KR100632507B1 - 근접장 광 기록/재생 장치의 광 헤드 - Google Patents

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Abstract

광 빔의 스폿 사이즈를 줄여주는 개선된 대물렌즈를 포함한 근접장 광 기록 재생 장치의 광 헤드 구조에 관한 것으로, 대물렌즈의 하면에 그레이팅 영역을 형성하여 솔리드 이멀젼 렌즈(Solid Immersion Lens : 이하 SIL)에 입사되는 빔 스폿을 줄이고, 또한 SIL에 입사되는 빔의 강도를 증대시켜, 실질적으로 SIL에서 발생하는 에버네슨트 광의 강도 및 빔 스폿 사이즈를 줄임으로써 데이타 기록 밀도의 향상 및 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
근접장 기록 재생 대물렌즈 그레이팅

Description

근접장 광 기록/재생 장치의 광 헤드 {Light head structure of near field recording and reproducing system}
도 1은 근접장 광 기록 재생 장치의 대물렌즈와 SIL의 개략도를 도시한 도면.
도 2는 근접장 광 기록 재생 장치에서 본 발명에 따른 대물렌즈와 SIL의 개략도를 도시한 도면
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
11 : 통상적인 대물렌즈 12,22 : 솔리드 이멀젼 렌즈(SIL)
21 : 그레이팅이 형성된 대물렌즈
13,23 : 에버네슨트 광
본 발명은 근접장 광 기록 재생 장치에 관한 것으로, 특히 광 빔의 스폿 사이즈를 줄여주는 개선된 대물렌즈를 포함한 광헤드 구조에 관한 것이다.
현재까지 광을 이용한 데이타의 기록은 대물렌즈를 이용하여 레이저 빔을 기록막을 갖고 있는 디스크에 집광시켜 신호를 기록 및 재생하는 형태로 발전되었다. 그간 더 많은 기록 용량이 요구됨에 따라 한장의 디스크에 더 많은 정보를 담기 위해 가능하면 레이저 빔을 모아 빔의 스폿을 작게 만드는 일이 진행되어 왔다.
빔의 스폿을 줄이기 위해서는 대물렌즈의 개구수(Numerical Aperture)를 키우는 방법과 단파장의 레이저를 사용하는 방법이 있고, 빔의 크기와 무관하게 크로스토크(Cross-talk)를 보상해 트랙간 거리를 감소시키는 방법 및 에러보상법의 개선등으로 기록밀도를 높이려는 시도가 계속 진행되고 있다.
그러나, 대물렌즈를 이용하여 스폿을 만드는데는 빛의 회절한계 때문에 그 크기를 줄이는데 한계가 있고, 개구수를 키우면 빛의 초점 심도가 작아지게 되어 포커싱하는데 어려움이 따르는 등 여러 문제점을 갖고 있다.
이에 따라, 최근에는 SIL을 이용하여 빔의 스폿 크기를 SIL의 굴절률 이상만큼 감소시킬 수 있는 기술이 개발되어 기록밀도를 획기적으로 높이는데 도움을 주고 있으며, SIL과 기록층이 광의 근접장 내에 있어야 하므로, 이를 근접장 기록(Near Field Recording)이라 부르고 있다. 근접장 광 기록 재생 광학계의 원리는 다음과 같다. 렌즈 내부로 임계각 이상의 각도를 갖고 입사하는 빛은 굴절률이 밀한 곳에서 소한 곳으로 진행할 때, 내부에서 빛이 그 다음 경로로 진행하지 않고 전반사된다. 이 때, 빛의 전반사에 의해서 렌즈의 표면에는 아주 미세한 세 기의 광이 존재하는데, 이를 에버네슨트 웨이브(Evanescent Wave)혹은 소산파라고 한다. 이러한 에버네슨트 웨이브를 이용하면, 기존의 원격장(Far Field)에서는 빛의 회절 현상때문에 나타나는 분해능의 절대적인 한계, 즉 회절 한계 때문에 불가능했던 고분해능이 가능하게 된다. 기본적으로 근접장 광은 빛의 파장보다 훨씬 작은 영역에 국한되어 존재하므로 불확정성의 원리에 의해 그 물리적 성질이 원격장과는 전혀 다르게 된다. 근접장 광 기록 재생 및 재생 광학계는 렌즈내에서 빛을 전반사시켜 렌즈 표면에 에버네슨트 웨이브를 발생시키고,에버네슨트 웨이브와 디스크의 커플링에 의하여 기록 및 재생을 하게 된다.
