KR20050088128A - 광학 주사 장치 - Google Patents

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KR20050088128A
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더블유. 투케르 테우니스
베르나르두스 에이치. 더블유. 헨드릭스
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

방사선빔(4)에 의해 정보층(2)을 주사하는 광학 주사 장치(1)는가 제공된다. 상기 장치는 상기 방사선빔을 공급하기 위한 방사선원(7), 상기 정보층의 위치에서 상기 방사선빔을 주사 스폿(19)로 변환시키기 위한 대물 렌즈(10), 및 상기 주사 스폿의 크기를 변경하기 위해서 상기 방사선빔의 단면에 걸쳐 세기(I2)를 재분배하기 위한 빔 세기 수정자(8)를 포함한다. 빔 세기 수정자는 입사 동공(8a)와 출사 동공(8b)을 갖는다. 또한, 이것은 상기 빔의 중심 레이로부터의 거리 r1에서 상기 빔 세기 수정자로 들어가는 상기 방사선빔의 임의 레이가 상기 입사 동공과 상기 출사 동공 사이에서 적어도 두배로 반사되도록 배치되어, 상기 수정자의 횡배율 M은 거리 r1의 증가 함수로써 정의된다.

Description

광학 주사 장치{OPTICAL SCANNING DEVICE}
본 발명은 미리 설정된 파장의 방사선빔에 의해 광학 기록 매체의 정보층을 주사하기 위한 광학 주사 장치에 관한 것으로, 상기 장치는,
상기 방사선빔을 공급하기 위한 방사선원,
상기 정보층의 위치에서 상기 방사선빔을 주사 스폿으로 변환시키기 위한 대물 렌즈, 및
상기 방사선원의 측 상에 배열된 입사 동공(entrance pupil) 및 상기 대물 렌즈의 측 상에 배열된 출사 동공(exit pupil)을 가지며, 상기 주사 스폿의 크기를 변경하기 위해 상기 방사선빔의 단면에 걸쳐 세기(intensity)를 재분배하기 위한 빔 식별 수정자(beam identify modifier)를 포함한다.
본 발명은 또한 이러한 광학 주사 장치에서 사용하기 위한 빔 세기 수정자에 관한 것이다.
"정보층을 주사한다"라는 용어는 정보층 내의 정보를 판독하고("판독 모드"), 정보층 내의 정보를 기록하고("기록 모드"), 및/또는 정보층 내의 정보를 소거하기("소거 모드") 위해 방사선빔으로써 주사하는 것을 의미한다.
방사선빔의 "단면"이라는 용어는 상기 빔의 중심 레이(ray)에 대해 수직인 평면에서의 빔의 단면을 의미한다.
"파면 수차(wavefront aberration)"라는 용어는 다음과 같은 것을 의미한다. 대상을 이미지로 변환시키기 위해, 광축선을 갖는 광학 소자, 예컨대 시준기 렌즈(collimator lens)는 '파면 수차' Wabb를 도입함으로써 이미지를 왜곡시킬 수 있다. 파면 수차들은 서로 다른 차순을 갖는 소위 저르니크(Zernike) 다항식들의 형태로 표현되는 서로 다른 형태들을 갖는다. 파면 틸트(tilt) 또는 왜곡은 제1차의 파면 수차의 예이다. 필드와 초점흐림(defocus)의 비점수차(astigmatism) 및 굴곡은 제2차의 파면 수차의 두 가지 예들이다. 코마(coma)는 제3차의 파면 수차의 예이다. 구면 수차는 제4차의 파면 수차의 예이다. 앞에서 언급된 파면 수차들을 나타내는 수학적인 함수들에 대한 더 많은 정보를 위해서는, M. Borm과 E.Wolf의 제목이 "Principles of Optics"인 서적의 464-470 페이지(Pergamon Press 6판)를 참조하자. 파면 수차 Wabb의 "OPD"는 파면 수차의 광학 경로차이다. 광학 경로차 OPD의 평균 제곱근 값 OPDrms는 다음 수식과 같이 주어진다.
여기서, "g"는 파면 수차 Wabb를 나타내는 수학적인 함수이고, "r"과 "θ"는 광학축의 법선 평면에서 극좌표계(r,θ)의 극좌표들이고, 상기 계의 원점은 상기 평면과 광학축의 교차점이고, 대응하는 광학 소자의 입사 동공을 넘어 연장한다.
광학 저장장치 분야에서 일반적으로 접하게 되는 관심사는 정보 밀도, 즉 정보층의 단위 면적당 저장되는 정보의 양을 증가시키는 것이다. 정보 밀도는 특히, 주사될 정보층 상에서 주사 장치에 의해 형성되는 주사 스폿의 크기에 의존한다. 정보 밀도를 증가시키는 한가지 방법은 대물 렌즈에 입사하는 방사선빔의 림 세기(rim intensity)를 증가시킴으로써 주사 스폿의 크기를 줄이는 것이다.
이는 예컨대, 푸미히로 타와(Fumihiro Tawa), 신-야 하세가와(Shin-ya Hasegawa), 아키오 푸타마타(Akio Futamata) 그리고 타카시 유치야마(Takashi Uchiyama)의 논문 "Flat Intensity Lens with High Optical Efficiency and Small Spot Size for Use in Optical Disc"의 SPIE Vol.3864, pp37-에 공지되어 있다. 1999년 7월 하와이 콜라에서의 Joint International Symposium on Optical memory and Optical Data Storage에는 미리 설정된 파장에서 방사선빔에 의해 광학 기록 매체의 정보층을 주사하기 위한 광학 주사 장치가 공지되어 있다. 공지된 광학 주사 장치는 방사선원, 대물 렌즈, 및 빔 세기 수정자를 포함한다. 공지된 방사선원은 방사선빔을 공급한다. 공지된 대물 렌즈는 정보층의 위치에서 방사선빔을 주사 스폿으로 변환시킨다. 공지된 빔 세기 수정자는 주사 스폿의 크기를 변경하기 위해서 방사선빔의 세기를 재분배한다. 이것은 방사선원의 측 상에 배열된 입사 동공 및 대물 렌즈의 측 상에 배열된 출사 동공을 갖는다.
본 명세서에서, "림 레이(rim ray)"은 대물 렌즈의 입사 동공의 림(rim) 또는 경계에서 대물 렌즈에 들어가는 방사선빔의 레이이다. 또한, "림 세기"는 최대 세기, 즉 빔의 중심에서의 세기로 분할된, 대물 렌즈의 출사 동공의 림 또는 경계에서 대물 렌즈에 들어가는 방사선빔의 세기와 같은 정규화된 값이다. 아래에서 그리고 예로써, "높은 가장자기 세기"는 70% 이상의 림 세기이고, "낮은 림 세기"는 70%이하의 림 세기이다. 이러한 림 레이 및 세기는 대물 렌즈의 입사 동공이 완전히 채워질 때, 즉 대물 렌즈에 들어가는 방사선빔의 크기가 대물 렌즈의 원형 출사 동공의 반지름보다 클 때, 정의된다는 것에 유의하자.
