專利名稱：光記錄介質(zhì),光信息處理裝置及光記錄再現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光盤或光卡等以光學(xué)方式記錄及再現(xiàn)信息的光記錄介質(zhì)、和用于對(duì)光記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的記錄及再現(xiàn)的光信息處理裝置以及光記錄再現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著社會(huì)的信息化的發(fā)展，需求大容量的外部存儲(chǔ)裝置。在光學(xué)的信息記錄中，由于存在由光的波長和物鏡的數(shù)值孔徑?jīng)Q定的衍射極限，過去，通過縮小記錄點(diǎn)的大小來實(shí)現(xiàn)高密度化是有限度的。為解決這樣的問題，提出具有多個(gè)記錄層的多層記錄介質(zhì)(例如日本特開平5-151591號(hào)公報(bào)。)。但是，在這樣的多層型記錄介質(zhì)中使用的記錄層中，由于使用了對(duì)光具有一定的反射率及透射率的半透明膜，所以發(fā)生了在對(duì)象記錄層以外的記錄層中進(jìn)行光反射而引起的光損失。而且，將入射光的行進(jìn)方向上游側(cè)為上、下游側(cè)為下時(shí)，透射光也到達(dá)位于對(duì)象記錄層下層的層中，因此更進(jìn)一步的發(fā)生光損失。
因此，為解決這樣的問題，提出在記錄層中使用了具有非線性光學(xué)特征的非線性物質(zhì)的多層光記錄介質(zhì)(例如日本特開平2000-3529號(hào)公報(bào)。)。
圖11表示現(xiàn)有的多層光記錄介質(zhì)的剖面結(jié)構(gòu)。圖11的光記錄介質(zhì)包括位于第1光透過膜10和第2光透過膜14之間的第1記錄層12；夾著第2光透過膜14在與第1記錄層12對(duì)置的位置形成的第2記錄層16。進(jìn)而，第1記錄層12中設(shè)置著導(dǎo)向槽12A。第1記錄層12由具有隨著光強(qiáng)度的變強(qiáng)而非線性地變大的反射率的非線性反射物質(zhì)形成。作為具有這樣性質(zhì)的非線性物質(zhì)，有a-Si、InSb、ZnTe、ZnSe、CdSSe、GaAs、GaSb等。由這樣的非線性反射物質(zhì)形成第1記錄層12時(shí)，第1記錄層12具有根據(jù)|(n-ns)/(n+ns)|2改變的反射率。在此，ns是光透過膜10及光透過膜14的折射率，n是非線性反射物質(zhì)即第1記錄層12的折射率。在此使用的非線性反射物質(zhì)是指，產(chǎn)生折射率隨光強(qiáng)度變化的現(xiàn)象的材料，所謂非線性光學(xué)效果大的材料。
對(duì)這樣的光記錄介質(zhì)的光學(xué)特性進(jìn)行說明。第1記錄層12被訪問時(shí)，由于光點(diǎn)形成在第1記錄層12，因此照射到第1記錄層12的光束變得比較強(qiáng)。此時(shí)第1記錄層12的反射率例如為40％。另一方面，第2記錄層16被訪問時(shí)，由于照射的光點(diǎn)形成在第2記錄層16，因此照射到第1記錄層12的光變得比較弱。如果此時(shí)第1記錄層12的反射率例如設(shè)為30％，則第1記錄層12反射入射光的30％，把70％透過到第2記錄層16側(cè)。因此，可有效地訪問第2記錄層16。
但是，上述現(xiàn)有技術(shù)中，其反射率只在30％到40％之間僅變化10％。這是在第1記錄層12和第2記錄層16中使用具有非線性光學(xué)效果的材料而引起的限制，對(duì)于進(jìn)一步的多層化存在光量不足的問題。而且，上述現(xiàn)有技術(shù)是涉及事先記錄有信息的只讀存儲(chǔ)器(ROM)技術(shù)。從而，利用此技術(shù)，難以確保信息記錄所必需的能量、并實(shí)現(xiàn)可記錄的多層光記錄介質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第1種光記錄介質(zhì)，是包含多個(gè)記錄層的多層光記錄介質(zhì)，上述記錄層是利用具有波長λ0的光的照射進(jìn)行信息的記錄或再現(xiàn)，此外，上述多個(gè)記錄層中的至少一個(gè)記錄層包含可變吸收膜；上述可變吸收膜包含電子的能量具有能帶結(jié)構(gòu)、且在電子帶間躍遷引起的光吸收中吸收光譜的吸收端隨著溫度的上升向長波長側(cè)移動(dòng)的材料，并且，在膜溫度為第1溫度時(shí)，對(duì)于具有波長λ0的光，具有第1吸收率，在膜溫度為比上述第1溫度高的第2溫度時(shí)，對(duì)于具有波長λ0的光，具有比第1吸收率高的第2吸收率。
