KR20040110634A - 홀로그래픽 롬 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 시스템은 홀로그래픽에 요구되는 레이저광을 발생시키는 광원과, 광원으로부터 발생된 레이저광에서 신호광은 투과시키고 기준광은 반사시키는 PBS(Polarizer Beam Splitter)와, PBS를 통해 투과된 신호광을 제 1 광경로로 반사시키는 제 1 반사 미러와, 제 1 반사 미러에 의해 반사된 신호광을 소정 데이터 패턴으로 변조하여 홀로그램 매체에 조사하는 마스크와, PBS를 통해 반사된 기준광을 제 2 및 제 3 광경로를 거쳐 조사하는 제 2 반사 미러와, 서로 다른 반사율 분포를 갖는 반사면을 구비하며, 제 2 반사 미러에서 반사되는 기준광을 상기 반사면으로 반사시켜 동일한 강도 분포를 갖는 기준광을 상기 홀로그램 매체에 조사하는 코니컬 미러(conical mirror)를 포함한다.
이와 같이, 본 발명은 반사율 분포가 다른 반사면을 구비한 코니컬 미러를 이용하여 균일한 강도 분포를 갖는 기준광을 광 기록매체에 입사시킴으로써, 기준광과 신호광간의 강도 차이를 줄여 균일한 회절효율을 갖는 데이터를 광 기록매체에 기록할 수 있다.

Description

홀로그래픽 롬 시스템{HOLOGRAPHIC ROM SYSTEM}
본 발명은 홀로그래픽 롬 시스템에 관한 것으로, 특히 서로 다른 반사율을 갖는 코니컬 미러로 기준광을 반사시켜 균일한 강도를 갖는 기준광을 광 기록매체에 제공하는 홀로그램 데이터를 기록할 수 있는 홀로그래픽 롬 시스템에 관한 것이다.
최근에는 데이터 저장용 메모리의 대용량 및 고속 처리를 위해 광 디스크 등의 광 기록매체로 수∼수백 Gbytes를 저장할 수 있는 홀로그래픽 디스크 저장 시스템, 그 중에서도 홀로그래픽 랜덤 액세스 메모리(HROM: Holographic Random Access Memory) 장치에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행 중에 있다.
홀로그래픽 롬 시스템은 도 1에 도시되어 있다. 도 1은 종래기술에 의한 홀로그래픽 롬 시스템을 간략하게 나타낸 구성도로서, 광원(10), HWP(Half Wave Plate)(12, 22), 광 확장기(beam expander)(14), 빔 스플리터(polarizer beam splitter)(16), 편광기(18, 24), 반사 미러(20, 26, 28), 코니컬 미러(conical mirror)(30), 광 기록매체(32), 마스크(34)가 포함되어 있다.
이와 같이 구성된 홀로그래픽 롬 시스템은 기록을 위한 두 개의 광 경로를 통해 신호광과 기준광을 광 기록매체(32)인 광 디스크에 조사하여 이들 광 사이의간섭으로 인해 생성되는 간섭 무늬 패턴으로 3차원 홀로그램 데이터를 기록한다.
광원(10)으로부터 입사되는 광(예컨대 532nm 파장의 레이저광)은 HWP(12), 광 확장기(14) 등을 거쳐 빔 스플리터(16)로 제공된다. 빔 스플리터(16)는 레이저광을 신호광과 기준광으로 분리하는 역할을 하는데, 신호광은 그대로 투과시키고 기준광은 반사시켜 두 개의 광 경로로 나눈다.
빔 스플리터(16)에서 분리된 신호광은 편광기(18)를 거쳐 반사 미러(20)에 의해 반사되고 반사된 신호광은 마스터링 프로세스(mastering mask)용 마스크(34)를 투과하여 소정 패턴으로 변조되어 광 기록매체(32)인 광디스크에 조사된다.
그리고 빔 스플리터(16)에서 분리된 기준광은 HWP(22), 편광기(24)를 거쳐 반사 미러들(26, 28)에 의해 반사되어 코니컬 미러(30)로 조사된다.
광 기록매체(32)의 상부에는 반사 미러(20)에 의해 반사된 신호광이 입사된다. 광 기록매체(32)의 하부에는 코니컬 미러(30)를 통해 광 기록매체(32) 표면에 모두 동일한 각도로 평행으로 퍼져나온 기준광이 입사된다. 이들 광 사이의 간섭으로 인해 광 기록매체(32)에는 3차원 홀로그램 데이터인 간섭 무늬 패턴이 기록된다.
이러한 홀로그래픽 롬 시스템에서 이용되는 코니컬 미러(30)는 기준광 반사면이 동일한 반사율을 갖는 원뿔경이며, 광원(10)에서 발생되는 레이저 광은 가우시안 광 강도 분포를 갖기 때문에 코니컬 미러(30)에 입사되는 기준광과 광 기록매체(32)에 입사되는 신호광의 강도 분포는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 가우시안 광 강도 분포를 갖는다.
