JP2006039303A - 光情報記録媒体およびその記録方法と製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 簡便に高い情報密度で記録できかつ耐久性にも優れた光情報記録媒体を低コストで提供する。
【解決手段】 光情報記録媒体は、基板（１）上に堆積されたダイアモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）層（２）を含み、この光情報記録媒体への情報の記録は複数の記録スポット領域のうちの選択された記録スポット領域にエネルギビーム（５）を照射してその記録スポット領域におけるＤＬＣ層（２）の屈折率を高めることによって行われ得る。
【選択図】 図１
【解決手段】 光情報記録媒体は、基板（１）上に堆積されたダイアモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）層（２）を含み、この光情報記録媒体への情報の記録は複数の記録スポット領域のうちの選択された記録スポット領域にエネルギビーム（５）を照射してその記録スポット領域におけるＤＬＣ層（２）の屈折率を高めることによって行われ得る。
【選択図】 図１
Description
本発明は光情報記録媒体に関し、特に、簡便に高密度の記録が可能で耐久性にも優れた光情報記録媒体に関する。
現在では、実用化されている光情報記録媒体の典型例として、ＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（デジタル汎用ディスク）が知られている。しかし、今日の高度情報化社会において、光情報記録媒体においてもさらなる記録密度の向上が望まれている。光情報記録媒体においては、その記録と再生に用いられる光ビームの波長を短くすることによって、記録密度を高めることができる。この観点から、近年では青色レーザを用いて記録するブルーレイディスクの開発が試みられている。しかし、記録用のレーザ光の波長を短くすることには限界があり、光情報記録媒体の記録密度を高めるために、他の種々の記録方式が試みられている（非特許文献１：ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ、（２００１）、Ｎｏ．１１、ｐｐ．１４９−１５４参照）。
現在使用されている再生専用の音楽ＣＤでは、周知のように、スタンパを使ってプラスチック基板にピット（微小窪み）パターンを加工することによって情報を記録している。そして、一つのピットには１か０の１ビットのデータがピットの有無として記録されている。そのピット情報が１か０であるかは、再生レーザ光の反射光強度の差として判断される。すなわち、通常のＣＤのように０か１かの２値の記録をする場合には、ピットの深さはピットのない０の深さをも含めて２種類しか存在していない。
そこで、ピットの深さを多段階に変化させることによって、多値化光ディスクを実用化することが試みられている。たとえば、ピットの深さを０をも含めて４種類にすれば、ピットの深さに依存して再生光ビームの反射率が異なるので、図４の模式的グラフに示されているように、再生光ビームの走査方向に並んだ複数のピットから４種類の反射率が得られる。すなわち、一つのピットで０、１、２、および３のいずれかの値を表すことができ、これは１つのピットで２ビットの情報を記録できることに相当する。
また、ホログラムメモリを実用化することが試みられている（非特許文献２：Ｏ ｐｌｕｓ Ｅ、Ｖｏｌ．２５、Ｎｏ．４、２００３、ｐｐ．３８５−３９０参照）。ホログラムメモリは、原理的には３次元の記録媒体中に３次元の情報を記録し得るものである。このようなホログラムメモリを利用すれば、２次元データの多数ページを重ねて記録することができる。そして、その２次元データは１ページ単位で記録および再生することが可能である。
