KR20030062078A - 복굴절 물질을 이용한 광 기록 헤드 - Google Patents

복굴절 물질을 이용한 광 기록 헤드 Download PDF

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김태엽
백문철
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Abstract

본 발명은 복굴절 물질을 이용한 광 기록 헤드에 관한 것으로, 고체 결상 렌즈(Solid Immersion Lens; SIL)를 이용하여 광 정보를 저장하는 장치의 헤드에 있어서, 투과형 복굴절 물질, 투과형 복굴절 광학부품 또는 이들이 결합된 복굴절 수단을 이용하여 입사광의 편광 성분에 따라 고체 결상 렌즈의 하부 평면의 상부 및 하부에 서로 다른 초점을 형성시켜 고체 결상 렌즈의 하부 평면에 맺히는 광의 초점 심도를 넓힘으로써 초점 조절의 정밀도를 낮추어 초점 조절을 용이하게 할 수 있는 복굴절 물질을 이용한 광 기록 헤드가 개시된다.

Description

복굴절 물질을 이용한 광 기록 헤드{Optical recording head using birefringent material}
본 발명은 복굴절 물질을 이용한 광 기록 헤드에 관한 것으로, 특히, 광을 기록 매체에 집속시켜 기록 매체에 정보를 기록하고 읽어내는 광 정보 저장 장치에 있어서, 초점 심도를 넓혀 초점 조절을 용이하게 할 수 있는 복굴절 물질을 이용한 광 기록 헤드에 관한 것이다.
종래의 광 정보 저장 장치는 헤드 광학계의 렌즈로 기록 매체의 표면에 하나의 초점을 형성하여 정보를 기록하고 읽어낸다. 도 1은 일반적인 광 기록 헤드를 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 광 기록 헤드는 고체 결상 렌즈(104)와, 고체 결상 렌즈(104)로 입사되는 입사광(108)을 발생시키기 위한 광원(101)과, 광원(101) 및 고체 결상 렌즈(104) 사이에 순서대로 설치된 편광 광분할기(102) 및 집광 렌즈(103)와, 고체 결상 렌즈(104)를 통해 저장매체(105)에 비트를 형성하고 신호광(109)을 통해 비트 신호 및 초점 조절 신호를 검출하는 포토다이오드(107)로 이루어진다.
일반적으로, 기록 매체(105)의 표면에 초점(106)을 형성시키는 초점 서보의 정밀도는 집속되는 광의 초점 심도에 따라 영향을 받는다. 초점 심도는 집속되는기록광의 파장에 비례하고 집속시키는 렌즈의 개구수(Numerical aperture)의 제곱에 반비례한다. 기록 밀도를 높이기 위해서는 짧은 파장과 높은 개구수의 광을 이용하여 초점을 형성해야 하는데, 이때 초점 심도가 줄어들기 때문에 초점 서보의 정밀도는 더 높아져야 한다. 특히, 고체 결상 렌즈를 이용한 정보 저장 헤드의 경우, 줄어든 파장과 커진 개구수에 의해 초점 심도가 반 이상 짧아지므로, 초점을 조절하기 위해서는 매우 높은 정밀도를 갖는 장치가 필요하게 된다.
따라서, 본 발명은 복굴절 광학 소자를 이용하여 편광 성분을 둘로 나누어 진행시키고 편광에 따라 초점이 광축 상에서 서로 다른 위치에 형성되도록 하여 초점 심도를 높임으로써, 초점 조절을 용이하게 할 수 있는 복굴절 물질을 이용한 광 기록 헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 복굴절 물질을 이용한 광 기록 헤드는 광원을 이용하여 광을 발생시키고, 고체 결상 렌즈를 투과한 광을 이용하여 기록 매체에 정보를 기록하고 읽어오는 광 기록 헤드에 있어서, 고체 결상 렌즈 및 레이저 다이오드의 사이에 설치되며, 광원으로부터 나온 광이 방향에 따라 굴절률이 달라 편광에 따라 광축 방향으로 두 개 이상의 초점을 형성시키는 복굴절 광학 소자를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 1은 일반적인 광 기록 헤드를 설명하기 위한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 복굴절 물질을 이용한 광 기록 헤드를 설명하기 위한 구성도.
도 3은 도 2에 도시된 복굴절 물질을 이용한 광 기록 헤드의 동작 원리를 설명하기 위한 개념도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101, 201 : 광원201a : 광축
102, 202 : 편광 광분할기103, 203 : 집광렌즈
104, 204, 303 : SIL105, 205 : 기록매체
106 : 초점107, 206 : 포토 다이오드
108, 207 : 입사광109, 208 : 신호광
209 : 복굴절 광학소자210, 301 : 수직 편광
211, 302 : 수평 편광304 : 초점면
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 더 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 복굴절 물질을 이용한 광 기록 헤드를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 복굴절 물질을 이용한 광 기록 헤드는 고체 결상 렌즈(204)와, 고체 결상 렌즈(204)로 입사되는 입사광(207)을 발생시키기 위한 광원(201)과, 광원(201) 및 고체 결상 렌즈(204) 사이에 순서대로 설치된 편광 광분할기(202), 복굴절 광학 소자(209) 및 집광 렌즈(203)와, 고체 결상 렌즈(204)를 통해 저장매체(205)에 비트를 형성하고 신호광(208)을 통해 비트 신호 및 초점 조절 신호를 검출하는 포토다이오드(206)로 이루어진다.
상기에서, 광원(201)으로는 레이저 다이오드를 사용한다. 한편, 복굴절 광학 소자(209)는 반구이면서 하부가 평면인 고체 결상 렌즈의 형태로 이루어지거나, 초반구(Super hemisphere)이면서 하부가 평면인 고체 결상 렌즈의 형태로 이루어진다. 또한, 복굴절 광학 수단은 투과형 복굴절 물질, 투과형 복굴절 광학부품 또는 이들이 결합된 복굴절 수단으로 이루어진다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 복굴절 물질을 이용한 광 기록 헤드는, 도 1에 도시된, 종래의 광 기록 헤드와 동일한 구조에서 편광 광분할기(202) 및 집광 렌즈(203) 사이에 설치된 복굴절 광학 소자(209)를 더 포함하여 이루어지며, 복굴절 광학 소자(209)를 이용하여 수직편광(210)과 수평편광(211)의 초점이광축(201a) 상에서 서로 다른 위치에서 형성되도록 함으로써 초점 심도를 높이는 것을 특징으로 한다.
이때, 복굴절 광학 소자(209)에 의하여 형성되는 초점이 고체 결상 렌즈(204)의 하부 평면에 초점을 형성하고 되돌아오는 신호를 이용하여 고체 결상 렌즈(204)의 초점을 조절한다.
도 3은 도 2에 도시된 복굴절 물질을 이용한 광 기록 헤드의 동작 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3을 참조하면, 입사광의 편광 방향이 복굴절 물질의 상굴절축과 이상굴절축 사이 방향으로 입사하도록 하면 초점이 두 곳에서 형성된다. 이로 인하여, 수직편광(301)과 수평편광(302)에 의해 형성되는 초점의 초점 심도(b)가 수직 편광(301)에 의해 형성되는 초점 심도(a)보다 큰 것을 알 수 있다.
각각의 편광에 의해 형성되는 초점의 초점심도 영역이 초점을 형성하는데 기여하여 결과적인 총 초점심도는 두 편광에 의한 초점심도가 겹쳐지는 부분과 각각의 편광에 의한 초점심도 부분의 합이 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 복굴절 광학 소자를 이용함으로써 다음에서 서술하는 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 하나의 초점에 의해 형성되는 초점 심도보다 2배 이상의 초점심도를 형성할 수 있게 되며, 이로써 초점 서보의 정밀도를 높이지 않고도 초점 조절을 용이하게 할 수 있다.
둘째, 초점 조절에 대한 마진을 확보함으로써 비트를 용이하게 형성할 수 있다.
셋째, 고체 결상 렌즈를 이용한 근접장 정보 저장 헤드의 경우 작은 높은 개구수에도 불구하고 고체 결상 렌즈에 맺히는 초점의 여유도를 높일 수 있으므로, 기존의 초점서보 방식 및 장치를 충분히 이용할 수 있다.