전술한 공지된 광학 주사 장치를 참조하면, 공지된 빔 세기 수정자는 방사선빔의 세기를 재분배하기 위한 소위 "플랫 세기 렌즈(flat intensity lens)"를 포함한다는 것에 유의하자. 플랫 세기 렌즈는 일반적으로, 예컨대 비.로이 프리덴(B.Roy Frieden)의 논문 "Lossless Conversion of a Plane Laser Wave to a Plane Wave of Uniform Irradiance"(Applied Optics vol.4 pp.1400-1403, 1965)로부터 공지되어 있다. 이러한 렌즈는 예컨대 가우시안(Gaussian) 타입 세기를 갖는 렌즈로 들어가는 방사선빔을 플랫 세기를 갖는 렌즈로부터 나오는 방사선빔으로 변환시키는, 방사선빔의 세기를 재분배한다. 그러므로, 푸미히로 타와 등의 상기 논문으로부터 공지된 광학 장치에서, 플랫 세기 렌즈는 주사 스폿의 크기를 변경하기 위해서 대물 렌즈에 입사하는 방사선빔의 림 세기를 변경한다.
이러한 플랫 세기 렌즈가 제공되는 공지된 장치의 단점은 상기 렌즈가 방사선빔의 파장 변경에 상당히 민감하다는 것이다. 예로써, 방사선원으로서 사용되는 종래의 다이오드 레이저는 예컨대 405nm에서 410nm까지의 통상 5nm의 파장 변화를 갖는 방사선빔을 제공한다. 표 Ⅰ는, 5nm의 파장 변화의 경우에, 수차 Wabb의 양의 값들 OPDrms 및 공지된 빔 세기 수정자에 의해 도입되어 얻어진 수차 Wabb를 보여준다.
표 Ⅰ:
Wabb OPDrms[Wabb]
W40 (제3차 구면 수차) 44mλ
W60 (제5차 구면 수차) 13mλ
5nm의 파장 변화로 인해, 공지된 빔 세기 수정자에 의해 도입된 구면 수차의 값들 OPDrms은 비교적 높은, 즉 1mλ와 같거나 그보다 크다.
공지된 장치의 또 다른 단점은 주사 장치의 다른 공학 성분들에 대한 오정렬에 민감하여 방사선빔에서 코마를 도입한다는 것이다. 예를 들어, 광축선을 따라 방사선원과 공지된 플랫 세기 렌즈 사이에 5㎛의 선형 변위가 존재하면, 도입된 코마 양의 값 OPDrms은 제3차에 대해 86mλ와 같고 제5차에 대해 26mλ와 같다. 또한, 예를 들어, 광축선을 따라 플랫 세기 렌즈의 출사 표면들의 꼭지점들 사이에 1㎛의 선형 변위가 존재하면, 도입된 코마 양의 값 OPDrms은 제3차에 대해 106mλ과 같고 제5차에 대해 39mλ와 같다. 또한, 예를 들어, 플랫 세기 렌즈의 출사 및 입사 표면들의 법선들 사이에서 0.03°의 각도 변위가 존재하면, 도입된 코마 양의 값 OPDrms은 제3차에 대해 133mλ과 같고 제5차에 대해 34mλ와 같다.
본 발명은 방사선빔을 공급하기 위한 방사선원, 방사선빔을 주사 스폿으로 변환시키기 위한 대물 렌즈, 및 주사 스폿의 크기를 변경하기 위한 빔 세기 수정자를 포함하는 광학 주사 장치를 제공하는 것을 목적으로 하며, 상기 광학 주사 장치는 공지된 주사 장치보다 파장 변화에 민감하지 않다.
이 목적은 도입부에 설명된 바와 같은 광학 주사 장치에 의해 달성되며, 본 발명에 따라, 상기 빔 세기 수정자는 상기 방사선빔의 중심 레이로부터 거리 r1에서 상기 빔 세기 수정자로 들어가는 상기 방사선빔의 임의 레이가 상기 입사 및 출사 동공들 사이에서 적어도 두배로 반사되어 상기 세기 수정자의 횡배율(transverse magnification)이 거리 r1의 감소 함수로써 정의되도록 배열된다. 본 명세서에서, "횡배율 M이 거리 r1의 감소 함수이다"라는 것은 빔 세기 수정자로 들어가는 방사선빔이 중심 부분과 가장자리 부분(marginal portion)을 갖는 다는 것을 의미하며, 또한 중심 부분의 임의 레이에 대한 횡배율 M이 가장자리 부분의 임의 레이에 대한 횡배율보다 크다는 것을 의미한다. 또한 본 명세서에서, 방사선빔의 "중심 및 가장자리 부분들"은 상기 빔의 단면의 두 개의 비중첩 영역들을 의미하고, 여기서 중심 부분의 임의 레이는 가장자리 부분의 임의 레이보다 작다. 또한, 횡배율의 제1값 M1은 이 오히려 0.1보다 큰 경우에, 횡배율의 제2값 M2보다 "크다".
방사선빔이 빔 세기 수정자를 통해 (공지된 빔 세기 수정자에서와 같이 굴절되는 대신에) 반사되므로, 빔 세기 수정자는 공지된 장치 내의 시준기 렌즈보다 파장 변화에 상당히 민감하지 않게 된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라서, 상기 빔 세기 수정자는, 각각 미리 설정된 파장에서 반사하는 제1 부분과 제2 부분; 및 각각 상기 미리 설정된 파장에서 굴절하는 제3 부분 및 제4 부분이 제공되는 입사 표면과 출사 표면을 가지며, 상기 제1 부분과 제3 부분은 서로 중첩하지 않고, 상기 제2 부분과 제4 부분은 서로 중첩하지 않는다. 렌즈로서 설계되는 경우에 이러한 수정자는 스와쉴드 렌즈(Schwarzschild lens)로서 구성될 수 있다는 것에 유의하자.
광학 주사 장치에서 대물 렌즈로서 스와쉴드 렌즈를 사용하는 것은 PH NL010444 및 PH NL020076에 공지되어 있다는 것에 유의하자. 이들 공지된 광학 주사 장치들 각각은 대물 렌즈가 제1 모드(405nm의 파장에서)에서 반굴절광학(catadioptric) 렌즈 시스템으로서 기능하고 그리고 제2 모드(660nm의 제2 파장에서)에서 굴절 렌즈 시스템으로서 기능하는 두 가지 모드들에서 동작한다. 하지만, 공지된 장치들에서, 제1 및 제2 파장들은 예컨대 10nm 이상으로 실질적으로 서로 다르다. 대조적으로, 본 발명에 따른 광학 주사 장치는 파장이 5nm의 범위에 걸쳐 변할 수 있는 한가지 모드에서 동작한다. 또한, PH NL010444 및 PH NL020076은 서로 다른 포맷들의 기록 매체들을 주사할 때 정보층 깊이에서의 변화로 인해 구면 수차를 보상하기 위한 반굴절광학 장치를 갖는 대물 렌즈를 어떻게 제공하는지를 개시하고 있지만, 이 종래 기술들은 파장 변화로 인한 구면 수차를 보상하는 스와쉴드 렌즈를 어떻게 사용하는지에 대해서는 개시하고 있지 않다.