図５と図６の模式的斜視図では、ホログラム記録媒体に情報を記録する方法とその記録された情報を再生する方法の一例がそれぞれ図解されている。このようなホログラム記録媒体の材料としては、光照射によって屈折率が高められ得る鉄ドープのニオブ酸リチウム（Ｆｅ：ＬｉＮｂＯ3）やフォトポリマなどが利用されている。
情報を記録する場合、図５に示されているように、たとえば２次元デジタルデータ３２の情報を含む物体光３３が、レンズ３４を介してホログラム記録媒体３１に投射される。これと同時に、物体光３３に対して所定の角度を有する参照光３５がホログラム記録媒体３１の投射される。そして、ホログラム記録媒体３１に投射された物体光３３と参照光３５との干渉によって形成されるホログラムが、そのホログラム記録媒体３１内の屈折率変化として記録される。すなわち、１ページ分のデジタルデータ３２が、一度にホログラム記録媒体３１内に記録され得る。
記録されたデータを再生する場合には、図６に示されているように、記録時に使用された参照光３５のみがホログラム記録媒体３１に照射される。そして、その記録媒体３１中のホログラムの回折による再生光３６が投影レンズ３７によって再生パターン３８としてＣＣＤ（電荷結合素子）などの２次元撮像素子に投影される。
このようなホログラム記録媒体３１においては、参照光３５の照射角度または波長を変えることによって、異なるページのデータを重ねて記録することができる。そして、その記録に使用された参照光と同じ条件の参照光を読み出し光として使用することによって、それぞれのページの記録データを個別に再生することができる。なお、上述のようなホログラムメモリでは、ページデータとして図形や写真などの２次元の映像を記録再生することも可能である。
さらに、特許文献１の特開平１１−３４５４１９号公報および非特許文献３のＯＰＴＲＯＮＩＣＳ、（２００１）、Ｎｏ．１１、ｐｐ．１４３−１４８は、シングルモードの平面型導波路が積層された構造を有する積層導波路ホログラムメモリを開示している。
図７は、特許文献１に開示された積層導波路ホログラムメモリの一例を模式的な断面図で図解している。この積層導波路ホログラムメモリは、複数のクラッド層１１−１、１１−２、・・・、１１−ｎの間に挟まれた複数のコア層１２−１、１２−２、・・・、１２−ｎ−１を含んでいる。そして、クラッド層／コア層／クラッド層の各積層単位は、使用するレーザ光１３の波長に関して平面型シングルモード導波路として作用する。そして、一つの平面導波路には、２次元データの１ページ分を記録することができる。レンズ１４を介してレーザ光１３が導入される平面導波路の端面は、導波路平面に対して４５度の角度を有する反射面１５にされている。
任意の特定の平面導波路に記録されているページ情報を読み出す場合、再生レーザ光１３が（シリンドリカル）レンズ１４によってその特定の平面導波路の反射線１８（図７の紙面に直交する方向に延在）に焦点合わせされる。この反射線１８から平面導波路内に導入された導波光１６は、その導波路内で平面的に伝播し、光散乱要素（ホログラム）１９によって部分的に散乱される。この場合に、光散乱要素が周期性を有していれば、各光散乱要素からの散乱光の位相が一致する方向が存在し、その方向に回折光１７となって平面導波路外に進行してホログラム像２０を形成する。このホログラム像２０をＣＣＤなどで取り込むことによって情報読み出しをすることができる。このとき、ホログラム像２０は、導波路面に対して特定の角度を有する回折光１７として現れるので、投影レンズを必要とすることなくＣＣＤに投射され得る。
そして、レンズ１４によってレーザ光１３の焦点位置を調節して、光を伝播させる平面導波路を変え、それぞれの平面導波路に記録されたページ情報を個別に読み出すことができる。なお、所望の情報に対応する光散乱要素１９のパターンは、計算機によって求めることができる（非特許文献３参照）。
図８は、図７に示されているような積層導波路ホログラムメモリの作製方法の一例を模式的な断面図で図解している。この作製方法においては、ガラス基板２１上に紫外線硬化樹脂層２２がたとえば８μｍの厚さにスピンコートされ、紫外線２３の照射によって硬化させられる。この紫外線硬化樹脂層２２は、クラッド層として作用させるものである。
