CN100399441C - 光学记录介质以及光学记录再生方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光学记录介质，被来自光源的光作为近场光使用数值孔径超过1的聚焦透镜进行照射来执行记录和/或再生，其中，折射率高于透光材料部分的高折射率材料部分与透光材料部分混合得到的复合层设置在光学记录介质的光入射侧的表面上。由于复合层的平均折射率较高，因而可以使由表面层的折射率控制的数值孔径变大，从而获得高分辨率和抵抗与透镜等接触的耐久性。

Description

光学记录介质以及光学记录再生方法

相关申请的交叉参考

本发明包含于2005年5月12日向日本专利局提交的日本专利申请第2005-139988号和于2006年2月21日向日本专利局提交的日本专利申请第2006-044303号的主题，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种光学记录介质和一种光学记录再生方法，该光学介质通过近场光照射来执行记录和/或再生。

背景技术

由CD(压缩盘)、MD(小型盘)和DVD(数字通用盘)代表的光学(或磁光)记录介质广泛地用作存储如音乐信息、视频信息、数据、程序以及类似内容的存储介质。在对这些光学记录介质进行记录再生的系统中，通过检测在光学记录介质的记录表面形成的微小凹凸和检测相位变化材料的反射率改变结构，物镜以无接触方式面对光学记录介质的表面来读取微小的记录标记。在磁光记录方法中，对Kerr旋转角发生改变的磁畴结构进行检测来读取微小的记录标记。

近年来，由于在这样的光学记录介质中期望更大的容量和更高的密度，因而，对在光学记录介质中形成更小的记录标记并以高分辨率读取这些记录标记的技术进行了大量的研究。

如果λ是照射光的波长以及NA是用于将光线聚于光学记录介质上的聚焦透镜的数值孔径，那么照射光学记录介质的光斑的大小大约为λ/NA，并且分辨率与该值成比例。数值孔径为

NA＝n×sinθ

其中n为介质的折射率，θ为外部光线在物镜上的入射角。当介质为空气时，NA不超过1，且分辨率存在限制。因此，在光学记录再生装置中，使光源(例如，半导体激光器)的波长变短，并使聚焦透镜的数值孔径变大。

另一方面，提出了一种使用从分界面开始成指数衰减的隐失波(evanescent wave)的称为近场光学记录再生方法，作为获得大于1的数值孔径的方法。在近场光学记录再生方法中，聚焦透镜和光学记录介质的表面之间的间隙必须非常地小。

提出了一种使用固态浸没透镜(SIL)的光学记录再生方法，作为用近场光线照射光学记录介质来执行记录再生的方法(例如，参考专利文献1和非专利文献1)。

图1示出了使用SIL作为近场光照射部的光学记录再生装置的示例的示意性结构图。如图1所示，该光学记录再生装置包括光源20、准直透镜21、光束分离器22、偏振光束分光器23、1/4波长板24、光学透镜25和近场光照射部(本例中为SIL)26，它们在光轴上以所述顺序设置。第一光接收部27设置在由偏振光束分光器23反射的光线的光路上，第二光接收部28设置在由光束分离器22反射的光线的光路上。短划线C表示光轴。

在具有这样结构的光学记录再生装置中，从光源20发射出来的光线通过准直透镜21变成平行光，在经过光束分离器22和偏振光束分光器23之后，其相位经过1/4波长板24提前四分之一波长。然后，光线作为近场光线通过光学透镜25和近场光照射部26(例如，为SIL)，照射到光学记录介质的记录面。

从光学记录介质110返回的光线通过近场光照射部26、光学透镜25和1/4波长板24入射到偏振光束分光器23。由于在正向路径和返回路径通过1/4波长板24后，相位提前了二分之一波长，从光学记录介质110返回的光线被偏振光束分光器23反射，并被第一光接收部27接收。

另一方面，由于偏振在SIL的边缘转换，完全在近场光照射部(本例中为SIL)26的边缘反射的返回光线经过偏振光束分光器23传播和被光束分离器22反射，并被第二光接收部28接收。

