KR100926169B1 - Device for concentrating light and information storage device comprising the same - Google Patents

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Abstract

집광장치 및 그를 포함하는 정보 저장장치에 관해 개시되어 있다. 본 발명의 집광장치는 광원으로부터 발생된 빛을 집속시키기 위한 것으로서, 투명기판; 상기 투명기판 상에 형성된 비선형물질층; 및 상기 비선형물질층 상에 형성되고, 적어도 하나의 개구부를 갖는 광차단층;을 포함하는 것을 특징으로 한다. A light collecting device and an information storage device including the same are disclosed. The light collecting device of the present invention is for focusing light generated from a light source, comprising: a transparent substrate; A non-linear material layer formed on the transparent substrate; And a light blocking layer formed on the nonlinear material layer and having at least one opening.

Description

집광장치 및 그를 포함하는 정보 저장장치{Device for concentrating light and information storage device comprising the same}Condensing device and information storage device including the same {Device for concentrating light and information storage device comprising the same}

본 발명은 광학장치 및 그를 포함하는 정보 저장장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 작은 사이즈의 광 스폿을 발생시킬 수 있는 집광장치 및 그를 포함하는 정보 저장장치에 관한 것이다. The present invention relates to an optical device and an information storage device including the same, and more particularly, to a light collecting device capable of generating a light spot of a small size and an information storage device including the same.

광 디스크 드라이브(optical disc drive)(이하, ODD)는 CD(compact disc)나 DVD(digital video disc)와 같은 광 기록매체(optical recording medium)에 광을 조사하여 정보를 기록하거나 읽는 장치이다. An optical disc drive (hereinafter referred to as an ODD) is a device for recording or reading information by irradiating light onto an optical recording medium such as a compact disc (CD) or a digital video disc (DVD).

ODD와 같은 광학적 정보 저장장치의 기록 밀도를 높이기 위해서는, 기록/재생 헤드에서 발생하는 광 스폿(light spot)의 사이즈를 감소시켜야 한다. 상기 광 스폿의 사이즈를 줄이는 방법으로는, 광원에서 발생하는 빛의 파장을 감소시키는 방법과 집광 렌즈의 개구수(numerical aperture)(NA)를 증가시키는 방법이 있다. 그러나 이러한 방법으로 광 스폿의 사이즈를 임계 치수 이하로 줄이는 것은 용이하지 않다. 이는 비용 및 기술적인 면에서 여러 제약이 따르기 때문이다. 또한 일반적인 집광 렌즈로는 광원에서 발생된 빛의 파장보다 작은 지름을 갖는 광 스폿을 구현하기 어렵다. 광원으로 청색 레이저 광원을 사용하고, 집광 렌즈로 고체 침지 렌즈(solid immersion lens)(SIL)를 사용하는 경우에도, 초점면에서의 광 스폿의 지름은 수백 나노미터(nm)에 이른다. 이와 같이, 종래의 기술로는 광 스폿의 사이즈를 감소시키기 어렵기 때문에, 기록 밀도가 높은 ODD를 구현하기 어렵다. In order to increase the recording density of an optical information storage device such as an ODD, it is necessary to reduce the size of light spots generated in the recording / reproducing head. As a method of reducing the size of the light spot, there are a method of reducing the wavelength of light generated from the light source and a method of increasing the numerical aperture (NA) of the condenser lens. However, it is not easy to reduce the size of the light spot below the critical dimension in this way. This is because there are many restrictions in terms of cost and technology. In addition, it is difficult to realize a light spot having a diameter smaller than a wavelength of light generated from a light source with a general condenser lens. Even when a blue laser light source is used as the light source and a solid immersion lens (SIL) is used as the condenser lens, the diameter of the light spot at the focal plane reaches several hundred nanometers (nm). As described above, since the size of the light spot is difficult to be reduced by the conventional technology, it is difficult to implement an ODD having a high recording density.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 광 스폿의 사이즈를 줄일 수 있는 집광장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to improve the above-mentioned conventional problems, and to provide a light collecting device capable of reducing the size of a light spot.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 집광장치를 포함하는 정보 저장장치를 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide an information storage device including the light collecting device.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 광원으로부터 발생된 빛을 집속시키기 위한 것으로서, 투명기판; 상기 투명기판 상에 형성된 비선형물질층; 및 상기 비선형물질층 상에 형성되고, 적어도 하나의 개구부를 갖는 광차단층;을 포함하고, 상기 비선형물질층으로 입사된 빛은 상기 광차단층과 상기 비선형물질층 사이의 계면에서 반사된 빛과 패브리-패롯(Febry-Perot) 간섭을 일으켜 여러 개의 작은 빔(beam)으로 갈라지고, 상기 여러 개의 빔(beam) 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 개구부를 통해 출사되는 것을 특징으로 하는 집광장치를 제공한다. In order to achieve the above technical problem, the present invention is to focus the light generated from the light source, a transparent substrate; A non-linear material layer formed on the transparent substrate; And a light blocking layer formed on the nonlinear material layer, the light blocking layer having at least one opening, wherein the light incident on the nonlinear material layer is reflected by the light reflected from the interface between the light blocking layer and the nonlinear material layer. It provides a condenser (Febry-Perot) interference is divided into several small beam (beam), at least one of the plurality of beam (beam) is provided through the at least one opening provides a light collecting device.

