KR20010083198A - 광 기록 매체, 광 픽업 및 광 기록 및/또는 재생 장치 - Google Patents

광 기록 매체, 광 픽업 및 광 기록 및/또는 재생 장치 Download PDF

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KR20010083198A
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Abstract

본 발명에 따라, 광학계로부터 광이 수렴되는 입사 측에 제공된 1개 또는 복수개의 무기 유전층, 및 상기 광학계의 외부 원주 영역을 통해 통과한 상기 수렴 광에 대한 광 기록 매체 내의 기록층에 도달한 광의 비율이 30% 이상인 진폭 투과율을 포함하고, 기록 및/또는 재생하기 위한 광이 조사되는 광 기록 매체가 개시된다.

Description

광 기록 매체, 광 픽업 및 광 기록 및/또는 재생 장치{Optical recording medium, Optical pickup and Optical recording and/or reproducing apparatus}
본 발명은 광 기록 매체, 이 광 기록 매체에 수렴 광을 노출시키기 위한 광 픽업, 및 수렴 광을 광 기록 매체에 노출시킴으로써 신호를 기록 및/또는 재생하기 위한 광 기록 및/또는 재생 장치에 관한 것이다.
광학 장치의 예로써, 광 디스크 및 광학 현미경 등의 광 기록 매체를 사용하여 정보를 기록 및/또는 재생하기 위한 광 기록 및/또는 재생 장치는 공지되어 있다.
광학 장치에서 컷오프 공간 주파수(Cut off spatial frequency)도는 일반적으로 대물 렌즈의 개구수(NA) 및 광원으로부터 출력광의 파장(λ)을 사용하여 하기 수학식(1)으로 표현된다.
fc = 2 NA / λ
광 기록 및/또는 재생 장치에서 보다 고밀도의 기록이 시도되고 광학 현미경에서 보다 상세한 관찰이 행해질수록, 광원으로부터 광의 파장(λ)은 점점 더 짧아지고, 대물 렌즈의 개구수(NA)는 더 커지게 된다.
대물 렌즈의 개구수(NA)를 더 크게 만드는 방법으로서, 고체 침지 렌즈(Solid Immersion Lens;SIL)를 사용하는 근접장(Near-field) 광학계는 공지되어 있으며, 개구수가 1 이상인 광학계는 이러한 방법에 의해 실현된다.
근접장 광학계 및 고체 침지 렌즈를 기재한 논문으로서, 예를 들면 S.M. 맨스필드, W.R. 스투드만, G.S. 키노 및 K.오사토의 논문["광적 저장을 위한 큰 개구수 렌즈 시스템(High-numerical-aperture lens system for optical storage)". opt. lett. 18, 제305-307페이지(1993년)]이 공지되어 있다.
또한, 다른 논문으로서, 예를 들면, E.J. 워민, B.D. 웨리에 및 D.루거의 논문["근접장 광 데이터 저장(Near-field optical data storage)", Appl. Phys. Lett. 68, 제141-143페이지(1996년)]이 공지되어 있다.
미합중국 특허 제4183060호 및 동 제4300226호는 정전 커패시터 센서에 의해 광 디스크와 전극 간의 거리 검출을 개시하고 있지만, 근접장 광학계 또는 고체 침지 렌즈(SIL)에 관한 설명은 개시되어 있지 않음에 주의하자.
일본국 미심사 특허 공개 제H8-212579호는 광 헤드를 개시하고 있고 기록 매체 분할 장치가 개시되어 있다. 이 공개 문헌에서, 대물 렌즈는 제1 렌즈 홀더에 의해 지지되고, 침지 렌즈는 제2 렌즈 홀더에 의해 지지되며, 도전성 부재는 제2 렌즈 홀더를 위해 사용되고, 침지 렌즈의 위치 조절은 제2 렌즈 홀더와 광 디스크간의 정전 커패시터에 기초하여 수행된다.
광학계의 개구수(NA)가 큰 상태로, 임의의 신호가 광 기록 매체 상에 광적으로 기록될 때 또는 기록된 신호가 재생될 때, 광 기록 매체에 대한 광속의 결합은 중요하고, 광 기록 매체 내의 기록층에서 광점의 형성에 밀접하게 관련한다.
본 발명의 목적은 광학계로부터 수렴된 광이 광 기록 매체 내의 기록 층에 광점(light spot)을 형성할 때 광점의 형성에 대한 수렴 광의 기여를 개선할 수 있는 광 기록 매체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광학계로부터 수렴 광이 광 기록 매체 내의 기록 층에 광점을 형성할 때 광점의 형성에 대한 수렴 광의 기여를 개선할 수 있는 광 픽업을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 광학계로부터 수렴 광이 광 기록 매체 내의 기록 층에 광점을 형성할 때 광점의 형성에 대한 수렴 광의 기여를 개선할 수 있는 광 기록 및/또는 재생 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 광 헤드 구성의 개략도.
도 2는 침지 렌즈 구성의 일예의 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시예의 광 기록 및/또는 재생 장치의 구성의 개략적 블록으로서, 특히 일 실시예의 광 기록 및/또는 재생 장치로서 광 디스크 장치를 나타내는 도면.
도 4는 도 3에 나타낸 광 기록 및/또는 재생 장치에서 에어 갭(A), 간격(h) 및 정전 용량(Cg) 간의 대응을 설명하는 도면.
도 5는 도 3에 나타낸 광 기록 및/또는 재생 장치에서 광 픽업의 구성의 일 실시예의 도면.
도 6은 도 5에 나타낸 광검출기 구성의 개략도.
도 7은 참고예로써 광 디스크 구성의 개략도.
도 8은 광 디스크에 사용된 광 디스크 구성의 개략도.
도 9는 레이저 빔으로 구성된 수렴 빔이 조사될 때 기록층에 도달하고, 무기 유전층을 통해 통과한 빔의 진폭 투과율 및 유전층의 특성을 나타내고, 특히, 도 8에 나타낸 광 디스크의 무기 유전층으로서 SiO2를 사용하는 동안의 특성을 나타내는도면.
도 10은 레이저 빔으로 구성된 수렴 빔이 조사될 때 기록층에 도달하고, 무기 유전층을 통해 통과한 빔의 진폭 투과율 및 유전층의 특성을 나타내고, 특히, 도 8에 나타낸 광 디스크의 무기 유전층으로서 SiN을 사용하는 동안의 특성을 나타내는 도면.
도 11은 도 8에 나타낸 광 디스크에서 광 전송 함수(MIF)에 의해 레이저 빔으로 구성된 수렴 빔이 조사될 때 기록층에 도달하고, 무기 유전층으로서 SiO2를 사용하는 경우와 무기 유전층으로서 SiN을 사용하는 경우 간의 커플링 차이를 설명하는 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1: 광 헤드
2: 대물 렌즈
3: 고체 침지 렌즈
4: 렌즈 홀더
5: 이중축 전자기 액추에이터
5F: 포커싱 액추에이터
5T: 트래킹 액추에이터
11: 모터
15: 비교기
16, 20: 위상 보상 회로
19: 트래킹 매트릭스 회로
22: CPU
27: 정보 검출 회로
50: 광 픽업
80: 광 디스크
본 발명에 따라, 광이 수렴되는 입사 측에 제공된 1개 또는 복수개의 무기 유전층, 및 대물 렌즈의 외부 원주 영역을 통해 통과한 수렴 광에 대한 광 기록 매체 내의 기록층에 도달한 광의 비율이 30% 이상인 진폭 투과율을 포함하고, 신호를 기록 및/또는 재생하기 위한 광이 조사되는 광 기록 매체가 제공된다.
