JP2009176388A

JP2009176388A - Optical recording and playback apparatus and method, and optical recording medium,

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Publication number: JP2009176388A
Application number: JP2008016670A
Authority: JP
Inventors: Hironori Goto; 廣則後藤
Original assignee: SPINET Inc
Current assignee: SPINET Inc
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2008-01-28
Publication date: 2009-08-06

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical recording and playback apparatus providing a high density optical recording system capable of performing high density recording, having high practical use and exceeding an optical diffraction limit and having consistency of recording functions of a playback only type, a write-once type and a rewritable type, to provide an optical recording medium and to provide an optical recording and playback method. <P>SOLUTION: In the optical recording and playback apparatus mainly having an LD (Laser Diode) 10, a waveform former 11, an LD 20 for erasure, a waveform former 21, a PAL-SLM 30, half mirrors 41 and 42, an objective lens 50 for condensing light on the optical recording medium 100, notch filters 61 and 62, a condenser lens 63 and an optical detector 64, the optical recording medium 100 having a photo-luminescent body layer 102 is irradiated with a beam formed by overlapping a pump beam LB1 and a portion of an erasure beam LB2. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光記録再生装置、光記録媒体、および光記録再生方法に関し、特に、蛍光を利用した超解像方式による光記録再生装置、光記録媒体、および光記録再生方法に関する。 The present invention relates to an optical recording / reproducing apparatus, an optical recording medium, and an optical recording / reproducing method, and more particularly, to a super-resolution optical recording / reproducing apparatus, an optical recording medium, and an optical recording / reproducing method using fluorescence.

今まで実用化されてきた光ディスク記録方式（例えば、レーザーディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイ、ＨＤＤＶＤ等）においては、記録媒体の外側からの１次光をそのまま記録再生に使用してきた。そのため、１次光のビーム径を小さくするには限界があった。今までにも、その限界を突破するために、種々の超解像方式が提案されてきた。 In optical disc recording methods (for example, laser discs, CDs, DVDs, Blu-rays, HD DVDs, etc.) that have been put into practical use, primary light from the outside of the recording medium has been used for recording and reproduction as it is. Therefore, there is a limit to reducing the beam diameter of the primary light. In the past, various super-resolution schemes have been proposed to overcome the limitations.

例えば、超解像レンズによる方式や、磁気超解像方式による高密度、大容量の光ディスク記録方式等が提案されている（特許文献１、２）。 For example, a method using a super-resolution lens and a high-density, large-capacity optical disk recording method using a magnetic super-resolution method have been proposed (Patent Documents 1 and 2).

また、これらの超解像方式以外に、多層記録、体積記録を工夫することにより、面記録密度を上げる代わりに体積記録により、実質的な大容量を実現しようとする、例えば、超多層記録、ホログラム、あるいは２光子吸収記録による試みもあった。
特開２００６−３２３９９３号公報特開２００３−１９６８３９号公報 In addition to these super-resolution methods, by devising multilayer recording and volume recording, instead of increasing the surface recording density, an attempt to achieve a substantially large capacity by volume recording, for example, super multilayer recording, There have also been attempts by holograms or two-photon absorption recording.
JP 2006-323993 A JP 2003-196839 A

しかし、これらは原理的、及び実験室では可能であっても、一長一短があり、実用性の観点からは他の技術要素への負担が増え、いまだ実用化された技術は無い。すなわち、従来技術のように、記録媒体内に記録媒体外からの１次ビームによるだけでは、原理的な解像限界を超えることは不可能であり、また、従来の各種超解像方式では、高密度大容量を実現するために犠牲になる他の要素を含むため、それらの方式ではなく、既存の方式にプラスアルファをして、既存の方式を活かせる方式により高密度大容量を実現する必要がある。 However, even though this is possible in principle and in the laboratory, there are merits and demerits. From the viewpoint of practicality, the burden on other technical elements increases, and no technology has been put into practical use yet. That is, as in the prior art, it is impossible to exceed the fundamental resolution limit only by the primary beam from the outside of the recording medium in the recording medium, and in various conventional super-resolution methods, Including other elements that are sacrificed to achieve high density and large capacity, instead of those methods, add to existing methods, and realize high density and large capacity by using existing methods. There is a need.

従って、本発明の目的は、高密度記録のできる実用性の高い光の回折限界を超えた高密度光記録方式を実現し、再生専用から、追記型、書き換え型までの記録機能に一貫性をもった光記録再生装置、光記録媒体、および光記録再生方法を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to realize a high-density optical recording method that exceeds the diffraction limit of highly practical light that enables high-density recording, and provides consistent recording functions from read-only to write-once and rewritable types. An optical recording / reproducing apparatus, an optical recording medium, and an optical recording / reproducing method are provided.