紫外線硬化樹脂層２２上には、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）層２４がたとえば１．７μｍの厚さにスピンコートされる。このＰＭＭＡ層２４上でたとえば周期０．４６μｍで線分状の凹凸模様のついたローラ２５が走らされ、ＰＭＭＡ層２４にその凹凸模様が転写される。このＰＭＭＡ層２４は、コア層として作用させるものである。また、このコア層の表面に形成される凹凸模様が、周期的光散乱要素として作用し、そのパターンは記録されるべき情報に対応して予め計算機にて求められている。
さらに、上述の紫外線硬化樹脂層コート／紫外線露光／ＰＭＭＡ層コート／ローラの４工程を１０回繰り返し、最後に紫外線樹脂層コートと紫外線露光をもう１回行う。こうして、１０層の平面型導波路が積層された積層導波路ホログラムメモリが作製され得る。
特開平１１−３４５４１９号公報
ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ、（２００１）、Ｎｏ．１１、ｐｐ．１４９−１５４
Ｏ ｐｌｕｓ Ｅ、Ｖｏｌ．２５、Ｎｏ．４、２００３、ｐｐ．３８５−３９０
ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ、（２００１）、Ｎｏ．１１、ｐｐ．１４３−１４８
上述の多値化光ディスクでは、微小なピットの多段階の深さをスタンパで正確に調整することが容易ではない。すなわち、微小なピットの多段階の深さの変化に基づく反射率が正確に多段階に検知し得る多値化光ディスクの製造が容易ではない。
上述のホログラムメモリでは、その記録材料として主にニオブ酸リチウムやフォトポリマなどが用いられる。しかし、ニオブ酸リチウムのホログラムメモリは光の感度が弱く、記録のダイナミックレンジが狭い。また、ニオブ酸リチウムのホログラムメモリは高コストであり、読み出しの繰り返しによって記録が消えていく再生劣化も生じて低寿命である。他方、フォトポリマでは、記録前後の体積収縮の問題がある。すなわち、記録材料が膨張または収縮すれば、ホログラム中の回折格子のピッチが変化して回折条件が変わってしまい、記録時の参照光を用いても読み出しができなくなる。また、フォトポリマにおいても、光照射による屈折率変化Δｎが０．０４以下程度に小さく、記録のダイナミックレンジを大きくすることができない。
上述の積層導波路ホログラムメモリでは、ＰＭＭＡのコア層と紫外線硬化樹脂のクラッド層が用いられている。そして、光散乱要素は、ＰＭＭＡコア層の表面における微細な凹部を満たす紫外線硬化樹脂で形成されている。すなわち、光散乱は、ＰＭＭＡと紫外線硬化樹脂との間の屈折率差Δｎによって生ぜられる。このとき、ＰＭＭＡの屈折率は１．４９２で、紫外線硬化樹脂の屈折率は１．４８０である。すなわち、ＰＭＭＡと紫外線硬化樹脂との間の屈折率差Δｎは０．０１２に過ぎない。このように小さな屈折率差Δｎは、光散乱要素を形成するために十分に大きいとはいえない。また、紫外線硬化樹脂層も、経時変化による変質が危惧される。
以上のような先行技術による光情報記録媒体の状況に鑑み、本発明の主要な目的は、簡便に高い情報密度で記録できかつ耐久性にも優れた光情報記録媒体を低コストで提供することである。
本発明の一つの態様による光情報記録媒体は、基板上に堆積されたダイアモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）層を含み、この光情報記録媒体への情報の記録は複数の記録スポット領域のうちの選択された記録スポット領域にエネルギビームを照射してその記録スポット領域におけるＤＬＣ層の屈折率を高めることによって行われ得ることを特徴としている。
なお、任意の選択された記録スポット領域におけるＤＬＣ層は、エネルギビームの照射によって、複数の屈折率段階に設定されたいずれかの値まで高められ得る。