具体地，在图1所示的光学记录再生装置中，第一光接收部27检测记录在光学记录介质110的记录面上的信息。另一方面，第二光接收部28检测根据光记录介质110和面对光学记录介质110的近场光照射部26之间的距离而改变的、全部被反射的返回光线。因此，在光学记录介质110的表面和近场光照射部26(例如SIL)的边缘之间的距离(即间隙)能够通过由第二光接收部28检测到的返回光线的量检测出来。

例如，提出了一种如图2所示的用在上述记录再生装置中的相位改变记录型光学记录介质110。图2是示意性示出光学记录介质110的示例的截面的结构图，其中，反射层102由铝或类似材料制成，介电层103由SiO₂或类似材料制成，相位改变材料层104由GeSbTe或类似材料制成，以及介电层105由SiO₂或类似材料制成，这些层顺序覆盖在由玻璃、聚碳酸酯(PC)或类似材料制成的衬底101上。此外，提出了一种如图3所示的用在前面提到的记录再生装置中的只读型光学记录介质110。图3是示意性示出光学记录介质110的另一个示例的截面的结构图，相应于记录信息的凹凸坑位于由玻璃、PC或类似材料制成的衬底101上，由铝或类似材料制成的反射层102在其上面形成(例如，参考非专利文献2和3)。

在使用前述近场光照射部(如SIL)的情况下，近场光照射部的表面和光学记录介质的表面之间的距离，也就是间隙最好等于或小于照射光波长的十分之一(例如，参考非专利文献4)。

因此，在近场光照射部(如SIL)与光学记录介质的表面碰撞的情况下，有引起信息记录部分损坏的可能性。为了控制或避免这样的问题，例如，披露了一种如图4的横截面结构图中示出的结构，在该结构中，具有厚度近似为1μm或更大的保护层108设置在光学记录介质110的信息记录表面的最上面(例如，参考非专利文献5)。在图4中，与图2中相应的部分给出相同的附图标号，其多余解释将省略。

如图4所示，由近场光照射部26提供的光线的焦点位置穿过保护层108设置在记录再生层的表面上，也就是在图中示出的示例中的相位改变材料层104的表面。此外，同样在这种情况下，光学记录介质110的表面和由SIL或类似材料制成的近场光照射部26的表面之间的间隙需要近似为照射光波长的十分之一或更小。

【专利文献1】日本公开专利申请第H5-189796号

【非专利文献1】I.Ichimura等，“Near-Field Phase-ChangeOptical Recording of 1.36Numerical Aperture”，Japanese Journal ofApplied Physics，Vol.39，pp.962-967(2000)

【非专利文献2】M.Shinoda等，“High Density Near-FieldOptical Disc Recording”，Digest of ISOM2004，We-E-03

【非专利文献3】M.Furuki等，“Progress in Electron BeamMastering of 100Gb/inch2 Density Disc”，Japanese Journal of AppliedPhysics Vol.43，pp.5044-5046(2004)

【非专利文献4】K.Saito等，“A Simulation of Magneto-OpticalSignal in Near-Field Recording”，Japanese Journal of Applied Physics，Vol.38，pp.6743-6749(1999)

【非专利文献5】C.A.Verschuren，“Towards cover-layer incidentread-out of a dual-layer disc with a NA＝1.5 solid immersion lens”，Digest of ISOM2004，We-E-05

发明内容

在使用图4所示光学记录介质的情况下，因为提供了保护层，由于与近场光照射部(如SIL)的碰撞所产生的损坏和污点能够得到控制和避免，然而，不利的是不可能使数值孔径NA变大。

进一步解释上述问题，在这种情况下的数值孔径NA表示为

NA＝n×sinθ

其中，θ是近场光照射部26(本例中为SIL)的最大入射角(与光轴C形成的内入射角)，n为保护层108的折射率。具体来说，由于在这种情况下的数值孔径NA通过将保护层108的折射率n与sinθ相乘来获得，因此它的值不可能大于保护层108的折射率。