보다 상세하게는, 대물 렌즈는 근접장을 형성하기 위해 큰 개구수를 갖는 고체 침지 렌즈를 포함한다.
바람직하게는, 무기 유전층들 사이의 최외곽 층의 굴절율은 대물 렌즈의 굴절율 이상이다.
보다 바람직하게는, 본 발명에 따른 광 기록 매체는 제1 및 제2 유전층을 추가로 포함하고, 기록층은 제1 유전층과 제2 유전층 사이에 배치되고, 제1 유전층은 무기 유전층과 기록층 사이에 배치된다.
상세하게는, 무기 유전층은 질화 실리콘(SiN)의 단일층이다.
본 발명에 따라, 광원, 광원으로부터 광을 수렴하고 수렴 광을 광 기록 매체에 조사하기 위한 광학계, 및 광 기록 매체에서 반사되고 광학계를 통해 통과하는 광에 응답하여 출력 신호를 출력하기 위한 광검출기를 포함하고, 광 기록 매체는 광학계로부터 수렴 광이 조사되는 입사측에 제공된 1개 또는 복수개의 무기 유전층(상기 무기 유전층들 사이의 최외곽층의 굴절율은 광학계의 굴절율 이상임), 및 광학계의 외부 원주 영역을 통해 통과한 광학계로부터 수렴 광에 대한 광 기록 매체 내의 기록층에 도달한 광의 비율이 30% 이상인 진폭 투과율을 포함하는 것인 광 픽업 역시 제공된다.
바람직하게는, 광학계는 광원으로부터 조사된 광을 수렴하기 위한 대물 렌즈, 및 대물 렌즈를 통해 통과된 광을 수렴하고 광을 광 기록 매체에 조사하는 근접장을 형성하기 위해 큰 개구수를 갖는 고체 침지 렌즈를 포함하고, 무기 유전층들 사이의 최외곽 층의 굴절율은 고체 침지 렌즈의 굴절율 이상이다.
상세하게는, 광원은 청색 또는 청자주빛 레이저 빔을 출력하기 위한 레이저이고, 광학계는 근접장 광학계이다.
본 발명에 따라, 광원, 상기 광원으로부터 광을 수렴하고 수렴 광을 광 기록 매체에 조사하기 위한 광학계, 광 기록 매체에서 반사되고 광학계를 통해 통과하는 광에 응답하여 출력 신호를 발생시키기 위한 광검출기, 광 기록 매체로 기록 신호에 응답하여 광원으로부터 광의 강도를 변조시키기 위한 변조 회로, 및 광검출기로부터 출력 신호에 응답하여 광 기록 매체 상에 기록된 신호를 검출하기 위한 검출 회로를 포함하고, 광 기록 매체는 광학계로부터 수렴 광이 조사되는 입사측에 제공된 1개 또는 복수개의 무기 유전층(상기 무기 유전층들 사이의 최외곽 층의 굴절율은 상기 광학계의 굴절율 이상임), 및 상기 광학계의 외부 원주 영역을 통해 통과한 상기 광학계로부터 상기 수렴 광에 대한 광 기록 매체 내의 기록층에 도달한 광의 비율이 30% 이상인 진폭 투과율을 포함하는 것인, 광 기록 및/또는 재생 장치가 제공된다.
바람직하게는, 광학계는 광원으로부터 조사된 광을 수렴하기 위한 대물 렌즈, 및 대물 렌즈를 통해 통과된 광을 수렴하고 광을 광 기록 매체에 조사하는 근접장을 형성하기 위해 큰 개구수를 갖는 고체 침지 렌즈를 포함하고, 무기 유전층들 사이의 최외곽 층의 굴절율은 고체 침지 렌즈의 굴절율 이상이다.
상세하게는, 광원은 청색 또는 청자주빛 레이저 빔을 출력하기 위한 레이저이고, 광학계는 근접장 광학계이다.
광학계의 외부 원주 영역을 통해 통과한 수렴 광에 대한 광 기록 매체 내의 기록층에 도달한 광의 비율인 진폭 투과율을 30% 이상 또는 약 30% 이상이 되게 함으로써, 광점의 형성에 대한 수렴 광의 기여가 개선되고, 광 기록 매체의 고밀도 기록을 실현시키는 것이 가능하다.
본 발명의 이들 및 기타 목적 및 특징은 수반된 도면을 참조한 바람직한 실시예의 하기 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.
바람직한 실시예의 설명
본 발명의 바람직한 실시예들은 첨부된 도면을 참조하여 설명할 것이다.
상 변화형 광 디스크를 포함하는 광 기록 매체의 광 기록 및/또는 재생을 수행하는 광 디스크 장치는 본 발명에 따른 광 기록 및/또는 재생 장치의 일 예로써 기재할 것이다.
광 헤드
도 1은 광 헤드의 구성의 개략도이고, 광 헤드는 광 디스크 장치의 광 픽업 상에 설치된다.
광 헤드(1)는 대물 렌즈(2), 고체 침지 렌즈(SIL)(3), 렌즈 홀더(4) 및 이중축 전자기 액추에이터(5)를 포함한다.
광 픽업 내의 광원으로서 반도체 레이저로부터 레이저 빔(레이저 광)(LB)이 조사되는 대물 렌즈(2)는 레이저 빔(LB)을 수렴하고 이를 고체 침지 렌즈(3)로 조사한다.
고체 침지 렌즈(3)는 대물 렌즈(2)를 통과한 레이저 빔(LB)을 수렴하고 레이저 빔의 수렴 광을 광 디스크(80)로 조사한다.
고체 침지 렌즈(3)는 구형 렌즈로부터 부분 컷오프된 형상을 갖고, 일반적으로 "수퍼 수형 SIL" 또는 "하이퍼 구형 SIL"이라 칭한다.
고체 침지 렌즈(3)는 구형 표면이 대물 렌즈(2)에 대향하고 구형 표면의 반대 표면(바닥 표면)이 광 디스크(80)에 대향하는 방식으로 배열된다.
렌즈 홀더(4)는 대물 렌즈(2) 및 고체 침지 렌즈(3)를 특정 위치 관계로 통합적으로 유지한다.
광 축에 평행하게 지향된 레이저 빔(LB)이 대물 렌즈(2)에 노출될 때 침지 렌즈(3)는 대물 렌즈(2)로부터 레이저 빔(LB)을 수렴하고, 이를 고체 침지 렌즈(3)의 바닥 표면의 중심부를 통해 통과시키고, 통과된 레이저 빔(LB)을 광 디스크(80)에 노출시킨다.
대물 렌즈(2) 및 고체 침지 렌즈(3)는 이들의 광축이 일치하고, 중심부가 이러한 광축 상에 배치되는 방식으로 배열되는 것에 주의하자.
