KR100588940B1 - Holographic data recoding apparatus and method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 홀로그래픽 데이터 기록 장치 및 방법에 관한 것으로서, 개시된 기록 장치는 기록매체의 기록 물질층에 기록하고자 하는 데이터 패턴의 신호광을 조사하는 신호광 패터닝 수단과, 교번하여 소정 각도로 입사되는 제 1, 2 기준광을 실린드리컬 반사면을 통해 기록 물질층으로 반사시켜 신호광과 제 1 기준광 또는 제 2 기준광과의 간섭 패턴에 의해 데이터를 기록하는 실린드리컬 광학체와, 실린드리컬 광학체에 입사되는 제 1, 2 기준광의 각도를 조절하는 입사각 조절 수단을 포함하며, 홀로그래픽 저장매체에 데이터를 기록함에 있어서 실린드리컬 미러를 이용하여 각도 멀티플렉싱 방식으로 데이터를 중첩 기록함으로써 여러 개의 코니컬 미러를 이용하는 종래 기술보다 코스트가 감소되고 코니컬 미러를 교체하거나 새로이 정렬할 필요가 없으므로 데이터 기록 속도가 향상되는 이점이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a holographic data recording apparatus and method, the disclosed recording apparatus comprising: signal light patterning means for irradiating signal light of a data pattern to be recorded on a recording material layer of a recording medium; 2 a cylindrical optical body for reflecting the reference light to the recording material layer through the cylindrical reflective surface and recording data by an interference pattern between the signal light and the first reference light or the second reference light, Incident angle adjusting means for adjusting the angle of the first and second reference light, and recording the data on the holographic storage medium using a plurality of conical mirrors by superimposing the data by angular multiplexing method using the cylindrical mirror Reduced cost compared to the prior art and eliminates the need to replace or realign conical mirrors Since there is an advantage that improves the data writing speed.
Description
도 1은 종래 기술에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 방식을 개략적으로 나타낸 도면,1 is a view schematically showing a holographic data recording method according to the prior art;
도 2는 종래 기술에 의한 홀로그래픽 데이터 기록 장치의 구성을 보인 도면,2 is a diagram showing the configuration of a holographic data recording apparatus according to the prior art;
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 방식을 개략적으로 나타낸 도면,3 is a diagram schematically showing a holographic data recording method according to a first embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 실린드리컬 광학체의 입사빔과 반사빔의 광경로를 보인 도면,4 is a view showing optical paths of an incident beam and a reflected beam of a cylindrical optical body according to the first embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 실린드리컬 광학체에서 경계면의 반사 특성을 보인 도면,5 is a view showing the reflection characteristics of the interface in the cylindrical optical body according to the first embodiment of the present invention,
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 장치의 구성을 보인 도면,6 is a diagram showing the configuration of a holographic data recording apparatus according to a first embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 방식을 개략적으로 나타낸 도면,7 is a view schematically showing a holographic data recording method according to a second embodiment of the present invention;
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 실린드리컬 광학체의 입사빔과 반사빔의 광경로를 보인 도면,8A and 8B illustrate optical paths of an incident beam and a reflected beam of a cylindrical optical body according to a second embodiment of the present invention;
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 장치의 구성을 보인 도면.9 is a diagram showing the configuration of a holographic data recording apparatus according to a second embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
104 : 빔 스플리터 106, 112, 114, 118, : 미러104:
108, 116 : 각도 조절부 110, 118 : 사각 슬롯108, 116:
102, 210 : 실린드리컬 광학체 102a, 102b, 212, 214 : 실린드리컬 미러102, 210: cylindrical
216 : 비반사판 220 : 위치 조절부216: non-reflective plate 220: position adjusting unit
230, 240 : 셔터230, 240: Shutter
본 발명은 홀로그래픽 데이터 기록 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 홀로그래픽 저장매체에 데이터를 기록함에 있어서 실린드리컬 광학체를 이용한 각도 멀티플렉싱 방식으로 데이터를 중첩 기록하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for recording holographic data, and more particularly, to an apparatus and method for overlapping recording of data by an angular multiplexing method using cylindrical optics in recording data on a holographic storage medium. .
정보 산업이 발달함에 따라 정보를 저장하는 장치의 대용량화, 처리 속도의 고속화가 요구된다. 현재 데이터 저장용 기록매체의 대용량 및 고속 처리를 위해 광 디스크에 수∼수백 Gbytes를 저장할 수 있는 홀로그래픽 기록매체에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행 중에 있다. 이러한 홀로그래픽 기록매체는 CD, DVD 등과 유사한 광 디스크의 한 비트에 대량의 정보를 저장할 수 있으며 저장된 데이터를 병 렬로 처리하기 때문에 데이터 입출력 속도가 빠르다. 이러한 이점 때문에 홀로그래픽 기록매체는 차세대 대용량 정보 저장장치로 각광을 받고 있다.As the information industry develops, a large capacity of a device for storing information and a high speed of processing are required. Currently, research and development of holographic recording media capable of storing hundreds to hundreds of Gbytes on optical disks are being actively conducted for large-capacity and high-speed processing of data storage media. Such a holographic recording medium can store a large amount of information in one bit of an optical disk similar to a CD, DVD, etc., and has a high data input / output speed because the stored data is processed in parallel. Because of these advantages, holographic recording media are in the spotlight as the next generation of mass information storage.