本發(fā)明的第2種光記錄介質(zhì)，是包含多個(gè)記錄層的多層光記錄介質(zhì)，上述記錄層是利用具有波長λ0的光的照射進(jìn)行信息的記錄或再現(xiàn)，此外，上述多個(gè)記錄層中的至少一個(gè)記錄層包含可變吸收膜；以及，以上述可變吸收膜的熱能夠傳遞的程度接近上述可變吸收膜而配置的記錄膜；上述可變吸收膜包含電子的能量具有能帶結(jié)構(gòu)、且在電子帶間躍遷引起的光吸收中吸收光譜的吸收端隨著溫度的上升向長波長側(cè)移動(dòng)的材料，并且，在膜溫度為第1溫度時(shí)，對(duì)于具有波長λ0的光是透明的，在膜溫度為比上述第1溫度高的第2溫度時(shí)，吸收具有波長λ0的光；上述記錄膜在膜溫度為上述第1溫度時(shí)吸收具有波長λ0的光的至少一部分而發(fā)熱，在規(guī)定的溫度光學(xué)特性發(fā)生變化。
本發(fā)明的光學(xué)處理裝置，包括本發(fā)明的第1種或第2種光記錄介質(zhì)；發(fā)射具有波長λ0的光的光源；將從上述光源射出的上述光聚光在包含于上述光記錄介質(zhì)中的目的記錄層上的聚光光學(xué)系統(tǒng)；以及檢測(cè)在上述光記錄介質(zhì)反射的光的光檢測(cè)器；利用從上述光源射出的上述光的照射，在上述可變吸收膜中形成光吸收增加部，通過使上述光吸收增加部的溫度上升，進(jìn)行信息的記錄或再現(xiàn)。
本發(fā)明的光記錄再現(xiàn)方法，對(duì)本發(fā)明的第1種或第2種光記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的記錄及再現(xiàn)，此外，把具有波長λ0的光聚光在目的記錄層上，在包含于上述記錄層中的可變吸收膜中形成光吸收增加部，通過使上述光吸收增加部的溫度上升，對(duì)上述記錄層進(jìn)行信息的記錄再現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的第1種及第2種光記錄介質(zhì)，通過設(shè)置可變吸收膜，即使是包含多個(gè)記錄層的多層光記錄介質(zhì)也可以確保記錄所需的能量，因此可以實(shí)現(xiàn)大容量化。進(jìn)而，再現(xiàn)已記錄的信息時(shí)，也可以得到充分的再現(xiàn)光量。
在本發(fā)明的第1光記錄介質(zhì)中，上述可變吸收膜最好是在上述第1溫度下，利用上述材料中的電子的帶間躍遷引起的光吸收來吸收具有波長λ0的光，但是，也可以利用雜質(zhì)引起的的光吸收來吸收具有波長λ0的光。
在本發(fā)明的第1光記錄介質(zhì)中，包含上述可變吸收膜的記錄層進(jìn)一步包含記錄膜，上述記錄膜以能夠傳遞上述可變吸收膜的熱的程度接近上述可變吸收膜配置，并且，希望在規(guī)定溫度其光學(xué)特性發(fā)生變化?？蛇m當(dāng)選擇記錄材料，所以可以實(shí)現(xiàn)記錄穩(wěn)定性的提高、記錄效率的進(jìn)一步提高及再現(xiàn)光量的進(jìn)一步增加。
在本發(fā)明的第1種光記錄介質(zhì)中，上述可變吸收膜希望在規(guī)定溫度其光學(xué)特性發(fā)生變化。因可變吸收膜還起著記錄膜的作用，所以不用另外形成記錄膜。
在本發(fā)明的第1光記錄介質(zhì)中，上述多個(gè)記錄層包含n層(n是大于等于2的整數(shù))，上述多個(gè)記錄層分別包含上述可變吸收膜，當(dāng)把從光照射側(cè)為第m層(m是1＜m≤n的整數(shù))的記錄層設(shè)為第m記錄層時(shí)，在上述第1溫度，對(duì)于具有波長λ0的光的上述第m記錄層的反射率Rm和包含在上述第m記錄層中的可變吸收膜的吸收率Am希望滿足下面的關(guān)系Rm＝Rn/(n-m+1)…(1)Am＝An/(n-m+1)…(2)通過滿足上述(1)及(2)式，不對(duì)每個(gè)記錄層改變記錄光的強(qiáng)度，也可以使各記錄層中的吸收光量幾乎相同。
在本發(fā)明的第1種及第2種光記錄介質(zhì)中，希望上述可變吸收膜具有從由包含Bi2O3、As2S3、TeO2及Na2O的混合玻璃、包含TeO2及WO3的混合玻璃、包含TeO2及Fe2O3的混合玻璃、包含TeO2及合物半導(dǎo)體、以及AlGaInAs化合物半導(dǎo)體構(gòu)成的組中選擇的至少一個(gè)。
在本發(fā)明的第1種及第2種光記錄介質(zhì)中，希望上述第1溫度為光記錄介質(zhì)的使用環(huán)境溫度。
根據(jù)本發(fā)明的光信息處理裝置，對(duì)本發(fā)明的第1種及第2種光記錄介質(zhì)可以記錄信息，且再現(xiàn)記錄的信息的時(shí)，可得到充分的再現(xiàn)光量。
在本發(fā)明的光信息處理裝置中，希望還包括控制從上述光源射出的光的強(qiáng)度的控制部，使在上述可變吸收膜中形成的上述光吸收增加部比被聚光的上述光的光點(diǎn)尺寸小。這是為了進(jìn)行超解像再現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的光記錄再現(xiàn)方法，可對(duì)本發(fā)明的第1種或第2種光記錄介質(zhì)記錄信息，并且，當(dāng)再現(xiàn)記錄的信息時(shí)，可以得到充分的再現(xiàn)光量。
在本發(fā)明的光記錄再現(xiàn)方法中，希望控制上述光的強(qiáng)度，使形成在上述可變吸收膜中的上述光吸收增加部比被聚光的上述光的光點(diǎn)尺寸小。這是為了進(jìn)行超解像再現(xiàn)。


圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)的剖面結(jié)構(gòu)及記錄/再現(xiàn)信息的狀態(tài)的說明圖。
圖2是表示在本發(fā)明第一實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)中包含的可變吸收膜的光譜吸收率曲線一個(gè)例子的圖。
圖3是表示Bi2O3的光譜吸收率曲線的圖。
圖4是表示Bi2O3的吸收率的溫度特性的圖。
圖5是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)中包含的可變吸收膜的光譜吸收率曲線的另一例圖。
圖6是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)的剖面結(jié)構(gòu)及記錄/再現(xiàn)信息的狀態(tài)的說明圖。
圖7是表示As2S3的光譜吸收率曲線的圖。
圖8是表示對(duì)本發(fā)明第一實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)的一個(gè)記錄層進(jìn)行超解像再現(xiàn)的狀態(tài)的說明圖。
圖9是表示光強(qiáng)度及可變吸收膜的衰減系數(shù)和光點(diǎn)區(qū)域之間關(guān)系的圖。
圖10是表示作為本發(fā)明的一實(shí)施方式的光信息處理裝置的概略結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖11是現(xiàn)有的多層記錄介質(zhì)的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，結(jié)合

本發(fā)明的實(shí)施方式。
(第一實(shí)施方式)圖1表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)的剖面構(gòu)成。此光記錄介質(zhì)是在基板701上從光L0的入射側(cè)依次設(shè)置第1記錄層751、第2記錄層752、及最終記錄層754的多層光記錄介質(zhì)。各記錄層之間設(shè)置了分離層731、732。光L0是波長為λ0的光，是對(duì)本實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的記錄或再現(xiàn)時(shí)照射的光。
第1記錄層75 1和第2記錄層752以相同的膜構(gòu)成，從光L0的入射側(cè)開始依次設(shè)有記錄膜721(722)和可變吸收膜791(792)。
進(jìn)而，夾著第2記錄層752和分離層732，配置著由記錄膜723和反射膜702形成的最終記錄層754。
各記錄層751、752、754中設(shè)置著由凹凸形狀形成的導(dǎo)向槽，此導(dǎo)向槽用于確定記錄位置。
分離層731、732由對(duì)光L0透明的材料構(gòu)成，例如可使用PMMA(聚甲基丙烯酸甲脂)。
第1記錄層751及第2記錄層752中包含的記錄膜721、722，對(duì)于作為記錄光及再現(xiàn)光使用的波長為λ0的光L0幾乎是透明的，具有在規(guī)定溫度從未記錄狀態(tài)變化到記錄狀態(tài)的性質(zhì)。在此，記錄狀態(tài)表示從未記錄狀態(tài)發(fā)生光學(xué)特性的狀態(tài)，例如折射率的變化、衰減系數(shù)的變化、形狀的變化等物理變化或化學(xué)變化引起的光學(xué)特性發(fā)生變化的狀態(tài)。記錄膜721、722對(duì)于波長為λ0的光L0幾乎是透明的，并且，用在規(guī)定溫度光學(xué)特性發(fā)生變化的材料形成即可，可采用有機(jī)色素、熱聚合性樹脂、熱變形樹脂、及熱解性樹脂等。具體地說，例如波長λ0＝405nm時(shí)，例如可采用作為有機(jī)色素的2-[7-(1，3-二羥基-5-甲氧基-1，3，3-三甲基-2H-吲哚-2-亞基(イリデン))-1，3，5-庚三烯基]-5-甲氧基-1，3，3-三甲基-3H-吲哚鎓高氯酸鹽(例如，日本的株式會(huì)社林原生物化學(xué)研究所制造的NK-2882)等。而且，波長λ0＝630nm時(shí)，例如可采用2-[2-[4-(二甲基氨基)苯基]乙烯]苯[1，2-d]噻唑(例如，日本的株式會(huì)社林原生物化學(xué)研究所制造的NK-1886)等。而且，丙烯酸類的熱聚合性樹脂、PMMA或聚乙烯等的熱變形樹脂、苯并三唑等熱解性樹脂的場(chǎng)合，也可對(duì)波長405nm和波長630nm中的任一光使用。
包含在第1記錄層751及第2記錄層752中的可變吸收膜791、792，其電子能量具有能帶結(jié)構(gòu)，在電子帶間躍遷引起的光吸收中的吸收光譜的吸收端，由隨溫度的上升而向長波長側(cè)(低能量側(cè))移動(dòng)的材料構(gòu)成。并且，吸收端是指吸收頻譜的低能量側(cè)的一端。
