專利名稱：信息的光記錄或再生方法和光記錄或再生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用激光等記錄用光束將例如圖像或聲音等模擬符號進(jìn)行FM調(diào)制及可以將例如電子計算機(jī)的數(shù)據(jù)、傳真信號及數(shù)字聲音信號等的數(shù)字信息實時地進(jìn)行記錄或再生的信息的記錄或再生方法和記錄或再生裝置。
近年來，隨著信息的大容量化，已正在活躍地開發(fā)使用光記錄的高密度記錄技術(shù)。在光記錄中，其界限由于光的衍射，記錄點直徑約為500nm。該衍射極限與光的波長成正比，此外，與透鏡的性能指數(shù)(NA)成反比。因此，高密度化的一個方向就是使光的波長短波長化和使物鏡高NA化。另外，作為別的方法，就是利用與該衍射極限無關(guān)的光學(xué)現(xiàn)象的方法。在記錄媒體中，有在記錄膜上形成超解像膜的方法。另外，在光記錄頭中，最近，作為推進(jìn)這些開發(fā)的方法，特別引人注意的是光的近場。例如，如United States Patent 5,121,256所述的那樣，使用SIL(SolidImmersion Lens固體浸沒透鏡)實現(xiàn)高NA化，得到比使用通常的光學(xué)透鏡小的光點直徑。以下，說明該原理。首先，將由折射率n大的透明物質(zhì)構(gòu)成的球面透鏡研磨制作成例如半球面。然后，將由物鏡聚焦的激光的焦點對準(zhǔn)到該研磨面上。進(jìn)入SIL中的激光的速度變慢，波長縮短為1/n。即，在SIL中的衍射極限減小為通常的1/n。如果改變攝距，也可以使物鏡的NA增加為n倍。這時，在SIL內(nèi)部，即使提高NA，激光從SIL中出射到空氣中時，便再次恢復(fù)為原來的光束光點直徑。但是，在SIL的底面即研磨面與試料(盤的記錄膜上等)之間接近到小于200nm時(近場)，對于入射光的波長λ，由于波長變?yōu)?/n在試料中傳播，所以，分辨能力成為n倍。即，可以得到通常的1/n的衍射極限。
本發(fā)明的目的旨在提供用于實現(xiàn)更高密度化的信息的記錄或再生方法和記錄或再生裝置。
在本發(fā)明中，通過在光記錄頭上形成超解像膜，可以實現(xiàn)更高密度化。此外，通過在SIL上形成高解像膜，可以實現(xiàn)更高密度化。這里，所謂超解像膜，就是指在入射的光束透過超解像膜而出射時，出射的光束光點直徑比入射的光束的光點直徑小的薄膜。光束光點直徑減小到什么程度，隨所使用的超解像膜的種類而異。另外，超解像膜多數(shù)是形成在SIL的平面部分(例如，底面的研磨面等)。作為本發(fā)明的超解像膜，主要是使用光色敏材料，利用多光子吸收、光退色性(光消色性)、吸收飽和等?？梢允嵌喙庾游赵?光子的波長中沒有光吸收，而在2光子的能量區(qū)域(1光子波長的半個波長)中具有光吸收的材料。2光子吸收的反應(yīng)以光強度的平方起作用，所以，光變化區(qū)域成為照射光的光點尺寸的平方的形狀。這從另外的角度看，也可以置換為波長→光強度和吸收→透過。例如，在弱的光強度下，多光子吸收膜的透過率不變化，在十分強的光強度下，就發(fā)生2光子吸收，在該區(qū)域，透過率增高。作為多光子吸收膜，有含有DANS(4-Dimethylamino-4’-nitrostilbene)或N-甲基苯胺或?qū)ο趸桨返鹊哪ぁ⒈┧犷悩渲?。另外，所謂光退色性，就是指在強的光強度的照射部分發(fā)生光反應(yīng)，進(jìn)行退色，透過光，而在弱的光強度的照射部分，不進(jìn)行退色，不透過光的膜。作為光退色性膜，有水溶性重氮鹽及氟環(huán)系亞乙基聯(lián)胂(diarylethene)分子(FC-124)等。另外，如可飽和吸收膜那樣，照射超過某一閾值的激光時，處于基底狀態(tài)的色素就消失了，在該狀態(tài)以上，可以使用具有不吸收光的性質(zhì)的材料。這些色素有酞青及萘花青(naphthalocyanine)色素等。如上所述，由于照射光束的中心部分的透過率增高，所以，光束透過該區(qū)域。結(jié)果，在表觀上，光束光點直徑就減小了(超解像效果)。
在SIL的底面上設(shè)置形成直徑比入射的光束的直徑小的洞穴的針孔膜，取代該超解像膜，也可以獲得同樣的效果。在使用針孔這一方面，在特開平5-234117中也公開了同樣的技術(shù)，但是，在本發(fā)明中，為了設(shè)置在SIL的底面上，必須使用開了針孔的膜。
