專利名稱：光信息媒體的再生方法與再生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使光信息媒體中記錄的信息再生的方法與再生裝置。
背景技術(shù)：
光信息媒體有激光唱盤等再生專用光盤、磁光記錄盤與相變型光記錄盤等可改寫型光記錄盤、采用有機(jī)染料為記錄材料的追加記錄型光記錄盤等。
近年來，光信息媒體由于要處理圖像等龐大的信息量，需要進(jìn)一步提高信息密度。為了提高單位面積的信息密度，已有窄化音軌間距的方法和縮短記錄標(biāo)記間距或坑間距以提高行密度的方法。但當(dāng)相對(duì)于再生光的聚束點(diǎn)的光道密度或行密度過高時(shí)，會(huì)減低C/N(載波-噪聲比)，使信號(hào)再生成為不可能。信號(hào)再生時(shí)的分辯率由聚束點(diǎn)的直徑?jīng)Q定，具體地說，設(shè)再生光的波長(zhǎng)為λ、再生裝置的光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)字孔徑為NA時(shí)，一般地說，空間頻率2NA/λ便是分辨率的極限。因此，為了提高再生時(shí)的C/N與分辨率等，使再生光作短波長(zhǎng)化和加大NA是有效的，對(duì)此已探討過多種多樣的技術(shù)。但要引入這類技術(shù)則需解決種種技術(shù)課題。
在上述事實(shí)的基礎(chǔ)上提出了用于超越由光的衍射所確定的分辨率極限的方法，即所謂超分辨再生方法。
最普通的超分辨再生方法是重疊于記錄層上設(shè)置所謂屏蔽層的方法。在此方法中，利用激光聚束點(diǎn)的強(qiáng)度分布是Gauss分布的特點(diǎn)，于屏蔽層上形成比聚束點(diǎn)更小的孔徑，由此可把聚束點(diǎn)縮小到比衍射極限更小。此方法由于光學(xué)孔徑形成的機(jī)理不同，大致分為加熱型方式和光子型方式。
在加熱型方式下，是在屏蔽層的聚束點(diǎn)照射部中使溫度到達(dá)一恒定值以上的區(qū)域改變其光學(xué)特性。加熱型方式例如已利用于特開平5-205314號(hào)公報(bào)所描述的光盤中。這種光盤在對(duì)應(yīng)于信息信號(hào)形成了可用光學(xué)方法讀出的記錄坑的透明基片上具有反射率隨溫度變化的材料層。也就是說，此種材料層起到屏蔽層的作用。在該公極中，作為構(gòu)成上述材料層的材料具體舉出的元素是鑭系元素，而在其實(shí)施例中用的是Tb。該公報(bào)中所述的光盤當(dāng)由讀出光照射時(shí)，上述材料層的反射率在讀出光的掃描聚束點(diǎn)內(nèi)因溫度分布而變化，讀出后，在溫度下降狀態(tài)的反射率回復(fù)至其初始狀態(tài)，于再生時(shí)不會(huì)使上述材料層熔融。作為加熱型方式例如還有特許第2844824號(hào)公報(bào)中所述的，將無定形結(jié)晶變換材料用作屏蔽層，通過于聚束點(diǎn)內(nèi)的高溫區(qū)域使結(jié)晶變換而提高反射率，進(jìn)行超分辨的再生的媒體。但由于這種媒體需在再生后使屏蔽層再次返回為無定形的而未能實(shí)用。
在加熱型方式中，由于光學(xué)孔徑的尺寸由屏蔽層的溫度分布唯一地決定，就需考慮到媒體的線速度等各種條件嚴(yán)格地控制再生光的光功率。因此使控制系統(tǒng)復(fù)雜化，媒體驅(qū)動(dòng)裝置成為高價(jià)的。此外，加熱型方式會(huì)因反復(fù)加熱而致屏蔽層易于劣化，結(jié)果會(huì)因反復(fù)再生而使再生特性劣化。
光子型方式是在屏蔽層的聚束點(diǎn)照射部中光子量達(dá)到一恒定值以上的區(qū)域內(nèi)，使光學(xué)特性改變。光子型方式例如已用于特開平8-96412號(hào)公報(bào)所述的信息記錄媒體、特開平11-86342號(hào)公報(bào)所述的樂記錄媒體以及特開平10-340482公報(bào)所述的光信息記錄媒體中。在上述特開平8-96412號(hào)公報(bào)描述到的屏蔽層是把酞花青或其衍生物分散到樹脂或無機(jī)電介質(zhì)中所成，還描述到由硫族化合物組成的屏蔽層。在上述特開平11-86342號(hào)公報(bào)中，用作屏蔽層的是會(huì)有這樣的半層體材料的超分辨再生膜，而這種半導(dǎo)體材料則具有于所述再生光照射下在激子能級(jí)激勵(lì)電子而改變光吸收特性的禁帶，至于屏蔽層的具體例子例如有將CdSe微粒分散到SiO2基質(zhì)中形式。此外，在上述特開平10-340482號(hào)公報(bào)中則把可使照射光強(qiáng)的分布與透過光強(qiáng)的分布作非線性變化的玻璃層用作屏蔽層，光子型方式的超分辨再生媒體與加熱型方式的超分辨再生媒體不同，不易因反復(fù)再生而惡化。
