CN100533557C - 相变型光记录介质及其记录方法 - Google Patents

Abstract

一种根据标志长度调制通过辐射脉冲式光束到相变型光记录介质的晶相变记录层上形成记录标记的记录方法，所述相变型光记录介质至少由相变记录层和基底上的反射层组成。当形成尺寸小于或等于预定尺寸N的记录标记时，所述记录方法辐射由单个记录脉冲形成的光束，所述预定尺寸N依据参考尺寸设置，所述参考尺寸是所述光束的聚束点直径与所述光束在其功率上升和下降的时间常数之和的时间之内移动的距离之和，以及当形成尺寸大于所述预定尺寸N的记录标记时，辐射由较多数目记录脉冲形成的光束。

Description

相变型光记录介质及其记录方法

本申请要求2002年12月27日在日本专利局申请的申请号为2002-380665的优先权，在此结合所述公开文本作为参考。

技术领域

本发明涉及光记录介质和用于所述介质的记录方法，更具地体涉及所谓的可重写相变型(或相转变型)光记录介质，它通过光束辐射导致其中的记录层材料产生光学性质的变化(或转变)在其上进行信息的记录和再现，以及还涉及用适于在所述相变型光记录介质上进行高速记录信息的记录方法。

背景技术

近来，诸如CD-RW、DVD+RW和DVD-RW的相变型光记录介质的记录速度得以提高，在CD-RW中实现24倍速记录和在DVD中实现2倍速至4倍速记录的高速记录系统正在开发中。相应于采用DVD格式的可重写相变型光记录介质，为实现以更高速记录信息的光记录系统，对所述领域的研究和开发活动很活跃。

常规记录策略的格式通常设置基本(基础)周期为1T，其中T代表一信道周期。所述“信道”指的是每一数据比特的时间或空间长度，例如可以是为DVD而标准化的。但是随着记录速度的提高，通过设置与常规信道周期相同的光束记录脉冲宽度来记录的方法，存在这样问题，即当记录非晶标记时，不能得到足够高的功率。为解决此问题，日本已公开的专利申请No.2001-331936中提出了一种设置记录策略的方法，使其基本周期为2T。

换言之，根据所述常规记录策略的设置，当记录标记的长度由nT表示时，将所述光束记录脉冲的数目设为n-1或b-2。由于这个原因，所述记录被规定为每当记录标记的长度增加1T，记录脉冲的数目也将增加。在采用基本周期为2T的记录策略的情况中，每当记录标记的长度增加2T时，记录脉冲的数目才增加，以此减少记录脉冲数目的增加和在高速记录中的抖动。

然而，采用基本周期为2T的记录策略没有充分考虑到用于记录的记录装置的光束功率的上升和下降特性之间的联系。为此，采用基本周期为2T的记录策略并不总能令人满意，它所设置的记录脉冲并未总能合适，因此存在问题。

例如，上述的日本已公开的专利申请No.2001-331936中提出的方法可被应用于如4倍速或更高的可重写型DVD中。但是，根据本发明人所做的一些实验发现，上述方法的应用极限是用于记录速度为6倍于DVD的参考记录速度(1倍速：3.49m/sec)。

此外，由常规记录方法在更高速度时形成记录标记时，如DVD的记录速度为10倍速，如图1所示在形成记录标记时，如果占空比设为0.5，所述脉冲宽度必须被设置为约1.9纳秒(nsec)。图1中给出了使用常规记录方法的记录脉冲图。在图1和接下来将描述的图2与图3中，纵坐标代表记录脉冲的振幅(或功率电平)，横坐标代表时间。在图1中PW代表记录(写)功率，Pe代表消除功率，Pb代表底端功率，及W代表记录脉冲的宽度。

另一方面，如图2所示，记录脉冲的上升和下降时间常数约为2纳秒(nsec)，所述记录脉冲可由现成的半导体激光二极管(LD)的直接调制形成。图2以图表方式显示了可由现成的半导体激光二极管(LD)的直接调制形成的记录脉冲的上升和下降边缘。因此，在辐射时间内不可能发出具有所需记录功率PW(或功率电平)的光束。在图2中，Pr代表所述记录脉冲的上升边缘，Pf代表所述记录脉冲的下降边缘。

例如，当根据采用基本周期为2T的记录策略进行10倍速记录时，具有占空比为0.5的实际记录脉冲宽度为3.8纳秒(nsec)，尽管这样的记录脉冲可以形成，但是所述半值宽度变得很窄，如图3中所示。图3以图表方式显示了使用常规记录方法的实际记录脉冲的半值宽度。从而，从图3中很容易看到，很难得到足够高的功率来形成非晶标记。在图3中，Phb代表所述记录脉冲的半值宽度。

因此，这就需要实现进一步改进记录策略，使之能应付如DVD中的6倍速或更高速的高速记录，并且能够在记录速度提高时，形成非晶标记时具有足够高的功率。

发明内容

据此，本发明的总的目的是提供一种新的有效的相变型光记录介质和用于所述介质的记录方法，以解决上述问题。

本发明的另一具体目的是提供一种相变型光记录介质和用于所述介质的记录方法，其中在高速记录形成非晶记录标记时，通过设置记录策略，能够使辐射到光记录介质上的脉冲式光束得到足够高的功率，且它甚至能应付在DVD中相当于6倍速或更高的记录速度，以实现令人满意的记录特性如调制系数和抖动。