도 1은 종래 기술에 따른 디스크형의 홀로그래픽 기록매체에 데이터를 기록하는 방식을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 홀로그래픽의 광 기록매체인 디스크(50) 상부에 데이터 마스크(data mask)(48)를 배치하며, 디스크(50)의 하부에 코니컬 미러(conical mirror)(32)를 배치한다. 기록시, 데이터 마스크(48) 상부에 신호광(signal beam)이 입사되면, 이 신호광은 데이터 마스크(48)의 홀 형태의 비트 패턴(bit pattern)(49)을 통과하여 디스크(50)에 조사된다. 이와 동시에 디스크(50) 하부에 기준광(reference beam)이 입사되면, 기준광은 코니컬 미러(32)의 경사면을 통해 모두 일정한 각도로 반사되어 디스크(50)의 반지름 방향으로 조사된다. 이 신호광과 기준광이 디스크(50)내 기록 물질층에서 만나서 데이터 마스크(48)의 비트 패턴에 따른 홀로그래픽 데이터가 기록된다.1 is a view schematically showing a method of recording data on a disc-shaped holographic recording medium according to the prior art. Referring to FIG. 1, a
이와 같은 홀로그래픽 기록 방식에서는 경사 각도가 다른 코니컬 미러를 사용하면 디스크(50)에 각도 멀티플렉싱 방식으로 새로운 홀로그래픽 데이터를 중첩 기록할 수 있다.In such a holographic recording method, when conical mirrors having different inclination angles are used, new holographic data can be superimposed on the
도 2는 종래 기술에 의한 홀로그래픽 데이터 기록 장치의 구성을 보인 도면이다. 도 2를 참조하면, 종래 홀로그래픽 데이터 기록 장치는 광원(10), 미러들(14, 28, 34, 40), 빔 스플리터(beam spliter)(22), 코니컬 미러(32), 데이터 마스크(48), 광 기록매체인 디스크(50)로 구성된다. 여기서 12는 셔터, 16, 24, 36은 HWP(Half Wave Plate), 18, 30, 42는 공간 필터, 20은 확대 렌즈를 나타낸다. 26, 38은 편광기, 그리고 44는 확대 렌즈를 나타낸다.2 is a diagram showing the configuration of a holographic data recording apparatus according to the prior art. Referring to FIG. 2, a conventional holographic data recording apparatus includes a
광원(10)의 레이저광은 한 가지 타입의 선형 편광(linear polarization)으로서, 예를 들면 P형이나 S형의 편광 특성을 갖으며 빔 스플리터(22)를 통해 두 개의 광 경로(S1, S2)로 분리된다.The laser light of the
S1의 신호광 경로는 미러(34)를 통해 반사된 신호광이 HWP(36) 및 편광기(38)를 순차적으로 경유하여 미러(40)에서 반사된 후에 다시 공간 필터(42)에 입사된다. 공간 필터(42)는 광 강도가 분균일한 신호광이 균일한 가우시안 분포의 광 강도를 갖도록 한다. 공간 필터(42)를 투과한 신호광은 확대 렌즈(44)를 통해 기 설정된 크기로 확대되고 데이터 마스크(48)의 비트 패턴을 통해 광 기록매체인 디스크(50)에 조사된다.The signal light path of S1 is incident on the
그리고, S2의 기준광 경로는 HWP(24) 및 편광기(26)를 순차적으로 경유한 기준광이 미러(28)를 통해 반사되고 공간 필터(30)로 입사하며, 공간 필터(30)는 광 강도가 분균일한 기준광이 균일한 가우시안 분포의 광 강도를 갖도록 한다. 공간 필터(30)를 투과한 기준광은 코니컬 미러(32)에 조사되고 코니컬 미러(32)의 경사면을 통해 일정한 각도로 반사되어 디스크(50)에 조사된다. 이때 디스크(50)에 조사되는 신호광 및 기준광은 동일한 편광 타입이어야만 간섭을 일으킨다. 예를 들어, 신호광이 S형 편광일 경우 기준광도 S형 편광이어야만 한다.In the reference light path of S2, the reference light passing through the
한편, 이러한 홀로그래픽 데이터 기록 장치에서는 도 1에 대한 설명에서 기술한 바와 같이 경사 각도가 다른 코니컬 미러를 사용하면 디스크에 각도 멀티플렉싱 방식으로 새로운 홀로그래픽 데이터를 중첩 기록할 수 있다. 즉 특정 각도의 코 니컬 미러(32)를 대신하여 새로운 각도의 코니컬 미러를 배치하면 디스크(50)에 입사되는 기준광의 각도가 변화되어 신호광과의 간섭 패턴에 의해 새로운 홀로그래픽 데이터가 중첩 기록되는 것이다.On the other hand, in such a holographic data recording apparatus, as described in the description of FIG. 1, when a conical mirror having a different inclination angle is used, new holographic data can be superimposed on the disc by an angular multiplexing method. That is, when the conical mirror of a new angle is placed in place of the
그러나, 종래에는 디스크에 기준광의 특정 각도로 입사시키기 위하여 특정 각도의 코니컬 미러를 사용함에 따라 각도 멀티플렉싱을 하기 위해서는 필요한 각도 수와 동일한 개수의 코니컬 미러가 필요하였다. 또한 한 각도에서 데이터를 기록한 후 다른 각도에서 데이터를 기록하기 위해서는 코니컬 미러를 교체하고 정렬하는 복잡한 과정이 필수적으로 요구된다.However, in the related art, as the conical mirror of a specific angle is used to enter the disc at a specific angle of the reference light, the number of conical mirrors equal to the required number of angles is required for angular multiplexing. In addition, a complicated process of replacing and aligning conical mirrors is essential to recording data at one angle and then recording data at another angle.
