KR100640703B1 - 광 투과를 강화하며 온도 상승을 억제하는 광학 엘리먼트 - Google Patents

광 투과를 강화하며 온도 상승을 억제하는 광학 엘리먼트 Download PDF

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Abstract

온도의 상승은 억제하면서, 개구를 통과한 광의 파워 밀도는 증가시키는 광학 엘리먼트 구조가 개시된다. 도전성 필름은 내부에 형성된 파장 이하 크기의개구 및 그 위에 형성된 주기적인 표면 토포그래피를 가진다. 렌즈는 소정 직경의 주기적인 표면 토포그래피상에 광을 집광시킨다. 도전성 필름상의 입사광의 소정 직경 및 주기적인 표면 토포그래피의 주기는, 광 빔에 대한 개구를 통과한 광의 파워 비율이 도전성 필름에 주기적인 표면 토포그래피가 없는 경우 얻게되는 개구를 통과한 광의 파워 비율보다 크게 결정된다.
광학 엘리먼트, 표면 토포그래피, 광학 콘덴서, 도전성 필름

Description

광 투과를 강화하며 온도 상승을 억제하는 광학 엘리먼트 {OPTICAL ELEMENT FOR ENHANCED TRANSMISSION OF LIGHT AND SUPPRESSED INCREASE IN TEMPERATURE}
도 1 은 종래의 광학 엘리먼트 (Optical Element) 를 나타내는 측단면도.
도 2A 는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 광학 엘리먼트의 예에서 채택된 도전성 필름 (Conductive Film) 의 측단면도.
도 2B 는 도 2A 에 나타낸 바와 같은 도전성 필름의 평면도.
도 3 은 동심적으로 (Concentrically) 형성된 디프레션 (Depression) 의 주기수에 관한 함수로서, 개구 (Aperture) 을 통해 투과된 광의 정규화된 양을 나타내는 그래프.
도 4 는 동심적으로 형성된 디프레션의 주기수에 관한 함수로서 입사광의 정규화된 파워 (Power) 밀도 및 광 파워 효율을 나타내는 그래프.
도 5A 는 홀 (Hole) 지름 d 의 다양한 값들에 대한 주름 구조 (Corrugation Geometry) It - Iinc 을 나타내는 그래프.
도 5B 는 홀 지름 d 의 다양한 값들에 대한 성능 지수 LPE 의 대응하는 조명 직경 의존성을 나타내는 그래프.
도 6 은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 광학 엘리먼트의 측단면도.
도 7 은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 광학 엘리먼트의 측단면도.
도 8 은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 광학 엘리먼트의 측단면도.
도 9 는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 광학 엘리먼트의 측단면도.
도 10 은 본 발명의 상기 실시형태들에 따른 광학 엘리먼트를 채택한 광학 헤드의 측단면도.
도 11 은 본 발명의 상기 실시형태들에 따른 광학 엘리먼트를 채택한 광 기록 및 판독 장치의 사시도.
도 12 는 본 발명의 제 6 실시형태에 따른 광학 엘리먼트의 측단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호설명*
10: 집광 렌즈 20: 광학 엘리먼트 바디
30: 도전성 필름 40, 530: 개구
50: 광 기록 매체 60: 광학 재료층
61: 고 굴절률 재료 필름 (High-refractive-index Material Film)
90: 광 파이버 91, 93: 마이크로 렌즈
92: 반사 거울 94: 플라이 표면
100: 광학 엘리먼트 200: 광학 헤드
300: 광 기록/판독 장치 310: 회전축
320: 서스펜션 330: 헤드 구동 장치
500: 판독/기록 헤드 510: 도파관
512: 말단 표면 520: 플라스몬 강화 장치
522: 필름 31, 540: 주기적인 표면 토포그래피
본 발명은 파장 이하 크기의(부파장; Subwavelength) 개구 및 내부에 형성된 표면 토포그래피 (Surface Topography) 를 갖는 도전성 필름이 제공된 광학 엘리먼트, 광학 헤드, 및 그 광학 엘리먼트를 이용하는 광 데이터 기록/판독 장치에 관한 것이다.
CD-ROM (Compact Disk-Read Only Memory) 또는 DVD (Digital Video Disk) 와 같은 광 기록 매체 (Optical Recording Medium) 는 대량의 데이터를 저장하는 능력, 콤팩트 디자인, 이동성, 및 견고성을 포함한, 다양한 이점을 가지고 있다. 기록 미디어 및 데이터 기록/판독 장치의 가격이 내려가면서, 그러한 광 기록 매체는 점차 매력적으로 되고 있다. 광 기록 매체에서의 데이터 밀도가 특히, 오래 재생하는 비디오 데이터에 대해 더 높은 것이 좋다.
광 기록 매체에서의 데이터 밀도는 광 기록 매체의 피트 (Pit) 사이즈에 의해 결정되는 것으로 잘 알려져 있는데, 피트의 사이즈는 광 매체 상에 집광된 레이저 빔 (Beam) 의 직경에 의해 제한된다. 따라서, 광 미디어의 데이터 밀도는 레이저 빔의 직경을 감소시킴으로써 증가시킬 수 있다.
광학 헤드 (Optical Head) 와 광 기록 매체 간의 거리가 레이저 빔의 파장보다 훨씬 큰 현재의 광 시스템의 경우, 피트의 최소 길이는 회절 한계에 의해 결정된다. 더욱 상세하게는, 광 매체상에 집광된 (Focused) 레이저 빔의 직경은 회 절에 의해 λ/2 로 제한되며, 여기서 λ는 레이저 빔의 파장이다. 이것이 회절 제한이라 불리는 알려진 현상이다. 예를 들면, 오늘날 최소 파장을 가지는 가시광 레이저인 청색 레이저를 이용하는 경우 조차, 피트의 최소 길이는 약 200 ㎚ 로 제한된다.
그러나, 피트의 길이는 근접 필드 광학계 (Near-Field Optics) 를 통해 50 ㎚ 이하로 감소시킬 수 있으며, 그 광학계에는, 레이저 광의 파장보다 더 작은 개구를 갖는 광학 헤드가 광 기록 매체로부터 개구 사이즈보다 더 크지 않은 거리에 배치되며 그 표면상을 스캔한다. 이러한 근접 필드 광학계에서, 피트의 길이는 개구의 사이즈에 의해서만 결정된다. 따라서, 근접 필드 광학계를 통해 데이터 밀도를 더 높이고, 데이터의 기록 및 판독 속도를 더 높일 수 있다.
근접 필드 광학계의 이러한 이점들은 현재 신뢰성있고 비교적 저렴하며 쉽게 입수할 수 있는 적색 다이오드 (Diode) 레이저를 이용하여 얻을 수도 있다. 또한, 비교적 무겁고 큰 대물렌즈를 이용할 필요 없이, 광 파이버 (Optical Fiber) 나 반도체 도파관 (Waveguide) 에 직접 결합하여 광학 헤드를 제작할 수 있다. 이에 의해서, 플라잉 (Flying) 타입이나 콘택트 (Contact) 타입 헤드의 기계적 디자인을 단순화시킬 수 있다.
일반적인 근접 필드 스캐닝 광학 헤드는 레이저 광의 파장보다 더 작은 개구를 얻기 위해 점점 가늘어지는 (Tapered) 광 파이버를 이용하여 제작된다. 그러나, 레이저 광은 부파장 개구으로 전파하는 동안에 상당히 감쇠하기 쉽고, 이로 인해 광 기록 매체상에 데이터를 기록하는데 요구되는 충분한 세기의 광을 얻기가 어렵다. 참고문헌은 다음과 같다.
●E. Betzig 등의 "Near-Field Optics: Microscopy, Spectroscopy, and Surface Modification Beyond the Diffraction Limit" (Science, Vol. 257, pp. 189-194, July 1992)
●G.A. Valaskovic 등의 "Parameter Control, Characterization, and Optimization in the Fabrication of Optical Fiber Near-Field Probes" (applied Optics, Vol. 34, No. 7, pp. 1215-1227, 1995)
일반적인 근접 필드 광학 헤드에서, 부파장 개구를 형성하는 재료는 주로 금속이다. 그러나, 금속으로 이루어진 부파장 개구를 통과하는 광량 (또는 처리량) 은 매우 작다. IT 가 개구 출구에서 전체 투과된 파워 밀도 또는 세기이고, Iinc 는 입사하는 총 파워 세기일 때, IT/Iinc 로 정의되는 처리량은
Figure 112006007433557-pat00001
에 대략적으로 비례하여 개구 지름에 따라 감소할 것으로 예측되며, 여기서 d 는 개구의 직경이고, λ 는 광 파장이다 (참고문헌: 1944년 10월, Physical Review, Vol. 66, Nos. 7 and 8, pp. 163-182 에 있는 H.A. Bethe 의 "Theory of Diffraction by Small Holes.").