本发明具有的另一具体目的是提供一种根据标记长度的调制用于形成记录标记的方法，其中在相变型光记录介质的晶相变记录层上辐射脉冲式光束，所述光记录介质至少包括相变记录层和基底上的反射层。所述记录方法包括：当形成具有小于或等于预定尺寸N的记录标记时，辐射由单个记录脉冲形成的光束，所述预定尺寸N依据参考尺寸设置，所述参考尺寸为所述光束的聚束点直径与所述光束在其功率上升和下降的时间常数之和的时间之内移动的距离之和；当形成其尺寸大于预定尺寸N的记录标记时，发射由多个记录脉冲形成的光束。根据本发明的记录方法，设置能得到足够高的脉冲式光束功率的记录策略成为可能，所述光束在高速形成非晶记录标记时，辐射于所述光记录介质上，并且所述方法还能应付在DVD中的相当于6倍速或更高的记录速度，以实现令人满意记录特性如调制系数和抖动。这是因为在确定相应于记录标记的适当的记录脉冲数目时考虑了光束的上升和下降时间常数。

所述预定尺寸N可以设置为具有±10％容限的参考尺寸乘以0.55。

当形成具有大于pN且小于或等于(p+1)N的尺寸的记录标记时，由多个记录脉冲所形成的辐射光束可辐射出由p+1个记录脉冲形成的光束，其中p是大于或等于1的整数。在所述情况下，当高速形成非晶记录标记时，辐射于所述光记录介质上的脉冲式光束可得到足够高的功率，因为所述记录脉冲的数目是根据记录标记的长度而合理的分配，所以通过减小抖动可实现令人满意的记录特性。

所述多个记录脉冲可以形成脉冲列(N₁+N+N+N+...)，它由尺寸为1.3±0.1乘以预定尺寸N所获得的起始脉冲N₁和具有预定尺寸N的后续脉冲N组成；当形成记录标记时，由所述多个记录脉冲形成的辐射光束可辐射出由脉冲列(N₁+N+N+N+...)确定的大量的记录脉冲所形成的光束。在此种情况下，因为起始脉冲具有1.3±0.1倍于预定尺寸N的尺寸，所以能进一步减小抖动。

所述标记长度调制法可以是8到14(EFM)调制附加调制法(EFM+MODULATION)，在如下的记录条件下，即所用光学系统具有数值孔径(N.A.)为0.65的拾取器，发射的光束具有约660nm的波长，并且记录线速度被设置于20m/sec至42m/sec之间，则用于形成3T至14T的EFM标记长度的记录脉冲的数目设置为：1用于3T至5T、2用于6T至8T、3用于9T至11T，4用于14T。此种情况下，当高速形成非晶记录标记时，辐射于所述光记录介质上的脉冲式光束可得到足够高的功率，因为所述记录脉冲的数目是考虑了EFM+调制和光束的特性而合理的分配给记录标记长度的，所以在减小抖动的同时实现令人满意的记录特性。

由单个记录脉冲形成的光束辐射可以在所述单个记录脉冲前增加预热脉冲。另外，所述预热脉冲可具有大于或等于一个信道周期但小于或等于两个信道周期的辐射时间，并且当用单个记录脉冲记录3T EFM标记长度时，所述功率介于记录功率和消除功率之间的中间值。在此情况下，通过所述预热脉冲的增加，即使在高速记录期间，也可区分最小记录长度，从而使记录标记长度的确实记录成为可能并得到令人满意的记录特性。

本发明的进一步目的是提供一种相变型光记录介质，包括基底；在所述基底上沉积的晶相变记录层，用在通过标记长度调制形成记录标记时接收脉冲式光束；在所述相变记录层上沉积的反射层，其中所述相变记录层由具有成分比接近Sb与Ga共晶体成分的材料制成，且当形成尺寸小于或等于所述预定尺寸N的记录标记时，接收由单个脉冲形成的光束，和当形成尺寸大于所述预定尺寸N的记录标记时，接收由多个脉冲形成的光束，所述预定尺寸N是依据参考尺寸设置的，所述参考尺寸为所述光束的聚束点直径与所述光束在其功率上升和下降的时间常数之和的时间之内移动的距离之和。根据本发明的相变型光记录介质，即使当所述光束高速辐射且根据记录策略由多个记录脉冲脉冲组成时，也可以导致能实现记录、消除和重写信息的相变记录层上的足够的光学性质变化，因为所述相变记录层是由接近Sb与Ga共晶体成分的材料制成。此外，它具有大的调制系数和减小的抖动以获得令人满意的记录特性。

所述相变记录层可进一步在SbGa共晶体成分中包括以15％或更少的比例从元素组Ge、In、Mn和Sn中选出的至少一种元素。在此情况下，可以调整记录特性如记录线速度响应和调制系数，以满足对相变型光记录介质的性能的多种需求。

所述多个记录脉冲可以形成脉冲列(N₁+N+N+N+...)，它由尺寸为1.3±0.1乘以预定尺寸N所获得的起始脉冲N₁和具有预定尺寸N的后续脉冲N组成，当形成记录标记时，由脉冲列(N₁+N+N+N+...)确定相变记录层所接收到的记录脉冲数目。在此情况下，即使当所述起始脉冲N₁具有上述尺寸且所述光束高速辐射于所述相变型光记录介质上，也可以减小抖动，因为所述相变记录层是由接近Sb与Ga共晶体成分的材料制成。

