KR20050116854A - 홀로그래픽 데이터 기록 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 홀로그래픽 데이터 기록 장치 및 방법에 관한 것으로서, 개시된 기록 장치는 기록매체의 기록 물질층에 기록하고자 하는 데이터 패턴의 신호광을 조사하는 신호광 패터닝 수단과, 교번하여 소정 각도로 입사되는 제 1, 2 기준광을 실린드리컬 반사면을 통해 기록 물질층으로 반사시켜 신호광과 제 1 기준광 또는 제 2 기준광과의 간섭 패턴에 의해 데이터를 기록하는 실린드리컬 광학체와, 실린드리컬 광학체에 입사되는 제 1, 2 기준광의 각도를 조절하는 입사각 조절 수단을 포함하며, 홀로그래픽 저장매체에 데이터를 기록함에 있어서 실린드리컬 미러를 이용하여 각도 멀티플렉싱 방식으로 데이터를 중첩 기록함으로써 여러 개의 코니컬 미러를 이용하는 종래 기술보다 코스트가 감소되고 코니컬 미러를 교체하거나 새로이 정렬할 필요가 없으므로 데이터 기록 속도가 향상되는 이점이 있다.
Description
본 발명은 홀로그래픽 데이터 기록 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 홀로그래픽 저장매체에 데이터를 기록함에 있어서 실린드리컬 광학체를 이용한 각도 멀티플렉싱 방식으로 데이터를 중첩 기록하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
정보 산업이 발달함에 따라 정보를 저장하는 장치의 대용량화, 처리 속도의 고속화가 요구된다. 현재 데이터 저장용 기록매체의 대용량 및 고속 처리를 위해 광 디스크에 수∼수백 Gbytes를 저장할 수 있는 홀로그래픽 기록매체에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행 중에 있다. 이러한 홀로그래픽 기록매체는 CD, DVD 등과 유사한 광 디스크의 한 비트에 대량의 정보를 저장할 수 있으며 저장된 데이터를 병렬로 처리하기 때문에 데이터 입출력 속도가 빠르다. 이러한 이점 때문에 홀로그래픽 기록매체는 차세대 대용량 정보 저장장치로 각광을 받고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 디스크형의 홀로그래픽 기록매체에 데이터를 기록하는 방식을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 홀로그래픽의 광 기록매체인 디스크(50) 상부에 데이터 마스크(data mask)(48)를 배치하며, 디스크(50)의 하부에 코니컬 미러(conical mirror)(32)를 배치한다. 기록시, 데이터 마스크(48) 상부에 신호광(signal beam)이 입사되면, 이 신호광은 데이터 마스크(48)의 홀 형태의 비트 패턴(bit pattern)(49)을 통과하여 디스크(50)에 조사된다. 이와 동시에 디스크(50) 하부에 기준광(reference beam)이 입사되면, 기준광은 코니컬 미러(32)의 경사면을 통해 모두 일정한 각도로 반사되어 디스크(50)의 반지름 방향으로 조사된다. 이 신호광과 기준광이 디스크(50)내 기록 물질층에서 만나서 데이터 마스크(48)의 비트 패턴에 따른 홀로그래픽 데이터가 기록된다.
이와 같은 홀로그래픽 기록 방식에서는 경사 각도가 다른 코니컬 미러를 사용하면 디스크(50)에 각도 멀티플렉싱 방식으로 새로운 홀로그래픽 데이터를 중첩 기록할 수 있다.
도 2는 종래 기술에 의한 홀로그래픽 데이터 기록 장치의 구성을 보인 도면이다. 도 2를 참조하면, 종래 홀로그래픽 데이터 기록 장치는 광원(10), 미러들(14, 28, 34, 40), 빔 스플리터(beam spliter)(22), 코니컬 미러(32), 데이터 마스크(48), 광 기록매체인 디스크(50)로 구성된다. 여기서 12는 셔터, 16, 24, 36은 HWP(Half Wave Plate), 18, 30, 42는 공간 필터, 20은 확대 렌즈를 나타낸다. 26, 38은 편광기, 그리고 44는 확대 렌즈를 나타낸다.
광원(10)의 레이저광은 한 가지 타입의 선형 편광(linear polarization)으로서, 예를 들면 P형이나 S형의 편광 특성을 갖으며 빔 스플리터(22)를 통해 두 개의 광 경로(S1, S2)로 분리된다.
S1의 신호광 경로는 미러(34)를 통해 반사된 신호광이 HWP(36) 및 편광기(38)를 순차적으로 경유하여 미러(40)에서 반사된 후에 다시 공간 필터(42)에 입사된다. 공간 필터(42)는 광 강도가 분균일한 신호광이 균일한 가우시안 분포의 광 강도를 갖도록 한다. 공간 필터(42)를 투과한 신호광은 확대 렌즈(44)를 통해 기 설정된 크기로 확대되고 데이터 마스크(48)의 비트 패턴을 통해 광 기록매체인 디스크(50)에 조사된다.
그리고, S2의 기준광 경로는 HWP(24) 및 편광기(26)를 순차적으로 경유한 기준광이 미러(28)를 통해 반사되고 공간 필터(30)로 입사하며, 공간 필터(30)는 광 강도가 분균일한 기준광이 균일한 가우시안 분포의 광 강도를 갖도록 한다. 공간 필터(30)를 투과한 기준광은 코니컬 미러(32)에 조사되고 코니컬 미러(32)의 경사면을 통해 일정한 각도로 반사되어 디스크(50)에 조사된다. 이때 디스크(50)에 조사되는 신호광 및 기준광은 동일한 편광 타입이어야만 간섭을 일으킨다. 예를 들어, 신호광이 S형 편광일 경우 기준광도 S형 편광이어야만 한다.