为了获得能够经受与SIL的碰撞等的机械强度，保护层的厚度需要至少为亚微米或更大。此外，在形成近似为亚微米厚度的层的情况下，最好使用能够进行旋转涂覆的有机材料作为保护层，这是因为例如气相淀积方法的制造时间太耗时间。

然而，在能够进行旋转涂覆并具有适合于光学记录介质的保护层的透光性的有机材料中，目前无法获得具有足够高折射率的材料。

本发明针对上述和其他与传统方法和装置相关的问题。期望提供一种光学记录介质，它不容易在与近场光照射部的接触中损坏，并能够获得期望的高数值孔径，以及还提供一种使用近场光的光学记录再生方法，能够使用前述的光学记录介质执行稳定的记录再生。

根据本发明的一个实施例，提供了一种光学记录介质，被来自光源的光作为近场光使用数值孔径超过1的聚焦透镜进行照射来执行记录和/或再生，其中，折射率高于透光(light-transmissible)材料部分的高折射率材料部分与透光材料部分混合得到的复合层设置在光学记录介质的光入射侧的表面上。

此外，在根据本发明的实施例的光学记录介质中，对聚焦透镜的数值孔径NA而言，高折射率材料部分的折射率n1满足N1＞NA。

此外，在根据本发明的实施例的光学记录介质中，具有一致折射率的均质层(homogeneous layer)设置在复合层和光学记录介质的记录层之间。

此外，在根据本发明的光学记录再生方法中，来自光源的光作为近场光使用数值孔径超过1的聚焦透镜照射光学记录介质来执行记录和/或再生，其中使用的是根据本发明实施例的光学记录介质。

如前所述，根据本发明实施例的光学记录介质包括复合层，它由高折射率材料制成的高折射率材料部分与透光材料部分混合得到，位于光学记录介质的光入射侧的表面上。通过这种结构，复合层起保护层的作用，所以，无误地防止了由于与如SIL的近场光照射部的碰撞产生的损坏和污点，并能够确保耐用性。此外，由于高折射率材料部分混合到复合层中，因而整个复合层的平均折射率能够高于透光材料部分由单一材料制成的情况下的折射率，换句话说，折射率能够高于相关技术的保护层的折射率。相应的，由于数值孔径NA表示为

NA＝nc×sinθ

其中，如上所述，θ为如SIL的近场光照射部的最大入射角，nc为复合层的平均折射率，数值孔径NA能够制成与相关技术中的相比更大，所以可以高分辨率获得稳定的记录再生。

此外，尤其当高折射率材料部的折射率n1大于聚焦透镜的数值孔径NA时，整个复合层的平均折射率能够实际上与数值孔径NA相同水平或大于数值孔径NA，并能够高分辨率地执行近场光学记录再生。

此外，由于具有一致折射率的均质层设置在复合层和光学记录介质的记录层之间，因而，能够防止在照射光学记录介质的记录部的光线的聚焦位置附近的波阵面(wave front)的波动。因此，能够以期望的分辨率在根据本发明的实施例的光学记录介质中执行近场光学记录再生。

按照前面所解释的，根据本发明的光学记录介质和光学记录再生方法的实施例，能够确保光学记录介质抵抗与近场光照射部的接触的耐久性，以及能够高分辨率地执行近场光学记录再生。