Claims (4)

  1. 광원을 이용하여 광을 발생시키고, 고체 결상 렌즈를 투과한 상기 광을 이용하여 기록 매체에 정보를 기록하고 읽어오는 광 기록 헤드에 있어서,
    상기 고체 결상 렌즈 및 상기 광원 사이에 설치되며, 상기 광원으로부터 나온 광의 방향에 따라 굴절률이 달라 편광에 따라 광축 방향으로 두 개 이상의 초점을 형성시키는 복굴절 광학 소자를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 복굴절 물질을 이용한 광 기록 헤드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복굴절 광학 소자는 반구이면서 하부가 평면인 고체 결상 렌즈의 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 복굴절 물질을 이용한 광 기록 헤드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복굴절 광학 소자는 초반구이면서 하부가 평면인 고체 결상 렌즈의 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 복굴절 물질을 이용한 광 기록 헤드.
  4. 제 1 항에 있어서,
    투과형 복굴절 소자에 의하여 형성되는 초점이 SIL의 평면에 초점을 형성하고 되돌아오는 신호를 이용하여 SIL의 초점을 조절하는 것을 특징으로 하는 광 기록 헤드.
KR1020020002499A 2002-01-16 2002-01-16 복굴절 물질을 이용한 광 기록 헤드 KR20030062078A (ko)

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