한편, 이러한 홀로그래픽 데이터 기록 장치에서는 도 1에 대한 설명에서 기술한 바와 같이 경사 각도가 다른 코니컬 미러를 사용하면 디스크에 각도 멀티플렉싱 방식으로 새로운 홀로그래픽 데이터를 중첩 기록할 수 있다. 즉 특정 각도의 코니컬 미러(32)를 대신하여 새로운 각도의 코니컬 미러를 배치하면 디스크(50)에 입사되는 기준광의 각도가 변화되어 신호광과의 간섭 패턴에 의해 새로운 홀로그래픽 데이터가 중첩 기록되는 것이다.
그러나, 종래에는 디스크에 기준광의 특정 각도로 입사시키기 위하여 특정 각도의 코니컬 미러를 사용함에 따라 각도 멀티플렉싱을 하기 위해서는 필요한 각도 수와 동일한 개수의 코니컬 미러가 필요하였다. 또한 한 각도에서 데이터를 기록한 후 다른 각도에서 데이터를 기록하기 위해서는 코니컬 미러를 교체하고 정렬하는 복잡한 과정이 필수적으로 요구된다.
따라서, 고가의 코니컬 미러가 많이 요구되므로 홀로그래픽 데이터 기록 장치의 코스트가 증가되었으며, 코니컬 미러의 교체 및 정렬 작업은 홀로그래픽 데이터의 기록 속도를 저하시켜 특히 홀로그래픽 롬(ROM) 디스크의 제작 속도를 저하시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 홀로그래픽 저장매체에 데이터를 기록함에 있어서 실린드리컬 미러에 의해 반사면이 형성된 실린드리컬 광학체를 이용하여 각도 멀티플렉싱 방식으로 데이터를 중첩 기록함으로써 코스트는 감소시키고 데이터 기록 속도는 향상시키는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 실린드리컬 광학체에 입사되는 기준광의 각도를 변화시켜서 각도 멀티플렉싱 방식으로 데이터를 중첩 기록하는 방법을 제공하는 데 있다.
이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지로서 홀로그래픽 데이터 기록 장치는, 기록매체의 기록 물질층에 기록하고자 하는 데이터 패턴의 신호광을 조사하는 신호광 패터닝 수단과, 교번하여 소정 각도로 입사되는 제 1, 2 기준광을 실린드리컬 반사면을 통해 기록 물질층으로 반사시켜 신호광과 제 1 기준광 또는 제 2 기준광과의 간섭 패턴에 의해 데이터를 기록하는 실린드리컬 광학체와, 실린드리컬 광학체에 입사되는 제 1, 2 기준광의 각도를 조절하는 입사각 조절 수단을 포함한다.
본 발명의 제 2 견지로서 홀로그래픽 데이터 기록 장치는, 기록매체의 기록 물질층에 기록하고자 하는 데이터 패턴의 신호광을 조사하는 신호광 패터닝 수단과, 교번하여 소정 각도로 입사되는 제 1, 2 기준광을 각각 양단에 반원형 광단면을 가지고 기록매체의 중심축이 원의 중심에 위치한 반쪽 테이퍼형 빔으로 형성하여 기록 물질층으로 조사하는 반쪽 테이퍼형 빔 형성 수단과, 반쪽 테이퍼형 빔 형성 수단에 입사되는 제 1, 2 기준광의 각도를 조절하는 입사각 조절 수단을 포함한다.
본 발명의 제 3 견지로서 홀로그래픽 기록매체에 기록하고자 하는 데이터 패턴을 갖는 신호광과 이에 대응하는 기준광을 간섭시켜 홀로그래픽 데이터를 기록하는 방법은, 실린드리컬 반사면을 갖는 실린드리컬 광학체에 제 1, 2 기준광을 교번하여 소정 각도로 입사시켜 반사면에 의해 반사된 제 1 기준광 또는 제 2 기준광이 기록매체의 기록 물질층에서 신호광과 만나서 간섭 패턴에 의해 데이터가 기록되게 하는 단계와, 실린드리컬 광학체에 입사되는 제 1, 2 기준광의 입사각을 조절하여 실린드리컬 광학체에 의한 제 1 기준광 또는 제 2 기준광의 반사각을 변화시켜 기록 물질층에서 제 1 기준광 또는 제 2 기준광과 신호광과의 간섭 패턴에 의해 새로운 데이터가 중첩 기록되게 하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 4 견지로서 홀로그래픽 기록매체에 기록하고자 하는 데이터 패턴을 갖는 신호광과 이에 대응하는 기준광을 간섭시켜 홀로그래픽 데이터를 기록하는 방법은, 광원으로부터 제공되는 제 1 기준광과 제 2 기준광을 광학체를 중심으로 하여 상호 대칭하는 방향으로 각각 정렬시키는 단계와, 대칭 방향으로 각각 정렬된 제 1 및 제 2 기준광을 광학체에 교번으로 입사시켜 광학체에 의해 기 설정된 상호 대칭 각도로 기록매체에 조사시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 5 견지로서 홀로그래픽 기록매체에 기록하고자 하는 데이터 패턴을 갖는 신호광과 이에 대응하는 기준광을 간섭시켜 홀로그래픽 데이터를 기록하는 방법은, 광원으로부터 제공되는 기준광을 N(단, N은 자연수)개의 서브 기준광으로 각각 분기시키는 단계와, 분기된 각 서브 기준광이 광학체의 중심축을 향하도록 각각 정렬시키는 단계와, 각각 정렬된 서브 기준광을 광학체에 순차로 입사시켜 광학체를 중심으로 한 기 설정된 방사 각도로 기록매체에 조사시키는 단계를 포함한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 실시예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다. 그러나 본 발명은 이러한 실시예로 제한되는 것은 아니다.
