한 상태에서 파장이 변화되면 입사각이 바뀌어만 하는 것이다.As can be seen from the Bragg condition of Equation 1 above, when the wavelength is changed in a state where the thickness is constant, the incident angle should be changed.

그러나, 재생 기준광의 기록 매체로의 입사각을 조절하기 위해서는 광학계의 정밀 제어가 요구되므로 시스템 구성이 복잡해지는 문제점이 있다.However, in order to adjust the angle of incidence of the reproduction reference light to the recording medium, precise control of the optical system is required, which leads to a complicated system configuration.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안한 것으로서, 인가 전압의 변화에 따라 굴절률이 변화되는 굴절률 변화 물질층을 기록 물질층의 상부에 형성함으로써 재생 신호광의 파장이 기록시에 이용된 기준광의 파장과 다른 경우에도 파장 변화에 대응되게 입사각을 쉽게 변화시킬 수 있는 다파장 재생이 가능한 홀로그래픽 기록 매체를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve such a problem of the prior art, and a reference layer having the wavelength of the reproduction signal light used at the time of recording by forming a refractive index change material layer on the recording material layer in which the refractive index is changed in accordance with the change in the applied voltage. It is an object of the present invention to provide a holographic recording medium capable of multi-wavelength reproduction that can easily change an incident angle in response to a change in wavelength even if it is different from the wavelength of light.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 홀로그래픽 기록 매체는, 기판 위에 형성되어 홀로그래픽 데이터가 기록되는 기록 물질층과, 상기 기록 물질층의 상부에 형성된 투명한 하부 전극과, 상기 하부 전극의 상부에 형성되어 상기 하부 전극과 더불어 전압을 인가받는 투명한 상부 전극과, 상기 하부 전극과 상기 상부 전극의 사이에 형성되며, 상기 홀로그래픽 데이터의 재생을 위한 신호광의 파장이 상기 홀로그래픽 데이터의 기록시 이용된 기준광의 파장에서 변화된 경우에, 상기 하부 전극과 상기 상부 전극의 인가 전압에 따라 굴절률이 변화되어 상기 신호광의 상기 기록 물질층으로의 입사각을 상기 파장의 변화에 대응되게 변화시키는 굴절률 변화 물질층을 포함한다.A holographic recording medium according to the present invention for achieving this object includes a recording material layer formed on a substrate and recording holographic data, a transparent lower electrode formed on the recording material layer, and an upper portion of the lower electrode. And a transparent upper electrode formed between the lower electrode and the upper electrode to receive a voltage along with the lower electrode, wherein a wavelength of a signal light for reproducing the holographic data is used during recording of the holographic data. In the case of a change in the wavelength of the reference light, the refractive index is changed in accordance with the applied voltage of the lower electrode and the upper electrode to include a refractive index change material layer for changing the incident angle of the signal light into the recording material layer corresponding to the change of the wavelength do.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 실시예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다. 그러나 본 발명은 이러한 실시예로 제한되는 것이 아님은 물론이다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. This embodiment allows for a better understanding of the objects, features and advantages of the present invention. However, the present invention is not limited to this embodiment, of course.

본 발명에 따른 홀로그래픽 기록 매체는 도 3의 구성도에 나타낸 바와 같이, 투명 재질의 기판(101) 위에 광 디지털 데이터가 기록되는 기록 물질층(102)이 형성되고, 기록 물질층(102) 위에 투명한 하부 전극(103)이 형성되며, 하부 전극(103)의 상부에는 인가 전압에 따라 굴절률이 변화되는 굴절률 변화 물질층(104)이 형성되고, 굴절률 변화 물질층(104)의 상부에는 하부 전극(103)과 더불어 전압을 인가 받는 투명한 상부 전극(105)이 형성되며, 상부 전극(105) 위에 투명한 보호층(106)이 코팅되어 내구성이 부여된다.In the holographic recording medium according to the present invention, as shown in the configuration diagram of FIG. 3, a recording material layer 102 on which optical digital data is recorded is formed on a substrate 101 made of a transparent material, and on the recording material layer 102. A transparent lower electrode 103 is formed, and a refractive index change material layer 104 whose refractive index is changed according to an applied voltage is formed on the lower electrode 103, and a lower electrode is formed on the refractive index change material layer 104. In addition to the 103, a transparent upper electrode 105 is applied, and a transparent protective layer 106 is coated on the upper electrode 105 to provide durability.

상부 전극(105)과 하부 전극(103)은 투명 전극의 역할을 하는 SnO2로 형성하고, 굴절률 변화 물질층(104)은 LiNbO3, BaTiO3 등의 크리스탈 계열의 모제를 사용하여 형성하며, 상부 전극(105)과 하부 전극(103) 및 굴절률 변화 물질층(104)에 의해서도 기록 물질층(102)이 보호되므로 보호층(106)은 생략될 수도 있다.The upper electrode 105 and the lower electrode 103 are formed of SnO 2 serving as a transparent electrode, and the refractive index change material layer 104 is formed using a crystalline base material such as LiNbO 3, BaTiO 3, and the upper electrode 105. ), The protective layer 106 may be omitted because the recording material layer 102 is also protected by the lower electrode 103 and the refractive index change material layer 104.

