KR100727777B1 - 전반사를 이용한 광정보 복제방법 및 복제장치 - Google Patents

전반사를 이용한 광정보 복제방법 및 복제장치 Download PDF

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Abstract

광정보 복제방법은 광정보가 저장된 데이터 마스크를 투과하여 마스터 홀로그래픽 기록매체의 일면으로 제1 신호광을 입사시킨다. 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체의 타면 측에서 내부로 소정의 입사 각도로 입사시키되 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체의 내부에서 전반사되는 제1 기준광을 입사시킨다. 상기 제1 신호광과 상기 제1 기준광 간의 간섭 패턴을 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체에 기록한다. 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체의 타면 측에서 내부로 소정의 입사 각도로 입사시키되 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체의 내부에서 전반사되는 상기 제1 기준광의 위상공액파를 입사시켜 타겟 홀로그래픽 기록매체의 일면 측으로 제2 신호광을 재생한다. 상기 타겟 홀로그래픽 기록매체의 타면 측에서 내부로 제2 기준광을 입사시킨다. 재생된 상기 제2 신호광과 상기 제2 기준광 간의 간섭 패턴을 상기 타겟 홀로그래픽 기록매체에 기록한다.
홀로그래피, 홀로그램, 복제, 전반사, 위상공액파

Description

전반사를 이용한 광정보 복제방법 및 복제장치{method and apparatus for replicating optical information using total reflection}
도 1은 종래 기술에 의한 광정보 복제를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광정보 복제장치를 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 2의 마스터 홀로그래픽 기록매체를 나타낸 확대도이다.
도 4는 도 2의 광정보 복제장치를 이용한 광정보 복제방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광정보 복제장치를 나타낸 구성도이다.
도 6은 도 5의 광정보 복제장치를 이용한 광정보 복제방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광정보 복제장치를 나타낸 구성도이다.
** 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 **
131 : 기준광
132 : 신호광
160 : 홀로그래픽 기록매체
170 : 전반사 프리즘
180 : 데이터 마스크
본 발명은 광정보 복제방법 및 복제장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 홀로그래피를 이용하여 홀로그래픽 기록매체에 광정보를 복제하는 광정보 복제방법 및 복제장치에 관한 것이다.
광정보를 처리하는 광정보 처리 장치로는 CD(compact disc), DVD(digital versatile disc), HD-DVD, 블루레이 디스크, 근접장 광 처리 장치 등이 있다.
최근 들어, 대용량 저장 능력을 갖는 차세대 저장 시스템에 대한 요구가 증대되면서, 홀로그래피(holography)를 이용한 광 처리 시스템 즉 홀로그래픽 광정보 처리 시스템이 주목받고 있다.
홀로그래픽 광정보 처리 시스템의 기본 원리는 두 개의 광, 즉 신호광(signal beam)과 기준광(reference beam) 사이의 간섭(interference) 패턴의 저장과 관련되어 있다. 상기 신호광에는 저장하기 원하는 데이터를 2차원 패턴으로 실어 홀로그래픽 기록매체로 조사한다. 상기 기준광을 홀로그래픽 기록매체에 신호광과 중첩되게 조사하면, 기준광과 신호광은 홀로그램(간섭 패턴)을 형성하고 이 홀로그램을 홀로그래픽 기록매체에 저장한다. 데이터를 재생하기 위해서는 홀로그래 픽 기록매체에 기준광만을 조사하여 발생하는 회절을 이용한다.
이러한 홀로그래픽 광정보 처리 시스템은 다양한 다중화(multiplexing) 기법을 이용하여 홀로그래픽 기록매체의 동일 위치에 데이터를 중첩시켜 저장할 수 있다. 이를 통해 동일한 면적을 갖는 홀로그래픽 기록매체라도 저장되는 용량을 비약적으로 증가시킬 수 있으므로 홀로그래픽 광정보 처리 시스템은 초 대용량화가 가능하다. 다중화 기법으로는 각도 다중화(angle multiplexing), 위상-코드 다중화(phase-code multiplexing), 파장 다중화(wavelength multiplexing), 프랙탈 다중화(fractal multiplexing), 쉬프트 다중화(shift multiplexing), 페리스트로픽 다중화(peristrophic multiplexing) 등이 있다.