상기 투명기판은 유리기판일 수 있다. The transparent substrate may be a glass substrate.

상기 비선형물질층은 NBP, TeO2, LiTaO3, LiNbO3 및 As2S3층 중 어느 하나일 수 있다. 여기서, NBP의 화학식은 Na4Nb8P4O32이다. The nonlinear material layer is NBP, TeO 2 , LiTaO 3 , It may be one of LiNbO 3 and As 2 S 3 layers. Here, the chemical formula of NBP is Na 4 Nb 8 P 4 O 32 .

상기 비선형물질층의 두께는 10㎚∼10㎛일 수 있다. The thickness of the nonlinear material layer may be 10 nm to 10 μm.

상기 광차단층은 금속층일 수 있다. The light blocking layer may be a metal layer.

상기 광차단층은 Au층일 수 있다. The light blocking layer may be an Au layer.

상기 광차단층의 두께는 30nm∼300nm일 수 있다. The light blocking layer may have a thickness of 30 nm to 300 nm.

본 발명의 집광장치는 상기 광원과 상기 투명기판 사이에 집광요소를 더 포 함할 수 있다. The light collecting device of the present invention may further include a light collecting element between the light source and the transparent substrate.

상기 집광요소는 렌즈 또는 광섬유일 수 있다. The light collecting element may be a lens or an optical fiber.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 기록매체에 정보를 기록/재생하기 위한 기록/재생 헤드를 포함하는 정보 저장장치에 있어서, 상기 기록/재생 헤드는 광원 및 상기 광원으로부터 발생된 빛을 집속시키는 집광장치를 구비하고, 상기 집광장치는 투명기판; 상기 투명기판 상에 형성된 비선형물질층; 및 상기 비선형물질층 상에 형성되고, 적어도 하나의 개구부를 갖는 광차단층;을 포함하고, 상기 비선형물질층으로 입사된 빛은 상기 광차단층과 상기 비선형물질층 사이의 계면에서 반사된 빛과 패브리-패롯(Febry-Perot) 간섭을 일으켜 여러 개의 작은 빔(beam)으로 갈라지고, 상기 여러 개의 빔(beam) 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 개구부를 통해 출사되는 것을 특징으로 하는 정보 저장장치를 제공한다. In order to achieve the above another technical problem, the present invention provides an information storage device including a recording / reproducing head for recording / reproducing information on a recording medium, wherein the recording / reproducing head is configured to provide a light source and light generated from the light source. And a light collecting device for focusing, the light collecting device comprising: a transparent substrate; A non-linear material layer formed on the transparent substrate; And a light blocking layer formed on the nonlinear material layer, the light blocking layer having at least one opening, wherein the light incident on the nonlinear material layer is reflected by the light reflected from the interface between the light blocking layer and the nonlinear material layer. Provides an information storage device, characterized in that by causing a ferret-perot interference split into several small beams, at least one of the plurality of beams is emitted through the at least one opening .

상기 투명기판은 유리기판일 수 있다. The transparent substrate may be a glass substrate.

상기 비선형물질층은 NBP, TeO2, LiTaO3, LiNbO3 및 As2S3층 중 어느 하나일 수 있다.The nonlinear material layer is NBP, TeO 2 , LiTaO 3 , It may be one of LiNbO 3 and As 2 S 3 layers.

상기 비선형물질층의 두께는 10㎚∼10㎛일 수 있다. The thickness of the nonlinear material layer may be 10 nm to 10 μm.

상기 광차단층은 금속층일 수 있다. The light blocking layer may be a metal layer.

상기 광차단층은 Au층일 수 있다. The light blocking layer may be an Au layer.

상기 광차단층의 두께는 30nm∼300nm일 수 있다. The light blocking layer may have a thickness of 30 nm to 300 nm.