<제 1 실시예>
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 방식을 개략적으로 나타낸 도면으로서 도 1의 구성 요소들과 동일한 구성 요소들은 동일한 참조부호를 명기하였다. 도 3을 참조하면, 홀로그래픽의 광 기록매체인 원형 디스크(50) 상부에 기록하고자 하는 데이터 패턴의 신호광이 조사되도록 하는 신호광 패터닝 수단인 데이터 마스크(48)를 배치하며, 디스크(50)의 하부에 실린드리컬 미러(102a, 102b)에 의해 반사면이 형성된 실린드리컬 광학체(102)를 배치한다. 실린드리컬 광학체(102)는 도 4에 나타낸 바와 같이 각각 180도의 반사면을 갖는 2개의 실린드리컬 미러(102a, 102b)를 맞붙여서 360도의 반사면을 갖는 실린드리컬 미러(102a, 102b)의 초점(A)이 디스크(50)의 중심축 상에 위치하도록 배치한다.
이와 같은 홀로그래픽 데이터 기록 방식에 의해 디스크(50)에 데이터가 기록되는 과정을 살펴보면, 먼저 데이터 마스크(48) 상부에 신호광이 입사되면, 이 신호광은 데이터 마스크(48)의 홀 형태의 비트 패턴(49)을 통과하여 디스크(50)에 조사된다. 여기서 제 1 기준광을 실린드리컬 광학체(102)에 소정 각도로 입사시키면 제 1 기준광이 실린드리컬 미러(102a)에 의해 소정 각도로 반사되어 디스크(50)의 반지름 방향으로 조사된다. 이때 제 1 기준광은 실린드리컬 미러(102a)의 반사 조건에 의해 평행하게 입사되는 빔은 항상 초점(A) 위치에서 뻗어 나가기 때문에 디스크(50) 위에서 관찰할 경우에 제 1 기준광은 항상 디스크(50)의 중심에서 뻗어나가서 초점(A)을 중심으로 180도로 방사된다. 여기서 실린드리컬 미러(102a)에서 디스크(50)로 입사되는 제 1 기준광은 양단에 반원형 광단면을 가지고 실린드리컬 반사면이 원의 중심에 위치한 반쪽 테이퍼형 빔의 형상을 가진다. 이로써, 디스크(50)를 실린드리컬 미러(102a)와 실린드리컬 미러(102b)의 접촉 경계선과 평행하는 지름을 기준으로 제 1 기록영역과 제 2 기록영역으로 나눌 때에 제 1 기준광과 신호광이 디스크(50)의 제 1 기록영역내 기록 물질층에서 만나서 데이터 마스크(48)의 비트 패턴에 따른 홀로그래픽 데이터가 기록된다.
다음으로, 제 1 기준광을 차단한 후 실린드리컬 광학체(102)에 제 2 기준광을 입사시키되 제 1 기준광이 입사되던 방향에 대칭하는 방향에서 동일한 입사각으로 입사시키면 제 2 기준광은 실린드리컬 미러(102b)에 의해 제 1 기준광이 반사되던 방향에 대칭하는 방향으로 동일한 반사각도로 반사되어 디스크(50)의 반지름 방향으로 조사된다. 이때 제 2 기준광은 초점(A)을 중심으로 180도로 방사되며, 실린드리컬 미러(102b)에서 디스크(50)로 입사되는 제 2 기준광은 양단에 반원형 광단면을 가지고 실린드리컬 반사면이 원의 중심에 위치한 반쪽 테이퍼형 빔의 형상을 가진다. 이로써, 디스크(50)를 실린드리컬 미러(102a)와 실린드리컬 미러(102b)의 접촉 경계선과 평행하는 지름을 기준으로 제 1 기록영역과 제 2 기록영역으로 나눌 때에 제 2 기준광과 신호광이 디스크(50)의 제 2 기록영역내 기록 물질층에서 만나서 데이터 마스크(48)의 비트 패턴에 따른 홀로그래픽 데이터가 기록된다.
이와 같은 본 발명의 홀로그래픽 기록 방식에서 실린드리컬 광학체(102)에 제 1 기준광과 제 2 기준광을 교번하여 입사시키면서 그 입사각을 변경하면 디스크(50)로 조사되는 제 1 기준광과 제 2 기준광의 반사각이 변경되어 디스크(50)에 각도 멀티플렉싱 방식으로 새로운 홀로그래픽 데이터를 중첩 기록할 수 있다.
한편, 본 발명에서 실린드리컬 광학체(102)에 제 1 기준광과 제 2 기준광을 교번으로 입사시키는 것은 도 5에 나타낸 바와 같이 제 1 기준광과 제 2 기준광을 동시에 입사시킬 때에 실린드리컬 미러(102a)와 실린드리컬 미러(102b)의 접촉 경계에서 산란광이 발생할 수 있기 때문이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 장치의 구성을 보인 도면으로서 도 2의 구성 요소들과 동일한 구성 요소들은 동일한 참조부호를 명기하였다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 홀로그래픽 데이터 기록 장치는 광원(10), 미러들(14, 28, 34, 40, 106, 112, 114), 광 분리 수단인 빔 스플리터(22, 104), 실린드리컬 광학체(102), 사각빔 형성 수단인 사각 슬롯(110, 118), 제 1 각도 조절부(108), 제 2 각도 조절부(116), 데이터 마스크(48), 광 기록매체인 디스크(50)로 구성된다. 여기서 12, 230, 240은 셔터, 16, 24, 36은 HWP, 18, 30, 42는 공간 필터, 20은 확대 렌즈를 나타낸다. 26, 38은 편광기, 그리고 44는 확대 렌즈를 나타낸다.