当所述记录条件为标记长度调制是8到14(EFM)调制附加调制法(EFM+MODULATION)，且所述光学系统具有数值孔径(N.A.)为0.65的拾取器，发射的光束具有约660nm的波长，并且记录线速度被设置于20m/sec至42m/sec之间时，用于形成3T至14T的EFM标记长度的被变相记录层接收的记录脉冲的数目设置为：1用于3T至5T、2用于6T至8T、3用于9T至11T，4用于14T，在记录期间所述相变型光记录介质具有大于或等于15％的反射率和大于或等于0.4的调制系数。在此情况下，即使当光束高速辐射且记录脉冲的数目是根据考虑了EFM+调制和光束特性的记录策略设置的，也可以得到足够高的光束功率以将非晶标记记录到相变记录层上，因为所述相变记录层是由接近Sb与Ga共晶体成分的材料制成。此外，它具有大的调制系数和减小的抖动可以获得令人满意的记录特性。

所述相变记录层可以接收由单个记录脉冲形成的光束和它前面增加的预热脉冲。当所述记录条件为所述预热脉冲具有大于或等于一个信道周期但小于或等于两个信道周期的辐射时间，且当由单个记录脉冲记录3T EFM标记长度时，所述功率介于记录功率和消除功率之间的中间值，所述相变型光记录介质在重现期间可具有大于或等于15％的反射率和大于或等于0.4的调制系数。在此情况下，通过所述预热脉冲的增加，即使在高速记录期间，也可分离最小记录长度，从而使记录标记长度的确实记录成为可能并得到令人满意的记录特性。

当记录条件为：标记长度调制是8到14(EFM)调制附加调制法(EFM+MODULATION)，且所述光学系统具有数值孔径(N.A.)为0.65的拾取器，发射的光束具有约660nm的波长，并且记录线速度被设置于20m/sec至42m/sec之间时，用于形成3T至14T的EFM标记长度的被相变记录层接收的记录脉冲的数目设置为：1用于3T至5T、2用于6T至8T、3用于9T至11T，4用于14T，且所述相变记录层可以接收由单个记录脉冲形成的光束和它前面增加的预热脉冲，其中所述预热脉冲具有大于或等于一个信道周期但小于或等于两个信道周期的辐射时间，当用单个记录脉冲记录3T EFM标记长度时，其功率介于记录功率和消除功率之间的中间值，则所述相变型光记录介质在重现期间可具有大于或等于15％的反射率和大于或等于0.4的调制系数。在此情况下，通过所述预热脉冲的增加，即使在高速记录期间，也可分离最小记录长度，从而使记录标记长度的确实记录成为可能并得到令人满意的记录特性。

本发明的其它目的及更多特点可以从下面结合附图的详细描述中得以呈现。

附图说明

图1给出了使用常规记录方法的记录脉冲的图；

图2给出了可以由现有激光二极管的直接调制形成的记录脉冲的上升和下降边缘的图；

图3给出了使用常规记录方法的实际记录脉冲的半值宽度的图；

图4是透视图，显示了根据本发明的相变型光记录介质的实施例，其中所述介质被切去了部分；

图5显示的是如图4所示的相变型光记录介质的被切去部分的截面图；

图6给出了根据本发明的记录方法的实施例所采用的记录策略的，由起始脉冲N₁和后继脉冲N组成的脉冲列分配的相应于每一记录标记的记录脉冲；

图7是阐释加入到单个记录脉冲之前的预热脉冲的功率电平的图；

图8给出了预热脉冲的辐射时间与记录线速度为10倍速的DVD的抖动之间的关系的图；

图9A与9B分别是用于阐释可被设置记录脉冲数目的自由度的极限的图；以及

图10给出了由本发明的和常规的记录策略得到的检测信号的比较的图。

具体实施方式

下面将参照图4及其后面的附图，描述根据本发明的相变型光记录介质及其记录方法的各实施例。

图4是透视图，显示了根据本发明的相变型光记录介质的实施例，其中所述介质被切去了部分。图5显示的是如图4所示的相变型光记录介质的被切去部分的截面图。

如图4所示的相变型光记录介质100包括透明基底1、下保护层2、相变记录层3、上保护层4、反射层5和外涂层6，上述各层如图5中所示的那样叠置。当然，采取如图5所示的层叠结构并非就是本发明的本质所在。

用于相变记录层3的记录材料具有接近于Sb与Ga共晶体的成分比，所述记录材料适于进行高速记录。例如，所述相变记录层3可通过溅射技术形成，溅射过程中所用的靶材料可具有与Sb与Ga共晶体成分接近的成分比，以使所述记录材料的成分比也接近Sb与Ga共晶体的成分。通常，由于初始化所述相变记录层3具有晶相(已被消除状态)。通过在相变记录层3上辐射如根据本发明的记录方法的调制的光束，可在所述相变记录层3上形成非晶态记录标记。