본 발명은 목적들, 이점들 및 특징들이 첨부된 도면들을 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 광학 주사 장치의 성분들을 나타내는 개략도.
도 2는 도 1의 빔 세기 수정자의 제1 실시예의 단면도.
도 3 및 도 4는 각각 도 2에 도시된 빔 세기 수정자의 입사 및 출사 동공들에서의 방사선빔의 세기들을 나타내는 두 개의 곡선들을 도시하는 도면.
도 5는 도 1에 도시된 빔 세기 수정자의 제2 실시예의 단면을 도시하는 도면.
도 6 및 도 7은 각각 도 5에 도시된 빔 세기 수정자의 입사 및 출사 동공들에서의 방사선빔의 세기들을 나타내는 두 개의 곡선들을 도시하는 도면.
도 8은 도 1에 도시된 빔 세기 수정자의 제3 실시예의 단면을 도시하는 도면.
도 1은 본 발명에 의한 광학 주사 장치(1)의 구성부분들의 개략도로서 참조번호1로서 나타낸다. 광학 주사 장치(1)는 방사선빔(4)에 의해 적어도 하나의 광학 기록 매체(3)의 적어도 하나의 정보층(2)을 주사할 수 있다.
예로써, 광학 기록 매체(3)는 투명층(5)을 포함하며, 그 투명층의 일 측면상에는 정보층(2)이 배열된다. 투명층(5)으로부터 떨어져서 마주하는 정보층의 측면은 보호층(6)에 의해 환경 영향으로부터 보호된다. 투명층(5)은 정보층(2)을 위한 기계적 지지체를 제공함으로써 광학 기록 매체(3)용 기판으로서 작용한다. 대안으로, 투명층(5)은 정보층(2)을 보호하는 단독 기능을 갖는 한편, 기계적 지지체는 정보층(2)의 다른 측면상의 층에 의해, 예컨대, 보호층(6)에 의해 또는 최상부 정보층에 접속되는 추가 정보층 및 투명층에 의해 제공된다. 정보층은 투명층(5)의 두께에 상응하는 정보층 깊이를 갖고 있음에 유의한다. 정보층(2)은 광학 기록 매체(3)의 표면이다. 그 표면은 적어도 하나의 트랙을 포함하며, 즉, 포커스된 방사점에 의해 추적되는 경로로서, 그 경로 위에 광학적으로 독출가능한 마크들이 배열되어 정보를 나타내는 그러한 경로를 포함한다. 마크들은 예컨대, 반사 계수 또는 자화 방향이 주변들과 상이한 피트(pit) 또는 영역의 형상일 수 있다.
광학 주사 장치(1)는 방사선원(7), 빔 스플리터(9), 광축선(11)을 갖는 대물 렌즈(10) 및 검출 장치(12)를 포함한다. 또한 이 실시예에서는, 시준기 렌즈로서 작용하도록 배열된 빔 세기 수정자도 포함한다. 하기에서, 빔 세기 수정자 및 시준기 렌즈들은 동일 참조번호 8로 나타낸다. 대안으로, 빔 세기 수정자 및 시준기 렌즈는 2개의 개별 요소들로서 형성될 수도 있다. 그에 더하여, 광학 주사 장치(1)는 서보회로(13), 포커스 작동기(14), 라디알 작동기(15) 및 에러 보정용 정보 처리 유닛(16)을 포함한다.
하기에서, "Z-축"은 대물 렌즈(10)의 광축선(11)에 상응한다. "O"는 광축선(11)과 정보 평면(2)간의 교점이다. 광학 기록 매체(3)가 디스크의 형상을 갖는 경우에, 소정의 트랙에 대하여 하기와 같이 정의된다. 즉, "반경 방향(radial direction)"은 기준 축으로서, 트랙과 디스크의 중심간의 X-축의 방향이며, "접선 방향(tangential direction)"은 또 다른 축, 즉, 트랙에 접선이며 X-축에 수직인 Y-축의 방향이다. (O,X,Y,Z)는 정보층(2)의 위치와 연관하여 직교 베이스(orthogonal base)를 형성함을 유의한다.
방사선원(7)은 소정의 파장(λ)의 방사선빔(4)을 공급한다. 예컨대, 방사선원(7)은 방사선빔(4)을 공급하는 반도체 레이저를 포함한다. 방사선원(7)에 의해 제공되는 방사선빔(4)의 실제 파장은 λ-Δλ 및 λ + Δλ간에서 가변임을 유의한다. 통상적으로, 변수 2Δλ는 5nm이다. 하기에서 도면에 의하면, 방사선원(7)으로부터 방출되는 방사선빔(4)은 원형 횡단면을 갖는다. 대안으로, 방사선빔(4)은 타원형 횡단면을 가질 수 있다.
시준기 렌즈(8)는 방사선빔(4)의 광로를 따라 배치되며, 본 실시예에서는 방사선원(7)과 빔 스플리터(9)간에 배열된다. 시준기 렌즈(8)는 방사선빔(4)을 실질적으로 조준된 빔(17)으로 변환한다. 시준기 렌즈(8)는 대물 렌즈(10)의 광축선(11)과 동일한 광축선을 갖는다.
본 실시예에서는 빔 스플리터(9)가 시준기 렌즈(8)와 대물 렌즈(10)간에 배치된다. 빔 스플리터(9)는 대물 렌즈(10)를 향해 조준된 방사선빔(17)을 전송한다.
대물 렌즈(10)는 방사선빔(25)을 집속된 방사선빔(18)으로 변환하여 정보층(2)의 위치에 주사점(19)을 형성한다. 도 1에 나타낸 실시예에서, 대물 렌즈(10)는 광축선(11)에 대하여 회전 대칭인 입사 동공(10a) 및 출사 동공(exit pupil)(10b)을 가지며, 입사 동공(10a)은 원형 테(rim) 또는 경계를 갖는다. 하기에서, "Ro"는 입사 동공(10a)의 반경(양의 값)이며, 도면에 의하면, Ro는 단지 1.5mm이다. 대물 렌즈는 무한 공액 모드(infinite-conjugate mode)에서 사용되는 렌즈 조합 굴절 요소들과 같은 하이브리드 렌즈(hybrid lens)로서 형성될 수도 있음에 유의한다. 그러한 하이브리드 렌즈는 다이아몬드 터닝 프로세스(diamond turning process) 또는 광중합체(photopolimerization) 예컨대, UV 경화 래커(curing lacquer)를 사용하는 리소그래픽 프로세스(lithographic)에 의해 형성될 수도 있다. 또한, 도 1에 나타낸 대물 렌즈(10)는 볼록-볼록 렌즈로서 형성되지만, 평 볼록(plano-convex) 또는 볼록-오목 렌즈들과 같은 다른 렌즈 요소 타입들이 사용될 수 있음에 유의한다. 대안으로, 광학 주사 장치는 복합 대물 렌즈 시스템을 형성하도록 시준기 렌즈 및 대물 렌즈간에 배치되는 하나 이상의 예비 대물 렌즈들을 포함할 수도 있다.