在光子型方式中，光學(xué)特性變化的區(qū)域取決于入射的光子數(shù)。入射的光子數(shù)則又依賴于媒體相對(duì)于聚束點(diǎn)的線速率。但即使是光子型方式，光學(xué)孔徑的尺寸也與再生光的功率有關(guān)，當(dāng)給予過量的光功率時(shí)，光學(xué)孔徑就會(huì)過大使超分辨再生成為不可能。因而在光子型方式中也應(yīng)根據(jù)線速度以及讀取對(duì)象的坑與記錄標(biāo)記的尺寸，嚴(yán)格地控制再生光的功率。此外，在光子型方式中，還必需根據(jù)再生光的波長(zhǎng)選擇屏蔽層的結(jié)構(gòu)材料，這就是說還存在著難以適應(yīng)多波長(zhǎng)再生之類的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明擬解決的課題是，使超分辨再生能在不需要大的記錄標(biāo)記或坑的條件下，也能使其尺度在接近光衍射所確定的分辨極限時(shí)，獲得充分高的C/N。
本發(fā)明的目的在于，在再生具有由衍射決定的分辨極限附近尺度的坑或記錄標(biāo)記時(shí)，可求得高的C/N。
上述目的是通過下述(1)～(13)的本發(fā)明達(dá)到的。
(1)光信息媒體的再生方法，它是在通過激光束照射光信息媒體的信息記錄層而讀出此信息記錄層中存在的坑或記錄標(biāo)記以再生記錄信息之際，取此激光束為波長(zhǎng)λ等于400～410nm的，并以此激光束通過數(shù)值孔徑NA＝0.70～0.85的物鏡照射，而所述坑或記錄標(biāo)記的最小尺寸PL≤0.36λ/NA時(shí)，取此激光束的功率Pr≥0.4mW來進(jìn)行再生。
(2)在上述(1)的光信息媒體的再生方法中，所述最小尺寸PL≤0.31λ/N。
(3)在上述(1)或(2)光信息媒體的再生方法中，所述最小尺寸PL≥0.25λ/NA。
(4)在上述(1)～(3)任一的光信息媒體的再生方法中，是使功率Pr≥0.45mw時(shí)進(jìn)行再生。
(5)在上述(1)～(3)任一的光信息媒體的再生方法中，是使功率Pr≥0.5mw時(shí)進(jìn)行再生。
(6)光信息媒體的再生方法，它是在通過激光束照射光信息媒體的信息記錄層而讀出此信息記錄層中存在的坑或記錄標(biāo)記以再生記錄信息之際，取此激光束為波長(zhǎng)λ等于630～670mm的，并以此激光束通過數(shù)值孔徑NA＝0.60～0.65的物鏡照射而所述坑或記錄標(biāo)記的最小尺寸PL≤0.36λ/NA時(shí)，取此激光束的功率Pr≥1.0mW來進(jìn)行再生。
(7)在上述(6)的光信息媒體的再生方法中，所述最小尺寸PL≤0.27λ/NA。
(8)在上述(6)或(7)的光信息媒體的再生方法中，所述最小尺寸PL≥0.25λ/NA。
(9)在上述(6)～(8)任一的光信息媒體的再生方法中，使所述功率Pr≥1.4mW，進(jìn)行再生。
(10)在上述(6)～(8)任一的光信息媒體的再生方法中，使所述功率Pr≥2.0mW，進(jìn)行再生。
(11)在上述(6)～(8)任一的光信息媒體的再生方法中，使所述功率Pr≥2.2mW，進(jìn)行再生。
(12)采用前述(1)～(5)中任一的再生方法的再生裝置。
(13)采用前述(6)～(11)中任一的再生方法的再生裝置。


圖1是例示本發(fā)明的光信息媒體結(jié)構(gòu)的部分剖面圖。
圖2是說明本發(fā)明作用的模式圖。
圖3是示明標(biāo)記長(zhǎng)度與C/N關(guān)系的曲線圖。
圖4是示明再生功率與C/N關(guān)系的曲線圖。
圖5是示明坑長(zhǎng)與C/N關(guān)系的曲線圖。
圖6是示明再生功率與C/N關(guān)系的曲線圖。
圖7是示明標(biāo)記長(zhǎng)度與C/N關(guān)系的曲線圖。
圖8是示明再生功率與C/N關(guān)系的曲線圖。
圖9是示明再生功率與C/N關(guān)系的曲線圖。
圖10是示明再生功率與C/N關(guān)系的曲線圖。
圖11是示明再生功率與C/N關(guān)系的曲線圖。
圖12是示明再生功率與C/N關(guān)系的曲線圖。
圖13是示明Mo-W合金中W含量與C/N關(guān)系的曲線圖。
圖中標(biāo)號(hào)的意義如下
2，基體；21，坑；10，層。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的相對(duì)于設(shè)有本說明書中稱作功能層的特定層的媒體，設(shè)定了與再生波長(zhǎng)和再生光照射光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的特定范圍的再生功率Pr，讀出坑與記錄標(biāo)記。由此能夠?qū)崿F(xiàn)超越衍射決定的分辨極限的超分辨再生。此外，本發(fā)明可在分辨極限附近且在讀出比分辨極限稍大的坑或記錄標(biāo)記時(shí)，獲得比既有的高的C/N。