以往，該超解像膜設(shè)置在試料一側(cè)(記錄媒體一側(cè))，主要用于超解像再生。在本發(fā)明中，大的特征就是通過將該超解像膜設(shè)置在透鏡一側(cè)，則不限于超解像再生，也可以適用于超解像記錄。當(dāng)然，通過將超解像膜形成在SIL上，則進(jìn)而成為高密度，并且通過將超解像膜也設(shè)置在試料一側(cè)，便可進(jìn)行更高密度記錄。
在本發(fā)明中使用的超解像膜，使用在能量光束照射的期間超解像膜上能量光束照射的部分的中心部的透過率增高、而照射中止時該透過率降低的膜(可逆性膜)時，即使光束的位置發(fā)生偏離，也總是能量光束照射的部分的中心部的透過率增高，所以，記錄或再生的控制性的問題是理想的。但是，根據(jù)情況不同，也可以是照射中止后中心部的透過率高的狀態(tài)仍然保留的膜(非可逆性膜)。在針孔膜的情況下，光束偏離針孔時，就不能進(jìn)行記錄或再生了，但是，廉價并且制造簡單是其優(yōu)點，在可逆性膜的情況下，其優(yōu)點則是總是可以進(jìn)行記錄或再生。
作為超解像膜，使用在能量光束照射的期間超解像膜上能量光束照射的部分的中心部的折射率改變的膜，也可以獲得同樣的效果。這時，如果光束(波長λ)未照射時的折射率為n，其膜厚最好約為λ/2n。
另外，根據(jù)情況不同，也可以在SIL與試料之間加入潤滑劑。作為潤滑劑，最好是與SIL相同的材料。
用于本發(fā)明的記錄或再生裝置，具有搭載激光器并利用物鏡將從激光器發(fā)射的激光光束聚焦到在SIL上形成的超解像膜上的裝置、控制SIL的超解像膜面與試料之間的間隔的裝置和使記錄媒體轉(zhuǎn)動的裝置。另外，根據(jù)情況不同，還可以具有搭載波長不同的2個激光器、利用1個激光器的激光照射進(jìn)行記錄而利用另外1個激光器的激光照射進(jìn)行再生的裝置。
另外，本發(fā)明不僅可以適用于盤狀的記錄媒體，也可以適用于卡狀等其他形式的記錄媒體。
此外，本發(fā)明不限于已完成的盤的記錄再生，也可以適用于盤制造的原盤刻槽。


圖1是實施例的記錄或再生系統(tǒng)的說明圖。
圖2是SIL的平面部分的放大圖。
(實施例)下面，使用實施例說明本發(fā)明的詳細(xì)情況。
圖1是表示本實施例的記錄或再生系統(tǒng)的概要的圖。使從半導(dǎo)體激光器(波長410nm)發(fā)射出的激光光束4入射到SIL(Solid ImmersionLens)1和物鏡2一體化的上浮型光記錄頭3上。激光光束4的焦點對到SIL的研磨面5上。此外，在SIL的研磨面(平面部)5上形成超解像膜6。另外，該上浮型光記錄頭3與盤7之間的距離約為100nm(近場區(qū)域)。該距離由上浮型光記錄頭的形狀及盤7的轉(zhuǎn)數(shù)等控制，基本上保持一定。將其放大圖示于圖2。這里，在SIL的研磨面5上的光束點直徑(Φ)可以用下式表示。設(shè)SIL的折射率為n、激光波長為λ、物鏡的孔徑數(shù)為NA，則有Φ≈(1/n)×(λ/NA)即，可以得到通常的1/n的衍射極限。另外，通過形成保留著球的大半部分而以平面切去一部分的「超半球」的形狀，便可使Φ≈λ/n2和使光束直徑進(jìn)一步減小。在本實施例中，作為超解像膜6，是使用多光子吸收膜。具體而言，就是將丙烯酸類樹脂形成100nm。丙烯酸類樹脂是在1光子的波長即410nm附近沒有光吸收，而在2光子的能量區(qū)域(1光子波長的半波長)即205nm附近的波長具有光吸收的材料。由于2光子吸收的反應(yīng)按光強度的平方起作用，所以，光變化區(qū)域成為照射光的光點尺寸的平方的形狀。另外，由于3光子吸收的反應(yīng)按光強度的3次方起作用，所以，光變化區(qū)域成為照射光的光點尺寸的3次方的形狀。設(shè)只有SIL時的光點直徑為100％，則本實施例的1/e2的光點直徑，在透過多光子吸收膜時由于2光子吸收而成為約74％、由于3光子吸收而成為約61％。
在本實施例中，作為多光子吸收膜，使用的是丙烯酸類樹脂，但是，使用含有DANS(4-Dimethylamino-4’-nitrostilbene)或N-甲基苯胺或?qū)ο趸桨返鹊哪ひ部梢垣@得同樣的效果。
另外，作為超解像膜，使用利用了光退色性(光消色性)的光退色性膜(水溶性重氮鹽及氟環(huán)系亞乙基聯(lián)胂分子(FC-124)等)及吸收飽和膜(萘花青色素等)光敏材料，也可以獲得同樣的效果。這時，在水溶性重氮鹽等的光退色性膜中，也有在光束照射中止后仍然以中心部的透過率高的狀態(tài)保留的膜，但是，由于照射到盤上的光點直徑小，所以，沒有什么問題。另外，在入射光束的中心附近使用預(yù)先形成比進(jìn)入超解像膜的入射光束小的洞穴的針孔膜，也有同樣的效果。