광원(10)의 레이저광은 한 가지 타입의 선형 편광으로서, 예를 들면 P형이나 S형의 편광 특성을 갖으며 빔 스플리터(22)를 통해 두 개의 광 경로(S1, S2)로 분리되며, S2의 광 경로는 빔 스플리터(104)를 통해 다시 두 개의 광 경로(S21, S22)로 분리된다.
S1의 신호광 경로는 미러(34)를 통해 반사된 신호광이 HWP(36) 및 편광기(38)를 순차적으로 경유하여 미러(40)에 전달된 후에 다시 공간 필터(42)로 투과된다. 공간 필터(42)는 광 강도가 분균일한 신호광이 균일한 가우시안 분포의 광 강도를 갖도록 한다. 공간 필터(42)를 투과한 신호광은 확대 렌즈(44)를 통해 기 설정된 크기로 확대되고 데이터 마스크(48)의 비트 패턴을 통해 광 기록매체인 디스크(50)에 조사된다.
그리고, S2의 기준광 경로는 HWP(24) 및 편광기(26)를 순차적으로 경유한 기준광이 공간 필터(30)로 입사된다. 공간 필터(30)는 광 강도가 분균일한 기준광이 균일한 가우시안 분포의 광 강도를 갖도록 한다. 공간 필터(30)를 투과한 기준광은 빔 스플리터(104)를 통해 다시 두 개의 광 경로(S21, S22)로 분리된다.
S21의 제 1 기준광 경로는 제 1 기준광이 셔터(230)에 의해 차단 또는 투과되며, 셔터(230)를 투과한 제 1 기준광은 사각 슬롯(110)을 통과하면서 사각빔으로 필터링된 후 미러(106)를 통해 반사되어 실린드리컬 광학체(102)에 입사되며, 실린드리컬 광학체(102)에 의해 입사각과 동일한 각도로 반사된 제 1 기준광이 디스크(50)에 조사된다.
S22의 제 2 기준광 경로는 제 1 기준광이 셔터(240)에 의해 차단 또는 투과되며, 셔터(240)를 투과한 제 1 기준광은 미러(112)에 의해 반사되어 사각 슬롯(114)을 통과하면서 사각빔으로 필터링된 후 미러(114)에 의해 반사되어 실린드리컬 광학체(102)에 입사되며, 실린드리컬 광학체(102)에 의해 입사각과 동일한 각도로 반사된 제 2 기준광이 디스크(50)에 조사된다.
디스크(50)에 조사되는 신호광 및 제 1, 제 2 기준광은 동일한 편광 타입이어야만 간섭을 일으킨다. 예를 들어, 신호광이 S형 편광일 경우 기준광도 S형 편광이어야만 한다. 아울러 도 3을 통해 설명한 바와 같이 제 1 기준광과 제 2 기준광은 서로 대칭하는 방향에서 동일한 입사각으로 실린드리컬 광학체(102)에 입사되며, 실린드리컬 광학체(102)에 의해 서로 대칭하는 방향으로 동일한 각도로 반사되어 디스크(50)의 반지름 방향으로 조사된다.
제 1 기준광 경로(S21)와 제 2 기준광 경로(S22)에 각각 배치된 미러(106, 114)에서 실린드리컬 광학체(102)를 바라볼 때에 원근을 배제하면 그 형상은 사각형으로 나타난다. 따라서 최초 원형의 제 1 기준광과 제 2 기준광을 각각 사각 슬롯(110, 118)을 통해 필터링하여 사각빔으로 형성함과 아울러 빔 크기(가로×세로)를 실린드리컬 광학체(102)의 크기(폭×높이)와 동일하게 맞춰줄 필요가 있다. 이는 실린드리컬 광학체(102)의 외곽으로 제 1, 2 기준광의 벗어날 경우에 디스크(50)에서 요망하지 않은 간섭이 발생할 수 있기 때문이다.
본 발명의 홀로그래픽 데이터 기록 장치에서는 도 3에 대한 설명에서 기술한 바와 같이 제 1 기준광 경로(S21)와 제 2 기준광 경로(S22)에 각각 배치된 셔터(230, 240)를 교번하여 투과 작동시켜서 실린드리컬 광학체(102)에 제 1 기준광과 제 2 기준광을 교번하여 입사시키면서 미러(106, 114)의 배치 각도(반사 각도)를 조절하면 디스크(50)로 입사되는 제 1 기준광과 제 2 기준광의 각도가 변경되므로 디스크(50)에 각도 멀티플렉싱 방식으로 새로운 홀로그래픽 데이터를 중첩 기록할 수 있다. 즉 실린드리컬 광학체(102)에 입사되는 제 1, 2 기준광의 입사각을 조절하기 위한 수단인 제 1 각도 조절부(108) 및 제 2 각도 조절부(116)에 의해 미러(106, 114)의 배치 각도가 조절되면 실린드리컬 광학체(102)에 입사되는 제 1 기준광과 제 2 기준광의 입사각이 변화되므로 실린드리컬 광학체(102)에 의한 제 1 기준광과 제 2 기준광의 반사각이 변화되므로 디스크(50)에 입사되는 제 1 기준광과 제 2 기준광의 각도가 변화되어 신호광과의 간섭 패턴에 의해 새로운 홀로그래픽 데이터가 중첩 기록되는 것이다. 즉 디스크(50)에 새로운 신호광이 입사될 때마다 실린드리컬 광학체(102)를 중심축으로 한 제 1 기준광과 제 2 기준광의 입사각도를 재정렬한다. 여기서 제 1, 제 2 각도 조절부(108, 116)를 통해 두 개의 미러(106, 114)를 항상 서로 대칭하는 배치 각도로 조절하여야 할 것이다.