［１］本発明は、上記目的を達成するために、第１の波長を有する第１の光源と、第２の波長を有する第２の光源とを有し、前記第１の光源と前記第２の光源の一部を重畳させて構成された１次光源を備えた光学系を有し、前記光学系は、光記録媒体の記録膜に照射して２次光源を励起して前記２次光源により光記録または再生を行なうため、前記光記録媒体に前記１次光源を照射することを特徴とする光記録再生装置を提供する。
［２］本発明は、上記目的を達成するために、第１の波長を有する第１の光源と、第２の波長を有する第２の光源とを有し、前記第１の光源と前記第２の光源を同軸上に配置することにより１次光源を構成する光学系を有し、前記光学系は、光記録媒体の記録膜に照射して２次光源を励起して前記２次光源により光記録または再生を行なうため、前記光記録媒体に前記１次光源を照射することを特徴とする光記録再生装置を提供する。
［３］前記第１の光源は、ガウシアンビームの光強度分布を有し、前記第２の光源は、ベッセル１次ビームの光強度分布を有することを特徴とする上記［２］に記載の光記録再生装置であってもよい。
［４］前記光記録媒体は、第３の波長の蛍光を発する蛍光発光と、無輻射遷移による蛍光消光の両者の機能を有する少なくとも１層の蛍光体からなる蛍光体層を有し、前記第１の光源の前記第１の波長は、前記光記録媒体に対して前記第３の波長の蛍光を発光させる波長であり、前記第２の光源の前記第２の波長は、前記第３の波長の蛍光発光を無輻射遷移により蛍光消光させる波長であることを特徴とする上記［１］から［３］のいずれかに記載の光記録再生装置であってもよい。
［５］本発明は、上記目的を達成するために、透過性を有する基板と、前記基板上に形成され、外部から照射される第１の波長を有する第１の光源により、第３の波長の蛍光を発光させると共に、外部から照射される第２の波長を有する第２の光源により、前記第３の波長の蛍光の一部を無輻射遷移により蛍光消光させる少なくとも１層の蛍光体からなる蛍光体層と、を備えたことを特徴とする光記録媒体を提供する。
［６］前記蛍光体は、ローダミン６Ｇで形成されていることを特徴とする上記［５］に記載の光記録媒体であってもよい。
［７］また、前記透過性を有する基板には凹凸からなる凹凸パターン（ピット）が設けられ、予め所定の情報が記録された再生専用記録媒体であることを特徴とする上記［５］または［６］に記載の光記録媒体であってもよい。
［８］また、前記凹凸パターンと前記蛍光体層の間には、金属、誘電体、または、それらが積層され反射光強度増強のための反射性の薄膜からなる反射層を有することを特徴とする上記［７］に記載の光記録媒体であってもよい。
［９］また、前記透過性を有する基板には光ビームガイド用トラック（グルーブ）が設けられていると共に、前記基板上に追記型記録膜、または書き換え型記録膜が設けられ、前記追記型記録膜または前記書き換え型記録膜に隣接して前記蛍光体層が設けられていることを特徴とする上記［５］または［６］に記載の光記録媒体であってもよい。
［１０］また、前記追記型記録膜または前記書き換え型記録膜と前記蛍光体層との間には、透明または半透明な保護層が設けられていることを特徴とする上記［９］に記載の光記録媒体であってもよい。
［１１］本発明は、上記目的を達成するために、第１の波長を有する第１の光源と、第２の波長を有する第２の光源の少なくとも一部を重畳させて構成された１次光源を照射し、前記照射された１次光源を蛍光体層が設けられて構成される光記録媒体に集光させることにより２次光源を励起させて所定の光強度分布を有する第３の波長の蛍光を発光させることにより、前記光記録媒体に対して情報の記録または再生を行なうことを特徴とする光記録再生方法を提供する。
［１２］前記第３の波長の蛍光は、前記１次光源の第１の光源により第３の波長の蛍光を発光させると共に、前記１次光源の第１の光源から照射される第２の波長を有する第２の光源により前記第３の波長の蛍光の一部を無輻射遷移により蛍光消光させることにより記録再生ビームが発光されることを特徴とする上記［１１］に記載の光記録再生方法であってもよい。
［１３］また、前記記録再生ビームの光強度分布は、前記１次光源の第１の光源により発光する前記第３の波長の蛍光の光強度分布よりもビーム幅が狭いことを特徴とする上記［１２］に記載の光記録再生方法であってもよい。 [1] In order to achieve the above object, the present invention includes a first light source having a first wavelength and a second light source having a second wavelength, and the first light source and the first light source An optical system including a primary light source configured by overlapping a part of the two light sources, and the optical system irradiates a recording film of an optical recording medium to excite the secondary light source and An optical recording / reproducing apparatus is provided that irradiates the primary light source to the optical recording medium in order to perform optical recording or reproduction with a light source.
[2] In order to achieve the above object, the present invention includes a first light source having a first wavelength and a second light source having a second wavelength, and the first light source and the first light source An optical system constituting a primary light source by arranging two light sources on the same axis, the optical system irradiating a recording film of an optical recording medium to excite the secondary light source and An optical recording / reproducing apparatus is provided that irradiates the optical recording medium with the primary light source for optical recording or reproduction.
[3] The light according to [2], wherein the first light source has a light intensity distribution of a Gaussian beam, and the second light source has a light intensity distribution of a Bessel primary beam. It may be a recording / reproducing apparatus.
[4] The optical recording medium has a phosphor layer composed of at least one phosphor having functions of both fluorescence emission that emits fluorescence of a third wavelength and fluorescence quenching due to non-radiative transition, The first wavelength of the first light source is a wavelength that causes the optical recording medium to emit fluorescence of the third wavelength, and the second wavelength of the second light source is the third wavelength. The optical recording / reproducing apparatus according to any one of the above [1] to [3], which has a wavelength that causes the fluorescence emission to be quenched by non-radiative transition.
[5] In order to achieve the above object, according to the present invention, a third wavelength is formed by a transparent substrate and a first light source formed on the substrate and having a first wavelength irradiated from the outside. And at least one layer of phosphor that causes a part of the fluorescence of the third wavelength to be quenched by non-radiative transition by a second light source having a second wavelength irradiated from the outside. An optical recording medium comprising a phosphor layer is provided.
[6] The optical recording medium according to [5], wherein the phosphor is formed of rhodamine 6G.
[7] The above-mentioned [5] or [5], wherein the substrate having transparency is provided with a concavo-convex pattern (pits) made of concavo-convex, and is a read-only recording medium on which predetermined information is recorded in advance. 6].
[8] Further, the present invention is characterized in that a metal, dielectric, or a reflective layer made of a reflective thin film for enhancing the reflected light intensity is laminated between the uneven pattern and the phosphor layer. The optical recording medium described in [7] above may be used.
[9] In addition, a light beam guide track (groove) is provided on the substrate having transparency, and a write-once recording film or a rewritable recording film is provided on the substrate. The optical recording medium according to [5] or [6] above, wherein the phosphor layer is provided adjacent to the film or the rewritable recording film.
[10] The above [9], wherein a transparent or translucent protective layer is provided between the write-once recording film or the rewritable recording film and the phosphor layer. The optical recording medium may be used.
[11] In order to achieve the above object, the present invention provides a primary configured by overlapping at least part of a first light source having a first wavelength and a second light source having a second wavelength. A third wavelength having a predetermined light intensity distribution by irradiating a light source and condensing the irradiated primary light source on an optical recording medium configured with a phosphor layer to excite the secondary light source. An optical recording / reproducing method is characterized in that information is recorded on or reproduced from the optical recording medium by emitting a fluorescent light.
[12] The fluorescence of the third wavelength causes the first light source of the primary light source to emit fluorescence of the third wavelength, and the second wavelength emitted from the first light source of the primary light source. The optical recording / reproducing method as described in [11] above, wherein a recording / reproducing beam is emitted by quenching a part of the fluorescence of the third wavelength by non-radiative transition by a second light source having It may be.
[13] Further, the light intensity distribution of the recording / reproducing beam has a narrower beam width than the light intensity distribution of the fluorescence of the third wavelength emitted from the first light source of the primary light source. The optical recording / reproducing method described in [12] may be used.

本発明によると、高密度記録のできる実用性の高い光の回折限界を超えた高密度光記録方式を実現し、再生専用から、追記型、書き換え型までの記録機能に一貫性をもった光記録再生装置、光記録媒体、および光記録再生方法を提供することができる。 According to the present invention, a high-density optical recording method that exceeds the diffraction limit of highly practical light capable of high-density recording has been realized, and light with consistent recording functions from read-only to write-once and rewritable types. A recording / reproducing apparatus, an optical recording medium, and an optical recording / reproducing method can be provided.

（蛍光抑制効果によるビーム細径化の原理）
レンズにより絞り込まれた記録媒体外からの１次光により、記録膜の一部を構成する２次光発生層に照射することにより、２次光を発生し、２次光の発生領域を何らかの手段で限界よりも狭い領域に拘束する手段を用いる。光により光を発生する現象は、蛍光（ＰＬ：Ｐｈｏｔｏ−ｌｕｍｉｎｅｓｓｅｎｃｅ）と呼ばれるが、本発明は、１次光により励起された蛍光体からの２次光を記録再生ビームとして使用する。 (Principle of beam diameter reduction by fluorescence suppression effect)
By irradiating the secondary light generation layer constituting a part of the recording film with the primary light from the outside of the recording medium narrowed down by the lens, secondary light is generated, and the secondary light generation region is defined by any means. Then, a means for constraining to a region narrower than the limit is used. The phenomenon of generating light by light is referred to as fluorescence (PL), but the present invention uses secondary light from a phosphor excited by primary light as a recording / reproducing beam.

図１は、ヤブロンスキー状態図である。一般に，ある波長の励起光（ポンプ光）で基底状態（Ｓｏ）の分子を第一電子励起状態（Ｓ１）に励起すると蛍光を発する。しかし，このとき，別の波長の光（イレース光）を同時に照射し，分子をより高位の電子励起状態（Ｓｎ）に励起すると，分子は内部転換および系間交差を繰り返して，無輻射遷移過程によりＳ０状態に緩和する。この事実は，図１が示すように波長の異なる２色の光により分子を共鳴吸収させることで，分子からの蛍光を人為的に抑制できることを示している（蛍光抑制効果）。 FIG. 1 is a Yabronsky state diagram. In general, fluorescence is emitted when a ground state (So) molecule is excited to a first electron excited state (S1) by excitation light (pump light) having a certain wavelength. However, at this time, when light of another wavelength (erase light) is irradiated at the same time and the molecule is excited to a higher electronic excited state (Sn), the molecule repeats internal conversion and intersystem crossing, thereby causing a non-radiative transition process. To relax to the S0 state. This fact indicates that the fluorescence from the molecules can be artificially suppressed by resonantly absorbing the molecules with two colors of light having different wavelengths as shown in FIG. 1 (fluorescence suppression effect).

この蛍光抑制効果を利用することで，回折限界以下にビーム細径化を行なう超解像が可能となる（２波長Ｄｉｐ分光法による超解像）。すなわち，ポンプ光とイレーズ光を一部重ねて蛍光層上に回折限界で集光すると，これら２つの光が重複した領域で蛍光が抑制されるので，蛍光領域が光の回折限界以下に制限される。その結果として，光の回折限界より狭い領域から発光した蛍光のみを光記録・再生に利用することができる。 By utilizing this fluorescence suppression effect, it is possible to perform super-resolution by reducing the beam diameter below the diffraction limit (super-resolution by two-wavelength Dip spectroscopy). That is, if the pump light and erase light are partially overlapped and condensed on the phosphor layer at the diffraction limit, the fluorescence is suppressed in the region where these two lights overlap, so the fluorescence region is limited to the light diffraction limit or less. The As a result, only fluorescence emitted from a region narrower than the diffraction limit of light can be used for optical recording / reproduction.