在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，坑或記錄標(biāo)記(下面有時(shí)表示為坑/標(biāo)記)讀出用的激光束的波長(zhǎng)λ為400～410nm，以此激光束通過數(shù)值孔徑NA＝0.70～0.85的物鏡來照射媒體。
由于截止空間頻率為2NA/λ，坑/標(biāo)記與相鄰坑/標(biāo)記間的間隔為相同長(zhǎng)度的坑/標(biāo)記列當(dāng)其空間頻率≤2NA/λ(線對(duì)/nm)時(shí)，讀取便成為可能。此時(shí)，對(duì)應(yīng)于可讀取的空間頻率的坑/標(biāo)志長(zhǎng)度(間隔長(zhǎng)度)成為λ/4NA＝0.25λ/NA于是在不大于長(zhǎng)度0.25λ/NA的坑/標(biāo)志列中能求得C/N時(shí)，即能實(shí)現(xiàn)超分辨再生。此第一方面的特征即是在比分辨極限稍大的坑/標(biāo)記中能求得高的C/N。從而在此第一方面中，坑/標(biāo)志的最小尺寸PL最好≥0.25λ/NA。但要是坑/標(biāo)志的最小尺寸PL過大，則將有損于此第一方面所取得的效果，此PL最好以比分辨極限稍大的0.36λ/NA為上限而以0.31λ/NA為下限。
在此第一方面中，再生時(shí)照射的激光束的功率Pr宜在0.4mW以上，更好是在0.45mW以上而最好是在0.5wW以上。波長(zhǎng)λ與數(shù)值孔徑NA在第一方面的限定范圍內(nèi)時(shí)，在讀出具有接近于與此λ和NA對(duì)應(yīng)的分辨極限的上述尺寸的坑/標(biāo)志的情形，通過將再生功率Pr設(shè)為此第一方面限定的范圍時(shí)，可以求得良好的C/N。
在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，坑/標(biāo)志讀出用的激光束為波長(zhǎng)λ等于630～670nm的，此激光束通過數(shù)字孔徑NA＝0.60～0.65的物鏡照射媒體。
此第二方面的特征是在比分辨極限稍大的坑/標(biāo)志中可求得高的C/N。于是，此第二方面中的坑/標(biāo)志的最小尺寸PL最好是≥0.25λ/NA。當(dāng)坑/標(biāo)志的最小尺寸過大，會(huì)有損于此第二方面的效果，因而PL最好以比分辨極限稍大的0.36λ/N為上限而以0.27λ/NA為其下限。
在此第二方面中，再生對(duì)照射的激光束的功率Pr宜為1.0mW以上，更好是≥1.4mW，最好是≥2.0mW，尤為最好是≥2.2mW。當(dāng)波長(zhǎng)λ數(shù)值孔徑NA是在第二方面的限定范圍內(nèi)時(shí)，在讀出具有接近于與此λ和NA對(duì)應(yīng)的分辨極限的上述尺寸的坑/標(biāo)志的情形，通過將再生功率Pr設(shè)為此第二方面限定的范圍時(shí)，可以求得良好的C/N。
在此第一與第二方面，再生功率Pr的上限并無特別限制，一般，再生功率Pr越高，C/N也越高。但當(dāng)再生功率Pr高時(shí)，由于再生或反復(fù)再生有可能使功能層惡化。再有，當(dāng)再生功率高時(shí)，取決于媒體的反射率，會(huì)使媒體再生裝置的反射光檢測(cè)系統(tǒng)飽和，也有可能不能進(jìn)行再生。因此，由于上述限制，再生功率Pr實(shí)際上存在上限。
本發(fā)明中，通過設(shè)置功能層能在分辨極限附近顯著提高C/A的原因雖未弄清，但本發(fā)明人認(rèn)為與此下說明的機(jī)理有關(guān)。
首先，當(dāng)以激光束照射坑/標(biāo)記時(shí)，如圖2所示，應(yīng)會(huì)在坑標(biāo)記周圍產(chǎn)生電場(chǎng)。此電場(chǎng)或其強(qiáng)度所影響的范圍可以認(rèn)為會(huì)與激光照射面的能量密度，即與照射面上單位面積的能量和照射面的構(gòu)成材料相關(guān)。當(dāng)相鄰的坑/標(biāo)記間的距離較短時(shí)，在相鄰的坑/標(biāo)記之間會(huì)在電場(chǎng)相互之間產(chǎn)生相互作用，由于這種相互作用就可能進(jìn)行超分辨再生，上述電場(chǎng)據(jù)信易于發(fā)生在坑這類具有邊緣結(jié)構(gòu)中的邊緣附近。此外，類似于相變型光記錄媒體中非晶質(zhì)記錄標(biāo)記的外緣，在結(jié)晶與非結(jié)晶的界面處等，于介電常數(shù)或電導(dǎo)率急劇變化處，也易產(chǎn)生電場(chǎng)。
