JP3917970B2 - Magneto-optical recording medium - Google Patents
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本発明は、ランド＆グルーブ記録を行える光磁気記録媒体に関する。 The present invention relates to a magneto-optical recording medium capable of performing land & groove recording.
現在、光ディスクは、音声信号や画像信号を再生できる記録媒体として使われている。特に、光磁気ディスクや相変化型ディスクは、書き換え可能な高密度記録媒体として、開発が盛んに行われている。螺旋状または同心円状に情報を記録する光ディスク記録媒体の記録密度を増大させるためには、トラックピッチの短縮と線記録密度の向上という２つの方法がある。いずれの場合も、記録再生に使用する半導体レーザーの短波長化によって実現される。しかし、青色や緑色といった短波長の半導体レーザーが室温で安定に連続発振し、しかもそれらが民生用として、安価で市場に出まわるまでには、今暫く時間がかかりそうである。そのような状況の中で、屈折率の温度分布を利用した光学的超解像法や、光磁気ディスクにおけるＭＳＲのように、現行波長のレーザーを用いたままで記録密度を最大限に向上させる方法が模索されている。 Currently, optical disks are used as recording media that can reproduce audio signals and image signals. In particular, magneto-optical disks and phase change disks have been actively developed as rewritable high-density recording media. In order to increase the recording density of an optical disk recording medium that records information spirally or concentrically, there are two methods: shortening the track pitch and improving the linear recording density. In either case, it is realized by shortening the wavelength of the semiconductor laser used for recording and reproduction. However, it seems that it will take some time before short-wavelength semiconductor lasers such as blue and green oscillate stably at room temperature, and before they come to market at low cost for consumer use. Under such circumstances, the optical super-resolution method using the temperature distribution of the refractive index and the method for maximizing the recording density while using the laser of the current wavelength, such as MSR in the magneto-optical disk. Is being sought.
相変化型ディスクや光磁気ディスクのようなＲＡＭディスクは、情報の書き込み時と再生時とで同じ波長の光を用いるのに対して、予め情報が記録されているＲＯＭディスクでは、短波長のガスレーザー等を用いてピットが形成されている。ＲＡＭディスク側からすれば、ＲＯＭディスクは、再生条件は同じであるものの、言わば未来に使用可能な光で情報を書いているようなものであり、情報を高密度に書き込むという点でＲＡＭディスクは不利である。このため、次世代の家庭向け映像記録媒体として注目されているＤＶＤ規格においても、フルＲＯＭディスクの記録容量を、同じ大きさのＲＡＭディスクでサポートするような案が出されていない状況である。 A RAM disk such as a phase change type disk or a magneto-optical disk uses light of the same wavelength for writing and reproducing information, whereas a ROM disk in which information is recorded in advance has a short wavelength gas. Pits are formed using a laser or the like. From the RAM disk side, the ROM disk has the same playback conditions, but it is like writing information with light that can be used in the future. It is disadvantageous. For this reason, even in the DVD standard, which is attracting attention as a next-generation home video recording medium, no proposal has been made to support the recording capacity of a full ROM disk with a RAM disk of the same size.
ランド＆グルーブ記録は、同じ線記録密度で同じトラックピッチならば、記録密度を２倍にできるため、高密度光記録媒体を開発する上で魅力的な技術である。特に、現在使用されているＲＡＭディスクのほとんどは、予め溝が形成された基板において、ランドまたはグルーブのどちらか一方に記録を行っており、両方に記録できることが望まれる。例えば、相変化型ディスクのランド＆グルーブ記録においては、特開平７−１３０００６号公報にあるように、ランド部とグルーブ部とにおける記録感度を調整することによって記録密度を向上させる方法が提案されている。
トラックピッチを狭めていくことによって、再生時には隣接する領域のデータ信号が出力信号に混在してくるクロストークが問題となる。ランド記録またはグルーブ記録においては、ランド間またはグルーブ間にそれぞれグルーブまたはランドが存在し、情報が書き込まれている領域間に隔たりがあるため、クロストークが抑えられる。しかし、ランド＆グルーブ記録においては、情報の記録領域が隣接しているため、クロストークの再生特性に与える影響が大きい。特開平５−６２２５０号公報では、グルーブの深さを１／４波長の整数倍に規定し、光学的にクロストークを抑える手段を提供している。この方法を用いると、０次と１次の回折光が打ち消しあうために、トラッキングの手段としてプッシュプル法が使用できないという点と、記録媒体から反射されて光検出器に到達する光量が低減してしまうという点が問題である。本発明の課題はランド＆グルーブ記録においてクロストークを低減した高密度記録可能な光磁気記録媒体を提供することにある。 By narrowing the track pitch, there is a problem of crosstalk in which data signals in adjacent areas are mixed in the output signal during reproduction. In land recording or groove recording, there is a groove or land between lands or between grooves, and there is a gap between areas where information is written, so that crosstalk is suppressed. However, in land & groove recording, since the information recording areas are adjacent to each other, the influence on the reproduction characteristics of crosstalk is great. Japanese Patent Laid-Open No. 5-62250 provides means for optically suppressing crosstalk by defining the groove depth to be an integral multiple of a quarter wavelength. When this method is used, the zero-order and first-order diffracted light cancel each other, so that the push-pull method cannot be used as a tracking means, and the amount of light reflected from the recording medium and reaching the photodetector is reduced. The problem is that An object of the present invention is to provide a magneto-optical recording medium capable of high-density recording with reduced crosstalk in land and groove recording.