따라서, 고가의 코니컬 미러가 많이 요구되므로 홀로그래픽 데이터 기록 장치의 코스트가 증가되었으며, 코니컬 미러의 교체 및 정렬 작업은 홀로그래픽 데이터의 기록 속도를 저하시켜 특히 홀로그래픽 롬(ROM) 디스크의 제작 속도를 저하시키는 문제점이 있었다.Therefore, the cost of the holographic data recording apparatus has been increased due to the high demand for expensive conical mirrors, and the replacement and alignment of the conical mirrors reduces the recording speed of the holographic data, in particular, the production of holographic ROM discs. There was a problem of slowing down the speed.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 홀로그래픽 저장매체에 데이터를 기록함에 있어서 실린드리컬 미러에 의해 반사면이 형성된 실린드리컬 광학체를 이용하여 각도 멀티플렉싱 방식으로 데이터를 중첩 기록함으로써 코스트는 감소시키고 데이터 기록 속도는 향상시키는 데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems of the prior art, and in writing data to a holographic storage medium, the data is angularly multiplexed using a cylindrical optical body having a reflective surface formed by a cylindrical mirror. The purpose is to reduce the cost and improve the data writing speed by overwriting the data.
본 발명의 다른 목적은 실린드리컬 광학체에 입사되는 기준광의 각도를 변화시켜서 각도 멀티플렉싱 방식으로 데이터를 중첩 기록하는 방법을 제공하는 데 있 다.Another object of the present invention is to provide a method of superimposing data by an angle multiplexing method by changing the angle of reference light incident on a cylindrical optical body.
이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지로서 홀로그래픽 데이터 기록 장치는, 기록매체의 기록 물질층에 기록하고자 하는 데이터 패턴의 신호광을 조사하는 신호광 패터닝 수단과, 교번하여 소정 각도로 입사되는 제 1, 2 기준광을 실린드리컬 반사면을 통해 기록 물질층으로 반사시켜 신호광과 제 1 기준광 또는 제 2 기준광과의 간섭 패턴에 의해 데이터를 기록하는 실린드리컬 광학체와, 실린드리컬 광학체에 입사되는 제 1, 2 기준광의 각도를 조절하는 입사각 조절 수단을 포함한다.As a first aspect of the present invention for achieving these objects, a holographic data recording apparatus comprises: a signal light patterning means for irradiating a signal light of a data pattern to be recorded on a recording material layer of a recording medium; Cylindrical optics for reflecting the first and second reference light to the recording material layer through the cylindrical reflective surface and recording data by an interference pattern between the signal light and the first reference light or the second reference light, and the cylindrical optical body. Incident angle adjusting means for adjusting the angle of the incident first and second reference light.
본 발명의 제 2 견지로서 홀로그래픽 데이터 기록 장치는, 기록매체의 기록 물질층에 기록하고자 하는 데이터 패턴의 신호광을 조사하는 신호광 패터닝 수단과, 교번하여 소정 각도로 입사되는 제 1, 2 기준광을 기록매체의 중심축이 원의 중심에 위치한 반원형 광단면을 가지는 테이퍼형 빔으로 각각 형성하여 기록 물질층으로 조사하는 테이퍼형 빔 형성 수단과, 테이퍼형 빔 형성 수단에 입사되는 제 1, 2 기준광의 각도를 조절하는 입사각 조절 수단을 포함한다.According to a second aspect of the present invention, a holographic data recording apparatus records signal light patterning means for irradiating signal light of a data pattern to be recorded on a recording material layer of a recording medium, and alternately records first and second reference light incident at predetermined angles. Tapered beam forming means each formed by a tapered beam having a semicircular optical cross section located at the center of the circle and irradiated onto the recording material layer, and angles of the first and second reference light incident on the tapered beam forming means. It includes an incident angle adjusting means for adjusting the.
본 발명의 제 3 견지로서 홀로그래픽 기록매체에 기록하고자 하는 데이터 패턴을 갖는 신호광과 이에 대응하는 기준광을 간섭시켜 홀로그래픽 데이터를 기록하는 방법은, 실린드리컬 반사면을 갖는 실린드리컬 광학체에 제 1, 2 기준광을 교번하여 소정 각도로 입사시켜 반사면에 의해 반사된 제 1 기준광 또는 제 2 기준광이 기록매체의 기록 물질층에서 신호광과 만나서 간섭 패턴에 의해 데이터가 기록되게 하는 단계와, 실린드리컬 광학체에 입사되는 제 1, 2 기준광의 입사각을 조절하여 실린드리컬 광학체에 의한 제 1 기준광 또는 제 2 기준광의 반사각을 변화시켜 기록 물질층에서 제 1 기준광 또는 제 2 기준광과 신호광과의 간섭 패턴에 의해 새로운 데이터가 중첩 기록되게 하는 단계를 포함한다.According to a third aspect of the present invention, a method of recording holographic data by interfering a signal light having a data pattern to be recorded on a holographic recording medium and a reference light corresponding thereto is provided in a cylindrical optical body having a cylindrical reflective surface. Alternating incident of the first and second reference lights so that the first reference light or the second reference light reflected by the reflecting surface meets the signal light in the recording material layer of the recording medium so that the data is recorded by the interference pattern; By adjusting the angle of incidence of the first and second reference light incident on the optical lens, the angle of reflection of the first or second reference light by the cylindrical optical body is changed so that the first reference light or the second reference light and the signal light Causing the new data to be overwritten by the interference pattern of?.