이와 같이 구성된 홀로그래픽 기록 매체는 종래 기술에서 설명한 바와 같은 통상의 홀로그래픽 기록/재생 장치를 이용하여 홀로그래픽 데이터를 기록 및 재생할 수 있다. 즉 기록시 이용한 기준광 파장을 갖는 재생 기준광을 기록시 이용한 기준광 입사 각도로 기록 매체에 입사시키면 기록 물질층(102)에서 회절된 재생 신호광이 광 검출부에 의해 검출되는 것이다.The holographic recording medium configured as described above can record and reproduce holographic data using a conventional holographic recording / reproducing apparatus as described in the prior art. That is, when the reproduction reference light having the reference light wavelength used for recording is incident on the recording medium at the reference light incident angle used for recording, the reproduction signal light diffracted by the recording material layer 102 is detected by the light detector.

여기서, 재생시 이용되는 재생 기준광이 기록시 이용한 기준광의 파장과 다를 경우에는 상부 전극(105)과 하부 전극(103)에 전압을 인가함과 아울러 인가 전압의 레벨을 변화시켜서 굴절률 변화 물질층(104)의 굴절률을 조정한다.If the reproduction reference light used for reproduction differs from the wavelength of the reference light used for recording, the refractive index change material layer 104 is applied by applying a voltage to the upper electrode 105 and the lower electrode 103 and changing the level of the applied voltage. ), The refractive index is adjusted.

(단, n은 변화된 굴절률, n_o는 원래의 굴절률,

_eff는 일렉트로 옵틱 계수(electro-optic-coefficient), E는 전압차)(Where n is the changed refractive index, n _o is the original refractive index,

_eff is the electro-optic-coefficient and E is the voltage difference

위 수학식 2에서 알 수 있듯이 상부 전극(105)과 하부 전극(103)의 전압차를 변화시키면 굴절률 변화 물질층(104)의 굴절률이 변화되는 것이다.As can be seen in Equation 2, when the voltage difference between the upper electrode 105 and the lower electrode 103 is changed, the refractive index of the refractive index change material layer 104 is changed.

따라서, 굴절률 변화 물질층(104)의 굴절률이 변화됨에 따라 재생시의 재생 신호광은 그 하부에 배치된 기록 물질층(102)으로의 입사각이 변화되며, 이로서 재생 신호광의 파장이 기록시 이용된 기준광의 파장과 다른 경우에도 브래그 미스매치의 유발을 방지할 수 있다.Accordingly, as the refractive index of the refractive index change material layer 104 is changed, the incident angle of the reproduction signal light at the time of reproduction is changed to the recording material layer 102 disposed thereunder, whereby the wavelength of the reproduction signal light is the value of the reference light used at the time of recording. If the wavelength is different, it can prevent the Bragg mismatch.

상기에서는 본 발명의 일 실시예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.In the above description, but limited to one embodiment of the present invention, it is obvious that the technology of the present invention can be easily modified by those skilled in the art. Such modified embodiments should be included in the technical spirit described in the claims of the present invention.

전술한 바와 같이 본 발명의 홀로그래픽 기록 매체는 인가 전압의 변화에 따라 굴절률이 변화되는 굴절률 변화 물질층을 기록 물질층의 상부에 형성함으로써 파장 변화에 대응되게 입사각을 쉽게 변화시켜 파장 변화를 보정함으로써, 재생 신호광의 파장이 기록시에 이용된 기준광의 파장과 다른 경우에도 브래그 조건의 미스매치가 발생하지 않도록 하는 등 다파장 재생이 가능한 효과가 있다.As described above, the holographic recording medium of the present invention forms a refractive index change material layer on the upper portion of the recording material layer in which the refractive index changes according to the change in the applied voltage, thereby easily changing the incident angle corresponding to the wavelength change to correct the wavelength change. Even if the wavelength of the reproduction signal light is different from the wavelength of the reference light used at the time of recording, there is an effect capable of multi-wavelength reproduction such that no mismatch of Bragg conditions occurs.

Claims

A recording material layer formed on the substrate to record the holographic data;

A transparent lower electrode formed on the recording material layer;

A transparent upper electrode formed on the lower electrode and receiving a voltage together with the lower electrode;

The lower electrode and the upper electrode are formed between the lower electrode and the upper electrode when the wavelength of the signal light for reproducing the holographic data is changed from the wavelength of the reference light used at the time of recording the holographic data. A refractive index change material layer in which a refractive index is changed in accordance with an applied voltage to change an incident angle of the signal light into the recording material layer corresponding to the change of the wavelength.

Holographic recording medium comprising a.

The method of claim 1,

The recording medium further comprises a transparent protective layer formed on the upper electrode to impart durability.

The method according to claim 1 or 2,

And the upper electrode or the lower electrode is formed of SnO 2 serving as a transparent electrode.

The method according to claim 1 or 2,

And the refractive index change material layer is formed using any one of a crystalline base agent of LiNbO3 and BaTiO3.