KR100752815B1 - 한정된 광 전력 전달과 개선된 광 전송 효율성을 위한시스템 - Google Patents

한정된 광 전력 전달과 개선된 광 전송 효율성을 위한시스템 Download PDF

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Abstract

한정된 광 전력 전달과 개선된 광 전송 효율을 위한 시스템은 개구를 규정하는 도파로, 포커싱 엘리먼트, 및 상기 도파로와 상기 포커싱 엘리먼트 사이에 위치된 결합층을 포함한다. 도파로는 예를 들어, 리지 도파로의 형태일 수 있다. 포커싱 엘리먼트는 결합층의 굴절률 보다 더 큰 굴절률을 가진 물질로 형성된다. 포커싱 엘리먼트는 예를 들어, 고체 액침 렌즈 또는 고체 액침 미러일 수 있다.

Description

한정된 광 전력 전달과 개선된 광 전송 효율성을 위한 시스템{SYSTEM FOR CONFINED OPTICAL POWER DELIVERY AND ENHANCED OPTICAL TRANSMISSION EFFICIENCY}
도 1은 본 발명에 따라 구성되는 광학 시스템들과 구성들을 사용할 수 있는 전형적인 디스크 드라이브의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 구성되는 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 구성되는 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명에 사용될 수 있는 리지 도파로의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 대한 낮은 굴절률 결합층 물질 두께에 대한 전력 밀도의 그래프이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
16: 기록 매체 30: 시스템
32: 광학 스폿 33: 광원
34: 광학 렌즈 40: SIL 또는 SIM
42, 142: 리지 도파로 44, 144: 결합층
본 발명은 National Institute of Standards and Technology(NIST)에 의해 허여된 협정서 번호 70ANB1H3056하에서 미국 정부 지원으로 이루어졌다. 미국 정부는 본 발명에서 특정 권리들을 갖는다.
본 발명은 한정된 광 전력 전달과 개선된 광 전송 효율성을 위한 시스템에 관한 것이다.
영상, 리소그래피 및 데이터 저장과 같은 다양한 애플리케이션들은 회절 제한값을 넘는 에너지의 강한 광학 스폿들을 요구한다. 근접장 광학계들에 있어서 개선점들은 회절 제한값 보다 극히 양호한 공간 분해능을 달성한다. 고체 액침 렌즈들, 금속 전도체들상의 개구들, 나비넥타이형(bowtie) 안테나들, 테이퍼진(tapered) 광섬유들 및 피라미드형 실리콘 프로브들은 작은 크기들로 효율적으로 강한 광학 스폿들을 달성하는 가능한 방법들이다.
데이터 저장의 필드내에서, 열 보조 자기 기록(HAMR)은 종래의 자기 기록 기술들의 물리적 제한들을 확장시키는 잠재적 기술로서, 초 상자성(super paramagnetic) 효과에 의해 제한된다. HAMR 시스템에서, 큰 기울기를 가진 고온들은 기록 매체의 보자력을 감소시키는데 사용된다. 그 퀴리점에 근접하게 기록 매체를 가열한 후, 외부의 자기장이 기록 매체에서 데이터를 기록하는데 사용된다. 높은 세기와 좁은 범위를 갖는 광 흡수 프로파일들은 이러한 열적 스폿들을 달성하는데 요구된다. 그러나, 공지된 광 변환기 시스템들과 구성들은 기록 매체에서 상기한 광 흡수 프로파일들을 형성할 수 없다. 예를 들어, 공지된 시스템들과 구성들은 기록 매체에서 강한 세기들 또는 좁은 흡수 프로파일들을 제공하지 못한다.
따라서, 강한 광학 스폿들을 요구하는 애플리케이션들의 요구들을 충족시키도록 작은 크기들로 효율적으로 강한 광학 스폿들을 생성하기 위해 필요한 높은 세기들과 좁은 흡수 프로파일들을 제공할 수 있는 새로운 개선된 광 변환기 시스템들과 구성들이 필요하다.