본 발명의 제 4 견지로서 홀로그래픽 기록매체에 기록하고자 하는 데이터 패턴을 갖는 신호광과 이에 대응하는 기준광을 간섭시켜 홀로그래픽 데이터를 기록하는 방법은, 광원으로부터 제공되는 제 1 기준광과 제 2 기준광을 광학체를 중심으로 하여 상호 대칭하는 방향으로 각각 정렬시키는 단계와, 대칭 방향으로 각각 정렬된 제 1 및 제 2 기준광을 광학체에 교번으로 입사시켜 광학체에 의해 기 설정된 상호 대칭 각도로 기록매체에 조사시키는 단계를 포함한다.According to a fourth aspect of the present invention, a method of recording holographic data by interfering a signal light having a data pattern to be recorded on a holographic recording medium and a reference light corresponding thereto, comprises optically detecting a first reference light and a second reference light provided from a light source. Aligning each other in a symmetrical direction with respect to the body, and irradiating the recording medium at a mutually symmetrical angle set by the optical body by alternately injecting the first and second reference lights aligned in the symmetrical direction, respectively, into the optical body. It comprises the step of.
본 발명의 제 5 견지로서 홀로그래픽 기록매체에 기록하고자 하는 데이터 패턴을 갖는 신호광과 이에 대응하는 기준광을 간섭시켜 홀로그래픽 데이터를 기록하는 방법은, 광원으로부터 제공되는 기준광을 N(단, N은 자연수)개의 서브 기준광으로 각각 분기시키는 단계와, 분기된 각 서브 기준광이 광학체의 중심축을 향하도록 각각 정렬시키는 단계와, 각각 정렬된 서브 기준광을 광학체에 순차로 입사시켜 광학체를 중심으로 한 기 설정된 방사 각도로 기록매체에 조사시키는 단계를 포함한다.In a fifth aspect of the present invention, a method of recording holographic data by interfering a signal light having a data pattern to be recorded on a holographic recording medium and a reference light corresponding thereto includes N (where N is a natural number). Dividing each of the sub-reference light into a plurality of sub-reference light beams, aligning the divided sub-reference light beams toward the central axis of the optical body, and sequentially injecting the aligned sub-reference light beams into the optical body. Irradiating the recording medium at a set radiation angle.
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 것은 아니다.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.
<제 1 실시예><First Embodiment>
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 방식을 개략적으로 나타낸 도면으로서 도 1의 구성 요소들과 동일한 구성 요소들은 동일한 참조부호를 명기하였다. 도 3을 참조하면, 홀로그래픽의 광 기록매체인 원형 디스크(50) 상부에 기록하고자 하는 데이터 패턴의 신호광이 조사되도록 하는 신호광 패터닝 수단인 데이터 마스크(48)를 배치하며, 디스크(50)의 하부에 실린드리컬 미러(102a, 102b)에 의해 반사면이 형성된 실린드리컬 광학체(102)를 배치한다. 실린드리컬 광학체(102)는 도 4에 나타낸 바와 같이 각각 180도의 반사면을 갖는 2개의 실린드리컬 미러(102a, 102b)를 맞붙여서 360도의 반사면을 갖는 실린드리컬 미러(102a, 102b)의 초점(A)이 디스크(50)의 중심축 상에 위치하도록 배치한다.FIG. 3 is a view schematically showing a holographic data recording method according to a first embodiment of the present invention, and the same components as those of FIG. 1 have the same reference numerals. Referring to FIG. 3, a
이와 같은 홀로그래픽 데이터 기록 방식에 의해 디스크(50)에 데이터가 기록되는 과정을 살펴보면, 먼저 데이터 마스크(48) 상부에 신호광이 입사되면, 이 신호광은 데이터 마스크(48)의 홀 형태의 비트 패턴(49)을 통과하여 디스크(50)에 조사된다. 여기서 제 1 기준광을 실린드리컬 광학체(102)에 소정 각도로 입사시키면 제 1 기준광이 실린드리컬 미러(102a)에 의해 소정 각도로 반사되어 디스크(50)의 반지름 방향으로 조사된다. 이때 제 1 기준광은 실린드리컬 미러(102a)의 반사 조건에 의해 평행하게 입사되는 빔은 항상 초점(A) 위치에서 뻗어 나가기 때문에 디스크(50) 위에서 관찰할 경우에 제 1 기준광은 항상 디스크(50)의 중심에서 뻗어나가서 초점(A)을 중심으로 180도로 방사된다. 여기서 실린드리컬 미러(102a)에서 디스크(50)로 입사되는 제 1 기준광은 실린드리컬 반사면이 원의 중심에 위치한 반원형 광단면을 가지면서 외형은 테이퍼 형태를 가지는 빔이다. 이로써, 디스크(50)를 실린드리컬 미러(102a)와 실린드리컬 미러(102b)의 접촉 경계선과 평행하는 지름을 기준으로 제 1 기록영역과 제 2 기록영역으로 나눌 때에 제 1 기준광과 신호광이 디스크(50)의 제 1 기록영역내 기록 물질층에서 만나서 데이터 마스크(48)의 비트 패턴에 따른 홀로그래픽 데이터가 기록된다.Referring to a process in which data is recorded on the