このような光情報記録媒体に情報を記録するための方法においては、屈折率が高められるべき記録スポット領域に対応する開口を含む金属膜マスクパターンを介してＤＬＣ層へエネルギビームとして紫外線、Ｘ線、イオンビーム、および電子線のいずれかを照射することによって、記録スポット領域におけるＤＬＣ層の屈折率を高めればよい。この記録方法において、屈折率が高められた記録スポット領域から選択された記録スポット領域に対応する開口を含むさらなる金属膜マスクパターンを介してＤＬＣ層へエネルギビームとして紫外線、Ｘ線、イオンビーム、および電子線のいずれかを照射することによって、それらの選択された記録スポット領域におけるＤＬＣ層の屈折率をさらに高め、このステップが一回以上繰り返されてもよい。
また、光情報記録媒体に情報を記録するための方法において、記録スポット領域に対応して局所的に厚さが多段階に変化させられているエネルギビーム吸収マスクを介してＤＬＣ層へエネルギビームとして紫外線、Ｘ線、イオンビーム、および電子線のいずれかを照射することによって、それらの記録スポット領域におけるＤＬＣ層の屈折率を高めるステップを含み、エネルギビーム吸収層は記録スポット領域の屈折率段階が高くなるにしたがって局所的に薄くされていてもよい。
本発明の他の態様による光情報記録媒体は、基板上に形成されたＤＬＣ層を含み、この光情報記録媒体への情報の記録は、記録されるべき情報を含む物体光としての紫外線および参照光としての紫外線をＤＬＣ層に照射して生じるホログラムによってそのＤＬＣ層中に形成される屈折率変調構造として保存され得ることを特徴としている。
本発明の他の態様によれば、複数のクラッド層と複数のＤＬＣ層とが交互に積層された積層導波路型のホログラム光情報記録媒体であって、各ＤＬＣ層には互いに異なる情報が記録されていてその記録情報に対応した周期的光散乱要素が生成されており、それらの周期的光散乱要素の各々は屈折率が高められた微小領域であることを特徴としている。
この積層導波路型のホログラム光情報記録媒体を製造する方法では、（ａ）クラッド層として作用する透光性基板上にＤＬＣ層を堆積し、（ｂ）周期的光散乱要素に対応した開口を含む金属膜マスクパターンを介してＤＬＣ層へエネルギビームとして紫外線、Ｘ線、イオンビーム、および電子線のいずれかを照射してそれらの開口領域におけるＤＬＣ層の屈折率を高めることによって周期的光散乱要素を生成させ、（ｃ）上記のステップ（ａ）および（ｂ）を経たクラッド層とＤＬＣ層のペアの複数を積層し、（ｄ）最上層として露出しているＤＬＣ層上にクラッド層を重ねるステップを含むことを特徴としている。
なお、以上のような光情報記録媒体におけるＤＬＣ層は、好ましくはプラズマＣＶＤによって堆積される得る。
本発明によれば、耐久性に優れたＤＬＣ層のエネルギビーム照射によって大きな屈折率変化が得られるので、簡便に高い情報密度で記録できかつ耐久性にも優れたＤＬＣ記録層を含む光情報記録媒体を低コストで提供することができる。
まず、本願発明をなすに際して、本発明者らは、透光性ＤＬＣ膜にエネルギビームを照射することによってその屈折率を高めることができることを確認している。そのようなＤＬＣ膜は、シリコン基板、ガラス基板、ポリマ基板、その他の種々の基体上にプラズマＣＶＤ（化学気相堆積）によって形成することができる。そのようなプラズマＣＶＤによって得られる透光性ＤＬＣ膜は、通常は１．５５程度の屈折率を有している。
ＤＬＣ膜の屈折率を高めるためのエネルギビームとしては、イオンビーム、電子線、Ｘ線、紫外（ＵＶ）線、シンクロトロン放射（ＳＲ）光などを用いることができる。なお、ＳＲ光は、一般に紫外光からＸ線までの広い波長範囲の電磁波を含んでいる。