여기서 각도 다중화는 F. H. Mol 등의 "storage of 500 high-resolution holograms in a LiNbO3 crystal" (Optics Letters, Vol. 16, pp 605, 1991)을 참조할 수 있고, 위상-코드 다중화는 Y. Taketomi 등의 "Multimode operations of a holographic memory using orthogonal phase codes" (Technical Digest on Photorefractive Materials, Effects and Devices, Vol. 14, pp 126-129, 1991)을 참조할 수 있고, 파장 다중화는 G. A. Rakuljic 등의 "Optical data storage by using orthogonal wavelength-multiplexed volume holograms" (Optics Letters, Vol. 17, pp 1471, 1992)을 참조할 수 있고, 프랙탈 다중화는 F. H. Mol의 "Angle-multiplexed storage of 5000 Holograms in Lithium niobate" (Optics Letters, Vol. 18, pp 915-917, 1993)을 참조할 수 있고, 쉬프트 다중화는 D. Psaltis 등의 "Holographic storage using shift multiplexing" (Optics Letters, Vol. 20, pp 1, 1995)을 참조할 수 있고, 페리스트로픽 다중화는 K. Curtis 등의 "Method for holographic storage using peristrophic multiplexing" (Optics Letters, Vol. 19, pp 993-994, 1994)을 참조할 수 있다.
홀로그래픽 기록매체는 CD나 DVD에 비해 기억 용량 및 액세스 시간 면에서 유리하나, 저장된 정보를 복제하는 데 어려움이 있다. 즉 CD나 DVD는 일반적인 주입 몰딩 등에 의해 대량으로 복제가 가능하므로, 매우 저렴한 비용으로 복잡한 시스템의 필요없이 정보를 복제할 수 있다. 그러나 다중화된 홀로그래픽 기록 매체에 저장된 정보를 복제하기 위해서는 복잡한 광 처리 시스템이 필요하고, 재생되는 동안 위상과 진폭 정보를 정확히 보존하는 것이 필요하다.
도 1은 종래 기술에 의한 광정보 복제를 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 데이터 마스크(10)는 CD나 DVD와 같이 통상적인 비트(bit) 방식으로 데이터 패턴이 패터닝되어 기록된 원본이고, 홀로그래픽 기록매체(20)는 데이터 마스크(10)에 저장된 데이터 패턴을 복제할 사본이다. 홀로그래픽 기록매체(20)는 일반적으로 데이터 마스크(10)와 동일한 크기로 투명한 디스크의 형태를 갖는다.
데이터 마스크(10)의 데이터를 복제하기 위해서는, 데이터 마스크(10) 쪽으로 균일한 대면적을 갖는 신호광(11)을 비춘다. 데이터 마스크(10)는 데이터의 비트에 따라 투명 또는 불투명한 부분을 포함한다. 데이터 마스크(10)에 신호광(11)이 입사되면 기록된 데이터에 대응되어 신호광(11)이 회절하면서 홀로그래픽 기록 매체(20)로 투사한다.
기준광(21)은 홀로그래픽 기록매체(20)의 배면 측에서 입사된다. 서로 반대 방향으로 입사되는 신호광(11)과 기준광(21)은 홀로그래픽 기록매체(20) 내부에서 간섭이 발생한다. 이로 인한 간섭 패턴이 홀로그래픽 기록매체(20)에 기록됨으로써 데이터 마스크(10)의 데이터가 홀로그래픽 기록매체(20)로 복제된다.