다음으로, 제 1 기준광을 차단한 후 실린드리컬 광학체(102)에 제 2 기준광을 입사시키되 제 1 기준광이 입사되던 방향에 대칭하는 방향에서 동일한 입사각으로 입사시키면 제 2 기준광은 실린드리컬 미러(102b)에 의해 제 1 기준광이 반사되던 방향에 대칭하는 방향으로 동일한 반사각도로 반사되어 디스크(50)의 반지름 방향으로 조사된다. 이때 제 2 기준광은 초점(A)을 중심으로 180도로 방사되며, 실린드리컬 미러(102b)에서 디스크(50)로 입사되는 제 2 기준광은 실린드리컬 반사면이 원의 중심에 위치한 반원형 광단면을 가지면서 외형은 테이퍼 형태를 가지는 빔이다. 이로써, 디스크(50)를 실린드리컬 미러(102a)와 실린드리컬 미러(102b)의 접촉 경계선과 평행하는 지름을 기준으로 제 1 기록영역과 제 2 기록영역으로 나눌 때에 제 2 기준광과 신호광이 디스크(50)의 제 2 기록영역내 기록 물질층에서 만나서 데이터 마스크(48)의 비트 패턴에 따른 홀로그래픽 데이터가 기록된다.Next, when the second reference light is incident on the cylindrical
이와 같은 본 발명의 홀로그래픽 기록 방식에서 실린드리컬 광학체(102)에 제 1 기준광과 제 2 기준광을 교번하여 입사시키면서 그 입사각을 변경하면 디스크(50)로 조사되는 제 1 기준광과 제 2 기준광의 반사각이 변경되어 디스크(50)에 각도 멀티플렉싱 방식으로 새로운 홀로그래픽 데이터를 중첩 기록할 수 있다.In the holographic recording method of the present invention, the first reference light and the second reference light irradiated onto the
한편, 본 발명에서 실린드리컬 광학체(102)에 제 1 기준광과 제 2 기준광을 교번으로 입사시키는 것은 도 5에 나타낸 바와 같이 제 1 기준광과 제 2 기준광을 동시에 입사시킬 때에 실린드리컬 미러(102a)와 실린드리컬 미러(102b)의 접촉 경계에서 산란광이 발생할 수 있기 때문이다.On the other hand, in the present invention, the alternating incidence of the first reference light and the second reference light into the cylindrical
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 장치의 구성을 보인 도면으로서 도 2의 구성 요소들과 동일한 구성 요소들은 동일한 참조부호를 명기하였다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 홀로그래픽 데이터 기록 장치는 광원(10), 미러들(14, 34, 40, 106, 112, 114), 광 분리 수단인 빔 스플리터(22, 104), 실린드리컬 광학체(102), 사각빔 형성 수단인 사각 슬롯(110, 118), 제 1 각도 조절부(108), 제 2 각도 조절부(116), 데이터 마스크(48), 광 기록매체인 디스크(50)로 구성된다. 여기서 12, 230, 240은 셔터, 16, 24, 36은 HWP, 18, 30, 42는 공간 필터, 20은 확대 렌즈를 나타낸다. 26, 38은 편광기, 그리고 44는 확대 렌즈를 나타낸다.FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a holographic data recording apparatus according to a first embodiment of the present invention, in which the same components as those of FIG. 2 have the same reference numerals. Referring to FIG. 6, the holographic data recording apparatus of the present invention includes a
광원(10)의 레이저광은 한 가지 타입의 선형 편광으로서, 예를 들면 P형이나 S형의 편광 특성을 갖으며 빔 스플리터(22)를 통해 두 개의 광 경로(S1, S2)로 분리되며, S2의 광 경로는 빔 스플리터(104)를 통해 다시 두 개의 광 경로(S21, S22)로 분리된다.The laser light of the
S1의 신호광 경로는 미러(34)를 통해 반사된 신호광이 HWP(36) 및 편광기(38)를 순차적으로 경유하여 미러(40)에 전달된 후에 다시 공간 필터(42)로 투과된다. 공간 필터(42)는 광 강도가 분균일한 신호광이 균일한 가우시안 분포의 광 강도를 갖도록 한다. 공간 필터(42)를 투과한 신호광은 확대 렌즈(44)를 통해 기 설정된 크기로 확대되고 데이터 마스크(48)의 비트 패턴을 통해 광 기록매체인 디스크(50)에 조사된다.The signal light path of S1 is transmitted to the
그리고, S2의 기준광 경로는 HWP(24) 및 편광기(26)를 순차적으로 경유한 기준광이 공간 필터(30)로 입사된다. 공간 필터(30)는 광 강도가 분균일한 기준광이 균일한 가우시안 분포의 광 강도를 갖도록 한다. 공간 필터(30)를 투과한 기준광은 빔 스플리터(104)를 통해 다시 두 개의 광 경로(S21, S22)로 분리된다.In the reference light path of S2, the reference light passing through the
S21의 제 1 기준광 경로는 제 1 기준광이 셔터(230)에 의해 차단 또는 투과되며, 셔터(230)를 투과한 제 1 기준광은 사각 슬롯(110)을 통과하면서 사각빔으로 필터링된 후 미러(106)를 통해 반사되어 실린드리컬 광학체(102)에 입사되며, 실린드리컬 광학체(102)에 의해 입사각과 동일한 각도로 반사된 제 1 기준광이 디스크(50)에 조사된다.In the first reference light path of S21, the first reference light is blocked or transmitted by the