본 발명의 정보 저장장치는 상기 광원과 상기 집광장치 사이에 집광요소를 더 포함할 수 있다. The information storage device of the present invention may further include a light collecting element between the light source and the light collecting device.

상기 집광요소는 렌즈 또는 광섬유일 수 있다. The light collecting element may be a lens or an optical fiber.

상기 광원은 20㎼∼20㎽의 세기를 갖는 빛을 발생시킬 수 있다. The light source may generate light having an intensity of 20 kW to 20 kW.

상기 기록매체는 광 기록매체이고, 상기 기록/재생 헤드는 광 픽업(pick-up)일 수 있다. The recording medium may be an optical recording medium, and the recording / reproducing head may be an optical pick-up.

상기 기록매체는 자기 기록매체이고, 상기 기록/재생 헤드는 열보조 자기 헤드(heat-assisted magnetic head)일 수 있다. The recording medium may be a magnetic recording medium, and the recording / reproducing head may be a heat-assisted magnetic head.

본 발명의 집광장치는 비선형물질층의 자체 집광(self-focusing) 현상을 이용하기 때문에 렌즈를 사용하지 않고도 빛을 용이하게 집속시킬 수 있다. 특히, 본 발명은 비선형물질층 내에서 패브리-패롯(Febry-Perot) 간섭 효과를 발생시킴으로써, 비선형물질층을 통해 출사되는 광 스폿의 크기를 획기적으로 줄일 수 있다. 이에 따라, 일반 렌즈로는 얻을 수 없는 작은 사이즈의 광 스폿을 구현할 수 있다. Since the light collecting device of the present invention uses a self-focusing phenomenon of the nonlinear material layer, light can be easily focused without using a lens. In particular, the present invention generates the Fabry-Perot interference effect in the nonlinear material layer, thereby significantly reducing the size of the light spot emitted through the nonlinear material layer. As a result, it is possible to realize a light spot of a small size that cannot be obtained with a general lens.

이러한 본 발명의 집광장치를 정보 저장장치에 적용하면, 저장장치의 기록 밀도를 높일 수 있다. When the light collecting device of the present invention is applied to an information storage device, the recording density of the storage device can be increased.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 집광장치 및 그를 포함하는 정보 저장장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 다소 과장되게 도시된 것이다. 상세한 설명 전반에서 동일한 참조번호는 동일 구성요소를 나타낸다. Hereinafter, a light collecting device and an information storage device including the same according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the layers or regions illustrated in the drawings are somewhat exaggerated for clarity. Like numbers refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 집광장치를 보여준다. 1 shows a light collecting device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 집광장치(200)는 광원(100)으로부터 발생된 빛을 집속시키기 위한 것으로서, 투명기판(10), 비선형물질층(20) 및 광차단층(30)이 차례로 적 층된 적층구조물을 포함한다. 광원(100) 측으로부터 투명기판(10), 비선형물질층(20) 및 광차단층(30)이 차례로 구비되어 있다. 투명기판(10)은 유리기판일 수 있지만, 유리기판 이외의 다른 기판일 수도 있다. 비선형물질층(20)은 NBP(Na4Nb8P4O32), TeO2, LiTaO3, LiNbO3와 같은 비선형물질로 이루어진 층으로서, 예컨대, As2S3층일 수 있다. 비선형물질층(20)의 두께는 10㎚∼10㎛ 정도인 것이 바람직하다. 광차단층(30)는 불투명금속층, 예컨대, Au층일 수 있고, 그 두께는 30nm∼300nm 정도인 것이 바람직하다. 광차단층(30)은 비선형물질층(20)의 일부를 노출시키는 개구부(5)를 갖는다. 개구부(5)를 통해 광 스폿이 출사된다. 도 1에서는 개구부(5)가 하나이지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 개구부(5)가 구비될 수 있다. 도 2와 같이 개구부(5)가 복수라 하더라도, 모든 개구부(5)에서 광 스폿이 출사되는 것은 아닐 수 있다. 도 2에서 참조번호 30'은 복수의 개구부(5)를 갖는 광차단층을 나타내고, 참조번호 200'는 광차단층(30')을 포함하는 집광장치를 나타낸다. Referring to FIG. 1, the light concentrating device 200 is for condensing light generated from the light source 100, and has a laminated structure in which a transparent substrate 10, a nonlinear material layer 20, and a light blocking layer 30 are sequentially stacked. It includes. The transparent substrate 10, the nonlinear material layer 20, and the light blocking layer 30 are sequentially provided from the light source 100 side. The transparent substrate 10 may be a glass substrate, but may be a substrate other than a glass substrate. The nonlinear material layer 20 may be formed of NBP (Na 4 Nb 8 P 4 O 32 ), TeO 2 , LiTaO 3 , As a layer made of a nonlinear material such as LiNbO 3 , for example, the layer may be an As 2 S 3 layer. It is preferable that the thickness of the nonlinear material layer 20 is about 10 nm to about 10 μm. The light blocking layer 30 may be an opaque metal layer, for example, an Au layer, and the thickness thereof is preferably about 30 nm to 300 nm. The light blocking layer 30 has an opening 5 exposing a portion of the nonlinear material layer 20. The light spot is emitted through the opening 5. In FIG. 1, there is only one opening 5, but according to another embodiment of the present invention, a plurality of openings 5 may be provided as shown in FIG. 2. Even if there are a plurality of openings 5 as shown in FIG. 2, light spots may not be emitted from all of the openings 5. In FIG. 2, reference numeral 30 ′ denotes a light blocking layer having a plurality of openings 5, and reference numeral 200 ′ denotes a light collecting device including the light blocking layer 30 ′.