たとえば、Ｈｅイオンを８００ｋｅＶの加速電圧の下で５×１０17／ｃｍ2のドース量で注入することによって、屈折率変化量をΔｎ＝０．６５程度まで高めることができる。なお、Ｈ、Ｌｉ、Ｂ、Ｃなどのイオンの注入によっても、同様に屈折率を変調させることができる。また、０．１〜１３０ｎｍのスペクトルを有するＳＲ光を照射することによっても、屈折率変化量を最大でΔｎ＝０．６５程度まで高めることができる。さらに、ＵＶ光照射では、たとえば波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ光をパルス当たり１６０ｍＷ／ｍｍ2の照射密度にて１００Ｈｚの周期でパルス照射すれば、屈折率変化量をΔｎ＝０．２２程度まで高めることができる。なお、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）、ＸｅＣｌ（３０８ｎｍ）、ＸｅＦ（３５１ｎｍ）などのエキシマレーザ光やＡｒレーザ光（４８８ｎｍ）の照射によっても、同様に屈折率を変調させることができる。これらの、ＤＬＣ膜のエネルギビーム照射による屈折率変化量は、従来のフォトポリマ膜の光照射による屈折率変化量（Δｎ＝０．０４程度以下）に比べて桁違いに大きいことが分かる。
（実施形態１）
図１の模式的な断面図は、本発明の実施形態１による光情報記録媒体の作製と情報記録の方法を図解している。この実施形態１においては、まずガラス基板１上に、周知のプラズマＣＶＤによってＤＬＣ層２が、たとえば厚さ１μｍに堆積される。他方、ガラス基板３上にはクロム膜がたとえば蒸着によって堆積され、ステッパ露光とエッチングによってそのクロム膜をパターン化した金属膜マスクパターン４が作製される。この金属膜マスクパターン４は、複数の記録スポット領域に対応した複数の微小開口を含んでいる。
図１の模式的な断面図は、本発明の実施形態１による光情報記録媒体の作製と情報記録の方法を図解している。この実施形態１においては、まずガラス基板１上に、周知のプラズマＣＶＤによってＤＬＣ層２が、たとえば厚さ１μｍに堆積される。他方、ガラス基板３上にはクロム膜がたとえば蒸着によって堆積され、ステッパ露光とエッチングによってそのクロム膜をパターン化した金属膜マスクパターン４が作製される。この金属膜マスクパターン４は、複数の記録スポット領域に対応した複数の微小開口を含んでいる。
作製された金属膜マスクパターン４は、ＤＬＣ層２上に重ねられる。そして、たとえば２５０ｎｍの波長と２０ｍＷ／ｍｍ2のエネルギ密度とを有する紫外線５が、金属膜マスクパターン４を介してＤＬＣ層２へ約１時間照射される。その結果、ＤＬＣ層２のうちで、紫外線５が金属膜マスクパターン４によって遮蔽された記録スポット領域は、そのＤＬＣ膜が堆積された当初の屈折率であるたとえばｎ0＝１．５５を維持している。他方、ＤＬＣ層２のうちで、紫外線５が金属膜マスクパターン４の開口を通して照射された記録スポット領域は、その屈折率がたとえばｎ1＝１．７０程度まで高められ得る。
これによって、ＤＬＣ層２において、ｎ0またはｎ1の２種類の屈折率を有する記録スポット領域が形成され、２値記録が行われたことになる。そして、再生光ビームをこの光情報記録媒体に照射すれば、その記録スポット領域において反射または透過する光量が屈折率ｎ0とｎ1に依存して変化するので、その２値記録の情報を読み出すことができる。
（実施形態２）
本発明による実施形態２においては、ＤＬＣ層を含む光情報記録媒体において多値記録が行われる。この実施形態２ではまず、図１に図解された実施形態１の場合と同様に、２値記録が行われる。
本発明による実施形態２においては、ＤＬＣ層を含む光情報記録媒体において多値記録が行われる。この実施形態２ではまず、図１に図解された実施形態１の場合と同様に、２値記録が行われる。
その後、図２の模式的な断面図に図解されているように、第２の金属膜マスクパターン４ａがＤＬＣ層２上に重ねられる。この第２の金属膜マスクパターン４ａは、図１において屈折率がｎ1に高められた記録スポット領域から選択された記録スポット領域に対応する微小な開口を含んでいる。そして、この第２の金属膜マスクパターン４ａを介して、再度ＤＬＣ層４へ紫外線５が照射される。