<제 2 실시예>
전술한 제 1 실시예에서는 실린드리컬 광학체(102)를 제작함에 있어서 2개의 실린드리컬 미러(102a, 102b)를 맞붙여서 실린드리컬 광학체(102)의 초점(A)이 디스크(50)의 중심축 상에 위치하도록 배치하였다. 여기서 2개의 실린드리컬 미러(102a, 102b)를 맞붙이기 위해서는 높은 가공 정밀도가 요구되며, 실린드리컬 미러(102a, 102b)가 서로 조금만 어긋나더라도 도 5에 나타낸 바와 같이 실린드리컬 미러(102a)와 실린드리컬 미러(102b)의 접촉 경계에서 산란광이 발생할 수 있다. 이하의 제 2 실시예에서는 실린드리컬 광학체를 구성하는 실린드리컬 미러 사이에 일정 두께의 비반사판을 덧대어 그 가공을 용이하게 함과 아울러 실린드리컬 미러간의 접촉 경계에서 산란광이 발생되지 않도록 한다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 방식을 개략적으로 나타낸 도면으로서 도 3의 구성 요소들과 동일한 구성 요소들은 동일한 참조부호를 명기하였다. 도 7을 참조하면, 홀로그래픽의 광 기록매체인 원형 디스크(50) 상부에 기록하고자 하는 데이터 패턴의 신호광이 조사되도록 하는 신호광 패터닝 수단인 데이터 마스크(48)를 배치하며, 디스크(50)의 하부에 실린드리컬 미러(212, 214)에 의해 반사면이 형성된 실린드리컬 광학체(210)를 배치한다.
실린드리컬 광학체(210)의 구성을 도 8a 및 도 8b를 참조하여 살펴보면, 일정 두께의 비반사판(216)을 사이에 두고 2개의 실린드리컬 미러(212, 214)를 맞붙여서 실린드리컬 미러(212)의 초점(B)과 실린드리컬 미러(214)의 초점(C)이 소정 이격거리(d)를 갖도록 배치한다.
이와 같은 본 발명의 제 2 실시예에 의해 디스크(50)에 데이터가 기록되는 과정을 살펴보면, 먼저 데이터 마스크(48) 상부에 신호광이 입사되면, 이 신호광은 데이터 마스크(48)의 홀 형태의 비트 패턴(49)을 통과하여 디스크(50)에 조사된다. 여기서 실린드리컬 미러(212)의 초점(B)이 디스크(50)의 중심축 상에 위치하도록 실린드리컬 광학체(210)를 배치한 상태에서 실린드리컬 미러(212)에 제 1 기준광을 소정 각도로 입사시키면 도 8a에 나타낸 바와 같이 제 1 기준광이 실린드리컬 미러(212)에 의해 소정 각도로 반사되어 디스크(50)의 반지름 방향으로 조사된다. 이때 제 1 기준광은 실린드리컬 미러(212)의 반사 조건에 의해 평행하게 입사되는 빔은 항상 초점(B) 위치에서 뻗어 나가기 때문에 디스크(50) 위에서 관찰할 경우에 제 1 기준광은 항상 디스크(50)의 중심에서 뻗어나가서 초점(B)을 중심으로 180도로 방사된다. 여기서 실린드리컬 미러(212)에서 디스크(50)로 입사되는 제 1 기준광은 전술한 제 1 실시예처럼 양단에 반원형 광단면을 가지고 실린드리컬 반사면이 원의 중심에 위치한 반쪽 테이퍼형 빔의 형상을 가진다. 이로써, 디스크(50)를 비반사판(216)의 배치선과 평행하는 지름을 기준으로 제 1 기록영역과 제 2 기록영역으로 나눌 때에 제 1 기준광과 신호광이 디스크(50)의 제 1 기록영역내 기록 물질층에서 만나서 데이터 마스크(48)의 비트 패턴에 따른 홀로그래픽 데이터가 기록된다.
다음으로, 실린드리컬 미러(212)에 입사되는 제 1 기준광을 차단한 후 실린드리컬 광학체(210)의 위치를 이격거리(d)만큼 변화시켜 실린드리컬 미러(214)의 초점(C)이 디스크(50)의 중심축 상에 위치하도록 배치한 상태에서 실린드리컬 미러(214)에 제 2 기준광을 입사시키되 제 1 기준광이 입사되던 방향에 대칭하는 방향에서 동일한 입사각으로 입사시키면 제 2 기준광은 도 8b에 나타낸 바와 같이 실린드리컬 미러(214)에 의해 제 1 기준광이 반사되던 방향에 대칭하는 방향으로 동일한 반사각도로 반사되어 디스크(50)의 반지름 방향으로 조사된다. 이때 제 2 기준광은 초점(C)을 중심으로 180도로 방사되며, 전술한 제 1 실시예처럼 양단에 반원형 광단면을 가지고 실린드리컬 반사면이 원의 중심에 위치한 반쪽 테이퍼형 빔의 형상을 가진다. 이로써 디스크(50)를 비반사판(216)의 배치선과 평행하는 지름을 기준으로 제 1 기록영역과 제 2 기록영역으로 나눌 때에 제 2 기준광과 신호광이 디스크(50)의 제 2 기록영역내 기록 물질층에서 만나서 데이터 마스크(48)의 비트 패턴에 따른 홀로그래픽 데이터가 기록된다.
