JP3962526B2 - 光記録方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録装置及び光記録方法に関し、特に光記録媒体にパルスレーザビームを照射して、照射部分の光学的性質を変化させて光記録を行う光記録装置及び光記録方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
パルスレーザビームを収束させ、透明材料の内部に集光して屈折率を変化させることにより光記録を行う技術が知られている(E. N. Gelzer等、Optical Letters, Vol.21, No.24, pp.2023-2025 (1996)、及びD. Day等、Optical Letters, Vol.24, No.14, pp.948-950 (1999))。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光記録方法では、1本のパルスレーザビームを用いて光記録を行うため、同一のパターンを複数個記録するために、多数回のパルスレーザビームの照射が必要となる。このため、光記録の高速化が困難である。
【0004】
本発明の目的は、高速で光記録を行うことが可能な光記録装置及び光記録方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によると、
可干渉のパルスレーザビームを、該パルスレーザビームが回折する大きさの開口により回折させる工程と、
前記開口で回折したパルスレーザビームを、収束光学系で収束させる工程と、
前記収束光学系で収束されたパルスレーザビームを干渉させて、非線形光学過程によるソリトンを発生させ、該ソリトンが通過した部分の、光記録媒体の光学的性質を変化させて光記録を行う工程と
を有する光記録方法が提供される。
【0007】
レーザビームを回折させた後、収束させて光記録媒体に入射させると、同時に複数箇所において屈折率を変化させることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1に、本発明の実施例による光記録装置の概略図を示す。レーザ光源1が可干渉のパルスレーザビーム10を放射する。レーザ光源1は例えばTiサファイアレーザ装置であり、パルスレーザビーム10は、例えば波長790〜800nm、パルス幅80〜100fs、ビーム直径8mmのビームである。また、ビーム断面内の光強度分布は、ガウス分布である。
【0009】
パルスレーザビーム10は、金属マスク2に形成された開口3に入射する。開口3は、パルスレーザビーム10を回折させる。開口3の形状は、例えば一辺が50〜200μmの正方形である。開口により回折したパルスレーザビーム11の光路上にスクリーンを配置すると、回折光による干渉模様が観察されるであろう。
【0010】
収束光学系4が、パルスレーザビーム11を収束させる。収束光学系4で収束されたパルスレーザビーム12が、光記録媒体6に入射する。光記録媒体6として、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリカーボネート、ガラス等を用いることができる。光記録媒体6の厚さは、例えば1.5mmである。
【0011】
光記録媒体6は、パルスレーザビーム12の照射される位置に保持手段5により保持されている。保持手段5は、光記録媒体6を、パルスレーザビーム12の光軸方向、及び光軸に対して垂直な面に沿って移動させることができる。
【0012】
光記録媒体6にパルスレーザビーム12が照射されると、後述するように、非線形光学過程により発生したソリトンが通過した部分の屈折率が変化し、光記録が行われる。
【0013】
収束光学系4と金属マスク2との距離をa、収束光学系4と光記録が行われる位置までの距離をb、収束光学系4の焦点距離をfとすると、
【0014】
【数1】
1/a+1/b=1/f
の関係が成立する。
【0015】
図2に、光記録が行われた光記録媒体6の平面図を示す。パルスレーザビーム12は、図2の紙面に垂直な方向から光記録媒体6に入射する。図2に示すように、ソリトンの通過により屈折率の変化した部分7が、7×7の行列状に配置されている。屈折率の変化した部分7の各々の大きさは約2〜5μmであり、行方向及び列方向のピッチは約14μmである。
【0016】
このように行列状のパターンが形成される理由について考察する。開口3で回折したレーザビーム11が干渉縞を形成し、縦方向と横方向の干渉縞の交点に対応する位置で光強度が強くなる。光強度の強くなった位置で、非線形光学過程によりソリトンが発生する。光記録媒体6の、ソリトンが通過した部分のみ屈折率が変化する。このような現象により、行列状のパターンが形成されると考えられる。
【0017】
このように、1本のパルスレーザビーム10を用いて、同時に複数箇所の屈折率を変化させることができる。光記録媒体6をレーザビームの光軸に対して垂直な面に沿って移動させながらレーザビームを照射すると、屈折率の変化した部分7を2次元面内に分布させ、所望のパターンを形成することができる。このとき、同一のパターンを複数個同時に形成することができる。光記録媒体6を、同一形状のパターンが形成された領域単位に分割すると、同一の情報を記録した複数の光記録チップを得ることができる。同一のパターンを同時に書き込むことができるため、高速記録が可能になる。
【0018】
上記実施例では、パルスレーザビームを回折させる開口3の形状を正方形にしたが、その他の形状にしてもよい。例えば、長方形にしてもよい。
【0019】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、パルスレーザビームを回折させ、その後収束させて光記録媒体に入射させることにより、離散的に分布した複数の箇所の屈折率を同時に変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による光記録装置の概略図である。
【図2】実施例による方法で記録された光記録媒体の平面図である。
【符号の説明】
1 レーザ光源
2 金属マスク
3 開口
4 収束光学系
5 保持手段
6 光記録媒体
7 屈折率の変化した部分
10、11、12 パルスレーザビーム
Claims (2)
- 可干渉のパルスレーザビームを、該パルスレーザビームが回折する大きさの開口により回折させる工程と、
前記開口で回折したパルスレーザビームを、収束光学系で収束させる工程と、
前記収束光学系で収束されたパルスレーザビームを干渉させて、非線形光学過程によるソリトンを発生させ、該ソリトンが通過した部分の、光記録媒体の光学的性質を変化させて光記録を行う工程と
を有する光記録方法。 - 前記開口は、正方形または長方形であり、
前記光記録を行う工程において、前記光記録媒体の表面の縦方向と横方向の干渉縞の交点に対応する位置で前記ソリトンを発生させる請求項1に記載の光記録方法。
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