CN100373467C - 光学记录介质、光学记录/再现设备、光学记录设备和光学再现设备、针对光学记录介质的数据记录/再现方法、和数据记录方法和数据再现方法 - Google Patents

光学记录介质、光学记录/再现设备、光学记录设备和光学再现设备、针对光学记录介质的数据记录/再现方法、和数据记录方法和数据再现方法 Download PDF

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Abstract

一种光学记录介质(10)包括基板(11)、透光层(12)，和插入到所述透光层(12)和所述基板(11)之间的第一电介质层(31)、贵金属氧化物层(23)、第二电介质层(32)、光吸收层(22)、第三电介质层(33)、和反射层(21)。当将激光束(40)施加到透光层(12)侧时，将数据记录/再现。当λ为激光束(40)的波长并且NA为物镜的数值孔径时，将λ/NA设置为640nm或更小。当Pw和Pr分别为所述激光束(40)的记录功率和再现功率时，设置Pw×0.1≤Pr≤Pw×0.5。因此，记录包括长度为λ/4NA或更小的记录标记的记录标记序列和从所述记录标记序列再现数据。

Description

光学记录介质、光学记录/再现设备、光学记录设备和光学再现设备、针对光学记录介质的数据记录/再现方法、和数据记录方法和数据再现方法
技术领域
本发明涉及一种光学记录介质，尤其是，涉及一种能够形成小于解析极限的微记录标记并从这种记录标记再现数据的超解析型(super-resolution type)光学记录介质。另外，本发明涉及一种光学记录/再现设备、一种光学记录设备和一种光学再现设备，尤其是，涉及能够将数据记录到超解析型光学记录介质和/或从超解析型光学记录介质再现数据的一种光学记录/再现设备、一种光学记录设备和一种光学再现设备。而且，本发明涉及一种将数据记录到光学记录介质/从光学记录介质再现数据的方法、一种将数据记录到光学记录介质的方法和一种从光学记录介质再现数据的方法，尤其是，涉及一种将数据记录到超解析型光学记录介质/从超解析型光学记录介质再现数据的方法、一种将数据记录到超解析型光学记录介质的方法和一种从超解析型光学记录介质再现数据的方法。
背景技术
近年来，以CD(光盘)或DVD(数字多功能盘)为代表的光学记录介质已经广泛地用作记录大量数字数据的记录介质。
在多种CD中，一种不能够写或重写数据的CD(CD-ROM)具有通过将反射层和保护层叠在大约1.2mm厚度的透光基板上的结构。将具有大约780nm波长的激光束从透光基板侧照射到反射层，从而能够再现数据。另一方面，在多种CD中，一种能够一次性写入数据的CD(CD-R)和另一种能够重写数据的CD(CD-RW)具有通过在透光基板和反射层之间增加一个记录层的结构。将具有大约780nm波长的激光束从透光基板侧照射到记录层，从而能够对数据执行记录和再现。
对于CD来说，将具有大约0.45数值孔径的物镜用于聚焦激光束。因此，反射层或记录层上的激光束射束点直径缩小到大约1.6μm。结果，CD达到大约700MB的记录容量，并且在标准线速度(大约1.2m/sec)下达到大约1Mbps的数据传输速率。
在多种DVD中，一种不能够写或重写数据的DVD(DVD-ROM)具有这样一种结构，其中，通过粘合层将层叠在大约0.6mm厚度的透光基板上的反射层和保护层与大约0.6mm厚度的空(dummy)基板彼此层压到一起。将具有大约635nm波长的激光束从透光基板侧照射到反射层，从而能够再现数据。另一方面，在多种DVD中，一种能够一次性写入数据的DVD(DVD-R等)或另一种能够重写数据的DVD(DVD-RW等)具有在透光基板和反射层之间增加一个记录层的结构。将具有大约635nm波长的激光束从透光基板照射到记录层，从而能够对数据执行记录或再现。
对于DVD来说，将具有大约0.6数值孔径的物镜用于聚焦激光束。因此，反射层或记录层上的激光束射束点直径缩小到大约0.93μm。以此方式，将波长比用于CD的激光束的波长短的激光束和数值孔径比用于CD的物镜的数值孔径大的物镜用于对DVD进行记录和再现。因此，实现了比用于CD的射束点直径小的射束点直径。结果，DVD达到了大约4.7GB每面的记录容量，并且在标准线速度(大约3.5m/sec)下达到大约11Mbps的数据传输速率。
近年来，已经提出了一种其数据记录容量大于DVD的数据记录容量且可实现超过DVD的数据传输速率的光学记录介质。在这样一种先进光学记录介质中，为了实现大容量和高数据传输速率，使用具有大约405nm波长的激光束，并使用具有大约0.85数值孔径的物镜。因此，激光束射束点直径缩小到大约0.43μm的值，从而达到了大约25GB每面的记录容量，且可在标准线速度(大约5.7m/sec)下达到大约36Mbps的数据传输速率。
以此方式，将具有很高数值孔径的物镜用作先进光学记录介质。因此，为了确保足够的倾斜余量(tilt margin)并为了抑制彗形象差的出现，将作为激光束的光路的透光层的厚度设置得极小，大约100μm。在先进光学记录介质中，在诸如CD或DVD等的现有光学记录介质那样的透光基板上形成诸如记录层等的各种功能层的过程中遇到了困难。已经考虑到这样的方法，该方法用于在基板上形成反射层和记录层，通过旋涂方法等在反射层和记录层上形成薄树脂层，从而使用该树脂层作为透光层。即，在制造先进光学记录介质的过程中，与制造从光入口面质顺序地形成层的现有光学记录介质不同，层与光入口面的相对的一面顺序地形成。
如上所述，主要通过将激光束的射束点直径缩小来实现光学记录介质的容量和数据传输速率的增加。因此，为了实现容量和高数据传输速率的进一步提高，必须进一步减小射束点直径。然而，当激光束的波长更短时，透光层吸收的激光束将突然增加，并且透光层的长期退化可能更严重。因此，缩短波长是困难的。另外，当考虑到镜头设计或保证倾斜余量的困难等时，物镜的数值孔径的提高也是困难的。即，激光束的射束点直径的缩短可以说是极其困难的。
在此情况下，近年来已经提出了一种超解析型光学记录介质作为实现容量的提高和数据传输速率的提高的另一种方式。超解析型光学记录介质指的是能够形成小于解析极限的微记录标记和能够从这种记录标记再现数据的光学记录介质。通过使用这种光学记录介质，可实现容量的提高和数据传输速率的提高，而不用减小射束点直径。
更具体地讲，当λ表示激光束的波长并且NA表示物镜的数值孔径时，衍射极限d1由下式给出
d1＝λ/2NA。
因此，在一种用每一记录标记的长度和每一空白区域的长度表示数据的光学记录介质，诸如CD或DVD的情况下；即，边缘之间距离，单频信号的解析极限d2由下式给出
d2＝λ/4NA。
即，在不是超解析型的普通光学记录介质中，当最短记录标记和最短空白区域的长度比解析极限短时，不能将空白区域和记录标记区分开。另一方面，在超解析型光学记录介质中，可利用比解析极限短的记录标记和空白区域。因此，可实现容量的提高和数据传输速率的提高，而不用减小射束点直径。
已经提出了一种称作“散射型超级RENS(超解析近场结构(Super Resolution Near-Field Structure))”的超解析型光学记录介质作为超解析型光学记录介质(参见非专利文献1)。可如下考虑该光学记录介质。在该光学记录介质中，采用相变材料层和由金属氧化物形成的屏蔽层。当用激光束照射时，射束点中心的高能部分使得形成屏蔽层的金属氧化物分解。由于通过将金属氧化物分解而产生的金属微粒将激光束散射从而产生近场光。因此，将近场光局部地射到相变材料层，从而可利用这样产生的相变来执行超解析记录和超解析再现。其后，当激光束退走时，通过分解屏蔽层产生的金属和氧会再次结合到一起，从而恢复为最初的金属氧化物。因此，据估计，重复进行重写被认为是可行的。
然而，本发明的发明人的研究表明，在称作“散射型超级RENS”的超解析型光学记录介质中，相变材料层的相位改变难以作为信号出现，并且屏蔽层的分解是不可逆的。即，该研究表明，称作“散射型超级RENS”的超解析型光学记录介质不能被实现为能够在相变材料层中形成可逆记录标记的可重写光学记录介质，但是能够被实现为能够在屏蔽层(贵金属的金属氧化物层)中形成不可逆记录标记的一次性写入-多次读取的光学记录介质(参见非专利文献2)。