광원(100)으로부터 발생된 빛은 광축에서 가장 강한 세기를 갖고, 광축에서 벗어날수록 약한 세기를 갖는다. 즉, 광원(100)에서 발생된 빛의 세기는 가우스 곡선(gaussian curve)의 형태, 즉, 정규 분포 곡선의 형태를 갖는다. 비선형물질층(20) 내에서는 빛의 세기에 따라 굴절률이 달라지기 때문에, 비선형물질층(20)은 광축에 수직한 방향(Y축 방향)에 따른 중앙부와 주변부에서 다른 굴절률을 나타낸다. 빛의 세기에 비례하여 비선형물질층(20)의 굴절률이 증가한다. 따라서 비선형 물질층(20)을 통과한 빛은 광축으로 집중될 수 있다. 다시 말해, 비선형물질층(20)은 볼록 렌즈와 같은 역할을 할 수 있다. 이와 같이 비선형물질층(20)의 자체 집광(self-focusing) 현상을 이용하면, 렌즈를 사용하지 않고도 용이하게 빛을 집속시킬 수 있다. Light generated from the light source 100 has the strongest intensity on the optical axis, and weaker intensity away from the optical axis. That is, the intensity of light generated by the light source 100 has a form of a Gaussian curve, that is, a form of a normal distribution curve. Since the refractive index changes in the nonlinear material layer 20 according to the intensity of light, the nonlinear material layer 20 exhibits different refractive indices in the center and periphery along the direction perpendicular to the optical axis (the Y-axis direction). The refractive index of the nonlinear material layer 20 increases in proportion to the light intensity. Therefore, light passing through the nonlinear material layer 20 may be concentrated on the optical axis. In other words, the nonlinear material layer 20 may serve as a convex lens. As such, when the self-focusing phenomenon of the nonlinear material layer 20 is used, light can be easily focused without using a lens.

더욱이, 비선형물질층(20)에 입사되는 빛의 세기 및 파장과, 비선형물질층(20)의 두께가 소정의 조건을 만족하면, 비선형물질층(20) 내에서 패브리-패롯(Febry-Perot) 간섭 효과가 발생되어, 비선형물질층(20)을 통해 출사되는 광 스폿의 크기를 획기적으로 줄일 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 비선형물질층(20)으로 입사된 빛은 광차단층(30)과 비선형물질층(20) 사이의 계면에서 반사된 빛과 간섭(패브리-패롯 간섭)을 일으켜, 여러 개의 작은 빔(beam)으로 갈라질 수 있다. 이를 빔 필라멘테이션(beam filamentation) 효과라 한다. 이러한 빔 필라멘테이션(beam filametation) 효과를 위해, 광원(100)에서 발생되는 빛의 세기는 20㎼∼20㎽ 정도인 것이 바람직하고, 비선형물질층(20)의 두께는 10㎚∼10㎛ 정도인 것이 바람직하다. 비선형물질층(20) 내에서 빔 필라멘테이션(beam filamentation) 효과가 발생되는 경우, 출사될 수 있는 광 스폿의 수는 두 개 이상이다. 상기 빔 필라멘테이션(beam filamentation) 효과에 의해 발생되는 다수의 광 스폿 중 어느 하나만 출사시켜 사용할 수도 있고, 적어도 두 개를 출사시켜 사용할 수도 있다. 빔 필라멘테이션(beam filamentation) 효과를 이용하면, 일반 렌즈로는 얻을 수 없는 작은 사이즈의 광 스폿, 즉, 입사광의 파장보다 작은 지름을 갖는 광 스폿을 구현할 수 있다. Furthermore, if the intensity and wavelength of light incident on the nonlinear material layer 20 and the thickness of the nonlinear material layer 20 satisfy a predetermined condition, the Fabry-Perot in the nonlinear material layer 20 is satisfied. The interference effect is generated, and the size of the light spot emitted through the nonlinear material layer 20 can be significantly reduced. More specifically, the light incident on the nonlinear material layer 20 causes interference (fabric-parrot interference) and interference with the light reflected at the interface between the light blocking layer 30 and the nonlinear material layer 20. It can be split into a beam. This is called a beam filamentation effect. For the beam filametation effect, the light intensity generated by the light source 100 is preferably about 20 to 20 kHz, and the thickness of the nonlinear material layer 20 is about 10 nm to 10 탆. Is preferably. When a beam filamentation effect occurs in the nonlinear material layer 20, the number of light spots that can be emitted is two or more. Any one of a plurality of light spots generated by the beam filamentation effect may be emitted and used, or at least two may be emitted and used. By using the beam filamentation effect, it is possible to implement a light spot of a small size that cannot be obtained by a general lens, that is, a light spot having a diameter smaller than the wavelength of incident light.