在圖2中表示本實(shí)施方式中的可變吸收膜791、792的光譜吸收率曲線的一例。如圖2所示，可變吸收膜791、792是吸收率的光譜特性隨溫度變化的膜，由具有如下性質(zhì)的材料形成膜溫度在常溫時(shí)，對(duì)波長λ0的光表現(xiàn)低吸收率(第1吸收率)，膜溫度上升時(shí)，吸收端就會(huì)向長波長側(cè)移動(dòng)，所以對(duì)于波長λ0光的吸收率上升，表現(xiàn)出高的吸收率(第2的吸收率)的性質(zhì)的材料。因此，當(dāng)作為記錄光或再現(xiàn)光被波長λ0的光L0照射時(shí)，可變吸收膜791、792首先以小的吸收率進(jìn)行光吸收，隨著該光吸收引起溫度上升而產(chǎn)生吸收率的增加，所以在比常溫高的溫度中以高吸收率吸收光。但是，在本說明書，常溫是指光記錄介質(zhì)使用的溫度，即光記錄介質(zhì)的使用環(huán)境溫度。而且，上述可變吸收膜791、792的常溫時(shí)的波長λ0的光吸收，不僅僅是包含在可變吸收膜791、792中的具有上述性質(zhì)的材料的電子帶間躍遷引起的吸收，也可以包含雜質(zhì)引起的吸收。
可變吸收膜791、792必須包含對(duì)波長λ0的光L0具有上述性質(zhì)的材料，作為這樣的材料，在波長λ0＝405nm時(shí)可列舉出Bi2O3、TeO2和Na2O的混合玻璃、TeO2和WO3的混合玻璃、TeO2及Fe2O3的混合玻璃、TeO2及CuO的混合玻璃，其中希望是Bi2O3。而且波長λ0＝630nm時(shí)，可列舉出As253、AlGaAs化合物半導(dǎo)體，AlGaInAs化合物半導(dǎo)體等，其中希望是As2S3。
包含在最終記錄層754中的記錄膜723，由吸收波長λ0的光L0的材料構(gòu)成，具有利用波長λ0的光L0的吸收從未記錄狀態(tài)改變到記錄狀態(tài)的性質(zhì)。作為記錄膜723的材料，可使用例如氧化碲(TeOx)等。而且，在反射膜702中可使用包含Al等的金屬膜。
下面，說明對(duì)本實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的記錄再現(xiàn)的動(dòng)作。
在圖10表示對(duì)本實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的記錄或再現(xiàn)的光信息處理裝置的一例。下面，說明利用此光信息處理裝置對(duì)本實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)進(jìn)行信息記錄再現(xiàn)的方法。
在本實(shí)施方式的光信息處理裝置中設(shè)置了作為放射光源的半導(dǎo)體激光器101，從半導(dǎo)體激光器101到光記錄介質(zhì)105的光路中，配置了準(zhǔn)直透鏡102、偏光分光器107、1/4波長片115、固定在致動(dòng)器112上的物鏡103。在記錄時(shí)，從半導(dǎo)體激光器101發(fā)射的發(fā)射光，經(jīng)準(zhǔn)直透鏡102成為平行光，透過偏光分光器107后，進(jìn)一步由1/4上，記錄信息。在再現(xiàn)時(shí)，利用聚光在光記錄介質(zhì)105上的光的反射光。在光記錄介質(zhì)105反射的光，由物鏡103轉(zhuǎn)換為平行光，由1/4波長片115轉(zhuǎn)換為直線偏光，在偏光分光器107上被反射。在偏光分光器107反射的光在檢測(cè)透鏡104被轉(zhuǎn)換為收束光后，由全息元件181進(jìn)行衍射及分離(L1，L2)，由光檢測(cè)器190檢測(cè)。光檢測(cè)器190具有多個(gè)檢測(cè)區(qū)域的受光區(qū)域，在各區(qū)域檢測(cè)出的信號(hào)輸入到電路504中。電路504從輸入的信號(hào)中取出數(shù)據(jù)信號(hào)。這樣，進(jìn)行信息的再現(xiàn)。進(jìn)而，電路504獲得用于控制物鏡103位置的伺服信號(hào)來驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器112。而且，電路504控制半導(dǎo)體激光器的輸出，使得到的數(shù)字信號(hào)的品質(zhì)最優(yōu)。
圖1表示例如對(duì)第2記錄層752記錄(或再現(xiàn))信息時(shí)的狀態(tài)。光L0是具有波長λ0的激光，通過光信息處理裝置的物鏡103(參照?qǐng)D10)聚光在第2記錄層752上。物鏡103的位置由致動(dòng)器112(參照?qǐng)D10)控制。
首先，對(duì)記錄信息時(shí)的操作進(jìn)行具體說明。
光L0通過基板701、第1記錄層751及分離層731后入射到第2記錄層752。光L0通過第1記錄層751時(shí)被可變吸收膜791少許吸收，但未聚光在可變吸收膜791的表面上，所以發(fā)熱的能量密度低，可變吸收膜791幾乎保持常溫。因此，光L0有效地透過第1記錄層751，進(jìn)而透過分離層731后，可到達(dá)第2記錄層752。