その結果、第２の金属膜マスクパターン４ａの開口を通して紫外線５が照射された記録スポット領域は屈折率がｎ1からｎ2へさらに上昇させられる。そして、これによって３値記録が行われることになる。以上からわかるように、さらなる金属膜マスクパターンを用いて紫外線照射を繰り返すことによって、さらに多値の記録が可能となる。
（実施形態３）
図３の模式的な断面図は、本発明の実施形態３による光情報記録媒体の作製と情報記録の方法を図解している。この実施形態３においても、ガラス基板１上にプラズマＣＶＤによってＤＬＣ層２が堆積される。
図３の模式的な断面図は、本発明の実施形態３による光情報記録媒体の作製と情報記録の方法を図解している。この実施形態３においても、ガラス基板１上にプラズマＣＶＤによってＤＬＣ層２が堆積される。
しかし、このＤＬＣ層２上にはクロム膜が堆積され、ステッパ露光とエッチングによってそのクロム膜をパターン化した金属膜マスクパターン４ｂが作製される。この場合、ステッパ露光とエッチングは複数段階に行われ、図３の例では金属膜マスクパターン４ｂは、複数の記録スポット領域に対応する複数の微小領域において厚さが０をも含めて３段階に変化させられている。そして、この金属膜マスクパターン４ｂを介して、ＤＬＣ層４へ紫外線５が照射される。
紫外線５は、金属膜マスクパターン４ｂの最も厚い領域は透過することができないが、薄い領域は部分的に透過することができる。たとえば、波長２５０ｎｍの紫外線は、厚さ約６０ｎｍ以下のクロム膜を部分的に透過することができる。すなわち、金属膜マスクパターン４ｂは、記録スポット領域に対応する微小領域ごとに段階的に変化させられた厚さに応じてエネルギビームを吸収するエネルギビーム吸収層として作用する。したがって、金属膜マスクパターン４ｂを介してＤＬＣ層４へ紫外線５を照射することによって、３段階に屈折率が変化させられた記録スポット領域がＤＬＣ層２中に形成され、これによって３値記録が行われることになる。
もちろん、紫外線に比べて透過能が高いＸ線、イオンビーム、または電子線を用いれば、金属膜がかなり厚くても部分的に透過することができ、多段階の厚さを含む金属膜マスクパターン４ｂにも適用可能であって、多値記録を行うことが容易となる。なお、この金属マスクとしては、エネルギビーム透過量の設計によっては、クロム以外に金、ニッケル、タングステンなどをも好ましく用いることができる。
（実施形態４）
本発明の実施形態４による光情報記録媒体においては、図５と図６を参照して説明された場合と同様にして、２次元デジタルデータがＤＬＣ記録層にホログラム記録される。すなわち、プラズマＣＶＤによってガラス基板上に堆積された厚さ１μｍ程度のＤＬＣ層が、図５におけるホログラム記録媒体３１として用いられる。また、ガラス基板上に蒸着されたクロム膜が、ステッパ露光とエッチングによって２次元デジタルデータを表す金属膜マスクパターンに加工され、この金属膜マスクパターンが図５中の２次元デジタルデータ３２として用いられる。
本発明の実施形態４による光情報記録媒体においては、図５と図６を参照して説明された場合と同様にして、２次元デジタルデータがＤＬＣ記録層にホログラム記録される。すなわち、プラズマＣＶＤによってガラス基板上に堆積された厚さ１μｍ程度のＤＬＣ層が、図５におけるホログラム記録媒体３１として用いられる。また、ガラス基板上に蒸着されたクロム膜が、ステッパ露光とエッチングによって２次元デジタルデータを表す金属膜マスクパターンに加工され、この金属膜マスクパターンが図５中の２次元デジタルデータ３２として用いられる。
クロム膜の２次元デジタルデータ３２を通過する物体光３３としてたとえば２５０ｎｍの波長と２０ｍＷ／ｍｍ2のエネルギ密度とを有する紫外線が用いられ、この物体光がＤＬＣのホログラム記録媒体３１へレンズ３４によって投射される。これと同時に、参照光３５としての紫外線もＤＬＣのホログラム記録媒体３１へ照射され、それらの物体光３３と参照光３５との干渉によるホログラムがＤＬＣの記録媒体３１中の屈折率変化として記録される。