由于上述相互作用依賴于激光束的能量密度，當(dāng)再生波長(zhǎng)λ與再生光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)字孔徑NA相同時(shí)，取決于再生功率Pr，上述相互作用增強(qiáng)，結(jié)果可以想像到，再生功率Pr越高，C/N也越高。此外，由于激光束光點(diǎn)的直徑與λ/NA成正比，設(shè)再生功率Pr相同，當(dāng)再生波長(zhǎng)λ愈短或數(shù)值孔徑NA愈大，C/N就愈高，相反，λ/NA愈小，則可以在較低的再生功率Pr下獲得相同的C/N。
另一方面，當(dāng)相鄰的坑/標(biāo)記間的距離較長(zhǎng)時(shí)，則上述相互作用不產(chǎn)生或即使產(chǎn)生也很小，或是與通常再生產(chǎn)生的信號(hào)分量相比，因上述相互作用產(chǎn)生的信號(hào)分量要小。因此可以認(rèn)為，或是不能覺察到與再生功率Pr相關(guān)的C/N的提高或是這種提高非常之小。
此外，在具有前述屏蔽層的媒體中，根據(jù)屏蔽層的工作原理可知，只是在再生對(duì)象的坑或記錄標(biāo)志超過分辨極限很小時(shí)才能發(fā)揮效果，當(dāng)再生對(duì)象稍大于分辨極限時(shí)，不會(huì)給屏蔽層帶來比現(xiàn)有媒體更高的C/N。
本發(fā)明在工業(yè)上極為有用。當(dāng)前已實(shí)用化的具有最高記錄密度的光盤是DVD。能重寫的DVD即DVD-RW雖然配備有相變型記錄層，但此記錄層則是起到上述功能層的作用。此外，在DVD-RW的再生中，再生波長(zhǎng)λ與數(shù)值孔徑NA涵蓋了本發(fā)明第二方面的情形。因而若是本發(fā)明的第二方面適用于DVD-RW，就能實(shí)現(xiàn)超分辨，并且能顯著提高分辨極限附近的C/N。
本發(fā)明人等對(duì)市售的DVD-RW(TDK株式會(huì)社)進(jìn)行了適用本發(fā)明的第二方面的試驗(yàn)，在此試驗(yàn)中，根據(jù)DVD-RW規(guī)格，設(shè)再生波長(zhǎng)為650nm同時(shí)設(shè)再生光學(xué)系統(tǒng)的物鏡的數(shù)值孔徑NA為0.60。結(jié)果示明于圖3。在圖3中，再生功率Pr為1mW時(shí)，對(duì)于分辨極限(0.271μm)附近的標(biāo)記長(zhǎng)度0.28～0.3mm，可以得到約40dB的C/N，使再生達(dá)到可充分實(shí)用的程度，于是，本發(fā)明僅僅是提高了再生功率Pr，就能在現(xiàn)有的光盤中顯著提高分辨極限附近的C/N。
在本說明書中的所謂能夠再生是指能得到20dB以上的C/N的情形。但從實(shí)用上考慮，需要得到更好是30dB以上而最好是40dB以上的C/N。
圖4是曲線圖，它相對(duì)于DVD-RW盤示明了讀出各種長(zhǎng)度的記錄標(biāo)志時(shí)的再生功率Pr與C/N的關(guān)系的曲線圖。從圖4可見，在分辨極限附近，隨著再生功率Pr的上升，C/N也上升。
下面說明此第二方面適用于再生專用型(ROM)盤情形的試驗(yàn)。此ROM盤是在具有圖5所示長(zhǎng)度的坑排成坑列的樹脂基片上形成兼用作反射層的功能的原15nm的Ge層，然后再于其上形成由紫外固化型樹脂組成的厚10μm的保護(hù)層。此外，在坑列中，將兩相鄰坑間的間隔設(shè)定成與坑本身具有相同的長(zhǎng)度。
對(duì)于此ROM盤，取再生波長(zhǎng)λ為635nm，取再生光學(xué)系統(tǒng)的物鏡的數(shù)字孔徑NA為0.60，測(cè)定C/N。結(jié)果示明于圖5。有關(guān)的再生條件是，長(zhǎng)度0.3μm的坑一般可以再生，但這是分辨極限(0.265μm)附近的尺寸，而長(zhǎng)度0.25μm以下的坑通常是不可能再生的尺寸。圖5示明再生功率為1mW或5mW時(shí)的坑長(zhǎng)度與C/N的關(guān)系數(shù)。圖5中，當(dāng)坑長(zhǎng)≥0.4μm，不論是何種再生功率，C/N基本無變化，但當(dāng)坑長(zhǎng)≤0.3μm，C/N將隨著再生功率的上升而增大。具體地說，在再生長(zhǎng)度0.2～0.3μm的坑時(shí)，當(dāng)再生功率為1mW，C/N不到40dB，而當(dāng)再生功率為5mW時(shí)，則可求得40dB以上的C/N，可知能進(jìn)行充分實(shí)用的再生。
圖6示明坑長(zhǎng)為0.3μm、0.25μm和0.2μm時(shí)再生功率與C/N的關(guān)系。從圖6可知，在讀出具有通常能再生且在分辨極限附近尺寸的坑時(shí)，C/N將隨著再生功率的增大而升高。