빔 세기 수정자(8)는 주사점(19)의 크기를 변경하기 위해 방사선빔(17)의 세기를 재분산(redistributing)시키기 위해 배치된다. 빔 세기 수정자(8)는 방사선원(7) 측에 배치되는 입사 동공 및 대물 렌즈(10) 측에 배치되는 출사 동공을 갖는다. 도 1에 나타낸 실시예에서, "O1"은 광축선(11)과 입사 동공(8a)간의 교점이고, "X1-축" 및 "Y1-축"은 서로 직교하는 입사 동공(8a)의 2개 축들이고, "Z1-축"은 입사 동공(8a)에 직교하여 지점 O1을 통과하는 축이다. (O1,X1,Y1,Z1)은 입사 동공(8a)의 위치와 연관되어 직교 베이스를 형성함에 유의 한다. 또한, 도 1에 나타낸 실시예에서는, 입사 동공(8a)이 대물 렌즈(10)의 광축선(11)에서 중심이 되고, 그러므로, X1-,Y1- 및 Z1-축들이 X-,Y- 및 Z-축들에 각각 평행함에 유의한다. 마찬가지로, "O2"는 광축선(11)과 출사 동공(8b)의 간의 교점이고, "X2-축" 및 "Y2-축"은 서로 직교하는 출사 동공(8b)의 2개 축들이고, "Z2-축"은 출사 동공(8b)에 직교하여 지점 O1을 통과하는 축이다. (O2,X2,Y2,Z2)는 출사 동공(8b)의 위치와 연관되어 직교 베이스를 형성함에 유의한다. 또한 도 1에 나타낸 실시예에서는, 출사 동공(8b)이 대물 렌즈(10)의 광축선(11)에서 중심이 되고, 그러므로, X2-,Y2- 및 Z2-축들이 X-,Y- 및 Z-축들에 각각 평행함에 유의한다.
더욱이, 빔 세기 수정자(8)는 방사선빔(4)의 중심 방사선으로부터 거리 r1에 있는 상기 빔 세기 수정자에 입사하는 상기 방사선 빔이 입사 및 출사 동공들(8a, 8b)간에서 적어도 2회 반사하하도록 배치 되고, 그 빔 세기 수정자의 횡배율(M)이 거리 r1의 감소하는 함수가 되도록 배치된다. 본 실시예에서는, 방사선빔(4)이 원형 횡단면을 가지며, 거리 r1이 입사 동공(8a)에서 방사선과 광축선(11)간의 거리와 동일하고, 다시말해, 카르테시안 좌표 시스템(O1, X1, Y1)과 연관된 제1 극좌표임이 주목된다.
상기 비. 로이 프렌드의 논문으로부터 알 수 있는 것은 방사선원(7)에 의해 제공되는 방사선빔(4)이 가우시안 타입 빔인 경우에 그리고, 근축광선근사(paraxial approximation)에서, 입사 동공(8a)에서 거리 r1에 있는 빔 세기 수정자(8)에 입사하는 방사선 빔(4)에 대한 횡배율(M)은 하기 식으로 주어진다는 것이다.
상기 식에서, "Rentrance"는 빔 세기 수정자(8)의 입사 동공(8a)의 반경이고, "Rexit"는 빔 세기 수정자(8)의 출사 동공(8b)의 반경이고, "αα"는 무엇보다 먼저 방사선원(7)에 의존하는 파라미터이다(방사선빔(4)이 가우시안 타입 빔일 경우), 파라미터 α는 소위 전폭 하프 맥시멈(Full Width Half Maximum; F.W.H.M.)이다. 하기에서 그리고 도면에 의하면, 파라미터 α는 단지 5.73mm이다( 방사선빔(4)가 타원형 횡단면을 갖는 경우). 대안으로, 방사선빔(4)가 타원형 횡단면을 갖는 경우, 파라미터 α는 횡단면의 장단축에 대하여 제각기 2개의 상이한 값들을 갖는다. 빔 세기 수정자(8)는 이후 더 상세히 설명된다.
주사하는 동안, 기록 매체(3)는 스핀들(도 1에 도시 않됨)상에서 회전하며, 그 다음 정보층(2)은 투명층(5)을 통하여 주사된다. 포커스되는 방사선빔(18)은 정보층(2)에서 반사하고, 그에 의해 반사된 빔(21)을 형성한 다음 순방향 포커스 빔(18)의 광로상에 복귀한다. 대물 렌즈(10)는 그 반사된 방사선빔(21)을 반사된 실질적으로 조준된 방사선빔(22)으로 변환한다. 빔 스플리터(9)는 검출 시스템(12)을 향해 반사된 방사선빔(22)의 적어도 일부를 투과시킴으로써 반사된 방사선빔(22)으로부터 순방향 방사선빔(17)을 분리한다.
검출 시스템(12)은 포커스 렌즈(23)와 반사된 방사선빔(22)의 상기 일부를 포획하기 위한 45도 검출기(quardrant detector)(24)를 포함한다. 45도 검출기(24)는 반사된 방사선빔(22)의 일부를 하나 이상의 전기 신호들로 변환한다. 그 신호들 중 하나가 정보 신호 Idata이고, 그의 값은 정보층(2)상에 주사되는 정보를 나타낸다. 정보 신호 Idata는 에러 보정을 위한 정보처리 유닛(16)에 의해 처리된다. 검출 시스템(12)으로부터의 다른 신호들은 촛점 에러 신호 Ifocus 및 라디알 트랙 에러 신호(radial track error signal) Iradial이다. 촛점 에러 신호 Ifocus는 주사점(19)과 정보층(2)의 위치간의 Z-축을 따른 축상의 높이차를 나타낸다. 바람직하게는, 촛점 에러 신호 Ifocus는 비점수차법(astigmatic method)에 의해 형성되며, 이 방법은 지. 보우위스, 제이. 브라트, 에이. 휴저 등에 의해 발표된 "광 디스크 시스템의 원리", 75-80쪽(아담 히글러 1985)(ISBN 0-85274-785-3)로부터 공지되어 있다. 반경 방향의 트래킹 에러 신호 Iradial는 주사점(19)과 상기 주사점(19)에 의해 추종하게될 정보층(2)내의 트랙의 중심간의 정보층(2)의 XY-평면에서의 거리를 나타낸다. 바람직하게는, 트래킹 에러 신호 Iradial는 "라디알 푸쉬풀법(radial push-pull method)"으로부터 형성되며, 이 방법은 지. 보위스가 발표한 책 70-73쪽으로부터 공지되어 있다.