本発明の構成は、ほぼ平坦で幅がほぼ等しいランド部およびグルーブ部を有する基板上に、誘電体層、記録層および反射層を有する光磁気記録媒体において、偏光された入射光が前記ランド部およびグルーブ部の記録トラックに集光され、前記ランド部およびグルーブ部から反射した光が互いに干渉して、その偏光成分が位相差を生じるように前記ランド部およびグルーブ部が形成されてなることを特徴とする光磁気記録媒体である。 According to the configuration of the present invention, in a magneto-optical recording medium having a dielectric layer, a recording layer, and a reflective layer on a substrate having land portions and groove portions that are substantially flat and substantially equal in width, polarized incident light is converted into the land portions. And the land portion and the groove portion are formed so that the lights collected on the recording track of the groove portion and reflected from the land portion and the groove portion interfere with each other to produce a phase difference between the polarization components. This is a characteristic magneto-optical recording medium.
前記した光磁気記録媒体においてランド部とグルーブ部から反射した光が互いに干渉することで、反射した光の偏光成分が位相差を生じ、その位相差を位相補償手段により制御することにより、ランド部あるいはグルーブ部からの信号をＣ／Ｎ比が良好で、クロストークを抑制して検出することができる。 In the above-described magneto-optical recording medium, the light reflected from the land portion and the groove portion interferes with each other, so that the polarization component of the reflected light causes a phase difference, and the phase difference is controlled by the phase compensation means, so that the land portion Alternatively, the signal from the groove portion can be detected with a good C / N ratio and suppressing crosstalk.
また、前記ランド部、あるいは前記ランド部および前記グルーブ部は、前記基板とは異なる屈折率を有する光学的にほぼ透明な材料で前記基板上に形成されてなる構成とすることで、反射光の偏光成分に位相差を生じさせることが出来る。 The land portion, or the land portion and the groove portion are formed on the substrate with an optically substantially transparent material having a refractive index different from that of the substrate. A phase difference can be generated in the polarization component.
前記ランド部、あるいは前記ランド部および前記グルーブ部は、前記基板とは異なり、且つ複屈折を有する光学的にほぼ透明な材料で前記基板上に形成されてなる構成とすることで、反射光の偏光成分に位相差を生じさせることが出来る。 The land portion, or the land portion and the groove portion are different from the substrate and are formed on the substrate with an optically substantially transparent material having birefringence, so that reflected light can be reflected. A phase difference can be generated in the polarization component.
また、前記ランド部上とグルーブ上とで前記誘電体層の厚さが異なる構成にすることによっても反射光の偏光成分に位相差を生じさせることが出来る。 Further, a phase difference can be generated in the polarization component of the reflected light by adopting a configuration in which the thickness of the dielectric layer is different between the land portion and the groove.
更には、光磁気記録媒体を構成する誘電体層の屈折率がランド部とグルーブ部とで異なる構成にすることによっても反射光の偏光成分に位相差を生じさせることが出来る。 Furthermore, a phase difference can be generated in the polarization component of the reflected light by making the refractive index of the dielectric layer constituting the magneto-optical recording medium different between the land portion and the groove portion.
なお、前記した光磁気記録媒体に記録した信号を検出する光情報検出装置は、磁気カー効果検出光学系に光学的な位相補償を行う手段を有することを特徴とするものである。 The optical information detection apparatus for detecting a signal recorded on the magneto-optical recording medium has a means for performing optical phase compensation in the magnetic Kerr effect detection optical system.
上述の光磁気記録媒体の読み出しに使用する光情報検出装置において、磁気カー効果を検出する光学系に光学的な位相補償を行う光学素子を配置する。更に詳しくは、光情報検出装置において、磁気カー効果検出系を２つ配置し、それぞれの検出系において異なる位相補償量を供する手段を有する構成とする。 In the optical information detection apparatus used for reading the magneto-optical recording medium described above, an optical element that performs optical phase compensation is disposed in an optical system that detects the magnetic Kerr effect. More specifically, the optical information detection apparatus has a configuration in which two magnetic Kerr effect detection systems are arranged, and each detection system has means for providing different phase compensation amounts.
光情報検出装置における光学的な位相補償を行う光学素子として電気光学素子や、光軸に対して傾けた配置とした１／２波長板を用いることが出来る。 As an optical element that performs optical phase compensation in the optical information detection apparatus, an electro-optical element or a half-wave plate that is inclined with respect to the optical axis can be used.
以上詳細に説明したように、本発明による光磁気記録媒体を用いてランド＆グルーブ記録を行うと、読み出し時の光の偏光成分の位相差がランド部とグルーブ部とで異なる。本発明の光磁気記録媒体と、本発明による光情報検出装置とを用いて情報の記録再生を行えば、ランド部とグルーブ部とのそれぞれについて、最適な位相補償を行うことができる。ランドまたはグルーブに対して位相補償条件を最適化することで、隣接するグルーブまたはランドからのクロストーク信号は、位相補償条件よりずれ、それにより信号振幅が減少する。この作用により、本発明に係わる光磁気記録媒体および光情報検出装置において、クロストークを低減する効果が得られる。 As described above in detail, when land & groove recording is performed using the magneto-optical recording medium according to the present invention, the phase difference of the polarization component of light at the time of reading differs between the land portion and the groove portion. If information is recorded / reproduced using the magneto-optical recording medium of the present invention and the optical information detection apparatus of the present invention, optimum phase compensation can be performed for each of the land portion and the groove portion. By optimizing the phase compensation condition for the land or groove, the crosstalk signal from the adjacent groove or land is deviated from the phase compensation condition, thereby reducing the signal amplitude. By this action, the effect of reducing the crosstalk can be obtained in the magneto-optical recording medium and the optical information detecting apparatus according to the present invention.