所述相变记录层3所用的材料当然并不限于所述的SbGa共晶体。例如，可以以不多于15原子百分比(at.％)的比例从Ge、In、Mn和Sn中选择至少一种元素加入到SbGa共晶体中形成相变记录层3。通过加入如Ge、In、Mn和Sn的元素到SbGa共晶体，就可能适当调整相变型光记录介质100的各性能参数，如记录线速度响应和调制系数。如果SbGa共晶体中的所述元素添加成分超过15％，所述记录性能就会恶化且由于记录线速度响应的恶化使所述反射率可能随着时间流逝而改变(老化)。如果加入到SbGa共晶体的Sn量超过15％，由于结晶速度变得太快，记录标记的存储稳定性就会恶化。

所述透明基底1可由玻璃、树脂等制成，在此实施例中，使用了一种树脂作为透明基底1，因为所述树脂容易成型且廉价。典型的用于形成透明基底的树脂的例子包括聚碳酸酯树脂和丙烯酸树脂，它们都具有良好的透光性。从具有易成型与好的光学性能如透光性的角度讲，我们愿采用聚碳酸酯树脂作为透明基底1的材料。

下保护层2可由电介质如ZnS和SiO₂制成，上保护层4可采用和下保护层相同的材料制成。在此实施例中，上保护层4由选自于金属的氧化物、氮化物、碳化物或其混合物制成。

每种上保护层4和下保护层2都可由合适的材料通过各种气相沉积技术如真空沉积、溅射、等离子CVD、光学CVD、离子电镀和电子束沉积来形成。

所述反射层5可由各种金属形成，如Al、Ag、Cu和Au，或由上述金属为主要成分的合金，它们具有相对强的耐腐蚀性。

如果必要的话，反射层5之上可具有外涂层6。所述外涂层6可由紫外固化树脂、阳离子聚合作用而固化的树脂等形成。在所述实施例被应用于DVD的情况下，与所述的透明基底1同样的基底被置于反射层5之上，而所述外涂层6仍可作为粘结材料被设置。

接下来将描述根据本发明的记录方法的实施例。在所述记录方法实施例中，为方便起见，假设光束辐射于如图4和5所示的所述相变型光记录介质100的相变记录层3上。基本上，在所述实施例中，当通过标记长度调制形成记录标记时，所采用的记录策略是基于预定尺寸来确定光束的记录脉冲的数目，所述预定尺寸是基于参考尺寸而设置的。所述的参考尺寸是将所述光束的聚束点(beam spot)直径(或尺寸)加上所述光束在其功率上升和下降的时间内的移动距离而得到的。

例如，在DVD中，当在记录线速度大于或等于8倍速且小于或等于12倍速范围内执行记录时，在每一记录标记(标记长度)中的脉冲数目可基于预定尺寸而被确定。若用p代表所述脉冲数目，用N代表所述预定尺寸，则所述确定关系可由下面的定义记录脉冲数目界限的方程式(1)表示。

(标记长度)≥p×N                           ----(1)

所述预定尺寸N可由方程式(2)决定，其中L代表光束的聚束点直径，X代表所述光束在其功率上升和下降的时间内的移动距离。

N＝0.55×(L+X)                             ----(2)

例如，如果在记录装置的光学系统中所述光束聚束点直径大约为0.92μm，且从半导体激光二极管(LD)射出的光束的上升与下降的时间常数皆为2纳秒(nsec)，则在10倍速记录的情况下，所述光束在上升和下降时间的总和时间内大约移动了0.14μm的距离。据此，所述预定尺寸N大约为0.583μm，即光束聚束点直径L＝0.92μm与光束移动距离0.14μm之和1.06μm的0.55倍。

因此，当记录标记的尺寸小于或等于所述预定尺寸N时，则相应于单个记录脉冲的光束辐射到所述相变型光记录介质上以在其上记录信息。另一方面，当所述记录标记的尺寸超过pN但小于(p+1)N时，其中的p是大于或等于1的整数，由于所述脉冲数目的设置取决于记录标记的尺寸，因此记录脉冲数目变为p+1，则相应于所述数目的记录脉冲的光束辐射到所述相变型光记录介质上以于其上记录信息。

得到所述记录脉冲数目p的界限的特殊方法如下所述。如果光束聚束点的直径为0.92μm，且用于光速功率的上升和下降的时间为4纳秒(nsec)，当方程式(1)中的p＝1时，在8倍速时(8×)pN＝0.567，在10倍速时(10×)pN＝0.583，及在12倍速时(12×)pN＝0.598。这些pN值是如下列表1所示的8到14调制法(EFM)标记长度4T和5T的实际值的中间值。

表1

 

EFM标记长度	实际标记长度(μm)
		3T	0.40
4T	0.53
		5T	0.67
6T	0.80
		7T	0.93
8T	1.06
		9T	1.20
10T	1.33
		11T	1.46
14T	1.86

在所述样例中，选择1个记录脉冲用于记录那些小于4T的EFM标记长度，选择2个记录脉冲用于记录那些大于或等于5T的EMF标记长度。并且，如果p＝2，在8倍速时pN值变为1.135，在10倍速时pN值变为1.166，在12倍速时pN值变为1.196，选择2个记录脉冲用于记录在5T到8T之间的EFM标记长度，选择3个记录脉冲用于记录大于或等于9T的EFM标记长度。同样的，用于记录所有EFM标记长度的记录脉冲的数目p可通过确定界限p＝3和p＝4同样的被选择(或设置)。