（第１の実施の形態）
図２は、第１の実施の形態に係る光記録再生装置の概略構成を示す構成図である。光記録再生装置１は、ポンプ光を発生させるポンプ用ＬＤ（Laser Diode）１０、波形成形器１１、イレーズ光を発生させるイレーズ用ＬＤ２０、波形成形器２１、ＰＡＬ−ＳＬＭ（光アドレス型平行配向液晶空間変調器）３０、ハーフミラー４１、４２、光記録媒体１００へ集光させるための対物レンズ５０、光記録媒体１００からの反射光の不要な波長領域をカットするためのノッチフィルタ６１、６２、集光レンズ６３、光検出器６４を有して概略構成されている。尚、ＰＡＬ−ＳＬＭ３０の代わりに、例えばガウシアン分布を１次ベッセルビームに変換する位相分布を有する位相板を用いることもできる。 (First embodiment)
FIG. 2 is a configuration diagram showing a schematic configuration of the optical recording / reproducing apparatus according to the first embodiment. The optical recording / reproducing apparatus 1 includes a pump LD (Laser Diode) 10 that generates pump light, a waveform shaper 11, an erase LD 20 that generates erase light, a waveform shaper 21, and a PAL-SLM (optical address parallel alignment liquid crystal). (Spatial modulator) 30, half mirrors 41 and 42, objective lens 50 for condensing the optical recording medium 100, notch filters 61 and 62 for cutting unnecessary wavelength regions of the reflected light from the optical recording medium 100, A condensing lens 63 and a light detector 64 are provided for general configuration. In place of the PAL-SLM 30, for example, a phase plate having a phase distribution for converting a Gaussian distribution into a primary Bessel beam can be used.

ポンプ用ＬＤ１０として波長５３０ｎｍの緑色半導体レーザ（例えば、ＧａＮ系窒化物半導体レーザ）を使用してポンプ光ＬＢ１を発生させ、また、６５０ｎｍの赤色半導体レーザ（例えば、ＩｎＧａＰ系半導体レーザ）を使用してイレーズ光ＬＢ２を発生させる。ポンプ光ＬＢ１は、波形成形器１１によりコリメート光とされ所定のビームプロファイル（ガウシアンビーム）に整形される。一方、イレーズ光ＬＢ２は、同様に波形成形器１２によりコリメート光とされた後、ＰＡＬ−ＳＬＭ３０の液晶面で反射させて位相変調することにより１次ベッセルビームに空間変調する。ポンプ光ＬＢ１とイレーズ光ＬＢ２は、ハーフミラー４１で同軸に合成され、対物レンズ５０により集光されることにより、１次光として光記録媒体１００に照射される。 The pump light LB1 is generated using a green semiconductor laser (for example, a GaN-based nitride semiconductor laser) having a wavelength of 530 nm as the pump LD 10, and a red semiconductor laser (for example, an InGaP-based semiconductor laser) having a wavelength of 650 nm is used. Erase light LB2 is generated. The pump light LB1 is collimated by the waveform shaper 11 and shaped into a predetermined beam profile (Gaussian beam). On the other hand, the erase light LB2 is collimated by the waveform shaper 12 in the same manner, and then is reflected on the liquid crystal surface of the PAL-SLM 30 and phase-modulated to spatially modulate the primary Bessel beam. The pump light LB1 and the erase light LB2 are synthesized coaxially by the half mirror 41 and condensed by the objective lens 50, so that the optical recording medium 100 is irradiated as primary light.

光記録媒体１００に照射された１次光は、光記録媒体１００中に形成された蛍光体層１０２から２次光を発生させ、この２次光により光記録・再生を行なう。光記録媒体１００から反射される光は、１次光および２次光を含んでおり、この反射光は、ハーフミラー４２で再生光学系へ反射され、ノッチフィルタ６１、６２を通して集光レンズ６３により光検出器６４に集光される。ノッチフィルタ６１、６２は、１次光であるポンプ光ＬＢ１とイレーズ光ＬＢ２をそれぞれカットするためのものであり、波長５３０ｎｍおよび６５０ｎｍのノッチフィルタである。上記の構成により、光検出器６４には主に２次光が集光され、トラッキング信号、フォーカス信号、およびＦＲ信号が生成される。 The primary light irradiated to the optical recording medium 100 generates secondary light from the phosphor layer 102 formed in the optical recording medium 100, and optical recording / reproduction is performed by the secondary light. The light reflected from the optical recording medium 100 includes primary light and secondary light. The reflected light is reflected to the reproducing optical system by the half mirror 42 and passes through the notch filters 61 and 62 by the condenser lens 63. The light is collected on the photodetector 64. The notch filters 61 and 62 are for cutting the pump light LB1 and the erase light LB2 which are primary light, respectively, and are notch filters having wavelengths of 530 nm and 650 nm. With the above configuration, the secondary light is mainly collected on the photodetector 64, and a tracking signal, a focus signal, and an FR signal are generated.

ポンプ光ＬＢ１とイレーズ光ＬＢ２の２波長光源からの光をミキシングし、光記録媒体１００の同一面上にフォーカシング、トラッキングすることが必要とされる。しかし、最初に光学系全体のセッティングを正確にすれば、個別にサーボをかけなくても、単一のサーボ系で十分可能であることは、過去にＣＤ／ＤＶＤ／Ｂｌｕｅ波長の３波混合ヘッドがすでに商品化されているように、容易なことである。本実施の形態では、例えば、上記示したように、光検出器６４に集光された２次光によりフォーカスサーボおよびトラッキングサーボをかけることができる。 It is necessary to mix the light from the two-wavelength light source of the pump light LB1 and the erase light LB2, and focus and track on the same surface of the optical recording medium 100. However, if the setting of the entire optical system is made accurate first, it is possible to use a single servo system without applying individual servos. In the past, a three-wave mixing head with a CD / DVD / Blue wavelength was used. As easy as it is already commercialized. In the present embodiment, for example, as shown above, focus servo and tracking servo can be applied by the secondary light condensed on the photodetector 64.

図３は、ＤＶＤ−Ｒ（追記型）またはＤＶＤ−ＲＷ（書き換え型）の光記録媒体１００の断面図である。光記録媒体１００は、スパイラル状のグルーブ１１０が形成されたディスク状であり、図３はこのグルーブ１１０を横断するように断面した一部断面図である。光記録媒体１００は、透過性を有するＰＣ（ポリカーボネート）基板１０１にグルーブ１１０（光ビームガイド用トラック）が設けられ、記録層１０３およびその両側に誘電体保護層１０４Ａ，１０４Ｂを着膜し、蛍光体を塗布して蛍光体層１０２を形成して乾燥させた後に、ＵＶ接着剤１０５を介してダミー基板１０６を貼り合せることによりディスク状に形成されている。 FIG. 3 is a cross-sectional view of an optical recording medium 100 of DVD-R (recordable type) or DVD-RW (rewritable type). The optical recording medium 100 has a disk shape in which a spiral groove 110 is formed. FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the optical recording medium 100 so as to cross the groove 110. The optical recording medium 100 includes a transmissive PC (polycarbonate) substrate 101 provided with a groove 110 (light beam guide track), a recording layer 103 and dielectric protective layers 104A and 104B formed on both sides thereof, and fluorescent light. After the body is applied and the phosphor layer 102 is formed and dried, a dummy substrate 106 is bonded through a UV adhesive 105 to form a disk shape.