このクロストークの低減効果により、光磁気記録媒体のランド＆グルーブ記録において、高密度記録が可能となる。本実施例で示したように、本発明に係る光磁気記録媒体および光検出装置を用いると、トラックピッチ１．４μｍのランド＆グルーブ記録で、最短マーク長０．４８μｍの１−７変調のランダム信号の記録再生を調べたところ、ジッター特性として１０％以下の値が得られる。このことにより、ＩＳＯ規格３．５インチ記録容量２３０ＭＢ光磁気ディスクとほぼ同じトラックピッチの光磁気ディスクを用いて、同じ３．５インチのＩＳＯ規格６４０ＭＢディスクの２倍以上の記録容量１．５ＧＢが得られる効果があることがわかった。 This crosstalk reduction effect enables high-density recording in land and groove recording of a magneto-optical recording medium. As shown in the present embodiment, when the magneto-optical recording medium and the photodetecting device according to the present invention are used, the randomness of 1-7 modulation with the shortest mark length of 0.48 μm is achieved in land and groove recording with a track pitch of 1.4 μm. When the recording / reproduction of the signal was examined, a value of 10% or less was obtained as the jitter characteristic. This makes it possible to use a magneto-optical disk having substantially the same track pitch as the ISO standard 3.5-inch recording capacity 230 MB magneto-optical disk, and a recording capacity of 1.5 GB more than twice that of the same 3.5-inch ISO standard 640 MB disk. It was found that there was an effect to be obtained.
本発明に係わる技術は、光情報検出装置に使用する光の波長に依らず普遍的なものであるため、将来、緑や青色の半導体レーザーが光情報検出装置の光源として用いられても、上述の効果が得られる。 Since the technology according to the present invention is universal regardless of the wavelength of light used in the optical information detection apparatus, even if a green or blue semiconductor laser is used as the light source of the optical information detection apparatus in the future, The effect is obtained.
本発明の光磁気記録媒体において、ランド部とグルーブ部に偏光成分の位相差の違いを作り出す構造以外は、現行の光磁気記録媒体と同じ構成で製造できるため、生産コストを抑えることができる。 Since the magneto-optical recording medium of the present invention can be manufactured with the same configuration as the current magneto-optical recording medium except for the structure that creates a difference in the phase difference of the polarization component between the land part and the groove part, the production cost can be reduced.
なお、光情報検出装置においては、位相を補償する手段として、既存の光学素子を用いており、ドライブ装置製造における負担は小さい。位相補償を行う素子を有する磁気カー効果検出系を２つ用いることで、位相補償を含めた光学素子の調整は、製造時の初期調整で済む。また、位相補償手段として、電気光学素子を使用することで位相調整が電気的に自動で行える。上述のように、本発明に係る光情報検出装置では、製造、調整において、低コストで利便性が良いという効果が得られる。 In the optical information detection apparatus, an existing optical element is used as a means for compensating the phase, and the burden on manufacturing the drive apparatus is small. By using two magnetic Kerr effect detection systems having elements that perform phase compensation, adjustment of optical elements including phase compensation can be made by initial adjustment at the time of manufacture. Further, phase adjustment can be performed electrically automatically by using an electro-optic element as the phase compensation means. As described above, in the optical information detection apparatus according to the present invention, it is possible to obtain an advantageous effect that manufacturing and adjustment are inexpensive and convenient.
ポリカーボネート樹脂を常法により射出成形し、溝深さ約５７ｎｍ、ランド幅とグルーブ幅との比率が１：１に溝が形成された基板を得ることが出来る。ポリカーボネート基板上に低粘度の紫外線硬化樹脂を約１μｍの厚さでスピンコートし、紫外線を照射し硬化させる。ポリカーボネート基板の屈折率が一例として１．５８であるのに対して、紫外線硬化樹脂の紫外線硬化後の屈折率は一例として１．４７である。この紫外線硬化樹脂の上に、第１の誘電体層、磁気記録層、第２の誘電体層、反射層をスパッタリング法により成膜した。第１の誘電体層は、Ｓｉターゲットを用いてＡｒとＮ2の混合ガス中で反応性スパッタリングで厚さ８３ｎｍを成膜する。混合ガス中に占めるＮ2の流量比は一例として２０％である。このときの屈折率は２．０４である。第１の誘電体層の上に、キュリー温度が約２００℃のフェリ磁性を有し、保磁力が約８ｋＯｅと良好な垂直磁気異方性を示す遷移金属と希土類金属の合金薄膜からなる磁気記録層を約２２ｎｍ成膜する。その上に、第１の誘電体層と同じ条件で、厚さ２０ｎｍの第２誘電体層を成膜し、さらにＡｌからなる厚み１００ｎｍの反射層６を成膜する。反射層の上に、紫外線硬化型樹脂を約１０μｍ均一にスピンコートし紫外線を照射して保護層を形成する。
A polycarbonate resin can be injection-molded by a conventional method to obtain a substrate in which grooves are formed with a groove depth of about 57 nm and a ratio of land width to groove width of 1: 1. A low-viscosity UV curable resin is spin-coated on a polycarbonate substrate with a thickness of about 1 μm, and is irradiated with UV rays to be cured. The refractive index of the polycarbonate substrate is 1.58 as an example, whereas the refractive index after ultraviolet curing of the ultraviolet curable resin is 1.47 as an example. On this ultraviolet curable resin, a first dielectric layer, a magnetic recording layer, a second dielectric layer, and a reflective layer were formed by sputtering. The first dielectric layer is formed with a thickness of 83 nm by reactive sputtering in a mixed gas of Ar and N 2 using a Si target. As an example, the flow rate ratio of N 2 in the mixed gas is 20%. The refractive index at this time is 2.04. Magnetic recording comprising an alloy thin film of transition metal and rare earth metal having ferrimagnetism with a Curie temperature of about 200 ° C. and a good coercive force of about 8 kOe on the first dielectric layer. A layer is deposited about 22 nm. On top of this, a second dielectric layer having a thickness of 20 nm is formed under the same conditions as the first dielectric layer, and a
発明の実施の一形態を述べたが、上記の場合、第一の紫外線硬化樹脂層のランドとグルーブでの厚さの違いにより、光の多重干渉条件の差があることで、ランド部とグルーブ部における偏光成分に位相差が生じる。 Although one embodiment of the invention has been described, in the above case, there is a difference in the multiple interference condition of light due to a difference in thickness between the land and the groove of the first UV curable resin layer, so that the land portion and the groove A phase difference occurs in the polarization component in the part.