通过基于用作参考的预定尺寸N分配用于记录3T至14T的EFM标记长度所述标记长度的记录脉冲的数目p，所述记录脉冲数目p变成为：1用于3T至4T、2用于5T至8T、3用于9T至11T和4用于14T。通过以这种根据不同的EFM标记长度的方式分配记录脉冲的数目p，即使在高记录线速度时也可得到足够高的光束功率，即，足够高的记录(写)功率。

当然，也可采用另一记录策略，即确定用于记录基于脉冲列(N₁+N+N+...)的记录标记长度的记录脉冲数目。所述脉冲列(N₁+N+N+...)由起始脉冲N₁和后继具有预定尺寸的脉冲N组成，所述起始脉冲的尺寸则是由所述预定尺寸乘上1.3±0.1得到。

例如，在DVD中，当记录线速度在大于或等于8倍速至小于或等于12倍速的范围内执行记录时，在每个记录标记(标记长度)中的记录脉冲数目p是以上述类似的方式确定的，即设置起始脉冲N₁为N×(1.3±0.1)，设置后继脉冲N为N。如果p＝1，用于8倍速到12倍速的位于5T和6T之间的pN值通过计算得到，并根据所述计算结果，将用于记录所述3T至5T的EFM标记长度的记录脉冲数目p，通过考虑到当进行计算时光束聚束点直径和记录脉冲的上升时间的不一致性而选择(或设置)为1。在进行计算时，只要下降时间不是特别慢，所述下降时间不需要被考虑。同样的，所述用于记录所有EFM标记长度的记录脉冲数目p可通过确定界限p＝2、p＝3和p＝4而被选择(或设置)。

更特殊的，用于记录每一记录标记长度的记录脉冲的数目p是基于脉冲列而被确定的，所述脉冲列具有0.758μm的尺寸的起始脉冲，所述尺寸是由用1.3±0.1乘上预定尺寸N＝0.583μm得到的，和具有预定尺寸N＝0.583μm的后继脉冲。

基于所述记录策略，通过分配用于记录所述3T至14T的EFM标记长度的记录脉冲数目p，所述记录脉冲数目p变成为：1用于3T至5T，2用于6T至8T，3用于9T至11T，和4用于14T。图6显示了通过所述脉冲列分配的相应于每一记录标记的记录脉冲，根据本发明记录方法的实施例所采用的记录策略，所述脉冲列由起始脉冲N₁和后继脉冲N组成。也就是说，图6显示的是相应于每一记录标记长度的记录脉冲数目p。通过以这种方式为不同记录标记长度分配所述记录脉冲数目p，即使在高记录线速度时也可得到足够高的光束功率，即，足够高的记录(写)功率，并与上面描述的记录脉冲数目p的分配相比，其抖动可进一步减小。

根据本发明人所做的实验发现，在上面描述的记录线速度范围内，尤其是单个记录脉冲的设置界限将影响记录性能。例如，当DVD的记录线速度设置于10倍速的情况时，发现对于直到5T的EFM标记长度的单个脉冲进行记录时，其抖动可进一步减小。

另一方面，当用单个记录脉冲覆盖多个记录标记长度时，最短标记(最小长度的标记)有变得难以分开的趋势。

例如，用于DVD中的EFM情况时，对于在相当于8倍速或更高倍速的高速记录，如果单个记录脉冲被用于记录3T至5T的EFM标记长度时，则对于3T标记的记录脉冲宽度必须被设置成短于4T和5T标记的记录脉冲宽度，这是由于用于记录的光束的上升特征的影响所致。尽管在8倍速的记录线速度的情况下，必须将用于3T标记的记录脉冲宽度设置的更短的问题并不显著，但当以大于或等于10倍速的记录线速度记录3T标记时，相变记录层材料可能不会形成足够的熔化范围。结果是，可能不会得到足够的非晶标记宽度，以致使调制系数恶化。另外，如果为了保证足够的熔化范围和提高用于3T标记的调制系数，而将用于3T标记的记录脉冲的上升起始时间设置成早于4T和5T标记的上升起始时间，则可能会得到足够的调制系数，但是在其纵向区分并分开3T和4T标记就会变得困难。

因此，为了避免这些问题，本实施例的改进是，当用单个记录脉冲记录所述记录标记长度时，在记录脉冲之前增加预热脉冲，以便于即使在高速记录时所述记录标记长度确定能形成并得到令人满意的记录性能。换句话讲，作为应用足够高的光束功率到相变型光记录介质以确保用最短的记录脉冲(最小记录脉冲宽度)的记录方法，正是如图7所示在单个记录脉冲前增加预热脉冲的方法。图7以图的方式阐释了加入到单个记录脉冲之前的预热脉冲的功率电平。在图7中，纵坐标代表记录脉冲的功率电平，横坐标代表时间。在图7中，PW代表记录(写)功率、Pe代表消除功率、Pb代表基底功率(bottom power)、Pwa代表预热脉冲的预热功率，以及Tpwa代表所述预热脉冲的脉冲宽度(或辐射时间)。

设置预热脉冲的功率电平Pwa以使所述相变记录层的温度达不到所述相变记录层材料的熔点。这样的话，就可能在施加记录脉冲时，使所述相变记录层材料达到熔点的时间缩短，因此同时能得到具有足够宽度的调制系数，并能将3T标记与4T标记区分并在纵向上分离。