ここで、蛍光体層１０２は、ローダミン６Ｇ（Ｒｈｏｄａｍｉｎｅ６Ｇ）を用いた。ローダミン６Ｇは、蛍光標識に良く使用される実用的な色素であり、波長５３０ｎｍ付近にＳ０⇒Ｓ１遷移に伴う強い吸収帯があると共に、６００ｎｍ付近から長波長側にＳ１⇒Ｓ０の吸収帯があり、５６０ｎｍ近傍で蛍光発光の強度ピークを持つ。従って、蛍光帯域から外れた６００ｎｍ以上の波長帯域のイレーズ光をポンプ光と同時に照射すれば蛍光抑制効果を誘起することができる。 Here, for the phosphor layer 102, rhodamine 6G was used. Rhodamine 6G is a practical dye often used for fluorescent labeling, and has a strong absorption band associated with the S0⇒S1 transition in the vicinity of a wavelength of 530 nm and an absorption band of S1⇒S0 on the long wavelength side from around 600 nm. It has a fluorescence emission intensity peak in the vicinity of 560 nm. Therefore, if the erase light having a wavelength band of 600 nm or more that is out of the fluorescence band is irradiated simultaneously with the pump light, the fluorescence suppression effect can be induced.

記録層１０３は、公知の光記録材料が使用でき、例えば、相分離または相変化により記録再生を行なう材料であり、具体的には、Ｓｂ−Ｏ系や、ＰｂＴｅ−ＧｅＴｅ混合系、Ａｕ−Ｐｔ混合系、Ａｕ−Ｎｉ混合系、ＰｂＳ−ＰｂＴｅ混合系、ＧｅＳｅ_２−ＧｅＳｅ混合系、Ａｓ−Ｇｅ−Ｔｅ混合系等の合金や、Ｌｉ_２Ｏ−ＳｉＯ_２混合系、Ｎａ_２Ｏ−ＳｉＯ_２混合系、ＢａＯ−ＳｉＯ_２混合系、Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２混合系、Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２混合系、Ｌｉ_２Ｏ−Ｂ_２Ｏ_３混合系、Ｎａ_２Ｏ−Ｂ_２Ｏ_３混合系、Ｋ_２Ｏ−Ｂ_２Ｏ_３混合系、Ｒｂ_２Ｏ−Ｂ_２Ｏ_３混合系、Ｃｓ_２Ｏ−Ｂ_２Ｏ_３混合系、ＰｂＯ−Ｂ_２Ｏ_３混合系等の酸化物−酸化物混合系材料や、ＺｒＯ_２−ＴｈＯ_２混合系、ＣａＯ−ＳｉＯ_２混合系、Ｂ_２Ｏ_３−ＰｂＯ混合系、Ｂ_２Ｏ_３−Ｖ_２Ｏ_５混合系、ＳｎＯ_２−ＴｉＯ_２混合系、ＮｉＯ−ＣｏＯ混合系、Ａｌ_２Ｏ_３−Ｃｒ_２Ｏ_３混合系、ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３混合系、ＺｎＷＯ_４−ＭｎＷＯ_４混合系、ＣａＷＯ_４−ＮａＳｍ（ＷＯ_４）_２混合系、ＣａＷＯ_４−Ｓｍ_２（ＷＯ_４）_３混合系、ＭｎＭｏＯ_４−ＺｎＭｏＯ_４混合系、Ｆｅ_２ＴｉＯ_４−Ｆｅ_３Ｏ_４混合系、Ｃａ_３Ｃｒ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２−Ｃａ_３Ｆｅ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２混合系、６５ＭｇＳｉＯ_３／３５ＦｅＳｉＯ_３−ＣａＳｉＯ_３混合系、ＬｉＡｌ_５Ｏ_８−ＬｉＦｅ_５Ｏ_８混合系、ＮａＡｌＳｉ_３Ｏ_８−ＫＡｌＳｉ_３Ｏ_８混合系、Ｎａ_２Ｏ−Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２混合系等の酸化物−酸化物混合系材料や、ＬｉＣｌ−ＮａＣｌ混合系、ＫＣｌ−ＮａＣｌ混合系、ＣｓＣｌ−ＴｌＣｌ混合系、ＣａＣｌ_２−ＭｎＣｌ_２混合系、ＣａＣｌ_２−ＳｒＣｌ_２混合系、ＬｉＢｒ−ＡｇＢｒ混合系、ＡｇＢｒ−ＮａＢｒ混合系、ＫＢｒ−ＮａＢｒ混合系、ＴｌＢｒ−ＣｓＢｒ混合系、ＫＩ−ＮａＩ混合系、ＮａＩ−ＣａＩ_２混合系、（ＧａＩ_２）_２−ＮａＧａＩ_４混合系、（ＧａＩ_２）_２−ＫＧａＩ_４混合系、（ＧａＩ_２）_２−ＲｂＧａＩ_４混合系、ＧａＡｌＩ_４−Ｇａ_２Ｉ_４混合系等のハロゲン化物−ハロゲン化物混合系材料や、ＣｅＯ_ｎ系、Ｂｉ−Ｂｉ_２Ｏ_３混合系、ＣａＣＯ_３−ＭｎＣＯ_３混合系等の酸化物やハロゲン化物等の不定比化合物である。 For the recording layer 103, a known optical recording material can be used. For example, the recording layer 103 is a material that performs recording and reproduction by phase separation or phase change. Specifically, the recording layer 103 is an Sb—O system, a PbTe—GeTe mixed system, or Au—Pt. mixed system, Au-Ni mixed system, PbS-PbTe mixed _system, GeSe 2 -GeSe mixed system, As-Ge-Te alloy and the mixed system or the _like, Li ₂ O-SiO 2 mixed _system, Na ₂ O-SiO 2 mixture , BaO—SiO ₂ mixed system, Al ₂ O ₃ —SiO ₂ mixed system, B ₂ O ₃ —SiO ₂ mixed system, Li ₂ O—B ₂ O ₃ mixed system, Na ₂ O—B ₂ O ₃ mixed system , K ₂ O—B ₂ O ₃ mixed system, Rb ₂ O—B ₂ O ₃ mixed system, Cs ₂ O—B ₂ O ₃ mixed system, PbO—B ₂ O ₃ mixed system, etc. system materials _and, ZrO ₂ -ThO 2 mixed system, CaO-SiO ₂ If _system, B ₂ O 3 -PbO mixed _{_{_{_{system, B 2 O 3 -V 2 O}}}} 5 mixed _system, SnO 2 -TiO ₂ mixed system, NiO-CoO mixed _{_{_{_{system, Al 2 O 3 -Cr 2 O}}}} 3 mixed system, SiO _₂ -Al ₂ O ₃ mixed _system, ZnWO ₄ -MnWO 4 mixed _{_{_{system, CaWO 4 -NaSm (WO 4)}}} 2 mixed _{_{_{system, CaWO 4 -Sm 2 (WO 4}}} ) 3 mixed _system, MnMoO ₄ -ZnMoO 4 mixed system _{_{_{_{, Fe 2 TiO 4 -Fe 3 O}}}} 4 mixed _{_{_{_{system, Ca 3 Cr 2 Si 3 O}}}} 12 -Ca 3 Fe 2 Si 3 O 12 mixed _system, 65MgSiO _₃ / 35FeSiO ₃ -CaSiO ₃ mixed system, LiAl ₅ O ₈ -LiFe Oxide-oxide mixed materials such as ₅ O ₈ mixed system, NaAlSi ₃ O ₈ -KAlSi ₃ O ₈ mixed system, Na ₂ O—B ₂ O ₃ —SiO ₂ mixed system, Li Cl-NaCl mixed system, KCl-NaCl mixed system, CsCl-TlCl mixed _system, CaCl ₂ -MnCl 2 mixed _system, CaCl ₂ -SrCl 2 mixed system, LiBr-AgBr mixed system, AgBr-NaBr mixed system, KBr-NaBr mixture system, TlBr-CsBr mixed system, KI-NaI mixed system, NaI-CaI ₂ mixture _system, _(GaI 2) 2 -NaGaI ₄ mixed _system, _(GaI 2) 2 -KGaI ₄ mixed _system, _(GaI 2) 2 -RbGaI ₄ mixed _system, GaAlI ₄ _-Ga 2 _I 4 halide mixed system, such as - or halide mixture system material, CeO _n system, _Bi-Bi 2 _{O 3} mixed _system, CaCO ₃ -MnCO 3 oxide mixed system like Ya Nonstoichiometric compounds such as halides.