本発明の光磁気媒体に関して、他の形態についても実施例で詳述するがいずれも、光の干渉条件の違いによって、ランド部とグルーブ部における偏光成分に位相差が生じる。ランド部とグルーブ部とで、偏光成分に位相差が生じるため、光磁気信号を読み出す際の位相補償条件を、ランド部、グルーブ部について最適な条件に合わせることで、隣接するグルーブまたはランドからの光は位相補償条件からずれるため、クロストークを低減することができる。 Regarding the magneto-optical medium of the present invention, other forms will be described in detail in the examples. In any case, a phase difference occurs between the polarization components in the land portion and the groove portion due to the difference in the light interference condition. Since there is a phase difference in the polarization component between the land part and the groove part, the phase compensation condition when reading out the magneto-optical signal is adjusted to the optimum condition for the land part and groove part, so that Since light deviates from the phase compensation condition, crosstalk can be reduced.
本発明の今一つの構成である前記光磁気記録媒体に記録した信号を検出する光情報検出装置について述べる。前記した装置は磁気カー効果検出光学系に光学的な位相差を与える手段を有することを特徴とする光情報検出装置である。特に、前記磁気カー効果検出光学系を２つ有し、該２つの磁気カー効果検出光学系がそれぞれにおいて異なる位相差を共する手段を有するものが望ましい。この光情報検出装置により、ランド部及びグルーブ部の位相補償条件を最適化する。更に、位相光学素子を配置した磁気カー効果検出光学系を２つ設け、一方の光学系をランド部の光磁気情報検出用に、もう一方の光学系をグルーブ部の光磁気情報検出用に割り当て、それぞれの光学系の位相補償条件を最適化することで、隣接するランド部とグルーブ部間のクロストークを低減できるうえに、最初に位相補償条件を設定しておけば、ランド部とグルーブ部とを交互に読み出しても位相補償条件を調節する必要がない。また、電気光学素子により位相補償を行うことにより、ランド部またはグルーブ部にアクセスした際の位相補償条件を光磁気信号を利用して、自動的に最適化することができる。更に詳しくは位相補償素子として１／２波長板を傾けて使用することにより、１／２波長付近の位相差を任意に調節できる。 An optical information detection apparatus for detecting a signal recorded on the magneto-optical recording medium, which is another configuration of the present invention, will be described. The above-described apparatus is an optical information detection apparatus having means for giving an optical phase difference to the magnetic Kerr effect detection optical system. In particular, it is desirable to have two magnetic Kerr effect detection optical systems, and the two magnetic Kerr effect detection optical systems each have means for sharing a different phase difference. This optical information detection apparatus optimizes the phase compensation conditions of the land portion and the groove portion. In addition, two magnetic Kerr effect detection optical systems with phase optical elements are provided. One optical system is allocated for detecting magneto-optical information in the land portion, and the other optical system is allocated for detecting magneto-optical information in the groove portion. By optimizing the phase compensation conditions of each optical system, crosstalk between adjacent land portions and groove portions can be reduced, and if phase compensation conditions are set first, the land portions and groove portions It is not necessary to adjust the phase compensation condition even if the two are read alternately. Further, by performing phase compensation with the electro-optic element, it is possible to automatically optimize the phase compensation condition when accessing the land portion or the groove portion using the magneto-optical signal. More specifically, the phase difference near the ½ wavelength can be arbitrarily adjusted by using the ½ wavelength plate tilted as the phase compensation element.
上述のように本発明の第一の構成によりランド部とグルーブ部とで偏光成分に位相差がある光磁気記録媒体の情報を得て、本発明の第二の構成により位相補償素子を含んだ光情報検出装置を用いて読み出すことにより、隣接するランドとグルーブ間のクロストークを低減できる。 As described above, the information of the magneto-optical recording medium having the phase difference in the polarization component between the land portion and the groove portion is obtained by the first configuration of the present invention, and the phase compensation element is included by the second configuration of the present invention. By reading using the optical information detection device, crosstalk between adjacent lands and grooves can be reduced.
