KR19990065167A - 식각된 광섬유를 이용한 체적 홀로그램의 기록밀도 개선 방법 - Google Patents

식각된 광섬유를 이용한 체적 홀로그램의 기록밀도 개선 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 식각된 광섬유를 이용하여 체적 홀로그램의 기록밀도를 높이기 위한 목적으로 이루어졌다. 체적 홀로그램은 두 개의 빛을 이용하여 광굴절 물질에 정보를 저장하는 광 기록 장치이다. 이 두 개의 빛 중 번지 지정에 해당하는 빛에 식각된 광섬유를 이용함으로써 기록밀도를 높일 수 있으며, 아울러 광섬유를 이용하는 장점들도 사용할 수 있다. 기존의 방법에서는 기록밀도를 높이기 위해 갈은 유리판등이 이용되었는데, 이 효과를 광섬유에 줌으로써 광 정렬 및 취급을 손쉽게 할 수 있고 광 직접회로 및 광 연결등에 응용이 용이하면서도 광기록 밀도를 향상시킬 수 있다. 실제 실험으로 일반 광섬유로 기록한 광 기록 방법보다 두배 정도 기록 밀도를 높일 수 있음을 알수 있었다.

Description

식각된 광섬유를 이용한 체적 홀로그램 광 기록밀도 개선 방법
본 발명은 레이저와 체적 홀로그램 결정(crystal)을 이용하여 광 정보를 저장하는 기술이다. 지금까지 체적 홀로그램을 이용하여 광 정보를 저장하고 읽어내는데 있어서 광원인 레이저의 파장 및 각도를 변화시켜 각 정보의 저장된 번지를 지정하여 왔다. 최근에는 불규칙 위상면을 번지 지정용 광원에 적용하여 기록밀도를 높였으나, 본 발명에서는 불규칙 위상면 대신 식각된 광섬유를 이용하였다.
본 발명에서 사용하는 체적 홀로그램은 두 개의 빛을 광 기록 물질 내에서 간섭시켜 정보를 저장하는 광 기록 장치이다. 이 두 개의 빛 중 번지 지정에 해당하는 빛에 식각된 광섬유를 이용함으로써 기록 밀도를 높이고 광 정렬을 손쉽게 하는 것이 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제이다.
제 1도는 본 발명에 의한 체적 홀로그램의 새로운 기록방법
제 2도는 본 발명에 사용된 식각된 광섬유의 전자현미경 사진
제 3도는 본 발명에 의한 체적 홀로그램 기록밀도 개선 결과
이 발명에서는 정보를 저장하는 매체로써 광굴절 물질(photorefractive material)을 사용한다. 광굴절 물질 내부에 두 개의 빛을 간섭(interfere)시키면 체적 홀로그램이 형성되고, 형성된 체적 홀로그램의 패턴이 광굴절 물질에 기록된다. 이때 두 개의 빛 중 하나의 빛을 기록할 정보를 담고있고, 다른 하나의 빛은 번지 지정에 사용된다. 따라서 정보를 기록할 때는 공간 광 변조기(spatial light modulator; LCD와 유사함)를 이용하여 기록할 정보를 하나의 빛에 싣고, 다른 빛은 고정된 상태로 있게 된다. 다른 정보를 싣고자 할 때에는 공간 광 변조기에 다른 정보를 표시하게 되고, 번지 지정에 해당하는 빛을 바꿔주게 된다. 이 번지 지정용 빛을 바꿔주는 방법으로 각을 바꿔주는 방법과 파장을 바꿔주는 방법이 주로 이용되고 있다. 즉, 파장을 바꿔주는 방식에서는 기록될때 번지로 사용된 빛의 파장과 다른 파장의 빛으로 다른 정보를 기록할 수 있고, 읽어낼 때에는 각각의 정보에 해당하는 파장의 빛을 사용하면, 이때 기록된 정보가 나오게 된다. 