도 3a 내지 도 3c는 상기 빔 필라멘테이션(beam filamentation) 효과에 의해 본 발명의 집광장치에서 발생될 수 있는 다수의 광 스폿을 보여주는 시뮬레이션 결과이다. 도 3a, 도 3b 및 도 3c의 결과는 각각 입사광의 세기가 5mW, 10mW 및 15mW일 때의 결과이다. 이때, 비선형물질층(20)의 두께는 328nm이고, 상기 입사광의 파장은 632.8nm이다. 3A to 3C are simulation results showing a plurality of light spots that may be generated in the light collecting apparatus of the present invention by the beam filamentation effect. The results in FIGS. 3A, 3B, and 3C are results when the incident light intensity is 5 mW, 10 mW, and 15 mW, respectively. In this case, the thickness of the nonlinear material layer 20 is 328 nm, and the wavelength of the incident light is 632.8 nm.

도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 광 스폿 각각의 지름은 약 100nm 이하인 것을 알 수 있다. 또한 입사광의 세기가 변함에 따라, 발생되는 광 스폿의 수 및 패턴이 달라지는 것을 알 수 있다. 전술한 바와 같이, 다수의 광 스폿 중 어느 하나만 출사시켜 사용할 수도 있고, 적어도 두 개를 출사시켜 사용할 수도 있다. 출사되는 광 스폿의 수는 개구부(5)의 수에 의해 조절될 수 있다. 3A to 3C, it can be seen that the diameter of each light spot is about 100 nm or less. In addition, it can be seen that as the intensity of incident light changes, the number and pattern of generated light spots vary. As described above, only one of the plurality of light spots may be emitted and used, or at least two may be emitted and used. The number of light spots emitted can be controlled by the number of openings 5.

도 1 및 도 2의 광원(100)과 집광장치(200, 200') 사이에 렌즈 또는 광섬유와 같은 집광요소(light concentrating element)가 하나 이상 더 구비될 수 있다. 그 예들이 도 4 및 도 5에 도시되어 있다. One or more light concentrating elements, such as a lens or an optical fiber, may be provided between the light source 100 and the light collecting devices 200 and 200 ′ of FIGS. 1 and 2. Examples are shown in FIGS. 4 and 5.