이와 같은 본 발명의 홀로그래픽 기록 방식에서 실린드리컬 광학체(210)의 초점(B, C) 위치가 디스크(50)의 중심축 상에 교번하여 위치하도록 조절하고, 실린드리컬 광학체(210)에 제 1 기준광과 제 2 기준광을 교번하여 입사시키면서 그 입사각을 변경하면 디스크(50)로 조사되는 제 1 기준광과 제 2 기준광의 반사각이 변경되어 디스크(50)에 각도 멀티플렉싱 방식으로 새로운 홀로그래픽 데이터를 중첩 기록할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 장치의 구성을 보인 도면으로서 도 6의 구성 요소들과 동일한 구성 요소들은 동일한 참조부호를 명기하였다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 장치는 광원(10), 미러들(14, 28, 34, 40, 106, 112, 114), 광 분리 수단인 빔 스플리터(22, 104), 실린드리컬 광학체(210), 사각빔 형성 수단인 사각 슬롯(110, 118), 미러(106)의 배치 각도를 조절하는 제 1 각도 조절부(108), 미러(118)의 배치 각도를 조절하는 제 2 각도 조절부(116), 실린드리컬 광학체(210)의 초점 위치를 조절하는 위치 조절 수단인 위치 조절부(220), 데이터 마스크(48), 광 기록매체인 디스크(50)로 구성된다. 여기서 12, 230, 240은 셔터, 16, 24, 36은 HWP, 18, 30, 42는 공간 필터, 20은 확대 렌즈를 나타낸다. 26, 38은 편광기, 그리고 44는 확대 렌즈를 나타낸다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 장치의 신호광 경로(S1)와 제 1 기준광 경로(S21) 및 제 2 기준광 경로(S22)는 도 6을 참조하여 설명한 제 1 실시예와 동일하므로 그 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 제 2 실시예에서는, 실린드리컬 광학체(210)의 초점 위치를 조절하는 위치 조절부(220)가 실린드리컬 미러(212)의 초점(B)이 디스크(50)의 중심축 상에 위치하도록 실린드리컬 광학체(210)를 배치한 상태에서는 셔터(240)는 차단시키고 셔터(230)만 투과시켜 제 1 기준광을 실린드리컬 광학체(210)에 입사시키며, 위치 조절부(220)가 실린드리컬 미러(214)의 초점(C)이 디스크(50)의 중심축 상에 위치하도록 실린드리컬 광학체(210)를 배치한 상태에서는 셔터(230)는 차단시키고 셔터(240)만 투과시켜 제 2 기준광을 실린드리컬 광학체(210)에 입사시키는 것이다.
그리고, 실린드리컬 광학체(210)의 초점(B, C) 위치가 디스크(50)의 중심축 상에 교번하여 위치하도록 조절하면서 제 1 실시예에서와 마찬가지로 실린드리컬 광학체(210)에 제 1 기준광과 제 2 기준광을 교번하여 입사시키면서 그 입사각을 변경하면 디스크(50)로 조사되는 제 1 기준광과 제 2 기준광의 반사각이 변경되어 디스크(50)에 각도 멀티플렉싱 방식으로 새로운 홀로그래픽 데이터를 중첩 기록할 수 있다.
본 발명에 대한 앞의 설명에서는 실시예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다.
일예로, 전술한 실시예에서는 제 1 기준광과 제 2 기준광이 디스크의 중심축에 위치한 실린드리컬 미러의 초점에서 각각 180도로 방사되어 디스크의 360도 전체 면에 광이 입사되도록 설계된 예를 고려하였으나 360도 전체 면에 광이 입사되는 조건을 만족하는 경우라면 광 경로의 수는 얼마든지 변화될 수 있으며, 이러한 실시예에서는 단일의 광원에서 제공되는 기준광을 N개로 분기시켜 N개의 서브 기준광으로 분리하는 것이 바람직하다. 아울러 전술한 실시예에서는 2개의 실린드리컬 미러를 이용하는 경우를 고려하였으나 이 또한 실린드리컬 광학체가 360도의 반사면을 갖는 조건을 만족하는 경우라면 그 수는 얼마든지 변화될 수 있다.
이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명은 홀로그래픽 저장매체에 데이터를 기록함에 있어서 실린드리컬 미러에 의해 반사면이 형성된 실린드리컬 광학체를 이용하여 각도 멀티플렉싱 방식으로 데이터를 중첩 기록함으로써 여러 개의 코니컬 미러를 이용하는 종래 기술보다 코스트가 감소되고 코니컬 미러를 교체하거나 새로이 정렬할 필요가 없으므로 데이터 기록 속도가 향상되어 특히 홀로그래픽 롬 디스크의 제작 속도가 향상되는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 방식을 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 종래 기술에 의한 홀로그래픽 데이터 기록 장치의 구성을 보인 도면,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 방식을 개략적으로 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 실린드리컬 광학체의 입사빔과 반사빔의 광경로를 보인 도면,
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 실린드리컬 광학체에서 경계면의 반사 특성을 보인 도면,
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 장치의 구성을 보인 도면,
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 방식을 개략적으로 나타낸 도면,
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 실린드리컬 광학체의 입사빔과 반사빔의 광경로를 보인 도면,
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 홀로그래픽 데이터 기록 장치의 구성을 보인 도면.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
104 : 빔 스플리터 106, 112, 114, 118, : 미러
108, 116 : 각도 조절부 110, 118 : 사각 슬롯