圖7與8中示明證實(shí)本發(fā)明第一方面效果的試驗(yàn)結(jié)果。在此試驗(yàn)中，采用具有相變型記錄層的光盤，再生波長(zhǎng)λ取405nm的，而數(shù)值孔徑NA設(shè)為0.85。
圖7示明的是，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，相對(duì)于再生功率Pr為0.5mW時(shí)和在本發(fā)明范圍之外的0.3mW時(shí)，標(biāo)記長(zhǎng)與C/N的關(guān)系的曲線圖。圖8是示明讀出各種長(zhǎng)度的記錄標(biāo)志時(shí)的再生功率Pr與C/N的關(guān)系的曲線圖。從圖7與8可知本發(fā)明的效果，還可看到，在分辨極限(0.119μm)附近，C/N將隨著再生功率Pr的上升而升高。
在示明圖7與8中結(jié)果的試驗(yàn)中所用的光盤是在支承基體上順次設(shè)有反射層、第二介電體層、記錄層、第一介電體層與光透過層，而記錄/再生光通過光透過層入射。支承基體采用通過注射成形同時(shí)形dn溝的直徑120mm，厚1.2mm的盤狀聚碳酸酯。反射層厚100nm，由Ag98Pd1Cu1構(gòu)成。第二介電體層厚20nm，由Al2O3構(gòu)成。記錄層厚12nm，組成(原子比)為In1.1Sb74.6Te18.6Ge5.7第一介電層厚130nm，由ZnS(80mol％)-SiO2(20mol％)構(gòu)成，光透過層厚100μm，旋涂以紫外固化樹脂，經(jīng)紫外固化形成。
在使用λ/NA大的再生光學(xué)系統(tǒng)的第二方面，不僅是記錄媒體，即使是再生專用型媒體也能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果，與此相類似，在使用λ/NA再生光學(xué)系統(tǒng)的第一方面中，在再生專用型媒體上也能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的效果。
下面詳細(xì)說明本發(fā)明。
本發(fā)明的光信息媒體具有信息記錄層。在本說明書中的信息記錄層是指具有由坑和/或溝組成的凹凸的層，或是能形成記錄標(biāo)志的層，或是具有上述凹凸同時(shí)能形成記錄標(biāo)志的層。這就是說，本發(fā)明能適用于再生專用媒體與光記錄媒體(追記型或可重寫型的媒體)兩者。再生專用媒體是在基片表面中設(shè)有的坑上涂以反射層(金屬、半金屬、化合物等形成)而形成信息記錄層；在光信息媒體中，記錄層構(gòu)成了信息記錄層。記錄層有相變型的，以有機(jī)染料為主體的，除此還可有以有機(jī)材料或無機(jī)材料為主體的。記錄標(biāo)志可以是相對(duì)于周圍其反射率等光學(xué)常數(shù)不同的，凹狀的，凸?fàn)畹?，等等?br> 本發(fā)明者等通過將特定材料構(gòu)成且對(duì)應(yīng)于此各特定材料分別具有相應(yīng)特定厚度的層設(shè)于光信息媒體上，能夠以完全不同于現(xiàn)有的機(jī)理進(jìn)行超分辨再生，同時(shí)可以在讀出比分辨極限稍大的坑與標(biāo)記之際，獲得比既有的顯著的高的C/N。本發(fā)明對(duì)于上述的特定材料可以采用包含從Nb，Mo，W，Mn，Pt，C，Si，Ge，Ti，Zr，V，Cr，F(xiàn)e，Co，Ni，Pd，Sb，Ta，Al，In，Cu，Sn，Te，Zn與Bi中選取的至少一種元素的單體或合金或其化合物，而最好是用單體或其化合物。本發(fā)明中稱能超分辨再生的前述層為功能層。通過設(shè)置此功能層，就能檢測(cè)在低于光衍射所確定的分辨極限之下尺寸的坑、溝或記錄標(biāo)志。如上所述，能把信息記錄層用作本發(fā)明的功能層。
對(duì)圖1所示媒體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用圖1例示了光信息媒體的結(jié)構(gòu)。圖1所示的光信息媒體1是再生專用媒體，在具有透光性的基體2的表面上設(shè)有坑21，在坑的形成面上密附有層10。再生光從圖中下方入射。層10在具有特定的組成與特定的厚度時(shí)起到前述功能層的作用。