도 4 및 도 5를 참조하면, 광원(100)과 집광장치(200, 200') 사이에 렌즈(150)가 구비되어 있다. 렌즈(150)는 광섬유와 같은 다른 집광요소로 대체될 수 있다. 이와 같이, 렌즈(150)를 더 구비하는 경우, 집광장치(200, 200')에서 발생되는 광 스폿의 사이즈는 더욱 작아질 수 있다. 4 and 5, a lens 150 is provided between the light source 100 and the light collecting devices 200 and 200 ′. The lens 150 may be replaced with another light collecting element such as an optical fiber. As such, when the lens 150 is further provided, the size of the light spot generated in the light collecting apparatuses 200 and 200 ′ may be further reduced.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 정보 저장장치를 보여준다. 6 shows an information storage device according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 기록매체(300)와 기록/재생 헤드(400)가 구비되어 있다. 기록/재생 헤드(400)는 기록매체(300) 상에 부상하여, 기록매체(300)에 정보를 기 록하거나 기록된 정보를 재생한다. 기록매체(300)는 광 기록매체일 수 있고, 기록/재생 헤드(400)는 광 픽업(pick-up)일 수 있다. 이 경우, 기록/재생 헤드(400)는 광원(100), 광분할기(beam splitter)(110), 집광장치(도 1 또는 도 2의 집광장치)(200 또는 200') 및 광검출기(120)을 포함할 수 있다. 또한 광원(100)과 집광장치(200 또는 200') 사이, 예컨대, 광분할기(110)와 집광장치(200 또는 200') 사이에 렌즈 또는 광섬유와 같은 집광요소(미도시)가 더 구비될 수 있다. 기록 동작시, 광원(100)에서 발생된 빛은 집광장치(200 또는 200')에 의해 집속되어 기록매체(300)에 입사된다. 그 결과, 기록매체(300)의 소정 영역에 정보가 기록될 수 있다. 재생 동작시, 기록매체(300)에서 반사된 빛이 광분할기(110)에서 반사되어 광검출기(120)로 입사될 수 있다. 광검출기(120)는 기록매체(300)에서 반사된 빛을 분석하여 기록매체(300)에 기록된 정보를 판별한다. Referring to FIG. 6, a recording medium 300 and a recording / reproducing head 400 are provided. The recording / reproducing head 400 floats on the recording medium 300 to record information on the recording medium 300 or to reproduce the recorded information. The recording medium 300 may be an optical recording medium, and the recording / reproducing head 400 may be an optical pick-up. In this case, the recording / reproducing head 400 includes a light source 100, a beam splitter 110, a light collecting device (the light collecting device of FIG. 1 or 2) 200 or 200 ′ and a photodetector 120. It may include. In addition, a light collecting element (not shown) such as a lens or an optical fiber may be further provided between the light source 100 and the light collecting device 200 or 200 ', for example, between the light splitter 110 and the light collecting device 200 or 200'. have. In the recording operation, the light generated by the light source 100 is focused by the light collecting device 200 or 200 ′ and incident on the recording medium 300. As a result, information may be recorded in a predetermined area of the recording medium 300. In the reproducing operation, the light reflected from the recording medium 300 may be reflected by the light splitter 110 and incident to the photodetector 120. The photodetector 120 analyzes the light reflected from the recording medium 300 to determine the information recorded on the recording medium 300.

도시하지는 않았지만, 기록/재생 헤드(400)는 스윙암(swing arm) 끝단의 서스펜션(suspension)에 부착되어 기록매체(300) 표면으로부터 부상하여 회동할 수 있다. 그리고 기록매체(300)는 디스크 타입이고 회전 운동할 수 있다. Although not shown, the recording / reproducing head 400 may be attached to a suspension at the end of a swing arm to rise and rotate from the surface of the recording medium 300. The recording medium 300 may be a disk type and may rotate.

전술한 본 발명의 실시예에서는 집광장치(200 또는 200')가 광 디스크 드라이브에 적용된 경우에 대해 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 적용 분야는 이에 한정되지 않는다. 도 6에서 기록매체(300)는 광 기록매체가 아닌 다른 기록매체, 예를 들면, 자기 기록매체일 수 있다. 이 경우, 광 픽업 구조의 기록/재생 헤드(400) 대신에 다른 헤드, 예컨대, 열보조 자기 헤드(heat-assisted magnetic head)가 사용될 수 있다. 상기 열보조 자기 헤드는 일반적인 자기 기록/재생 헤드 와 광원 및 집광장치(도 1 또는 도 2의 집광장치)(200 또는 200')를 구비할 수 있다. 상기 광원과 집광장치(200 또는 200') 사이에 렌즈 또는 광섬유와 같은 집광요소(미도시)가 더 구비될 수 있다. 이때, 집광장치(200 또는 200')는 상기 광원에서 발생된 빛을 집속시켜 기록매체(300)의 표면을 가열시키는 역할을 한다. 상기 열보조 자기 헤드에서 집광장치(200 또는 200')를 제외한 나머지 구성은 잘 알려진 바, 그에 대한 도시는 생략한다. 이러한 열보조 자기 저장 장치에서도 광 스폿의 사이즈가 작을수록 기록 밀도가 높아질 수 있다. In the above-described embodiment of the present invention, the case where the light collecting device 200 or 200 'is applied to the optical disk drive has been shown and described, but the application field of the present invention is not limited thereto. In FIG. 6, the recording medium 300 may be a recording medium other than the optical recording medium, for example, a magnetic recording medium. In this case, instead of the recording / reproducing head 400 of the optical pickup structure, another head, for example, a heat-assisted magnetic head may be used. The thermally assisted magnetic head may include a general magnetic recording / reproducing head, a light source, and a light collecting device (the light collecting device of FIG. 1 or 2) 200 or 200 ′. A light collecting element (not shown) such as a lens or an optical fiber may be further provided between the light source and the light collecting device 200 or 200 ′. In this case, the light collecting device 200 or 200 ′ serves to heat the surface of the recording medium 300 by focusing the light generated from the light source. The rest of the heat assisting magnetic head except for the light concentrating device 200 or 200 'is well known, and a description thereof is omitted. In such thermally assisted magnetic storage devices, the smaller the size of the light spot, the higher the recording density.