서보회로(13)는 그 신호들 Ifocus 및 Iradial에 응답하여 포커스 작동기(14) 및 라디알 작동기(15)를 제각기 제어하기 위한 서보 제어 신호들 Icontrol을 제공하기 위해 배치된다. 포커스 작동기(14)는 Z-축을 따라 대물 렌즈(10)의 위치를 제어하고, 그에 의해 주사점(19)의 위치를 제어하여 정보층(2)의 평면과 실질적으로 일치시킨다. 라디알 작동기(15)는 X-축을 따라 대물 렌즈(10)의 위치를 제어하고, 그에 의해, 주사점(19)의 위치를 제어하여 정보층(2)에서 추종될 트랙의 중심라인과 실질적으로 일치시킨다.
이제, 빔 세기 수정자(8)에 대하여 더 상세히 설명한다. 이미 언급한 바와 같이, 수정자는 주사점(19)의 광 파워를 조절하기 위해 배치되며 그에 의해, 광점이 원하는 크기를 갖는다. 따라서, 빔 세기 수정자(8)는 입사 동공(8a)에 입사하는, 방사선빔의 횡단면에서 세기 I1을 갖는 방사선빔(4)을 그 방사선빔의 횡단면에서 세기 I2를 갖는, 출사 동공(8b)으로부터 출사하는 방사선빔(17)으로 변환한다.
도 2는 도 1에 나타낸 빔 세기 수정자( 및 시준기 렌즈)(8)의 제1 실시예의 횡단면을 나타낸다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 빔 세기 수정자(8)는 입사 동공(8a) 및 출사 동공(8b)을 갖는다. 그 실시예에서는, 입사 동공(8a)이 제1 부분(81)을 구비하고, 출사 동공(8b)이 제2 부분(82)을 구비한다. 제1 및 제2 부분들(81 및 82)은 상기 예정된 파장(방사선빔(4)의)에서 반사한다. 도 2에 나타낸 실시예에서, 제1 부분(81)은 빔 세기 수정자(8)의 광축선에 대해 중심부이고, 즉, 그 실시예에서는, 광축선(11)이고, 제2 부분(82)은 그 광축선에 대해 가장자리 부분이다. 부분들(81 및 82)의 배치는 방사선빔(17)의 횡단면의 크기를 줄여 줌에 유의한다. 본 설명에서, 광축선에 대해 "중심 부분"이라함은 광축선상의 중심 영역을 의미한다. "가장자리 부분"이라함은 중심 부분 주위의 환상 영역을 의미한다.
또한, 입사면(8c)이 제3 부분(83)에 제공되고 출사면(8d)이 제4 부분(84)에 제공된다. 제3 및 제4 부분들(83 및 84)은 (방사선빔(4)의) 상기 소정의 파장에서 굴절된다. 도 2에 도시된 실시예에서, 상기 제3 부분(83)은 빔 세기 수정자(beam intensity modifier:8)의 광축선, 즉 실시예에서 광축선(11)에 관해 가장자리 부분이고, 상기 제4 부분(84)은 상기 광축선에 관해 중앙 부분이다. 또한, 제1 및 제3 부분들(81 및 83)은 상호 오버래핑되지 않고, 제2 및 제4 부분들(82 및 84)은 상호 오버래핑되지 않는다. 따라서, 입사 동공(entrance pupil:8a)의 방사선빔(4)의 단면은 부분(83, 즉 전달)의 광 특성들에 의해 영향을 받는 하나의 영역과, 오버래핑하지 않는 나머지 영역으로서, 부분(81, 즉 반사)의 광 특성들에 의해 영향을 받는 다른 영역을 갖는다. 마찬가지로, 출사 동공(exit pupil:8b)의 방사선빔(17)의 단면은 부분(84, 즉 전달)의 광 특성들에 의해 영향을 받는 하나의 영역과, 나머지 영역으로서, 부분(82, 즉 반사)의 광 특성들에 의해 영향을 받는 다른 영역을 갖는다.
도 3은 도 2에 도시된 빔 세기 수정자의 입사 동공(8a)에서 세기(I1)를 나타내는 곡선(31)을 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 세기(I1)는 가우시안 형이다.
여기서, "I1(r1)"은 데카르트 좌표 시스템(Cartesian coordinate system) (O1, X1, Y1)에서 극 좌표들(r1, θ1)의 점에서 세기(I1)의 값이고, "I1o"는 세기(I1)의 최대값이다(즉, 방사선빔(4)의 중앙 광선의 세기이다).
도 4는 도 2에 도시된 빔 세기 수정자(8)의 출사 동공(8b)에서 세기(I2)를 나타내는 곡선(32)을 도시한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 실시예에서, 세기(I2)는 단조롭다.
I2(r2) = I2o Ra<｜r2｜<Rb 인 경우
0 0 ≤｜r2｜≤Ra 및 Rb <｜r2｜ 인 경우 (3)
여기서, "I2(r2)"는 데카르트 좌표 시스템 (O2, X2, Y2)에서 극 좌표들(r2, θ2)의 점에서 세기(I2)의 값이고, "I2o"는 세기(I2)의 최대값이고(즉, 방사선빔(4)의 모든 환상 광선(annular ray)의 세기이다), "Ra" 및 "Rb"는 빔 세기 수정자(8)의 고안 파라미터들에 따른 두 상수 파라미터들이다. 본 설명에서 "환상 광선(annular ray)"은 광축선(11)으로부터 거리(r2)에서 광 세기 수정자(8)의 출사 동공에서 방사선빔(17)의 단면을 가로지르는 광선으로서, Ra 및 Rb 사이에 구성된다. 이하에서는 단지 설명만을 위해 Ra 및 Rb가 각각 1.00 및 1.75 mm이다. 각각 파라미터 Ra 및 Rb의 타원형의 단면을 갖는 방사선빔(4)이 단면의 단축 및 장축에 관한 두 상이한 값들을 각각 가질 수 있는 경우에 주의해야 한다. 실시예에서는 방사선빔(17)의 가장자리 세기가 100%와 같음에 주의해야 한다.
빔 세기 수정자(8)의 고안에 대해 이제부터 상세히 설명한다.