본 발명의 목적은 강한 광학 스폿들을 요구하는 애플리케이션들의 요구들을 충족시키도록 작은 크기들로 효율적으로 강한 광학 스폿들을 생성하기 위해 필요한 높은 세기들과 좁은 흡수 프로파일들을 제공할 수 있는 새로운 개선된 광 변환기 시스템들과 구성들을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예는 개구를 규정하는 도파로(waveguide), 포커싱 엘리먼트, 및 상기 도파로와 포커싱 엘리먼트 사이에 위치된 결합층을 포함하는 시스템을 제공한다. 상기 포커싱 엘리먼트는 제 1 굴절률을 가진 물질로 형성되고, 상기 결합층은 제 2 굴절률을 가진 물질로 형성된다. 상기 결합층의 제 2 굴절률은 상기 포커싱 엘리먼트의 제 1 굴절률 보다 더 작다. 예를 들어, 상기 포커싱 엘리먼트는 고체 액침 렌즈들 또는 고체 액침 미러일 수 있다. 상기 도파로는 상기 개구에 대해 비대칭 전하 분포를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 리지(ridge)를 포함하고 도파로를 통과하는 개구를 규정하는 도파로, 포커싱 엘리먼트, 및 상기 도파로와 상기 포커싱 엘리먼트 사이에 위치된 결합층을 포함하는 시스템을 제공하며, 상기 결합층은 상기 포커싱 엘리 먼트의 굴절률 보다 더 작은 굴절률을 갖는다.
본 발명의 추가적인 실시예는 저장 매체, 및 상기 저장 매체에 인접하게 위치된 기록 장치를 포함하는 데이터 저장 시스템을 제공한다. 상기 기록 장치는 개구를 규정하는 도파로를 포함한다. 상기 기록 장치는 제 1 굴절률을 가진 포커싱 엘리먼트, 및 상기 도파로와 상기 포커싱 엘리먼트 사이에 위치된 결합층을 더 포함하며, 상기 결합층은 상기 포커싱 엘리먼트의 제 1 굴절률 보다 더 작은 제 2 굴절률을 갖는다.
본 발명의 이러한 실시예들과 다른 실시예들은 이하의 상세한 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.
본 발명은 한정된 광 전력 전달과 개선된 광 전송 효율을 위한 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 작고, 강한 광학 스폿들을 형성하는데 사용될 수 있는 시스템들을 포함한다. 본 발명은 예를 들어, 데이터 저장, 영상, 리소그래피, 고 해상도 광학 현미경, 에너지의 작고 강한 광학 스폿들의 생성 및 사용을 요구할 수 있는 통신 또는 다른 애플리케이션들을 위한 집적된 광전자 장치들과 같이 다양한 애플리케이션들에 사용된다.
데이터 저장의 특정 필드내에서, 본 발명은 다양한 형태들의 데이터 저장 매체와 함께 사용하기 위한 기록 장치들에 사용될 수 있는 시스템들을 포함한다. 도 1은 본 발명에 따라 구성되는 광학 시스템들과 구성들을 사용할 수 있는 전형적인 디스크 드라이브(10)의 사시도이다. 상기 디스크 드라이브는 디스크 드라이브의 다양한 컴포넌트들을 포함하는 크기로 구성되는 하우징(12)(본 도면에서 상부는 제 거되고 하부가 보임)을 포함한다. 상기 디스크 드라이브는 하우징(12)과 함께 적어도 하나의 데이터 저장 매체(16)를 회전시키기 위한 스핀들 모터(14)를 포함한다. 적어도 하나의 암(18)은 기록 또는 판독 헤드 또는 슬라이더(22)를 갖는 제 1 단부(20), 및 베어링(26)에 의해 샤프트상에 피봇식으로 장착된 제 2 단부(24)를 구비한 각각의 암(18)과 함께 하우징(12)내에 포함된다. 액추에이터 모터(28)는 디스크(16)의 목표된 섹터 상부에 헤드(22)를 위치시키도록 암(18)을 피봇시키기 위해 암의 제 2 단부(24)에 위치된다. 액추에이터 모터(28)는 본 도면에 도시되지 않지만 종래기술에 의해 공지된 제어기에 의해 조정된다.