入射到第2記錄層752的光L0，透過記錄膜722后入射到可變吸收膜792?？勺兾漳?92對(duì)于波長λ0的光L0具有低吸收率，所以吸收入射的光L0的一部分而發(fā)熱。光L0被聚光在可變吸收膜792上，所以發(fā)熱能密度高。因此，可變吸收膜792的光L0的入射部分的溫度會(huì)局部上升。隨著此溫度上升，可變吸收膜792的對(duì)光L0的吸收率增加，可變吸收膜792中形成光吸收增加部741。隨著光L0的吸收增加，光吸收增加部741的溫度進(jìn)一步上升。最終，可變吸收膜792的光吸收增加部741的發(fā)熱和向記錄膜722等的熱擴(kuò)散量達(dá)到平衡時(shí)，光吸收增加部741的溫度上升停止。
在可變吸收膜792的光吸收增加部741產(chǎn)生的熱，被擴(kuò)散到記錄膜722。通過由此擴(kuò)散的熱引起的記錄膜722的溫度上升，在記錄膜722上記錄信息。即，由該熱擴(kuò)散引起的記錄膜722的溫度達(dá)到改變記錄膜722的光學(xué)特性的規(guī)定溫度(下面稱為記錄溫度)，在達(dá)到記錄溫度的部分形成光學(xué)特性變化的部分(記錄標(biāo)記)。
接著，說明再現(xiàn)記錄在第2記錄層752的記錄膜722中的信息的操作。
利用入射的光L0增大可變吸收膜792的溫度及吸收率的動(dòng)作，與記錄時(shí)相同。與記錄時(shí)不同點(diǎn)是，通過控制光L0的強(qiáng)度，將可變吸收膜792的發(fā)熱引起的光記錄膜722的溫度上升抑制成小于記錄溫度。讀取記錄在本實(shí)施方式的記錄在光記錄介質(zhì)中的信息的原理如下。
記錄膜722和可變吸收膜792的界面處的光L0的反射率R如下式。并且，在下面的公式中，n0是記錄膜722的折射率，n是可變吸收率792的折射率，k是可變吸收膜792的衰減系數(shù)。
R＝((N-n0)/(N+n0))2…(3)N＝(n2+k2)1/2…(4)當(dāng)溫度從常溫上升時(shí)，可變吸收膜792對(duì)于光L0的吸收率會(huì)增加，即衰減系數(shù)會(huì)增加。其結(jié)果，根據(jù)式(3)及式(4)，反射率R增加，反射光量增加。其反射光由記錄膜722的記錄標(biāo)志調(diào)制，用于信息的檢出，因此，通過此反射光量的增加可進(jìn)行高效率的信號(hào)檢測(cè)。
并且，上述記載中說明了對(duì)第2記錄層752的信息的記錄再現(xiàn)，通過把光L0的聚光位置設(shè)置為第1記錄層751，可同樣地實(shí)現(xiàn)對(duì)第1記錄層751的信息進(jìn)行記錄再現(xiàn)。
而且，對(duì)最終記錄層754的信息的記錄再現(xiàn)，是通過把光L0的聚光位置設(shè)置為最終記錄層754來進(jìn)行。光L0到達(dá)最終記錄層754之前，入射到第1記錄層751及第2記錄層752，但在可變吸收膜791、792中光L0不聚光，因此發(fā)熱區(qū)域被分散，溫度上升小。因此，不形成光吸收增加部，透射光L0。在信息的記錄時(shí)，通過記錄膜723吸收光L0而產(chǎn)生溫度上升，形成記錄標(biāo)志。信息的再現(xiàn)時(shí)，是通過檢測(cè)出在反射膜702反射的反射光來進(jìn)行。
下面，對(duì)在本實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)的可變吸收膜791、792中使用的材料即Bi2O3的特性進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖3是表示50℃及250℃時(shí)的Bi2O3的吸收率的分光特性的測(cè)定結(jié)果的圖。向在石英玻璃表面中用真空蒸鍍法形成了Bi2O3薄膜(厚度為800)的樣本，照射用分光器分光的光，測(cè)定其吸收率。從其測(cè)定結(jié)果，可確定膜溫度從50℃上升到250℃時(shí)吸收端會(huì)向長波長側(cè)移動(dòng)，通過把記錄光及再現(xiàn)光的波長λ0例如設(shè)定為405nm，可確認(rèn)能夠進(jìn)行信息的記錄及再現(xiàn)。
進(jìn)而，圖4中示出向測(cè)定用的Bi2O3膜入射波長為405nm的光來測(cè)定吸收率的溫度特性的結(jié)果。根據(jù)此結(jié)果，可確定隨著溫度的上升吸收率增加、在500度時(shí)約為80％的吸收率。
根據(jù)以上的結(jié)果，在使用這樣的材料形成可變吸收膜791、792時(shí)，在光點(diǎn)照射開始時(shí)的常溫下，可變吸收膜791、792以低吸收率吸收入射光的一部分，伴隨著其光吸收引起溫度上升。此溫度上升使吸收率增加，進(jìn)一步的光吸收引起溫度上升。這樣，可變吸收膜791、792的光點(diǎn)照射的區(qū)域中形成光吸收增加部741，因此，在此區(qū)域中的發(fā)熱擴(kuò)散到記錄膜，可在記錄膜形成記錄標(biāo)志。利用這樣的記錄方法，即使是多層光記錄介質(zhì)也可確保記錄所需的能量，可實(shí)現(xiàn)大容量化。而且，在可變吸收膜791、792形成的光吸收增加部741的衰減系數(shù)會(huì)變大，所以在與記錄膜721、722之間的界面上的反射率也增加，可得到充分的再現(xiàn)光量。