첫째, 빔 수정자의 횡방향 확대(transverse magnification:M)를 나타내는 함수(즉, 수학식 1)를 알면, 빔 세기 수정자(8)의 입사면 및 출사면(8c 및 8d)의 광축선(11)에 따른 위치들을 나나태는 함수를 결정할 수 있다. 이는 J.J.M. Braat 및 P.F. Greve의 "Aplanatic optical system containing two aspheric surfaces", 1979년 Applied Optics vol. 18, No 13 p.2187 et seq.에 또한 개시되어 있다. 따라서, 회전 대칭 비구면형 입사면 및 출사면(8c 및 8d)의 각각에 대해, 곡선 모양의 영역은 이하의 수학식을 얻는다.
여기서, "H(r)"은 밀리미터 단위로 광축선(11)을 따른 표면의 위치이고, "r"은 밀리미터 단위로 광축선(11)과의 거리이고, "Bk"는 H(r)의 H(r)의 k제곱의 계수이다. 입사면(8c)에 대해, 계수들, B2, B4, B6, B8, B10, B12, B14, B16, B18, B20, B22, B24, B26, B28 및 B30의 값은 각각, 0.057391202, 0.0035993029, 0.00032386288, 3.797974e-005, 1.4115487e-005, -1.6826926e-005, 2.6819208e-005, -2.815484e-005, 2.1416509e-005, -1.1731386e-005, 4.6012333e-006, -1.2604342e-006, 2.2942757e-007, -2.4974661e-008, 및 1.2359497e-009이다. 출사면(8d)에 대해, 계수들, B2, B4, B6, B8, B10, B12, B14, B16, B18, B20, B22, B24, B26, B28 및 B30의 값은 각각, 0.036587557, 0.00028055283, -1.1993417e-006, 1.0252619e-008, -7.0401158e-110, 7.0719251e-013, -6.1560444e-015, 4.646542e-017, -2.2015109e-019, 0, 0, 0, 0, 0 및 0이다. 빔 수정자(8)은 Z축(그 광축선 방향)을 따라 4.00mm의 두께 및 8.16mm의 직경의 입사 동공(8a)을 갖는다. 빔 수정자(8)의 개구수(numerical aperture)는 405nm의 파장에서 0.2와 같다. 빔 수정자(8)의 바디는 405nm의 파장에서 1.55와 같은 반사율의 COC로 만들어진다.
둘째, 실시예에서 방사선빔(4)은 제3 가장자리 굴절부(83)를 통해 빔 수정자(8)에 입사함에 주의해야 한다. 실시예에서 상기 부분(83)은 평면이고, 입사면(8c)의 반경과 동일한 제1 (중앙) 반경 및 제2 (가장자리) 반경의 입사 동공(8a)의 단면을 갖는다. 이하에서는 단지 설명만을 위해 상기 제3 부분의 상기 제1 및 제2 반경은 각각 1.75mm 및 4.08mm이다. 입사 동공(8a)에서 굴절부(81)의 단면은 상기 부분(83)의 제1 (중앙) 반경과 동일한 반경을 갖는다. 출사 동공(8b)의 제2 중앙 반사부(82)의 단면은 출사면(8d)의 반경과 동일한 제1 (중앙) 반경 및 제2 (가장자리) 반경을 갖는다. 이하에서는 단지 설명만을 위해 부분(82)의 제1 및 제2 반경이 각각 1.75mm 및 4.53mm이다. 제4 굴절부(84)의 단면은 상기 부분(82)의 단면의 상기 제1 (중앙) 반경과 동일한 반경을 갖는다. 입사면 및 출사면(8c 및 8d)의 반경은 상기 표면들의 두 정점(vertex) 사이의 거리에 의존함에 주의해야 한다(이는 실시예에서 4.00mm이다).
표 II는, 이상에서 기술한 바와 같이, 방사선빔의 파장 변화가 5nm 및 도 2에 도시된 빔 세기 수정자(8)에 의해 유도되는 결과적인 수차(Wabb)의 값(OPDrms)과 동일한 경우를 도시한다. OPDrms는 광선 추적 시뮬레이션으로 계산된 것이다.
표 II:
Wabb OPDrms[Wabb]
W40 (제3차 구면 수차) 0.6mλ
W60 (제5차 구면 수차) 0.08mλ
표 I 및 표 II를 비교하면, 5nm의 파장 변화에 따라 빔 세기 수정자(8)에 의해 유도되는 구면 수차의 값(OPDrms)이, 5nm의 파장 변화에 따른 공지된 빔 세기 수정자에 의해 유도되는 구면 수차의 값(OPDrms)보다 현저히 작다는 것에 주의해야 한다. 따라서, 상기 제1 및 제2 광 부분들을 제공하는 이점은, 작은 파장 변화, 예를 들면, 405nm 내지 410nm가 3차에 대해 0.6mλ, 5차에 대해 0.08mλ의 구면 수차의 생성을 가져온다. 이어서, 광 주사 장치(1)는 공지된 주사 장치보다 파장 변화에 덜 민감하면서 광 기록 매체(3)를 주사한다.
도 2에 도시된 제1 실시예의 다른 실시예를 도 5에 도시하며, 이는 도 1에 도시된 빔 세기 수정자( 및 콜리메이터 렌즈)의 제2 실시예의 단면을 도시하고, 이하에서 도면 부호 8'로 한다. 제1 실시예와 마찬가지로, 빔 세기 수정자(8')는 입사 동공(8a') 및 출사 동공(8b')을 가지며, 이는 방사선빔의 단면에서 세기(I1')의 입사 동공로 입사하는 방사선빔(4)을 방사선빔의 단면에서 세기(I2')의 출사면(8b')으로부터 출사하는 방사선빔(17)으로 변환시킨다.
도 5에 도시된 바와 같이, 빔 세기 수정자(8')는 입사면(8c') 및 출사면(8d')을 갖는다. 제1 실시예와 마찬가지로, 입사면(8c')에는 제1 부분(81')이 제공되고 출사면(8d')에는 제2 부분(82')이 제공되며, 상기 제1 및 제2 부분들(81' 및 82')은 (방사선빔(4)의) 소정의 파장에서 반사한다. 도 5에 도시된 실시예에서, 제1 부분(81')은 빔 세기 수정자(8')의 광축선, 즉 실시예에서 광축선(11)에 관해 가장자리 부분이고, 제2 부분(82')은 상기 광축선에 관해 중앙 부분이다. 상기 부분들(81' 및 82')의 배열은 방사선빔(17)의 단면의 크기를 증가시킴에 주의해야 한다.
또한, 제1 실시예와 마찬가지로, 입사면(8c')에는 제3 부분(83')에 제공되고 출사면(8d')에는 제4 부분(84')이 제공되며, 상기 제3 및 제4 부분들(83' 및 84')은 (방사선빔(4)의) 상기 소정의 파장에서 굴절한다. 도 5에 도시된 실시예에서, 제3 부분(83')은 광 빔 수정자(8')의 광축선, 즉 실시예에서 광축선(11)에 관해 중앙 부분이고, 제4 부분(84')은 상기 광축선에 관해 가장자리 부분이다. 또한, 상기 제1 및 제3 부분들(81' 및 83)은 서로 오버래핑하지 않고, 상기 제2 및 제4 부분들(82' 및 84')은 서로 오버래핑하지 않는다.