特别的，所述预热脉冲的功率电平Pwa处于记录功率Pw与消除功率之间的中间值，以及在相应于具有辐射时间Tpwa的记录标记长度3T的记录脉冲数目之前加入预热脉冲，且所述辐射时间Tpwa大于或等于一个信道(channel)周期和小于或等于两个信道周期，是合乎需要的。所述“信道”代表每数据比特(bit)的时间或空间长度，例如它可以是为DVD而标准化的。

从本发明人所做的实验发现，所述预热脉冲的辐射时间Tpwa需被设置成大于或等于5纳秒(nsec)。否则，如果所述预热脉冲的辐射时间Tpwa小于5纳秒(nsec)，则相比于不增加预热脉冲的情况，由预热脉冲作用产生的抖动性能的显著改善将不能看到。但是如果所述预热脉冲的辐射时间Tpwa为5纳秒(nsec)或更长，则发现相比于不增加预热脉冲的情况，所述抖动可被减小接近1％。

图8以图的方式显示了预热脉冲的辐射时间Tpwa与记录线速度为10倍速的DVD的抖动之间的关系。图8显示了在预热脉冲的预热电平Pw为12mW，且记录脉冲的记录功率Pw为28mW的情况下的关系。在图8中，纵坐标代表抖动(％)，横坐标代表预热脉冲的辐射时间Tpwa(nsec)。从图8中可看出，当预热脉冲的辐射时间Tpwa为5纳秒(nsec)或更长时，所述抖动处于令人满意的低值。

另一方面，当考虑到其它的记录标记的效果时，预热脉冲的辐射时间Tpwa约为1.5T是合乎需求的，所述时间小于或等于相应于最短标记的3T标记的一半。对于记录线速度在8倍速至12倍速之间的DVD来说，预热脉冲的效果在功率电平Pwa为8mW或更高时可被看到，并发现功率电平Pwa需要在20mW以下，在16mw以下时则更好。

还可发现，当通过所述实施例的记录方法在相变型光记录介质上记录信息时，所述调制系数为0.4或更高，所述反射率为15％或更高。

上述参数范围满足了为达到与DVD-ROW的兼容性而作的规定值。因而即使在高速记录信息时，也可得到令人满意的记录特性或性能。

而且，本发明人发现本发明中所采用的记录策略，即基于预定尺寸N来设置记录脉冲的数目p，在设置记录脉冲的数目中容许余量(或自由度)。从本发明人作的实验可得，所述自由度可被认为接近±10％。

图9A与9B分别是用于阐释可被设置记录脉冲数目的自由度的极限的图。

记录标记的后缘被具有消除功率Pe的记录脉冲(消除脉冲)明确和确定。但是特别的，当想要通过单个记录脉冲延伸可记录的标记长度至更大的记录标记时，则必须在沿着关于所述相变型光记录介质的轨迹的记录标记的宽度方向较小的记录标记部分形成标记边缘，如图9A所示。根据这样的记录，由于标记边缘的不一致性将增加，这就需要分别相应于具有记录功率Pw的记录脉冲和具有消除功率Pe的记录脉冲(消除脉冲)来覆盖所述在沿着关于所述轨迹的记录标记的宽度方向上较大的记录标记部分，如图9B中所示。图9A与9B中，轨迹以如箭头所示的光束移动方向延伸。根据本发明人所做的实验发现，如果标记边缘形成于从记录标记的起始边缘的用于记录的光束的聚束点的直径L的约0.6倍的距离范围内，所述抖动实际上不会增加。当光学系统的拾取装置的数值孔径(N.A.)具有中心值0.65时，且发射具有约660nm波长的光束，其容限若用N.A.的改变量表示，则大约为0.65±2。因此，当采用上面描述的记录策略时，这就需要光学系统的拾取装置(透镜)的N.A.在约0.65±2的范围内。然而，实际制造记录装置时，考虑到光学系统的其它一些不一致性，更要求N.A.的容限达到接近0.65±1。

接下来将结合比较例作的比较，给出上述的本发明的实施例及改进的性能的描述。

在用于比较的相变型光记录介质的实施例中，如图5中所示的所述外涂层6被省略了。更特别的是，所用由聚碳酸酯制成的透明基底1具有0.6mm的厚度，并设置有用于记录的光束导槽。下保护层2由ZnS和SiO₂(20mol％)的混合物形成，它是在透明基底1上溅射约70nm厚度的所述材料形成的。所述相变记录层3由GaSb制成并在下保护层2上溅射到约15nm的厚度，上保护层4由与下保护层2同样的材料制成并在相变记录层上溅射到约15nm的厚度。反射层5由AgCu合金制成且在上保护层4上溅射到约150nm的厚度。所述相变型光记录介质通过粘结基底而被完成，所述基底是由与透明基底1相同的材料制成，并在反射层5上使用了紫外固化树脂。所述相变记录层3是通过使用具有成分与共晶体的成分接近的记录靶的溅射过程形成，以使它的成分比与Sb和Ga共晶体的成分接近。更特别的，所述成分比为88％的Sb和12％的Ga。