由單體或合金構(gòu)成層10的情形按下述工序制備了圖1所示結(jié)構(gòu)的光盤試樣。基體2采用由注射成形同時(shí)形成相位坑的直徑120mm、厚0.6mm的盤狀聚碳酸酯(折射率n＝1.58)?；w2是按同心圓狀設(shè)有多個(gè)具有螺旋狀光道的環(huán)狀的坑形成區(qū)域而在此各個(gè)的坑形成區(qū)域內(nèi)使坑長(zhǎng)為一定的帶狀型。這就是說是在一片基體上形成了不同長(zhǎng)度的相位坑，各個(gè)坑形成區(qū)域中的坑長(zhǎng)設(shè)為250nm，相鄰坑之間的間隔與坑的長(zhǎng)度相同。層10由Nb，Mo，W，Mn，Pt，C，Si，Ge，Ti，Zr，V，Cr，F(xiàn)e，Co，Ni，Pd，Sb，Ta，Al，In，Cu，Sn，Te，Zn，Bi，Au與Ag中之一構(gòu)成，厚5～100nm。層10由濺射法形成。
對(duì)于這樣制得的試樣，用光盤評(píng)價(jià)裝置(激光波長(zhǎng)635nm，數(shù)值孔徑0.60)，線速度11m/s，使再生功率于1～7mW的范圍內(nèi)改變，測(cè)定C/N。由于此光盤評(píng)價(jià)裝置中的截止空間頻率2NA/λ為2NA/λ＝1.89×103(線對(duì)/mm)坑與相鄰坑之間的空間有相同長(zhǎng)度的坑列當(dāng)其空間頻率在1.89×103(線對(duì)/mm)以下時(shí)就可以讀取。此時(shí)，對(duì)應(yīng)于可讀取的空間頻率的坑長(zhǎng)(即間隔長(zhǎng))PL成為PL≥λ/4NA＝265(nm)因此，當(dāng)于坑長(zhǎng)未達(dá)265nm的坑列中求得了C/N，則可以實(shí)現(xiàn)超分辨再生。
表1～4示明了層10的厚度與C/N的關(guān)系。在表1～4中，于層10的各個(gè)厚度下使再生功率在1～7mW間變化時(shí)求得的最高的C/N按層10的結(jié)構(gòu)材料類別表示、表1、2、3、4分別表示最大C/N≥40dB、30dB≤最大C/N＜40dB、20dB≤最大C/N＜30dB、最大C/N＜20dB的情形。
表1層10的厚度與C/N(dB)的關(guān)系(最大C/N40dB以上)

表2層10的厚度與C/N(dB)的關(guān)系(最大C/N30dB以上，不大于40dB)

表3分開層10的厚度與C/N(dB)的關(guān)系(最大C/N20dB以上，不大于30dB)

表4分開層10的厚度與C/N(dB)的關(guān)系(最大C/N不大于20dB)

從表1～4可知，為了能實(shí)現(xiàn)超分辨再生，需根據(jù)構(gòu)成元素使層10的厚度最優(yōu)化。例如表2所示，當(dāng)層10為Al層而厚度為15nm時(shí)雖可實(shí)現(xiàn)超分辨再生，但當(dāng)Al層厚達(dá)100nm，即厚達(dá)CD-ROM或DVD-ROM等通常的ROM盤中反射層相同的程度時(shí)，就和通常的ROM盤相同而不能有超分辨再生。
圖9～12示明在上述各試樣中相對(duì)于求得最大C/N時(shí)的再生功率Pr與C/N的關(guān)系。圖9～圖12所示的試樣，分別與表1～表4相對(duì)應(yīng)。C/N是相對(duì)于坑長(zhǎng)250nm的坑列測(cè)定的。測(cè)定中采用了上述光盤評(píng)價(jià)裝置，測(cè)定時(shí)的線速度為11m/s。從圖9～12可以看到，對(duì)于大部分的試樣，隨著再生功率的增大，C/N有增大傾向。在這些圖中雖未示明再生輸出，但再生輸出的行為與C/N的相同，此外，在圖9～12中，高Pr側(cè)的數(shù)據(jù)不存在，對(duì)于這種Pr，或是由于層10變質(zhì)不能求得再生信號(hào)，或是由于反射光檢測(cè)系統(tǒng)的飽和而沒能得到數(shù)據(jù)。
對(duì)于以W與Mo的合金構(gòu)成的層10且層10的厚度為15nm的試樣，采用上述光盤評(píng)價(jià)裝置，取線速度為11m/s，測(cè)定了坑長(zhǎng)250nm的坑列的C/N。結(jié)果示明于圖13。從圖13可知，即使是在采用合金的情形，也能實(shí)現(xiàn)超分辨再生。
在上述試驗(yàn)中是相對(duì)于具有比分辨極限小的坑列的媒體評(píng)價(jià)了C/N，但對(duì)于具有0.31λ/NA以下尺寸的坑列的媒體也能取得相同的效果。這就是說，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定層10的厚度與此層的結(jié)構(gòu)材料相對(duì)應(yīng)，與具有100nm厚的Al層的媒體相比，可以看到使C/N提高了。