본 발명은 본 발명에 기술되는 다양한 기술들의 많은 애플리케이션들을 가질 수 있지만, 데이터 저장의 하나의 특정 영역으로서, 열 보조 자기 기록(HAMR)이 본 발명의 예시적인 실시예들을 도시하고 기술하는데 사용될 것이다. 일반적으로, HAMR은 종래의 데이터 저장 기록 기술들의 물리적 제한들을 확장시키는 잠재적인 기술로서 초 상자성 효과에 의해 제한되는 것으로 공지되어 있다. HAMR 시스템에서, 큰 기울기들을 가진 고온들은 기록 매체의 보자력을 감소시키는데 사용된다. 높은 세기와 좁은 범위를 가진 광 흡수 프로파일들은 에너지의 작고 강한 광학 스폿들을 달성하는데 요구된다. 그러나, 공지된 광 변환기 구성들과 시스템들은 기록 매체에서 이러한 광 흡수 프로파일들을 만족스럽게 형성하지 못한다. 예를 들어, 공지된 장치들은 통상적으로 기록 매체에서 강한 세기들 또는 좁은 흡수 프로파일들을 제공하지 못한다. 목표된 전송 효율들을 달성하기 위해, 본 발명은 목표된 전송 효율들을 달성하기 위해 효율적으로 최적화될 수 있는 광학 주파수들에서 표면 플라즈몬(plasmon)과 기하학적 공진(resonance)들을 고려한다. 더욱이, 본 발명은 이하에서 보다 상세히 기술되는 것처럼, 표면 플라즈몬 강화 구성들이 통합된 근접장 변환기(near field transducer)들을 예시한다.
도 2를 참조하면, 기록 매체(16)상에 작고 강한 광학 스폿(32)의 생성을 위한 더 높은 전송 효율성들을 생성하기 위한 시스템(30)이 도시된다. 구체적으로, 시스템(30)은 예를 들어, 광학 렌즈(34)와 같은 포커싱 엘리먼트를 향해 "36"으로 도시된 것처럼 전자기 광선을 유도하기 위한 에너지 광원(33)을 포함할 수 있다. 광원(33)은 근접장 변환기를 여기시키는 요구된 전자기파들을 생성하기 위해 사용된다. 광원(33)은 전자기 스펙트럼의 가시광선, 적외선, 또는 자외선 영역들에서 전자기파들을 형성할 수 있다. 광원(33)은 예를 들어, 고체 상태 레이저 또는 반도체 레이저와 같은 레이저일 수 있다. 광학 렌즈(34)는 2차원 또는 3차원 렌즈 시스템일 수 있다. 본 발명에 사용하기 위한 광학 렌즈(34)의 예는 모드 인덱스 도파로 렌즈들을 갖는 2차원 광 도파로이다.
광학 렌즈(34)는 광원(33)으로부터 전자기 광선(36)을 집중시키기 위한 수단으로서 작용한다. 그 다음 광학 렌즈(34)는 예를 들어, 고체 액침 렌즈(SIL)(40)와 같은 포커싱 엘리먼트를 향해 "38"로 도시된 전자기 광선을 포커싱한다. SIL(40)은 전자기파들을 더 작은 스폿들로 추가로 집중시키는데 사용된다. 대물 렌즈들로부터 달성될 수 있는 최소 스폿 사이즈는 공지된 회절 제한값으로 제한된다. 렌즈로부터 달성될 수 있는 포커싱된 스폿 사이즈는 파장에 비례하고, 렌즈의 수치 구경(NA)에 반비례한다. 상기 스폿 사이즈는 광이 포커싱되는 매체의 굴절률 을 증가시킴으로써 감소될 수 있고, 이는 렌즈의 NA를 증가시킨다. 광이 높은 굴절률의 고체에 포커싱되는 SIL(40)은 대물 렌즈들의 종래의 회절 제한값 보다 더 작은 광학 스폿들을 달성할 수 있다. SIL을 이용하여 NA를 증가시키는 것은 초점 영역에서 전기장을 증가시킨다. 이러한 강화된 전기장들에 인접하게 근접장 변환기를 배치함으로써 변환기로부터의 근접장 방사도 증가된다. 이러한 실시예에서, 본 발명은 SIL(40)을 이용하여 NA를 증가시킴으로써 광학 시스템의 양호한 근접장 방사를 달성한다. SIL(40)의 주요 파라미터들 중 하나는 SIL(40)을 형성하는 물질의 굴절률이다. 변환기 상부에서 더 작은 광학 스폿들과 더 높은 기울기의 전자기 광선을 달성하기 위해, 투명 물질의 굴절률은 가능한 높아야 한다. SIL(40)을 형성하는데 적합한 높은 굴절률의 물질들의 예들은 TiO2, Ta2O5, 및 GaP를 포함한다.