所述相变型光记录介质的调制系数是用通用的用于在可重写DVD上记录信息的记录装置测量的，所述装置的拾取器的数值孔径(N.A.)为0.65，其发射的光束具有约660nm的波长。为评估所述相变型光记录介质，对于三个记录策略中的每一个，对所述介质的直接重写操作进行了10次。所述三个记录策略分别为用1T为基本周期(第一比较例)的第一(常规)记录策略和用2T为基本周期(第二比较例)的第二(常规)记录策略，以及本实施例采用的第三记录策略。所述测试是在记录线速度为DVD的10倍速(34.9m/sec)，和记录脉冲的记录功率Pw被设为30mW，而在空白部分的记录脉冲(消除脉冲)的消除功率Pe设为6mW时作出的。第一、第二和第三记录策略中的每一个的记录脉冲的脉冲宽度被优化以致使所述调制系数最大化。

使用每一记录策略在每一记录轨迹上写入的非晶记录标记的反射率变化被检测。所述检测到的反射率通过检测器中的光电二极管转换成电数据(检测信号)，并且使用最大功率将所述电数据标准化。图10显示了检测信号的结果。图10给出了通过第一和第二(常规)记录策略和本发明的实施例所采用的第三记录策略得到的检测信号的比较的图。在图10中，完全反射率约为22％。所述调制系数可从以下方程式(3)得到，其中Mmax代表检测信号的最大值，Mmin代表了检测信号的最小值。

(调制系数)＝(Mmax-Mmin)/Mmax                     ---(3)

根据第一比较例所采用的第一(常规)记录策略，基于信道周期1T的记录脉冲的数目被增加一。根据第二比较例所采用的第二(常规)记录策略，基于信道周期2T的记录脉冲的数目被增加一。

另一方面，根据本发明的实施例所采用的第三记录策略，记录脉冲的上升和下降时间常数分别为2纳秒(nsec)，在10倍速的DVD情况中，在上升和下降时间常数总和的时间之内，光束移动距离约为0.14μm。此外，在记录装置的光学系统中，相应于1/e²的光束功率的聚束点直径约为0.92μm。因此，聚束点直径与光束移动距离之和的0.55倍可以计算得到为0.583μm。基于用作参考的预定尺寸N＝0.583μm，通过分配将用于记录为3T至14T的EFM记录标记长度的记录脉冲数目p，所述记录脉冲数目p被设为1用于3T至4T、2用于5T至8T、3用于9T至11T和4用于14T。

从图10很容易看到，相比于根据本发明的实施例所采用的第三记录策略，第一和第二比较例所采用的第一和第二(常规)记录策略显然缺乏所需的光束功率电平，也就是记录功率电平。因此，可以确定的是，本发明的实施例所采用的记录策略相比于第一和第二比较例所采用的第一和第二(常规)记录策略是非常之有效的。

所述相变型光记录介质的性能还通过本发明实施例所采用的第四实施例来测试，即，基于脉冲列(N₁+N+N+...)确定用于记录所述记录标记长度的记录脉冲数目，所述脉冲列(N₁+N+N+...)的起始脉冲N₁的尺寸被设为0.758μm，它是由1.3±0.1乘以预定尺寸N＝0.583μm得到，后续的脉冲N的尺寸等于预定尺寸N＝0.583μm。基于脉冲列(N₁+N+N+...)，通过分配记录脉冲数目p用于记录3T至14T的EFM标记长度，所述记录脉冲的数目被设为1用于3T至5T、2用于6T至8T、3用于9T至11T和4用于14T。此外，相变型光记录介质和用于测试的记录装置与上述用于第三记录策略是一样的，并且对于抖动的评估也是在与用于评估第三记录策略的调制系数相同的记录和再现条件(记录线速度为DVD的10倍速)下作出的。

此外，根据由上述第三记录策略设置的记录脉冲的数目P类似的评估同样的相变型光记录介质的抖动。

在进行评估时，第四和第三记录策略的上升和下降时间常数都被优化了，其结果显示于下面的表2中。所述抖动(％)通过由信道周期划分记录标记边缘的时间偏移(或不一致性)来得到，抖动越小则标记边缘的漂移越小反映出令人满意的记录效果。

表2

 

起始脉冲尺寸	抖动(％)
		有N<sub>1</sub>	7.9
没有N<sub>1</sub>	8.7

从表2可以确定，即使当起始脉冲N₁没有加上时，也能得到令人满意的记录特性，但是加入所述起始脉冲N₁可以进一步减小抖动。所述调制系数为0.60，且从所述记录区域检测信号的最大值得到的反射率为23％。这些调制系数和反射率的值能满足前述的为达到与DVD-ROM兼容所要求的值，所以，通过使用根据本发明的相变型光记录介质和记录方法，即使当进行高速信息记录时，也能得到令人满意的记录特性和性能。

接下来将描述DVD中8倍速、10倍速和12倍速下评估的相变型光记录介质的实施例的记录性能。所述相变型光记录介质的结构与上述的用于评估第三记录策略下的调制系数的结构是一样的。然而，用于在8倍速、10倍速和12倍速下评估的相变记录层在形成时溅射过程所使用的靶材料具有如下的组成：