그런데, 홀로그래픽 기록매체(20)는 투명한 재질로 이루어지므로, 입사된 기준광(21)의 일부가 홀로그래픽 기록매체(20)를 통과하여 데이터 마스크(10)에 도달한다. 데이터 마스크(10)에 도달된 기준광(21)은 다시 데이터 마스크(10)에서 반사되어 홀로그래픽 기록매체(20)로 재입사된다. 재입사된 기준광(21)은 기존의 신호광(21)과 더불어 간섭 패턴을 형성한다. 이 경우 재입사되는 기준광(21)은 데이터 마스크(10)의 데이터 패턴에 따라 불규칙적인 회절을 갖는다. 따라서 재입사되는 기준광(21)은 홀로그래픽 기록매체(20)에 원하지 않는 데이터 즉 노이즈를 기록하는 문제점이 있다.
노이즈가 기록되면 과도한 광량으로 인해 홀로그래픽 기록매체(20)의 다이내믹 레인지(dynamic range)를 감소시켜 결국 홀로그래픽 기록매체(20)에 저장될 수 있는 데이터의 용량이 한정된다.
한편, 복제된 홀로그래픽 기록매체(20)로부터 데이터를 재생하기 위해서는 기록시 사용한 기준광(21)의 위상공액파(phase conjugated wave)를 기록 부분에 입사시켜야 한다. 여기서, 위상공액파란 입사하는 파와 파면의 형태는 같으나 전파 방향이 정반대인 파를 말한다. 위상공액파를 발생시키기 위해서는 별도의 광원 또 는 광학계를 포함해야 하므로 홀로그래픽 광정보 처리 시스템의 구조가 복잡해지고 제조 원가가 상승하는 문제점이 있다.
또한, 홀로그래픽 기록매체는 다중화가 가능하므로 하나의 홀로그래픽 기록매체에는 다수의 데이터 마스크에 담긴 데이터를 중첩시켜 저장할 수 있다. 이 경우 하나의 데이터 마스크를 복제한 후 다시 새로운 데이터 마스크로 일일이 교체해 주어야 한다. 따라서 하나의 홀로그래픽 기록매체를 복제할 때마다 각각의 데이터 마스크를 교체해야 함으로써 다량의 복제가 어렵고 복제에 따른 시간이 더 지연되는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기의 문제점을 해결하기 위해 기준광이 홀로그래픽 기록매체로 재입사되는 것을 방지한 광정보 복제방법 및 복제장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 위상공액파없이 재생 가능한 광정보 복제방법 및 복제장치를 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 복제 시간을 줄인 광정보 복제방법 및 복제장치를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양태에 따른 광정보 복제방법은 데이터 마스크를 투과하여 마스터 홀로그래픽 기록매체의 일면으로 신호광을 입사시킨다. 상기 미스터 홀로그래픽 기록매체의 타면 측에서 내부로 소정의 입사 각도로 입사시키되 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체의 내부에서 전반사되는 기준광을 입사시킨다. 상기 신호광과 상기 기준광 간의 간섭 패턴을 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체에 기록한다.
이때 상기 기준광은 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체의 일면에서 전반사되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체의 타면에는 전반사(total reflection) 프리즘이 배치된다.
한편, 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체에 상기 광정보를 기록한 후 상기 데이터 마스크를 새로운 데이터 마스크로 교체하고, 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체를 다중화할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 양태에 따른 광정보 복제방법은 마스터 홀로그래픽 기록매체의 내부로 소정의 입사 각도로 제1 기준광을 입사시킨다. 상기 제1 기준광은 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체의 내부에서 전반사된다. 이를 통해 타겟 홀로그래픽 기록매체의 일면 측으로 신호광을 재생한다. 타겟 홀로그래픽 기록매체의 타면 측에서 내부로 제2 기준광을 입사시킨다. 재생된 상기 신호광과 상기 제2 기준광 간의 간섭 패턴을 상기 타겟 홀로그래픽 기록매체에 기록한다.