誘電体保護層１０４Ａ，１０４Ｂは、酸化物系材料、窒化物系材料、炭化物系材料、硫化物系材料等が使用でき、具体的には、ＡＩＮ、ＳｉＮ、ＴｉＮ、ＴｉＯ、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＣ、ＳｉＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣｒＮ、ＢＮ、ＺｎＳ−ＳｉＯ_２が挙げられる。 The dielectric protective layers 104A and 104B can use oxide-based materials, nitride-based materials, carbide-based materials, sulfide-based materials, and the like. Specifically, AIN, SiN, TiN, TiO, SiO ₂ , SiOC, Examples thereof include SiO, Al ₂ O ₃ , CrN, BN, and ZnS—SiO ₂ .

（１次光照射による２次光発生の作用）
図４（ａ）は、光記録媒体１００に照射される１次光（ポンプ光ＬＢ１とイレーズ光ＬＢ２）のビームプロファイルと発生する２次光（蛍光）ＬＢ３のビームプロファイルを記録ピット１２０と対比して図示し、さらにビームプロファイルを光軸方向から見た分布を重ねて図示したビームプロファイル図である。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）に対応した励起状態を示し、ポンプ光ＬＢ１とイレーズ光ＬＢ２により２波長Ｄｉｐ分光法による超解像が可能となることを説明するヤブロンスキー状態図である。 (Operation of secondary light generation by primary light irradiation)
4A compares the beam profile of the primary light (pump light LB1 and erase light LB2) irradiated to the optical recording medium 100 and the beam profile of the generated secondary light (fluorescence) LB3 with the recording pit 120. FIG. FIG. 3 is a beam profile diagram illustrating the distribution of the beam profile as viewed from the optical axis direction. FIG. 4 (b) shows an excited state corresponding to FIG. 4 (a), and is a Yablonsky state diagram for explaining that super-resolution by two-wavelength Dip spectroscopy can be performed by the pump light LB1 and the erase light LB2. It is.

１次光は、ポンプ光ＬＢ１とイレーズ光ＬＢ２の光軸が一致するように調整された状態でハーフミラー４１で合成され、光記録媒体１００に照射される。図４（ａ）に示すように、ポンプ光ＬＢ１とイレーズ光ＬＢ２は一部を重畳させて構成されている。ポンプ光ＬＢ１はガウシアン分布であり、イレーズ光ＬＢ２はベッセル１次ビームの光強度分布を有するので、これらの光軸を一致させるとポンプ光ＬＢ１の裾野の領域にイレーズ光ＬＢ２が重畳される。 The primary light is combined by the half mirror 41 in a state adjusted so that the optical axes of the pump light LB1 and the erase light LB2 coincide with each other, and is irradiated onto the optical recording medium 100. As shown in FIG. 4A, the pump light LB1 and the erase light LB2 are configured to partially overlap. Since the pump light LB1 has a Gaussian distribution and the erase light LB2 has a light intensity distribution of a Bessel primary beam, the erase light LB2 is superimposed on the base region of the pump light LB1 when these optical axes are matched.

図４（ｂ）のヤブロンスキー状態図によれば、ポンプ光ＬＢ１が照射された蛍光体層１０２の領域では励起光により第一電子励起状態（Ｓ１）に励起し蛍光を発する。一方、イレーズ光ＬＢ２と同時に照射された蛍光体層１０２の領域では、分子がより高位の電子励起状態（Ｓｎ）に励起され、分子は内部転換および系間交差を繰り返して，無輻射遷移過程によりＳ０状態に緩和する。これらの作用により、蛍光体層１０２から超解像ビームが２次光ＬＢ３として発光する。この２次光ＬＢ３は、蛍光体層１０２がローダミン６Ｇの場合は、５６０ｎｍ近傍にピーク波長を有する蛍光である。また、蛍光抑制効果により、ポンプ光ＬＢ１のガウシアン分布に比較して、例えば１／ｅ^２におけるビーム径が細い超解像ビームとなっている。 According to the Yablonsky state diagram of FIG. 4B, the region of the phosphor layer 102 irradiated with the pump light LB1 is excited to the first electron excited state (S1) by the excitation light and emits fluorescence. On the other hand, in the region of the phosphor layer 102 irradiated simultaneously with the erase light LB2, the molecule is excited to a higher electronic excited state (Sn), and the molecule repeats internal conversion and intersystem crossing, thereby causing a non-radiative transition process. Relax to S0 state. By these actions, a super-resolution beam is emitted from the phosphor layer 102 as the secondary light LB3. The secondary light LB3 is fluorescence having a peak wavelength in the vicinity of 560 nm when the phosphor layer 102 is rhodamine 6G. Further, due to the fluorescence suppression effect, compared to the Gaussian distribution of the pump light LB1, for example, a super-resolution beam having a narrow beam diameter at 1 / e ² is obtained.

（光記録再生）
第１の実施の形態に係る光記録再生装置１を使用して、光記録媒体１００へ光記録再生を行なう場合について説明する。ポンプ用ＬＤ１０から照射されるポンプ光ＬＢ１とイレーズ用ＬＤ２０から照射され１次ベッセルビームに空間変調されたイレーズ光ＬＢ２は、ハーフミラー４１で同軸に合成され、対物レンズ５０により集光されることにより、１次光として光記録媒体１００に照射される。 (Optical recording / playback)
A case where optical recording / reproducing is performed on the optical recording medium 100 using the optical recording / reproducing apparatus 1 according to the first embodiment will be described. The pump light LB1 emitted from the pump LD 10 and the erase light LB2 emitted from the erase LD 20 and spatially modulated into a primary Bessel beam are synthesized coaxially by the half mirror 41 and condensed by the objective lens 50. The optical recording medium 100 is irradiated as primary light.

光記録媒体１００の蛍光体層１０２に照射された１次光は、超解像ビームである２次光ＬＢ３を発生させる。この２次光ＬＢ３は、記録層１０３に微小な記録ピットを形成する。例えば、Ｓｂ−Ｏ系の記録層の場合には相分離作用によりポンプ用ＬＤ１０の所定のレーザ変調に従って情報が記録される。 The primary light irradiated to the phosphor layer 102 of the optical recording medium 100 generates secondary light LB3 that is a super-resolution beam. The secondary light LB3 forms minute recording pits in the recording layer 103. For example, in the case of an Sb—O recording layer, information is recorded according to a predetermined laser modulation of the pump LD 10 by a phase separation action.

２次光ＬＢ３は、１次光と共に光記録再生装置１側へ反射され、ハーフミラー４２でノッチフィルタ６１、６２を通して集光レンズ６３により光検出器６４に集光される。ノッチフィルタ６１、６２は、不要なポンプ光ＬＢ１とイレーズ光ＬＢ２をそれぞれカットし、２次光ＬＢ３だけを集光レンズ６３により光検出器６４に集光する。光検出器６４により、例えば、ナイフエッジ法によりフォーカスサーボ信号が生成され、また、プッシュプル法によりトラッキングサーボ信号が生成され、これらのサーボ信号によりフォーカス制御およびトラッキング制御が行われる。 The secondary light LB3 is reflected to the optical recording / reproducing apparatus 1 side together with the primary light, and is condensed on the photodetector 64 by the condensing lens 63 through the notch filters 61 and 62 by the half mirror 42. The notch filters 61 and 62 cut unnecessary pump light LB1 and erase light LB2, respectively, and condense only the secondary light LB3 onto the photodetector 64 by the condenser lens 63. For example, a focus servo signal is generated by the knife edge method by the photodetector 64, and a tracking servo signal is generated by the push-pull method, and focus control and tracking control are performed by these servo signals.

記録された記録媒体１００から情報を再生する場合は、記録層１０３の記録ピットにより光強度変調された２次光ＬＢ３を光検出器６４により全光量を受光してＲＦ信号とし、所定の復調回路により再生信号を生成する。 In the case of reproducing information from the recorded recording medium 100, the secondary light LB3 whose light intensity is modulated by the recording pits of the recording layer 103 is received by the photodetector 64 as a total amount of light to be converted into an RF signal, and a predetermined demodulating circuit. To generate a reproduction signal.