102, 210 : 실린드리컬 광학체 102a, 102b, 212, 214 : 실린드리컬 미러
216 : 비반사판 220 : 위치 조절부
230, 240 : 셔터
Claims (30)
- 홀로그래픽 기록매체에 데이터를 기록하는 장치로서,상기 기록매체의 기록 물질층에 기록하고자 하는 데이터 패턴의 신호광을 조사하는 신호광 패터닝 수단과,교번하여 소정 각도로 입사되는 제 1, 2 기준광을 실린드리컬 반사면을 통해 상기 기록 물질층으로 반사시켜 상기 신호광과 상기 제 1 기준광 또는 제 2 기준광과의 간섭 패턴에 의해 상기 데이터를 기록하는 실린드리컬 광학체와,상기 실린드리컬 광학체에 입사되는 상기 제 1, 2 기준광의 각도를 조절하는 입사각 조절 수단를 포함하는 홀로그래픽 데이터 기록 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 신호광 패터닝 수단은 상기 데이터 패턴에 대응하는 홀 형태의 비트 패턴이 형성되어 상기 신호광이 상기 비트 패턴을 통해 상기 기록 물질층에 조사되게 하는 데이터 마스크인 것을 특징으로 한 홀로그래픽 데이터 기록 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 실린드리컬 광학체에 의해 상기 기록매체로 입사되는 상기 제 1 및 제 2 기준광은 각각 양단에 반원형 광단면을 가지고 상기 실린드리컬 반사면이 원의 중심에 위치한 반쪽 테이퍼형 빔인 것을 특징으로 한 홀로그래픽 데이터 기록 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1, 2 기준광은 상기 제 1 기준광의 경로와 상기 제 2 기준광의 경로 상에 각각 배치된 셔터의 차단 또는 투과 작동에 의해 상기 실린드리컬 광학체에 교번으로 입사되는 것을 특징으로 한 홀로그래픽 데이터 기록 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1, 2 기준광은 사각빔인 것을 특징으로 한 홀로그래픽 데이터 기록 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 기록 장치는 원형의 상기 제 1, 2 기준광을 필터링하여 사각빔으로 형성하여 상기 실린드리컬 광학체에 입사시키는 사각빔 형성 수단을 더 포함하는 홀로그래픽 데이터 기록 장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 사각빔 형성 수단은 사각 슬롯인 것을 특징으로 한 홀로그래픽 데이터 기록 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 실린드리컬 광학체는 360도의 상기 실린드리컬 반사면을 가지면서 그 초점이 상기 기록매체의 중심축 상에 위치하도록 실린드리컬 미러를 배치한 것을 특징으로 한 홀로그래픽 데이터 기록 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 실린드리컬 광학체는 각각의 초점을 갖는 복수의 실린드리컬 미러를 일정 두께의 비반사판을 사이에 두고 맞붙여서 개별의 상기 실린드리컬 미러의 초점간 간격이 소정 이격거리를 갖도록 배치한 것을 특징으로 한 홀로그래픽 데이터 기록 장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 기록 장치는 상기 실린드리컬 광학체의 복수 초점이 상기 기록매체의 중심축 상에 교번으로 위치하도록 상기 실린드리컬 광학체의 배치 위치를 조절하는 위치 조절 수단을 더 포함하는 홀로그래픽 데이터 기록 장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 입사각 조절 수단은 상기 제 1, 2 기준광이 서로 대칭하는 방향에서 동일한 입사각으로 상기 실린드리컬 광학체에 입사되도록 조절하는 것을 특징으로 한 홀로그래픽 데이터 기록 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 기록 장치는 광원으로부터 입사된 레이저광을 상기 신호광과 기준광으로 분리하는 제 1 광 분리 수단과,상기 제 1 광 분리 수단으로부터 입사된 상기 기준광을 상기 제 1 기준광과 상기 제 2 기준광으로 분리하여 각각의 상기 제 1 기준광 경로와 상기 제 2 기준광 경로를 통해 상기 실린드리컬 광학체에 입사되게 하는 제 2 광 분리 수단을 더 포함하는 홀로그래픽 데이터 기록 장치.
- 제 12 항에 있어서,상기 제 1 광 분리 수단 또는 상기 제 2 광 분리 수단은 빔 스플리터인 것을 특징으로 한 홀로그래픽 데이터 기록 장치.
- 제 1 항 또는 제 12 항에 있어서,상기 입사각 조절 수단은 상기 제 1 기준광 경로 상에 배치되어 상기 실린드리컬 광학체에 입사되는 상기 제 1 기준광의 각도를 조절하는 제 1 입사각 조절 수단과,상기 제 2 기준광 경로 상에 배치되어 상기 실린드리컬 광학체에 입사되는 상기 제 2 기준광의 각도를 조절하는 제 2 입사각 조절 수단을 포함하는 홀로그래픽 데이터 기록 장치.
- 제 14 항에 있어서,상기 기록 장치는 입사되는 상기 제 1 기준광을 상기 제 1 입사각 조절 수단에 의해 조절된 배치 각도에 따라 상기 실린드리컬 광학체로 반사시키는 제 1 미러와,입사되는 상기 제 2 기준광을 상기 제 2 입사각 조절 수단에 의해 조절된 배치 각도에 따라 상기 실린드리컬 광학체로 반사시키는 제 2 미러를 더 포함하는 홀로그래픽 데이터 기록 장치.
- 홀로그래픽 기록매체에 데이터를 기록하는 장치로서,상기 기록매체의 기록 물질층에 기록하고자 하는 데이터 패턴의 신호광을 조사하는 신호광 패터닝 수단과,교번하여 소정 각도로 입사되는 제 1, 2 기준광을 각각 양단에 반원형 광단면을 가지고 상기 기록매체의 중심축이 원의 중심에 위치한 반쪽 테이퍼형 빔으로 형성하여 상기 기록 물질층으로 조사하는 반쪽 테이퍼형 빔 형성 수단과,상기 반쪽 테이퍼형 빔 형성 수단에 입사되는 상기 제 1, 2 기준광의 각도를 조절하는 입사각 조절 수단를 포함하는 홀로그래픽 데이터 기록 장치.
- 제 16 항에 있어서,상기 반쪽 테이퍼형 빔 형성 수단은 실린드리컬 미러에 의해 360도의 반사면이 형성된 실린드리컬 광학체인 것을 특징으로 한 홀로그래픽 데이터 기록 장치.