S22의 제 2 기준광 경로는 제 2 기준광이 셔터(240)에 의해 차단 또는 투과되며, 셔터(240)를 투과한 제 2 기준광은 미러(112)에 의해 반사되어 사각 슬롯(118)을 통과하면서 사각빔으로 필터링된 후 미러(114)에 의해 반사되어 실린드리컬 광학체(102)에 입사되며, 실린드리컬 광학체(102)에 의해 입사각과 동일한 각도로 반사된 제 2 기준광이 디스크(50)에 조사된다.In the second reference light path of S22, the second reference light is blocked or transmitted by the
디스크(50)에 조사되는 신호광 및 제 1, 제 2 기준광은 동일한 편광 타입이 어야만 간섭을 일으킨다. 예를 들어, 신호광이 S형 편광일 경우 기준광도 S형 편광이어야만 한다. 아울러 도 3을 통해 설명한 바와 같이 제 1 기준광과 제 2 기준광은 서로 대칭하는 방향에서 동일한 입사각으로 실린드리컬 광학체(102)에 입사되며, 실린드리컬 광학체(102)에 의해 서로 대칭하는 방향으로 동일한 각도로 반사되어 디스크(50)의 반지름 방향으로 조사된다.The signal light irradiated onto the
제 1 기준광 경로(S21)와 제 2 기준광 경로(S22)에 각각 배치된 미러(106, 114)에서 실린드리컬 광학체(102)를 바라볼 때에 원근을 배제하면 그 형상은 사각형으로 나타난다. 따라서 최초 원형의 제 1 기준광과 제 2 기준광을 각각 사각 슬롯(110, 118)을 통해 필터링하여 사각빔으로 형성함과 아울러 빔 크기(가로×세로)를 실린드리컬 광학체(102)의 크기(폭×높이)와 동일하게 맞춰줄 필요가 있다. 이는 실린드리컬 광학체(102)의 외곽으로 제 1, 2 기준광의 벗어날 경우에 디스크(50)에서 요망하지 않은 간섭이 발생할 수 있기 때문이다.When the perspective is excluded when looking at the cylindrical
본 발명의 홀로그래픽 데이터 기록 장치에서는 도 3에 대한 설명에서 기술한 바와 같이 제 1 기준광 경로(S21)와 제 2 기준광 경로(S22)에 각각 배치된 셔터(230, 240)를 교번하여 투과 작동시켜서 실린드리컬 광학체(102)에 제 1 기준광과 제 2 기준광을 교번하여 입사시키면서 미러(106, 114)의 배치 각도(반사 각도)를 조절하면 디스크(50)로 입사되는 제 1 기준광과 제 2 기준광의 각도가 변경되므로 디스크(50)에 각도 멀티플렉싱 방식으로 새로운 홀로그래픽 데이터를 중첩 기록할 수 있다. 즉 실린드리컬 광학체(102)에 입사되는 제 1, 2 기준광의 입사각을 조절하기 위한 수단인 제 1 각도 조절부(108) 및 제 2 각도 조절부(116)에 의해 미러(106, 114)의 배치 각도가 조절되면 실린드리컬 광학체(102)에 입사되는 제 1 기준광과 제 2 기준광의 입사각이 변화되므로 실린드리컬 광학체(102)에 의한 제 1 기준광과 제 2 기준광의 반사각이 변화되므로 디스크(50)에 입사되는 제 1 기준광과 제 2 기준광의 각도가 변화되어 신호광과의 간섭 패턴에 의해 새로운 홀로그래픽 데이터가 중첩 기록되는 것이다. 즉 디스크(50)에 새로운 신호광이 입사될 때마다 실린드리컬 광학체(102)를 중심축으로 한 제 1 기준광과 제 2 기준광의 입사각도를 재정렬한다. 여기서 제 1, 제 2 각도 조절부(108, 116)를 통해 두 개의 미러(106, 114)를 항상 서로 대칭하는 배치 각도로 조절하여야 할 것이다.In the holographic data recording apparatus of the present invention, as described in the description of FIG. 3, the
<제 2 실시예>Second Embodiment
전술한 제 1 실시예에서는 실린드리컬 광학체(102)를 제작함에 있어서 2개의 실린드리컬 미러(102a, 102b)를 맞붙여서 실린드리컬 광학체(102)의 초점(A)이 디스크(50)의 중심축 상에 위치하도록 배치하였다. 여기서 2개의 실린드리컬 미러(102a, 102b)를 맞붙이기 위해서는 높은 가공 정밀도가 요구되며, 실린드리컬 미러(102a, 102b)가 서로 조금만 어긋나더라도 도 5에 나타낸 바와 같이 실린드리컬 미러(102a)와 실린드리컬 미러(102b)의 접촉 경계에서 산란광이 발생할 수 있다. 이하의 제 2 실시예에서는 실린드리컬 광학체를 구성하는 실린드리컬 미러 사이에 일정 두께의 비반사판을 덧대어 그 가공을 용이하게 함과 아울러 실린드리컬 미러간의 접촉 경계에서 산란광이 발생되지 않도록 한다.In the first embodiment, the focal point A of the cylindrical
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 방식을 개략적으로 나타낸 도면으로서 도 3의 구성 요소들과 동일한 구성 요소들은 동일한 참 조부호를 명기하였다. 도 7을 참조하면, 홀로그래픽의 광 기록매체인 원형 디스크(50) 상부에 기록하고자 하는 데이터 패턴의 신호광이 조사되도록 하는 신호광 패터닝 수단인 데이터 마스크(48)를 배치하며, 디스크(50)의 하부에 실린드리컬 미러(212, 214)에 의해 반사면이 형성된 실린드리컬 광학체(210)를 배치한다.FIG. 7 is a view schematically showing a holographic data recording method according to a second embodiment of the present invention, in which the same components as those of FIG. 3 have the same reference numerals. Referring to FIG. 7, a
실린드리컬 광학체(210)의 구성을 도 8a 및 도 8b를 참조하여 살펴보면, 일정 두께의 비반사판(216)을 사이에 두고 2개의 실린드리컬 미러(212, 214)를 맞붙여서 실린드리컬 미러(212)의 초점(B)과 실린드리컬 미러(214)의 초점(C)이 소정 이격거리(d)를 갖도록 배치한다.8A and 8B, the configuration of the cylindrical