附图说明

图1是示出使用近场光的光学记录再生装置的示例的示意性结构图；

图2是示出使用近场光的光学记录介质的截面的示例的示意性结构图；

图3是示出使用近场光的光学记录介质的截面的示例的示意性结构图；

图4是示出使用近场光的光学记录介质的截面的示例的示意性结构图；

图5是示出根据本发明的实施例的光学记录介质的截面的示例的示意性结构图；

图6是示出根据本发明的实施例的光学记录介质的截面的示例的示意性结构图；

图7是示出根据本发明的实施例的光学记录介质的截面的示例的示意性结构图；

图8A是示出在根据本发明的实施例的光学记录介质中，在深度方向上的入射光的强度分布图；图8B是示出光量的强度比例图；

图9A是示出在根据本发明的实施例的光学记录介质中，入射光的面内强度分布图；图9B是示出光量的强度比例图；

图10A是示出在根据本发明的实施例的光学记录介质中，在深度方向上的入射光的强度分布图；图10B是示出光量的强度比例图；

图11A是示出在根据本发明的实施例的光学记录介质中，入射光的面内强度分布图；图11B是示出光量的强度比例图；

图12是示出根据本发明的实施例的光学记录介质的光强度分布和根据比较例的光学记录介质的光强度分布图；

图13是示出根据本发明的实施例的光学记录介质的光强度分布和根据比较例的光学记录介质的光强度分布图；

图14是示出光学系统示例的示意性结构图；

图15是用于计算例的高折射率部分的参数的说明图；

图16是示出在根据本发明的实施例的光学记录介质的截面中电场的振幅分布图；

图17是示出在根据比较例的光学记录介质的平面中电场的振幅分布图；

图18是示出在根据本发明的实施例的光学记录介质的截面中电场的振幅分布图；

图19是示出在根据比较例的光学记录介质的平面中电场的振幅分布图；

图20是示出根据本发明的实施例的光学记录介质的信号输出图；

图21是示出根据比较例的光学记录介质的信号输出图；

图22是示出在双层记录介质中的记录层之间，再生信号相对于层间厚度的抖动图；

图23是示出在双层记录介质中的记录层之间，再生信号相对于层间厚度的串扰图；以及

图24是示出SNR相对于复合层中的颗粒直径的示意图。

具体实施方式

下面将描述本发明的实施例，然而，本发明不是仅限于此。

图5到图7是示意性示出根据本发明实施例的光学记录介质的截面的结构图。根据本发明实施例的光学记录介质10被来自光源的光作为近场光通过数值孔径超过1的聚焦透镜进行照射来执行记录和/或再生，在其光入射侧的表面上形成有由折射率高于透光材料部分7A的材料制成的高折射率材料部分7B与透光材料部分7A混和得到的复合层7。

当折射率n1满足

n1＞NA

的材料用作高折射率材料部分7B的材料时，能使整个复合层7的平均折射率变高，其中NA为光学记录介质10被近场光通过其照射来执行记录和/或再生的聚焦透镜的数值孔径。

此外，高折射率材料部分7B可形成为颗粒。当材料是颗粒时，有利的是，通过使颗粒的平均直径小于照射光学记录介质10的光的波长，能够控制穿过复合层7的光的波阵面的波动(fluctuation)。

图5示出相应于记录信息的凹凸坑作为记录部11设置在由玻璃、PC或类似的材料制成的衬底1(其上形成有由铝或类似材料制成的反射层2)上的实施例。在该图所示的实施例中，具有一致折射率的均质层6设置在复合层7和光学记录介质10的记录部11之间。

此外，不言而喻，根据本发明实施例的光学记录介质10不仅能够应用于凹凸坑形成为记录部的被称作只读型的光学记录介质，而且能够应用于可记录型、一次写入型和其他类型的光学记录介质。

例如，如图6所示，本发明可以应用于相位改变型的光学记录介质10。在本例中，由铝或类似材料制成的反射层2形成在衬底1上，然后，由SiO₂或类似材料制成的介电层3、由GeSbTe或类似材料制成的相位改变层4、以及由SiO₂或类似材料制成的介电层5顺序沉积来形成记录部11，此外，具有与图5中类似结构的均质层6和复合层7可设置在其上。

此外，如图7所示，例如，相位改变型的光学记录介质10可能具有复合层7直接设置在记录部11的介电层5上、而不设置均质层6的结构。

例如，针对使用在图1中解释的应用近场光执行记录和/或再生的光学记录再生装置，以及根据本发明的实施例光学记录介质被近场光照射的情况进行研究。

在这个例子中，入射到光学记录介质上的光的波长为405nm，数值孔径NA为1.7的聚焦透镜(例如光学透镜)和SIL用作聚焦透镜以近场光来照射光学记录介质10。光学记录介质10包括位于表面上的复合层7，该复合层由折射率n2为1.55的透光材料部分7A与由TiO₂颗粒制成的折射率n1为2.5的高折射率材料部分7B混合制成。