由化合物構(gòu)成層10的情形本發(fā)明的光信息媒體中即使是由氮化物、氧化物、氟化物、硫化物、碳化物等各種化合物構(gòu)成時(shí)，也能超分辨再生同時(shí)能對(duì)于分辨極限稍大的再生對(duì)象也能提高其C/N，而且此時(shí)的效果特別顯著。此外，上述情形下的化合物并不限于化學(xué)計(jì)量組成的化合物，還包括相對(duì)于金屬或半金屬按不達(dá)化學(xué)計(jì)量組成的比例混入了氮與氧的化合物。即本發(fā)明的層10除包括以單體或合金形成能進(jìn)行超分辨再生的前述金屬或半金屬外，還包括從其他的元素最好是從氮、氧、氟、硫與碳中選擇的至少一種元素的情形。通過由這種化合物構(gòu)成層10，可以擴(kuò)大再生功率儲(chǔ)備，也能提高C/N，同時(shí)能抑制伴隨反復(fù)再生導(dǎo)致C/N的降低。下面說明由化合物構(gòu)成層10時(shí)的作用與效果。
首先說明通過化合物化能提高化學(xué)穩(wěn)定性同時(shí)說明由此產(chǎn)生的作用與效果。除Au等貴金屬外的金屬或半金屬，在自然界一般是以氧化物、硫化物等化合物形式產(chǎn)出。這本身表明，金屬或半金屬在通常情形下以化合物存在的形式要比作為單體的存在更為穩(wěn)定。這就是說，金屬或半金屬通過化合物化能顯著地提高化學(xué)穩(wěn)定性。另一方面，在高功率下再生和因反復(fù)再生導(dǎo)致層10的變質(zhì)看來是由于層10隨著溫度升高而發(fā)生了化學(xué)變化(氧化等)所致。層10由于與空氣接觸故易因再生功率輻照時(shí)的加熱而惡化，但當(dāng)層10由化合物構(gòu)成時(shí)，由于能抑制層10的化學(xué)變化，當(dāng)可以較高的功率進(jìn)行再生而提高最大C/N，同時(shí)也能抑制因反復(fù)再生選擇成的劣化。于是，層10的化合物化對(duì)于應(yīng)用在較低再生功率下會(huì)發(fā)生變質(zhì)的材料的情形極為有效。
再來說明通過化合物化使透明性增強(qiáng)以及由此產(chǎn)生的作用與效果。由于化合物化可以增強(qiáng)層10的透明性，從而降低了光的反射率，也就不易使反射光檢測(cè)系統(tǒng)飽和。結(jié)果增大了可使用的再生功率，提高了最大C/N。此外，由于化合物化使層10的單位厚度的透明度提高，因而通過化合物化，即使層10加厚，也不易使反射光檢測(cè)系統(tǒng)飽和。這樣就能顯著增大能超分辨再生的層10的厚度范圍，因而層10的化合物化能非常有效于在較低的再生功率下會(huì)產(chǎn)生反射光檢測(cè)系統(tǒng)飽和的材料的應(yīng)用中。
為了使層10化合物化，最好采用利用氮或氧等反應(yīng)性氣體的反應(yīng)性濺射法或是利用化合物靶的濺射法，除此也可以利用例如CVD法。
層10的厚度根據(jù)上述各試驗(yàn)結(jié)果，由金屬或半金屬構(gòu)成層10時(shí)其最佳厚度按結(jié)構(gòu)元素分類如下示Nb100nm以下、Mo70nm以下、特別是45nm以下、W70nm以下、特別是40nm以下、Mn100nm以下、特別是70nm以下、Pt40nm以下、特別是30nm以下、C100nm以下、Si100nm以下、Ge100nm以下、Ti100nm以下、Zr100nm以下、特別是25～100nm以下、V100nm以下、Cr30nm以下、特別是不大于15nm、
Fe80nm以下、特別是50nm以下、Co70nm以下、特別是45nm以下、Ni70nm以下、特別是50nm以下、Pd40nm以下、特別是30nm以下、Sb100nm以下、特別是60nm以下、Ta100nm以下、特別是60nm以下、Al20nm以下、特別是不大于15nm、In100nm以下、特別是不大于10nm、Cu10nm以下、Sn4nm以下、Te7nm以下、Zn40～90nm、Bi25～70nm對(duì)于表中的厚達(dá)100nm時(shí)也能獲得充分高的C/N的元素，從這方面的特性考慮故無必要將其厚度上限設(shè)定為100nm，但為了避免降低生產(chǎn)率，通常以將此厚度設(shè)定為低于100nm為宜。此外，不論以哪種元素構(gòu)成，層10的厚度最好≥2nm。當(dāng)層10過薄時(shí)，跟蹤伺服就很難，也不易求得充分高的C/N。
對(duì)于使層10化合物化的情形，如前所述，可以擴(kuò)展層10的最佳厚度范圍。
下面說明由合金構(gòu)成功能層的情形，在以下說明中的功能元素是指能以其單體構(gòu)成功能層的元素。
前述W-Mo合金的情形是由簡(jiǎn)單的固溶型二元系合金構(gòu)成功能層的情形，當(dāng)兩種元素同時(shí)為功能元素的情形，即如圖13所示，這樣的合金層便起到功能層的作用。
簡(jiǎn)單固溶型的合金層要求其構(gòu)成元素中至少有一種是而最好都是功能元素。占構(gòu)成元素全體的功能元素的摩爾比最好在50％以上。
Ag-In-Sb-Fe系的相變材料是在結(jié)晶化時(shí)分成Sb相與其他相的分相型合金，對(duì)于這種分相型合金希望其構(gòu)成相中的至少一種而最好是全部都能單獨(dú)地構(gòu)成功能層。例如結(jié)晶化的Ag-In-Sb-Te系合金中的Sb相可以單獨(dú)地構(gòu)成功能層。