如上所述，通過在SIL的研磨面上形成超解像膜，可以比以往進(jìn)一步減小光束光點直徑，從而可以進(jìn)行高密度記錄或再生。
另外，通過同時用上述記錄或再生裝置和設(shè)置了超解像膜的盤(例如，可以應(yīng)用磁超解像技術(shù)(MSR)的光磁盤等)，可以進(jìn)行更高密度記錄或再生。
在本實施例中，是使用1個激光器進(jìn)行記錄或再生，但是，使用波長不同的2個激光器進(jìn)行記錄或再生也有同樣的效果。
由于使用近場，所以，在SIL的研磨面上形成的超解像膜與盤的記錄膜面上的距離接近約100nm。也可以將透明的潤滑劑添加到該空間部分。特別是，如果與SIL的材料相同，就更理想了。
用于本發(fā)明的記錄或再生裝置至少具有搭載激光器并利用物鏡將從激光器發(fā)射的激光光束聚焦到在SIL上形成的超解像膜上的裝置、控制SIL的超解像膜面與試料之間的間隔的裝置和使記錄媒體轉(zhuǎn)動的裝置。
權(quán)利要求
1．一種利用能量光束的照射在記錄媒體上記錄或再生信息的信息記錄或再生方法，其特征在于使用形成了超解像膜的光記錄頭。
2．按權(quán)利要求1所述的信息的記錄或再生方法，其特征在于上述超解像膜使用光敏材料。
3．按權(quán)利要求2所述的信息的記錄或再生方法，其特征在于上述超解像膜采用在上述能量光束照射期間該超解像膜上由上述能量光束照射部分的中心處的透過率增高、在照射中止時該透過率降低的膜。
4．按權(quán)利要求2所述的信息的記錄或再生方法，其特征在于上述超解像膜使用多光子吸收膜。
5．按權(quán)利要求2所述的信息的記錄或再生方法，其特征在于上述超解像膜使用光退色性膜。
6．一種利用能量光束的照射在記錄媒體上記錄或再生信息的信息的記錄或再生裝置，其特征在于具有形成了超解像膜的光記錄頭。
7．按權(quán)利要求6所述的信息的記錄或再生裝置，其特征在于上述光記錄頭具有生成上述能量光束的激光器、使該能量光束集中通過的透鏡和設(shè)置在由該激光器聚焦的位置的超解像膜。
8．一種利用能量光束的照射在記錄媒體上記錄或再生信息的信息的記錄或再生方法，其特征在于使用在底面上形成了超解像膜的固體浸沒透鏡(Solid Immersion Lens)。
9．按權(quán)利要求8所述的信息的記錄或再生方法，其特征在于上述超解像膜使用光敏材料。
10．按權(quán)利要求9所述的信息的記錄或再生方法，其特征在于上述超解像膜采用在上述能量光束照射期間該超解像膜上由上述能量光束照射部分的中心處的透過率增高、在照射中止時該透過率降低的膜。
11．按權(quán)利要求9所述的信息的記錄或再生方法，其特征在于上述超解像膜使用多光子吸收膜。
12．按權(quán)利要求9所述的信息的記錄或再生方法，其特征在于上述超解像膜使用光退色性膜。
13．一種利用能量光束的照射在記錄媒體上記錄或再生信息的信息的記錄或再生裝置，其特征在于使用在底面上形成了超解像膜的固體浸沒透鏡。
14．按權(quán)利要求13所述的信息的記錄或再生裝置，其特征在于還具有生成上述能量光束的激光器和使該能量光束集中通過的透鏡，上述固體浸沒透鏡將上述透鏡的能量光束聚焦到上述超解像膜上。
15．一種利用能量光束的照射在記錄媒體上記錄或再生信息的信息的記錄或再生方法，其特征在于使用在底面上形成了已形成比入射的能量光束小的洞穴的針孔膜的固體浸沒透鏡。
16．一種利用能量光束的照射在記錄媒體上記錄或再生信息的信息的記錄或再生裝置，其特征在于使用在底面上形成了已形成比入射的能量光束小的洞穴的針孔膜的固體浸沒透鏡。
17．按權(quán)利要求16所述的信息的記錄或再生裝置，其特征在于還具有生成上述能量光束的激光器和使該能量光束集中通過的透鏡，上述固體浸沒透鏡將上述透鏡的能量光束聚焦到上述針孔膜的上述洞穴上。
全文摘要
信息記錄再生裝置具有形成了超解像膜的光記錄頭,該光記錄頭具有生成能量光束的激光器、輸入能量光束的物鏡和設(shè)置在由物鏡聚焦的位置的超解像膜,由此該光記錄頭進(jìn)行高密度的信息的記錄再生。
文檔編號G11B7/135GK1218254SQ98122630
公開日1999年6月2日 申請日期1998年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月25日
發(fā)明者宮內(nèi)靖, 中村公夫 申請人:株式會社日立制作所