렌즈 홀더(4)는 도전성 부재를 포함하고, 도전성 필름은 이후 기재되는 바의 고체 침지 렌즈(3)의 바닥 표면 상에 형성되고, 바닥 표면의 도전성 필름 및 렌즈 홀더(4)의 도전성 부재는 땜납 또는 기타 물질에 의해 전기적으로 접속된다.
전자기 액추에이터(5)는 렌즈 홀더(4)를 이동시킨다.
전자기 액추에이터(5)는 포커싱 액추에이터(5F) 및 트래킹 액추에이터(5T)를 포함한다.
포커싱 액추에이터(5F)는 고체 침지 렌즈(3)의 위치와 광 디스크(80)의 위치를 소정의 거리로 유지하기 위해 광 디스크(80)의 기록 평면에 대해 수직인 포커싱 방향으로 제어 신호(Sfe)에 응답하여 렌즈 홀더(4)를 이동시킨다.
트래킹 액추에이터(5T)는 고체 침지 렌즈(3)를 통해 광 디스크(80)의 트랙 중심으로 통과한 레이저 빔(LB)을 지향시키기 위해 광 디스크(80)의 반지름 방향(또는 트래킹 방향)으로 제어 신호(Ste)에 응답하여 렌즈 홀더(4)를 이동시킨다.
고체 침지 렌즈(3)는 수차 없이 레이저 빔(LB)을 수렴하도록 설계되고 흠있는 포커싱의 조건을 만족시키는 것에 주의하자. 고체 침지 렌즈(3)는 광 디스크(80)의 기록 평면 상에 초점 위치를 만들기 위해 대물 렌즈(2)로부터 레이저 빔(LB)을 수렴한다.
광 축 방향의 고체 침지 렌즈(3)의 두께(t)는 구형 렌즈의 반경(r) 및 굴절율(n)를 사용하여 하기 수학식(2)으로 표현된다.
t = r x (1 + l / n)
더욱이, 참고 문헌 2인 H.J. 나민 등의 논문에 따라, 대물 렌즈(2) 및 고체 침지 렌즈(3)를 포함하는 광학계의 개구수(NAaff)는 고체 침지 렌즈(3)의 굴절율(n) 및 개구수(NAobj)를 사용하여 하기 수학식(3)으로 표현된다.
NAaff= n x NAobj
이 실시예에서, 대물 렌즈(2)의 개구수(NAobj)가 0.45이고 굴절율(n)가 1.83인 고체 침지 렌즈(3)가 실시예로써 사용된다.
이러한 경우에, 상기 수학식(3)에 의해, 대물 렌즈(2) 및 고체 침지 렌즈(3)를 포함하는 광학계의 개구수(NAaff)는 약 1.5이고, 이 광학계의 개구수(NAaff)는 예를 들면 1 내지 3, 또는 1 내지 2.5 또는 2일 수 있다.
더욱이, 레이저 빔(LB)의 파장(λ)은 실시예로써 약 405nm이고, 근접장을 형성하기 위한 에어 갭(A)은 실시예로써 0<A<100nm이고, 바람직하게는 A는 약 40nm로 유지된다.
개구수가 1 이상인 영역(큰 NA 영역)의 광은 소멸파로 되고 근접장 커플링으로 실현되기 때문에, 그의 전송 효율은 광 디스크(80)와 고체 침지 렌즈(3) 간의 거리(에어 갭)에 응답하는 지수 함수로 감소한다. 이 실시예에서, 개구수의 사용을 효과적으로 하기 위해, 에어 갭(A)을 광원 파장(λ)의 약 1/10으로, 즉 약 40nm(A≒40nm)로 제어하는 것이 바람직하다.
고체 침지 렌즈
도 2는 침지 렌즈의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.
광 디스크(80)에 대향하는 고체 침지 렌즈(3)의 대향 표면(바닥 표면)에서, 그의 직경(D)은 약 1mm이고, 중심부(3a)는 돌출하고, 그의 원주부(3b)는 편평하다.
중심부(3a)의 돌기에서, 그의 높이는 약 1㎛이고 그의 직경(φ)은 약 40㎛이다.
알루미늄 등의 도전성 필름(3c)은 증착 등에 의해 형성되고, 원주부(3b)의 편평한 표면을 커버하고, 도전성 필름(3c)의 필름 두께는 돌기의 높이(약 1㎛)보다 더 얇다.
광 디스크(80)의 알루미늄 등의 도전성 필름(3c) 및 반사 필름(기록 필름)은고체 침지 렌즈(3)의 편평한 표면과 광 디스크(80) 간의 거리(h)에 응답하여 일정 용량(Cg)의 정전 커패시터를 형성한다.
정전 용량(Cg)은 원주부(3b)와 광 디스크(80)의 거리(h) 및 대향 영역(S)을 사용하여 하기 수학식(4)으로 표현된다. 도전성 필름(3c)의 필름 두께는 거리(h)보다 작고 그 두께는 무시될 수 있다고 추정되는 것에 주의하자.
CG = ε0x εzx S / h
여기서, ε0는 진공 조건에서 유전 상수이고 그의 값은 8.854X10-14F/m이고, εz는 공기 중에서 상대 유전 상수이고, 그의 값은 약 1이다.
대향 영역(S)은 λx(D/2)2이고, 따라서 바닥 표면의 거리(D)가 약 1mm일 때 이는 약 7.65x10-2m3이다.
거리(h)는 중심부(3a)의 돌기가 광 디스크(80)에 접촉할 때, 즉, 대물 렌즈(2) 및 고체 침지 렌즈(3)를 포함하는 광학계과 광 디스크(80) 간의 거리(에어 갭)(A)가 0nm일 때 1㎛의 최소값을 보여준다.
거리(H)는 에어 갭(A)이 40nm, 80nm 또는 120nm일 때 각각 1.04㎛, 1.08㎛ 또는 1.12㎛이다.
따라서, 에어 갭(A)이 0nm, 40nm, 80nm 또는 120nm일 때, 수학식(4)에 의해, 정전 용량(Cg)은 각각 약 6.95pF, 약 6.69pF, 약 6.44pF 또는 약 6.21pF이고, 이는단조롭게 감소한다.
상기한 바와 같이, 정전 용량(Cg)는 에어 갭(A)에 응답하여 변화하기 때문에, 에어 갭(A)은 정전 용량(Cg)을 사용함으로써, 그리고 정전 용량(Cg)을 사용하여 전자기 액추에이터(5)의 서보 제어를 수행함으로써 검출될 수 있고, 에어 갭(A)은 근접장에 유지될 수 있다.
더욱이, 고체 침지 렌즈(3)의 대향 평면의 중심부(3a)를 돌출시키고, 원주 영역(3b) 상의 도전성 필름(3c)을 도기의 높이보다 더 얇게 형성하기 때문에, 도전성 필름(3c)은 중심부(3a)보다 광 디스크(80)에 근접하고 광 디스크(80)의 표면에 접촉하는 것이 방지될 수 있다.
더욱이, 도 1에 나타낸 바와 같이, 도전성 필름(3c) 및 도전성 렌즈 홀더(4)는 전기적으로 접속되기 때문에, 도전성 필름(3c)에 대한 와이어 접속은 렌즈 홀더(4)를 통해 용이하게 수행될 수 있다.