在此，能够在贵金属氧化物层中形成小于解析极限的微记录标记的原因是，贵金属氧化物层在射束点中心的高能区域局部分解，从而由于该分解而产生的气泡坑使这样该区域塑性变形。将塑性变形区域用作记录标记，并且将没有塑性变形的区域用作空白区域。迄今为止，能够从这种微记录标记再现数据的原因还不清楚。然而，如非专利文献2所述，通过使用635nm波长的激光束和0.6数值孔径的物镜进行的超解析再现来获得优良的信号特性。635nm波长的激光束和0.6数值孔径的物镜是用在前述DVD的再现和记录操作中的光学系统。因此，即使在超解析型光学记录介质中，也可假设，如果如同先进光学记录介质的情况那样使用具有较短波长的激光束和具有较大数值孔径的物镜，那么将会获得较高的记录密度和较高的数据传输速率，。
【非专利文献1】“A near-field recording and readout technologyusing a metallic probe in an optical disk，”Jap.J.App1.Phys.，由日本Society of Applied Physics编辑，2000，39卷，980-981页。
【非专利文献2】“Rigid bubble pit formation and huge signalenhancement in super-resolution near-field structure disk withplatinum-oxide layer，”Applied Physics Letters，American Institute ofPhysics，2002年12月16日，81卷，Number25，4697-4699页。
然而，如前所述，能够在超解析型光学记录介质中从小于解析极限的记录标记再现数据的机制还不清楚。因此，即使当使用小于635nm波长的激光束或高于0.6数值孔径的物镜时，也不确定超解析再现是否可行。而且，即使超解析再现可行，那么，实际上也不可能设想如何设置层结构、每层材料、和每层厚度以获得优良信号特性，或者设想如何设置激光束的功率以获得优良的信号特性。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种具有贵金属氧化物层的超解析型光学记录介质，其中，能够通过使用波长较短的激光束和数值孔径较大的物镜来进行超解析记录和超解析再现。
本发明的另一目的在于提供一种能够将数据记录到超解析型光学记录介质和从超解析型光学记录介质再现数据、并能够获得优良的特性的光学记录/再现设备。
本发明的又一目的在于提供一种能够将数据记录到超解析型光学记录介质并能够获得优良的特性的光学记录设备。
本发明的又一目的在于提供一种能够从超解析型光学记录介质再现数据并能够获得优良的特性的光学再现设备。
本发明的又一目的在于提供针对超解析型光学记录介质、并能够获得优良的特性的一种数据记录/再现方法、一种数据记录方法和一种数据再现方法。
根据本发明的一个方案的一种光学记录介质是这样一种光学记录介质，包括：基板、透光层、第一电介质层、贵金属氧化物层、第二电介质层、光吸收层、和第三电介质层。所述第一电介质层、所述贵金属氧化物层、所述第二电介质层、所述光吸收层、和所述第三电介质层按此顺序从所述透光层开始布置到所述透光层和所述基板之间。所述光学记录介质的特征在于：当λ表示激光束的波长并且NA表示用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径时，将λ/NA设置为不超过640nm，当Pw表示所述激光束的记录功率且Pr表示所述激光束的再现功率时，进行如下设置：
Pw×0.1≤Pr≤Pw×0.5，
同时所述光学记录介质包括设置信息，该设置信息是用于记录包括有每一个的长度不大于λ/4NA的记录标记的记录标记串所需的设置信息和用于从所述记录标记串再现数据所需的设置信息。
根据本发明，在使用波长(λ)大约小于635nm的激光束和数值孔径(NA)大约大于0.6的物镜来进行超解析记录和超解析再现的过程中，尤其是，在使用用于先进光学记录介质的大约405nm波长的激光束和大约0.85数值孔径的物镜进行超解析记录和超解析再现的过程中，能够获得优良的特性。
根据本发明的另一个方案的一种光学记录介质是这样一种光学记录介质，包括：基板、透光层、第一电介质层、贵金属氧化物层、第二电介质层、光吸收层、和第三电介质层。所述第一电介质层、所述贵金属氧化物层、所述第二电介质层、所述光吸收层、和所述第三电介质层按此顺序从所述透光层开始布置到所述透光层和所述基板之间。所述光学记录介质的特征在于：当λ表示所述激光束的波长并且NA表示用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径时，将λ/NA设置为不超过640nm，并且所述激光束的记录功率设置为不低于5.3mW且不高于11.0mW，同时所述光学记录介质包括设置信息，该设置信息是用于记录包括有每一个的长度不大于λ/4NA的记录标记的记录标记串所需的设置信息。
根据本发明，在使用波长(λ)大约小于635nm的激光束和数值孔径(NA)大约大0.6的物镜来进行超解析记录的过程中，尤其是，在使用用于先进光学记录介质的大约405nm波长的激光束和大约0.85数值孔径的物镜进行超解析记录的过程中，能够获得优良的特性。
根据本发明的又一个方案的一种光学记录介质是这样一种光学记录介质，包括：基板、透光层、第一电介质层、贵金属氧化物层、第二电介质层、光吸收层、和第三电介质层。所述第一电介质层、所述贵金属氧化物层、所述第二电介质层、所述光吸收层、和所述第三电介质层按此顺序从所述透光层开始布置到所述透光层和所述基板之间。所述光学记录介质的特征在于：当λ表示所述激光束的波长并且NA表示用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径时，将λ/NA设置为不超过640nm，并且激光束的再现功率设置为不低于1.1mW且不高于3.3mW，同时所述光学记录介质包括设置信息，该设置信息是用于从包括有每一个的长度不大于λ/4NA的记录标记的记录标记串再现数据所需的设置信息。
根据本发明，在使用波长(λ)大约小于635nm的激光束和数值孔径(NA)大于0.6的物镜来进行超解析再现的过程中，尤其是，在使用用于先进光学记录介质的大约405nm波长的激光束和大约0.85数值孔径的物镜进行超解析再现的过程中，能够获得优良的特性。
在此，优选地是，所述基板不薄于0.6mm且不厚于2.0mm，所述透光层不薄于10μm且不厚于200μm，所述贵金属氧化物层不薄于2nm且不厚于50nm，所述第二电介质层不薄于5nm且不厚于100nm，所述光吸收层不薄于5nm且不厚于100nm，并且所述第三电介质层不薄于10nm且不厚于140nm。当这样设置所述基板和各层的厚度时，在使用大约405nm波长的激光束和大约0.85数值孔径的物镜进行超解析再现的过程中，能够获得优良的特性。
另外，所述贵金属氧化物层优选地包括氧化铂(PtOx)。在此情况下，最优选地是，基本上整个贵金属氧化物层都由氧化铂(PtOx)构成，并且可能包含不可避免地混入的其它材料或杂质。当将氧化铂(PtOx)用作所述贵金属氧化物层的材料时，就可以获得优良的信号特性和足够的耐久性。
另外，优选地是，根据本发明的光学记录介质还包括所述基板和所述第三电介质层之间的反射层。当这样设置反射层时，就能提高再现信号的强度，同时显著提高再现耐久性。在此，术语“再现耐久性”指的是对再现质量恶化现象的耐久性，即，由于在再现时照射的激光束的能量而导致贵金属氧化物层的状态改变的现象，这样就出现了噪音增加或载波减弱，从而导致了CNR降低。优选地是，将所述反射层不薄于5nm且不厚于200nm，更优选地是，不薄于10nm且不厚于100nm，最优选地是，不薄于10nm且不厚于50nm。当这样设置所述反射层的厚度时，可实现充分增强再现耐久性的效果，而不会使生产率下降。
根据本发明一种光学记录/再现设备是一种通过从透光层侧用激光束照射光学记录介质来将数据记录到所述光学记录介质和从所述光学记录介质再现数据的光学记录/再现设备，所述光学记录介质具有基板、透光层、第一电介质层、贵金属氧化物层、第二电介质层、光吸收层、和第三电介质层。所述第一电介质层、所述贵金属氧化物层、所述第二电介质层、所述光吸收层、和所述第三电介质层按此顺序从所述透光层开始布置到所述透光层和所述基板之间。所述光学记录/再现设备的特征在于：当λ表示所述激光束的波长并且NA表示用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径时，将λ/NA设置为不超过640nm，当Pw表示所述激光束的记录功率且Pr表示所述激光束的再现功率时，进行这样的设置：Pw×0.1≤Pr≤Pw×0.5，同时所述光学记录/再现设备记录包括有每一个的长度不大于λ/4NA的记录标记的记录标记串并且从所述记录标记串再现数据。根据本发明这种光学记录/再现设备，在将数据记录到一种超解析型光学记录介质和从该种介质再现数据的过程中，能够获得优良的特性。