用于8倍速：GaSb共晶体成分加入5％的Ge；

用于10倍速：GaSb共晶体成分；

用于12倍速：GaSb共晶体成分加入5％的Sn。

此外，根据上述的第四记录策略设置的记录脉冲的数目p，对所述相变型光记录介质的性能类似地加以评估。为方便起见，虽然在8倍速的情况下，用于5T的记录脉冲数目应被设为2，但是在8倍速的情况下，用于5T的记录脉冲数目被设为与在10倍速和12倍速的情况下相同的数目，且所述记录过程是通过优化记录功率和每一记录线速度的上升和下降时间常数而进行的。

所述记录功率与(记录速率)^1/2成正比，且所述记录功率的最优值为28mW用于8倍速、31mW用于10倍速、34mW用于12倍速。下面的表3显示了通过抖动评估的记录性能。

表3

 

记录速率	抖动(％)
		8倍速	8.2
10倍速	7.9
		12倍速	8.7

由本发明人所作的实验结果可发现，即使在DVD的8倍速时得到的抖动特性也是令人满意的，其在表3中可以看到。因此可以确定，本发明所采用的第四记录策略允许一容限(或自由度)来设置记录脉冲的数目，且所述容限(或自由度)约为±10％。

由本发明人所作的实验还可确定，由于在所述容限内的抖动实际上没有增加，所以所述设置记录脉冲的数目的容限(或自由度)的极值可能大到接近于所述用于记录从记录标记起始边缘的光束聚束点直径L的0.6倍。

上面所述的实施例中，在所述相变型光记录介质用于DVD中的8倍速操作时，为有意恶化相变型光记录介质的记录线速度响应，5％的Ge被加入到相变记录层材料中。然而，通过进一步加入元素如In、Mn和它们的合金到所述已加入Ge的相变记录层材料中，必可能调整所述相变型光记录介质的性能，比如记录线速度响应和调制系数。但是，如果加入到所述相变记录层材料的元素超过15％，则记录线速度响应变得得太差，由此将恶化记录性能和/或导致随时间的流逝反射率的改变(老化)。

而且，上述的实施例中，在所述相变型光记录介质用于DVD中的12倍速操作时，为提高所述相变型光记录介质的记录线速度响应，将Sn加入到相变记录层材料中。然而，通过进一步加入元素如In、Mn、Ge和它们的合金到所述相变记录层材料中，必可能调整所述相变型光记录介质的性能，比如调制系数和记录灵敏度。但是，如果加入所述相变记录层材料的Sn超过15％，则结晶速度变得太快，由此将恶化记录标记的存储稳定性。

另外，上述的实施例中，在所述相变型光记录介质用于DVD中的10倍速操作时，将Ge、In、Mn、Sn和它们的合金可以加入到所述相变记录层材料中，以精确的调整所述相变型光记录介质的记录性能。然而，如果加入所述相变记录层材料的元素超过15％，与那些上述用于DVD中的8倍速和12倍速操作时的相变型光记录介质所产生的类似的问题也将出现。

此外，本发明并不局限于这此实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以作多种变化和改进。

Claims (6)

1.一种根据标记长度调制形成记录标记的记录方法，所述调制是通过辐射脉冲式光束至相变型光记录介质的晶相变记录层上而进行的，所述相变型光记录介质至少由相变记录层和在基底上的反射层组成，其特征在于下列步骤：

当形成尺寸小于或等于预定尺寸N的记录标记时，辐射由单个记录脉冲形成的光束，所述预定尺寸N依据参考尺寸设置，该预定尺寸N是具有±10％容限的参考尺寸乘以0.55，所述参考尺寸是所述光束的聚束点直径与所述光束在其功率上升和下降的时间常数之和的时间之内移动的距离之和；以及

当形成尺寸大于所述预定尺寸N的记录标记时，辐射由多个记录脉冲形成的光束。

2.如权利要求1所述的记录方法，其特征在于，在所述的辐射由多个记录脉冲形成的光束的步骤中，当形成尺寸大于pN但小于或等于(p+1)N的记录标记时，辐射由p+1个记录脉冲形成的光束，其中p是大于或等于1的整数。

3.如权利要求1所述的记录方法，其特征在于：

所述的多个记录脉冲形成脉冲列(N₁+N+N+...)，所述脉冲列由尺寸为所述预定尺寸N的1.3±0.1倍的起始脉冲N₁与尺寸为所述预定尺寸N的后续脉冲N组成；以及

在所述的辐射由多个记录脉冲形成的光束的步骤中，当形成记录标记时，辐射由所述脉冲列(N₁+N+N+...)确定的多个脉冲形成的光束。

4.如权利要求3所述的记录方法，其特征在于：所述的标记长度调制是8到14调制附加调制法，当记录条件为所用的光学系统具有数值孔径为0.65±2的拾取器，发射的光束具有约660nm的波长，记录线速度设为20m/sec至42m/sec时，用于形成3T至14T的EFM标记长度的记录脉冲数目设置为1个脉冲用于3T至5T、2个脉冲用于6T至8T、3个脉冲用于9T至11T、4个脉冲用于14T。

5.如权利要求3所述的记录方法，其特征在于：在所述的辐射由所述单个脉冲形成的光束的步骤中，在所述单个记录脉冲前增加预热脉冲。

6.如权利要求5所述的记录方法，其特征在于：所述的预热脉冲在通过所述的单个记录脉冲记录3T的EFM标记长度时，具有大于或等于一个信道周期且小于或等于两个信道周期的辐射时间，和介于记录功率和消除功率之间的中间值的功率。

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