JP2002117575A - 近接場光を用いた超解像層構造を有する光記録媒体 - Google Patents
近接場光を用いた超解像層構造を有する光記録媒体Info
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Abstract
超解像層構造を有する光記録媒体を提供する。 【解決手段】 レーザースポットの中心部分に光散乱領
域9を形成する読出し層3と、読出し層3の光散乱領域
9から発生した近接場光10を受ける記録層5と、を備
える近接場光を用いた超解像層構造を有する光記録媒体
において、記録層5のマーク51に対し照射される近接
場光10の散乱効果を高めるとともに、発生する近接場
光を増強するための散乱体61を設けた。
Description
原理を用いて高密度記録を可能とする光記録媒体に関す
る。
近接場光を使ったスーパーレンズ(super-RENS: super-
Resolution Near-field Structure)と呼ばれる記録再
生技術が知られている(例えば、O plus E Vol. 22, N
o. 2 第202〜207頁 2000年2月)。スーパ
ーレンズ方式を用いた光ディスク(スーパーレンズディ
スク)は記録層のほかに読出し層を備える。読出し層は
常温では反射率が高く、高温では透過率が高くなる性質
を有し、レーザーを照射したときにレーザースポットの
中心の高温部分に透過率の高い微小開口が形成される。
この微小開口から発生した近接場光が記録層のマークに
到達すると、近接場光が伝搬光に変換され、その一部が
ピックアップに向けて反射されて記録層にマークとして
記録された情報が再生される。
ーパーレンズディスクでは、記録層のマークの有無に応
じた反射光の強度変化、すなわち変調度が不足してお
り、スーパーレンズを光ディスクとして実用化するため
には変調度を改善する必要がある。
パーレンズ方式を用いた光記録媒体を提供することを目
的とする。
た超解像層構造を有する光記録媒体は、レーザースポッ
トの中心部分に近接場光を形成する読出し層(3)と、
読出し層(3)で発生した近接場光を受ける記録層
(5)と、を備える近接場光を用いた超解像層構造を有
する光記録媒体において、散乱体(61)を設けたこと
を特徴とする。
ク(51)に対し照射される近接場光の散乱効果を高め
ることができるとともに、発生する近接場光を増強する
ことができる。したがって、変調度を向上させることが
できる。散乱体(61)は粒子状あるいはドット状に形
成してもよいし、ライン状に形成してもよい。ドットの
形状は矩形、円、あるいは他の形状を任意に選択でき
る。ラインは記録層のトラックと平行あるいはトラック
に沿って形成してもよいし、トラックと垂直、あるいは
トラックに対して斜めに形成してもよい。散乱体(6
1)をライン状に形成し、あるいは散乱体(61)の粒
子あるいはドットをライン状に形成する場合には、螺旋
状のトラックに沿ってラインを形成するとトラックの全
体にわたりマーク(51)に対して散乱体(61)を等
価に配置し易いため、トラック全体にわたり一定の変調
度を維持することが容易となり、また、光記録媒体の製
造が容易になるという利点がある。散乱体(61)とし
て、例えば、任意の金属を用いることができる。記録層
(5)のマーク(51)の読み取り方法は、反射光を捉
える方式でもよいし、透過光を捉える方式でもよい。ま
た、記録層(5)の情報を読み取るためのレーザー光の
波長、対物レンズの開口数等は実施形態に限定されな
い。記録層(5)の情報を読み取るためのレーザー光の
偏光方向は、記録層のトラックに沿った方向でもよい
し、トラックと直交する方向、あるいはトラックに対し
て斜めの方向でもよい。レーザー光は直線偏光でなくて
もよい。
もよい。
(6)を備え、散乱体保持層(6)は記録層(5)を挟
んで読出し層(3)の反対側に設けられてもよい。この
場合には、散乱体保持層(6)を記録層(5)に近接し
た位置に容易に配置できるため、散乱体(61)による
近接場光(10)の散乱効果を効率的に高めることがで
きるとともに、発生する近接場光を効果的に増強するこ
とができる。
よい。この場合には、散乱体(61)をマーク(51)
に近接して配置できるため、散乱体(61)による近接
場光(10)の散乱効果を効率的に高めることができ
る。
備え、散乱体保持層は記録層(5)と読出し層(3)と
の間に設けてもよい。この場合には、散乱体保持層を記
録層(5)に近接した位置に容易に配置できるため、散
乱体(61)による近接場光(10)の散乱効果を効率
的に高めることができる。この場合、記録層(5)と読
出し層(3)との間に設けられるギャップ層(4)に散
乱体を配置してもよい。
もよい。