한편, 도전성 필름을 통해 관통하는 하나 이상의 부파장 직경 개구를 통과하는 광 세기는 복수의 개구들을 주기적으로 배열하거나 도전성 필름상의 하나 이상의 개구과 연계된 주기적인 표면 토포그래피를 제공함으로써, 상당히 증가된다는 것은 알려진 사실이다. 다음의 미국 특허,
●Ebbesen 등의 5,973,316;
●Kim 등의 6,040,936;
●Ebbesen 등의 6,052,238;
●Ebbesen 등의 US 6,236,033 B1; 및
●Kim 등의 US 6,285,020 B1 을 참조한다.
실험 결과에 따르면, 어떤 경우에는 광 세기의 증가율이 IT/Iinc≒2 에까지 이른다. 도전성 필름 표면상의 입사광은 표면상의 표면 플라스몬 (SP: Surface Plasmon) 과 공진하는 방식으로 상호작용하여, 도전성 표면에서 강화된 전자기장을 형성함으로써 도전성 필름의 하나 이상의 개구를 통한 광 투과를 강화시키는 것으로, 생각된다.
개선된 근접 필드 광학 헤드는, 심사청구되지 않은 일본 특허출원 공개공보 제 P2001-291265A 호에 개시되어 있으며, 이는 여기서 각각 참조하고 있는 2000년 2월 28일자 미국 특허출원 제 60/185,239 호 및 2000년 11월 27일자 미국 특허출원 제 09/721,694 호에 대응한다. 이러한 종래의 근접 필드 광학 헤드는 매우 높은 광 투과의 파워 밀도 및 정밀 해상도를 획득하기 위해, 부파장 직경 개구과 주기적인 표면 토포그래피로 유발되는 표면 플라스몬 강화법을 이용한다. 이러한 종래의 근접 필드 광학 헤드의 개략적인 구조를 도 1 에 나타낸다.
도 1 에서, 판독/기록 헤드 (500) 에는 도파관 (510) 및 플라스몬 강화 장치 (PED: Plasmon-Enhanced Device) (520) 를 설치한다. 도파관 (510) 은, 광 기록 매체 (50) 에 인접하여 배치시킨, 말단 표면 (End Surface) (512) 의 단면적을 더 작게 만들기 위해 점점 가늘어진다. 말단 표면 (512) 과 광 기록 매체 (50) 의 표면 사이의 거리 z 는 개구 (530) 직경의 오더 (Order) 로 설정된다.
플라스몬 강화 장치 (520) 는 도파관 (510) 으로부터 입사하여 플라스몬 강화 장치 (520) 를 통과하는 광의 투과 효율을 강화하기 위해, 말단 표면 (512) 상에 형성된다. 플라스몬 강화 장치 (520) 에는, 바람직하게는 은으로 이루어지며 플라스몬 강화 장치 (520) 를 관통하는 개구 (530) 을 가지는 금속 필름 (522) 을 제공한다. 이러한 판독/기록 헤드 (500) 의 해상도는 개구 (530) 의 치수로 결정된다. 개구 (530) 의 직경 d 는 입사광 파장 이하이며, 광 기록 매체 (50) 상에 기록되는 하나의 피트 치수에 대응한다. 투과된 광은 피트를 형성하기에 충분한 파워 세기를 가진다. 광 기록 매체 (50) 가 상변화 타입인 경우, 기록 광의 세기는 상변화 광 기록 매체를 국부적으로 녹일 정도로 충분히 높게 설정한다.
금속 필름 (522) 은, 매우 많은 양의 투과광이 부파장 판독/기록 광 스팟 (Spot) 을 형성하게 하여 회절 제한에 의해 얻은 것 보다 훨씬 높은 데이터 밀도를 얻게 하는, 주기적인 표면 토포그래피 (540) 를 더 구비한다. 더 작은 스팟은 데이터 밀도와 판독 속도 양자를 더 높게 한다. 이러한 이점들을 상업적으로 입수 가능하고 고가가 아닌 레이저를 이용함으로써, 다시 말해, 더 짧은 파장의 레이저를 이용하지 않고서 얻을 수 있다.
상기와 같이, 표면 플라스몬 강화를 이용하여 광 투과를 강화하기 위해서는 작은 개구 둘레에 형성된 표면 토포그래피에 입사광을 가할 필요가 있다. 표면 토포그래피가 없는 단일 개구의 경우, 입사광은 단순히 작은 개구에 가해진다.
따라서, 표면 플라스몬 강화를 이용하는 경우, 표면 토포그래피를 포함하는 더 넓은 영역에 입사광을 가해야 하는데, 이는 고정된 전체 레이저 파워에 대해 광의 파워 밀도가 더 낮음을 의미한다. 광 기록 매체상에 정보를 기록하기 위한 광 파워 밀도는 특정 임계값보다 높아야 하기 때문에, 더 넓은 영역에 입사광의 증가된 파워를 가하여 작은 개구를 통과하는 충분한 광 파워 밀도를 얻을 필요가 있다.
또한, 도전성 필름에 증가된 파워의 입사광을 적용하는 것은 도전성 필름 및 그에 인접한 광 기록 매체 표면의 온도 상승을 유발하고, 신뢰도를 감소시킨다.
본 발명의 목적은 입사광의 증가된 파워로 유발되는 온도 상승을 억제하는 한편, 도전성 필름상의 표면 토포그래피에 의해 포위된 부파장 개구를 통과하는 광의 파워 밀도를 증가시키는 광학 엘리먼트 구조를 제공함에 있다.
본 발명에 따르면, 도전성 필름상의 주기적인 표면 토포그래피에 가한 광 빔의 사이즈 및 주기적인 표면 토포그래피의 주기를, 기준 입력광에 대한, 개구를 통하여 투과되는 출력광의 광 파워 효율을 최대화하도록, 결정한다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 광학 엘리먼트는, 광학 엘리먼트 바디 (Body); 소정 직경의 집광된 광 빔을 생성하기 위해 입사광을 집광시키는 집광 렌즈; 및 제 1 표면 및 제 2 표면을 가지고, 상기 제 1 표면은 광학 엘리먼트 바디와 대면하는 도전성 필름을 구비하며, 여기서 상기 도전성 필름은, 내부에 제공되어 제 1 표면에서 제 2 표면으로 관통하는 개구 및 제 1 표면과 제 2 표면 중 적어도 하나 위에 제공되는 주기적인 표면 토포그래피를 더 갖는다. 도전성 필름은 집광 렌즈의 초점면에 위치한다. 제 1 표면상에 집광된 광 빔의 소정 직경 및 주기적인 표면 토포그래피의 주기는, 개구를 통하여 투과된 광의 파워가, 제 1 표면상에 집광된 광 빔의 파워에 대해, 주기적인 표면 토포그래피가 도전성 필름에 제공되지 않는다면 개구를 통하여 투과되는 투과광의 파워보다 크게 결정한다.
주기적인 표면 토포그래피는 개구 둘레에 주기적으로 배열된 복수의 표면 형상을 포함할 수도 있다. 개구 둘레에 복수의 표면 형상들은 더욱 동심적으로 배열할 수도 있다.
표면 형상들은 디프레션 (Depression), 반구형 프로트루젼 (Protrusion), 그루브 (Groove), 프로트루젼, 고리형 디프레션, 고리형 및 반구형 프로트루젼, 고리형 그루브, 및 고리형 프로트루젼으로 구성되는 형상 그룹 중에서 선택된 하나를 포함할 수도 있다.
광 빔의 직경은 주기적인 표면 토포그래피의 2 주기 내지 6 주기의 범위 내에서 결정하는 것이 바람직하다.