본 발명에서는 도면 1과 같이 정보를 기록하는 빛과 번지 지정에 해당하는 빛이 있는데, 번지 지정에 해당하는 빛에 식각된 광섬유(optical fiber taper)를 사용하였다. 광섬유는 코어의 직경이 4μm이고 직경이 125μm인 633nm용 단일모드 광섬유를 사용하였다. 식각은 HF, NH4F, H2O가 부피비로 1:10:1의 비율로 섞인 액에 30분간 담가 두었다. 식각된 광섬유의 모습은 제 2도에 나타나 있다(전자현미경 사진:4μm직경의 코어 부분이 뾰족하게 올라와 있다).
본 발명에서 사용된 식각액을 사용하면 코어 부분이 클래딩보다 느리게 식각되어 사진과 같이 원추형을 형성하게 되고 그 끝부분은 식각에 의해 불규칙한 형태가 만들어 지게 된다. 따라서 이 광섬유를 통과한 빛은 도면 1의 왼쪽 빔 패턴처럼 불규칙한 형태를 띠게 된다. 이 불규칙한 빔 형태가 광 기록 물질의 기록 밀도를 높이는 역할을 한다. 기록 밀도가 높아지는 이유는 광 정보가 저장되는 원리가 두 빔의 간섭에 의한 홀로그램을 기록하는 방식이기 때문이다. 즉, 두 빛이 간섭하여 기록되고 재생될 때 재생시키는 번지 지정용 빛이 다른 형태를 갖게 되더라도 그 변화가 작으면, 상호간의 상관관계가 조금 남아있기 때문에 원하는 정보가 재생될 때 다른 번지에 기록된 정보가 함께 재생되기도 하는데, 번지 지정에 해당하는 빛의 상관 관계를 불규칙 패턴에 의해 줄여주면, 형태 변화를 작게 하더라도 다른 정보가 재생되는 것을 막을 수 있다.
기존의 방식에서는 표면을 갈은 유리등을 이와 유사한 방식으로 사용하기도 했으나, 본 발명에서는 광섬유를 사용하여 빛의 조작 및 정렬을 쉽게 할 수 있는 장점과 아울러 광 기록밀도를 높일 수 있다. 제 3도는 기록되 광 정보를 재생하는 과정에서 일반 광섬유를 사용한 방법과 식각된 광섬유(tapered fiber)를 사용한 방법의 재생 과정을 비교한 것이다. 여기서는 하나의 bit에 해당하는 정보를 기록한 후 읽어 내는 빛을 수평 이동시켜 가면서(제 1도에서 'd'로 표시된 화살표 방향으로 이동) 재생되는 빛의 강도를 측정하였다. 일반 광섬유를 사용한 경우에는 읽어내는 빛(번지 지정용 빛)의 위치가 이동함에 따라 기억된 정보가 절반으로 소멸되는 위치가 4μm이나, 식각된 광섬유를 사용한 경우에는 이의 절반인 2μm에서 기억된 정보가 절반으로 소멸된다. 따라서 식각된 광섬유를 사용한 경우에는 하나의 정보를 저장시키고 인접한 위치에 다른 정보를 저장시킬 때 일반 광섬유를 사용한 경우보다 두배 정도 조밀한 기록이 가능하다.
본 발명은 일반 광저장 장치의 하나로 이용되고 있는 체적 홀로그램에 식각된 광섬유를 사용하여, 광 정렬 및 취급을 손쉽게 만든 반면, 기록밀도는 높일 수 있는 장점이 있다. 따라서 본 발명으로 인해 광 굴절 물질에 광섬유를 사용한 기록 재생이 필요한 분야-광 정보저장 시스템, 광 집적회로 또는 광 연결-에서 매우 유용하게 사용할 수 있다.

Claims (1)

  1. 식각된 광섬유를 사용하여 체적 홀로그램을 기록하고 이를 이용하여 기록된 정보를 재생하는 방법.
KR1019980000320A 1998-01-09 1998-01-09 식각된 광섬유를 이용한 체적 홀로그램의 기록밀도 개선 방법 KR19990065167A (ko)

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