도 1은 대물렌즈 및 SIL을 포함한 근접장 광 기록 재생 장치의 대물렌즈와 SIL의 개략도를 도시한 도면이다. 도면에 도시된
Figure 112000000079932-pat00001
1은 임계각을 나타낸 것으로, 임계각
Figure 112000000079932-pat00002
1이상의 각도를 갖고 입사되는 A 영역의 광은 SIL 렌즈의 하면에서 전반사되고, 이때 SIL 렌즈의 하면에서는 상기 언급한 바와 같은 미세한 에버네슨트 광 E 가 발생하게 된다.
Figure 112000000079932-pat00003
1 이하의 각으로 입사되는 B영역의 광은 SIL의 하면에서 전반사되지 않고 여러각도로 난반사됨으로써, 데이타의 기록 재생에 영향을 주는 노이즈로 작용하게 된다.
Figure 112000000079932-pat00004
2는 대물렌즈에서 입사되는 전체 내부 반사각(Total Internal Reflection Angle)을 나타낸다.
그러나,이러한 방식의 근접장 광 기록 재생 장치에서도 아직도 해결해야 할 많은 과제를 안고 있다. 그 중, 중요한 문제의 하나는 대물렌즈를 통해 SIL로 입사되는 모든 광을 이용하지 않고 SIL 내에서 전반사되어 발생한 아주 미약한 강도를 갖는 에버네슨트 광만을 이용하므로, 근접장 광학계에서는 기록 재생을 위한 광의 강도를 증가시키는 일이 무엇보다 중요하다 할 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, A 영역의 광을 증대시킨다면 SIL 렌즈에 맺히는 빔 스폿의 크기가 한결 줄어들 뿐 아니라 이때 발생하는 에버네슨트 광의 강도도 증대되고, 에버네슨트 빔 스폿의 크기도 줄어들어 종래기술보다 고밀도의 데이타를 효율적으로 기록할 수 있게 된다.
본 발명의 목적은 근접장 광 기록 재생 장치에서 기록/재생에 사용되는 빔의 강도를 증가시키고,또한 SIL 내부에 형성되는 빔 스폿 크기를 줄여 기록 데이타 밀도를 향상시키는 수단을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 대물렌즈를 통해 SIL에 입사되는 광의 강도를 증가시키고, 기록되는 데이타의 밀도를 증대시키기 위한 개선된 대물렌즈를 채용한 근접장 광 기록 재생 장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2 는 본 발명에 따른 SIL렌즈를 도시한 도면이다.
Figure 112005000391215-pat00005
3은 도 1에 도시한 바와 같은 임계각이고
Figure 112005000391215-pat00006
4는 역시 도 1에 도시된 바와 같은 전체 내부 반사각을 나타낸다. 본 발명에 따르는 대물렌즈의 하면에는 도면에 도시한 바와 같이 그레이팅(Grating)이 형성된다. 근접장 기록 재생 장치의 광원에서 입사되어 광학계를 거쳐 대물렌즈를 통과한 빛은 상기 대물렌즈의 하면에 형성된 그레이팅 영역에서 빛의 반사각도가 한층 더 커지게 된다. 따라서, 도면에 도시한 바와 같이
Figure 112005000391215-pat00007
4의 영역이 도 1에 도시한
Figure 112005000391215-pat00008