根据本发明的一种光学记录设备是一种通过从透光层侧用激光束照射光学记录介质来将数据记录到所述光学记录介质的光学记录设备，所述光学记录介质具有基板、透光层、第一电介质层、贵金属氧化物层、第二电介质层、光吸收层、和第三电介质层。所述第一电介质层、所述贵金属氧化物层、所述第二电介质层、所述光吸收层、和所述第三电介质层按此顺序从所述透光层开始布置到所述透光层和所述基板之间。所述光学记录设备的特征在于：当λ表示所述激光束的波长并且NA表示用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径时，将λ/NA设置为不超过640nm，并且所述激光束的记录功率设置为不低于5.3mW且不高于11.0mW，同时所述光学记录设备记录包括有每一个的长度不大于λ/4NA的记录标记的记录标记串。根据本发明这种光学记录设备，在将数据记录到一种超解析型光学记录介质的过程中，能够获得优良的特性。
另外，根据本发明一种光学再现设备是一种通过从透光层侧用激光束照射光学记录介质来从所述光学记录介质再现数据的光学再现设备，所述光学记录介质具有基板、透光层、第一电介质层、贵金属氧化物层、第二电介质层、光吸收层、和第三电介质层。所述第一电介质层、所述贵金属氧化物层、所述第二电介质层、所述光吸收层、和所述第三电介质层按此顺序从所述透光层开始布置到所述透光层和所述基板之间。所述光学再现设备的特征在于：当λ表示所述激光束的波长并且NA表示用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径时，将λ/NA设置为不超过640nm，并且所述激光束的再现功率设置为不低于1.1mW且不高于3.3mW，同时所述光学再现设备从包括有每一个的长度不大于λ/4NA的记录标记的记录标记串再现数据。根据本发明这种光学再现设备，在从一种超解析型光学记录介质再现数据的过程中，能够获得优良的特性。
根据本发明一种数据记录和再现方法是一种通过从透光层侧用激光束照射光学记录介质来将数据记录到所述光学记录介质和从所述光学记录介质再现数据的数据记录/再现方法，所述光学记录介质具有基板、透光层、第一电介质层、贵金属氧化物层、第二电介质层、光吸收层、和第三电介质层。所述第一电介质层、所述贵金属氧化物层、所述第二电介质层、所述光吸收层、和所述第三电介质层按此顺序从所述透光层开始布置到所述透光层和所述基板之间。所述数据记录/再现方法的特征在于：当λ表示所述激光束的波长并且NA表示用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径时，将入/NA设置为不超过640nm，当Pw表示所述激光束的记录功率且Pr表示所述激光束的再现功率时，进行这样的设置：Pw×0.1≤Pr≤Pw×0.5，同时所述数据记录和再现方法记录包括有每一个的长度不大于λ/4NA的记录标记的记录标记串并且从所述记录标记串再现数据。根据本发明这种数据记录/再现方法，在将数据记录到一种超解析型光学记录介质和从该种介质再现数据的过程中，能够获得优良的特性。
根据本发明的一种数据记录方法是一种通过从透光层侧用激光束照射光学记录介质来将数据记录到所述光学记录介质的数据记录方法，所述光学记录介质具有基板、透光层、第一电介质层、贵金属氧化物层、第二电介质层、光吸收层、和第三电介质层。所述第一电介质层、所述贵金属氧化物层、所述第二电介质层、所述光吸收层、和所述第三电介质层按此顺序从所述透光层开始布置到所述透光层和所述基板之间。所述数据记录方法的特征在于：当λ表示所述激光束的波长并且NA表示用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径时，将λ/NA设置为不超过640nm，并且所述激光束的记录功率设置为不低于5.3mW且不高于11.0mW，同时所述数据记录方法记录包括有每一个的长度不大于λ/4NA的记录标记的记录标记串。
根据本发明这种数据记录方法，在将数据记录到一种超解析型光学记录介质的过程中，能够获得优良的特性。在此情况下，优选地是，将记录功率的值设置为最低0.5mW、最高2.0mW，这比载波噪声比基本饱和时的记录功率的值高。当这样设置记录功率的值时，在载波噪声比基本饱和的区域中可稳妥地执行记录，而不用将记录功率设置得比必要的值高。
根据本发明一种数据再现方法是一种通过从透光层侧用激光束照射光学记录介质来从所述光学记录介质再现数据的数据再现方法，所述光学记录介质具有基板、透光层、第一电介质层、贵金属氧化物层、第二电介质层、光吸收层、和第三电介质层。所述第一电介质层、所述贵金属氧化物层、所述第二电介质层、所述光吸收层、和所述第三电介质层按此顺序从所述透光层开始布置到所述透光层和所述基板之间。所述数据再现方法的特征在于：当λ表示所述激光束的波长并且NA表示用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径时，将λ/NA设置为不超过640nm，并且所述激光束的再现功率设置为不低于1.1mW且不高于3.3mW，同时所述数据再现方法从包括有每一个的长度不大于λ/4NA的记录标记的记录标记串再现数据。
根据本发明这种数据再现方法，在从一种超解析型光学记录介质再现数据的过程中，能够获得优良的特性。在此情况下，优选地是，将再现功率的值设置为最低0.1mW、最高0.3mW，这比载波噪声比基本饱和时的再现功率的值高。当这样设置再现功率的值时，在载波噪声比基本饱和的区域中可稳妥地执行再现，同时抑制了再现失真现象。
根据本发明，通过使用小于大约635nm波长的激光束和大于0.6数值孔径的物镜，在将λ/NA设置为640nm或更小时，可执行超解析记录和超解析再现。尤其是，在通过使用用于先进光学记录介质的大约405nm波长的激光束和大约0.85数值孔径的物镜来进行超解析记录和超解析再现的过程中，可获得优良的特性。因此，可使用类似于用于先进光学记录介质的记录/再现设备的记录/再现设备。因此，可以节约开发和制造所述记录/再现设备的成本。
另外，根据本发明，将记录数据时的记录功率或再现数据时的再现功率设置为合适的强度。因此，可获得良好的信号特性。
附图说明
图1(a)是示出根据本发明优选实施例的光学记录介质10的外形的剖面透视图，并且图1(b)是图1(a)所示的断面A的放大的局部剖视图。
图2是示意性示出用激光束40照射光学记录介质10的状态的示图。
图3(a)是示出贵金属氧化物层23上的激光束40的射束点的平面图，并且图3(b)是用于示出射束点的强度分布的示图。
图4是用于描述气泡坑23a(记录标记)的尺寸的示图。
图5是示出在记录操作期间激光束40的强度调制图形的示例的波形图。
图6是示出记录操作期间激光束40的强度调制图形的另一示例的波形图。
图7是示意性示出激光束40的记录功率和通过记录之后执行的再现操作获得的再现信号的CNR之间的关系的示图。
图8是示意性示出激光束40的再现功率和CNR之间的关系的示图。
图9是能够将数据记录到光学记录介质10上并从光学记录介质10再现数据的光学记录/再现设备100的示意性结构图。
图10是示出在特性评估1中的测量结果的示图。
图11是示出在特性评估2中的测量结果的示图。
具体实施方式
下面将参照附图来详细描述本发明的优选实施例。
图1(a)是示出根据本发明优选实施例的光学记录介质10的外形的剖面透视图，并且图1(b)是图1(a)所示的断面A的放大的局部剖视图。
如图1(a)所示，根据该实施例的光学记录介质10为盘形。如图1(b)所示，光学记录介质10由基板11、透光层12、反射层21、光吸收层22、和贵金属氧化物层23、和电介质层33、32和31构成。反射层21、光吸收层22、和贵金属氧化物层23按此顺序布置在基板11和透光层12之间。电介质层33、32和31分别设置在反射层21和透光层22之间、光吸收层22和贵金属氧化物层23之间、和贵金属氧化物层23和透光层12之间。在光学记录介质10旋转的同时，可通过将光入口面12a用激光束40照射光学记录介质10来执行数据记录和再现。可将激光束40的波长设置为小于635nm。尤其最优选地是，将其波长设置为405nm，从而可将激光束40用于先进光学记录介质。另一方面，可将用于将激光束40聚焦的物镜的数值孔径设置为高于0.6。尤其是将该数值孔径设置为大约0.85，从而可将该物镜用于先进光学记录介质。