以下、図面を用いて本発明の実施例における光記録媒体および光情報検出装置について詳しく説明する。 Hereinafter, an optical recording medium and an optical information detection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
（ディスクＡ）図１は、本発明における実施例で使用した光磁気記録媒体（ディスクＡ）の断面を模式図で示したものである。厚み１．２ｍｍのポリカーボネート基板１は、Ｎｉ製スタンパを用いて射出成形したものである。Ｎｉスタンパの作製においては、スピンコート法により厚さ約６０ｎｍのフォトレジストを、均一にコーティングした厚さ１２ｍｍ、直径３００ｍｍの平坦性の良いガラス原盤を用いている。フォトレジストには、露光部分が現像されるポジ型を使用した。フォトレジストを希釈するのに使用した溶剤であるＭＩＢＫを蒸発させるために、上述のガラス原盤に９０℃で３０分間ベーキング処理を施した。原盤の露光には、波長４５７９ｎｍの高出力Ａｒレーザー光を使用した。ガラス原盤は回転角速度６００ｒｐｍ一定で回転させると共に、螺旋状に形成される溝のトラックピッチが１．４μｍになるように、レーザー光に対して一定の速度で平行移動させた。 (Disc A) FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross section of a magneto-optical recording medium (disc A) used in the examples of the present invention. The polycarbonate substrate 1 having a thickness of 1.2 mm is formed by injection molding using a Ni stamper. In the production of the Ni stamper, a glass master having a good flatness with a thickness of 12 mm and a diameter of 300 mm, which is uniformly coated with a photoresist having a thickness of about 60 nm by spin coating, is used. As the photoresist, a positive type in which the exposed portion was developed was used. In order to evaporate MIBK, which is a solvent used for diluting the photoresist, the glass master was baked at 90 ° C. for 30 minutes. A high-power Ar laser beam having a wavelength of 4579 nm was used for exposure of the master. The glass master was rotated at a constant rotational angular speed of 600 rpm, and was translated at a constant speed with respect to the laser beam so that the track pitch of the spirally formed grooves was 1.4 μm.
角速度一定であるため、露光部分の線速度が半径位置によって異なるため、実効的な露光量（露光レーザーパワー／線速度）が外周部で小さくなってしまうことから、露光パワーは半径位置に比例するように設定した。露光は半径２３ｍｍから４２ｍｍまで行った。このようにして露光した原盤に、現像液をスピンコート法で流して現像を行った。現像時間を変化させて現像を行ったガラス原盤を数枚作製し、その溝形状をＳＴＭを用いて測定し、溝形状においてランド幅とグルーブ幅との比率が１：１になる条件を決めた。上述のようにして、露光および現像を行ったガラス原盤上に、無電解メッキ法により厚み約７０ｎｍのＮｉ層を成長させ、さらに電気鋳造法により厚み約３００μｍのＮｉ層を作製し、裏面を研磨し、ガラス原盤から剥離し、洗浄したものをスタンパとして用いた。 Since the angular velocity is constant, the linear velocity of the exposed portion varies depending on the radial position, and the effective exposure amount (exposure laser power / linear velocity) becomes small at the outer peripheral portion. Therefore, the exposure power is proportional to the radial position. Was set as follows. Exposure was performed from a radius of 23 mm to 42 mm. Development was performed by flowing a developer by spin coating on the exposed master. Several glass masters that were developed while changing the development time were prepared, and the groove shape was measured using STM, and the condition that the ratio of land width to groove width in the groove shape was 1: 1 was determined. . As described above, a Ni layer having a thickness of about 70 nm is grown by electroless plating on the exposed and developed glass master, and a Ni layer having a thickness of about 300 μm is formed by electroforming, and the back surface is polished. Then, the one peeled off from the glass master and washed was used as a stamper.
このスタンパを用いて、ポリカーボネート基板１を射出成形し、その溝形状をＳＴＭで測定したところ、溝深さ約５７ｎｍ、ランド幅とグルーブ幅との比率が１：１に溝が形成されていた。ポリカーボネート基板１上に低粘度の紫外線硬化樹脂２を約１μｍの厚さでスピンコートし、紫外線を照射し硬化させた。この紫外線硬化樹脂の表面をＳＴＭで調べたところ、ランドとグルーブに対応した約±１０ｎｍのなだらかな凹凸が確認されたが、ポリカーボネート基板１の切れの良い凹凸に較べると、図１の２に模式的に示したように上部はほぼ平らに近い形状といえる。
Using this stamper, the polycarbonate substrate 1 was injection-molded and the groove shape was measured by STM. As a result, the groove was formed with a groove depth of about 57 nm and a land width / groove width ratio of 1: 1. A low-viscosity ultraviolet
ポリカーボネート基板１の屈折率が１．５８であったのに対して、紫外線硬化樹脂２の紫外線硬化後の屈折率は、１．４７であった。この紫外線硬化樹脂の上に、第１の誘電体層３、磁気記録層４、第２の誘電体層５、反射層６をスパッタリング法により成膜した。第１の誘電体層３は、Ｓｉターゲットを用いてＡｒとＮ2の混合ガス中で反応性スパッタリングで厚さ８３ｎｍを成膜した。混合ガス中に占めるＮ2の流量比は２０％とした。このときの屈折率は２．０４であった。第１の誘電体層の上に、キュリー温度が約２００℃のフェリ磁性を有し、保磁力が約８ｋＯｅと良好な垂直磁気異方性を示す遷移金属と希土類金属の合金薄膜からなる磁気記録層４を約２２ｎｍ成膜した。その上に、第１の誘電体層と同じ条件で、厚さ２０ｎｍの第２誘電体層５を成膜し、さらにＡｌからなる厚み１００ｎｍの反射層６を成膜した。反射層６の上に、紫外線硬化型樹脂を約１０μｍ均一にスピンコートし紫外線を照射して保護層７を形成した。
Whereas the refractive index of the polycarbonate substrate 1 was 1.58, the refractive index of the ultraviolet