여기서, 상기 제1 기준광은 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체에 상기 광정보를 기록하는 데 사용된 기준광의 위상공액파이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 양태에 따른 광정보 복제장치는 다중화된 광정보가 저장된 마스터 홀로그래픽 기록매체로부터 타겟 홀 로그래픽 기록매체로 상기 광정보를 복제한다. 상기 광정보 복제장치는 광원, 상기 광원에서 방출된 광을 제1 기준광과 제2 기준광으로 분리하는 광 분리기, 상기 제1 기준광이 입사되고 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체를 다중화하는 제1 다중화기 및 상기 제2 기준광이 입사되고 상기 타겟 홀로그래픽 기록매체를 다중화하는 제2 다중화기를 포함한다.
상기와 같이 구성된 광정보 복제장치는 상기 제1 다중화기를 통해 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체의 일면 측에서 내부로 소정의 입사 각도로 상기 제1 기준광을 입사시키고, 상기 제1 기준광은 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체의 내부에서 전반사되면서 상기 타겟 홀로그래픽 기록매체의 일면 측으로 신호광을 재생하며, 상기 제2 다중화기를 통해 상기 타겟 홀로그래픽 기록매체의 타면 측에서 내부로 상기 제2 기준광을 입사시켜 상기 신호광과 상기 제2 기준광 간의 간섭 패턴을 상기 타겟 홀로그래픽 기록매체에 기록한다.
이때 제1 기준광이 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체로 입사되기 전에 배치되어, 상기 제1 기준광을 위상공액파로 변환하는 위상공액 광학계를 더 포함할 수 있다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 실시예가 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호는 동일한 구 성요소를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광정보 복제장치를 나타낸 구성도이다. 도 3은 도 2의 마스터 홀로그래픽 기록매체를 나타낸 확대도이다.
도 2 및 3을 참조하면, 광정보 복제장치(100)는 광원(110), 광 확장기(beam expander; 120), 광 분리기(beam splitter; 130), 다중화기(150)를 포함한다.
광원(110)은 레이저광과 같은 소스(source) 광을 방출한다. 광원(110)에서 방출된 광은 광 확장기(120)를 통해 데이터 마스크(180)나 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)에 균일하게 입사될 정도의 크기로 확대된다.
광 확장기(120)를 지난 확대광은 광 분리기(130)를 지나면서 기준광(131)과 신호광(132)으로 분리된다. 신호광(132)은 미러(140)를 통해 경로가 전환되어 데이터 마스크(180)로 조사된다.
데이터 마스크(180)는 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)로 복제될 광정보(또는 데이터 패턴)가 미리 형성되어 있다. 데이터 마스크(180)는 투과형(transmissive) 데이터 마스크로 진폭 마스크(amplitude mask), 위상 마스크(phase mask) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
기준광(131)은 다중화기(150)를 거쳐 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)로 조사된다. 일 실시예에서 다중화기(150)는 각도 다중화를 위한 갈바노 미러(Galvano mirror)와 같은 회전 미러일 수 있다. 다중화기(150)를 통해 기준광(150)이 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)로 입사되는 각도(θ)를 변화시킴으로써 각도 다중화가 구현된다.
마스터 홀로그래픽 기록매체(160)는 데이터 마스크(180)와 유사한 크기를 갖는 디스크 형태를 가진다. 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)는 투명한 재질의 광 반응성(photosensitive) 매체이다. 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)는 포토폴리머(photopolymers), 무기 크리스탈(inorgarnic crystal), 포토그라픽 필름(photographic film) 등이 채택될 수 있다.
마스터 홀로그래픽 기록매체(160)와 데이터 마스크(180)는 일반적으로 마주보고 배치되어, 기준광(131)과 신호광(132)이 마스터 홀로그래픽 기록매체(160) 내부에서 간섭을 일으키도록 한다. 이하에서는 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)의 2면 중 데이터 마스크(180)와 마주보는 면을 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)의 일면이라고 하고, 그 반대면을 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)의 타면이라 한다.