并且，在本實(shí)施方式中，對(duì)層疊了3層記錄層的光記錄介質(zhì)進(jìn)行了說明，但記錄層數(shù)不局限于此，至少包含2層即可。而且，最終記錄層754的膜構(gòu)成也不局限于此，也可以是與第1記錄層751及第2記錄層752相同的膜結(jié)構(gòu)。
而且，在本實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)中，希望將各記錄層的反射率及可變吸收膜的吸收率設(shè)定成，各記錄層的吸收光量與從光入射側(cè)的層數(shù)無關(guān)而在所有記錄層中大致相同。其原因是，不用對(duì)成為對(duì)象的每個(gè)記錄層改變記錄光的強(qiáng)度也可以。例如，在本實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)中，在最終記錄層754與第1記錄層75 1及第2記錄層752相同地是具有可變吸收膜791，792的膜結(jié)構(gòu)時(shí)，各記錄層75 1、752的反射率及各可變吸收膜791、792的吸收率希望具有下面的關(guān)系。并且，在下面的關(guān)系式中，設(shè)第1記錄層751的反射率為R1、可變吸收膜791的吸收率為A1、第2記錄層752的反射率為R2、可變吸收膜792的吸收率為A2、最終記錄層754的反射率為R3、可變吸收膜的吸收率為A3。
R1＝R3/3A1＝A3/3R2＝R3/2A2＝A3/2若形成大致滿足以上關(guān)系的各記錄層及可變吸收膜，則記錄光的強(qiáng)度與記錄層無關(guān)地幾乎固定。
而且，在本實(shí)施方式中，可變吸收膜791、792采用在常溫時(shí)僅吸收一點(diǎn)波長λ0的光的材料形成，也可采用常溫時(shí)對(duì)波長λ0的光L0透明的材料(如圖5所示地具有光譜吸收率特性的材料)形成。此時(shí)，通過用在常溫下對(duì)波長λ0的光L0只吸收一點(diǎn)的材料(例如TeOx或Te-O-Pd等)形成記錄膜721、722，在記錄膜721、722進(jìn)行光點(diǎn)照射開始時(shí)的發(fā)熱，利用此發(fā)熱使可變吸收膜791、792的溫度上升，而增加可變吸收膜791、792的吸收率，在可變吸收膜791、792上形成吸收增加部741。若這樣形成可變吸收膜791、792及記錄膜721、722，就可急劇改變波長λ0的光的吸收率，因此可更確實(shí)地進(jìn)行各記錄層的選擇。
而且，根據(jù)本實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)，還可以進(jìn)行衍射極限以下的記錄標(biāo)志的再現(xiàn)，即所謂超解像再現(xiàn)。下面說明對(duì)本實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)的超解像再現(xiàn)。
圖8是說明利用本實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)進(jìn)行超解像再現(xiàn)的方法的剖面圖。并且，在圖8中示出了聚光到第1記錄層751上的樣子。本實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)中，可以使形成在可變吸收膜791中的吸收增加部741比光L0的光點(diǎn)小。圖9示出光強(qiáng)度及可變吸收膜的衰減系數(shù)和光點(diǎn)區(qū)域之間的關(guān)系。當(dāng)光照射到本實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)時(shí)，在通常的聚光狀態(tài)下的光強(qiáng)度分布如圖9所示地成為接近高斯函數(shù)的單峰形狀。因此，在可變吸收膜791中衰減系數(shù)沒有飽和的狀態(tài)，即溫度上升使衰減系數(shù)增加的狀態(tài)下，可變吸收膜791的衰減系數(shù)越是在光強(qiáng)度大的光點(diǎn)中心部越大，在周邊部變小。所以，通過控制光強(qiáng)度，使在衰減系數(shù)大的部分形成的光吸收增加部741形成為比光L0的光點(diǎn)小，可實(shí)現(xiàn)如圖8所示的超解像再現(xiàn)。
(第二實(shí)施方式)圖6示出本發(fā)明第二實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)的剖面結(jié)構(gòu)。此光記錄介質(zhì)是在基板701上從光L0入射側(cè)按照作為第1記錄層起作用的可變吸收膜793、作為第2記錄層起作用的可變吸收膜794、及最終記錄層754的順序設(shè)置的多層光記錄介質(zhì)。在各記錄層間設(shè)置了分離層731、732?？勺兾漳?93、794是分別用1個(gè)膜實(shí)現(xiàn)第一實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)(參照?qǐng)D1)的記錄膜721和可變吸收膜791、記錄膜722和可變吸收膜792的。并且，分離層731、732及最終記錄層754與第一實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)相同，在此省略說明。