그러나, 코니컬 미러(30)가 동일한 반사율을 갖는 경사진 반사면을 갖기 때문에 가우시안 광 강도 분포를 갖는 기준광이 코니컬 미러(30)의 반사면에 의해 반사되어 광 기록매체(32)에 입사될 때의 기준광 강도 분포는 도 2b에 도시된 바와 같이, 광 기록매체(32)에 입사되는 신호광의 강도 분포와 역전되는 분포를 갖는다.
이러한 기준광과 신호광 간의 광 강도 분포 차이가 많이 생기는 부분, 즉 광 기록매체의 내주면과 외주면 부분에 생성되는 간섭무늬의 대비(fringe contrast)가 낮기 때문에 회절효율이 나쁜 홀로그램 데이터가 기록되는 문제가 발생된다.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 반사율이 다른 분포를 갖는 반사면을 구비한 코니컬 미러를 이용하여 균일한 강도 분포를 갖는 기준광을 광 기록매체에 제공함으로써, 기준광과 신호광의 강도 분포 차이를 줄여 균일한 회절효율을 갖는 데이터를 기록할 수 있는 홀로그래픽 롬 시스템을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 홀로그래픽 롬 시스템(Holographic ROM system)에 있어서, 홀로그래픽에 요구되는 레이저광을 발생시키는 광원과, 상기 광원으로부터 발생된 레이저광에서 신호광은 투과시키고 기준광은 반사시키는 PBS(Polarizer Beam Splitter)와, 상기 PBS를 통해 투과된 신호광을 제 1 광경로로 반사시키는 제 1 반사 미러와, 상기 제 1 반사 미러에 의해 반사된 신호광을 소정 데이터 패턴으로 변조하여 홀로그램 매체에 조사하는 마스크와, 상기 PBS를 통해 반사된 기준광을 제 2 및 제 3 광경로를 거쳐 조사하는 제 2 반사 미러와, 서로 다른 반사율 분포를 갖는 반사면을 구비하며, 상기 제 2 반사 미러에서 반사되는 기준광을 상기 반사면으로 반사시켜 동일한 강도 분포를 갖는 기준광을 상기 홀로그램 매체에 조사하는 코니컬 미러(conical mirror)를 포함한다.
도 1은 종래 기술에 의한 홀로그래픽 롬 시스템을 도시한 구조도이고,
도 2a 내지 도 2b는 종래 기술에 따른 홀로그래픽 롬 시스템의 광 기록매체에 입사되는 기준광과 신호광의 강도 분포도이고,
도 3은 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 시스템에 적용될 코니컬 미러의 구조를 도시한 도면이고,
도 4a는 본 발명에 따른 코니컬 미러 적용 시 광 기록매체에 입사되는 기준광의 강도 분포도이고,
도 4b는 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 시스템의 광 기록매체에 입사되는 신호광의 강도 분포도이고,
도 4c는 본 발명에 따른 코니컬 미러의 반사면의 반사율 분포도이고,
도 5는 본 발명에 따른 코니컬 미러가 적용된 홀로그래픽 롬 시스템을 도시한 구조도이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
10 : 광원 12, 22 : HWP
14 : 광 확장기 16 : 빔 스플리터
18, 24 : 편광기 20, 26, 28 : 반사경
32 : 광 기록매체 34 : 마스크
50 : 코니컬 미러
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 시스템에 적용될 코니컬 미러의 구조를 도시한 도면이고, 도 4a는 본 발명에 따른 코니컬 미러 적용 시 광 기록매체에 입사되는 기준광의 강도 분포도이고, 도 4b는 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 시스템의 광 기록매체에 입사되는 신호광의 강도 분포도이고, 도 4c는 본 발명에 따른 코니컬 미러의 반사면의 반사율 분포도이다.
먼저, 본 발명은 종래의 동일한 반사율 표면을 갖는 코니컬 미러(30) 대신 반사율 분포가 다른 코니컬 미러를 적용시킨 것으로, 나머지 시스템 구성 및 광 경로는 종래의 홀로그래픽 롬 시스템과 동일한 바, 중복되는 구성 부재에 대해서는 동일한 도면 부호를 이용하여 설명하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 코니컬 미러(50)의 표면은 위치별로 다른 반사율을 갖는 물질로 코팅되어 있으며, 즉 본 발명에 따른 코니컬 미러(50)는 표면에 입사되는 가우시안 광 강도 분포를 갖는 기준광을 서로 다른 반사율로 반사시켜 광 기록매체(32)에 입사시킴으로써, 가우시안 광 분포를 갖는 기준광은, 도 4a에 도시된 바와 같이, 동일한 강도로 광 기록매체(32)에 입사된다.
이때 광 기록매체(32)에 입사되는 신호광의 강도는, 도 4b에 도시된 바와 같이, 광 기록매체(32)의 중심축을 기준으로 외부면으로 갈수록 커지는 가우시안 분포를 가지며, 코니컬 미러(50)의 표면 반사율은 코니컬 미러(50)의 꼭지점(A)을 기준으로 저면(B, C)으로 내려올수록 큰 반사율을 갖는다.