基板11是用于保证光学记录介质10的机械强度的盘形基板。在基板11的一面上，从基板的中心附近向着基板的外沿或从基板的外沿向着的中心附近螺旋地形成引导激光束40的沟槽11a和槽岸11b。只要能够保证基板的机械强度，就不对基板11的厚度和材料施加任何特别的限制。例如，可将玻璃、陶瓷、树脂等用作基板11的材料。考虑到便于成型，优选地使用树脂。这种树脂的例子包括聚碳酸酯树脂、烯烃树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、硅树脂、氟树脂、ABS树脂、聚氨酯树脂等。在它们中就易于成型等而言，特别优选地使用聚碳酸酯树脂和烯烃树脂。由于基板11不用作激光束40的光路，所以，不需要选择在激光束的波长范围内有高透光性的材料。
优选地将基板11设置为具有对于保证机械强度必需且足够的厚度，例如，不薄于0.6mm且不厚于2.0mm。考虑到现有光学记录介质或先进光学记录介质的兼容性，优选地将基板11设置为不薄于1.0mm且不厚于1.2mm，尤其是将其设置为大约1.1mm厚。也不对基板11的直径施加任何特别的限制。考虑到现有光学记录介质或先进光学记录介质的兼容性，优选地将基板11的直径设置为大约120mm。
透光层12是用作在记录时和再现时照射的激光束40的光路的层。不对透光层的材料施加任何特别的限制。如果所述透光层的材料在所使用的激光束40的波长范围内有足够高的透光性，则可使用诸如透光树脂之类的任何材料。在根据本实施例的光学记录介质10中，将透光层12设置为不薄于10μm且不厚于200μm。其原因如下。如果透光层12的厚度小于10μm，则光入口面12a上射束直径将变得极小，从而使得在光入口面12a上损伤和灰尘对记录和再现的影响变得极大。如果透光层12的厚度超过200μm，则会难以保证倾斜余量或抑制彗形象差。另外，考虑到和先进光学记录介质之间的兼容性，优选地将透光层12设置为不薄于50μm且不厚于150μm，尤其优选地将透光层12设置为不薄于70μm且不厚于120μm。
反射层21是用于使再现信号强度增加并使再现耐久性增强的层。可将诸如金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铂(Pt)、铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、镁(Mg)、锌(Zn)、锗(Ge)之类的单一金属或合金用作反射层21的材料。不对反射层21的厚度施加任何特别的限制。优选地是，将反射层21设置为不薄于5nm且不厚于200nm。更优选地是，将反射层21设置为不薄于10nm且不厚于100nm，最优选地是，将反射层21设置为不薄于10nm且不厚于50nm。其原因如下。如果反射层21的厚度小于5nm，则不能充分地得到提高再现耐久性的效果。如果反射层21的厚度超过200nm，则形成层消耗了太多时间从而影响了生产率，同时，难以实现再现耐久性的更大提高。相反，当将反射层21的厚度设置为不薄于10nm且不厚于100nm，尤其是不薄于10nm且不厚于50nm时，就可以在不使生产率有很大下降的情况下获得充分提高再现耐久性的效果。在本发明中，尽管光学记录介质中设置有反射层21不是必须的，但是，可通过提供反射层21达到上述效果。
光吸收层22主要用于吸收激光束40的能量并且将能量转换为热量。优选地使用这样的材料用作光吸收层22的材料，其在将要使用的激光束40的波长范围内具有高吸收能力，并且具有足够低但不会在记录时防止贵金属氧化物层23变形的硬度。对于满足波长小于635nm的激光束40的这种条件的材料，可列举出用作可重写光学记录介质中的记录层的材料的相变材料。优选地使用锑(Sb)、碲(Te)、和锗(Ge)的合金、或者通过将添加剂加入所述合金中而形成的材料作为相变材料。
具体地讲，当形成光吸收层22的相变材料的原子比表示为：
(SbaTe1-a)1-bMb；或者
{(GeTe)c(Sb2Te3)1-c}dM1-d；
(当M表示除锑(Sb)、碲(Te)、和锗(Ge)之外的元素时)，优选地将原子比设置为在这样的范围内
0≤a≤1，并且
0≤b≤0.25或者
1/3≤c≤2/3，并且
0.9≤d。
尤其是，当值“b”超过0.25时，光吸收系数可能变得比光吸收层22所需的值低，并且导热性也可能变得比光吸收层22所需的值低。因此，这样的值不是优选的。
不对元素M的类型施加特别的限制。优选地从由以下元素构成的组中选择一种元素、或两种或多种元素，构成所述组的元素是铟(In)、银(Ag)、金(Au)、铋(Bi)、硒(Se)、铝(Al)、磷(P)、氢(H)、硅(Si)、碳(C)、钒(V)、钨(W)、钽(Ta)、锌(Zn)、锰(Mn)、钛(Ti)、锡(Sn)、钯(Pd)、铅(Pb)、氮(N)、氧(O)、和稀土金属[钪(Sc)、钇(Y)、和镧系元素]。尤其是，当使用波长为390nm到420nm的激光束时，优选地从由银(Ag)、铟(In)和稀土元素组成的组中选择一种元素或两种或更多种元素作为元素M。结果，当激光束的波长为390nm到420nm时，尤其是当使用大约405nm波长的激光束时，可获得优良的信号特性。
即使当使用相变材料作为光吸收层22的材料时，由于记录而产生的相变也难以表现为信号。这就是为什么使用相变材料作为光吸收层22的材料并非必不可少的原因。然而，本发明的发明人已经确定，迄今为止，当使用相变材料，尤其是使用具有上述成分的相变材料作为光吸收层22的材料时，获得了最佳信号特性。
当将相变材料用作为光吸收层22的材料时，优选地是，将光吸收层22设置为不薄于5nm且不厚于100nm。更优选地是，将光吸收层22设置为不薄于10nm且不厚于80nm，特别优选地是，将光吸收层22设置为不薄于10nm且不厚于60nm。其原因如下。当光吸收层22的厚度小于5nm时，光吸收层22可能不能充分吸收激光束能量。当光吸收层22的厚度超过100nm时，形成层会消耗太多时间，从而将导致生产率下降。反之，当将光吸收层22设置为不薄于10nm且不 厚于80nm时，尤其是将其设置为不薄于10nm且不厚于60nm时，可在保证高生产率的同时可充分吸收激光束40的能量。
贵金属氧化物层23是用激光束40照射而形成记录标记的层。贵金属氧化物层23包含贵金属氧化物作为主要成分。对贵金属没有施加特别的限制。但是，铂(Pt)、银(Ag)、和钯(Pd)中的至少一种是优选的，并且特别优选地使用铂(Pt)。即，特别优选地选择氧化铂(PtOx)作为贵金属氧化物层23的材料。当将氧化铂(PtOx)用作贵金属氧化物层23的材料时，获取优良的信号特性和足够的耐久性就成为可能。当将氧化铂(PtOx)用作贵金属氧化物层23的材料时，优选地设置值“x”，从而在所使用的激光束40的波长范围内消光系数(k)变得小于3(k<3)。
金属氧化物层23的厚度对信号特性具有很大影响。为了获得优良的信号特性，优选地是，将金属氧化物层23设置为不薄于2nm且不厚于50nm，更优选地是，将金属氧化物层23设置为不薄于2nm且不厚于30nm。为了获得特别优良的信号特性，优选地是，将金属氧化物层23设置为不薄于2nm且不厚于8nm，更优选地是，将其设置为不薄于2nm且不厚于6nm，最优选地是，将其设置为大约4nm厚。当金属氧化物层23的厚度小于2nm或超过50nm时，即使用激光束40照射恐怕也不能形成具有优良的形状的记录标记，其结果是不能获得满意的载波噪声比(CNR)。反之，当将金属氧化物层23设置为不薄于3nm且不厚于30nm时，优选地将其设置为4nm时，就能够形成具有优良形状的记录标记，从而能够获得高CNR。