상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다. While many details are set forth in the foregoing description, they should be construed as illustrative of preferred embodiments, rather than to limit the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be defined by the described embodiments, but should be determined by the technical spirit described in the claims.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 집광장치를 보여주는 단면도이다. 1 and 2 are cross-sectional views showing a light collecting device according to embodiments of the present invention.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 집광장치에서 발생될 수 있는 다수의 광 스폿을 보여주는 시뮬레이션 결과이다. 3A to 3C are simulation results showing a plurality of light spots that may be generated in the light collecting device according to the embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 집광장치를 보여주는 단면도이다. 4 and 5 are cross-sectional views showing a light collecting device according to other embodiments of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 집광장치를 포함하는 정보 저장장치를 보여주는 단면도이다. 6 is a cross-sectional view illustrating an information storage device including a light collecting device according to an embodiment of the present invention.

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

5 : 개구부 10 : 투명기판5 opening 10 transparent substrate

20 : 비선형물질층 30, 30' : 광차단층20: nonlinear material layer 30, 30 ': light blocking layer

100 : 광원 110 : 광분할기100: light source 110: light splitter

120 : 광검출기 150 : 렌즈120: photodetector 150: lens

200, 200' : 집광장치 300 : 기록매체200, 200 ': condenser 300: recording medium

400 : 헤드400: head

Claims (21)