광 기록 및/또는 재생 장치
도 3은 본 발명에 따른 광 기록 및/또는 재생 장치 일 실시예의 구성의 개략도이고, 광 기록 및/또는 재생 장치의 일 예로서 광 디스크 장치를 나타낸다. 이러한 광 디스크 장치(100)에서, 도 1에 나타낸 광 헤드(1)는 광 픽업(50) 상에 설치된다.
광 디스크 장치(100)는 광 픽업(50), 모터(11), 전압 제어 발진기(VCO)(13), 기준 전압 제어 발진기(RVCO)(14), 비교기(15), 위상 보상 회로(16 및 20), 증폭기(17, 18 및 21), 트래킹 매트릭스 회로(19), 중앙 처리 장치(CPU)(22), 반도체 레이저 구동 회로(25), 모터 구동 회로(26), 정보 검출 회로(검출 회로)(27) 및 초점 에러 검출 회로를 포함한다. 초점 에러 검출 회로는 도면에 도시되어 있지 않다.
반도체 레이저 구동 회로(25)는 자동 파워 조절(APC) 회로(23) 및 세기 조절 회로(변조 회로)(24)를 포함한다.
광 디스크 장치(100)는 신호의 광 기록 또는 광 재생을 수행하기 위해 광 픽업(50)을 사용함으로써 광 디스크(80) 상에 약 405nm의 파장을 갖는 레이저 빔을 노출시킨다.
광 디스크 장치(100) 상에 설치된 광 디스크(80)는 모터(11)에 의해 소정의 회전 속도로 회전한다. 예로써, 신호는 CLV(일정 선속 기록) 방법에 의해 광 디스크(80) 상에 기록된다.
포커스 서보 신호 처리 시스템은 다음과 같이 구축된다.
VCO(전압 제어 발진기)(13)는 내부에 인덕터 및 외부에 커패시터를 포함하는 LC 발진 회로를 포함한다.
외부 커패시터의 하나의 전극은 광 헤드(1)의 고체 침지 렌즈(3)의 편평한 표면 상에 형성된 도전성 필름(3c)이고, 다른 전극은 광 디스크(80)의 반사 필름 또는 기록 필름이며, 이러한 커패시터는 편평한 표면과 광 디스크(80) 간의 거리(h)에 응답하는 정전 용량(Cg)을 갖는다.
VCO(13)의 발진 주파수(f)는 외부 커패시터의 정전 용량(Cg), 회로의 부동 용량(Cf) 및 내부 인덕터의 인덕턴스(L)를 사용하여 하기 수학식(5)으로 표현된다.
f = 1 / [2n x (L x (Cg + Cf))4]
에어 갭(A), 거리(h), 정전 용량(Cg) 및 발진 주파수(f) 간의 관계는 도 4에 나타낸다. 여기서, 일 실시예로서, 인덕턴스(L)는 22μH이고, 부동 용량(Cf)은 5pF이다.
에어 갭(A)이 0nm, 40nm, 80nm 또는 120nm일 때, 발진 주파수(f)는 상기 수학식(5)에 의해 각각 약 9.82MHz, 약 9.92MHz, 약 10.03MHz 또는 약 10.13MHz로 정의된다.
기준 전압 제어 발진기(RVCO)(14)는 기준 신호를 발생시킨다.
기준 신호의 주파수(fr)는 일 예로써 9.92MHz이고, 이러한 주파수는 에어 갭(A)이 40nm일 때 VCO(13)의 발진 주파수와 동일하다.
일 실시예로서 RVCO(14)는 버랙터(가변 용량) 다이오드를 포함하고, 기준 신호의 주파수(fr)는 CPU(22)에 의해 버랙터 다이오드에 인가된 전압을 조절함으로써 소정의 값으로 설정될 수 있음에 주의하자.
비교기(15)는 일 실시예로서 주파수 및 위상 판별기에 의해 구축되고, VCO(13)로부터 주파수(f)의 출력 신호 및 RVCO(14)로부터 주파수(fr)의 출력 신호가 그에 인가된다.
비교기(15)는 VCO(13)로부터 출력 신호의 주파수 및 위상과 RVCO(14)로부터 출력 신호의 주파수 및 위상을 비교하고, 주파수들 및 위상들 간의 차이에 응답하여 신호(에러 신호)를 발생시킨다.
비교기(15)로부터 출력 신호가 인가되는 위상 비교 회로(위상 보상기)(16)는 위상 보상 및/또는 주파수 보상에 대해 비교기(15)로부터 출력 신호를 보상하여 생성된 보상 신호를 발생시키고 이를 증폭기(17)에 인가한다.
증폭기(17)는 보상 신호를 증폭시키고, 에어 갭(A)을 조절하기 위해 제어 신호(Sfe)로서 전자기 액추에이터(5)의 포커싱 액추에이터(5F)에 이를 인가한다.
포커싱 액추에이터(5F)는 근접장을 형성하는 영역 내에 에어 갭(A)을 유지하기 위해 증폭기(17)로부터 제어 신호(Sfe)에 응답하여 포커싱 방향으로 렌즈 홀더(4)를 이동시킨다. 결과적으로, 에어 갭(A)은 0<A=<100nm로 유지되고 약 40nm로 조절되며, 거리(h)는 약 1.04㎛로 조절되고 따라서 포커스 서보가 실현된다.
중앙 처리 장치(CPU)(22)는 광 디스크 장치(100)의 전체를 제어하기 위한 제어기이고, 예를 들면 원칩 마이크로컴퓨터에 의해 형성된다.
비교기(15)의 출력 신호는 CPU(22)에 인가되고, CPU(22)는 에어 갭(A)이 비교기(15)의 출력 신호에 기초하여 근접장(근방을 형성하는 영역)에 유지됨을 검출한다.
더욱이, CPU(22)는 시작 신호(ST)를 발생시키고, 시작 신호(ST)를 모터 구동 회로(26)에 인가하고, 광 디스크(80)가 회전하기 시작한 후 광 픽업(50)으로부터 레이저 빔(LB)을 출력시킨다. CPU(22)는 모터(11) 또는 광 디스크(80)의 회전수 또는 회전 속도를 나타내는 신호를 수신한다.
트래킹 서보 및 포커스 서보는 CPU(22)의 제어 하에 수행된다.
모터 구동 회로(26)는 모터(11)에 전력을 제공하여 모터(11)를 구동시키고,예를 들면 PWM(펄스폭 변조) 제어 또는 PLL(위상 록 루프) 제어에 의해 회전을 조절한다.
모터 구동 회로(26)는 CPU(22)로부터 시작 신호(ST)가 입력될 때 모터(11)의 구동을 시작한다.
모터(11)는 일 실시예로써 스핀들 모터에 의해 구축된다. 도면에 도시되지 않은 턴테이블이 모터(11)의 회전축 상에 설치되고, 광 디스크(80)가 그 위에 설치될 때, 모터(11)는 턴테이블을 회전시킴으로써 광 디스크(80)를 회전시킨다. 모터(11)는 통합된 모터로서 턴테이블 및 스핀들 모터에 의해 구축될 수 있음에 주의하자.
도 5는 광 픽업(50)의 구성의 일 실시예의 도면이다.