기준광(131)은 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)의 타면 측에서 내부로 입사된다. 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)의 타면에는 기준광(131)을 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)의 내부에서 전반사시키기 위한 전반사(total reflection) 프리즘(170)이 배치된다. 굴절률 매칭(index matching)을 위해 접촉 마이크로스코픽 오일(contact microscopic oil)이 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)와 전반사 프리즘(170) 사이에 더 포함할 수 있다.
기준광(131)은 소정의 입사 각도(θ)를 갖고 전반사 프리즘(170)을 통해 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)로 입사된다. 잘 알려진 바와 같이, 입사 각도(θ)가 임계 각도(θc)보다 크면 전반사가 발생한다.
Figure 112006015523859-pat00001
여기서, n은 홀로그래픽 기록매체(160)의 굴절률(refractive index)이다.
즉, 기준광(131)의 입사 각도(θ)를 임계 각도(θc)보다 크게 하여 마스터 홀로그래픽 기록매체(160) 측으로 조사하면, 내부에서 전반사가 발생하여 데이터 마스크(180) 측으로 어떤 기준광(131)도 투사되지 않는다.
일 실시예에서 기준광(131)은 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)의 일면 즉 데이터 마스크(180)와 마주보는 면에서 전반사되도록 할 수 있다. 다른 실시예에서 기준광(131)은 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)의 내부에서 전반사되도록 할 수 있다. 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)의 내부에서 기준광(131)이 전반사되도록 하기 위해서는 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)를 적절한 굴절률을 갖는 물질들로 적층하여 형성한다. 기준광(131)이 전반사되는 위치는 신호광(132)과의 간섭으로 인한 간섭 패턴을 기록하기 위한 위치에 따라 적절히 선택할 수 있다.
도 4는 도 2의 광정보 복제장치를 이용한 광정보 복제방법을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, 기준광(131)과 신호광(132)이 각각 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)와 데이터 마스크(180)로 균일하게 입사된다(S110).
데이터 마스크(180)로 입사된 신호광(132)은 데이터 마스크(180)를 통과하면서 데이터 마스크(180)에 저장된 광정보를 담아 이후 광학적인 정보를 가진 진정한 신호광(132)으로 변환된다. 변환된 신호광(132)은 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)의 일면에 전체적으로 입사된다.
또한, 기준광(131)은 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)의 타면 측에서 내부로 전체적으로 입사된다. 신호광(132)과 기준광(131)이 마스터 홀로그래픽 기록매체(160) 내부에서 상호 간섭을 일으켜 간섭패턴의 형태로 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)에 한번에 기록된다. 이로써 데이터 마스크(180)에 형성되어 있던 광정보가 홀로그래픽 기록매체(160)로 복제된다(S120).
이때, 홀로그래픽 기록매체(160)로 입사된 기준광(131)은 일면에서 전반사되므로 어떠한 기준광(131)도 데이터 마스크(180) 측으로 진행하지 않는다. 따라서 기준광(131)이 데이터 마스크(180)에서 반사되어 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)로 재입사되는 것을 방지한다. 따라서 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)의 다이내믹 레인지가 월등히 넓어진다.
한편, 다중화를 사용하여 동일한 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)에 다수의 광정보를 중첩시켜 기록할 수 있다.
즉, 새로운 광정보 저장된 새로운 데이터 마스크가 있다면 데이터 마스크(180)를 새로운 데이터 마스크로 교체한다(S140). 이어서, 다중화기(150)를 통해 기준광(131)은 이전과 다른 각도로 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)에 입사시킨다(S150).
이에 따라 기준광(131)과 신호광(132)이 서로 간섭하면서 새로운 광정보가 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)에 다중화되어 전체적으로 기록된다.
상기에서 복제된 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)를 이용하여 타겟 홀로그래픽 기록매체에 광정보를 복제하는 방법을 이하에서 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광정보 복제장치를 나타낸 구성도이다.
도 5를 참조하면, 광정보 복제장치(200)는 광원(210), 광 확장기(220), 광 분리기(230), 제1 다중화기(240), 제2 다중화기(250) 및 위상공액 광학계(290)를 포함한다.