도 2를 참조하면, 시스템(30)은 또한 도파로, 즉 예를 들어 리지 도파로(42)(도 4 참조)와 같은 변환기, 및 SIL(40)과 리지 도파로(42) 사이에 위치된 결합층(44)을 포함할 수 있다. 결합층(44)은 SIL(40)과 접촉하거나 접촉하지 않을 수 있는 제 1 표면(46)을 포함한다. 결합층(44)은 리지 도파로(42)와 접촉하거나 접촉하지 않을 수 있는 제 2 표면(48)을 가질 수도 있다. 또한, 결합층(44)은 약 5nm 내지 약 100nm 범위의 두께 L을 가질 수 있다. 결합층(44)은 공기(진공)의 층을 포함할 수 있거나 예를 들어 MgF2, Al2O3, SiO2 또는 SiN과 같은 물질로 형성될 수 있다. 결합층(44)은 SIL(40)의 물질 또는 본 발명에 사용될 수 있는 임의의 다른 형태의 포커싱 엘리먼트들과 비교하여 더 낮은 굴절률을 가져야 한다. 높은 굴 절률과 낮은 굴절률의 경계는 전자기파들의 내부 전반사를 유발하고, 순간적인(evanescent) 필드들을 생성할 것이다. 이러한 순간적인 필드들은 근접장 시스템의 결합 효율을 개선하는데 중요하다. 이러한 순간적인 필드들은 금속 변환기, 즉 도파로(42)에 대해 표면 플라즈몬 모드들에 결합되고, 전송 효율성을 개선할 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따라 구성되는 시스템(130)의 부가적인 실시예가 도시된다. 시스템(130)은 도 2에 도시된 SIL(40)에 대향되는 고체 액침 미러(SIM)(140)를 포함한다. 시스템(130)은 또한 예를 들어, 리지 도파로(142)와 같은 포커싱 엘리먼트, 및 SIM(140)과 리지 도파로(142) 사이에 위치된 결합층(144)을 포함한다. 시스템(130)은 도 2에 도시되고 본 발명에 기술되는 시스템(30)과 유사한 방식으로 동작되고 유사하게 구성된다. SIM(40)은 높은 굴절률의 투명 물질로 이루어질 수 있고 실질적으로 포물선 형상의 측면 에지 표면들을 가질 수 있다. 포물면 형상을 갖는 에지들은 SIM(140)의 초점에 광을 포커싱한다. 또한 입력 전자기파의 특성들에 따라 다른 형상들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 선형으로 편광될 수 있는 포커싱된 광은 도파로(142)를 여기시키는데 가장 적합할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시된 시스템 구성들(30, 130)이 각각 구성될 수 있고, SIL(40)과 SIM(140)은 3차원 또는 2차원 평면형 구성들일 수 있다. 예를 들어, 이들은 모드 인덱스 도파로 렌즈들 또는 평면형 도파로들의 포물면-미러일 수 있다. 포물면-미러의 경우, 입사 빔에 따라 초점 영역에서 전자기 광선을 포커싱하도록 그 형상이 변경될 수도 있지만 도파로 미러의 에지들은 실질적으로 포물선 형상일 수 있다.
도 4를 참조하면, 리지 도파로(42)의 실시예가 도시된다. 리지 도파로(42)는 또한 리지 도파로(42)를 통해 연장되는 개구(54)를 규정하는 리지(52)를 포함한다. 리지(52)는 리지 도파로(42)의 대향 측면(56)으로부터 거리(G)만큼 위치된다. 도파로(42)는 예를 들어, Ag, Au, Al 또는 Cu로 이루어질 수 있다.