광 픽업(50)은 반도체 레이저(31), 발진기 렌즈(32), 회절 격자(33), 1/2 파장판(34), 편광 빔 분할기(35), 1/4 파장판(36), 수렴 렌즈(37 및 39), 광검출기(38 및 40), 대물 렌즈(2) 및 고체 침지 렌즈(3)를 포함한다.
광 헤드(1)는 광 픽업(50) 상에 설치되고, 광 헤드(1)는 대물 렌즈(2) 및 고체 침지 렌즈(3)를 포함하는 광학계(10)를 포함한다.
반도체 레이저(31)는 간섭성 광을 조사하는 광 조사 장치 및 광원의 일 예이다. 반도체 레이저(31)는 선형 편광된 레이저 빔(LB)을 발생시키고, 그의 컬러는 청색이나 또는 청자주색이고, 그의 파장은 약 405nm이며, 레이저 빔(LB)을 발진기 렌즈(32)로 조사한다.
발진기 렌즈(32)는 반도체 레이저(31)로부터 레이저 빔(LB)을 평행 광으로변화시키고 이를 회절 격자(33)에 조사한다.
회절 격자(33)는 발진기 렌즈(32)로부터 레이저 빔(LB)을 메인 빔(0차 회절 빔) 및 서브 빔(1차 회절 빔)으로 분리하고, 메인 빔 및 서브 빔을 1/2 파장판(34)으로 조사한다.
1/2 파장판(34)은 회절 격자(33)로부터 메인 빔 및 서브 빔의 편광 평면을 회전시키고 이들을 편광 빔 분할기(35)로 조사한다.
편광 빔 분할기(35)는 1/2 파장판(34)으로부터 노출된 레이저 빔의 대부분을 통해 통과하고 이들 1/4 파장판(36)으로 조사하고 노출된 레이저 빔의 일부를 반사하여 이를 수렴 렌즈(39)로 조사한다.
수렴 렌즈(39)는 편광 빔 분할기(35)로부터 반사된 레이저 빔을 수렴하여 이를 광검출기(40)로 조사한다.
광검출기(40)는 수렴 렌즈(39)로부터 레이저 빔을 전기 신호로 변화시켜 레이저 빔의 광의 양 및 세기에 응답하는 신호(네)를 발생시키고, 광검출기(40)는 반도체 레이저(31)의 광 조사의 세기를 모니터하거나 또는 광 디스크(80)의 기록층(기록 필름)에 대한 빔의 세기를 모니터하기 위해 사용된다.
광검출기(40)로 노출된 레이저 빔의 광량은 1/2 파장판(34)의 회전각을 조절함으로써 조절될 수 있음에 주의하자.
1/4 파장판(36)은 편광 빔 분할기(35)를 통해 통과한 레이저 빔의 편광 평면을 회전시켜 환상으로 편광된 광을 얻고, 환상 편광 레이저 빔을 광 헤드(1)의 대물 렌즈(2)로 조사한다.
대물 렌즈(2)는 1/4 파장판(36)으로부터 레이저 빔을 수렴하고 이를 고체 침지 렌즈(3)로 조사한다.
고체 침지 렌즈(3)는 대물 렌즈(2)로부터 레이저 빔을 수렴하고, 중심부(3a)를 통해 통과시키고, 이와 같이 통과된 레이저 빔을 광 디스크(80)의 신호 기록 평면으로 조사한다.
광 디스크(80)의 신호 기록 평면(기록 필름)에 반사된 레이저 빔은 고체 침지 렌즈(3) 및 대물 렌즈(2)를 통해 통과되고 1/4 파장판(36)으로 조사된다.
1/4 파장판(36)은 대물 렌즈(2)로부터 레이저 빔의 편광 평면을 회전시키고, 선형으로 편광된 레이저 빔을 편광 빔 분할기(35)로 조사한다.
편광 빔 분할기(35)로부터 1/4 파장판(36)으로 조사되는 노출된 레이저 빔의 편광 평면은 1/4 파장판(36)으로부터 편광 빔 분할기(35)로 조사되는 반사된 레이저 빔의 편광 평면과 적절한 각도로 교차한다.
편광 빔 분할기(35)는 1/4 파장판(36)으로부터 레이저 빔을 반사하고 이를 수렴 렌즈(37)로 조사한다.
수렴 렌즈(37)는 편광 빔 분할기(35)로부터 반사된 레이저 빔을 수렴하고 이를 광검출기(38)로 조사한다.
광검출기(38)는 수렴 렌즈(37)로부터 레이저 빔의 광전기 변환을 수행하여 신호(SA 내지 SE)를 발생시킨다. 광검출기(38)는 트래킹 에러 신호(TE), 재생 신호 등을 검출하기 위해 사용된다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 메인 빔을 수용하기 위한 제1 광 수용부(381)는광검출기(38)의 중심부에 배열되고, 서브 빔을 수용하기 위한 제2 및 제3 광 수용부(382 및 383)는 제1 광 수용부(381)의 양 측면에 배열된다.
제1 광 수용부(381)는 4개의 광 수용부(38A 내지 38D)로 동일하게 또는 거의 동일하게 분할된다.
제2 광 수용부(382)는 2개의 광 수용부(38E 및 38F)로 동일하게 또는 거의 동일하게 분할된다.
제3 광 수용부(383)는 2개의 광 수용부(38G 및 38H)로 동일하게 또는 거의 동일하게 분할된다.
광검출기(38)는 8개의 광 수용 디바이스로 분할되는 광 수용부에 의해 형성될 수 있다.
광검출기(38)의 광 수용부(38A 내지 38H)로부터 출력 신호(SA 내지 SH)는 도 3에 나타낸 증폭기(헤드 증폭기)(38)에 의해 증폭되고, 트래킹 매트릭스 회로(트래킹 에러 검출 회로)(19), 정보 검출 회로(27) 등으로 인가된다.
트래킹 매트릭스 회로(19)는 증폭된 출력 신호(SA 내지 SH)에 응답하여 하기 수학식(6)의 연산을 수행하고, 미분 푸시-풀 방법을 사용하여 트래킹 에러 신호(TE)를 발생시킨다. 수학식 중의 k는 메인 빔과 서브 빔의 광량의 차이에 기초한 상수임에 주의하자.
TE = (SA+SP)-(SB-SC)+k x((SE-SF)+(SG-SH))
트래킹 에러 신호(TE)가 인가되는 위상 보상 회로(20)는 트래킹 에러신호(TE)의 보상(위상 보상 및/또는 주파수 보상)을 수행하여 보상 신호를 발생시키고 이를 증폭기(21)에 인가한다.
증폭기(21)는 보상 신호를 증폭시키고, 이를 제어 신호(Ste)로서 전자기 액추에이터(5)의 트래킹 액추에이터(5T)에 인가한다.
트래킹 액추에이터(5T)는 증폭기(21)로부터 광 디스크(80)의 반지름 방향(또는 트래킹 방향)으로 제어 신호(Ste)에 응답하여 렌즈 홀더(4)를 이동시킨다.
트래킹 에러 신호를 검출하기 위해, 1 스폿 푸시-풀 방법, 3 스폿 방법, 위상차 방법 등이 상기 미분 푸시-풀 방법을 제외하고 적용될 수 있으며, 광검출기로서 이들 에러 신호 검출 방법 각각에 대해 적절한 광검출기가 사용될 수 있음에 주의하자.