與單體層相同，為使合金屬用作功能層，對(duì)厚度也有限制。例如在簡(jiǎn)單固溶型合金層中，如圖13所示，可以根據(jù)各功能元素的單體層能起到功能層作用的厚度來設(shè)定合金層的厚度。
至于合金層的具體組成與厚度最好通過實(shí)際驗(yàn)證各相應(yīng)組成與厚度在此合金層用作功能層中所起的作用來決定。例如由前述的Ge2Sb2Te5組成的相變材料這類金屬互化物，一般多表示出不能從其結(jié)構(gòu)元素各個(gè)單體能類推的行為。
再生方法本發(fā)明的媒體根據(jù)層10的構(gòu)成材料與媒體結(jié)構(gòu)，在能應(yīng)用的再生功率中存在上限。為此，本發(fā)明的媒體中最好首先記錄下相應(yīng)于這類條件的最佳再生功率，在再生前讀出此最適再生功率而以此最佳功率進(jìn)行再生。此外，必要時(shí)也可進(jìn)行試驗(yàn)性的再生來確定最佳再生功率。
權(quán)利要求
1.一種光信息媒體的再生方法，它是在通過激光束照射光信息媒體的信息記錄層而讀出此信息記錄層中存在的坑或記錄標(biāo)記以再生記錄信息之際，取此激光束為彼長(zhǎng)λ等于400～410nm的，并以此激光束通過數(shù)值孔徑NA＝0.70～0.85的物鏡照射，在所述坑或記錄標(biāo)記的最小尺寸PL≤0.36λ/NA時(shí)，取此激光束的功率Pr≥0.4mW來進(jìn)行再生。
2.根據(jù)權(quán)利要求所述的光信息媒體的再生方法，其中，所述最小尺寸PL≤0.31λ/N。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光信息媒體的再生方法，其中所述最小尺寸PL≥0.25λ/NA。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一所述的光信息媒體的再生方法，其中使功率Pr≥0.45mW，進(jìn)行再生。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一所述的光信息媒體的再生方法，其中使功率Pr≥0.5mW，進(jìn)行再生。
6.一種光信息媒體的再生方法，它是在通過激光束照射光信息媒體的信息記錄層而讀出此信息記錄層中存在的坑或記錄標(biāo)記以再生記錄信息之際，使此激光束為波長(zhǎng)λ等于630～670mm的，并以此激光束通過數(shù)值孔徑NA＝0.60～0.65的物鏡照射而所述坑或記錄標(biāo)記的最小尺寸PL≤0.36λ/NA時(shí)，取此激此束的功率Pr≥1.0mW來進(jìn)行再生。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光信息媒體的再生方法，其中所述最小尺寸PL≤0.27λ/NA。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的光信息媒體的再生方法，其中所述最小尺寸PL≥0.25λ/NA。
9.根據(jù)權(quán)利要求6～8中任一所述的光信息媒體的再生方法，其中使所述功率Pr≥1.4mW，進(jìn)行再生。
10.根據(jù)權(quán)利要求6～8任一所述的光信息媒體的再生方法，其中使所述功率Pr≥2.0mW，進(jìn)行再生。
11.根據(jù)權(quán)利要求6～8任一所述的光信息媒體的再生方法，其中使所述功率Pr≥2.2mW，進(jìn)行再生。
12.采用權(quán)利要求1～5中任一所述的再生方法的再生裝置。
13.采用前述權(quán)利要求6～11中任一所述的再生方法的再生裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及光信息媒體的再生方法及裝置。是在再生具有由衍射決定的分辨極限附近尺寸的坑或記錄標(biāo)記時(shí)大得高的C/N。通過激光束照射光信息媒體的信息記錄層,讀取坑或記錄標(biāo)記以再記錄信息時(shí),激光束波長(zhǎng)λ為400～410nm,通過數(shù)值孔徑NA=0.70～0.85的物鏡照射,在坑或記錄標(biāo)記的最小尺寸P
文檔編號(hào)G11B7/125GK1388520SQ02116120
公開日2003年1月1日 申請(qǐng)日期2002年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月20日
發(fā)明者菊川隆, 加藤達(dá)也, 宇都宮肇, 新開浩 申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社