개구는 광 빔의 파장보다 짧은 직경을 가진다. 바람직하게는, 광 빔의 파장 λ에 대한 개구의 직경 d 의 비율 d/λ은 0.3 보다 크지 않다. 더욱 바람직하게는, 개구는 투명 유전체로 채워진다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 광학 엘리먼트 바디의 굴절률보다 높은 굴절률을 가지는 광학 재료 (Optical Material) 의 층이 도전성 필름의 제 1 및 제 2 표면 중 적어도 하나 위에 제공된다. 이러한 층을 추가하는 경우, 일정한 파장에서 동작하는데 필요한 격자 상수가 감소하고, 일정한 투과 강화를 얻기 위해 요구되는 전체 조사 (Irradiation) 영역이 감소한다. 광학 재료는 티타늄 산화물, 지르코늄 산화물, 탄탈룸 (Tantalum) 산화물, 알루미나 (Alumina), 실리콘 질화물, 그리고 실리콘으로 구성되는 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 광학 엘리먼트 바디의 열전도율보다 높은 열전도율을 가지는 고 열전도율 재료층이 도전성 필름과 광학 엘리먼트 바디 사이에 제공된다. 그 재료는 다이아몬드, 베릴륨 산화물, 니켈 산화물, 알루미나, 실리콘 질화물, 아몰포스 탄소, 실리콘, 그리고 게르마늄으로 구성되는 그룹 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명은 광학 헤드에 적용할 수 있다. 광 기록 매체에 인접하여 배치된 광학 헤드는, 광원에서 방출되는 광을 안내하는 도파관; 도파관에 광학적으로 연결되며, 소정 직경에서 집광된 광 빔을 생성하기 위해 입사광을 집광시키는 광학 콘덴서; 및 제 1 표면 및 제 2 표면을 가지고, 상기 제 1 표면은 광학 콘덴서와 대면하며, 상기 광학 콘덴서의 초점면에 위치하는 도전성 필름을 구비하며, 상기 도전성 필름은, 내부에 제공되어 제 1 표면에서 제 2 표면으로 관통하는 개구 및 제 1 표면 및 제 2 표면 중 적어도 하나 위에 제공되는 주기적인 표면 토포그래피를 더 포함하며, 상기 개구는 광 기록 매체의 표면에 인접하여 배치된다. 제 1 표면상의 광 빔의 소정 직경 및 주기적인 표면 토포그래프의 주기는 개구를 통해 투과되는 광의 파워가, 제 1 표면상의 광 빔의 파워에 대해, 주기적인 표면 토포그래피가 도전성 필름에 제공되지 않는다면 개구를 통해 투과되는 투과광의 파워보다 크게 결정된다.
광학 헤드는 광 기록 매체가 회전할 때 소정 높이에서 광 기록 매체의 표면상에 광학 헤드를 부동시키는 슬라이더 (Slider) 를 더 포함할 수 있다.
광학 헤드의 일 실시형태에 따르면, 도파관은 광 파이버를 포함하며, 광 컬렉터 (Collector) 는 광 파이버에서 방출되는 광을 콜리메이팅하는 콜리메이팅 렌즈; 소정 각도에서 콜리메이팅된 광 빔의 방향을 전환시키는 광 방향 전환기; 및 광 방향 전환기로부터 입사된 평행 광 빔을 집광시키는 집광 렌즈를 구비하며, 도전성 필름의 제 2 표면은 슬라이더의 부동 표면과 실질적으로 동일 평면이다.
광학 헤드는 기록 및 판독 헤드에 적용할 수 있는데, 이는 광 기록 매체로부터 정보를 판독하기 위해 광 기록 매체의 표면에서 반사되는 광을 검출하는 광 검출기를 더 포함하며, 광 검출기는 개구에 인접하여 배치된다.
광 검출기는 바람직하게는 도전성 필름의 제 2 표면상의 개구에 인접하는 위치에서 도전성 필름 내에 제공된다.
본 발명은 광 기록 및 판독 장치에 적용할 수 있다. 우선, 광 기록 매체에/로부터 정보를 기록하고 판독하는 장치는, 광학 헤드; 및 광학 헤드를 광 기록 매체상의 원하는 위치로 이동시키는 헤드 구동 장치를 구비한다. 광학 헤드는, 광원에서 방출되는 광을 안내하는 도파관; 도파관에 광학적으로 연결되며, 집광된 광 빔을 생성하기 위해 입사광을 집광시키는 광학 콘덴서; 제 1 표면 및 제 2 표면을 가지며, 상기 제 1 표면은 광학 콘덴서와 대면하는 도전성 필름; 및 광 기록 매체로부터 정보를 판독하기 위해 광 기록 매체의 표면에서 반사되는 광을 검출하는 광 검출기를 구비하며, 여기서, 상기 도전성 필름은, 내부에 제공되어, 제 1 표면에서 제 2 표면으로 관통하며, 광 기록 매체의 표면에 인접하여 배치되는 개구 및 제 1 및 제 2 표면 중 적어도 하나 위에 제공되는 주기적인 표면 토포그래피를 더 포함하고, 상기 광 검출기는 개구에 인접하여 배치되며, 상기 제 1 표면상에 집광되는 광 빔의 직경 및 주기적인 표면 토포그래피의 주기는 개구를 통하여 투과된 광의 파워가, 제 1 표면상에 집광된 광 빔의 파워에 대해, 주기적인 표면 토포그래피가 도전성 필름에 제공되지 않는다면 개구를 통하여 투과되는 투과광의 파워보다 크게 결정된다.
둘째로, 광 기록 매체에/로부터 정보를 기록하고 판독하는 장치는, 기록 광 빔으로 광 기록 매체를 조사함으로써 광 기록 매체에 정보를 기록하는 광 기록 헤드; 광 기록 매체를 통하여 투과된 광 빔을 검출함으로써 광 기록 매체로부터 정보를 판독하는 광 판독 헤드; 및 광 기록 헤드와 광 판독 헤드를 광 기록 매체상의 원하는 위치로 이동시키는 헤드 구동 장치를 구비하며, 광 기록 헤드는, 광원에서 방출되는 광을 안내하는 도파관; 도파관에 광학적으로 연결되며 집광된 광 빔을 생성하기 위해 입사광을 집광시키는 광학 콘덴서; 및 제 1 표면과 제 2 표면을 가지며 상기 제 1 표면은 광학 콘덴서와 대면하는 도전성 필름을 구비하며, 여기서, 도전성 필름은 내부에 제공되어 제 1 표면에서 제 2 표면으로 관통하며 광 기록 매체의 표면에 인접하여 배치되는 개구 및 제 1 표면과 제 2 표면 중 적어도 하나 위에 제공되는 주기적인 표면 토포그래피를 더 포함하는 도전성 필름을 포함하며, 제 1 표면상에 집광된 광 빔의 직경 및 주기적인 표면 토포그래피의 주기는 개구를 통하여 투과된 기록 광 빔의 파워가, 제 1 표면상에 집광된 광 빔의 파워에 대해, 주기적인 표면 토포그래피가 도전성 필름에 제공되지 않는다면 개구를 통하여 투과되는 투과광의 파워보다 크게 결정된다.
셋째로, 자기 광학 기록 매체에/로부터 정보를 기록하고 판독하는 장치는, 광 기록 매체를 기록 광 빔으로 조사하여 자기 광학 기록 매체에 정보를 광학적으로 기록하는 기록 헤드; 자기 저항 효과를 이용하여 자기 광학 기록 매체로부터 누설 자속을 검출함으로써 자기 광학 기록 매체로부터 정보를 판독하는 판독 헤드; 및 기록 헤드와 판독 헤드를 광 기록 매체상의 원하는 위치로 이동시키는 헤드 구동 장치를 구비하며, 기록 헤드는, 광원에서 방출되는 광을 안내하기 위한 도파관; 그 도파관에 광학적으로 연결되며, 집광된 광 빔을 생성하도록 입사광을 집광시키는 광학 콘덴서; 및 제 1 표면 및 제 2 표면을 가지며, 상기 제 1 표면은 광학 콘덴서와 대면하는 도전성 필름을 구비하며, 여기서, 도전성 필름은 내부에 제공되어, 제 1 표면에서 제 2 표면으로 관통하며, 광 기록 매체의 표면에 인접하여 배치되는 개구 및 제 1 표면과 제 2 표면 중 적어도 하나 위에 제공되는 주기적인 표면 토포그래피를 더 포함하며, 제 1 표면상에 집광된 광 빔의 직경 및 주기적인 표면 토포그래피의 주기는 개구를 통해 투과된 기록 광 빔의 파워가, 제 1 표면상에 집광된 광 빔의 파워에 대해, 주기적인 표면 토포그래피가 도전성 필름에 제공되지 않는다면 개구를 통하여 투과되는 투과광의 파워보다 크게 결정된다.