（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態によれば、光記録再生装置１は、ポンプ光ＬＢ１とイレーズ光ＬＢ２をハーフミラー４１で同軸に合成して１次光としている。従って、光軸合わせが容易にでき、２波長Ｄｉｐ分光法による超解像ビームの生成が容易にできる。これにより、光の回折限界まで絞り込まれた１次光のビーム径の蛍光発光領域を光の回折限界以下に制限し、超解像記録を実現し、光の回折限界を超えた高密度、大容量記録を実現することが可能となる。しかも、この方式は、既存の光ディスク技術を拡張することにより、容易に実現でき、かつ、既存の光ディスクシステムと同様に、ＲＯＭ、Ｒ、ＲＷという再生専用、追記型、書き換え型の３つの記録機能をセットで提供できる。 (Effects of the first embodiment)
According to the first embodiment, the optical recording / reproducing apparatus 1 synthesizes the pump light LB1 and the erase light LB2 coaxially by the half mirror 41 into the primary light. Therefore, the optical axis can be easily aligned, and the super-resolution beam can be easily generated by the two-wavelength Dip spectroscopy. As a result, the fluorescence emission region of the beam diameter of the primary light, which is narrowed down to the light diffraction limit, is limited to the light diffraction limit or less, and super-resolution recording is realized, with a high density and large size exceeding the light diffraction limit. Capacitive recording can be realized. Moreover, this method can be easily realized by extending the existing optical disc technology, and, like the existing optical disc system, three recording functions of ROM, R, and RW, which are read-only, write once, and rewritable. Can be provided as a set.

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る光記録再生装置１は、第１の実施の形態において、ポンプ光ＬＢ１とイレーズ光ＬＢ２の重畳方法が異なり、他の構成は同様であるので、上記異なる重畳方法について説明する。 (Second Embodiment)
The optical recording / reproducing apparatus 1 according to the second embodiment is different from the first embodiment in the superimposing method of the pump light LB1 and the erase light LB2, and the other configurations are the same. explain.

第２の実施の形態では、ポンプ光ＬＢ１とイレーズ光ＬＢ２を同軸状に重畳させずに、ポンプ光ＬＢ１の周囲にイレーズ光ＬＢ２の一部が重畳するように配置された構成とする。 In the second embodiment, the pump light LB1 and the erase light LB2 are not overlapped coaxially, but are arranged so that a part of the erase light LB2 overlaps around the pump light LB1.

図５（ａ）は、光記録媒体１００に照射される１次光（ポンプ光ＬＢ１とイレーズ光ＬＢ２）のビームプロファイルと発生する２次光（蛍光）のビームプロファイルを記録ピット１２０と対比して図示し、さらにビームプロファイルを光軸方向から見た分布を重ねて図示したビームプロファイル図である。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）に対応した励起状態を示し、ポンプ光ＬＢ１とイレーズ光ＬＢ２により２波長Ｄｉｐ分光法による超解像が可能となることを説明するヤブロンスキー状態図である。図５（ａ）において、ポンプ光ＬＢ１に対してイレーズ光ＬＢ２は記録ピット１２０の方向、すなわち、グルーブに沿った方向の両側に配置され、ポンプ光ＬＢ１の裾野の領域にイレーズ光ＬＢ２が重畳される。 FIG. 5A compares the beam profile of the primary light (pump light LB1 and erase light LB2) irradiated to the optical recording medium 100 and the beam profile of the generated secondary light (fluorescence) with the recording pit 120. FIG. 5 is a beam profile diagram illustrating the distribution of the beam profile as viewed from the optical axis direction. FIG. 5 (b) shows an excited state corresponding to FIG. 5 (a), and is a Yabronsky state diagram for explaining that super-resolution by two-wavelength Dip spectroscopy can be performed by the pump light LB1 and the erase light LB2. It is. In FIG. 5A, the erase light LB2 is arranged on both sides in the direction of the recording pit 120, that is, along the groove, with respect to the pump light LB1, and the erase light LB2 is superimposed on the base region of the pump light LB1. The

上記の構成によれば、第１の実施の形態と同様に、ポンプ光ＬＢ１とイレーズ光ＬＢ２の重畳した領域では蛍光抑制効果によりビーム径が細い超解像ビームとなっている。図５（ａ）においては、２次光ＬＢ３は、記録ピット１２０の方向、すなわち、グルーブに沿った方向にビーム径が細い超解像ビームとなっている。 According to the above configuration, as in the first embodiment, a super-resolution beam having a narrow beam diameter is obtained in the region where the pump light LB1 and the erase light LB2 are overlapped due to the fluorescence suppression effect. In FIG. 5A, the secondary light LB3 is a super-resolution beam having a thin beam diameter in the direction of the recording pit 120, that is, the direction along the groove.

（第２の実施の形態の効果）
第１の実施の形態の効果に加え、イレーズ光ＬＢ２のビームプロファイルがガウシアン分布のままでよく、第１の実施の形態のように特殊な光学素子を必要としない利点がある。尚、上記の構成に追加して、ポンプ光ＬＢ１に対してさらにイレーズ光ＬＢ２をグルーブと直交する方向に配置することもできる。これによりグルーブと直交する方向にもビーム径が細い超解像ビームとすることができ、トラック間のクロストークを低減することができる。 (Effect of the second embodiment)
In addition to the effects of the first embodiment, the beam profile of the erase light LB2 may be a Gaussian distribution, and there is an advantage that no special optical element is required as in the first embodiment. In addition to the above configuration, the erase light LB2 can be further arranged in the direction orthogonal to the groove with respect to the pump light LB1. As a result, a super-resolution beam having a small beam diameter in the direction orthogonal to the groove can be obtained, and crosstalk between tracks can be reduced.

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態として、再生専用記録媒体（ＤＶＤ−ＲＯＭ）を示す。図６は、凹凸パターン（ピット）が形成されているＤＶＤ−ＲＯＭの光記録媒体２００の断面図である。透明ＰＣ（ポリカーボネート）の基板２０１に所定の情報としてのピット２１０が形成され、反射層２０２をスパッタリングにより約１００ｎｍ形成し、その後、第１の実施の形態で示したＤＶＤ−Ｒ（追記型）またはＤＶＤ−ＲＷ（書き換え型）の光記録媒体１００と同様のプロセスにより、蛍光体層２０３を形成した後、ＵＶ接着剤２０４を介してダミー基板２０５を貼り合せることによりディスク状に形成されている。尚、この光記録媒体２００の場合は、ダミー基板２０５側から１次光を照射して、情報の読み出しを行なう。 (Third embodiment)
As a third embodiment, a read-only recording medium (DVD-ROM) is shown. FIG. 6 is a cross-sectional view of a DVD-ROM optical recording medium 200 on which concave / convex patterns (pits) are formed. A pit 210 as predetermined information is formed on a substrate 201 of transparent PC (polycarbonate), and the reflective layer 202 is formed to about 100 nm by sputtering, and then the DVD-R (write-once type) shown in the first embodiment or The phosphor layer 203 is formed by a process similar to that of the DVD-RW (rewritable) optical recording medium 100, and then a dummy substrate 205 is bonded through a UV adhesive 204 to form a disk. In the case of this optical recording medium 200, primary light is irradiated from the dummy substrate 205 side to read information.

反射層２０２としては、例えばアルミニューム（Ａｌ）等が使用できる。また、所定の情報としてのピットは、現行のＤＶＤ規格、ＨＤＤＶＤ規格、または、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙＤｉｓｃ）規格のいずれの規格に基づいて形成されたものでもよい。 As the reflective layer 202, for example, aluminum (Al) or the like can be used. The pits as the predetermined information may be formed based on any standard of the current DVD standard, HD DVD standard, or BD (Blu-ray Disc) standard.