광원(210)에서 방출된 광은 광 확장기(220)를 통해 확대되어, 광 분리기(230)를 통해 제1 기준광(231)과 제2 기준광(232)으로 분리된다.
제1 기준광(231)은 위상공액 광학계(290) 및 제1 다중화기(240)를 거쳐 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)로 조사된다. 제2 기준광(232)은 제2 다중화기(250)를 거쳐 타겟 홀로그래픽 기록매체(280)로 조사된다. 일 실시예에서 제1 및 제2 다중화기(240, 250)는 갈바노 미노(Galvano mirror)와 같은 각도 다중화를 위한 회전 미러일 수 있다.
제1 및 제2 다중화기(240, 250)는 정확한 다중화를 위해 서로 동기(synchronization)되어 동작할 수 있다.
마스터 홀로그래픽 기록매체(160)는 데이터 마스크(도 2의 180)의 광정보가 복제되어 있다. 또는 다수의 데이터 마스크에 대한 광정보가 다중화되어 기록될 수 있다.
마스터 홀로그래픽 기록매체(160)로부터 광정보를 재생하기 위해서는 기준광을 기록시 사용한 기준광의 위상공액파(phase conjugated wave)로 사용해야 한다. 즉 제1 기준광(231)이 기록시 사용한 기준광(도 2의 131)과 위상이 동일하다면 이를 위상공액파로 변환해야 한다. 위상공액파가 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)로 입사되어야 광정보 기록시 신호광의 왜곡을 일으켰던 요인이 역으로 보상되면서 원래 자리에 그대로 이미지가 결상되기 때문이다.
위상공액 광학계(290)는 광 분리기(230)를 통과한 제1 기준광(231)의 위상이 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)의 기준광(도 2의 131)의 위상과 동일하다고 할 때, 이를 위상공액파로 변환한다. 위상공액 광학계(290)는 위상공액기(292), 편광기(293), 보조 광 분리기(294) 및 반사미러(296, 297)를 포함한다.
보조 광 분리기(294)로 입사된 제1 기준광(231)은 위상공액기(292) 측으로 진행한다. 위상공액기(292)는 입사된 제1 기준광(231)을 반사시키면서 위상공액파로 재생한다. 위상공액기(292)는 재귀반사체(retroreflector)가 채용될 수 있고, 또는 자기 펌프(self-pumped) 반사체를 채용할 수 있다.
위상공액기(292)와 보조 광 분리기(294) 사이에는 편광기(293)가 배치되어 제1 기준광(231)의 편광 상태를 바꾼다. 편광 상태가 바뀐 제1 기준광(231)은 보조 광 분리기(294)를 통과하여 반사미러(296, 297)로 향한다. 반사미러(296, 297)는 제1 기준광(231)을 제1 다중화기(240)로 보낸다.
마스터 홀로그래픽 기록매체(160)의 제1 기준광(231)이 입사되는 면 측에는 전반사 프리즘(170)이 배치되어, 입사되는 제1 기준광(231)을 내부에서 전반사시킨 다. 제1 기준광(231)의 입사 각도(θ)는 전반사가 일어나기 위한 최소 각도인 임계 각도(θc)보다 크다.
마스터 홀로그래픽 기록매체(160)와 타겟 홀로그래픽 기록매체(280)는 일반적으로 마주보도록 배치된다. 이하에서는 타겟 홀로그래픽 기록매체(280)의 2면 중 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)와 마주보는 면을 타겟 홀로그래픽 기록매체(280)의 일면이라고 하고, 그 반대면을 타겟 홀로그래픽 기록매체(280)의 타면이라 한다.
도 6은 도 5의 광정보 복제장치를 이용한 광정보 복제방법을 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하면, 제1 기준광(231)과 제2 기준광(232)이 각각 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)와 타겟 홀로그래픽 기록매체(280)로 균일하게 입사된다(S210).