상기와 같이, 도전성 필름의 제 1 표면상에 집광된 광 빔의 직경 및 주기적인 표면 토포그래피의 주기는, 입사광 빔에 대한 개구 투과광의 파워 비율이 주기적인 표면 토포그래피가 도전성 필름에 제공되지 않는다면 얻었을 개구 투과광의 파워 비율보다 크게 결정된다. 그러한 광학 엘리먼트 구조는 광 빔의 증가된 파워로 인한 온도 상승을 억제하면서, 도전성 필름상의 주기적인 표면 토포그래피로 포위된 부파장 개구를 통과하는 광의 파워 밀도를 증가시킨다.
바람직한 실시형태의 설명
본 발명의 원리
1) 샘플
도 2A 및 2B 에 나타낸 바와 같이, 광학 엘리먼트의 샘플은 광학 엘리먼트 바디 (20) 의 말단 표면상에 제공되는 도전성 필름 (30) 을 구비하며, 광학 엘리먼트 바디 (20) 와 대면하는 도전성 필름 (30) 의 표면에 포함된 주기적인 표면 토포그래피 (31) 및 그 중앙에 형성된 개구 (40) 을 가진다. 주기적인 표면 토포그래피 (31) 를 포함하는 표면에는 주기적인 패턴으로 동심적으로 배열된 복수의 디프레션이 제공된다. 개구 (40) 은 동심 패턴의 중앙에 위치한다.
여기서, 광학 엘리먼트 바디 (20) 로서 유리 기판을 사용하여, 다음의 단계에 따라 샘플을 형성한다. 우선, 750 ㎚의 주기로 약 100 ㎚ 깊이의 동심 패턴의 디프레션을 생성하기 위해, 집광 이온 빔 시스템 (FIB: Focused Ion Beam) 을 이용하여 유리 기판의 표면을 에칭한다. 그 후, 주기적인 표면 토포그래피 (31) 를 생성하도록, DC 스퍼터링 (DC Sputtering) 으로 동심 패턴의 디프레션상에 두께가 300 ㎚인 Ag 필름을 증착한다. 동심 패턴의 디프레션 중앙에, 직경이 200 ㎚인 개구를 FIB 를 이용하여 형성한다. 얇은 접착층 (1-5 ㎚의 Cr 또는 Ti) (미도시됨) 을 Ag 필름과 광학 엘리먼트 바디 사이에 설치할 수 있다. 그러한 접착층은 투과 강화에는 영향을 미치지 않지만, Ag 필름의 안정성을 증가시킨다. Ag 필름은 그 표면이 Ag 인 이상, 예컨데, Si 또는 Ni 를 포함한 샌드위치일 수 있다.
표면 플라스몬 강화를 이루기 위해, 사각 단면 그루브에 대한 주기적인 표면 토포그래피 (31) 의 주기 a 는 다음의 식,
Figure 112003050202769-pat00002
(1)
을 만족할 필요가 있는데, 여기서 λ는 이용된 광의 파장이고, εm 은 도전성 필름의 유전율이며, εd 는 주기적인 표면 토포그래피 (31) 상의 유전체의 유전율이며, i, j 는 정수이다. i + j = 1 인 경우는 최고의 투과 강화를 생성한다. 바람직한 단면은 원형 그루브이다. 원형 그루브에 대한 주기 a 는 다음의 식,
Figure 112006007433557-pat00003
(2)
에서 구한다.
2) 문제점
상기와 같이, 도전성 필름 (30) 상의 조사 영역의 반경을 주기적인 표면 토포그래피 (31) 전체를 덮도록 증가시킨 경우, 개구 (40) 을 통과하는 충분한 광 파워 밀도를 유지하기 위해, 주기적인 표면 토포그래피 (31) 에는 파워가 증가된 입사광을 가할 필요가 있다. 반면에, 조사 영역의 반경을 감소시키는 경우, 표면 플라스몬 강화는 더 작아지게 되고, 이로 인해 개구 (40) 을 지나는 충분한 광 파워 밀도를 얻을 수 없게 된다.
따라서, 입사광의 조사 반경은 광학 엘리먼트의 제작에 있어 매우 중요한 요소이다. 주기적인 표면 토포그래피 (31) 의 주기수의 관점에서, 입사광의 최적 조사 반경은 실험적으로 하기와 같이 결정할 수 있다. 예를 들면, 동심적으로 배열된 주기적인 고리들의 주기수는 고리들의 수이다.
3) 조사 조건
0, 2 ,3, 6 및 10 의 주기수를 가지는 각 샘플들을 프리 스탠딩 멤브레인 (Free-standing Membrane) Ag-Ni-Ag 에서 상기와 같이 제작하였다. 제조 방법에 관한 더욱 상세한 설명은 "Grupp 등의 Appl. Phys. Lett. 77, 1569 (2000)" 에서 찾을 수 있다. λ= 800 ㎚에서, P = 750 ㎚의 격자 상수는 최대의 플라스몬 강화를 제공하며, 개구 직경 d 는 300㎚이다. 0 의 주기수를 가지는 샘플은 표면 형태를 가지지 않고 있는데, 다시 말해, 개구 둘레에 상당히 부드러운 표면을 가지고 있다. 표면 골의 영역보다 훨씬 큰 영역상에서, 각 샘플의 표면을 백색광의 평행 빔으로 Ag 필름의 측면에서부터 조사하였다. 각 샘플에 대한 투과광의 광 파워는 현미 분광기로 측정하였다.
도 3 에서, 수직축은 정규화된 투과율을 나타내는데, 이는 개구를 통해 투과된 광 파워 세기를 개구상의 입사광 파워로 다음,
Figure 112003050202769-pat00004
과 같이 정규화하여 얻으며, 여기서 Tn 은 정규화된 투과율이다. 물리적으로는, 정규화된 투과율 Tn = 1 은 개구에 입사하는 광 파워가 그것이 개구를 통과하면서 모두 투과됨을 의미한다. Tn < 1 은 거시적인 한계에 대한 감쇠를 의미한다. "강화" 는 보통 표면 골이 없는 베어 (Bare) 개구에 대해 정규화된다. 예를 들면, "Thio 등의 Optics Letters, 26, 1972-4 (2001)" 을 참조한다. 고리가 없는, 즉, 주기수 N = 0 인 샘플의 경우, 정규화된 투과율 Tn 은 0.1 보다 크지 않으며, 이는 투과된 광 파워가 매우 작음을 의미한다. 개구 (40) 둘레에 주기적인 표면 토포그래피 (31) 로서 동심 디프레션들을 형성하면 정규화된 투과율 Tn 이 증가한다. 주기수가 2 를 초과하면, 정규화된 투과율 Tn 은 1 보다 커진다. 주기수가 증가하면서, 정규화된 투과율 Tn 은 더 커진다.
한편, 각 샘플의 주기적인 표면 토포그래피 (31) 전부를 일정한 입사광 파워로 균일하게 조사하였다. 입사광의 정규화된 파워 밀도 및 광 파워 효율은 도 4 에 나타낸 바와 같이 각 샘플에 대해 그림으로 나타내었다.
도 4 에서, 입사광의 정규화된 파워 밀도는 각 샘플에 대한 입사광의 파워 밀도를 입사광이 주기수 1 인 주기적인 표면 토포그래피 (31) 에 가해진 경우에 얻는 파워 밀도로 정규화하여 얻는다. 주기수가 1 인 경우 조사 반경은 1 ㎛ 의 오더인데, 이는 고정된 집광 렌즈를 가진 광 시스템에 의해 충분히 구현할 수 있다. 조사 반경이 주기수 증가와 함께 커지는 경우, 조사 면적은 조사 반경의 제곱으로 증가한다. 따라서, 입사광의 정규화된 파워 밀도는 주기수 증가에 따라 급격히 감소한다.
성능 지수로서 광 파워 효율 (LPE: Light Power Efficiency) 을 다음, LPE = It/Pinc 과 같이 정의하는데, 여기서 Pinc 는 입사하는 파워 (W) 이고, It 는 투과된 파워 밀도로서 It = Pt/(Πd2/4) (W/㎠) 이며, 여기서 Pt 는 투과된 파워 (W) 이고 Πd2/4 는 개구의 출구 면적이다. 또한, 완전성을 위해, 입사하는 파워 밀도를 다음, Iinc = Pinc/ΠN2λ2 (W/㎠) 로 정의한다.