电介质层31、32、和33用于在物理上和化学上保护各个相邻层同时调整各层的光学特性。在本说明书中，电介质层31、32、和33也分别称作第一电介质层、第二电介质层、和第三电介质层。氧化物、硫化物、氮化物、或其组合可用作电介质层31、32、和33的材料的主要成分。具体地讲，优选地使用铝(Al)、硅(Si)、铈(Ce)、钛(Ti)、锌(Zn)、或钽(Ta)的氧化物、硫化物、氮化物、或碳化物，或它们的混合物，诸如，Al2O3、AlN、ZnO、ZnS、GeN、GeCrN、CeO2、SiO、SiO2、Si3N4、SiC、La2O3、TaO、TiO2、SiAlON(SiO2、Al2O3、Si3N4、和AlN的混合物)、LaSiON(La2O3、SiO2、和Si3N4的混合物)。尤其是，更优选地使用ZnS和SiO2的混合物。在这种情况下，优选地是，将ZnS的比率设置为不低于70mol％且不高于90mol％，并将SiO2的比率设置为不低于10mol％且不高于30mol％。最优选地是，将ZnS和SiO2的比率设置为大约80∶20。
电介质层31、32、和33可由相同的材料形成，或者，它们中的一些或全部可由不同的材料形成。而且，电介质层31、32、和33中的至少一层可能具有由多层构成的多层结构。
优选地是，将电介质层33设置为不薄于10nm且不厚于140nm，更优选地是，将其设置为不薄于20nm且不厚于120nm。其原因如下。当电介质层33的厚度小于10nm时，恐怕电介质层33不能充分保护光吸收层22。当电介质层33的厚度超过140nm时，形成该层花费太多时间，从而将导致生产率下降。反之，当将电介质层33的厚度设置为不薄于20nm且不厚于120nm时，就能在保证高生产率的同时有效地保护光吸收层22。
优选地是，将电介质层32设置为不薄于5nm且不厚于100nm，更优选地是，将其设置为不薄于20nm且不厚于100nm。其原因如下。当电介质层32的厚度小于5nm时，在贵金属氧化物层23分解时电介质层32可能会被破坏，从而电介质层32不能保护贵金属氧化物层23。当电介质层32的厚度超过100nm时，在记录时贵金属氧化物层23恐怕不能充分变形。反之，当将电介质层32设置为不薄于20nm且不厚于100nm时，可防止过度妨碍贵金属氧化物层23的变形，同时充分地保护贵金属氧化物层23。而且，电介质层32的厚度影响再现数据时的信号特性。当将电介质层32设置为不薄于50nm且不厚于70nm，特别是将其设置为60nm时，就能够获得高CNR。
只要电介质层31能够充分保护贵金属氧化物层23，就可根据所需反射特性限定电介质层31的厚度。例如，优选地是，将电介质层31设置为不薄于30nm且不厚于120nm，更优选地是，将其设置为不薄于50nm且不厚于100nm，最优选地是，将其设置为大约70nm厚。其原因如下。当电介质层31的厚度小于30nm时，恐怕电介质层31不能充分保护贵金属氧化物层23。当电介质层31的厚度超过120nm时，形成层将花费太多时间，从而将导致生产率下降。反之，当将电介质层31设置为不薄于50nm且不厚于100nm时，尤其是设置为大约70nm厚时，就能在保证高生产率的同时充分地保护贵金属氧化物层23。
光学记录介质10具有如上所述的结构。
在制造具有这种结构的光学记录介质10的过程中，首先要制成基板11，其后，在形成有沟槽11a和槽岸11b的基板11的表面上顺序地形成反射层21、电介质层33、光吸收层22、电介质层32、贵金属氧化物层23、电介质层31、和透光层12。即，在制造光学记录介质10的过程中，以与先进光学记录介质相同的方式，从与光入口面12a相对的一侧顺序地形成层。
可通过使用包含这些层的组成元素的化学物质的汽相蒸镀(vapor deposition)方法，来形成反射层21、电介质层33、光吸收层22、电介质层32、贵金属氧化物层23、和电介质层31。例如，可使用喷镀(sputtering)方法或真空镀膜方法。其中，优选地使用喷镀方法。另一方面，可用以下方法形成透光层12。例如，以旋涂方法应用其粘性已被调整的丙烯酸基或环氧基的紫外线固化树脂，并且在氮保护气氛中用紫外线照射从而固化该涂层。可选地，可以不通过旋涂方法而是通过使用包含透光树脂作为主要成分以及各种粘合剂和胶合剂的透光薄层来形成透光层12。
可在透光层12的表面上提供一硬涂层，以保护透光层12的表面。在此情况下，该硬涂层的表面形成了光入口表面12a。例如，将包含环氧丙烯酸酯齐聚物(双功能齐聚物)、多功能丙烯酸单体、单功能丙烯酸单体、连同光致聚合作用引发剂的紫外线固化树脂、或者铝(Al)、硅(Si)、铈(Ce)、钛(Ti)、锌(Zn)、钽(Ta)等的氧化物、氮化物、硫化物、或碳化物、或者其混合物用作该硬涂层的材料。当将紫外线固化树脂用过作该硬涂层的材料时，优选地是，通过旋涂方法使紫外线固化树脂形成在透光层12上。当使用氧化物、氮化物、硫化物、碳化物、或者其混合物时，优选地是，使用包括上述组成元素的化学物质的汽相蒸镀方法可被使用。例如，可使用喷镀方法或真空镀膜方法。其中，优选地使用喷镀方法。
该硬涂层还用于防止在光入口面12a受损。因此，优选地是，该硬涂层同时具备光滑和硬度。为了使该硬涂层光滑，将润滑剂与作为该硬涂层的基本材料的材料(例如，SiO2)混合是有效的。优选地是，选择硅基润滑剂、氟基润滑剂、或脂肪酸酯基润滑剂作为润滑剂。优选地是，将润滑剂含量设置为低于0.1％质量且高于5.0％质量。
接下来，将描述在本实施例的光学记录介质10上记录数据的方法和所采用的原理。
将数据记录在下述光学记录介质10上。即，在旋转光学记录介质10的同时，从光入口面12a用波长小于635nm的激光束40，尤其是用可在先进光学记录介质中使用的大约405nm波长的激光束40，照射贵金属氧化物层23。在此情况下，可将大于0.6数值孔径的物镜，尤其是用于先进光学记录介质的大约0.85数值孔径的物镜用作对激光束40进行聚焦的物镜。即，可通过使用与可用于先进光学记录介质的光学系统相似的光学系统来记录数据。
图2是示意性示出用激光束40照射光学记录介质10的状态的示意性剖面图。而且，图2所示的光学记录介质10的剖面是沿着沟槽11a和槽岸11b的剖面。
如图2所示，当用具有上述数值孔径的物镜50将具有上述波长的激光束40聚焦，并且将所述激光束40照射到所述光学记录介质10上时，在射束点的中心部分，贵金属氧化物层23分解，从而形成了被氧气(O2)充满的气泡坑23a。金属成分的沉淀物23b散布在气泡坑23a中。在此情况下，气泡坑23a周围的每一层由于气泡坑23a的压力而塑性变形。因此，可将气泡坑23a用作不可逆的记录标记。例如，当贵金属氧化物层23的材料是氧化铂(PtOx)时，在射束点中心部分，氧化铂(PtOx)分解为铂(Pt)和氧气(O2)，因此，铂(Pt)沉淀物散布在气泡坑23a中。在贵金属氧化物层23中，没有形成气泡坑23a的部分作为空白区域。
不是在整个射束点，而是仅在所述射束点的中心部分出现贵金属氧化物层23分解的情况。因此，形成的气泡坑23a(记录标记)小于射束点直径。因此，实现了超解析记录。下面，将描述能够这样执行超解析记录的原因。
图3(a)是示出贵金属氧化物层23上的激光束40的射束点的平面图，并且图3(b)是示出射束点的强度分布的示图。
如图3(a)所示，射束点41的平面形状基本为圆形，然而，在射束点41上激光束40的强度分布不是均匀的，而是呈现图3(b)所示的高斯分布。即，随着距射束点41的中心的距离减小，射束点41的能量变强。因此，当将预定阈值A设置为足够超过最大强度l/e2时，达到不低于阈值A的强度的区域42的直径W2变得足够小于射束点41的直径W1。这意味着，当贵金属氧化物层23具有随着用强度不低于阈值A的激光束40照射而分解的特性时，就仅用激光束40照射的区域的部分中选择性地形成气泡坑23a(记录标记)，所述部分与射束点41中的区域42相对应。
因此，如图4所示，比射束点直径W1小很多的气泡坑23a(记录标记)可在贵金属氧化物层23中形成。气泡坑23a的直径基本上等于W2。即，显示出的射束点的直径W2和实际射束点的直径W1之间具有W1>W2的关系。因此，实现了超解析记录。在此，作为最优选的贵金属氧化物层23的材料的氧化铂(PtOx)具有在加热到580℃时分解的特性。因此，将由于辐照而导致贵金属氧化物层23达到580℃或更高时的强度用作为阈值A。
因此，当在光学记录介质10旋转的同时沿着沟槽11a和/或槽岸11b将具有调整的强度的激光束40照射到光学记录介质10上时，就可在贵金属氧化物层23所期望的部分上形成小于解析极限的微记录标记。
图5是示出在记录时获得的激光束40的强度调制图形的示例的波形图。如图5所示，在将要形成记录标记M1、M2、M3、...的区域内，将记录时的激光束40的强度40a设置为记录功率(＝Pw)，并且在不会形成记录标记的区域(空白区域)内，将其设置为基本功率(＝Pb)。结果，由于在用记录功率为Pw的激光束40照射的贵金属氧化物层23的区域内出现分解，从而形成了气泡坑23a。因此，可形成分别具有期望的长度的记录标记M1、M2、M3、...。不将记录时的激光束40的强度调制图形限制为图5所示的图形。例如，如图6所示，可通过使用分开的脉冲串形成记录标记M1、M2、M3、...。