具体来说，通过将包括TiO₂的丙烯酸硬膜(hardcoat)剂(由JSR公司制造，产品名称“DESOLITE Z7252D”，固体组分的重量比为45％，TiO₂∶丙烯酸树脂＝75∶25(重量比))用包括重量比为1∶1的甲基异丙酮和异丙醇的混合溶剂稀释，制备涂布剂，使涂布剂的固体组分重量比变为30％。

在光学记录介质10的记录部11通过旋转涂覆被涂布剂涂覆之后，涂布剂通过500mJ/cm²的紫外线固化来形成复合层7。

在本例中，高折射率材料部分7B的折射率n1满足n1＞NA，

其中，NA(＝1.7)为聚焦透镜的数值孔径。

当高折射率材料部分7B的微粒的平均颗粒直径为5nm以及体积填充率为30％时，平均折射率nc可以由以下式子计算：

$\mathrm{nc}=\sqrt{((1-0.3)\×{n2}^2+0.3\×{n1}^2)}$

$\sqrt{((1-0.3)\×{1.55}^2+0.3\×{2.5}^2)}$

其中，n2是透光材料部分7A的折射率。

在本例中，来自SIL的聚焦光通过厚度等于或小于波长的十分之一的空气层入射到复合层上。由于通过复合层的光线穿过折射率不同的区域，将引起强度和波阵面的微小改变。

图8A和9A是示出光线穿过复合层的截面和聚焦面上的强度分布(电场的振幅分布)分析结果图。图8B和图9B分别示出图8A和9A中所示的强度分布的比例。在分析计算中，复合层7的厚度为210nm，并假定高折射率材料部分7B的所有微粒具有相同的直径(5nm)。通过使微粒的平均直径等于或小于入射光的波长的十分之一，由混合微粒引起的波阵面的波动可得到控制，然而，在截面和聚焦面上的各个分布中，强度的改变很小。注意，对于微粒的平均直径，稍后将描述详细的研究结果。

图10A和图11A是示出光线穿过复合层7和均质层6的截面和聚焦面上的强度分布(电场的振幅分布)的分析结果图，其中作为用于分析的示例，复合层7的厚度为160nm，厚度大约为50nm具有一致折射率的均质层6设置在复合层7和光学记录介质的记录部11中的聚焦面之间，均质层6由和透光材料部分7A相同的材料制成，也就是，由折射率为1.55的均质介质制成。图10B和图11B分别示出图10A和11A中所示的强度分布的比例。

当均质层6这样设置时，强度在复合层7中的变化很小，然而，在光进入均质层6之后，强度分布立刻变得几乎平稳。

图12是示出具有与上述实施例类似的光学系统(具体来说，数值孔径NA＝1.7)的不同结构的光学记录介质的聚焦面上的光学强度分布的计算结果的图表。

在图12中，a(带x标号的实线)示出当光聚焦于折射率n＝1.55(＜NA)的均匀介质时的光学强度分布，b(实线)示出当光聚焦于折射率n＝1.835(＞NA)的均匀介质时的光学强度分布。在a的情况下，换句话说，折射率n＝1.55，由于折射率小于数值孔径NA，以及分辨率受折射率的值限制，光斑将变大。在图12中，c(仅为o标号)示出上述图10中的示例，就是说，设置有平均折射率为1.89的复合层和折射率为1.55的均质层的光学记录介质的聚焦面上的强度分布。c(仅为o标号)的示例示出与图12中用b表示的折射率n＝1.835的特征曲线相似的平稳分布，可以获得与表面由高折射率材料制成的光学记录介质相同水平的分辨率。