도파로(42)의 동작시, 입사광 전력(즉, 전자기파)은 도파로(42)를 형성하는데 사용되는 금속 막의 표면에 대해 전류들을 유도한다. 금속 막에 대해 유도되는 전류는 도파로(42)의 리지(52)에 대해 전하 분포("+" 전하 표시들로 도시됨)를 생성하고 갭 거리(G)에 대한 대향 측면(56)에 대해 전하 분포("-" 전하 표시들로 도시됨)를 생성한다. 도파로(42) 기하학적 구조의 비대칭 특성 때문에, 도파로(42)의 리지(52)와 대향 측면(56)상의 축적된 전하 분포는 대칭이 아니다. 반대 극성들을 갖는 이러한 비대칭 전하 분포는 전기 쌍극자(dipole)로서 재-발산되어, 국부적인 근접장 방사를 생성한다. 리지(52)에 대한 전하 분포는 대향 측면(56)에 대한 전하 분포에 비해 더 작지만 더 강하다. 따라서, 재-발산되는 전자기장도 비대칭이다. 이러한 비대칭 광선은 더 작은 광학 스폿을 생성시킨다. 따라서, 도파로(42)는 리지(52)와 대향 측면(56)상에서 반대 극성들을 갖는 비대칭 전하 분포를 형성하는 개구로서 간주될 수 있다. 반대 극성들을 갖는 국부화된 전하 분포는 도 2에 도시된 것처럼 매체(16)상의 광학 스폿(32)과 같은 광학 스폿을 생성하기 위한 국부적인 근접장 방사를 형성하는 전기 쌍극자로서 작용한다.
도 2를 참조하면, 결합층(44)은 SIL(40)과 리지 도파로(42) 사이에 위치되는 것으로 기재된다(또는 도 3에 도시된 실시예의 경우, 결합층(144)은 SIM(140)과 리지 도파로(142) 사이에 위치된다). 본 발명의 실시예에 따라, SIL(40)은 제 1 굴절률을 갖는 물질로 형성되고, 상기 결합층은 제 2 굴절률을 갖는 물질로 형성되며, SIL(40)의 제 1 굴절률은 결합층(44)의 제 2 굴절률보다 더 크다. 유사하게, SIM(140)은 결합층(144)의 굴절률 보다 더 큰 굴절률을 갖는 물질로 형성된다. 예를 들어, SIL(40) 및/또는 SIM(140)(또는 본 발명에 사용될 수 있는 다른 형태의 포커싱 엘리먼트)은 약 1.7 내지 약 4.0 범위의 굴절률을 가질 수 있다. 대조적으로, 결합층(44) 또는 결합층(144)은 약 1.0 내지 약 2.0 범위의 굴절률을 가질 수 있다.
더 낮은 굴절률의 결합층(44 또는 144)에 각각 인접한 더 높은 굴절률의 SIL(40) 또는 SIM(140)을 위치시키는 장점은 높은 굴절귤-낮은 굴절률 물질 계면에서 내부 전반사가 발생하고 순간적인 파들이 생성된다는 것이다. 순간적인 파 결합은 표면 플라즈몬 공진들 강화의 주요 원인이다. 표면 플라즈몬 모드들은 낮은 굴절률의 유전체 스페이서를 통해 높은 굴절률의 물질에서 금속 막으로 광이 입사되는 오토 여기(Otto excitation) 기술을 이용하여 금속 막에 광학적으로 여기될 수 있다. 높은 굴절률-낮은 굴절률 경계에서 내부 전반사로 인해, 순간적인 파들이 생성되고 금속 막 상부에서 표면 플라즈몬 모드들로 효율적으로 결합된다. 낮은 굴절률의 물질, 즉 결합층(44 또는 144)을 SIL(40) 또는 SIM(140)과 리지 도파로(42 또는 142) 사이에 각각 배치함으로써, 유사한 효과가 달성될 수 있다.
전형적인 오토(Otto) 구성을 위한 분석적 모델링 결과들은 낮은 굴절률의 유전체 스페이서 층에 대한 최적 두께는 300nm 내지 400nm 범위에 있다는 것을 나타낸다. 비교해 보면, 본 발명의 시스템들(30, 130)에 대한 유한 요소 모델링 결과들은 낮은 굴절률의 결합층들(44, 144)에 대한 허용가능한 두께 범위가 약 5nm 내지 약 100nm 범위이고, 두께의 최적 범위는 약 20nm 내지 약 30nm(도 5 참조)이다. 따라서, 리지 도파로(42, 142)를 각각 사용하는 본 발명의 시스템들(30, 130)로부터 달성되는 전력 밀도는 전형적인 오토(Otto) 구성에서 필요한 낮은 굴절률 층에 비해, 낮은 굴절률의 더 얇은 결합층(44, 144)의 사용을 허용한다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 리지 도파로의 사용은 본 발명에 따른 작고 강한 광학 스폿의 생성을 위한 근접장 방사의 개선을 위한 주요한 원인이다.