こうして記録されたデータを再生する場合には、図６に示されているように、記録時に使用された参照光３５としての紫外線のみがＤＬＣのホログラム記録媒体３１に照射される。そして、その記録媒体３１中のホログラムの回折による紫外線の再生光３６が投影レンズ３７によって再生パターン３８としてＣＣＤなどの２次元撮像素子に投影される。
（実施形態５）
本発明による実施形態５においては、積層導波路ホログラムメモリが作製される。この実施形態５においては、図１の場合に類似して、たとえば１００μｍの厚さを有するガラス基板１上に、周知のプラズマＣＶＤによってＤＬＣ層２が、たとえば厚さ１００ｎｍに堆積される。他方、ガラス基板３上にはクロム膜が蒸着され、ステッパ露光とエッチングによってそのクロム膜をパターン化した金属膜マスクパターン４が作製される。この金属膜マスクパターン４は１ページ分のデータに対応し、図７に示されているような周期的光散乱要素（ホログラム）１９に対応する周期的で微小な複数の線分状開口を含んでいる。それらの微小線分状開口は、図１においてはその紙面に直交する方向に延在していると考えればよい。
本発明による実施形態５においては、積層導波路ホログラムメモリが作製される。この実施形態５においては、図１の場合に類似して、たとえば１００μｍの厚さを有するガラス基板１上に、周知のプラズマＣＶＤによってＤＬＣ層２が、たとえば厚さ１００ｎｍに堆積される。他方、ガラス基板３上にはクロム膜が蒸着され、ステッパ露光とエッチングによってそのクロム膜をパターン化した金属膜マスクパターン４が作製される。この金属膜マスクパターン４は１ページ分のデータに対応し、図７に示されているような周期的光散乱要素（ホログラム）１９に対応する周期的で微小な複数の線分状開口を含んでいる。それらの微小線分状開口は、図１においてはその紙面に直交する方向に延在していると考えればよい。
作製された金属膜マスクパターン４は、ＤＬＣ層２上に重ねられる。そして、たとえば２４８ｎｍの波長と２０ｍＷ／ｍｍ2のエネルギ密度とを有する紫外線５が、金属膜マスクパターン４を介してＤＬＣ層２へ約１時間照射される。その結果、ＤＬＣ層２のうちで、紫外線５が金属膜マスクパターン４によって遮蔽されたスペース領域は、そのＤＬＣ膜が堆積された当初の屈折率であるたとえばｎ0＝１．５５を維持している。他方、ＤＬＣ層２のうちで、紫外線５が金属膜マスクパターン４の開口を通して照射された周期的な微小線分領域は、その屈折率がたとえばｎ1＝１．７０程度まで高められ得る。
こうして１ページ分のデータに対応するホログラムが記録されたＤＬＣ層２とガラス基板１とのたとえば４０ペアを積層し、その最上のＤＬＣ層２の表面上に厚さ１００μｍのガラス基板１が積層される。こうして、約４ｍｍの厚さの積層導波路ホログラムメモリが作製され得る。本実施形態５において作製された積層導波路ホログラムメモリの読み出しは、図７を参照して説明された方法と同様にして行い得る。
本発明によれば、耐久性に優れたＤＬＣ層のエネルギビーム照射によって大きな屈折率変化が得られるので、簡便に高い情報密度で記録できかつ耐久性にも優れたＤＬＣ記録層を含む光情報記録媒体を低コストで提供することができる。
１ ガラス基板、２ ＤＬＣ記録層、３ ガラス基板、４、４ａ、４ｂ 金属膜マスクパターン、５ エネルギビーム、１１−１〜１１−ｎ クラッド層、１２−１〜１２ｎ−１ コア層、１３ 再生用レーザ光、１４ レンズ、１５ 反射面、１６ 導波光、１９ 光散乱要素（ホログラム）、２０ 再生ホログラム像、２１ ガラス基板、２２ 紫外線硬化樹脂層、２３ 紫外線、２４ ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）層、２５ 光散乱要素形成用ローラ、３１ ホログラム記録媒体、３２ ２次元デジタルデータ、３３ 物体光、３４ レンズ、３５ 参照光、３６ 再生光、３７ レンズ、３８ 再生２次元デジタルデータ。
Claims (9)