てもよい。この場合、粒子状の散乱体がライン状に配列
していてもよいし、散乱体(61)がライン形状に形成
されていてもよい。ラインの方向は記録層(5)のトラ
ックに沿った向きでもよいし、トラックと直交する向き
あるいはトラックに対して斜めの向きでもよい。
付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それによ
り本発明が図示の形態に限定されるものではない。
明の光記録媒体の一実施形態について説明する。図1は
本実施形態の光記録媒体を模式的に示す断面図、図2は
散乱体の配列状態を示す図である。
体100は、ガラスあるいは高分子材料からなる基板1
と、ZnS−SiO2からなる保護層2と、AgOxか
らなる読出し層3と、ZnS−SiO2からなるギャッ
プ層4と、GeSbTeからなる記録層5と、ZnS−
SiO2からなる保護層6とを、図1における上方から
下方に向けて順次積層して構成される。各層の厚みとし
ては、例えば、ギャップ層4が20〜30nm厚、記録
層5が30nm厚、保護層6が20nm厚とされる。保
護層2、読出し層3、ギャップ層4、記録層5、および
保護層6は公知の蒸着法等を用いて形成することができ
る。
としてのマーク51が形成される。また、保護層6には
変調度を向上させるためのAuからなる散乱体61が設
けられる。図2(a)〜(d)は図1のII−II線方向か
ら光記録媒体100を見たときのマーク51および散乱
体61の配列方法を例示している。マーク51は通常の
光ディスクと同様、螺旋状または同心円状に形成された
トラックに沿って設けられる。
乱体61は矢印Pで示すピックアップによる読み取り方
向に対して垂直に所定の間隔でライン状に配列されてい
る。散乱体61の径は記録層5のマーク51の径よりも
細かく、また、散乱体61のラインのピッチはマーク5
1のピッチよりも小さく設定されている。図2(b)に
示すパターン2の例では、散乱体61はパターン1の例
と同様、矢印Pで示すピックアップによる読み取り方向
に対して垂直に所定の間隔でライン状に配列されている
が、マーク51と散乱体61との位置関係が異なる。す
なわち、図2(a)のパターン1では散乱体61がマー
ク51のエッジに近い部分にラインを形成するように配
列されているが、図2(b)のパターン2では散乱体6
1がマーク51の中心付近にラインを形成するように配
列されている。
乱体61は矢印Pで示すピックアップによる読み取り方
向に対して平行に所定の間隔でライン状に配列されてい
る。散乱体61の径は記録層5のマーク51の径よりも
細かく、また、散乱体61のラインのピッチはマーク5
1のピッチよりも小さく設定されている。図2(d)に
示すパターン4の例では、散乱体61はパターン3の例
と同様、矢印Pで示すピックアップによる読み取り方向
に対して平行に所定の間隔でライン状に配列されている
が、マーク51と散乱体61との位置関係が異なる。す
なわち、図2(c)のパターン3では散乱体61がマー
ク51の中心付近にラインを形成するように配列されて
いるが、図2(d)のパターン4では散乱体61がマー
ク51のエッジに近い部分でマーク51に重なるライン
を形成するように配列されている。
み取る方法について説明する。図1に示すように、基板
1の側からレーザービーム8を照射すると、レーザービ
ーム8のスポットの中心部分で読出し層3が加熱されて
読出し層3のAgOx(酸化銀)が銀と酸素とに化学分
解する。読出し層3は常温におけるAgOxの状態では
反射率が低いが、加熱時に分解して生じる銀は反射率が
高いため、微小な光散乱領域9が形成される。この光散
乱領域9の周囲には近接場光10が発生し、この近接場
光10が記録層5に到達する。近接場光10と記録層5
との相互作用により伝搬光が生じ、この伝搬光が読出し
層3、保護層2、および基板1を通ってピックアップに
より受光されることにより、記録層5に形成されたマー
ク51が読み取られる。読出し層3におけるAgOx
(酸化銀)の化学分解はレーザービーム8のスポットよ
りもごく小さな領域で起こるため、レーザービーム8の
スポット径よりも小さな読み取り半径を得ることができ
る。
成されたトラックに沿って移動するが、スポットの移動
に伴って読出し層3の高温部分が移動し、冷却された部
分は可逆反応により再度AgOxの状態に戻るため、光
記録媒体100は繰り返して再生することができる。
層5に接近して散乱体61が設けられているので、近接
場光10と記録層5との相互作用により発生する伝搬光
が増幅される。
1〜4の各例における散乱体61の効果を示す図であ
り、解析手法としてローレンツモデルにより誘電体の分
極(参照文献:J.B.Judikins, R.W.Ziolkowski, J.Opt.