도 6은 도 5에 도시된 빔 세기 수정자(8')의 입사 동공(8a)에서 세기(I1')를 나타내는 곡선(33)을 도시한다. 도 6에 도시한 바와 같이, 세기(I1')는 도 3에 도시된 바와 같이, 세기(I1)는 가우시안 형이다.
여기서, "I1(r1)"은 데카르트 좌표 시스템(Cartesian coordinate system) (O1, X1, Y1)에서 극 좌표들(r1, θ1)의 점에서 세기(I1)의 값이고, "I1o"는 세기(I1)의 최대값이고(즉, 방사선빔(4)의 중앙 광선의 세기이다), "α"는 특히 방사선원(radiation source:7)에 따른 상수 파라미터이다. 이하에서 단지 설명만을 위해 방사선원(7)으로부터 방사되는 방사선빔(4)은 원형 단면을 갖는다. 단지 예로, 상기 파라미터 α'는 0.257mm이다. 또한, 방사선빔(4)은 타원형 단면을 갖고, 따라서 파라미터(α')는 단면의 단축 및 장축 각각에 관해 두 상이한 값들을 갖는다.
도 7은 도 5에 도시된 빔 세기 수정자(8')의 출사 동공(8b')에서 세기(I2'')를 나타내는 곡선(34)을 도시한다. 도 7에 도시한 바와 같이, 실시예에서, 세기(I2')는 단조롭다.
I2'(r2) = I2o' Ra'<｜r2｜<Rb' 인 경우
0 0 ≤｜r2｜≤Ra' 및 Rb' <｜r2｜ 인 경우 (8)
여기서, "I2'(r2)"는 데카르트 좌표 시스템 (O2, X2, Y2)에서 극 좌표들(r2, θ2)의 점에서 세기(I2)의 값이고, "I2o'"는 세기(I2')의 최대값이고(즉, 방사선빔(17)의 모든 환상 광선(annular ray)의 세기이다), "Ra'" 및 "Rb'"는 빔 세기 수정자(8')의 고안 파라미터들에 따른 두 상수 파라미터들이다. 이하에서는 단지 설명만을 위해 Ra' 및 Rb'가 각각 0.46 및 1.75 mm이다. 각각 파라미터 Ra' 및 Rb'의 타원형의 단면을 갖는 방사선빔(4)이 단면의 단축 및 장축에 관한 두 상이한 값들을 각각 가질 수 있는 경우에 주의해야 한다.
빔 세기 수정자(8')의 제2 실시예는 상기 기술한 제1 실시예와 마찬가지 방식으로 고안되었다. 따라서, 회전 대칭 비구면형 입사면 및 출사면(8c' 및 8d')의 각각에 대해, 곡선 모양의 영역은 이하의 수학식을 얻는다.
여기서, "H(r)"은 밀리미터 단위로 광축선(11)을 따른 표면의 위치이고, "r"은 밀리미터 단위로 광축선(11)과의 거리이고, "Bk"는 H(r)의 H(r)의 k제곱의 계수이다. 입사면(8c')에 대해, 계수들, B2, B4, B6, B8, B10, B12, B14, B16, B18, B20, B22, B24, B26, B28 및 B30의 값은 각각, -0.10563042, 0.00075405246, 6.9109148e-005, 8.1029703e-006, 3.3510049e-006, -4.267808e-006, 6.7411641e-006, -7.0777688e-006, 5.3786095e-006, -2.9438623e-006, 1.1535577e-006, -3.1568701e-007, 5.7397869e-008, -6.2401306e-009 및 3.0830821e-010이다. 출사면(8d')에 대해, 계수들, B2, B4, B6, B8, B10, B12, B14, B16, B18, B20, B22, B24, B26, B28 및 B30의 값은 각각, -0.48671506, 0.66841815, -0.90723145, 1.3257115, -2.1018858, 3.5430975, -5.9788675, 9.0431458, -10.160921, 5.9287541, 0, 0, 0, 0, 0 및 0이다. 빔 수정자(8')은 Z축(그 광축선 방향)을 따라 2.00mm의 두께 및 3.5mm의 직경의 입사 동공(8a')을 갖는다. 빔 수정자(8')의 개구수는 405nm의 파장에서 0.2와 같다. 빔 수정자(8)의 바디는 405nm의 파장에서 1.55와 같은 반사율의 COC로 만들어진다.
둘째, 실시예에서 방사선빔(4')은 제3 중앙 굴절부(83')를 통해 빔 수정자(8')에 입사함에 주의해야 한다. 실시예에서 상기 부분(83')은 평면이고, NA.f.f.l과 동일한 반경의 입사 동공(8a')의 단면을 가지며, 여기서 "NA"는 방사선빔(4')의 개구 수이고, "f.f.l"은 빔 세기 조정자(8)의 전면 초점 길이(front focus length)이다. 이하에서는 단지 설명만을 위해 상기 부분의 반경은 0.20mm이다. 입사 동공(8a')에서 제1 반사부(81')의 단면은 상기 부분(83')의 반경과 동일한 제1 (중앙) 반경 및 입사면(8c')의 반경과 동일한 제2 (가장자리) 반경을 갖는다. 상기 실시예에서 상기 제1 및 제2 반경은 각각 0.20 및 1.75 mm이다. 상기 출사 동공(8b')에서 제4 가장자리 반사부(84')의 단면은 출사면(8d')의 반경과 동일한 제1 (중앙) 반경 및 제2 (가장자리) 반경을 갖는다. 상기 실시예에서, 상기 제1 및 제2 반경은 각각 0.46 및 1.75 mm이다. 제2 (중앙) 반사부(82')의 단면은 부분(84')의 제1 (중앙) 반경과 동일한 반경을 갖는다. 입사면 및 출사면(8c' 및 8d')은 상기 표면들의 두 정점들 사이의 거리에 따른다.
표 III은 이상에서 기술한 바와 같이, 방사선빔의 파장 변화가 5nm 및 도 2에 도시된 빔 세기 수정자(8)에 의해 유도되는 결과적인 수차(Wabb)의 값(OPDrms)과 동일한 경우를 도시한다. OPDrms는 광선 추적 시뮬레이션으로 계산된 것이다.