本實(shí)施方式的可變吸收膜793，794是用在第一實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)中的可變吸收膜791、792的特性基礎(chǔ)上、還具有溫度上升到規(guī)定溫度則光學(xué)特性會(huì)變化的性質(zhì)的材料形成。作為這樣材料的具體例子，可例舉如As2S3。圖7是表示As2S3吸收率的光譜特性的測(cè)定結(jié)果的圖。對(duì)在石英玻璃表面上用真空蒸鍍法形成As2S3薄膜(厚度為10μm)的樣品照射用分光器分光的光，測(cè)定了其吸收率。
根據(jù)此測(cè)定結(jié)果可確定當(dāng)膜溫度從30℃上升到200℃時(shí)吸收端向長波長側(cè)移動(dòng)。使用As2S3形成可變吸收膜793、794時(shí)，把記錄光及再現(xiàn)光的波長設(shè)為例如630nm，那么在30℃下吸收率約為5％，在20℃吸收率增加到約60％。因此，與第一實(shí)施方式相同，在被可變吸收膜793、794的光點(diǎn)照射的區(qū)域形成光吸收增加部741，在此區(qū)域引起發(fā)熱。而且，信息的記錄是通過把可變吸收膜793、794的溫度上升到As2S3的熔點(diǎn)(300℃)以上后急劇冷卻而形成非結(jié)晶相部分來進(jìn)行。此非結(jié)晶相部分成為記錄標(biāo)志。信息的消除是通過把可變吸收膜793、794的溫度上升到As2S3的結(jié)晶溫度(300℃)后將其退火而把非結(jié)晶相相轉(zhuǎn)移到結(jié)晶相來進(jìn)行。記錄在可變吸收膜793、794中的信息的再現(xiàn)，是使用具有在可變吸收膜793、794中不形成記錄標(biāo)志的功率的光，同第一實(shí)施方式相同地進(jìn)行。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)，即使是多層光記錄介質(zhì)也可確保必要的能量，可實(shí)現(xiàn)大容量化。而且，光吸收增加部741因衰減系數(shù)增大而使使其反射率增加，可以得到充分的再現(xiàn)光量。
而且，在本實(shí)施方式中說明了記錄光及再現(xiàn)光的波長λ0例如采用630nm的情況，但不局限于此，即使是其它波長時(shí)，也可選擇適宜的可變吸收膜793、794的材料來實(shí)現(xiàn)。例如波長λ0為405nm時(shí)，可采用TeO2-CaO-WO3的混合玻璃等形成可變吸收膜793、794。
而且，在本實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)中，也可以進(jìn)行與第一實(shí)施方式的光記錄介質(zhì)相同的超解像再現(xiàn)。
而且，在本實(shí)施方式中說明了記錄層為3層的情況，但至少包含2層即可，也可以進(jìn)一步多層化。
根據(jù)本發(fā)明的光記錄介質(zhì)、光信息處理裝置及光記錄再現(xiàn)方法，即使是包含多個(gè)記錄層的多層光記錄介質(zhì)，也可以確保記錄所需的能量，可實(shí)現(xiàn)大容量化。進(jìn)而，再現(xiàn)記錄的信息時(shí)，還可以得到充分的再現(xiàn)光量。
權(quán)利要求
1.一種光記錄介質(zhì)，是包含多個(gè)記錄層的多層光記錄介質(zhì)，上述記錄層是利用具有波長λ0的光的照射進(jìn)行信息的記錄或再現(xiàn)，其特征在于，上述多個(gè)記錄層中的至少一個(gè)記錄層包含可變吸收膜；上述可變吸收膜包含電子的能量具有能帶結(jié)構(gòu)、且在電子的帶間躍遷引起的光吸收中吸收光譜的吸收端隨著溫度的上升向長波長側(cè)移動(dòng)的材料，并且，在膜溫度為第1溫度時(shí)，對(duì)于具有波長λ0的光，具有第1吸收率，在膜溫度為比上述第1溫度高的第2溫度時(shí)，對(duì)于具有波長λ0的光，具有比第1吸收率高的第2吸收率。
2.如權(quán)利要求1所述的光記錄介質(zhì)，其特征在于，在上述第1溫度，上述可變吸收膜利用上述材料中的電子的帶間躍遷引起的光吸收來吸收具有波長λ0的光。
3.如權(quán)利要求1所述的光記錄介質(zhì)，其特征在于，含有上述可變吸收膜的記錄層還包含記錄膜；上述記錄膜以能夠傳遞上述可變吸收膜的熱的程度、接近上述可變吸收膜配置，并且在規(guī)定溫度其光學(xué)特性發(fā)生變化。
4.如權(quán)利要求1所述的光記錄介質(zhì)，其特征在于，上述可變吸收膜在規(guī)定溫度其光學(xué)特性發(fā)生變化。
5.如權(quán)利要求1所述的光記錄介質(zhì)，其特征在于，上述第1溫度是光記錄介質(zhì)的使用環(huán)境溫度。