因此，结果，当在聚焦面的附近设置均质层来控制聚焦面上的波阵面的波动时，同样能够获得与表面层仅由高折射率材料制成的情况相似的高分辨率。

图13是示出均质层厚度变化的各个光学记录介质中的聚焦面上的光学强度分布的计算结果的图表。在各个示例中均质层的折射率为1.55。在图13中，d(实线)示出均质层的厚度t为55nm的情况，e(带□标号的实线)示出均质层的厚度t为30nm的情况，以及f(带x标号的实线)示出均质层的厚度t为5nm的情况。

结果，当均质层的厚度大约为30nm或更大时，聚焦面上的光学强度分布变得平稳。具体来说，当入射光的波长为405nm，以及均质层的折射率为1.55时，30nm的厚度大约为均质层中的波长(＝405/1.55)的十分之一，大概等于光线在构成介质的均质层中的波长的十分之一。

因此，当在本发明中设置了均质层时，它的厚度选择为光线在均质层中的波长的十分之一或更大。

注意，任何具有一致折射率的材料都可以用作均质层，例如，如上所述，该材料可以是与位于具有图7所示结构的相位改变型光学记录介质中的相位改变材料层上的介电层相同的材料。具体而言，可以获得相似的效果，只要介电层的厚度等于或大于光在介电层中的波长的十分之一，而且在图7所示复合层直接设置在介电层上的结构的情况下，聚焦面上的光学强度分布同样能够平稳，所以可以期望的分辨率执行近场光学记录再生。

上述的实施例中示出了具有折射率为1.55的材料用作透光材料部分的例子。然而，为了起上述光学记录介质的保护层的作用，透光材料部分可能需要具有大约为亚微米或以上的厚度。考虑到制造光学记录介质的生产率，期望使用可以通过旋转涂覆或类似的方法制造的树脂材料或类似的材料，因此，例如，能够使用折射率为1.49的聚甲基丙烯酸甲酯和折射率为1.58的PC。

进一步，用于高折射率材料部分的材料并不仅限于上述折射率为2.5的二氧化钛，也可以使用其他的材料，只要该材料具有高于聚焦透镜的数值孔径的折射率和具有期望的透光率。

进一步，例如，为了维持抵抗与光学记录介质10的表面接触等的耐久性，复合层的厚度，或者当设置均质层时复合层和均质层的总厚度应为期望地厚，例如，实际上大概为0.5μm或以上。然而，当厚度超出必要的厚度时，在光学记录介质10表面上的斑点直径变大，以及用近场光照射介质的由例如SIL制成的近场光照射部26的尖端区域需要扩大。由于这个原因，存在近场光照射部26和光学记录介质10之间的倾斜容限不能确保的担忧。因此，实际上复合层的厚度或复合层和均质层的总厚度期望为10μm或更小。

接下来，对关于上述复合层中的高折射率材料部分的大小的研究结果进行说明。

在下面的研究示例中使用了图14中所示的光学系统。具体来说，使用了图1中说明的光学系统的一部分，偏振光束分光器23、1/4波长板24、光学透镜25和近场光照射部(本例中为SIL)26以所述顺序在光轴上设置。进一步，光接收部29设置在由偏振光束分光器23反射的光线的光路上。虚线C表示光轴。在从光源(图中未示出)发射出的光经过偏振光束分光器23后，它的相位通过1/4波长板24提前四分之一波长。然后，光作为近场光穿过光学透镜25和如SIL的近场照射部26照射到光学记录介质10的记录表面。来自光学记录介质10的返回光线通过近场光照射部26、光学透镜25和1/4波长板24入射到偏振光束分光器23。由于在正向路径和返回路径经过1/4波长板24之后，相位提前二分之一波长，来自光学记录介质10的返回光线被偏振光束分光器23反射，并被光接收部29接收。

在图5所示的光学记录介质中，使用上述的光学系统，对在经过复合层之后聚焦在反射层和在再次经过复合层之后穿过近场光照射部返回到光学透镜的光线进行计算。在这个例子中，反射层没有凹陷和凸起，并具有反射面。