최적의 주름 구조를 가진 SP (표면 플라스몬: Surface Plasmon) 강화 장치에 대하여, d 값에 관계없이, It/Iinc = 3 (피크 λ에서, 그리고 큰 N 값에 대하여) 이다. 그러나, 진정한 은 필름 내의 베어 홀에 대하여, 투과율은 It/Iinc ~ d2 을 따른다 (주의, 본 실험 결과는 Bethe 에 의해 예측된 관계인 It/Iinc ~ d4 보다 덜 급격한데, d ≥200 ㎚ 및 λ= 800 ㎚에 있어 샘플들이 부파장 영역에서 매우 깊은 것이 아니기 때문일 가능성이 있음). 이는 도 5A 에서, N = 1/2 (굴절 한계) 에서의 점들로 나타내고 있다.
도 5A 에 제시된 바와 같이, 베어 홀 (N = 1/2) 동작이 어떻게 많은 수의 고리들에 대한 점근 동작과 연관되는지에 관한 의존성은 개구의 직경에 매우 강하게 의존한다. 이는 SP 강화된 It/Iinc 가 d 에 독립적인 반면, 베어 홀 투과는 직경에 강하게 의존하기 때문이다.
도 5B 의 그래프는 홀 직경 d 의 다양한 값들에 대한, 성능 지수 LPE 의 대응하는 조명 직경 의존성을 나타낸다. 이 도면은, LPE 에 있어 피크는 홀 직경이 임계값 dc 보다 작은 경우에만 발생함을 나타내는데, 임계값에서 LPE 는 N 값이 작은 경우 상수이다.
매우 작은 개구들에 대해, LPE 는 작은 N 값에서, N 에 따라 급격히 증가하는데, 이는 고리의 수가 증가하면서 공진이 더 양호하게 정의되고, 투과 피크가 더 좁아지고 더 높아지기 때문이다. 그러나, 최적의 고리 수에 도달하면, 추가적인 광 공급은 Iinc 를 감소시킬 뿐이며, LPE 는 1/N2 로 감소한다. 단일 홀상에서 얻은 데이터에 따르면, 크로스오버 (Crossover) 가 발생하는 최적의 고리 수는 N ≒ 6 이다.
상기 실험 결과에 기초하여, 본 발명에 따른 광학 엘리먼트를 제조한다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시형태들을 도 6 내지 도 11 을 참조하여 설명한다.
본 설명에서 사용하는 용어, "광 기록 매체" 는 광 빔을 이용하여 적어도 데 이터를 기록할 수 있는 모든 매체를 의미한다. 따라서, 그것은 위상 변화 미디어에 한정되지 않는다. 자기 광학 재료의 경우, 데이터 기록은 광학적으로, 그리고 데이터 판독은 자기적으로 수행하는 매체가 있다. 그러한 자기 광학 매체도 광 기록 매체에 포함될 수 있다.
제 1 실시형태
도 6 을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 광학 엘리먼트 (100) 에는 집광 렌즈 (10), 광학 엘리먼트 바디 (20), 및 도전성 필름 (30) 이 제공된다. 광학 엘리먼트 (100) 는 광 기록 매체 (50) 에 인접하여 배치된다. 집광 렌즈 (10) 는 광학 엘리먼트 바디 (20) 와 접촉하거나 분리시켜 제공할 수 있다. 광학 엘리먼트 바디 (20) 는 광학 유리나 석영과 같은 투명 재료로 이루어진다.
도전성 필름 (30) 은 광학 엘리먼트 바디 (20) 의 말단 표면상에 제공하고, 말단 표면은 광 기록 매체 (50) 에 인접하여 배치한다. 도전성 필름 (30) 은 은과 같은 금속이나 도핑된 반도체로 이루어지며, 필름을 관통하는 개구 (40) 을 구비한다. 개구의 형상은 여기서 참조하는 미국 출원 제 10/098,970 호에서 설명하고 있다. 상기와 같이, 개구 (40) 의 출구 사이즈는 광 장치의 해상도를 결정한다. 바람직하게는, 개구 (40) 의 직경 d 는 개구 (40) 에 대한 입사광의 파장 이하이다.
도전성 필름 (30) 은 복수의 디프레션들이 주기적인 패턴으로 동심적으로 배열된 주기적인 표면 토포그래피 (31) 를 구비한다. 주기적인 표면 토포그래피 (31) 를 반구형의 프로트루젼이나, 예를 들면 구형파나 정현파 단면과 같은 다른 표면 형상으로 형성할 수 있다.
집광 렌즈 (10) 에 대한 입사광은 반경 r 의 조사 영역을 형성하기 위해, 개구 (40) 둘레에 동심적이며 주기적으로 배열된 디프레션에 의해 형성된, 주기적인 표면 토포그래피 (31) 로 집광되어 가해진다. 도전성 필름 (30) 은 집광 렌즈 (10) 의 초점면에 배치한다.
광학 엘리먼트 (100) 는 다음과 같이 제조한다. 직경이 0.1 ㎜ 이고 NA = 0.1 인 마이크로 렌즈를 두께가 1.0 ㎜인 광학 유리 기판의 한쪽 표면상에 접착하여, 마이크로 렌즈에 대한 입사광을 광학 유리 기판의 반대쪽 표면상에, 직경이 약 4 ㎛인 조사 영역을 형성하도록 집광시킨다. 반대쪽 표면의 이러한 조사 영역에서, 작은 개구를 통한 강화된 광 투과를 가능하게 하는 표면 형상들을 형성한다.
λ= 630-670 ㎚에서 동작하는 깊이가 100 ㎚이고 주기가 400 ㎚인 동심 패턴의 디프레션을 제조하기 위해, 집광 이온 빔 시스템 (FIB: Focused Ion Beam) 을 이용하여 광학 유리 기판의 표면을 에칭한다. 그 후, 두께가 300 ㎚인 Ag 필름 (30) 을 DC 스퍼터링으로 동심 패턴의 디프레션상에 증착한다. 동심 패턴의 디프레션 중앙에는, 직경이 200 ㎚인 개구를 FIB 를 이용하여 형성한다.
도전성 필름상에 제공되는 주기적인 표면 토포그래피는 동심적인 고리형 디프레션들 뿐만 아니라 표면상의 프로트루젼들 및/또는 표면내의 디프레션들로 형성할 수도 있는데, 이들은 도전성 필름을 관통하지 않는다. 예를 들면, 딤플 (Dimple), 반구형 프로트루젼, 그루브, 고리형인 반구형 프로트루젼, 동심 고리형 의 그루브, 동심 고리형의 프로트루젼, 및 이들의 조합 등이 있다.
주기적인 표면 토포그래피를 광 기록 매체 (50) 와 대면하는 노출면 또는 도전성 필름-광학 엘리먼트 바디 접촉면에서의 표면 둘 중 하나 위에 제공한다. 주기적인 표면 토포그래피를 광 기록 매체 (50) 와 대면하는 노출면상에 제공하는 경우, 주기적인 표면 토포그래피상의 유전체의 유전율 εd 는 공기나 공기 및 저장 매체 (실효 εd) 또는 슬라이딩 액체 (Sliding Liquid) 및 저장 매체의 유전율로 설정해야 한다. 식 (1) 에서 공기의 유전율을 εd 로서 대체하여 계산한 주기적인 표면 토포그래피의 주기 a 는 식 (1) 에서 광학 엘리먼트 바디 (20) 의 유전율을 εd 로서 대체하여 계산한 주기와 상이하다.
동심 패턴의 디프레션을 광학 유리 기판의 표면상에 형성한 후, 금속 필름을 증착하고, 금속 필름의 표면을 폴리싱 (Polishing) 한다.
또한, 작은 개구가 오염물로 막히는 경우, 투과된 광 파워가 급격히 감소한다. 따라서, 작은 개구를 투명한 유전체 재료로 채워서 오염물 등으로 막히는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 개구 내에서 실효 파장이 공기내의 실효 파장에 비해, λvac/n 까지 짧아진다는 추가적인 이점도 얻을 수 있는데, 이는 추가적으로 투과를 끌어올린다.
제 2 실시형태
도 7 을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 광학 엘리먼트 (100) 에 는 집광 렌즈 (10), 광학 엘리먼트 바디 (20), 고 굴절률 재료 필름 (High-refractive-index Material Film) (60) 및 도전성 필름 (30) 이 제공된다. 광학 엘리먼트 (100) 는 광 기록 매체 (50) 에 인접하여 배치한다. 집광 렌즈 (10) 는 광학 엘리먼트 바디 (20) 와 접촉하거나, 분리하여 설치할 수 있다. 광학 엘리먼트 바디 (20) 는 광학 유리나 석영과 같은 투명한 재료로 이루어진다.
