[논문]홀로그래픽 저장장치의 실시간 광 노출시간 제어

한초록; 김낙영; 송희찬; 임성용; 박노철; 박영필; 양현석

홀로그래픽 저장장치의 실시간 광 노출시간 제어
Real-time Beam Exposure Time Control of Holographic Data Storage 원문보기

정보저장시스템학회논문집 = Transactions of the society of information storage systems, v.6 no.2, 2010년, pp.63 - 67

한초록 (연세대학교 정보저장기기 연구센터) , 김낙영 (연세대학교 정보저장공학 협동과정) , 송희찬 (연세대학교 기계공학과) , 임성용 (연세대학교 기계공학과) , 박노철 (연세대학교 기계공학과) , 박영필 (연세대학교 기계공학과) , 양현석 (연세대학교 기계공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Holographic data storage system is one of next generation high density optical memories. Thereby storing multiple data pages using multiplexing method in one spot, we can achieve high store density and fast access time. However, for uniform writing, we must control exposure time properly by the change of writing material characteristics. Many studies have been investigated about exposure time scheduling. However, once it is decided, we cannot change the scheduled time. Therefore, it is hard to obtain uniform data intensity. In this study, we propose exposure time control method using additional red beam as the monitoring signal. Through reconstructed red beam intensity in real time, we can adjust exposure time by the writing condition change. We construct compensation method mathematically and verify the feasibility of proposed method through the experiments.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 연구에서는 민감도가 감소하더라도 균일한 회절 효율로 재생할 수 있도록 기록 시 빔의 조사시간을 실시간으로 제어하는 방법을 제안하였다. 또 제안된 방법을 실험을 통해 확인함으로써 그 방법에 대한 가능성을 확인하였다.

가설 설정

는 굴절률, Λ 는 격자 공간 (Grating space)을 나타낸다 [3]. 녹색 빔에 대한 입사각을 결정한 후 격자 공간, 굴절률의 영향이 무시할 수 있을 만큼 작다는 가정 하에 적색 빔의 파장을 대입하면 적색 빔과 녹색 빔 사이의 브래그조건을 만족시키기 위한 각도가 결정된다. 이를 통해서 적색 빔에 의해 기록된 데이터가 적색빔에 의해 가장 강하게 재생되는 위치를 찾을 수 있다.

제안 방법

Figure 2에서 실험에 사용된 장비 구성이 나타나 있다. 기록 과정에서 적색 빔의 강도와 기록 후의 재생 효율이 가지는 관계를 찾기 위해 진행된 사전 실험은 두 가지 방법으로 진행되었다.
두 번째 실험은 첫 번째 실험과 같은 조건에서 균일한 시간으로 기록하지 않고 각 페이지마다 빔을 조사하는 시간을 변경하였다. 시간을 조절하는 기준으로는 적색 빔의 실시간 재생 강도를 사용하였다.
이를 보완하기 위해 데이터 기록 도중에 재생되는 적색빔의 강도를 측정함으로써 실시간으로 데이터가 구축되는 정도를 알 수 있었다. 사전 실험 결과재생 효율이 지수적으로 감소한다는 것을 확인하였고 이를 역으로 이용하여 재생 빔의 강도를 지수적으로 증가시키는 보상 방법을 수학적으로 제안하였다. 보상되지 않은 시스템에서는 다중 기록이 계속될수록 정규화된 재생 효율이 0.
두 번째 실험은 첫 번째 실험과 같은 조건에서 균일한 시간으로 기록하지 않고 각 페이지마다 빔을 조사하는 시간을 변경하였다. 시간을 조절하는 기준으로는 적색 빔의 실시간 재생 강도를 사용하였다. 이를 측정함으로써 적색 빔의 재생강도가 고정된 기준 값에 도달하였을 때 셔터를 차단함으로써 기록 시간을 조절하였다.
홀로그래픽 정보저장장치는 그 특성을 이용해 데이터를 기록하지만 다중 기록이 계속 될수록 재생 효율이 감소하는 현상을 보인다. 이를 보완하기 위해 데이터 기록 도중에 재생되는 적색빔의 강도를 측정함으로써 실시간으로 데이터가 구축되는 정도를 알 수 있었다. 사전 실험 결과재생 효율이 지수적으로 감소한다는 것을 확인하였고 이를 역으로 이용하여 재생 빔의 강도를 지수적으로 증가시키는 보상 방법을 수학적으로 제안하였다.
시간을 조절하는 기준으로는 적색 빔의 실시간 재생 강도를 사용하였다. 이를 측정함으로써 적색 빔의 재생강도가 고정된 기준 값에 도달하였을 때 셔터를 차단함으로써 기록 시간을 조절하였다.

성능/효과

사전 실험 결과재생 효율이 지수적으로 감소한다는 것을 확인하였고 이를 역으로 이용하여 재생 빔의 강도를 지수적으로 증가시키는 보상 방법을 수학적으로 제안하였다. 보상되지 않은 시스템에서는 다중 기록이 계속될수록 정규화된 재생 효율이 0.19 까지 감소하는 모습을 보이는 반면 보상 방법을 적용시킨 시스템에서는 모든페이지에서 정규화된 재생 효율이 1 보다 크게 나타나 결과적으로 제안된 보상 방법이 재생 효율성능을 향상시키는 것을 확인하였다.
Figure 4에서 두 번째 실험에 의한 결과를 나타내었다. 이와 같은 방식으로 실험을 진행한 결과 기록시간이 다중 기록을 할수록 점차 길어지면서 성능이 향상되는 것을 확인하였다. 하지만 모든 기록을 마친 후 데이터를 재생했을 때 그 효율이 균일하지 않았다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	홀로그래픽 정보저장장치는 무엇인가?	홀로그래픽 정보저장장치는 디지털 정보를페이지 단위로 다중 기록함으로써 높은 데이터 전송률과 고밀도 기록이 가능한 장점을 지닌 차세대 정보저장장치이다 [1-2].
	포토폴리머는 무엇인가?	홀로그래픽 정보저장장치에서는 지금까지 여러종류의 기록물질을 사용해왔다. 그 중 포토폴리머(Photopolymer) 는 한번 쓰고 계속 읽을 수 있는 WORM (Write Once, Read Many) 형태의 기록물질로서 모노머 (Monomer) 라는 분자로 구성되어 있다.
	적색 빔의 강도와 기록 후의 재생 효율이 가지는 관계를 찾기 위해 진행된 사전 실험에서 첫 번째 실험에 사용된 참조빔과 정보빔의 강도는 어떠한가?	첫 번째 실험에 사용된 참조빔의 강도는 0.69mW, 정보빔은 0.51 mW이며 0.5°에 한 페이지씩 5초간 균일하게 기록을 하였다.

참고문헌 (3)

Hans J.Coufal, Demetri Psaltis and Glen T. Sincerbox, 2000, "Holographic Data Storage", Springer.
Geoffrey W, Burr, C. Michael Jefferson, Hans Coufal, Mark Jurich, John A. Hoffnagle et al., 2001, "Volume holographic data storage at an areal density of 250 gigapixels/ $in^{2}$ ", Optics Letters, Vol. 26, No. 7, pp.444-446.

상세보기
Pochi Yeh, 1993, "Introduction to Photorefractive Nonlinear Optics", Wiley-Interscience.

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