图7是示意性地示出激光束40的记录功率和通过随后执行的再现操作获得的再现信号的CNR之间的关系的示图。
如图7所示，当激光束40的记录功率低于Pw1时，即使随后从光学记录介质10进行再现，也不能获得有效的再现信号。可以这样认为，当激光束40的记录功率小于Pw1时，贵金属氧化物层23没有分解。当激光束40的记录功率在不低于Pw1且低于Pw2(>Pw1)的范围内时，随着记录功率提高，可在其后的再现操作中获得更高的CNR。可以这样认为，当激光束40的记录功率在不低于Pw1且低于Pw2的范围内时，贵金属氧化物层23已经部分地出现了分解，而且随着记录功率的提高，分解的范围增加。当激光束40的记录功率为在不低于Pw2的范围内时，即使进一步提高记录功率，在随后的再现操作中获得的CNR也难以改变。可以这样认为，当激光束40的记录功率不低于Pw2时，贵金属氧化物层23完全彻底地分解。根据上述考虑，优选地是，将激光束40的记录功率设置为不低于Pw2。
值Pw2取决于光学记录介质10的结构(每层的材料、每层的厚度等)或记录条件(记录的线速度、激光束40的波长等)。当记录的线速度大约为6.0m/s，激光束40的波长大约为405nm，且物镜50的数值孔径大约为0.85时，值Pw2在5.0mW≤Pw2≤9.0mW的范围内，并且与Pw1的关系为Pw1×1.4≤Pw2≤Pw1×2.0。
在记录功率的实际设置中，优选地是，考虑到制造光学记录介质10过程中的变化、和激光束40的功率波动等因素，将记录功率设置为高于Pw2至少0.3mW。这是因为，即使由于实际记录功率比Pw2高很多也不会有很大的实际损耗，所以，应该保证Pw2有足够的余量。然而，高过所需的记录功率也是无用的。因此，不必将记录功率设置为比Pw2高2.0mW或更多。因此可以说，如果将实际记录功率设置为不低于5.3mW(＝5.0mW+0.3Mw)且不高于11.0mW(＝9.0mW+2.0Mw)，那么就很合适。
上述内容是在光学记录介质10上记录数据的方法和采用的原理。
当再现这样记录的数据时，在旋转光学记录介质10的同时，用强度固定为预定强度(再现功率＝Pr)的激光束40沿沟槽11a和/或11b照射光学记录介质10。当对获得的反射光进行光电转换时，就能够获得与记录标记串相对应的电信号。我们并不十分清楚可进行超解析再现的原因。然而，据推断，当应用设置到再现功率的激光束40时，激光束40和气泡坑23a中的金属沉淀物23b之间出现某种相互作用，从而能够进行超解析再现。
图8是示意性示出激光束40的再现功率和CNR之间的关系的示图。
如图8所示，当激光束40的再现功率低于Pr1时，难以得到有效的再现信号。当将再现功率设置为不低于Pr1时，CNR快速提高。当再现功率提高到Pr2(>Pr1)时，CNR变得饱和。出现这种现象的原因我们还不十分清楚。然而，据估计，由于用设置为低于Pr1的激光束进行照射，所以会出现金属沉淀物23b和光之间的相互作用并且其变得显著。因此，有必要将激光束40的再现功率设置为不低于Pr1，并且优选地是不低于Pr2。
然而，当将再现功率设置为更高时，在空白区域中可能会出现贵金属氧化物层23分解的情况。出现这种分解会导致出现严重的再现失真，或在某些情况下可能出现数据丢失。考虑到这一点，优选地将激光束40的再现功率设置为不低于Pr2且低于Pw1。
值Pr2取决于光学记录介质10的结构(每层的材料、每层的厚度等)或再现条件(再现的线速度、激光束40的波长等)。当再现的线速度大约为6.0m/s，激光束40的波长大约为405nm，且物镜50的数值孔径大约为0.85时，值Pr2在1.0mW≤Pr2≤3.0mW的范围内，并且与Pr1的关系为Pr1×1.05≤Pr2≤Pr1×1.6。
在再现功率的实际设置中，优选地是，将再现功率设置为高于Pr2至少0.1mW、至多0.3mW。其原因如下。当再现功率超过Pr2时，即使将再现功率设置为比Pr2高也不会观察到CNR提高，同时，可能出现再现失真。因此，为了抑制再现失真，应该将再现功率设置为稍高于Pr2的强度。在从1mW至3mW的输出范围内，激光束40的功率波动通常低于0.1mW。因此，即使考虑到在制造光学记录介质10的过程中出现变化，将记录功率设置为比Pr2高至少0.1mW、至多0.3mW也被认为是足够的。因此可以说，如果将实际再现功率设置为不低于1.1mW(＝1.0mW+0.1Mw)且不高于3.3mW，那么就很合适。
在背景技术的光学记录介质中的再现功率通常为大约0.1mW至0.5mW。即使在一侧上有两层记录面的先进光学记录介质中，也极少会将再现功率设置为高于0.8mW。考虑到这些，应该理解，在本实施例中的再现功率的强度比背景技术的光学记录介质的再现功率要高很多。
另外，根据与实际记录功率的关系，优选地是，将实际再现功率设置为Pw×0.1≤Pr≤Pw×0.5，更优选地是，将实际再现功率设置为Pw×0.1≤Pr≤Pw×0.4。据此，应该理解，在本实施例中的再现功率的强度比背景技术的光学记录介质的再现功率要高很多。
优选地是，将实际设置为记录功率或再现功率的值保存在光学记录介质10中作为“设置信息”。在将这种设置信息保存在光学记录介质10中情况下，当用户实际记录或再现数据时，可通过光学记录/再现设备读取该设置信息。因此，可根据读取的设置信息确定记录功率或再现功率。
优选地是，该设置信息不仅包括记录功率或再现功率，而且包括对于规定将实际记录到光学记录介质10或从光学记录介质10再现数据所需的各种条件(线速度等)来说必需的信息。可将该设置信息记录为摆动(wobble)或预制凹坑(pre-pit)，或者将其记录为贵金属氧化物层23中的数据。另外，该设置信息不仅可以是直接表示记录或再现数据所需的各种条件的信息，而且可以是表示预先存储在光学记录/再现设备中的各种条件之一的信息，从而直接规定记录功率、再现功率等。
接下来，将对能够把数据实际记录到光学记录介质10并从光学记录介质10再现数据的光学记录/再现设备进行描述。
图9是能够将数据记录到光学记录介质10上并从光学记录介质10再现数据的光学记录/再现设备100的示意性结构图。
如图9所示，该光学记录/再现设备100具有用于驱动光学记录介质10的主轴电机101、用于将激光束40和照射到光学记录介质10并从其接收激光束40’的光头110、用于将光头110沿光学记录介质10的径向移动的横向电机102、用于将激光驱动信号103a提供给光头110的激光驱动电路103、用于将镜头驱动信号104a提供给光头110的镜头驱动电路104、和控制主轴电机101、横向电机102、激光驱动电路103、和镜头驱动电路104的控制器105。
光头110具有根据激光驱动信号103a产生激光束40的激光源111、用于将从激光源111产生的激光束40转换为并行光线的平行光管镜头112、分配光通量的分束器113、用于聚焦激光束40的物镜114、根据镜头驱动信号104a垂直和水平移动物镜114的传动器115、和用于接收反射光40’并对反射光40’进行光电转换的光检测器116。
在控制器105的控制下，主轴电机101可将光学记录介质10旋转所期望的转数。可将控制光学记录介质10旋转的方法粗分为以恒定线速度旋转光学记录介质10的方法(CLV系统)、和以恒定角速度旋转光学记录介质10的方法(CAV系统)。根据使用CLV系统的旋转控制，无论记录/再现位置是在光学记录介质10的内侧还是外侧，数据传输速率均固定。因此，可一直以高数据传输速率执行记录/再现，而且记录密度很高。尽管有这些优点，但是，因为光学记录介质10的旋转速度必须根据记录/再现位置改变，所以，控制主轴电机101变得很复杂。因此，存在随机存取速率低的缺点。另一方面，根据使用CAV系统的旋转控制，很容易控制主轴电机101，从而随机存取速率很高。尽管有这种优点，但是，也有记录密度在外围变得稍低的缺点。大多数实际使用的光学记录介质的记录/再现系统采用CLV系统。这带来了在可使用最佳数据传输速率的同时能够获得高记录密度的优点。