정보 검출 회로(27)는 증폭기(헤드 증폭기)(18)에 의해 증폭된 출력 신호(SA 내지 SD)를 사용하여 하기 수학식(70)의 연산을 수행하여 반사된 광의 양에 응답하는 재생 신호(RF)를 발생시킨다. 이어서, 이는 재생 신호(RF)에 응답하는 복조 등을 수행하여 광 디스크(80)의 기록 신호(Sc)를 재생시킨다.
RF = SA + SB + SC + SD
반도체 레이저 구동 회로(25)는 세기 변조 회로(24) 및 APC 회로(23)를 포함하고 광 픽업(50) 내의 반도체 레이저(31)를 구동시킨다.
광 픽업(50) 상에 기록될 신호가 메모리 또는 외부 장치 등으로부터 인가된 세기 변조 회로(24)는 신호(Si)에 응답하여 변조된 제어 신호(SM)를 발생시킨다.
APC(자동 포저 제어) 회로(23)에는, 광 픽업(50) 내의 모니터링용 광검출기(40)의 출력 신호(SP)가 증폭기(18)를 통해 인가되고, 변조된 제어 신호(SM)는 세기 변조 회로(24)로부터 인가된다. APC 회로(23)는 구동 신호(SL)를 발생시켜 출력 신호(SP) 및 변조된 제어 신호(SM)에 응답하여 반도체 레이저(31)를 구동시킨다.
기록의 경우에 APC 회로(23)는 반도체 레이저(31)의 구동 전압 또는 구동 전류를 변조된 제어 신호에 응답하여 변화시켜 레이저 빔(LB) 쪽으로 세기 변조를 행하고, 반도체 레이저(31)의 광 조사의 세기를 광검출기(40)의 출력 신호(SP)에 응답하여 제1의 소정 범위(R1)로 유지시켜 반도체 레이저(31)의 레이저 빔의 출력을 조절한다.
다른 한편, 재생의 경우에, APC 회로(23)는 반도체 레이저(31)의 광 조사 세기를 광검출기(40)의 출력 신호(SP)에 응답하여 제1의 소정 범위(R2)로 유지시켜 반도체 레이저(31)의 레이저 빔의 출력을 조절한다.
커플링
개구수(NA)가 1 이상인 광학계(10)를 침지 렌즈(3)를 사용하여 구성하고 광 디스크(80) 상의 신호를 광적으로 재생하거나 또는 기록된 신호를 광적으로 재생할 때, 광 디스크(80)에 대한 광속의 커플링은 중요한 부분을 차지한다.
고체 침지 렌즈(3)와 광 디스크(80) 간의 거리(에어 갭)를 작게 유지시키는 것은 중요하고, 동시에 코팅이 고체 침지 렌즈(3)에 대향하는 광 디스크(80)의 표면 상에 제공됨으로써 광 디스크(80)에 대한 커플링 효율이 개선될 수 있다.
도 7은 광 디스크의 구성을 참조하기 위한 일 실시예의 개략도이다.
예를 들면, 광 디스크(80)는 디지털 비디오 디스크(DVD)이고, 이는 디스크 기판(851), 유전층(852 및 854), 기록층(853) 및 알루미늄층(855)을 포함한다.
기록층(853)은 GeSbTe로 구성되어 있고, 약 20nm 내지 약 30nm의 일정하거나 또는 거의 일정한 두께를 갖는다. 기록층(853)에서, 결정 상태 및 비결정 상태는 레이저 빔의 노출로 인한 열에 의해서 만들어지며, 결정 상태 및 비결정 상태의 경우에 광의 반사율 차이를 사용함으로써, 신호의 광적 기록이 수행된다.
디스크 기판(851)은 예를 들면 플라스틱으로 구성되어 있고, 약 0.6mm의 일정하거나 또는 거의 일정한 두께를 갖는다.
유전층(852 및 854)은 ZnS-SiO2로 구성되어 있고 기록층(853)을 넣는다. 유전층(852)은 약 100nm의 일정하거나 또는 거의 일정한 두께를 갖고, 유전층(854)은 약 20nm 내지 약 30nm의 일정하거나 또는 거의 일정한 두께를 갖는다.
알루미늄층(855)은 약 150nm의 일정하거나 또는 거의 일정한 두께를 갖는다.
고체 침지 렌즈(3)로부터 레이저 빔(LB)은 광 투과 보호층으로서 디스크 기판(851) 및 유전층(852)을 통해 기록층(853)에 수렴된다.
광 디스크(80)의 바닥에는, 알루미늄층(855)이 배열되고, 이 층(855)은 반사 필름 및 호스트 싱크로서 기능한다.
이들 다중층의 필름은 스퍼터링 방법에 의해 스택되고, 층들(852 내지 855) 각각의 두께는 디스크 구조 및 기록 조건에 기초하여 최적화된다.
도 8은 광 디스크 장치(100)에 의해 사용된 광 디스크(80)의 구성을 보여주는 개략도이다.
광 디스크(80)는 무기 유전층(861), 유전층(862 및 864), 기록층(863), 알루미늄층(865) 및 디스크 기판(866)을 포함한다.
무기 유전층(861)은 약 90nm의 일정하거나 또는 거의 일정한 두께를 갖는다.
기록층(863)은 GeSbTe로 구성되어 있고, 약 20nm 내지 약 30nm의 일정하거나 또는 거의 일정한 두께를 갖는다. 기록층(863)에서, 결정 상태 및 비결정 상태는 레이저 빔의 노출로 인한 열에 의해서 만들어지며, 결정 상태 및 비결정 상태의 경우에 광의 반사율 차이를 사용함으로써, 신호의 광적 기록이 수행된다.
유전층(862 및 864)은 ZnS-SiO2로 구성되어 있고 기록층(863)을 넣는다. 유전층(862)은 약 100nm의 일정하거나 또는 거의 일정한 두께를 갖고, 유전층(864)은 약 20nm 내지 약 30nm의 일정하거나 또는 거의 일정한 두께를 갖는다.
알루미늄층(865)은 약 150nm의 일정하거나 또는 거의 일정한 두께를 갖는다.
디스크 기판(866)은 예를 들면 플라스틱으로 구성되고, 약 1.2mm의 일정하거나 또는 거의 일정한 두께를 갖는다.
광 디스크 장치(100)에서, 근접장 광 기록 또는 근접장 광 재생은 근접장 광학계(10)를 사용하여 수행된다. 이러한 경우에, 광 디스크(80)는 고체 침지 렌즈(3) 근처에 배열되고, 이들 사이의 거리(에어 갭)가 40nm로 유지되는 조건 하에 신호의 기록 및/또는 재생이 수행된다.
도 8에 나타낸 광 디스크(80)를 사용하는 근접장 기록에 있어서, 제1 유전층(861)은 도 7에 나타낸 광 디스크(80)의 광 투과 보호층 대신에 배열되고,유전층(861)은 기록층(863)을 지탱하는 비교적 유연한 유전층(862 및 864)이 광 기록될 때 레이저 노출로 인한 열에 의해 산란되는 것을 방지하는 기능을 갖는다.