고 굴절률 재료 필름 (60) 은 광학 엘리먼트 바디 (20) 의 말단 표면상에 제공되고, 말단 표면은 광 기록 매체 (50) 에 인접하여 배치된다. 고 굴절률 재료 필름 (60) 은 광학 엘리먼트 바디 (20) 의 굴절률보다 높은 굴절률을 가지는 재료, 예를 들면, 티타늄 산화물과 같은 금속 산화물이나 실리콘 같은 반도체로 이루어진다. 또한, 도전성 필름 (30) 은 고 굴절률 재료 필름 (60) 상에 배치된다. 굴절률이 높은 필름이 효과적이기 위해서는, 그것의 두께가 표면 플라스몬으로부터의 전자기장이 유전체로 침투하는 깊이의 적어도 2-3 배는 되어야 한다.
도전성 필름 (30) 은 은과 같은 금속이나 도핑된 반도체로 이루어지고, 도전성 필름 (30) 을 관통하는 개구 (40) 을 구비한다. 상기와 같이, 개구 (40) 의 사이즈는 광학 장치의 해상도를 결정한다. 바람직하게는, 개구 (40) 의 직경 d 는 개구 (40) 에 입사하는 광 파장 이하이다.
주기적인 표면 토포그래피 (31) 는 도전성 필름 (30) 과 고 굴절률 재료 필름 (60) 사이의 접촉면에서 표면상에 제공된다.
도 7 에 나타낸 바와 같은 광학 엘리먼트 (100) 를 다음과 같이 제조한다. 직경이 0.1 ㎜ 이고 NA = 0.1 인 마이크로 렌즈를 두께가 1.0 ㎜인 광학 유리 기판의 표면상에 접착한다. 두께가 200 ㎚인 TiO2 필름을 TiO2 타겟 (Target) 을 이용하여 RF 스퍼터링으로 다른쪽 표면상에 증착한다. 깊이가 약 50 ㎚이고 주기가 220 ㎚인 동심 패턴의 디프레션을 생성하기 위해 집광 이온 빔 시스템 (FIB) 을 이용하여 TiO2 필름의 노출면을 에칭한다. 그 후, 두께가 300 ㎚인 Ag 필름을 DC 스퍼터링으로 TiO2 필름의 동심 패턴 디프레션상에 증착한다. 동심 패턴의 디프레션 중앙에는, 직경이 200 ㎚인 개구를 FIB 를 이용하여 형성한다. 그 후에, Ag 필름 (30) 의 노출면을 평평하게 되도록 폴리싱한다.
상기와 같이, 정규화된 투과광 파워는 주기적인 표면 토포그래피의 주기수 증가에 따라 더 커진다. 따라서, 조사 반경 r 이 상수인 경우, 광 파워 효율은 식 (1) 로부터 얻은 주기를 짧게 함으로써 증가시킬 수 있다. 도전성 필름 (30) 의 적어도 하나의 표면 위에 광학 엘리먼트 바디의 굴절률보다 높은 굴절률을 가지는 재료의 층 (60) 을 형성함으로써, 주기를 효과적으로 단축시킬 수 있다.
표 1 에는 다양한 광학 재료에 대한 유전율 εd, 계산된 주기 a, 그리고 1 ㎛ 반경 이내의 주기수를 나타내고 있다.
표 1
Figure 112003050202769-pat00005
주: 주기 a (㎛) 는 λ= 650 ㎚이고, εd = n2 인 경우 식 1 로부터 계산된 것이며, 여기서 n 은 λ가 실리콘에 대해 1.1 ㎛보다 더 길어야 한다는 예외가 있는 굴절률이다.
표 1 로부터, 광학 엘리먼트 바디 (20) 의 재료인 실리콘 이산화물 (SiO2) 의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 광학 재료는, 식 1 에서 계산된 주기 a 를 감소시키고, 반경 1 ㎛ 이내의 주기수를 증가시키는 것이 명백하다. 그러므로, 도전성 필름 (30) 의 적어도 하나의 표면 위의 광학 엘리먼트 바디 (20) 의 굴절률보다 높은 굴절률을 가지는 재료의 층을 형성함으로써, 광 파워 효율을 증가시킬 수 있다.
제 3 실시형태
도 8 을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시형태는 고 굴절률 재료 필름 (60) 이 광 기록 매체 (50) 와 대면하는 도전성 필름 (30) 의 한쪽 표면상에 제공된다는 점 에서, 도 7 에 나타낸 제 2 실시형태와 상이하다. 제 3 실시형태에서 채택한 재료와 주된 구조는 제 2 실시형태의 그것들과 유사하기 때문에, 도 7 을 참조하여 설명된 사항들과 유사한 사항들은 동일한 참조부호로 표시하고, 세부 사항들을 생략한다.
고 굴절률 재료 필름 (60) 은 상이한 재료로 이루어진 2 이상의 층을 구비하는 다층 구조를 채택할 수 있다.
개선된 접착성 및 신뢰성을 얻기 위해, 고 굴절률 재료 필름 (60) 및 도전성 필름 (30) 사이에 접촉면 층 (Interface Layer) 을 제공하는 것이 가능하다. 이 경우에는, 접착면 층의 두께가 표면 플라스몬 필드의 투과 두께보다 충분히 작은 것이 바람직하다. 낮은 εi 를 갖는 접착면 층에 대한 재료로는, Ti 및 Cr 을 예로 들 수 있다.
제 4 실시형태
도 9 를 참조하면, 본 발명의 제 4 실시형태는 광 기록 매체 (50) 와 대면하는 도전성 필름 (30) 의 다른쪽 표면상에 또 다른 고 굴절률 재료 필름 (61) 이 더 제공된다는 점에서, 도 7 에 나타낸 제 2 실시형태와 상이하다. 즉, 고 굴절률 재료 필름들 (60 및 61) 이 도전성 필름 (30) 의 양쪽 표면 각각에 제공된다. 고 굴절률 재료 필름 (61) 은 고 굴절률 재료 필름 (60) 과 동일한 재료로 이루어진다.
제 4 실시형태에서 채택한 재료 및 주된 구조는 제 2 실시형태에서의 그것들 과 유사하기 때문에, 도 7 을 참조하여 설명된 사항들과 유사한 사항들은 동일한 참조부호로 표시하고, 세부 사항들을 생략한다.
고 굴절률 재료 필름들 (60 및 61) 각각은 상이한 재료로 이루어진 2 이상의 층을 구비하는 다층 구조를 채택할 수 있다. 고 굴절률 재료 필름들 (60 및 61) 은 상이한 재료로 이루어질 수 있다.
개선된 접착성 및 신뢰성을 얻기 위해, 고 굴절률 재료 필름들 (60 및 61) 각각과 도전성 필름 (30) 사이에 접촉면 층을 제공하는 것이 가능하다. 이 경우에는, 접촉면 층의 두께가 표면 플라스몬 필드의 투과 두께보다 충분히 작은 것이 바람직하다.
제 5 실시형태
본 발명의 제 5 실시형태에 따른 광학 엘리먼트는, 도전성 필름 (30) 과 광학 엘리먼트 바디 (20) 사이에 제공된 고 열전도율 재료층 (High-thermal-conductivity Material Layer) 을 가진다. 고 열전도율 재료층은 광학 엘리먼트 바디 (20) 의 열전도율보다 높은 열전도율을 가지는 재료로 이루어진다. 그러한 고 열전도율 재료층은 전도성 필름 (30) 의 온도 상승을 방지할 수 있다.
표 2 에는 다양한 광학 재료에 대한 열전도율을 나타내고 있다.
표 2
Figure 112003050202769-pat00006
SiO2 (광학 엘리먼트 바디 (20)) 의 열전도율보다 높은 열전도율을 가지는 재료를 이용함으로써, 도전성 필름 (30) 은 동일한 입사광 파워의 조건하에서의 온도 상승을 효과적으로 피할 수 있다.
광학 헤드
도 10 을 참조하면, 광학 헤드 (200) 는 본 발명의 상기 실시형태들에 따른 광학 엘리먼트 (100) 를 채택한다. 상기와 같은 광학 엘리먼트 (100) 의 개구를 통하여 투과된 광 빔은 광 기록 매체상에서 데이터를 기록하는데 이용된다.