Soc.Am.A,12,9,1974-1983,1995)を考慮した3次元FD
TD法(Finite Difference Time Domain Method)を用
いた。
51が等間隔で並んだ直径120mmの相変化した領域
であり、読出し層3の光散乱領域9がマーク51と同一
のサイズのAg(銀)粒子である場合を想定している。
また、保護層6の散乱体61は40nm×40nm×1
5nm(厚み:図1の上下方向の幅)のサイズのAu
(金)の直方体とした。なお、これは散乱体61が断面
形状が40nm×15nmの矩形である角柱状(ライン
状)に形成される場合と等価である。入射ビームの波長
は635nm、偏光は矢印Pで示すピックアップによる
読み取り方向と垂直な方向(ラジアル方向)の直線偏光
とした。
(Ioff+Ion)」で定義した。ここで、IoffおよびI
onは、それぞれマーク51が並んだトラックをレーザー
ビームで走査したときのオフマーク(マーク51以外の
領域)およびオンマーク(マーク51上の領域)での信
号強度であり、これらは開口数0.6の対物レンズ内に
戻る反射光量の積分値である。
ていない場合の変調度を、「パターン1」は図2(a)
のパターン1における変調度を、「パターン2」は図2
(b)のパターン2における変調度を、「パターン3」
は図2(c)のパターン3における変調度を、「パター
ン4」は図2(d)のパターン4における変調度を、そ
れぞれ示している。
す断面図であり、図1と同一の構成要素には同一符号を
付している。この光記録媒体100Aは、高分子材料か
らなる基板1と、ZnS−SiO2からなる保護層2
と、AgOxからなる読出し層3と、ZnS−SiO2
からなるギャップ層4と、GeSbTeからなる記録層
5と、ZnS−SiO2からなる保護層6Aとを、図1
における上方から下方に向けて順次積層して構成され
る。図4に示すように、光記録媒体100Aの保護層6
Aには散乱体61に相当する散乱体が形成されておら
ず、この点が図1の光記録媒体100とは異なる。
乱体がない場合は0.82%、パターン1の場合は4.
82%、パターン2の場合は4.33%、パターン3の
場合は1.51%、パターン4の場合は1.59%であ
り、散乱体61が設けられたパターン1〜4の場合は、
いずれも散乱体がない場合より変調度が大きくなってい
る。とくに、パターン1およびパターン2では、散乱体
61がない場合と比較して変調度が4〜5倍程度増加し
ていることが判り、散乱体61による変調度向上の効果
は顕著である。
た場合を示しているが、散乱体をライン状に形成しても
よい。
用いた光記録媒体によれば、散乱体61によってマーク
51に照射された近接場光10の散乱効果を高めること
により、変調度を大幅に向上させることができる。な
お、散乱体の材質、散乱体の形成パターン、散乱体のサ
イズ、散乱体と記録層との位置関係、他の層の材質や厚
み等は上記実施形態に限定されない。
図。
(a)はパターン1を、(b)はパターン2を、(c)
はパターン3を、(d)はパターン4を、それぞれ示す
図。
示す図。
に示す断面図。
Claims (8)
- 【請求項1】 レーザースポットの中心部分に近接場光
を形成する読出し層と、前記読出し層で発生した近接場
光を受ける記録層と、を備える近接場光を用いた超解像
層構造を有する光記録媒体において、 散乱体を設けたことを特徴とする近接場光を用いた超解
像層構造を有する光記録媒体。 - 【請求項2】 前記散乱体として金属を用いたことを特
徴とする請求項1に記載の近接場光を用いた超解像層構
造を有する光記録媒体。 - 【請求項3】 前記散乱体として金を用いたことを特徴
とする請求項2に記載の近接場光を用いた超解像層構造
を有する光記録媒体。 - 【請求項4】 前記散乱体を保持する散乱体保持層を備
え、 前記散乱体保持層は前記記録層を挟んで前記読出し層の
反対側に設けられることを特徴とする請求項1〜3のい
ずれか1項に記載の近接場光を用いた超解像層構造を有
する光記録媒体。 - 【請求項5】 前記散乱体は前記記録層に設けられるこ
とを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の近
接場光を用いた超解像層構造を有する光記録媒体。 - 【請求項6】 前記散乱体を保持する散乱体保持層を備
え、 前記散乱体保持層は前記記録層と前記読出し層との間に
設けられることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1
項に記載の近接場光を用いた超解像層構造を有する光記
録媒体。 - 【請求項7】 前記散乱体は粒子状物質とされているこ
とを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の近
接場光を用いた超解像層構造を有する光記録媒体。 - 【請求項8】 前記散乱体はライン状に形成されている
ことを特徴とする請求項1〜7に記載の近接場光を用い
た超解像層構造を有する光記録媒体。
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