KR20010068359A - 근접장 광 기록 재생 장치 - Google Patents

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Abstract

광원과, 대물렌즈와 솔리드 이멀젼 렌즈(Solid Immersion Lens : SIL)을 포함하여 구성된 근접장 광 기록 재생 장치에 있어서, 상기 SIL에 디스크에 입사되는 빔의 스폿 크기를 줄여줄 수 있는 환형의 빔 차단막을 상기 대물렌즈를 통해 SIL에 입사되는 빔의 초점이 맺히는 SIL의 하면에 채용함으로써, 종래의 SIL을 통해 기록매체에 입사되는 에버네슨트 빔의 스폿크기보다 훨씬 작은 빔 스폿 크기를 구현하여 기록매체에 대한 기록 및 재생광으로 사용함으로써, 기록매체에 대한 데이타의 기록밀도를 한층 더 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

근접장 광 기록 재생 장치{Near field recording and reproducing system}
본 발명은 근접장 광 기록 재생 장치에 관한 것으로, 특히 광 빔의 스폿 사이즈를 줄여주는 개선된 솔리드 이멀젼 렌즈(Solid Immersion Len : 이하 SIL)에 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 세기의 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 기존의 SIL로의 광의 입사 및 SIL의 전반사 각을 나타낸 도면이고, 도 2는 이러한 SIL을 통해 입사된 빔 스폿의 직경을 나타낸 상세도이다. SIL에서 방출되는 빔 스폿의 크기는 λ(빔의 파장) / NA(개구수)에 비례하므로 빔의 파장과 개구수가 결정되면 SIL을 통한 빔 스폿 크기는 결정되어 버린다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, SIL에 입사되는 빔이 SIL 하면에 촛점이 모아질 때, 이 빔의 직경 do λ/(n sin)로 제한되면 SIL의 개구값 NA(=n sin)에 반비례한다. 이러한 SIL 하면을 통해 나오는 빔(에버네슨트 웨이브)의 최소 직경은 do로서 SIL 하면으로부터 멀어질 수록 do는 증가한다.
이상에서 설명한 바와 같이,전반사각 이상으로 SIL에 입사되는 광은 에버네슨트 웨이브의 형태로 기록매체에 도달하여, 데이타의 기록 및 재생동작을 수행하게 되므로 에버네슨트 웨이브 빔의 스폿 사이즈를 줄이게 된다면, 기존의 SIL을 이용하여 수행되는 데이타의 기록/재생 보다 더욱 더 고밀도의 데이타 기록 및 재생을 수행할 수 있을 것이다.
본 발명의 목적은 근접장 광 기록 재생 장치의 SIL에서 방출되는 에버네슨트 웨이브의 빔 스폿 크기를 줄임으로써 기록매체에 기록되는 데이타의 기록밀도를 향상시키는 수단을 제공하는 데 있다.
도 1은 근접장 기록 재생 장치의 대물렌즈를 통해 종래의 SIL로 입사되는 빔을 도시한 도면
도 2는 근접장 기록 재생 장치의 대물렌즈를 통해 종래의 SIL로 입사되는 빔 스폿의 직경을 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 차단막이 형성된 SIL을 도시한 도면
도 4는 본 발명에 따른 빔 차단막이 형성된 SIL을 통해 입사된 빔의 직경이 감소하는 것은 나타낸 상세도
도 5는 본 발명에 따른 SIL이 채용된 근접장 광 기록 재생 장치를 도시한 도면
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
31 : SIL의 하면 32 : 환형 빔 차단층
51 : 자계변조 코일 52 : 솔리드 이멀젼 렌즈(SIL)
53 : 대물렌즈 54 : 광 헤드
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 근접장 광 기록 재생 장치에서 디스크에 입사되는 에버네슨트 웨이브의 빔 스폿 사이즈를 줄여주는 SIL을 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 SIL 렌즈를 도시한 도면이다. SIL의 하면에는 도면에 도시된 바와 같이,환형의 빔 차단막이 채용된다. 이러한 환형 차단막은 광학계의 대물렌즈를 통해 전반사각내로 SIL로 입사된 빔이 SIL하면에 초점을 형성할 때, 상기 전반사 각내로 입사된 빔의 직경을 줄여주는 역할을 한다. 이러한 환형 차단막은 빛의 투과를 막는 필름제로 상기 SIL하면에 코팅될 수 있으며, 혹은 액체 상태로 SIL 하면에 도포될 수도 있으며, 제조자에 따라 여러 방법으로 SIL렌즈에 채용될 수 있다. 이러한 환형 차단막의 채택시 디스크에 입사되는 기록 및 재생빔의 절대적인 크기가 감소될 수도 있으나, 이는 광원에서 대물렌즈에 입사되는 빔의 크기를 조절함으로서 해결될 수 있다. 이러한 환형 형태는 SIL 하면의 초점 형성면을 덮지 않은 범위내에서 그 형태는 제작자에 의해 다양한 형상으로 변경이 가능하다.
도 4는 도 3에 도시된 바와 같이, SIL 하면에 환형 차단막이 형성되어 있을 경우 SIL을 통해 입사된 빔의 직경이 줄어드는 상세도를 도시한 도면이다. 환형 차단막의 내경을 d'o라 하면 SIL 하면을 통해 방출되는 빔의 직경은 d'o에 근접하게 되고 d'o< do의 관계가 성립하게 된다. 즉 빔 스폿의 직경이 상기 언급한 n sin보다 작아지게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 SIL이 채용된 근접장 기록 재생 시스템을 나타낸 도면이다. 광자기(Magneto-Optic :MO)을 적용할 경우 도면에 도시된 바와 같이 SIL 주위에 자기변조용 코일(51)이 삽입되고, 대물렌즈(53) 및 SIL(52)과 SIL이 장착된 광헤드가 도시된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 근접장 광 기록 재생 장치는 환형 차단막을 채용함으로써 디스크에 입사되는 에버네슨트 웨이브 빔 스폿 크기를 통상의 SIL에서 방출되는 에버네슨트 웨이브 빔 스폿보다 줄여주게 됨으로써 디스크에 기록되는 데이타의 밀도를 한층 더 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 광원과 상기 광원으로부터 발생된 광을 대물렌즈까지 전달하는 광학계와,상기 광학계로부터 발생된 광ㅇ을 집속시키는 대물렌즈와 상기 대물렌즈로부터 입사된 광을 수신하여 에버네슨트 웨이브를 발생시키는 솔리드 이멀젼 렌즈를 포함하여 구성된 근접장 광 기록 재생 장치에 있어서,
    상기 솔리드 이멀젼 렌즈의 하면에 빔 차단막이 형성된 것을 특징으로 하는 근접장 광 기록 재생 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 빔 차단막은 상기 솔리드 이멀젼 렌즈의 초점 형성면에 형성되는 것을 특징으로 하는 근접장 광 기록 재생 장치
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 빔 차단막은 상기 솔리드 이멀젼 렌즈의 초점 형성면을 제외하나 부분에 형성되는 것을 특징으로 하는 근접장 광기록 재생 장치
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 빔 차단막은 빛의 투과를 저지하는 필름제로 상기 솔리드 이멀젼 렌즈상에 부착된 것을 특징으로 하는 근접장 광 기록 재생 장치
  5. 제 2 항에 있어서,
    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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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20010103476A (ko) * 2000-05-10 2001-11-23 구자홍 광 픽업 장치와 그 제조방법 및 이를 이용한 광 정보기록/재생장치

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KR20010103476A (ko) * 2000-05-10 2001-11-23 구자홍 광 픽업 장치와 그 제조방법 및 이를 이용한 광 정보기록/재생장치

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