图15示出了计算中使用的位于复合层中的高折射率材料部分7B(本例中为颗粒)的参数。当d为颗粒的直径时，这些颗粒沿复合层的平面上的两个方向和垂直方向(光轴方向)分别以Px、Py和Pz的间隔设置，平均离差(dispersion)量分别为δx、δy和δz，第一例为：

d＝21nm

以及第二例为：

d＝70nm

在这两个示例中，入射光的波长为405nm，光学透镜和近场光照射部的合成数值孔径为1.7。

图16和图17示出在第一例(也就是，颗粒大小为21nm的情况)中的截面和平面上电场的振幅分布。此外，图18和图19示出在第二例(也就是，颗粒大小为70nm的情况)中的截面和平面上电场的振幅分布。在图16和图18中，S表示反射层的表面，以及箭头Li表示入射光的方向。

图20示出第一例(也就是，在颗粒大小为21nm的情况)中当光斑穿过复合层时的信号输出。图21示出第二例(也就是，颗粒大小为70nm的情况)中当光斑穿过复合层时的信号输出。为了比较，实线m表示当光斑穿过折射率与在设置复合层情况下的平均折射率几乎相同的均匀保护层的光学记录介质时的信号电平。

比较图20和图21的结果，当颗粒尺寸大的时候，噪声信号电平变得相当大。

为了知道噪声信号的允许范围，用具有两个记录层的光学记录介质(本例中是根据Blu-ray Disc^TM标准的光学记录介质)中变化的记录层之间的层间厚度，计算再生信号抖动和SNR。图22和图23分别示出了结果。

SNR用dB表示当从位于第一记录层后侧的第二记录层反射的返回光线中获得的信号功率与从位于两层中前侧的第一记录层反射的返回光线中获得的信号功率进行比较时信号功率的波动。在本例中，从第二记录层反射的返回光线中获得的信号功率包含噪声分量，这是因为入射到第二记录层的光线和从第二记录层反射的光线穿过第一记录层。再生信号抖动表示当随机信号被数字化(即执行(1，7)调制)时超过数字化阈值电平的信号的波动时刻的偏差，以及，如果值比较大时数字化时出现误差。

图22示出当层间厚度为5μm或更小时再生信号抖动的突变，图23中示出在那个时刻SNR为-27dB。

接下来，图24示出了在构成高折射率材料部分的颗粒的大小变化情况下计算SNR的结果，计算与图20和图21相似。由于从图22和图23所示的结果中发现数字化中允许的SNR为27dB或更小，因而从图24所示的计算结果很明显知道，为了很好地执行数字信号记录再生，颗粒大小可能需要大约为22nm或更小。

光线在复合层中的平均波长通过(真空中的波长)/(复合层的平均折射率)获得。

在上述计算例中，透光材料部分的折射率为1.55，颗粒的折射率为2.5，颗粒的体积填充率为0.3，那么，平均折射率Nave由以下式子获得：

Nave＝2.5×0.3+1.55×(1-0.3)

＝1.835

因此，在这种情况下光线在复合层中的平均波长变成如下：

405/1.835＝221(nm)

因此，使颗粒大小等于或小于大约22nm相当于使颗粒直径几乎等于或小于介质中的波长的十分之一。因此，当颗粒大小几乎等于或小于复合层平均波长的十分之一时，即使在具有不同波长的光源、不同的数值孔径等的光学系统中，也可以使噪声信号变小来减小再生信号数字化的影响。

在根据本发明的实施例的光学记录介质中，如前面所解释的，由于复合层(其中，最好由折射率高于聚焦透镜的数值孔径NA的材料制成并具有较高折射率的高折射率材料部分被混合到透光材料部分中)设置在光学记录介质的表面，因而，与相关技术的光学记录介质中的保护层相比，复合层的平均折射率能够较大，并且光学记录介质的表面的折射率能够大于聚焦透镜的数值孔径NA，从而能够提供能以高分辨率执行近场光学记录再生的光学记录介质。

进一步，通过设置在光学记录介质的表面上的复合层，能够获得对抗与近场光照射部(如SIL)的碰撞等的耐久性，并能够保护包括凹凸坑、相位改变材料等的记录部，因此，可以提供光学记录介质和用于执行稳定的近场光学记录再生的光学记录再生方法。