마스터 홀로그래픽 기록매체(160)의 내부로 입사된 제1 기준광(231)은 위상공액파이다. 위상공액파가 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)에 입사되면 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)에 저장된 광정보가 재생된다. 즉 간섭패턴에서의 회절에 의하여 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)에서 타겟 홀로그래픽 기록매체(280)의 일면 측으로 신호광이 발생한다(S220).
타겟 홀로그래픽 기록매체(280)의 타면 측에서 내부로 제2 기준광(232)이 입사된다. 재생된 신호광과 제2 기준광(232)이 타겟 홀로그래픽 기록매체(280) 내부에서 상호 간섭을 일으켜 간섭패턴의 형태로 한번에 기록된다. 이로써 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)에 형성되어 있던 광정보가 타겟 홀로그래픽 기록매체(280)로 복제된다(S230).
동일한 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)에 다수의 광정보가 다중화되어 되어 있는 경우, 제1 다중화기(240)와 제2 다중화기(250)를 동기시켜 동작시킴으로써 타겟 홀로그래픽 기록매체(280)에 중첩시켜 기록할 수 있다(S240).
즉 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)에 미리 다중화시켜 광정보를 기록시켜 놓음으로써 이후에는 다시 여러 번의 데이터 마스크를 교체할 필요없이 한번에 복제가 가능하다. 이로써 복제하는 데 걸리는 시간을 비약적으로 줄일 수 있다.
또한, 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)로부터 광정보를 복제할 새로운 타겟 홀로그래픽 기록매체가 있는 경우 기존의 타겟 홀로그래픽 기록매체와 교체하여 다시 복제한다. 따라서 하나의 마스터 홀로그래픽 기록매체(160)를 통해 다수의 타겟 홀로그래픽 기록매체를 다량으로 복제할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 복제된 타겟 홀로그래픽 기록매체(280)는 그 기록된 데이터를 재생하기 위해 기록시 사용한 기준광의 위상공액파가 필요하지 않다. 즉 타겟 홀로그래픽 기록매체(280)에 원래의 기준광을 조사하면 광정보가 그대로 재생된다. 따라서 별도의 위상공액파로 변환하기 위한 구성이 필요없어 장치를 간단하게 구성할 수 있다.
상기의 실시예에서는 각도 다중화를 위해 제1 다중화기(240)와 제2 다중화기(250)를 회전 미러로 사용하였으나, 이에 한하지 않고 제1 다중화기(240) 및 제2 다중화기(250)는 다양하게 변형이 가능하다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광정보 복제장치를 나타낸 구성도 이다.
도 7을 참조하면, 제2 다중화기(250')는 원뿔형 미러(conical mirror)이다. 원뿔형 미러를 통해 제2 기준광(232)의 입사 각도를 변화시킨다. 즉 각도 다중화를 위해서는 서로 다른 각도를 갖는 원뿔형 미러를 교체하여 사용한다. 다른 사항은 도 5의 실시예와 동일하므로 이하 설명을 생략한다.
상기의 실시예에서는 다중화는 각도 다중화의 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 각도 다중화에 한하지 않고 다른 다양한 다중화 기법을 통해서도 그대로 적용할 수 있다. 예를 들어, 다중화는 위상-코드 다중화, 파장 다중화, 프랙탈 다중화, 시프트 다중화, 페리스트로픽 다중화 및 이들의 임의의 조합을 통해 할 수 있다.
상기에서 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 기준광을 마스터 홀로그래픽 기록매체에서 전반사시킨다. 따라서 데이터 마스크로 투사되는 것을 방지하여, 기준광의 재입사를 방지하고, 홀로그래픽 기록매체의 다이내믹 레인지를 넓혀 저장될 데이터의 용량을 늘릴 수 있다.
또한, 다수의 데이터 마스크에 저장된 광정보를 하나의 마스터 홀로그래픽 기록매체에 다중화하여 중첩시켜 기록할 수 있다. 이 경우 복제된 마스터 홀로그래픽 기록매체를 통해 다수의 타겟 홀로그래픽 기록매체로 쉽고 빠르게 복제할 수 있다.