이와 같은 본 발명의 제 2 실시예에 의해 디스크(50)에 데이터가 기록되는 과정을 살펴보면, 먼저 데이터 마스크(48) 상부에 신호광이 입사되면, 이 신호광은 데이터 마스크(48)의 홀 형태의 비트 패턴(49)을 통과하여 디스크(50)에 조사된다. 여기서 실린드리컬 미러(212)의 초점(B)이 디스크(50)의 중심축 상에 위치하도록 실린드리컬 광학체(210)를 배치한 상태에서 실린드리컬 미러(212)에 제 1 기준광을 소정 각도로 입사시키면 도 8a에 나타낸 바와 같이 제 1 기준광이 실린드리컬 미러(212)에 의해 소정 각도로 반사되어 디스크(50)의 반지름 방향으로 조사된다. 이때 제 1 기준광은 실린드리컬 미러(212)의 반사 조건에 의해 평행하게 입사되는 빔은 항상 초점(B) 위치에서 뻗어 나가기 때문에 디스크(50) 위에서 관찰할 경우에 제 1 기준광은 항상 디스크(50)의 중심에서 뻗어나가서 초점(B)을 중심으로 180도로 방사된다. 여기서 실린드리컬 미러(212)에서 디스크(50)로 입사되는 제 1 기준광은 전술한 제 1 실시예처럼 실린드리컬 반사면이 원의 중심에 위치한 반원형 광단면을 가지면서 외형은 테이퍼 형태를 가지는 빔이다. 이로써, 디스크(50)를 비반사판(216)의 배치선과 평행하는 지름을 기준으로 제 1 기록영역과 제 2 기록영역으로 나눌 때에 제 1 기준광과 신호광이 디스크(50)의 제 1 기록영역내 기록 물질층에서 만나서 데이터 마스크(48)의 비트 패턴에 따른 홀로그래픽 데이터가 기록된다.Referring to the process of writing data on the
다음으로, 실린드리컬 미러(212)에 입사되는 제 1 기준광을 차단한 후 실린드리컬 광학체(210)의 위치를 이격거리(d)만큼 변화시켜 실린드리컬 미러(214)의 초점(C)이 디스크(50)의 중심축 상에 위치하도록 배치한 상태에서 실린드리컬 미러(214)에 제 2 기준광을 입사시키되 제 1 기준광이 입사되던 방향에 대칭하는 방향에서 동일한 입사각으로 입사시키면 제 2 기준광은 도 8b에 나타낸 바와 같이 실린드리컬 미러(214)에 의해 제 1 기준광이 반사되던 방향에 대칭하는 방향으로 동일한 반사각도로 반사되어 디스크(50)의 반지름 방향으로 조사된다. 이때 제 2 기준광은 초점(C)을 중심으로 180도로 방사되며, 전술한 제 1 실시예처럼 실린드리컬 반사면이 원의 중심에 위치한 반원형 광단면을 가지면서 외형은 테이퍼 형태를 가지는 빔이다. 이로써 디스크(50)를 비반사판(216)의 배치선과 평행하는 지름을 기준으로 제 1 기록영역과 제 2 기록영역으로 나눌 때에 제 2 기준광과 신호광이 디스크(50)의 제 2 기록영역내 기록 물질층에서 만나서 데이터 마스크(48)의 비트 패턴에 따른 홀로그래픽 데이터가 기록된다.Next, the first reference light incident on the
이와 같은 본 발명의 홀로그래픽 기록 방식에서 실린드리컬 광학체(210)의 초점(B, C) 위치가 디스크(50)의 중심축 상에 교번하여 위치하도록 조절하고, 실린 드리컬 광학체(210)에 제 1 기준광과 제 2 기준광을 교번하여 입사시키면서 그 입사각을 변경하면 디스크(50)로 조사되는 제 1 기준광과 제 2 기준광의 반사각이 변경되어 디스크(50)에 각도 멀티플렉싱 방식으로 새로운 홀로그래픽 데이터를 중첩 기록할 수 있다.In the holographic recording method of the present invention, the focal (B, C) positions of the cylindrical
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 장치의 구성을 보인 도면으로서 도 6의 구성 요소들과 동일한 구성 요소들은 동일한 참조부호를 명기하였다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 장치는 광원(10), 미러들(14, 34, 40, 106, 112, 114), 광 분리 수단인 빔 스플리터(22, 104), 실린드리컬 광학체(210), 사각빔 형성 수단인 사각 슬롯(110, 118), 미러(106)의 배치 각도를 조절하는 제 1 각도 조절부(108), 미러(114)의 배치 각도를 조절하는 제 2 각도 조절부(116), 실린드리컬 광학체(210)의 초점 위치를 조절하는 위치 조절 수단인 위치 조절부(220), 데이터 마스크(48), 광 기록매체인 디스크(50)로 구성된다. 여기서 12, 230, 240은 셔터, 16, 24, 36은 HWP, 18, 30, 42는 공간 필터, 20은 확대 렌즈를 나타낸다. 26, 38은 편광기, 그리고 44는 확대 렌즈를 나타낸다.9 is a diagram showing the configuration of a holographic data recording apparatus according to a second embodiment of the present invention, in which the same components as those in FIG. 6 have the same reference numerals. Referring to FIG. 9, the holographic data recording apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a
이와 같이 구성된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 장치의 신호광 경로(S1)와 제 1 기준광 경로(S21) 및 제 2 기준광 경로(S22)는 도 6을 참조하여 설명한 제 1 실시예와 동일하므로 그 설명은 생략하기로 한다.The signal light path S1, the first reference light path S21 and the second reference light path S22 of the holographic data recording apparatus according to the second embodiment of the present invention configured as described above are the first embodiment described with reference to FIG. Since it is the same as the description thereof will be omitted.