k-스펙트럼에서 단일 컴포넌트를 갖는 조준된 광이 전형적인 오토(Otto) 구성에서 표면 플라즈몬들을 여기시키는데 사용된다. 그러나, 예를 들어 SIL(40)로부터 달성되는 포커싱된 광은 넓은 k-스펙트럼 분포를 갖는다. 전형적인 오토(Otto) 구성으로부터 더 두꺼운 낮은 굴절률의 물질에 비해 본 발명의 훨씬 더 얇은 낮은 굴절률의 결합층에 대한 결과들의 차이는 입사 전기장의 k-스펙트럼에서의 차이에 적어도 부분적으로 기인한다는 것을 알 수 있다. 또한, 이러한 결과는 표면 플라즈몬들을 여기시키는 최적 기하학적 구조들에서 표면 플라즈몬들의 상호작용이 조준된 광 대 포커싱된 광에 대해 상이하다는 것을 나타낸다.
본 발명을 예시하는 목적으로 특정 실시예들이 기재되었지만 이는 본 발명을 제한하는 목적이 아니며, 세부사항들, 물질들, 및 부분들의 배치의 많은 변형들이 첨부된 청구범위에 기재된 것처럼 본 발명을 벗어남이 없이 본 발명의 원리 및 범주내에서 이루어질 수 있음은 통상의 당업자에 의해 이해될 것이다.
본 발명에 의하면, 강한 광학 스폿들을 요구하는 애플리케이션들의 요구들을 충족시키도록 작은 크기들로 효율적으로 강한 광학 스폿들을 생성하기 위해 필요한 높은 세기들과 좁은 흡수 프로파일들을 제공할 수 있는 새로운 개선된 광 변환기 시스템들과 구성들을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (20)

  1. 개구를 규정하는 도파로;
    제 1 굴절률을 갖는 포커싱 엘리먼트; 및
    상기 도파로와 상기 포커싱 엘리먼트 사이에 위치된 결합층 - 상기 결합층은 상기 포커싱 엘리먼트의 제 1 굴절률 미만인 제 2 굴절률을 가짐 -
    을 포함하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 포커싱 엘리먼트는 고체 액침 렌즈(solid immersion lens)인 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 포커싱 엘리먼트는 고체 액침 미러(solid immersion mirror)인 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합층은 공기, MgF2, Al2O3, SiO2, SiN 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합층은 약 5nm 내지 약 100nm 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 포커싱 엘리먼트의 제 1 굴절률은 약 1.7 내지 약 4의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합층의 제 2 굴절률은 약 1.0 내지 약 2.0 범위에 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    광학 에너지원과 상기 포커싱 엘리먼트 사이의 광 통신부에 위치된 광학 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 도파로는 상기 개구에 대해 비대칭 전하 분포를 갖는 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 리지(ridge)를 포함하고 도파로를 통과하는 개구를 규정하는 도파로;
    포커싱 엘리먼트; 및
    상기 도파로와 상기 포커싱 엘리먼트 사이에 위치된 결합층 - 상기 결합층은 상기 포커싱 엘리먼트의 굴절률 미만인 굴절률을 가짐 -
    을 포함하는 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 포커싱 엘리먼트는 고체 액침 렌즈인 것을 특징으로 하는 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 포커싱 엘리먼트는 고체 액침 미러인 것을 특징으로 하는 시스템.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 결합층은 공기, MgF2, Al2O3, SiO2, SiN 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 결합층은 약 5nm 내지 약 100nm 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하 는 시스템.
  15. 저장 매체; 및
    상기 저장 매체에 인접하게 위치된 기록 장치
    - 상기 기록 장치는,
    개구를 규정하는 도파로;
    제 1 굴절률을 갖는 포커싱 엘리먼트; 및
    상기 도파로와 상기 포커싱 엘리먼트 사이에 위치되고 상기 포커싱 엘리먼트의 제 1 굴절률 미만인 제 2 굴절률을 갖는 결합층을 포함함 -
    를 포함하는 데이터 저장 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 도파로는 리지 도파로인 것을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 포커싱 엘리먼트는 고체 액침 렌즈인 것을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 포커싱 엘리먼트는 고체 액침 미러인 것을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 결합층은 공기, MgF2, Al2O3, SiO2, SiN 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 결합층은 약 5nm 내지 약 100nm 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 데이터 저장 시스템.
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