横向电机102用于在控制器105的控制下沿着光学记录介质10的径向移动光头110。在记录和再现数据时，横向电机102驱动光头110，从而激光束40的射束点沿着螺旋设置在光学记录介质10上的沟槽11a和/或槽岸11b在光学记录介质10上从内侧向外侧或从外侧向内侧逐渐移动。而且，当数据记录位置或数据再现位置改变时，控制器105控制横向电机102以便将激光束L的射束点移动到光学记录介质10上的期望位置。
激光驱动电路103用于在控制器105的控制下将激光驱动信号103a提供给光头110中的激光源111，以便所产生的激光束40的强度与激光驱动信号103a的强度相对应。因此，当将数据记录到光学记录介质10上时，激光驱动电路103调制激光驱动信号103a的强度，以便形成调制为图5或图6的波形的激光束40的波形。另一方面，当从光学记录介质10再现数据时，激光驱动电路103将激光驱动信号103a的强度固定为预定强度(Pr)。
镜头驱动电路104用于在控制器105的控制下将镜头驱动信号104a提供给传动器115。结果，可将激光束40的射束点准确聚焦到光学记录介质10的贵金属氧化物层23上，同时激光束40的射束点可跟随偏心沟槽11a和/或偏心槽岸11b上。即，控制器105中设置有聚焦控制电路105a。当该聚焦控制电路105a进入聚焦状态时，将激光束40的射束点固定为将射束点聚焦到光学记录介质10的贵金属氧化物层23的状态。而且，控制器105中设置有跟踪控制电路105b。当跟踪控制电路105b进入聚焦状态时，使激光束40的射束点进入射束点可自动跟随光学记录介质10的沟槽11a和/或槽岸11b上的状态。
当通过使用这样配置的光学记录/再现设备100来用激光束40照射光学记录介质10时，控制电路105控制激光驱动电路103。根据该控制，激光驱动电路103将激光驱动信号103a提供给激光源111。根据该激光驱动信号103a，激光源111产生激光束40。通过平行光管镜头112将激光束40转换为并行光线。其后，激光束40经由分束器113入射到物镜114。因此，将激光束40聚焦到术语光学记录介质10的沟槽11a和/或槽岸11b上。
通过物镜114将应用于光学记录介质10的激光束40的反射光40’转换为并行光线。其后，由分束器113反射反射光40’，并且反射光40’入射到光检测器116。因此，反射光40’由光检测器116进行光电转换，并提供给控制器105。
如上所述，当将通过使用这样配置的光学记录/再现设备100来将数据记录到光学记录介质10或从光学记录介质10再现数据时，读取记录在光学记录介质10上的设置信息，并且在控制器105的控制下根据读出的设置信息记录和再现数据。即，当记录数据时，可将激光束40的记录功率设置为不低于Pw2的预定值(优选地是，不低于4.3mW且不高于9.0mW)。当再现数据时，可将激光束40的再现功率设置为不低于Pr2的预定值(优选地是，不低于1.1mW且不高于3.3mW)。因此，能够以最佳记录功率执行记录，同时，能够以最佳再现功率执行再现。
上述光学记录/再现设备100可在光学记录介质10上既执行数据记录又执行数据再现。然而，可通过使用仅能记录数据的光学记录设备将数据记录到光学记录介质10上，或者，可通过使用仅能再现数据的光学再现设备从光学记录介质10再现数据。
本发明不限于上述实施例。而且可在权利要求中描述的本发明的范围内进行各种变形。显然，这些变形也在本发明的范围内。
例如，图1所示的光学记录介质10的结构仅仅是根据本发明的光学记录介质的基本结构。根据本发明的光学记录介质的结构不限于该结构。例如，当从光吸收层22看时，可在基板11侧加上另一贵金属氧化物层，或者，当从贵金属氧化物层23看时，可在透光层12侧加上另一光吸收层。
而且，诸如光吸收层22、贵金属氧化物层23之类的各个功能层可设置在基板11的两侧的每一侧上，从而形成在两侧都有记录面的结构。将两个或多个各种功能层经由透明的中间过渡层叠在基板11一面上，从而可在单侧上形成具有两个或多个记录面的结构。
[示例]
下面将描述本发明的一个示例。然而，本发明不限于该示例。
[样品制造]
通过以下方法制造具有从图1所示的光学记录介质去除反射层21的结构的光学记录介质。
首先，通过注射成型方法，用聚碳酸酯形成厚度为大约1.1mm、直径大约为120mm、具有在基板的表面形成的沟槽11a和槽岸11b的盘形基板11。
接下来，将基板11放置在喷镀设备中。在形成有沟槽11a和槽岸11b的表面上，存在有使用喷镀方法连续形成的以下各层：基本上由ZnS和SiO2构成的混合物(摩尔比＝大约80∶20)形成且其厚度约为80nm的电介质层33；基本上由AgaInbSbcTed(a＝5.9，b＝4.4，c＝61.1，d＝28.6)形成且其厚度约为60nm的光吸收层22；基本上由ZnS和SiO2构成的混合物(摩尔比＝大约80∶20)形成且其厚度约为40nm的电介质层32；基本上由氧化铂(PtOx)形成且其厚度约为4nm的贵金属氧化物层23；以及基本上由ZnS和SiO2构成的混合物(摩尔比＝大约80∶20)形成且其厚度约为100nm的电介质层32。
在此，在形成贵金属氧化物层23时，将铂(Pt)用作为目标，并且将氧气(O2)和氩气(Ar)用作喷镀气体(气流比＝1∶3)，将燃烧室内部气压设置为0.14Pa，并且将喷镀功率设置为200W。结果，这样形成的氧化铂(PtOx)的消光系数(k)约为1.96。
通过旋涂方法用丙烯酸紫外线固化树脂涂覆电介质层31。用紫外线照射涂层，以便形成厚度约为100μm的透光层12。这样，就形成了记录介质样品。
[特性评估1]
首先，将前述光学记录介质样品和第二示例的光学记录介质样品放置在光盘测试器(由Pulstec Industrial有限公司制造的DDU1000)中。在以6.0m/s的线速度旋转光学记录介质样品的同时，通过大约0.85数值孔径的物镜从光入口面12a将波长为405nm的激光束照射到贵金属氧化物层23上。因此，记录记录标记长度和空白长度为80nm的单频信号。顺带地，当使用上述光学系统时，由d2＝λ/4NA给出的解析极限约为120nm。
在将基本功率(Pb)基本设置为0mW的同时，将记录时的激光束40的记录功率(Pw)设置为范围自3.5mW到7.5mW。另外，将图5所示的图形用作激光束40的脉冲图形。
再现这样记录的单频信号，并且测量其CNR。将激光束40的再现功率(Pr)设置为2.0mW。测量结果如图10所示。
如图10所示，对于记录功率低于5.0mW的范围内的记录功率，CNR很高。在记录功率不低于5.0mW的范围内，CNR饱和并且没有观察到更多提高。即，在本示例的光学记录介质样品中，Pw2＝5.0mW。
[特性评估2]
接下来，在上述“特性评估1”中光学记录介质样品中记录的单频信号中，用各种再现功率再现用设置为5.5mW的记录功率记录的单频信号，并且测量其CNR。图11示出了测量结果。
如图11所示，在再现功率低于1.8mW的范围内，CNR基本为0。然而，当再现功率达到1.8mW或更高时，CNR突然增加。即，在此示例中的光学记录介质中，Pr2＝1.8mW。
工业实用性
如上所述，根据本发明，通过使用波长大约小于635nm的激光束和数值孔径大约大于0.6的物镜将λ/NA设置为不高于640nm，以便能够进行超解析记录和超解析再现。尤其是，通过使用用于先进光学记录介质的波长大约为405nm的激光束和数值孔径大约为0.85的物镜进行超解析记录和超解析再现，可获得优良的特性。因此，可使用与用于先进光学记录介质的记录/再现设备相似的记录/再现设备。因此，可以节约所述记录/再现设备的开发成本和制造成本。
另外，根据本发明，将记录时的记录功率或再现时的再现功率设置为适当的强度。因此，可获得良好的信号特性。

Claims (18)

1.一种光学记录介质，包括：
基板；
透光层；
第一电介质层；
贵金属氧化物层；
第二电介质层；
光吸收层；以及
第三电介质层，
所述第一电介质层、所述贵金属氧化物层、所述第二电介质层、所述光吸收层、和所述第三电介质层按此顺序从所述透光层开始布置到所述透光层和所述基板之间，
其中，当λ表示激光束的波长并且NA表示用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径时，将λ/NA设置为不超过640nm，当Pw表示所述激光束的记录功率且Pr表示所述激光束的再现功率时，进行如下设置：
Pw×0.1≤Pr≤Pw×0.5，
同时所述光学记录介质包括设置信息，该设置信息是用于记录包括有每一个的长度不大于λ/4NA的记录标记的记录标记串所需的设置信息和用于从所述记录标记串再现数据所需的设置信息。