광원으로부터 발생된 빛을 집속시키기 위한 것으로서, As to focus the light generated from the light source, 투명기판; Transparent substrate; 상기 투명기판 상에 형성된 비선형물질층; 및A non-linear material layer formed on the transparent substrate; And 상기 비선형물질층 상에 형성되고, 적어도 하나의 개구부를 갖는 광차단층;을 포함하고, 상기 비선형물질층으로 입사된 빛은 상기 광차단층과 상기 비선형물질층 사이의 계면에서 반사된 빛과 패브리-패롯(Febry-Perot) 간섭을 일으켜 여러 개의 작은 빔(beam)으로 갈라지고, 상기 여러 개의 빔(beam) 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 개구부를 통해 출사되는 것을 특징으로 하는 집광장치. And a light blocking layer formed on the nonlinear material layer, the light blocking layer having at least one opening, and the light incident on the nonlinear material layer is reflected from the interface between the light blocking layer and the nonlinear material layer and the Fabry-Parrot. (Febry-Perot) interference causing the splitting into a plurality of small beams (beam), at least one of the plurality of beams (beam) is characterized in that the light exiting through the at least one opening. 제 1 항에 있어서, 상기 투명기판은 유리기판인 것을 특징으로 하는 집광장치. The condenser of claim 1, wherein the transparent substrate is a glass substrate. 제 1 항에 있어서, 상기 비선형물질층은 NBP, TeO2, LiTaO3, LiNbO3 및 As2S3층 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 집광장치. The method of claim 1, wherein the non-linear material layer is NBP, TeO 2 , LiTaO 3 , Condensing device, characterized in that any one of LiNbO 3 and As 2 S 3 layer. 제 1 항에 있어서, 상기 비선형물질층의 두께는 10㎚∼10㎛인 것을 특징으로 하는 집광장치. The condenser of claim 1, wherein the thickness of the nonlinear material layer is 10 nm to 10 m. 제 1 항에 있어서, 상기 광차단층은 금속층인 것을 특징으로 하는 집광장치. The light collecting device of claim 1, wherein the light blocking layer is a metal layer. 제 5 항에 있어서, 상기 광차단층은 Au층인 것을 특징으로 하는 집광장치. 6. The light collecting device according to claim 5, wherein the light blocking layer is an Au layer. 제 1 항에 있어서, 상기 광차단층의 두께는 30nm∼300nm인 것을 특징으로 하는 집광장치. 2. The light collecting device according to claim 1, wherein the light blocking layer has a thickness of 30 nm to 300 nm. 제 1 항에 있어서, 상기 광원과 상기 투명기판 사이에 집광요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집광장치.The light collecting device of claim 1, further comprising a light collecting element between the light source and the transparent substrate. 제 8 항에 있어서, 상기 집광요소는 렌즈 또는 광섬유인 것을 특징으로 하는 집광장치.The light collecting device of claim 8, wherein the light collecting element is a lens or an optical fiber. 기록매체에 정보를 기록/재생하기 위한 기록/재생 헤드를 포함하는 정보 저장장치에 있어서, An information storage apparatus comprising a recording / reproducing head for recording / reproducing information on a recording medium, comprising: 상기 기록/재생 헤드는 광원 및 상기 광원으로부터 발생된 빛을 집속시키는 집광장치를 구비하고, The recording / reproducing head has a light source and a light collecting device for focusing light generated from the light source, 상기 집광장치는, The light collecting device, 투명기판; Transparent substrate; 상기 투명기판 상에 형성된 비선형물질층; 및A non-linear material layer formed on the transparent substrate; And 상기 비선형물질층 상에 형성되고, 적어도 하나의 개구부를 갖는 광차단층;을 포함하고, 상기 비선형물질층으로 입사된 빛은 상기 광차단층과 상기 비선형물질층 사이의 계면에서 반사된 빛과 패브리-패롯(Febry-Perot) 간섭을 일으켜 여러 개의 작은 빔(beam)으로 갈라지고, 상기 여러 개의 빔(beam) 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 개구부를 통해 출사되는 것을 특징으로 하는 정보 저장장치. And a light blocking layer formed on the nonlinear material layer, the light blocking layer having at least one opening, and the light incident on the nonlinear material layer is reflected from the interface between the light blocking layer and the nonlinear material layer and the Fabry-Parrot. (Febry-Perot) Interfere and split into several small beams, wherein at least one of the beams is emitted through the at least one opening. 제 10 항에 있어서, 상기 투명기판은 유리기판인 것을 특징으로 하는 정보 저장장치. The information storage device of claim 10, wherein the transparent substrate is a glass substrate. 제 10 항에 있어서, 상기 비선형물질층은 NBP, TeO2, LiTaO3, LiNbO3 및 As2S3층 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 정보 저장장치. The method of claim 10, wherein the non-linear material layer is NBP, TeO 2 , LiTaO 3 , Information storage device, characterized in that any one of LiNbO 3 and As 2 S 3 layer. 제 10 항에 있어서, 상기 비선형물질층의 두께는 10㎚∼10㎛인 것을 특징으로 하는 정보 저장장치. The information storage apparatus of claim 10, wherein the nonlinear material layer has a thickness of 10 nm to 10 μm. 제 10 항에 있어서, 상기 광차단층은 금속층인 것을 특징으로 하는 정보 저장장치. The information storage device of claim 10, wherein the light blocking layer is a metal layer. 제 14 항에 있어서, 상기 광차단층은 Au층인 것을 특징으로 하는 정보 저장장치. The information storage device according to claim 14, wherein the light blocking layer is an Au layer. 제 10 항에 있어서, 상기 광차단층의 두께는 30nm∼300nm인 것을 특징으로 하는 정보 저장장치. The information storage device according to claim 10, wherein the light blocking layer has a thickness of 30 nm to 300 nm. 제 10 항에 있어서, 상기 광원과 상기 집광장치 사이에 집광요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 저장장치.The information storage device according to claim 10, further comprising a light collecting element between the light source and the light collecting device. 제 17 항에 있어서, 상기 집광요소는 렌즈 또는 광섬유인 것을 특징으로 하는 정보 저장장치. 18. The information storage device of claim 17, wherein the light collecting element is a lens or an optical fiber. 제 10 항에 있어서, 상기 광원은 20㎼∼20㎽의 세기를 갖는 빛을 발생시키는 것을 특징으로 하는 정보 저장장치. 11. The information storage device according to claim 10, wherein the light source generates light having an intensity of 20 kW to 20 kW. 제 10 항에 있어서, 상기 기록매체는 광 기록매체이고, 상기 기록/재생 헤드는 광 픽업인 것을 특징으로 하는 정보 저장장치.11. An information storage apparatus according to claim 10, wherein said recording medium is an optical recording medium and said recording / reproducing head is an optical pickup. 제 10 항에 있어서, 상기 기록매체는 자기 기록매체이고, 상기 기록/재생 헤드는 열보조 자기 헤드인 것을 특징으로 하는 정보 저장장치.11. An information storage apparatus according to claim 10, wherein said recording medium is a magnetic recording medium and said recording / reproducing head is a heat assisting magnetic head.
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