본 발명의 제 2 실시예에서는, 실린드리컬 광학체(210)의 초점 위치를 조절하는 위치 조절부(220)가 실린드리컬 미러(212)의 초점(B)이 디스크(50)의 중심축 상에 위치하도록 실린드리컬 광학체(210)를 배치한 상태에서는 셔터(240)는 차단시키고 셔터(230)만 투과시켜 제 1 기준광을 실린드리컬 광학체(210)에 입사시키며, 위치 조절부(220)가 실린드리컬 미러(214)의 초점(C)이 디스크(50)의 중심축 상에 위치하도록 실린드리컬 광학체(210)를 배치한 상태에서는 셔터(230)는 차단시키고 셔터(240)만 투과시켜 제 2 기준광을 실린드리컬 광학체(210)에 입사시키는 것이다.In the second embodiment of the present invention, the
그리고, 실린드리컬 광학체(210)의 초점(B, C) 위치가 디스크(50)의 중심축 상에 교번하여 위치하도록 조절하면서 제 1 실시예에서와 마찬가지로 실린드리컬 광학체(210)에 제 1 기준광과 제 2 기준광을 교번하여 입사시키면서 그 입사각을 변경하면 디스크(50)로 조사되는 제 1 기준광과 제 2 기준광의 반사각이 변경되어 디스크(50)에 각도 멀티플렉싱 방식으로 새로운 홀로그래픽 데이터를 중첩 기록할 수 있다.Then, while adjusting the focal points B and C of the cylindrical
본 발명에 대한 앞의 설명에서는 실시예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다.Although the foregoing description of the present invention has been limited to the embodiments, it is obvious that the techniques of the present invention can be easily modified and implemented by those skilled in the art.
일예로, 전술한 실시예에서는 제 1 기준광과 제 2 기준광이 디스크의 중심축에 위치한 실린드리컬 미러의 초점에서 각각 180도로 방사되어 디스크의 360도 전체 면에 광이 입사되도록 설계된 예를 고려하였으나 360도 전체 면에 광이 입사되는 조건을 만족하는 경우라면 광 경로의 수는 얼마든지 변화될 수 있다. 아울러 전술한 실시예에서는 2개의 실린드리컬 미러를 이용하는 경우를 고려하였으나 이 또한 실린드리컬 광학체가 360도의 반사면을 갖는 조건을 만족하는 경우라면 그 수는 얼마든지 변화될 수 있다.For example, in the above-described embodiment, the first reference light and the second reference light are respectively radiated 180 degrees at the focal point of the cylindrical mirror positioned at the center axis of the disk, so that the light is incident on the entire 360-degree surface of the disk. If the condition that light is incident on the entire 360 degree surface is satisfied, the number of light paths may vary. In addition, in the above-described embodiment, the case of using two cylindrical mirrors is considered, but the number may be changed as long as the cylindrical optical body satisfies a condition having a 360 degree reflective surface.
이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.Such modified embodiments should be included in the technical spirit described in the claims of the present invention.
전술한 바와 같이 본 발명은 홀로그래픽 저장매체에 데이터를 기록함에 있어서 실린드리컬 미러에 의해 반사면이 형성된 실린드리컬 광학체를 이용하여 각도 멀티플렉싱 방식으로 데이터를 중첩 기록함으로써 여러 개의 코니컬 미러를 이용하는 종래 기술보다 코스트가 감소되고 코니컬 미러를 교체하거나 새로이 정렬할 필요가 없으므로 데이터 기록 속도가 향상되어 특히 홀로그래픽 롬 디스크의 제작 속도가 향상되는 효과가 있다.As described above, the present invention records a plurality of conical mirrors by superimposing data by angular multiplexing by using a cylindrical optical body having a reflective surface formed by a cylindrical mirror in recording data on a holographic storage medium. The cost is reduced compared to the conventional technology used, and there is no need to replace or realign the conical mirrors, thereby increasing the data writing speed, thereby increasing the manufacturing speed of the holographic ROM disc.
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