- 基板上に堆積されたダイアモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）層を含む光情報記録媒体であって、この光情報記録媒体への情報の記録は複数の記録スポット領域のうちの選択された記録スポット領域にエネルギビームを照射してその記録スポット領域における前記ＤＬＣ層の屈折率を高めることによって行われ得ることを特徴とする光情報記録媒体。
- 任意の選択された前記記録スポット領域における前記ＤＬＣ層は、前記エネルギビームの照射によって、複数の屈折率段階に設定されたいずれかの値まで高められ得ることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
- 請求項１に記載された光情報記録媒体に情報を記録するための方法であって、
屈折率が高められるべき前記記録スポット領域に対応する開口を含む金属膜マスクパターンを介して前記ＤＬＣ層へ前記エネルギビームとして紫外線、Ｘ線、イオンビーム、および電子線のいずれかを照射することによって、前記記録スポット領域における前記ＤＬＣ層の屈折率を高めることを特徴とする光情報記録媒体の記録方法。 - 屈折率が高められた前記記録スポット領域から選択された記録スポット領域に対応する開口を含むさらなる金属膜マスクパターンを介して前記ＤＬＣ層へ前記エネルギビームとして紫外線、Ｘ線、イオンビーム、および電子線のいずれかを照射することによって、前記選択された記録スポット領域における前記ＤＬＣ層の屈折率をさらに高めるステップを含み、
このステップが一回以上繰り返されることを特徴とする請求項３に記載の光情報記録媒体の記録方法。 - 請求項２に記載された光情報記録媒体に情報を記録するための方法であって、
前記記録スポット領域に対応して局所的に厚さが多段階に変化させられているエネルギビーム吸収マスクを介して前記ＤＬＣ層へ前記エネルギビームとして紫外線、Ｘ線、イオンビーム、および電子線のいずれかを照射することによって、前記記録スポット領域における前記ＤＬＣ層の屈折率を高めるステップを含み、
前記エネルギビーム吸収層は前記記録スポット領域の前記屈折率段階が高くなるにしたがって局所的に薄くされていることを特徴とする光情報記録媒体の記録方法。 - 基板上に形成されたＤＬＣ層を含む光情報記録媒体であって、この光情報記録媒体への情報の記録は、記録されるべき情報を含む物体光としての紫外線および参照光としての紫外線を前記ＤＬＣ層に照射して生じるホログラムによってそのＤＬＣ層中に形成される屈折率変調構造として保存され得ることを特徴とする光情報記録媒体。
- 複数のクラッド層と複数のＤＬＣ層とが交互に積層された積層導波路型のホログラム光情報記録媒体であって、各前記ＤＬＣ層には互いに異なる情報が記録されていてその記録情報に対応した周期的光散乱要素が生成されており、前記周期的光散乱要素の各々は屈折率が高められた微小領域であることを特徴とする光情報記録媒体。
- 請求項７に記載された光情報記録媒体を製造するための方法であって、
（ａ） 前記クラッド層として作用する透光性基板上に前記ＤＬＣ層を堆積し、
（ｂ） 前記周期的光散乱要素に対応した開口を含む金属膜マスクパターンを介して前記ＤＬＣ層へエネルギビームとして紫外線、Ｘ線、イオンビーム、および電子線のいずれかを照射して前記開口領域におけるＤＬＣ層の屈折率を高めることによって前記周期的光散乱要素を生成させ、
（ｃ） 前記ステップ（ａ）および（ｂ）を経た前記クラッド層と前記ＤＬＣ層のペアの複数を積層し、
（ｄ） 最上層として露出している前記ＤＬＣ層上に前記クラッド層を重ねるステップを含むことを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。 - 請求項１、２、６、および７のいずれかに記載された光情報記録媒体を製造するための方法であって、
前記ＤＬＣ層はプラズマＣＶＤによって堆積されることを特徴とする光情報記録媒体の製造方法。
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