（実施例）
超解像ビームを実現するために、光学系を作製した。レンズのＮＡは０．６とした。１次光として、以下の波長の光源を用いた。
λ１（ポンプ光）：５３０ｎｍの緑色半導体レーザー
λ２（イレーズ光）：６５０ｎｍの赤色レーザー光 (Example)
In order to realize a super-resolution beam, an optical system was fabricated. The NA of the lens was 0.6. A light source having the following wavelength was used as the primary light.
λ1 (pump light): 530 nm green semiconductor laser λ2 (erase light): 650 nm red laser light

蛍光体として、ローダミン６Ｇを用いた。Ｓｂ−Ｏ系記録膜、その両側に誘電体保護膜（ＳｉＮ）をスパッタリングにより着膜し、ローダミン６ＧをＰＶＡ（ポリビニルアルコール）とメタノールの混合溶液に溶解させ、直径１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍのＤＶＤ−ＲＷ用基板に塗布して乾燥させた後に、さらに同サイズのダミー基板を、ＵＶ接着剤を介して反対側に貼り合せ、ディスクとした。ディスクをスピンドルモーターに装着し、約１ｍ／ｓの線速度で回転させ、最初に、λ１のポンプ光を蛍光体にフォーカスした。なお、レーザーパワーは、１ｍＷとした。ローダミン６Ｇは、約５６０ｎｍの波長が発生することが知られている。λ１と同軸上にλ２の約６５０ｎｍのベッセル１次ビーム照射した。理論では、この波長で励起状態ｓ１に励起した電子が共鳴吸収をし、Ｓｎにさらに励起されるが、無輻射遷移により、ベッセル１次ビームが照射された部分だけＳｎからＳ０へ電子が遷移し、消光する。 Rhodamine 6G was used as the phosphor. An Sb-O-based recording film and a dielectric protective film (SiN) are deposited on both sides thereof by sputtering, rhodamine 6G is dissolved in a mixed solution of PVA (polyvinyl alcohol) and methanol, and has a diameter of 120 mm and a thickness of 0.6 mm. After being applied to a DVD-RW substrate and dried, a dummy substrate of the same size was further bonded to the opposite side via a UV adhesive to form a disk. The disc was mounted on a spindle motor and rotated at a linear velocity of about 1 m / s. First, the pump light of λ1 was focused on the phosphor. The laser power was 1 mW. Rhodamine 6G is known to generate a wavelength of about 560 nm. A Bessel primary beam of about 650 nm with λ2 was irradiated coaxially with λ1. Theoretically, electrons excited to the excited state s1 at this wavelength absorb resonance and are further excited by Sn, but due to non-radiative transition, electrons transition from Sn to S0 only in the portion irradiated with the Bessel primary beam. , Extinguish.

実験では、ＣＣＤカメラで確認したところ、λ１のみを照射した場合は、約１．４μｍのスポットが観察された。さらに、λ２を照射したところ、０．４μｍのスポット径が観察され、約１／３のスポット径に縮小されることが観察された。通常、ビーム径は、スポット径＝１．２２×λ／ＮＡの式で表現されるので、ほぼ理論どおり、１．３２μｍになっている。この波長の場合、トラックピッチ（グルーブピッチ）がビーム径の約半分に規定されているので、同様に、０．４μｍのスポット径に対して、約０．２μｍ強のトラックピッチが可能であることが推定される。同様に最小ピット長を計算すると、ＤＶＤの場合、０．４μｍなので、約０．１μｍの最小ピットが可能と推定された。現行のＤＶＤ規格と比較すると、トラックピッチ、および最小ピットを考慮して、約１桁大きい記録密度が達成できる。 In the experiment, when confirmed with a CCD camera, a spot of about 1.4 μm was observed when only λ1 was irradiated. Further, when λ2 was irradiated, a spot diameter of 0.4 μm was observed, and it was observed that the spot diameter was reduced to about ３. Usually, the beam diameter is expressed by the equation of spot diameter = 1.22 × λ / NA, and is approximately 1.32 μm as in theory. In the case of this wavelength, the track pitch (groove pitch) is defined to be about half of the beam diameter, and similarly, a track pitch of about 0.2 μm or more is possible for a spot diameter of 0.4 μm. Is estimated. Similarly, when the minimum pit length is calculated, it is estimated that a minimum pit of about 0.1 μm is possible because the DVD is 0.4 μm. Compared with the current DVD standard, a recording density about one digit larger can be achieved in consideration of the track pitch and the minimum pit.

図１は、ヤブロンスキー状態図である。FIG. 1 is a Yabronsky state diagram. 図２は、第１の実施の形態に係る光記録再生装置の概略構成を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a schematic configuration of the optical recording / reproducing apparatus according to the first embodiment. 図３は、ＤＶＤ−Ｒ（追記型）またはＤＶＤ−ＲＷ（書き換え型）の光記録媒体１００の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of an optical recording medium 100 of DVD-R (recordable type) or DVD-RW (rewritable type). 図４（ａ）は、光記録媒体１００に照射される１次光（ポンプ光ＬＢ１とイレーズ光ＬＢ２）のビームプロファイルと発生する２次光（蛍光）のビームプロファイルを記録ピット１２０と対比して図示し、さらにビームプロファイルを光軸方向から見た分布を重ねて図示したビームプロファイル図である。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）に対応した励起状態を示し、ポンプ光ＬＢ１とイレーズ光ＬＢ２により２波長Ｄｉｐ分光法による超解像が可能となることを説明するヤブロンスキー状態図である。4A compares the beam profile of the primary light (pump light LB1 and erase light LB2) irradiated to the optical recording medium 100 and the beam profile of the generated secondary light (fluorescence) with the recording pit 120. FIG. FIG. 5 is a beam profile diagram illustrating the distribution of the beam profile as viewed from the optical axis direction. FIG. 4 (b) shows an excited state corresponding to FIG. 4 (a), and is a Yablonsky state diagram for explaining that super-resolution by two-wavelength Dip spectroscopy can be performed by the pump light LB1 and the erase light LB2. It is. 図５（ａ）は、光記録媒体１００に照射される１次光（ポンプ光ＬＢ１とイレーズ光ＬＢ２）のビームプロファイルと発生する２次光（蛍光）のビームプロファイルを記録ピット１２０と対比して図示し、さらにビームプロファイルを光軸方向から見た分布を重ねて図示したビームプロファイル図である。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）に対応した励起状態を示し、ポンプ光ＬＢ１とイレーズ光ＬＢ２により２波長Ｄｉｐ分光法による超解像が可能となることを説明するヤブロンスキー状態図である。FIG. 5A compares the beam profile of the primary light (pump light LB1 and erase light LB2) irradiated to the optical recording medium 100 and the beam profile of the generated secondary light (fluorescence) with the recording pit 120. FIG. 5 is a beam profile diagram illustrating the distribution of the beam profile as viewed from the optical axis direction. FIG. 5 (b) shows an excited state corresponding to FIG. 5 (a), and is a Yabronsky state diagram for explaining that super-resolution by two-wavelength Dip spectroscopy can be performed by the pump light LB1 and the erase light LB2. It is. 図６は、凹凸パターン（ピット）が形成されているＤＶＤ−ＲＯＭの光記録媒体２００の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a DVD-ROM optical recording medium 200 on which concave / convex patterns (pits) are formed.