6.如權(quán)利要求1所述的光記錄介質(zhì)，其特征在于，上述多個(gè)記錄層包含n層(n是2以上的整數(shù))，上述多個(gè)記錄層分別包含上述可變吸收膜，將從光照射側(cè)為第m層(m是1＜m≤n的整數(shù))的記錄層設(shè)為第m記錄層時(shí)，在上述第1溫度中，對(duì)于具有波長λ0的光的上述第m記錄層的反射率Rm和包含在上述第m記錄層的可變吸收膜的吸收率Am滿足下面的關(guān)系式Rm＝Rn/(n-m+1)Am＝An/(n-m+1)。
7.如權(quán)利要求1所述的光記錄介質(zhì)，其特征在于，上述可變吸收膜具有從由包含Bi2O3、As2S3、TeO2及Na2O的混合玻璃、包含TeO2及WO3的混合玻璃、包含TeO2及Fe2O3的混合玻璃、包含TeO2及CuO的混合玻璃、包含TeO2、CaO及WO3的混合玻璃、AlGaAs化合物半導(dǎo)體、以及AlGaInAs化合物半導(dǎo)體構(gòu)成的組中選擇的至少一個(gè)。
8.一種光記錄介質(zhì)，是包含多個(gè)記錄層的多層光記錄介質(zhì)，上述記錄層是利用具有波長λ0的光的照射進(jìn)行信息的記錄或再現(xiàn)，其特征在于，上述多個(gè)記錄層中的至少一個(gè)記錄層包含可變吸收膜；以及，以上述可變吸收膜的熱能夠傳遞的程度、接近上述可變吸收膜配置的記錄膜；上述可變吸收膜包含電子的能量具有能帶結(jié)構(gòu)、且在電子的帶間躍遷引起的光吸收中吸收光譜的吸收端隨著溫度的上升向長波長側(cè)移動(dòng)的材料，并且，在膜溫度為第1溫度時(shí)，對(duì)于具有波長λ0的光是透明的，在膜溫度為比上述第1溫度高的第2溫度時(shí)，吸收具有波長λ0的光；上述記錄膜在膜溫度為上述第1溫度時(shí)吸收具有波長λ0的光的至少一部分而發(fā)熱，在規(guī)定的溫度其光學(xué)特性發(fā)生變化。
9.如權(quán)利要求8所述的光記錄介質(zhì)，其特征在于，上述第1溫度是光記錄介質(zhì)的使用環(huán)境溫度。
10.如權(quán)利要求8所述的光記錄介質(zhì)，其特征在于，上述可變吸收膜具有從由包含Bi2O3、As2S3、TeO2及Na2O的混合玻璃、包含TeO2及WO3的混合玻璃、包含TeO2及Fe2O3的混合玻璃、包含TeO2及CuO的混合玻璃、包含TeO2、CaO及WO3的混合玻璃、AlGaAs化合物半導(dǎo)體、以及AlGaInAs化合物半導(dǎo)體構(gòu)成的組中選擇的至少一個(gè)。
11.一種光信息處理裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1或8所述的光記錄介質(zhì)；發(fā)射具有波長λ0的光的光源；將從上述光源射出的上述光聚光在包含于上述光記錄介質(zhì)中的目的記錄層上的聚光光學(xué)系統(tǒng)；以及檢測(cè)在上述光記錄介質(zhì)反射的光的光檢測(cè)器；利用從上述光源射出的上述光的照射，在上述可變吸收膜中形成光吸收增加部，通過使上述光吸收增加部的溫度上升，進(jìn)行信息的記錄或再現(xiàn)。
12.如權(quán)利要求11所述的光信息處理裝置，其特征在于，還包括控制從上述光源射出的光的強(qiáng)度的控制部，使在上述可變吸收膜中形成的上述光吸收增加部比被聚光的上述光的光點(diǎn)尺寸小。
13.一種光記錄再現(xiàn)方法，對(duì)權(quán)利要求1或8所述的光記錄介質(zhì)進(jìn)行信息的記錄及再現(xiàn)，其特征在于，把具有波長λ0的光聚光在目的記錄層上，在包含于上述記錄層中的可變吸收膜中形成光吸收增加部，通過使上述光吸收增加部的溫度上升，對(duì)上述記錄層進(jìn)行信息的記錄再現(xiàn)。
14.如權(quán)利要求13所述的光記錄再現(xiàn)方法，其特征在于，控制上述光的強(qiáng)度，使在上述可變吸收膜中形成的上述光吸收增加部比被聚光的上述光的光點(diǎn)尺寸小。
全文摘要
本發(fā)明涉及的光記錄介質(zhì)，是包含多個(gè)記錄層的多層記錄媒體，利用波長λ0的光的照射進(jìn)行信息的記錄或再現(xiàn)。多個(gè)記錄層中的至少一個(gè)記錄層含有可變吸收膜。該可變吸收膜包含電子的能量具有能帶結(jié)構(gòu)、且在電子的帶間躍遷引起的光吸收中吸收光譜的吸收端隨著溫度的上升向長波長側(cè)移動(dòng)的材料，并且，在膜溫度為第1溫度時(shí)，對(duì)于具有波長λ0的光，具有第1吸收率，在膜溫度為比上述第1溫度高的第2溫度時(shí)，對(duì)于具有波長λ0的光，具有比第1吸收率高的第2吸收率。
文檔編號(hào)G11B7/004GK1659641SQ0381260
公開日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2003年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月31日
發(fā)明者山本博昭, 鹽野照弘, 伊藤達(dá)男, 西野清治, 水野定夫 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社