반도체 레이저 (미도시됨) 에서 방출된 광 빔은 광 파이버 (90) 를 통해 광학 헤드 (200) 로 안내된다. 광 파이버 (90) 는 기계적인 안내 수단에 의해 광학 헤드 (200) 에 고정된다. 광 파이버 (90) 에서의 광 빔 출력은, 마이크로 렌즈 (91) 에 의해 콜리메이팅되고, 콜리메이팅된 광 빔은 광학 엘리먼트 (100) 를 향해 그 방향을 90 도에서 바꾸도록 전체 반사 거울 (92) 에서 반사된다.
광학 엘리먼트 (100) 에는 마이크로 렌즈 (93) 가 제공되는데, 이는 입사광 빔을 집광시키고, 광학 엘리먼트 (100) 의 플라이 표면 (Fly Surface) (94) 으로 입사광 빔을 가하도록 한다. 플라이 표면 (94) 상의 조사 영역의 직경은 대략 5 ㎛이다. 조사 영역 내에서, 도전성 필름은 상기와 같은 방식으로 그 내부에 형성된 표면 형상을 가진다. 이 예에서, 플라이 표면 (94) 은 광 기록 매체가 회전하는 경우 소정 높이에서 광 기록 매체상에서 부동하기 위해 슬라이드와 같은 형상을 가지고 있다.
광 기록 매체로부터 데이터를 판독하기 위해, 광 기록 매체 측면의 표면상에서, 광학 헤드 (200) 의 도전성 필름 (30) 에 광 검출기를 제공하는 것이 가능하다. 광 검출기는 광 기록 매체에 의해 반사되며, 전기적 신호로 변환되는 광을 검출한다.
광 기록 및 판독 장치
도 11 을 참조하면, 광 기록 및 판독 장치 (300) 는 회전축 (310) 주위를 회전하는 광 기록 매체 (50), 광학 헤드 (200) 를 말단 부분에서 고정시키는 서스펜션 (320), 및 서스펜션을 회전시켜 광학 헤드 (200) 가 화살표로 표시된 방향으로 이동하도록 하는 헤드 구동 장치 (330) 를 구비한다. 광 기록 장치 (50) 를 축 (310) 둘레로 높은 속도에서 회전시키는 경우, 서스펜션 (320) 의 말단에 고정된 광학 헤드 (200) 는, 도전성 필름 (30) 과 광 기록 매체 (50) 간의 거리가 100 ㎚ 이하로 유지된 채로, 광 기록 매체 (50) 상에서 부동한다. 따라서, 광 기록 매 체상에서 종전보다 더 높은 데이터 밀도를 얻을 수 있다.
상기와 같이, 광학 헤드 (200) 의 도전성 필름 (30) 에 광 기록 매체로부터 정보를 판독하기 위한 광 검출기를 제공하는 것이 가능하다.
선택적으로는, 광학 헤드 (200) 는 기록 헤드로 이용하고, 또 다른 판독 헤드는 광 기록 매체의 다른쪽 측면에 제공하는 것이 가능하다. 판독 헤드는 데이터를 판독하기 위하여 광 기록 매체를 통해 투과된 광을 검출한다. 또한, 광 기록 매체가 자기 광학 기록 매체인 경우, 자기 저항 효과를 이용하는 헤드는 데이터를 판독하기 위해 그 매체로부터의 누설 자속을 검출하는데에도 이용할 수 있다.
상기와 같이, 도 6 내지 도 9 에 나타낸 실시형태들에 따르면, 도전성 필름은 제 1 표면 및 제 2 표면 중 하나위에 형성되는 주기적인 표면 토포그래피 (31) 를 가진다. 도전성 필름 (30) 에는 제 1 표면 및 제 2 표면 양쪽위에 형성되는 주기적인 표면 토포그래피를 제공할 수 있다.
도 12 에 나타낸 바와 같이, 주기적인 표면 토포그래피 (31) 가 광 기록 매체 (50) 와 대면하는 노출된 표면과 도전성 필름 광학 엘리먼트 바디 접촉면에서의 표면 양쪽위에 제공된다. 주기적인 표면 토포그래피 (31) 는 반드시 각각의 형성 프로세스에 의하여 양쪽 표면상에 형성할 필요는 없다. 실제로, 한쪽 표면상의 표면 형상의 형성은 다른 표면상의 유사한 표면의 형성을 유도한다. 도 8 에 나타낸 바와 같이, 광 기록 매체 (50) 와 대면하는 노출된 표면은 고 굴절률 재료 필름 (60) 과 같은 필름의 증착 수단에 의하여 평평하게 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시형태로 고려되는 것을 나타내고 설명하였지만, 물 론, 본 발명의 취지를 벗어나지 않고 구성이나 세부 사항을 변형 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 설명하고 도시한 정확한 구성에 한정되는 것이 아니라, 첨부된 청구항의 범위 내에 속할 수 있는 모든 변형을 포함하도록 구성되는 것으로 의도된다.
본 발명에 따른 광학 엘리먼트 구조는 입사광의 증가된 파워로 유발되는 온도 상승을 억제하면서, 도전성 필름상의 표면 토포그래피에 의해 포위된 부파장 개구를 통과하는 광의 파워 밀도를 증가시킬 수 있다.

Claims (34)

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  9. 다층 구조를 가지는 광학 엘리먼트로서,
    집광된 광 빔을 생성하기 위해 입사광을 집광시키는 광학 부재;
    제 1 표면과 제 2 표면을 가지며, 상기 제 1 표면은 상기 광학 부재와 대면하는 도전성 필름; 및
    상기 광학 부재의 굴절률보다 높은 굴절률을 가지며 상기 도전성 필름의 제 1 및 제 2 표면 중 하나 위에 제공되는 광학 재료층 (Layer of Optical Material) 을 구비하며,
    상기 도전성 필름은, 내부에 제공되어 상기 제 1 표면으로부터 제 2 표면으로 관통하는 개구 및 상기 제 1 및 제 2 표면 중 적어도 하나 위에 제공되는 주기적인 표면 토포그래피를 더 포함하며,
    상기 제 1 표면상에 집광되는 광 빔의 직경 및 상기 주기적인 표면 토포그래피의 주기는, 상기 개구를 통해 투과되는 광의 파워가, 상기 제 1 표면상의 광 빔의 파워에 대해, 상기 주기적인 표면 토포그래피가 상기 도전성 필름에 형성되지 않는 경우 상기 개구를 통하여 투과되는 투과광의 파워보다 크게 결정되는, 광학 엘리먼트.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광학 재료는 티타늄 산화물, 지르코늄 산화물, 탄탈룸 산화물, 알루미나, 실리콘 질화물 및 실리콘으로 구성되는 그룹 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하는, 광학 엘리먼트.
  11. 집광된 광 빔을 생성하기 위해 입사광을 집광시키는 광학 부재;
    제 1 표면과 제 2 표면을 가지며, 상기 제 1 표면은 상기 광학 부재와 대면하는 도전성 필름; 및
    상기 광학 부재의 열전도율보다 높은 열전도율을 가지며 상기 도전성 필름과 상기 광학 부재 사이에 제공되는 고 열전도율 재료층을 구비하며,
    상기 도전성 필름은, 내부에 제공되어 상기 제 1 표면으로부터 제 2 표면으로 관통하는 개구 및 상기 제 1 및 제 2 표면 중 적어도 하나 위에 형성되는 주기적인 표면 토포그래피를 더 포함하며,
    상기 제 1 표면상에 집광되는 광 빔의 직경 및 상기 주기적인 표면 토포그래피의 주기는, 상기 개구를 통해 투과되는 광의 파워가, 상기 제 1 표면상의 광 빔의 파워에 대해, 상기 주기적인 표면 토포그래피가 상기 도전성 필름에 형성되지 않는다면 상기 개구를 통하여 투과되는 투과광의 파워보다 크게 결정되는, 광학 엘리먼트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 재료는 다이아몬드, 베릴륨 산화물, 니켈 산화물, 알루미나, 실리콘 질화물, 아몰포스 탄소, 실리콘 및 게르마늄으로 구성되는 그룹 중에서 선택된 하나 이상을 포함하는, 광학 엘리먼트.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 광학 부재의 굴절률보다 높은 굴절률을 가지며, 상기 도전성 필름의 제 1 표면 및 제 2 표면 중 적어도 하나 위에 제공되는 광학 재료층을 더 포함하는, 광학 엘리먼트.