2의 영역보다 한층 더 커지게 되고, SIL의 하면에서 전반사되는 입사광 영역인 A 영역이 도 1에 도시한 종래 장치에 따른 영역보다 확대되어, 실제 에버네슨트 광을 발생시키는 광의 강도가 증가하게 되므로, 본 발명에 따른 SIL에서 발생하는 에버네슨트 광의 강도가 증가하게 되어, 데이타의 기록 재생 효율을 향상시키게 된다. 또한,상기 그레이팅을 형성함으로써, 대물렌즈와 SIL사이의 거리를 종래기술에 따른 거리에 비해 더욱 짧게 유지하는 것이 가능해짐으로써, SIL하면에 맺히는 광의 빔 스폿 크기가 작아지게 되고, 이에 따라 SIL하면에서 디스크 방향으로 발생하는 에버네슨트 광의 빔 스폿 크기도 작아지게 되어 고밀도 데이타 기록 재생이 가능하게 되며, 또한 상기 대물렌즈와 SIL을 일체형으로 헤드 슬라이더에 형성할 수 있음으로서, 그만큼 헤드 슬라이더의 크기를 줄일 수 있게 된다.
또한, 도면으로 제시하지는 아니 하였으나, 상기 솔리드 이멀젼 렌즈(SIL) 상에 빛의 투과를 저지하는 필름제인 빔 차단막을 더 부착하여 형성할 수도 있다. 이때, 상기 빔 차단막은 환형으로 형성되며, 상기 환형 빔 차단막의 중심부에 해당하는 상기 솔리드 이멀젼 렌즈 부분에는 빔 스폿이 형성되고, 상기 중심부 이외의 빔 차단막 부분에서는 입사되는 빔을 차단하도록 구현할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 근접장 광 기록 재생 장치는 대물렌즈의 하면에 그레이팅 영역을 구현하여 SIL에 입사되는 빔 스폿을 줄이고, 또한 SIL에 입사되는 빔의 강도를 증대시켜, 실질적으로 SIL에서 발생하는 에버네슨 트 광의 강도 및 빔 스폿 사이즈를 줄임으로써 데이타 기록밀도의 향상 및 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 광을 집속시키는 대물렌즈와 상기 집속광을 수신하여 에버네슨트 광을 발생시키는 솔리드 이멀젼 렌즈를 포함하여 구성된 근접장 광 기록 재생 장치의 광 헤드 구조에 있어서,
    상기 대물렌즈의 하면에 그레이팅(Grating)이 형성된 것을 특징으로 하는 근접장 광 기록 재생 장치의 광 헤드
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 그레이팅은 대물렌즈를 통해 입사된 빔의 반사각도를 증대시키는 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 근접장 광 기록 재생 장치의 광 헤드
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 대물렌즈와 상기 솔리드 이멀젼 렌즈는 하나의 기구물에 형성될 수 있는 것을 특징으로 하는 근접장 광 기록 재생 장치의 광 헤드
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔리드 이멀젼 렌즈 상에 빛의 투과를 저지하는 필름제인 빔 차단막이 더 부착된 것을 특징으로 하는 근접장 광 기록 재생 장치
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 빔 차단막은 환형으로 형성되며, 상기 환형 빔 차단막의 중심부에 해당하는 상기 솔리드 이멀젼 렌즈 부분에는 빔 스폿이 형성되고, 상기 중심부 이외의 빔 차단막 부분에서는 입사되는 빔을 차단하는 것을 특징으로 하는 근접장 광 기록 재생 장치.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0793797A (ja) * 1993-09-22 1995-04-07 Hitachi Ltd 光ヘッドおよびこれを用いたディスク装置
JPH11296889A (ja) * 1998-04-14 1999-10-29 Canon Inc 高開口数光学系、及び光磁気用光学ヘッド
KR19990081193A (ko) * 1998-04-27 1999-11-15 윤종용 고밀도 기록/재생 가능한 광픽업장치

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