（ディスクＢ）図２は、本発明における実施例で使用した光磁気記録媒体（ディスクＢ）の断面を模式図で示したものである。厚み１．２ｍｍ、直径８６ｍｍ、内径１５ｍｍの穴を有する屈折率１．５２のソーダライムガラスからなるガラス基板８上に、ディスクＡと同じ条件で、フォトレジストのコーティング、ベーキング処理、露光、現像を行った。フォトレジストの未露光部は、ランド部１０としてガラス基板８上に残り、露光部はフォトレジストが取り去られ、ガラス面によりグルーブ部１１が形成される。溝形状は、溝深さが５５ｎｍ、ランド幅とグルーブ幅との比率がほぼ１：１であった。この上に、ディスクＡと全く同じ条件で、第１誘電体層３、磁気記録層４、第２誘電体層５、反射層６、保護コート７を形成した。
(Disk B) FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross section of the magneto-optical recording medium (disk B) used in the examples of the present invention. Photoresist coating, baking treatment, exposure, and development are performed on a
（ディスクＣ）図３は、本発明における実施例で使用した光磁気記録媒体（ディスクＣ）の断面を模式図で示したものである。ディスクＢで使用したものと同じ形状、同じ性質のガラス基板８上に、ディスクＡで使用したものと同じ条件で作製したスタンパを用いて、２Ｐ法により溝を形成した。材料には、ポリカーボネートジアクリレートを主な成分とするオリゴマーを用いて、高パワーの紫外光で硬化させて、厚み約３μｍのフォトポリマー層１２を形成した。この上に、ディスクＡと全く同じ条件で、第１誘電体層３、磁気記録層４、第２誘電体層５、反射層６、保護コート７を形成した。
(Disk C) FIG. 3 is a schematic view showing a cross section of a magneto-optical recording medium (disk C) used in the examples of the present invention. Grooves were formed by the 2P method on a
（ディスクＤ）図４は、本発明における実施例（ディスクＤ）で使用した光磁気記録媒体の断面を模式図で示したものである。ディスクＡと同じ条件で作製したポリカーボネート基板上に、やはりディスクＡと同じ条件で、第１の誘電体層を厚さ５０ｎｍ成膜し、不活性ガスを用いてイオンエッチングを施した。イオンエッチング後のランドとグルーブ部を電子顕微鏡で断面を調べたところ、ランド部では、ほとんど誘電体層が無くなっていたのに対して、グルーブ部には、３０ｎｍ程誘電体層が残っていた。この上に誘電体層をさらに７０ｎｍ成膜し、ランド部誘電体層１３とグルーブ部誘電体層１４とで厚さの異なる構造にした。この上に、ディスクＡと同じ条件で、磁気記録層４、第２誘電体層５、反射層６、保護層７を形成した。
(Disk D) FIG. 4 schematically shows a cross section of the magneto-optical recording medium used in the example (disk D) of the present invention. A first dielectric layer having a thickness of 50 nm was formed on a polycarbonate substrate manufactured under the same conditions as disk A under the same conditions as disk A, and ion etching was performed using an inert gas. When the cross section of the land and groove part after ion etching was examined with an electron microscope, the dielectric layer was almost absent in the land part, whereas the dielectric layer remained about 30 nm in the groove part. A dielectric layer of 70 nm was further formed thereon, and the
（ディスクＥ）図５は、本発明における実施例に使用した光磁気記録媒体（ディスクＥ）の断面を模式図で示したものである。ディスクＡと同じ条件で作製したポリカーボネート基板上に、樹脂を厚さ１μｍになるようにスピンコートした。樹脂の水分を取り除くために、９０℃で３０分間ベーキングを行った。この基板を不活性ガス中で、ランド部の樹脂がなくなるまでエッチングを行った。この状態で、ディスクＡと同じ条件で厚さ８０ｎｍの誘電体層を成膜した後、グルーブ部の樹脂と誘電体層を有機溶剤を用いて除去した。この上に、ＡｒとＮ2の混合ガス中に占めるＮ2の流量比を８％として誘電体層の成膜をさらに１３０ｎｍ行った。このときの屈折率は２．３０であった。次に不活性ガスによるイオンエッチングを行い、ランド部の誘電体層約１３０ｎｍをほとんど取り除いた。上述の工程により、グルーブ部では低屈折率誘電体層１５、ランド部では高屈折率誘電体層１６がほぼ同じ膜厚約８０ｎｍで形成された。この上に、ディスクＡと同じ条件で磁気記録層４、第２誘電体層５、反射層６、保護層７を形成した。
(Disk E) FIG. 5 is a schematic view showing a cross section of a magneto-optical recording medium (disk E) used in the examples of the present invention. The resin was spin-coated on a polycarbonate substrate produced under the same conditions as those for the disc A so as to have a thickness of 1 μm. In order to remove moisture from the resin, baking was performed at 90 ° C. for 30 minutes. This substrate was etched in an inert gas until the resin in the land portion disappeared. In this state, a dielectric layer having a thickness of 80 nm was formed under the same conditions as in the disk A, and then the resin and dielectric layer in the groove part were removed using an organic solvent. On this was further performed 130nm the deposition of the dielectric layer the flow ratio of N 2 occupying the mixed gas of Ar and N 2 as 8%. The refractive index at this time was 2.30. Next, ion etching with an inert gas was performed to remove almost 130 nm of the dielectric layer in the land portion. Through the above-described steps, the low refractive
図６は本発明の実施例で使用した、光情報検出装置の１例を模式図で示したものである。スピンドルモータ１８により回転する光磁気ディスク１７に、半導体レーザー１９より出射した光が、コリメータレンズ２０により平行光となり偏光ビームスプリッター２１（以下ＰＢＳという）を介して、対物レンズ２２により集光される。本発明の実施例では、波長６８０ｎｍの半導体レーザー１９とＮＡが０．５５の対物レンズ２２を使用している。光磁気ディスク１７により反射された光は、ＰＢＳ２１、ＰＢＳ２４、シルンドリカルレンズ２５を介して、収束レンズ２６により、４分割光検出器２７に集光される。この４分割光検出器２７の信号は、非点収差法によるフォーカスサーボ信号と、プッシュプル法によるトラッキングサーボ信号として利用し、対物レンズの動きを制御して、フォーカシングおよびトラッキングを行う。ランド部およびグルーブ部へのトラッキングの切り替えは、プッシュプル信号のゼロクロス位置での信号の傾きの正負を利用する。ＰＢＳ２４を通過した光は、１／２波長板２８を介して、収束レンズ３０、３１によりそれぞれ光検出器３２、３３上に集光される。この光検出器３２、３３の差信号より、光磁気信号を読み出す。
FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of the optical information detection apparatus used in the embodiment of the present invention. The light emitted from the
図７には、本発明で使用した光情報検出装置のもう１つの例を示す。ＰＢＳ２４までは、上述図６の光情報検出装置と同じ構造であるが、光磁気信号を読み出す光学系として、ハーフミラープリズム３４により光は、２つに分けられ、それぞれ１／２波長板３５、３６を介した後に、ウォランストンプリズム３７を通過し、その際に偏光方向に依存してそれぞれの光は２つの方向に分けられ、収束レンズ３８、３９により、それぞれ２分割ダイオード４０、４１上に集光される。この装置では、ランド部とグルーブ部の偏光成分の位相補償を、別々に行えるという利点がある。また、ウォランストンプリズム３７を用いることで、ＰＢＳに較べて消光比が高いために、再生信号のノイズを小さくできる。また、装置を小型化できる。
FIG. 7 shows another example of the optical information detection apparatus used in the present invention. Up to the
図６の光検出装置において、１／２波長板２８の代わりにバビネソレイユ板を用いたものを装置Ａとする。図７の光検装置で、１／２波長板３５、３６の代わりにバビネソレイユ板を２つ配置したものを装置Ｂとする。図６の１／２波長板２８の代わりに、電気光学素子を配置したものを装置Ｃとする。図７において、１／２波長板３５、３６をそれぞれ別個に光軸に対して斜めに配置したものを装置Ｄとする。
In the light detection device of FIG. 6, a device using a Babinet Soleil plate instead of the half-
ディスクＡのランド部およびグルーブ部のそれぞれに光を集光した時の反射率は、ランド部６８％に対して、グルーブ部６２％であった。ディスクＡは本発明の請求項２に係わるものである。図２にその構造を示したディスクＢも、その構成から本発明の請求項２に係わるものである。ディスクＣにおいては、ポリカーボネートジアクリレートに高パワーの紫外光を照射させて硬化させているため、分子の配向に起因した複屈折が確認できた。ディスクＣは、本発明の請求項３に係わるものである。図４にその構造を示したディスクＤは、その構成より本発明の請求項４に係るものである。図５にその構造を示したディスクＥは、その構成より本発明の請求項５に係るものである。
The reflectance when the light was condensed on each of the land portion and the groove portion of the disk A was 62% for the land portion and 68% for the land portion. The disk A is related to
光情報検出装置については、その構成より装置Ａ〜Ｄがそれぞれ本発明の請求項６〜９に係るものである。 About an optical information detection apparatus, apparatus AD is based on Claims 6-9 of this invention from the structure, respectively.
上述のディスクＡ〜Ｅについて装置ＡからＤを用いて、クロストークを調べた。クロストーク量は、５つの隣接するランドまたはグルーブ領域のデータを一定の磁界とレーザー光を用いて消去し、次に、中心のランドまたはグルーブにマーク長２．０μｍのマークを磁界変調方式で記録し、そのキャリアレベルＣCを測定した後に、隣接する両側のランドまたはグルーブを再生し、そのキャリアレベルを測定した値のうち高い方の値をＣMAXとし、クロストークＣCR＝ＣMAX−ＣCを求めた。クロストーク量をランドとグルーブについてそれぞれ測定し、符号も含めて値の大きい方を表１に示している。 Crosstalk was examined using the apparatuses A to D for the disks A to E described above. The amount of crosstalk is erased from data of five adjacent lands or grooves using a constant magnetic field and laser light, and then a mark having a mark length of 2.0 μm is recorded on the central land or groove by a magnetic field modulation method Then, after measuring the carrier level C C , the adjacent lands or grooves on both sides are reproduced, and the higher value among the measured values of the carrier level is defined as C MAX , and the crosstalk C CR = C MAX −C C was sought. The crosstalk amount was measured for each of the land and the groove, and the larger value including the sign is shown in Table 1.
ＣCの書き込み記録パワーは、ＣCの書き込みパワー依存性を測定して、その値が飽和するパワーＰSに設定した。また、再生、パワーは、すべて０．７４ｍＷ一定で行った。本実施例では示していないが、光磁気記録媒体の書き込みパワー感度を高パワー側へシフトさせることによって、再生パワーを大きくすることができるため、記録特性が向上する。ディスクの回転数は、測定半径位置での線速度が５ｍ／ｓｅｃとなるように設定した。装置Ａおよび装置Ｃにおいては、トラッキングをかけたランド部またはグルーブ部に対して、バビネソレイユ板または電気光学素子を調節して、２μｍマークに対応する１．２５ＭＨｚのＣ／Ｎが最大になるようにした状態で、隣接するグルーブ部またはランド部にトラッキングしてキャリアレベルを測定しクロストークを求めた。装置Ｃで電気光学素子を用いた時には、キャリアレベル信号をフィードバックさせて、自動的に位相補償できるような構造を設けた。 Writing recording power C C measures the writing power dependency of the C C, was set to a power P S whose value is saturated. Further, reproduction and power were all performed at a constant 0.74 mW. Although not shown in this embodiment, the recording power is improved because the reproduction power can be increased by shifting the write power sensitivity of the magneto-optical recording medium to the high power side. The rotational speed of the disk was set so that the linear velocity at the measurement radius position was 5 m / sec. In apparatus A and apparatus C, the 1.25 MHz C / N corresponding to the 2 μm mark is maximized by adjusting the Babenesoleil plate or the electro-optic element with respect to the land portion or groove portion to which tracking is applied. In this state, the carrier level was measured by tracking the adjacent groove portion or land portion, and crosstalk was obtained. When an electro-optical element is used in the apparatus C, a structure is provided in which the carrier level signal is fed back to automatically compensate the phase.