2.一种光学记录介质，包括：
基板；
透光层；
第一电介质层；
贵金属氧化物层；
第二电介质层；
光吸收层；以及
第三电介质层，
所述第一电介质层、所述贵金属氧化物层、所述第二电介质层、所述光吸收层、和所述第三电介质层按此顺序从所述透光层开始布置到所述透光层和所述基板之间，
其中，当λ表示所述激光束的波长并且NA表示用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径时，将λ/NA设置为不超过640nm，并且将所述激光束的记录功率设置为不低于5.3mW且不高于11.0mW，同时所述光学记录介质包括设置信息，该设置信息是用于记录包括有每一个的长度不大于λ/4NA的记录标记的记录标记串所需的设置信息。
3.一种光学记录介质，包括：
基板；
透光层；
第一电介质层；
贵金属氧化物层；
第二电介质层；
光吸收层；以及
第三电介质层，
所述第一电介质层、所述贵金属氧化物层、所述第二电介质层、所述光吸收层、和所述第三电介质层按此顺序从所述透光层开始布置到所述透光层和所述基板之间，
其中，当λ表示所述激光束的波长并且NA表示用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径时，将λ/NA设置为不超过640nm，并且将激光束的再现功率设置为不低于1.1mW且不高于3.3mW，同时所述光学记录介质包括设置信息，该设置信息是用于从包括有每一个的长度不大于λ/4NA的记录标记的记录标记串再现数据所需的设置信息。
4.如权利要求1至3任一个所述的光学记录介质，其特征在于，所述基板不薄于0.6mm且不厚于2.0mm，所述透光层不薄于10μm且不厚于200μm，所述贵金属氧化物层不薄于2nm且不厚于50nm，所述第二电介质层不薄于5nm且不厚于100nm，所述光吸收层不薄于5nm且不厚于100nm，并且所述第三电介质层不薄于10nm且不厚于140nm。
5.如权利要求1至3任一个所述的光学记录介质，其特征在于，所述贵金属氧化物层包括氧化铂(PtOx)。
6.如权利要求4所述的光学记录介质，其特征在于，所述贵金属氧化物层包括氧化铂(PtOx)。
7.如权利要求1至3任一个所述的光学记录介质，其特征在于，还包括设置在所述基板和所述第三电介质层之间的反射层。
8.如权利要求4所述的光学记录介质，其特征在于，还包括设置在所述基板和所述第三电介质层之间的反射层。
9.如权利要求5所述的光学记录介质，其特征在于，还包括设置在所述基板和所述第三电介质层之间的反射层。
10.如权利要求6所述的光学记录介质，其特征在于，还包括设置在所述基板和所述第三电介质层之间的反射层。
11.一种光学记录和再现设备，通过从透光层侧用激光束照射光学记录介质来将数据记录到所述光学记录介质和从所述光学记录介质再现数据，所述光学记录介质具有基板、透光层、第一电介质层、贵金属氧化物层、第二电介质层、光吸收层、和第三电介质层，所述第一电介质层、所述贵金属氧化物层、所述第二电介质层、所述光吸收层、和所述第三电介质层按此顺序从所述透光层开始布置到所述透光层和所述基板之间，所述光学记录和再现设备的特征在于：当λ表示所述激光束的波长并且NA表示用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径时，将λ/NA设置为不超过640nm，当Pw表示所述激光束的记录功率且Pr表示所述激光束的再现功率时，进行这样的设置：Pw×0.1≤Pr≤Pw×0.5，同时所述光学记录和再现设备记录包括有每一个的长度不大于λ/4NA的记录标记的记录标记串并且从所述记录标记串再现数据。
12.一种光学记录设备，通过从透光层侧用激光束照射光学记录介质来将数据记录到所述光学记录介质，所述光学记录介质具有基板、透光层、第一电介质层、贵金属氧化物层、第二电介质层、光吸收层、和第三电介质层，所述第一电介质层、所述贵金属氧化物层、所述第二电介质层、所述光吸收层、和所述第三电介质层按此顺序从所述透光层开始布置到所述透光层和所述基板之间，所述光学记录设备的特征在于：当λ表示所述激光束的波长并且NA表示用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径时，将λ/NA设置为不超过640nm，并且将所述激光束的记录功率设置为不低于5.3mW且不高于11.0mW，同时所述光学记录设备记录包括有每一个的长度不大于λ/4NA的记录标记的记录标记串。
13.一种光学再现设备，通过从透光层侧用激光束照射光学记录介质来从所述光学记录介质再现数据，所述光学记录介质具有基板、透光层、第一电介质层、贵金属氧化物层、第二电介质层、光吸收层、和第三电介质层，所述第一电介质层、所述贵金属氧化物层、所述第二电介质层、所述光吸收层、和所述第三电介质层按此顺序从所述透光层开始布置到所述透光层和所述基板之间，所述光学再现设备的特征在于：当λ表示所述激光束的波长并且NA表示用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径时，将λ/NA设置为不超过640nm，并且将所述激光束的再现功率设置为不低于1.1mW且不高于3.3mW，同时所述光学再现设备从包括有每一个的长度不大于λ/4NA的记录标记的记录标记串再现数据。
14.一种数据记录和再现方法，通过从透光层侧用激光束照射光学记录介质来将数据记录到所述光学记录介质和从所述光学记录介质再现数据，所述光学记录介质具有基板、透光层、第一电介质层、贵金属氧化物层、第二电介质层、光吸收层、和第三电介质层，所述第一电介质层、所述贵金属氧化物层、所述第二电介质层、所述光吸收层、和所述第三电介质层按此顺序从所述透光层开始布置到所述透光层和所述基板之间，所述数据记录和再现方法的特征在于：当λ表示所述激光束的波长并且NA表示用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径时，将λ/NA设置为不超过640nm，当Pw表示所述激光束的记录功率且Pr表示所述激光束的再现功率时，进行这样的设置：Pw×0.1≤Pr≤Pw×0.5，同时所述数据记录和再现方法记录包括有每一个的长度不大于λ/4NA的记录标记的记录标记串并且从所述记录标记串再现数据。
15.一种数据记录方法，通过从透光层侧用激光束照射光学记录介质来将数据记录到所述光学记录介质的数据记录方法，所述光学记录介质具有基板、透光层、第一电介质层、贵金属氧化物层、第二电介质层、光吸收层、和第三电介质层，所述第一电介质层、所述贵金属氧化物层、所述第二电介质层、所述光吸收层、和所述第三电介质层按此顺序从所述透光层开始布置到所述透光层和所述基板之间，所述数据记录方法的特征在于：当λ表示所述激光束的波长并且NA表示用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径时，将λ/NA设置为不超过640nm，并且将所述激光束的记录功率设置为不低于5.3mW且不高于11.0mW，同时所述数据记录方法记录包括有每一个的长度不大于λ/4NA的记录标记的记录标记串。
16.如权利要求15所述的数据记录方法，其特征在于，将所述记录功率的值设置为比载波噪声比基本饱和时的记录功率的值高最少0.5mW、最多2.0mW。
17.一种数据再现方法，通过从透光层侧用激光束照射光学记录介质来从所述光学记录介质再现数据，所述光学记录介质具有基板、透光层、第一电介质层、贵金属氧化物层、第二电介质层、光吸收层、和第三电介质层，所述第一电介质层、所述贵金属氧化物层、所述第二电介质层、所述光吸收层、和所述第三电介质层按此顺序从所述透光层开始布置到所述透光层和所述基板之间，所述数据再现方法的特征在于：当λ表示所述激光束的波长并且NA表示用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径时，将λ/NA设置为不超过640nm，并且将所述激光束的再现功率设置为不低于1.1mW且不高于3.3mW，同时所述数据再现方法从包括有每一个的长度不大于λ/4NA的记录标记的记录标记串再现数据。
18.如权利要求17所述的数据再现方法，其特征在于，将所述再现功率的值设置为比载波噪声比基本饱和时的再现功率的值高最少0.1mW、最多0.3mW。
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