광 디스크(80)는 알루미늄층(865), 유전층(864), 기록층(863), 유전층(862) 및 무기 유전층(861)의 순서로 디스크 기판(855) 상에 스태킹하기 위해 도 7에 나타낸 광 디스크(80)의 방법과 상이한 반대 시퀀스 스퍼터링 방법에 의해 형성된다.
광 디스크(80)에 노출되고 기록 필름(863)에 도달한 광은 스택된 필름의 투과율을 산출함으로써 얻어진다.
도 9는 레이저 빔의 수렴 빔이 광 디스크(80)로 조사될 때, 무기 유전층(861) 및 유전층(862)을 통해 통과하고 기록층(863)에 도달한 빔의 진폭 투과율을 보여주는 특성의 도면이다.
이러한 특성도는 기록층(863)에 도달한 광 빔의 p-편광(TM파) 및 s-편광(TE파)의 진폭 투과율을 나타내고, 여기서 무기 유전층(861)은 이산화규소(SiO2)로 구성되어 있다(굴절율(n)는 약 1.47임).
도 9에서, 수평축은 광 빔의 노출각(n sinθ)에 대응하고, 예를 들면 nsinθ=0은 적절한 각으로 노출되는 광 빔에 대응하고, nsinθ=1.5는 외부 원주 영역으로부터 광 빔(한계 광)에 대응하고, 대물 렌즈(2) 및 고체 침지 렌즈(3)를 포함하는 광학계(10)의 효과적인 개구수(NAaff)에 대응한다.
진폭 투과율을 산출할 때, 조건은 실제 사용 조건과 같거나 또는 거의 동일하다. 진폭 투과율은 에어 갭(A)이 40nm이고 무기 유전층(861)의 두께가 90nm인경우에 얻어진다.
도 9의 특성도에서, 외부 원주 영역을 통해 통과한 광의 진폭 투과율은 p-편광에서 약 35%이고 s-편광에서 약 30%이다.
도 10은 도 9에 나타낸 광 디스크(80)에 반하여 단지 무기 유전층(861)의 물질을 질화규소(SiN)로 변화시킨 경우에(굴질 지수(n)는 약 2.0) 진폭 투과율을 나타내는 특성도이다.
도 10의 특성도에서, 광학계의 외부 원주 영역을 통해 통과한 광의 진폭 투과율은 p-편광에서 약 59%이고 s-편광에서 약 64%이고, 즉, 투과율은 도 9에 나타낸 특성에 비해 개선된다.
상기한 바와 같이, 굴절율(n)가 무기 유전층(861)으로서 SiO2보다 큰 SiN을 사용하는 경우, 고체 침지 렌즈(3)로부터 레이저 빔은 기록층(863)에 보다 용이하게 도달한다. 더욱이, 무기 유전층(861)으로서 큰 굴절율을 갖는 SiN을 사용하는 경우, 보다 적절한 커플링(또는 커플링 효율)이 큰 노출각을 갖는 광 빔에 대해 얻어질 수 있다. 도 10에 나타낸 경우에, 무기 유전층(861)의 굴절율(n은 약 2.0임)는 고체 침지 렌즈(3)의 굴절율(n은 약 1.83) 이상임에 주의하자.
더욱이, 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 외부 원주 영역을 통해 통과한 광 빔의 진폭 투과율은 30% 이상인 것이 바람직하고, 투과 광속의 세기는 진폭 투과율의 제곱으로 얻어질 수 있기 때문에, 세기 투과율은 10% 이상인 것이 바람직하다.
진폭 투과율을 이와 같이 설정함으로써, 광점의 형성에 대한 수렴 광의 기여를 개선시킬 수 있고, 광 기록 매체의 고밀도 기록을 실현시킬 수 있다.
도 8에 나타낸 광 디스크(80)의 무기 유전층(861)에 대해 SiO2를 사용하는 도 9의 경우와 무기 유전층(861)에 대해 SiN을 사용하는 도 10의 경우 간의 커플링 차이를 광 기록 및 재생에 있어서 광 전송 함수(MIF: 변조 전송 함수)에 입력함으로써 나타낸 수치는 도 11에 나타낸다.
도 11에서 수직축은 표준화된 광 신호 진폭을 나타내고, 도 11에서 수평축은 표준화된 공간 주파수를 나타내고, 공간 주파수가 2인 경우는 컷 오프 공간 주파수(fc)에 대응한다.
도 11에 나타낸 특성도에서, 도 10에 난타낸 경우의 무기 유전층(861)으로 SiN을 사용하는 경우, MTF는 컷오프 공간 주파수에서 더 커진다. 큰 NA 영역의 진폭 투과율이 도 10에 나타낸 것보다 더 큰 경우, 상당히 큰 주파수 특성이 지시되고 이는 고밀도 기록에 적절하다.
도 9 내지 도 11에서, 광 디스크(80)의 구성은 광축에 대해 수직으로 노출하는 광 빔으로부터 외부 원주 영역으로부터 광 빔을 포함하는 광 빔 각각의 스택된 필름 투과율을 산출함으로써 최적화되는 것이 실시예로써 나타나고, 이는 투과율을 측정함으로써 마찬가지로 최적화될 수 있다. 더욱이, 단일층이 아닌 다중층을 포함하는 무기 유전층을 사용함으로써, 마찬가지로 최적화될 수 있다. 수렴 광이 단일층 또는 다중층의 무기 유전층들 사이에 노출된 측면 상의 최외곽층의 굴질 지수는 광학계(10)의 굴절율 및 고체 침지 렌즈(3)의 굴절율 이상이다.
상기 실시예에서, 광학계(10)는 대물 렌즈(2) 및 고체 침지 렌즈(3)를 포함하고, 개구수가 약 1.5인 광학계(10)는 광 픽업(10) 상에 설치된다.
그러나, 대물 렌즈(2) 및 고체 침지 렌즈(3)를 단일화함으로써 형성된 단일 광학 장치를 포함하는 광학계는 광 픽업(10) 상에 설치된다.
이와 같은 단일 광학 장치로서, 예를 들면, 이 철우, 조 근호, 정 종삼, 이 장훈, 이 영훈의 논문["Feasibility study on near field optical memory using a catedioptric optical system", Digest of Optical Data Storage, 제137-139페이지, 아스펜사(1998년)]에 개시된 반사형 광 수렴 장치가 사용될 수 있다.
더욱이, 대물 렌즈(2)의 기능을 갖는 광학 장치 및 고체 침지 렌즈(3)의 기능을 갖는 광학 장치로서, 3개 이상의 광학 장치가 광 헤드(1) 상에 설치될 수 있고, 홀로그램 장치가 설치될 수 있다.
더욱이, 에어 갭에 따라, 이중축 전자기 액추에이터를 사용하지 않고 부동 슬라이더를 사용함으로써, 약 40nm 등의 약간의 갭이 실현될 수 있다.
위상 변화형 광 디스크(80)를 광 디스크(80)의 일 예로써 도시하였지만, 자기-광 디스크, 안료 물질을 사용하는 광 디스크 등과 같이 광 기록 및 재생 (특히 근접장 광 기록 및 재생)을 수행하기 위해 여러 광 기록 매체에 적용될 수 있다.