装置ＢおよびＤにおいては、２分割光検出器４０に集光される光学系をランド部に、２分割光検出器４１に集光される光学系をグルーブ部に割り振り、それぞれの光学系で、バビネソレイユ板または１／２波長板を調節して位相補償条件を最適化してクロストークの測定を行った。
図８には、クロストークが他と較べて最も小さかったディスクＢについて、装置Ａを用いて、クロストークの書き込みパワーを調べた結果を示す。書き込みパワーが４．６〜５．９ｍＷの範囲でクロストークが−３０ｄＢ以下の条件を満たしていることがわかる。さらに同じディスク、同じ装置でＣ／Ｎのマーク長依存性を調べたところ、マーク長０．５μｍでも４６ｄＢのＣ／Ｎが得られた。そこで、最短マーク長０．５５μｍの１−７変調方式のランダム信号についてジッター値の書き込みパワー依存性を調べた結果を図９に示す。読み出しレーザーパワーは、上述のクロストーク測定と同じ０．７４ｍＷで行った。信号はまずグルーブに書き込んだ後にランドに書き込んでいる。 FIG. 8 shows the results of examining the crosstalk write power using the device A for the disk B having the smallest crosstalk compared to the other. It can be seen that the crosstalk satisfies the condition of −30 dB or less when the writing power is in the range of 4.6 to 5.9 mW. Further, when the dependency of C / N on the mark length was examined with the same disk and the same apparatus, a C / N of 46 dB was obtained even with a mark length of 0.5 μm. FIG. 9 shows the result of examining the write power dependence of the jitter value for the 1-7 modulation random signal having the shortest mark length of 0.55 μm. The readout laser power was 0.74 mW, the same as the above-described crosstalk measurement. The signal is first written to the groove and then to the land.
クロスイレーズの影響でグルーブ部分のジッター値が高いものの、書き込みパワーが４．５〜６．５ｍＷの範囲で１０％以下のジッター値が得られた。更に、最短マーク長を０．４８μｍにして測定したところ、ジッターのパワーマージンは狭いものの１０％以下のジッター値が得られた。 Although the jitter value of the groove portion was high due to the effect of cross erase, a jitter value of 10% or less was obtained when the write power was in the range of 4.5 to 6.5 mW. Furthermore, when the shortest mark length was measured to be 0.48 μm, a jitter value of 10% or less was obtained although the jitter power margin was narrow.
１．ポリカーボネート基板
２．紫外線硬化樹脂
３．第１誘電体層
４．磁気記録層
５．第２誘電体層
６．反射層
７．保護層
８．ガラス基板
９．フォトレジスト
１０．ランド部
１１．グルーブ部
１２．フォトポリマー
１３．ランド部誘電体層
１４．グルーブ部誘電体層
１５．低屈折率誘電体層
１６．高屈折率誘電体層
１７．光磁気ディスク
１８．スピンドルモータ
１９．半導体レーザー
２０．コリメータレンズ
２１．偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）
２２．対物レンズ
２３．浮上磁気ヘッド
２４．ＰＢＳ
２６．収束レンズ
２７．４分割光検出器
２８．１／２波長板
２９．ＰＢＳ
３０．収束レンズ
３１．収束レンズ
３２．光検出器
３３．光検出器
３４．ハーフミラープリズム
３５．１／２波長板
３６．１／２波長板
３７．ウォランストンプリズム
３８．収束レンズ
３９．収束レンズ
４０．２分割光検出器
４１．２分割光検出器
1. 1.
22.
26. Converging lens 27.4
30. Converging
Claims (5)
偏光された入射光が前記ランド部およびグルーブ部の記録トラックに集光され、前記ランド部およびグルーブ部から反射した光が互いに干渉して、その偏光成分が位相差を生じるように前記ランド部およびグルーブ部が形成されてなることを特徴とする光磁気記録媒体。 In a magneto-optical recording medium having a dielectric layer, a recording layer, and a reflective layer on a substrate having land portions and groove portions that are substantially flat and substantially equal in width,
Polarized incident light is condensed on the recording tracks of the land portion and the groove portion, and the light reflected from the land portion and the groove portion interferes with each other so that the polarization component generates a phase difference. A magneto-optical recording medium comprising a groove portion.
前記基板とは異なる屈折率を有する光学的にほぼ透明な材料で前記基板上に形成されてなる請求項１に記載の光磁気記録媒体。 The land part, or the land part and the groove part,
The magneto-optical recording medium according to claim 1, wherein the magneto-optical recording medium is formed on the substrate with an optically substantially transparent material having a refractive index different from that of the substrate.
前記基板とは異なり、且つ複屈折を有する光学的にほぼ透明な材料で前記基板上に形成されてなる請求項１に記載の光磁気記録媒体。 The land part, or the land part and the groove part,
2. The magneto-optical recording medium according to claim 1, wherein the magneto-optical recording medium is formed on the substrate with an optically substantially transparent material that is different from the substrate and has birefringence.
2. The magneto-optical recording medium according to claim 1, wherein the refractive index of each of the dielectric layers on the land portion and the groove portion is different.
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