표 III:
Wabb OPDrms[Wabb]
W40 (제3차 구면 수차) 0.02mλ
W60 (제5차 구면 수차) 0.01mλ
표 I 및 표 III를 비교하면, 5nm의 파장 변화에 따라 빔 세기 수정자(8)에 의해 유도되는 구면 수차의 값(OPDrms)이, 5nm의 파장 변화에 따른 공지된 빔 세기 수정자에 의해 유도되는 구면 수차의 값(OPDrms)보다 현저히 작다는 것에 주의해야 한다. 따라서, 상기 제1 및 제2 광 부분들을 제공하는 이점은, 작은 파장 변화, 예를 들면, 405nm 내지 410nm가 3차에 대해 0.02mλ, 5차에 대해 0.01mλ의 구면 수차의 생성을 가져온다. 이어서, 광 주사 장치(1)는 공지된 주사 장치보다 파장 변화에 덜 민감하면서 광 기록 매체(3)를 주사한다.
빔 세기 수정자(8')의 다른 이점은 실질적으로 디포커스(defocus)에서 자유롭다는 것이다. 실시예에서 콜리메이터 렌즈는, 공지된 편평한 세기 렌즈가 99mλ의 값(OPDrms)의 디포커스량을 생성함에 비해, 4.56mλ의 값(OPDrms)의 디포커스량을 생성한다. 또한, 도 5에 도시된 빔 세기 수정자(8')는 유리하게도 도 2에 도시된 빔 세기 수정자(8)에 비해 적은 디포커스를 유도한다.
특허청구범위에 정의된 본 발명의 관점을 벗어나지 않으면서, 이상 기술된 실시예에 관한 다양한 변화 및 수정이 가능하다.
도 2 및 도 5에 도시된 빔 세기 수정자의 제1 및 제2 실시예의 다른 실시예는, 모든 반사부들이 가장자리 부분인 것이다. 따라서, 도 8은 도 1에 도시된 빔 세기 수정자(8'')의 제3 실시예의 단면을 도시한다. 제1 실시예와 마찬가지로, 입사면(8c'')에는 제1 부분(81'')이 제공되고 출사면(8d'')에는 제2 부분(82'')이 제공되며, 상기 제1 및 제2 부분들(81'' 및 82'')은 (방사선빔(4)의) 소정 파장에서 반사한다. 도 8에 도시된 실시예에서, 제1 및 제2 부분들(81'' 및 82'')은 광 빔 수정자(8'')의 광축선, 즉 실싱예서 광축선(11)에 관해 가장자리 부분들이고, 입사면(8c'')에는 제3 부분(83'')이 제공되고 출사면(8d'')에는 제4 부분(84'')이 제공되며, 상기 제3 및 제4 부분들(83'' 및 84'')은 (방사선빔(4)의) 소정 파장에서 반사한다. 도 8에 도시된 실시예에서, 상기 제3 및 제4 부분들(83'' 및 84'')은 광축선(11)에 관해 중앙 부분들이다. 또한, 상기 제1 부분 및 제3 부분(81'' 및 83'')은 서로 오버래핑되지 않고, 상기 제2 부분 및 상기 제4 부분(82'' 및 84'')은 서로 오버래핑되지 않는다.
이상에서 기술한 바와 같은 또다른 빔 세기 조정자로서는, 조정자로부터 출사하는 방사의 단면의 세기는 편평하지 않은 세기 프로파일을 가질 수 있고, 이는 Lee 및 D.H. Shin의 "Objective linses for DVD & Near-Field Optical Disk Pick-up" pp.59 et seq.(ODF 부분, Tokyo, Japan, 1998)을 참고하면 된다.
이상에서 기술한 또다른 빔 세기 조정자로서는, 방사선빔이 가우스 형 빔 대신에 로렌쯔 형 빔이다.

Claims (10)

  1. 미리 설정된 파장의 방사선빔에 의해 광학 기록 매체의 정보층을 주사하는 광항 주사 장치로서,
    상기 방사선빔을 공급하는 방사선원;
    상기 정보층의 위치에서 상기 방사선빔을 주사 스폿으로 변환하는 대물 렌즈;
    상기 방사선원 측상에 배열된 입사 동공 및 상기 대물 렌즈 측상에 배열된 출사 동공을 갖는 빔 세기 수정자로서, 상기 주사 스폿의 크기를 변경하기 위해 상기 방사선빔의 단면에 걸쳐 상기 세기를 재분배하는, 상기 빔 세기 수정자를 포함하는, 상기 광항 주사 장치에 있어서,
    상기 빔 세기 수정자는, 상기 방사선빔의 중앙광선으로부터의 거리 r1에서 상기 빔 세기 수정자에 입사하는 어떠한 방사선빔이라도 상기 입사 및 출사 동공들사이의 적어도 두배로 반사하도록 배열되어, 상기 빔 세기 수정자의 횡배율 M이 거리 r1의 증가 함수에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 빔 세기 수정자는 상기 미리 설정된 파장에서 반사하는 제1 부분 및 제2 부분이 각각 제공되는 입사 표면 및 출사 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 빔 세기 수정자의 광축선과 관련하여, 상기 제1 부분은 중앙 부분이며, 상기 제2 부분은 가장자리 부분인 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 빔 세기 수정자의 광축선과 관련하여, 상기 제1 부분은 가장자리 부분이며, 상기 제2 부분은 중앙 부분인 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 빔 세기 수정자의 광축선과 관련하여, 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 가장자리 부분들인 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입사 및 출사 표면들에는 또한 상기 미리 설정된 파장에서 반사하는 제3 부분 및 제4 부분이 각각 제공되며, 상기 제1 및 제3 부분들은 서로간에 중첩되지 않고, 상기 제2 및 제4 부분들은 서로간에 중첩되지 않는 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.
  7. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빔 세기 수정자는 또한 콜리메이트 렌즈 또는 상기 대물 렌즈로서 작용하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.
  8. 선행하는 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    포커스 에러 신호 및/또는 방사 트래킹 에러 신호를 제공하기 위해 배열되는 검출 시스템을 더 포함하고, 상기 시스템은 상기 포커스 에러 신호 및/또는 상기 방사 트래킹 에러 신호에 응답하여, 주사될 상기 정보층의 위치 및/또는 상기 정보층의 트랙 위치와 관련하여 상기 주사 스폿의 위치들을 제어하기 위한 서보 회로 및 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    에러 정정용 정보 처리 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 주사 장치.
  10. 미리 설정된 파장의 방사선빔에 의해 광학 기록 매체의 정보층을 주사하는 광항 주사 장치에 이용하기 위한 빔 세기 수정자로서, 입사 동공 및 출사 동공을 가지며, 상기 방사선빔의 단면에 걸쳐 상기 세기를 재분배하는, 상기 빔 세기 수정자에 있어서,
    상기 방사선빔의 중앙광선으로부터의 거리 r1에서 상기 빔 세기 수정자에 입사하는 어떠한 방사선빔이라도 상기 입사 및 출사 동공들사이의 적어도 두배로 반사하도록 배열되어, 상기 빔 세기 수정자의 횡배율 M이 거리 r1의 증가 함수에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 빔 세기 수정자.
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