이와 같이 강도가 가장 강한 신호광이 입사되는 광 기록매체(32)의 내주면에 입사될 기준광이 반사되는 부분, 즉 코니컬 미러(50)의 저면 부분의 반사율을 크게 하여 기준광의 대부분을 반사시켜 광 기록매체(32)의 내부면에 입사시킴으로써, 기준광과 신호광 사이의 강도 차이를 줄일 수 있다.
이러한 코니컬 미러(50) 적용 시 기준광 및 신호광의 강도(Ir, Is)에 의한 광 기록매체(32)에 기록될 간섭 무늬의 변조 강도(Modulation Depth)(M)는 아래의 수학식 1을 이용하여 설명할 수 있다.
위의 수학식 1과 같이, 신호광과 기준광의 강도 차이가 작을수록 변조 강도(M)를 크게 할 수 있다. 광 기록매체(32)에 기록될 간섭 무늬의 변조 강도(M)는 회절효율과 비례하기 때문에 변조 강도(M)가 크면 회절효율이 향상되어 광 기록매체(32)에 회절 효율이 향상된 홀로그램 데이터를 기록할 수 있다.
이와 같은 구조를 갖는 코니컬 미러(50)를 적용한 홀로그래픽 롬 시스템의동작 과정은 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 시스템을 도시한 구조도이다.
본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 시스템은, 도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 홀로그래픽 롬 시스템과 동일한 구성을 갖되, 도 3에 도시된 서로 다른 반사율 분포를 갖는 반사면을 구비한 코니컬 미러(50)가 적용된다. 이러한 홀로그래픽 롬 시스템은 기록을 위한 두 개의 광 경로를 통해 신호광과 기준광을 광 기록매체(32)인 광 디스크에 조사하여 이들 광 사이의 간섭으로 인해 생성되는 간섭 무늬 패턴으로 3차원 홀로그램 데이터를 기록한다.
광원(10)으로부터 입사되는 광은 HWP(12), 광 확장기(14) 등을 거쳐 빔 스플리터(16)로 제공된다. 빔 스플리터(16)는 광원(10)에서 발생되는 광을 신호광과 기준광으로 분리시키는데, 이때 신호광은 그대로 투과시키고 기준광은 반사시켜 두 개의 광 경로로 나눈다.
빔 스플리터(16)에서 분리된 신호광은 편광기(18)를 거쳐 반사 미러(20)에 의해 반사되고 반사된 신호광은 마스터링 프로세스(mastering mask)용 마스크(34)를 투과하여 소정 패턴으로 변조되어 광 기록매체(32)인 광디스크에 조사된다.
그리고 빔 스플리터(16)에서 분리된 기준광은 HWP(22), 편광기(24)를 거쳐 반사 미러들(26, 28)에 의해 반사되어 코니컬 미러(50)로 조사된다.
광 기록매체(32)의 상부에는 반사 미러(20)에 의해 반사된 신호광이 입사된다. 광 기록매체(32)의 하부에는 코니컬 미러(50)를 통해 광 기록매체(32) 표면에 모두 동일한 각도로 평행으로 퍼져나온 기준광이 입사된다. 코니컬 미러(50)의반사면은 입사되는 기준광을 서로 다른 반사율로 반사시켜 광 기록매체(32)에 입사시킨다. 이때 코니컬 미러(50)는 종래의 코니컬 미러(30)와 다르게 균일한 강도 분포를 갖는 기준광을 광 기록매체(32)에 입사시킨다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 반사율 분포가 다른 반사면을 구비한 코니컬 미러를 이용하여 균일한 강도 분포를 갖는 기준광을 광 기록매체에 입사시킴으로써, 기준광과 신호광간의 강도 차이를 줄여 균일한 회절효율을 갖는 데이터를 광 기록매체에 기록할 수 있다.

Claims (2)

  1. 홀로그래픽 롬 시스템(Holographic ROM system)에 있어서,
    홀로그래픽에 요구되는 레이저광을 발생시키는 광원과,
    상기 광원으로부터 발생된 레이저광에서 신호광은 투과시키고 기준광은 반사시키는 PBS(Polarizer Beam Splitter)와,
    상기 PBS를 통해 투과된 신호광을 제 1 광경로로 반사시키는 제 1 반사 미러와,
    상기 제 1 반사 미러에 의해 반사된 신호광을 소정 데이터 패턴으로 변조하여 홀로그램 매체에 조사하는 마스크와,
    상기 PBS를 통해 반사된 기준광을 제 2 및 제 3 광경로를 거쳐 조사하는 제 2 반사 미러와,
    서로 다른 반사율 분포를 갖는 반사면을 구비하며, 상기 제 2 반사 미러에서 반사되는 기준광을 상기 반사면으로 반사시켜 동일한 강도 분포를 갖는 기준광을 상기 홀로그램 매체에 조사하는 코니컬 미러(conical mirror)
    를 포함하는 홀로그래픽 롬 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사율은, 상기 코니컬 미러의 꼭지점에서 저면으로 갈수록 커지는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 롬 시스템.
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