회전 가능하고 디스크 형상을 갖는 광 기록 매체에 근접장 광 기록 또는 근접장 광 재생을 수행하는 방법은 상기한 바와 같더라도, 특히 예를 들면 카드형 광 기록 매체 및 벌크형 광 기록 매체에 신호를 광적으로 기록할 때 및/또는 특히 예를 들면 카드형 광 기록 매체 및 벌크형 광 기록 매체로부터 신호들을 광적으로 재생할 때 유사한 방법이 적용될 수 있다.
근접장 광 기록 및 재생이 고체 침지 렌즈 등의 공간 장치를 사용함으로써 수행될 때, 광 기록 매체에 대한 광속의 큰 NA 성분의 커플링은 중요한 부분으로서 작용한다.
광이 광 기록 매체에 노출되는 대향면 상에 단일층 또는 다중층을 포함하는 무기 유전층을 부가함으로써, 광 기록 및/또는 재생에 있어서, 특히 근접장 광 기록 및/또는 재생에 있어서 광점을 형성하는 데 대한 광속의 큰 NA 성분의 기여도가 개선되고, 고밀도 및 대량의 광 기록 매체가 실현될 수 있다.
광 기록 매체로서 위상 변화 물질을 사용할 때, 무기 유전층(861)은 기록층(863)을 유지하는 비교적 유연한 유전층(862 및 864)이 광 기록될 때 레이저 노출로 인한 열에 의해 산란되는 것을 방지하는 기능을 갖는다.
더욱이, 무기 유전층(861)으로서 광학 장치의 굴질 지수 이상의 굴절율을 갖는 물질을 사용함으로써, 광속의 큰 HA 성분의 커플링 효율이 더 커질 수 있다.
특히, 외부 원주 영역으로부터 광 빔에 대한 진폭 투과율(한계 빔)이 30% 이상이거나 또는 거의 30% 이상인 방식으로 광 기록 매체의 층 구성을 최적화함으로써, 고밀도 기록 및/또는 재생에 적절한 광 기록 매체가 실현될 수 있다.
상기 실시예는 본 발명의 실시예이고, 즉, 본 발명은 상기 실시예로 제한되지 않음에 주의하자.
본 발명의 광 기록 매체, 본 발명의 광 픽업 및 광 기록 및/또는 재생 장치에 따라, 광학계로부터 수렴 광이 기록 층 상의 광점을 형성할 때, 광점의 형성에대한 수렴 광의 기여가 개선될 수 있으므로, 고밀도 기록이 달성된다.

Claims (11)

  1. 신호를 기록 및/또는 재생하기 위한 광이 조사되는 광 기록 매체에 있어서,
    광이 수렴되는 입사측에 제공된 1개 또는 복수개의 무기 유전층들을 포함하며,
    대물 렌즈의 외부 원주 영역을 통해 통과한 상기 수렴된 광에 대한 상기 광 기록 매체의 기록층에 도달한 광의 비율인 진폭 투과율이 30%와 같거나 큰, 광 기록 매체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 대물 렌즈가 근접장을 형성하도록 큰 개구수를 갖는 고체 침지 렌즈를 포함하는 광 기록 매체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무기 유전층들 중에서 최외곽층의 굴절율이 상기 대물 렌즈의 굴절율과 같거나 큰 광 기록 매체.
  4. 제2항에 있어서,
    제1 및 제2 유전층들을 더 포함하고,
    상기 기록층은 상기 제1 유전체층과 상기 제2 유전층 사이에 배치되고,
    상기 제1 유전층은 상기 무기 유전층과 상기 기록층 사이에 배치되는 광 기록 매체.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 무기 유전층이 질화 실리콘(SiN)의 단일층인 광 기록 매체.
  6. 광원,
    상기 광원으로부터 광을 수렴하고 상기 수렴된 광을 광 기록 매체에 조사하기 위한 광학계, 및
    상기 광 기록 매체에서 반사되고 광학계를 통해 통과하는 광에 응답하여 출력 신호를 출력하기 위한 광검출기를 포함하며,
    상기 광 기록 매체는 상기 광학계로부터의 상기 수렴된 광이 조사되는 입사측에 제공된 1개 또는 복수개의 무기 유전층들을 포함하고,
    상기 무기 유전층들 중에서 최외곽층의 굴절율은 상기 광학계의 굴절율과 같거나 크고,
    상기 광학계의 외부 원주 영역을 통해 통과한 상기 광학계로부터 상기 수렴된 광에 대한 광 기록 매체의 기록층에 도달한 광의 비율인 진폭 투과율이 30%와 같거나 큰, 광 픽업.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 광학계는
    상기 광원으로부터 조사된 광을 수렴하기 위한 대물 렌즈, 및
    상기 대물 렌즈를 통해 통과된 광을 수렴하고 상기 광을 상기 광 기록 매체에 조사하는 근접장(near-field)을 형성하도록 큰 개구수를 갖는 고체 침지 렌즈(Solid-Immersion Lens)를 포함하며,
    상기 무기 유전층들 중에서 최외곽 층의 굴절율은 상기 고체 침지 렌즈의 굴절율과 같거나 큰, 광 픽업.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 광원은 청색 또는 청자주빛 레이저 빔을 출력하기 위한 레이저이고,
    상기 광학계는 근접장 광학계인 광 픽업.
  9. 광원,
    상기 광원으로부터 광을 수렴하고 상기 수렴된 광을 광 기록 매체에 조사하기 위한 광학계,
    상기 광 기록 매체에서 반사되고 상기 광학계를 통해 통과하는 광에 응답하여 출력 신호를 발생시키기 위한 광검출기,
    상기 광 기록 매체에 기록하는 신호에 응답하여 상기 광원으로부터 광의 세기를 변조시키기 위한 변조 회로, 및
    상기 광검출기로부터의 출력 신호에 응답하여 상기 광 기록 매체 상에 기록된 상기 신호를 검출하기 위한 검출 회로를 포함하며,
    상기 광 기록 매체는 상기 광학계로부터의 상기 수렴된 광이 조사되는 입사측에 제공된 1개 또는 복수개의 무기 유전층들을 포함하며,
    상기 무기 유전층들 중에서 최외곽 층의 굴절율은 상기 광학계의 굴절율과 같거나 크고,
    상기 광학계의 외부 원주 영역을 통해 통과한 상기 광학계로부터 상기 수렴된 광에 대한 광 기록 매체의 기록층에 도달한 광의 비율인 진폭 투과율이 30%와 같거나 큰, 광 기록 및/또는 재생 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광학계는
    상기 광원으로부터 조사된 광을 수렴하기 위한 대물 렌즈과,
    상기 대물 렌즈를 통해 통과된 광을 수렴하고 상기 광을 상기 광 기록 매체에 조사하는 근접장을 형성하도록 큰 개구수를 갖는 고체 침지 렌즈를 포함하며,
    상기 무기 유전층들 중에서 최외곽 층의 굴절율은 상기 고체 침지 렌즈의 굴절율과 같거나 큰, 광 기록 및/또는 재생 장치.
  11. 제9항에서 청구된 광 디스크 장치인 광 기록 및/또는 재생 장치에 있어서,
    상기 광원은 청색 또는 청자주빛 레이저 빔을 출력하기 위한 레이저이고,
    상기 광학계는 근접장 광학계인, 광 기록 및/또는 재생 장치.
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