  14. 광학 엘리먼트 바디;
    제 1 표면과 제 2 표면을 가지며, 상기 제 1 표면은 상기 광학 엘리먼트 바디와 대면하는 도전성 필름; 및
    제 1 표면상에 소정 직경의 집광된 광 빔을 생성하기 위해 입사빔을 집광시키는 집광 렌즈를 구비하며,
    상기 도전성 필름은 내부에 제공되어 상기 제 1 표면으로부터 제 2 표면으로 관통하는 개구 및 상기 제 1 및 제 2 표면 중 적어도 하나 위에 제공되는 주기적인 표면 토포그래피를 더 포함하고,
    상기 제 1 표면상에 집광되는 광 빔의 소정 직경 및 상기 주기적인 표면 토포그래피의 주기는, 상기 개구를 통하여 투과된 광의 파워가, 상기 제 1 표면상에 집광되는 광 빔의 파워에 대해, 상기 주기적인 표면 토포그래피가 상기 도전성 필름에 형성되지 않는 경우 상기 개구를 통하여 투과되는 투과광의 파워보다 크도록 결정되며,
    상기 광 빔의 직경은 상기 주기적인 표면 토포그래피의 2 주기 내지 6 주기의 범위 내에서 결정되는, 광학 엘리먼트.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 광 빔의 직경은 상기 주기적인 표면 토포그래피의 2 주기 내지 6 주기의 범위 내에서 결정되는, 광학 엘리먼트.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 광 빔의 직경은 상기 주기적인 표면 토포그래피의 2 주기 내지 6 주기의 범위 내에서 결정되는, 광학 엘리먼트.
  17. 광학 엘리먼트 바디;
    제 1 표면과 제 2 표면을 가지며, 상기 제 1 표면은 상기 광학 엘리먼트 바디와 대면하는 도전성 필름; 및
    제 1 표면상에 소정 직경의 집광된 광 빔을 생성하기 위해 입사빔을 집광시키는 집광 렌즈를 구비하며,
    상기 도전성 필름은 내부에 제공되어 상기 제 1 표면으로부터 제 2 표면으로 관통하는 개구 및 상기 제 1 및 제 2 표면 중 적어도 하나 위에 제공되는 주기적인 표면 토포그래피를 더 포함하고,
    상기 제 1 표면상에 집광되는 광 빔의 소정 직경 및 상기 주기적인 표면 토포그래피의 주기는, 상기 개구를 통하여 투과된 광의 파워가, 상기 제 1 표면상에 집광되는 광 빔의 파워에 대해, 상기 주기적인 표면 토포그래피가 상기 도전성 필름에 형성되지 않는 경우 상기 개구를 통하여 투과되는 투과광의 파워보다 크도록 결정되며,
    상기 개구는 상기 광 빔의 파장보다 작은 직경을 가지고,
    상기 광 빔의 파장 λ에 대한 상기 개구의 직경 d 의 비율 (d/λ) 은 0.3 보다 크지 않은, 광학 엘리먼트.
  18. 삭제
  19. 제 9 항에 있어서,
    상기 개구는 투명한 유전체로 채워지는, 광학 엘리먼트.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 개구는 투명한 유전체로 채워지는, 광학 엘리먼트.
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3932944B2 (ja) * 2002-03-27 2007-06-20 日本電気株式会社 光学素子およびそれを用いた光ヘッド
JP4389052B2 (ja) * 2003-03-19 2009-12-24 学校法人東海大学 近接場光メモリヘッド
TWI266305B (en) 2003-06-26 2006-11-11 Ind Tech Res Inst An optical head which can provide a sub-wavelength-scale light beam
JP4265941B2 (ja) * 2003-07-02 2009-05-20 株式会社リコー 光学ヘッド装置および光情報記録再生装置
US20070253051A1 (en) * 2003-09-29 2007-11-01 Kunihiko Ishihara Optical Device
EP1721194A4 (en) * 2003-12-05 2010-01-13 Univ Pittsburgh NANO-OPTICAL METAL LENSES AND BEAMFORMING DEVICES
JP4370945B2 (ja) * 2004-03-11 2009-11-25 ソニー株式会社 誘電率の測定方法
JP2006259064A (ja) * 2005-03-16 2006-09-28 Fdk Corp 表面プラズモンによる電界増強方法及びデバイス
JP4095623B2 (ja) * 2005-04-05 2008-06-04 株式会社日立製作所 磁気光融合記録装置用ヘッド及びその製造方法
FR2902226B1 (fr) * 2006-06-12 2010-01-29 Commissariat Energie Atomique Composant optique fonctionnant en transmission en champ proche
JP4708277B2 (ja) 2006-07-13 2011-06-22 浜松ホトニクス株式会社 導波構造及び光学素子
EP1926089B1 (en) * 2006-11-21 2010-01-13 Nitto Denko Corporation Suspension board with circuit and producing method thereof
US20100200941A1 (en) * 2006-12-20 2010-08-12 Junichi Fujikata Photodiode, optical communication device, and optical interconnection module
TWI370911B (en) * 2007-06-08 2012-08-21 Ind Tech Res Inst Optical head
JP4410274B2 (ja) 2007-06-26 2010-02-03 株式会社東芝 受光素子および光配線ｌｓｉ
FR2931560B1 (fr) * 2008-05-20 2010-08-27 Commissariat Energie Atomique Dispositif de focalisation de lumiere a des dimensions sub-longueur d'onde a fort rendement
JP4995231B2 (ja) * 2008-05-30 2012-08-08 キヤノン株式会社 光学フィルタ
JP2010015641A (ja) * 2008-07-04 2010-01-21 Nitto Denko Corp 回路付サスペンション基板およびその製造方法
JP4989572B2 (ja) * 2008-07-07 2012-08-01 日東電工株式会社 回路付サスペンション基板およびその製造方法
TWI375217B (en) * 2009-05-11 2012-10-21 Univ Nat Central Near field optical disc and near field optical disc reading apparatus
JP5326984B2 (ja) 2009-07-17 2013-10-30 ソニー株式会社 光学素子及び光学装置
KR101138311B1 (ko) * 2009-10-16 2012-04-18 서울대학교산학협력단 느린 표면 플라즈몬 폴라리톤 도파로 구조체
US8680455B2 (en) * 2011-02-04 2014-03-25 Aptina Imaging Corporation Plasmonic light collectors
WO2012128323A1 (ja) * 2011-03-22 2012-09-27 株式会社ニコン 光学素子、照明装置、測定装置、フォトマスク、露光方法、及びデバイス製造方法
CN103078160B (zh) * 2013-01-15 2015-09-23 武汉大学 一种微波超分辨率聚焦装置
JP6807097B2 (ja) * 2016-08-04 2021-01-06 国立大学法人東京工業大学 プラズモニックアンテナ、プラズモニックアンテナの製造方法および検出装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5199090A (en) * 1992-03-06 1993-03-30 Hewlett-Packard Company Flying magnetooptical read/write head employing an optical integrated circuit waveguide
EP0568753A1 (en) * 1992-05-07 1993-11-10 International Business Machines Corporation High-density optical data storage unit and method for writing and reading information
US5846843A (en) * 1996-11-18 1998-12-08 The University Of Toledo Sensor using long range surface plasmon resonance with diffraction double-grating
US5973316A (en) * 1997-07-08 1999-10-26 Nec Research Institute, Inc. Sub-wavelength aperture arrays with enhanced light transmission
US6040936A (en) * 1998-10-08 2000-03-21 Nec Research Institute, Inc. Optical transmission control apparatus utilizing metal films perforated with subwavelength-diameter holes
US6236033B1 (en) * 1998-12-09 2001-05-22 Nec Research Institute, Inc. Enhanced optical transmission apparatus utilizing metal films having apertures and periodic surface topography
JP2000207767A (ja) 1999-01-08 2000-07-28 Fuji Xerox Co Ltd 光ヘッドおよび光ディスク装置
US6285020B1 (en) 1999-11-05 2001-09-04 Nec Research Institute, Inc. Enhanced optical transmission apparatus with improved inter-surface coupling
US6834027B1 (en) * 2000-02-28 2004-12-21 Nec Laboratories America, Inc. Surface plasmon-enhanced read/write heads for optical data storage media
JP2002288010A (ja) 2001-03-28 2002-10-04 Toshiba Corp 監視装置
US6649901B2 (en) * 2002-03-14 2003-11-18 Nec Laboratories America, Inc. Enhanced optical transmission apparatus with improved aperture geometry

Also Published As

Publication number Publication date
US20040131001A1 (en) 2004-07-08
KR20040063777A (ko) 2004-07-14
JP2004213000A (ja) 2004-07-29
US7154820B2 (en) 2006-12-26
JP3956939B2 (ja) 2007-08-08

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