- 홀로그래픽 기록매체에 기록하고자 하는 데이터 패턴을 갖는 신호광과 이에 대응하는 기준광을 간섭시켜 홀로그래픽 데이터를 기록하는 방법으로서,실린드리컬 반사면을 갖는 실린드리컬 광학체에 제 1, 2 기준광을 교번하여 소정 각도로 입사시켜 상기 반사면에 의해 반사된 상기 제 1 기준광 또는 상기 제 2 기준광이 상기 기록매체의 기록 물질층에서 신호광과 만나서 간섭 패턴에 의해 상기 데이터가 기록되게 하는 단계와,상기 실린드리컬 광학체에 입사되는 상기 제 1, 2 기준광의 입사각을 조절하여 상기 실린드리컬 광학체에 의한 상기 제 1 기준광 또는 상기 제 2 기준광의 반사각을 변화시켜 상기 기록 물질층에서 상기 제 1 기준광 또는 상기 제 2 기준광과 상기 신호광과의 간섭 패턴에 의해 새로운 상기 데이터가 중첩 기록되게 하는 단계를 포함하는 홀로그래픽 데이터 기록 방법.
- 제 18 항에 있어서,상기 중첩 기록 단계는 상기 실린드리컬 광학체로 입사되는 상기 제 1 기준광과 상기 제 2 기준광의 입사 각도를 서로 대칭하는 각도로 변화시키는 것을 특징으로 한 홀로그래픽 데이터 기록 방법.
- 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,상기 기록 방법은 상기 기록매체에 입사되는 상기 제 1 기준광과 상기 제 2 기준광이 상기 실린드리컬 광학체에 의해 각각 양단에 반원형 광단면을 가지고 상기 기록매체의 중심축이 원의 중심에 위치한 반쪽 테이퍼형 빔으로 형성되는 것을 특징으로 한 홀로그래픽 데이터 기록 방법.
- 홀로그래픽 기록매체에 기록하고자 하는 데이터 패턴을 갖는 신호광과 이에 대응하는 기준광을 간섭시켜 홀로그래픽 데이터를 기록하는 방법으로서,광원으로부터 제공되는 제 1 기준광과 제 2 기준광을 광학체를 중심으로 하여 상호 대칭하는 방향으로 각각 정렬시키는 단계와,상기 대칭 방향으로 각각 정렬된 상기 제 1 및 제 2 기준광을 상기 광학체에 교번으로 입사시켜 상기 광학체에 의해 기 설정된 상호 대칭 각도로 상기 기록매체에 조사시키는 단계를 포함하는 홀로그래픽 데이터 기록 방법.
- 제 21 항에 있어서,상기 기록 방법은 상기 기록매체에 입사되는 상기 제 1 기준광과 상기 제 2 기준광이 상기 광학체에 의해 각각 양단에 반원형 광단면을 가지고 상기 기록매체의 중심축이 원의 중심에 위치한 반쪽 테이퍼형 빔으로 형성되는 것을 특징으로 한 홀로그래픽 데이터 기록 방법.
- 제 21 항에 있어서,상기 기록 방법은 하나의 상기 광원으로부터 제공되는 상기 기준광을 상기 제 1 기준광과 상기 제 2 기준광으로 분기하는 단계를 더 포함하는 홀로그래픽 데이터 기록 방법.
- 제 21 항에 있어서,상기 기록 방법은 상기 홀로그래픽 기록매체에 새로운 신호광이 입사될 때마다 상기 광학체로 입사되는 상기 제 1 및 제 2 기준광의 입사각도를 조절하는 단계를 더 포함하는 홀로그래픽 데이터 기록 방법.
- 제 21 항 내지 제 24 항 중 어느 하나에 있어서,상기 기록 방법은 상기 광학체로서 실린드리컬 미러에 의해 광 반사면이 형성된 실린드리컬 광학체를 이용하여 상기 제 1 및 제 2 기준광을 상기 기록매체로 반사시키는 것을 특징으로 한 홀로그래픽 데이터 기록 방법.
- 제 21 항 내지 제 24 항 중 어느 하나에 있어서,상기 기록 방법은 상기 제 1 및 제 2 기준광을 사각빔으로 필터링하는 단계를 더 포함하는 홀로그래픽 데이터 기록 방법.
- 제 21 항 내지 제 24 항 중 어느 하나에 있어서,상기 기록 방법은 상기 기록매체로 조사되는 상기 제 1 및 제 2 기준광이 상기 실린드리컬 광학체를 중심으로 하여 360도로 분포되는 것을 특징으로 한 홀로그래픽 데이터 기록 방법.
- 제 21 항 내지 제 24 항 중 어느 하나에 있어서,상기 기록 방법은 교번으로 차단/투과되는 셔터의 셔터링 동작을 통해 상기 제 1 및 제 2 기준광이 교번으로 입사되는 것을 특징으로 한 홀로그래픽 데이터 기록 방법.
- 홀로그래픽 기록매체에 기록하고자 하는 데이터 패턴을 갖는 신호광과 이에 대응하는 기준광을 간섭시켜 홀로그래픽 데이터를 기록하는 방법으로서,광원으로부터 제공되는 상기 기준광을 N(단, N은 자연수)개의 서브 기준광으로 각각 분기시키는 단계와,상기 분기된 각 서브 기준광이 광학체의 중심축을 향하도록 각각 정렬시키는 단계와,상기 각각 정렬된 상기 서브 기준광을 상기 광학체에 순차로 입사시켜 상기 광학체를 중심으로 한 기 설정된 방사 각도로 상기 기록매체에 조사시키는 단계를 포함하는 홀로그래픽 데이터 기록 방법.
- 제 29 항에 있어서,상기 기록 방법은 상기 홀로그래픽 기록매체에 새로운 신호광이 입사될 때마다 상기 광학체로 입사되는 상기 각 서브 기준광의 입사각도를 조절하는 단계를 더 포함하는 홀로그래픽 데이터 기록 방법.
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