With the development of multimedia technology, high capacity data storage devices are required. Conventional optical data storage device based on focusing propagating light with an objective lens (OL). In general, the storage density is proportional to its spot size. As the spot size cannot be less than the wavelength of the light due to the diffraction limit, therefore the maximum density of the optical data storage device is limited. So in order to increase the storage density, the use of shorter wavelength light, such as the blue laser has been proposed.
On the other hand, near field optical recording has been introduced as a new optical data storage method to realize higher density recording beyond the diffraction limit. It uses solid immersion lens (SIL), which has high refractive index (＞1.0) to make numerical aperture (NA) larger than 1. Within the near-field range below the SIL, the spot size can be less than the wavelength of the light.
But NFR system using SIL induces serious problems, such as alignment problem between SIL and OL. The misalignment between SIL and OL causes an aberration and influences on the performance of whole system. And also there are so many times to combine and separate the SIL from the system in experiment, which is too bother to align.
In this paper, the misalignment effects between SIL and OL will be simulated. The size and shape of the beam spot at the bottom of the SIL will be analyzed and the alignment tolerance will be provided. Alignment tolerance is too tight. That is, tilt margin of OL is 0.1 deg, de-focus margin of OL is 1.3㎛, and off-center of SIL is 30㎛.
To align SIL and OL, we proposed an auto-alignment algorithm between SIL and OL for near field optical recoding head. It consists of three steps. The first step is the alignment of tilt motion of OL without SIL. The second step is the alignment of horizontal misalignment between OL and SIL. The last step is alignment of focusing motion of OL without SIL. The simulation results and the experimental results of the auto alignment algorithm are compared.
멀티미디어, 인터넷 기술의 발달로 더 많은 용량의 정보저장 기록장치가 요구되고 있다. 기존의 광학 기록장치는 회절한계로 인한 기록용량의 한계에 점점 근접하고 있어 이를 극복할 여러 방법이 연구중에 있다. 그중 SIL, 근접장을 이용하여 회절한계를 극복한 기록장치가 소개되었다. 하지만 SIL을 이용한 근접장 기록장치는 광학헤드부의 위치정렬이 매우 정밀하여야 하는 문제점이 있다. 이를 극복하기 위해 실험실 단계에서의 대물렌즈와 SIL의 위치정렬을 수행할 3단계 정렬 알고리즘을 제안한다.
1단계로 대물렌즈의 기울어짐 정렬을, 2단계에서는 SIL의 위치정렬을, 마지막 3단계에서는 SIL과 대물렌즈의 포커싱 정렬을 수행하게 된다. 또한 기학광학 시뮬레이션으로 알고리즘을 검증하고 마지막으로 실제 실험으로 SIL과 대물렌즈를 정렬하게 된다.
또한 SIL과 대물렌즈의 정렬공차를 선정하게 되는데 대물렌즈의 기울어짐 정렬공차는 축당 0.1도이내, 포커싱방향은 1.3㎛이내, SIL의 위치 정렬공차는 30㎛이내로 선정되었다. 이를 최종실험의 결과와 비교하여 정렬의 타당함을 비교한다.