복제된 타겟 홀로그래픽 기록매체의 광정보를 재생하기 위해서는 기록시 사 용한 기준광의 위상공액파가 필요없이, 기준광을 그대로 사용할 수 있어 장치의 구성이 간단해진다.

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 광정보가 저장된 마스터 홀로그래픽 기록매체로부터 타겟 홀로그래픽 기록매체로 상기 광정보를 복제하는 광정보 복제방법에 있어서,
    상기 마스터 홀로그래픽 기록매체의 내부로 소정의 입사 각도로 입사시키되 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체의 내부에서 전반사되는 제1 기준광을 입사시켜 상기 타겟 홀로그래픽 기록매체의 일면 측으로 신호광을 재생하는 단계;
    상기 타겟 홀로그래픽 기록매체의 타면 측에서 내부로 제2 기준광을 입사시키는 단계; 및
    재생된 상기 신호광과 상기 제2 기준광 간의 간섭 패턴을 상기 타겟 홀로그래픽 기록매체에 기록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광정보 복제방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 마스터 홀로그래픽 기록매체에는 상기 광정보가 다중화되어 기록된 것을 특징으로 하는 광정보 복제방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 기준광은 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체에 상기 광정보를 기록하는 데 사용된 기준광의 위상공액파인 것을 특징으로 하는 광정보 복제방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 타겟 홀로그래픽 기록매체로 상기 광정보를 복제한 후, 새로운 타겟 홀로그래픽 기록매체로 교체하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광정보 복제방법.
  9. 다중화된 광정보가 저장된 마스터 홀로그래픽 기록매체로부터 타겟 홀로그래픽 기록매체로 상기 광정보를 복제하는 광정보 복제장치에 있어서,
    광원;
    상기 광원에서 방출된 광을 제1 기준광과 제2 기준광으로 분리하는 광 분리기;
    상기 제1 기준광이 입사되고 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체를 다중화하는 제1 다중화기; 및
    상기 제2 기준광이 입사되고 상기 타겟 홀로그래픽 기록매체를 다중화하는 제2 다중화기를 포함하여,
    상기 제1 다중화기를 통해 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체의 일면 측에서 내부로 소정의 입사 각도로 상기 제1 기준광을 입사시키고, 상기 제1 기준광은 상 기 마스터 홀로그래픽 기록매체의 내부에서 전반사되면서 상기 타겟 홀로그래픽 기록매체의 일면 측으로 신호광을 재생하며,
    상기 제2 다중화기를 통해 상기 타겟 홀로그래픽 기록매체의 타면 측에서 내부로 상기 제2 기준광을 입사시켜 상기 신호광과 상기 제2 기준광 간의 간섭 패턴을 상기 타겟 홀로그래픽 기록매체에 기록하는 것을 특징으로 하는 광정보 복제장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 마스터 홀로그래픽 기록매체의 일면에는 전반사 프리즘이 배치되는 것을 특징으로 하는 광정보 복제장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 기준광이 상기 마스터 홀로그래픽 기록매체로 입사되기 전에 배치되어, 상기 제1 기준광을 위상공액파로 변환하는 위상공액 광학계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광정보 복제장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 위상공액 광학계는
    상기 제1 기준광의 경로를 변환하는 보조 광 분리기; 및
    상기 보조 광 분리기를 통해 입사된 상기 제1 기준광을 위상공액파로 변환시 키는 위상공액기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광정보 복제장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 다중화기는 상기 제1 및 제2 기준광의 입사 각도를 변화시키는 회전 미러인 것을 특징으로 하는 광정보 복제장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 다중화기는 상기 제1 기준광의 입사 각도를 변화시키는 회전 미러이고,
    상기 제2 다중화기는 상기 제2 기준광의 입사 각도를 변화시키는 원뿔형 미러인 것을 특징으로 하는 광정보 복제장치.
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