符号の説明Explanation of symbols

１‥光記録再生装置、１０‥ポンプ用ＬＤ、２０‥イレーズ用ＬＤ、２１‥波形成形器、３０‥ＰＡＬ−ＳＬＭ、４１、４２‥ハーフミラー、５０‥対物レンズ、６１、６２‥ノッチフィルタ、６３‥集光レンズ、６４‥光検出器、１００‥光記録媒体、１０１‥基板、１０２‥蛍光体層、１０３‥記録層、１０４Ａ，１０４Ｂ‥誘電体保護層、１０５‥ＵＶ接着剤、１０６‥ダミー基板、１１０‥グルーブ、１２０‥記録ピット、２００‥光記録媒体、２０１‥基板、２０２‥反射層、２０３‥蛍光体層、２０４‥ＵＶ接着剤、２０５‥ダミー基板、ＬＢ１‥ポンプ光、ＬＢ２‥イレーズ光、ＬＢ３‥２次光（蛍光） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical recording / reproducing apparatus, 10 ... Pump LD, 20 ... Erase LD, 21 ... Waveform shaper, 30 ... PAL-SLM, 41, 42 Half mirror, 50 ... Objective lens, 61, 62 ... Notch filter, 63 ... Condensing lens, 64 ... Optical detector, 100 ... Optical recording medium, 101 ... Substrate, 102 ... Phosphor layer, 103 ... Recording layer, 104A, 104B ... Dielectric protective layer, 105 ... UV adhesive, 106 ... Dummy substrate, 110, groove, 120, recording pit, 200, optical recording medium, 201, substrate, 202, reflective layer, 203, phosphor layer, 204, UV adhesive, 205, dummy substrate, LB1, pump light, LB2 Erasing light, LB3 secondary light (fluorescence)

Claims

第１の波長を有する第１の光源と、第２の波長を有する第２の光源とを有し、前記第１の光源と前記第２の光源の一部を重畳させて構成された１次光源を備えた光学系を有し、
前記光学系は、光記録媒体の記録膜に照射して２次光源を励起して前記２次光源により光記録または再生を行なうため、前記光記録媒体に前記１次光源を照射することを特徴とする光記録再生装置。 A first light source having a first light source having a first wavelength and a second light source having a second wavelength, wherein the first light source and a part of the second light source are overlapped with each other. Having an optical system with a light source;
The optical system irradiates a recording film of an optical recording medium to excite a secondary light source and perform optical recording or reproduction by the secondary light source, and irradiates the primary light source to the optical recording medium. An optical recording / reproducing apparatus.

第１の波長を有する第１の光源と、第２の波長を有する第２の光源とを有し、前記第１の光源と前記第２の光源を同軸上に配置することにより１次光源を構成する光学系を有し、
前記光学系は、光記録媒体の記録膜に照射して２次光源を励起して前記２次光源により光記録または再生を行なうため、前記光記録媒体に前記１次光源を照射することを特徴とする光記録再生装置。 A first light source having a first wavelength, and a second light source having a second wavelength, wherein the first light source and the second light source are arranged coaxially to provide a primary light source; Having an optical system to configure,
The optical system irradiates a recording film of an optical recording medium to excite a secondary light source and perform optical recording or reproduction by the secondary light source, and irradiates the primary light source to the optical recording medium. An optical recording / reproducing apparatus.

前記第１の光源は、ガウシアンビームの光強度分布を有し、前記第２の光源は、ベッセル１次ビームの光強度分布を有することを特徴とする請求項２に記載の光記録再生装置。 3. The optical recording / reproducing apparatus according to claim 2, wherein the first light source has a light intensity distribution of a Gaussian beam, and the second light source has a light intensity distribution of a Bessel primary beam.

前記光記録媒体は、第３の波長の蛍光を発する蛍光発光と、無輻射遷移による蛍光消光の両者の機能を有する少なくとも１層の蛍光体からなる蛍光体層を有し、
前記第１の光源の前記第１の波長は、前記光記録媒体に対して前記第３の波長の蛍光を発光させる波長であり、前記第２の光源の前記第２の波長は、前記第３の波長の蛍光発光を無輻射遷移により蛍光消光させる波長であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光記録再生装置。 The optical recording medium has a phosphor layer composed of at least one phosphor having both functions of fluorescence emission emitting fluorescence of the third wavelength and fluorescence quenching due to non-radiative transition,
The first wavelength of the first light source is a wavelength that causes the optical recording medium to emit fluorescence of the third wavelength, and the second wavelength of the second light source is the third wavelength. The optical recording / reproducing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the wavelength is a wavelength that causes the fluorescence emission to be quenched by non-radiative transition.

透過性を有する基板と、
前記基板上に形成され、外部から照射される第１の波長を有する第１の光源により、第３の波長の蛍光を発光させると共に、外部から照射される第２の波長を有する第２の光源により、前記第３の波長の蛍光の一部を無輻射遷移により蛍光消光させる少なくとも１層の蛍光体からなる蛍光体層と、を備えたことを特徴とする光記録媒体。 A transmissive substrate;
A second light source having a second wavelength emitted from the outside while emitting fluorescence of a third wavelength by a first light source having a first wavelength emitted from the outside and formed on the substrate. An optical recording medium comprising: a phosphor layer made of at least one phosphor that quenches a part of the fluorescence having the third wavelength by non-radiative transition.

前記蛍光体は、ローダミン６Ｇで形成されていることを特徴とする請求項５に記載の光記録媒体。 The optical recording medium according to claim 5, wherein the phosphor is made of rhodamine 6G.

前記透過性を有する基板には凹凸からなる凹凸パターン（ピット）が設けられ、予め所定の情報が記録された再生専用記録媒体であることを特徴とする請求項５または６に記載の光記録媒体。 7. The optical recording medium according to claim 5 or 6, wherein the substrate having transparency is provided with a concavo-convex pattern (pit) made of concavo-convex, and is a read-only recording medium on which predetermined information is recorded in advance. .

前記凹凸パターンと前記蛍光体層の間には、金属、誘電体、または、それらが積層され反射光強度増強のための反射性の薄膜からなる反射層を有することを特徴とする請求項７に記載の光記録媒体。 8. The method according to claim 7, further comprising a reflective layer made of a reflective thin film for enhancing the reflected light intensity between the concave-convex pattern and the phosphor layer. The optical recording medium described.

前記透過性を有する基板には光ビームガイド用トラック（グルーブ）が設けられていると共に、前記基板上に追記型記録膜、または書き換え型記録膜が設けられ、前記追記型記録膜または前記書き換え型記録膜に隣接して前記蛍光体層が設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載の光記録媒体。 The transparent substrate is provided with a light beam guide track (groove), and a write-once recording film or a rewritable recording film is provided on the substrate, and the write-once recording film or the rewritable recording film is provided. The optical recording medium according to claim 5, wherein the phosphor layer is provided adjacent to the recording film.

前記追記型記録膜または前記書き換え型記録膜と前記蛍光体層との間には、透明または半透明な保護層が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の光記録媒体。 The optical recording medium according to claim 9, wherein a transparent or translucent protective layer is provided between the write-once recording film or the rewritable recording film and the phosphor layer.

第１の波長を有する第１の光源と、第２の波長を有する第２の光源の少なくとも一部を重畳させて構成された１次光源を照射し、
前記照射された１次光源を蛍光体層が設けられて構成される光記録媒体に集光させることにより２次光源を励起させて所定の光強度分布を有する第３の波長の蛍光を発光させることにより、前記光記録媒体に対して情報の記録または再生を行なうことを特徴とする光記録再生方法。 Irradiating a primary light source configured by superimposing at least part of a first light source having a first wavelength and a second light source having a second wavelength,
The irradiated primary light source is condensed on an optical recording medium configured with a phosphor layer to excite the secondary light source to emit fluorescence of a third wavelength having a predetermined light intensity distribution. Thus, an optical recording / reproducing method, wherein information is recorded on or reproduced from the optical recording medium.

前記第３の波長の蛍光は、前記１次光源の第１の光源により第３の波長の蛍光を発光させると共に、前記１次光源の第１の光源から照射される第２の波長を有する第２の光源により前記第３の波長の蛍光の一部を無輻射遷移により蛍光消光させることにより記録再生ビームが発光されることを特徴とする請求項１１に記載の光記録再生方法。 The fluorescence of the third wavelength has a second wavelength emitted from the first light source of the primary light source, while causing the first light source of the primary light source to emit fluorescence of the third wavelength. 12. The optical recording / reproducing method according to claim 11, wherein a recording / reproducing beam is emitted by quenching a part of the fluorescence of the third wavelength by non-radiative transition by the two light sources.

前記記録再生ビームの光強度分布は、前記１次光源の第１の光源により発光する前記第３の波長の蛍光の光強度分布よりもビーム幅が狭いことを特徴とする請求項１２に記載の光記録再生方法。 The light intensity distribution of the recording / reproducing beam has a beam width narrower than the light intensity distribution of the fluorescence of the third wavelength emitted by the first light source of the primary light source. Optical recording / reproducing method.