进一步，当高折射率材料部分由平均直径小于光线在透光材料部分中的波长的颗粒制成时，在根据本发明实施例的光学记录介质中，可以控制穿过复合层传播的光线的波阵面的波动。

尤其是，由于通过使颗粒形式的高折射率材料部分的直径等于或小于复合层中波长的十分之一或更小、而使当光斑穿过复合层时产生的噪声信号引起的对再生信号数字化的影响变小，可以获得高数值孔径，并可以通过低噪声电平的再生信号执行高密度记录再生。

此外，由于具有均匀折射率的均质层设置在复合层和记录部之间，因而进一步防止了光强度分布的波动，平均起来可以获得高折射率，以及可以使在聚焦平面射的光线强度分布变得平稳分布，从而可以高数值孔径执行可靠的高密度记录再生。

应该注意，根据本发明的实施例的光学记录介质和光学记录再生方法不限于上述每一个实施例，作为近场光照射部，例如，除了上述的SIL，SIM(固态浸没镜)也同样能够使用，不言而喻，在不脱离本发明主旨的范围内，可以进行各种修改和改变。

本领域的技术人员应该理解，根据设计要求和其他因素，可以有多种修改、组合、再组合和改进，均应包含在本发明的权利要求或等同物的范围之内。

Claims (13)

1.一种光学记录介质，被来自光源的光作为近场光使用数值孔径超过1的聚焦透镜进行照射来执行记录和/或再生，包括：

复合层，设置在所述光学记录介质的光入射侧的表面上，

在所述复合层中，折射率高于透光材料部分的高折射率材料部分被混合到所述透光材料部分中，

其中，所述高折射率材料部分由颗粒制成，以及

所述颗粒的平均颗粒直径等于或小于照射所述光学记录介质的光线在所述复合层中的波长的十分之一。

2.根据权利要求1所述的光学记录介质，

其中，所述高折射率材料部分的折射率n1相对于所述聚焦透镜的数值孔径NA为

n1＞NA。

3.根据权利要求1所述的光学记录介质，

其中，具有一致折射率的均质层设置在所述复合层和所述光学记录介质的记录部之间。

4.根据权利要求3所述的光学记录介质，

其中，所述均质层的厚度等于或大于照射所述光学记录介质的光线在所述均质层中的波长的十分之一。

5.根据权利要求3所述的光学记录介质，

其中，所述复合层和所述均质层的总厚度为等于或大于0.5μm和等于或小于10μm。

6.根据权利要求1所述的光学记录介质，

其中，TiO₂微粒被用作所述高折射率材料。

7.根据权利要求1所述的光学记录介质，

其中，所述复合层的厚度为等于或大于0.5μm和等于或小于10μm。

8.根据权利要求1所述的光学记录介质，

其中，所述光学记录介质通过旋转涂覆涂上所述复合层。

9.一种光学记录再生方法，包括以下步骤：

用来自光源的光作为近场光使用数值孔径超过1的聚焦透镜照射光学记录介质，以及

执行记录和/或再生，

其中，在所述光学记录介质的光入射侧的表面上设置有复合层，在所述复合层中，折射率高于透光材料部分的高折射率材料部分被混合到所述透光材料部分中，

其中，所述高折射率材料部分由颗粒制成，以及

所述颗粒的平均颗粒直径等于或小于照射所述光学记录介质的光线在所述复合层中的波长的十分之一。

10.根据权利要求9所述的光学记录再生方法，

其中，所述高折射率材料部分的折射率n1相对于所述聚焦透镜的数值孔径NA为

n1＞NA。

11.根据权利要求9所述的光学记录再生方法，

其中，从所述光源发射的光线的波长为405nm。

12.根据权利要求9所述的光学记录再生方法，

其中，所述聚焦透镜的数值孔径为1.7。

13.根据权利要求9所述的光学记录再生方法，

其中，所述聚焦透镜配置为具有固态浸没透镜。

Images