CN101390160A - 用于确定最佳激光束功率的方法和光记录媒体 - Google Patents

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Abstract

提供用于为具有第一和第二信息层的单侧、双层光记录介质确定最佳激光束功率的方法，该方法包括：基于在记录介质上的重写周期数是预定值时的预定特性值确定最佳激光束功率，其中由利用光变化的光记录/再现设备实施该方法，并且第一信息层比第二信息层更接近于激光照射侧。

Description

用于确定最佳激光束功率的方法和光记录媒体
技术领域
本发明设计用于确定最佳激光束功率的方法和光记录媒体。
背景技术
在通过使用具有405nm的中心波长的蓝-紫激光和具有0.65或更大的高数字孔径的物镜实现高密度记录的光记录媒体中，最短的记录标志长度比CD和DVD中的记录标志长度更短。虽然依赖于记录和调制方案，但是在这样的光记录媒体中，最短的记录标志长度通常在短至0.15μm到0.2μm的范围内。
最短记录标志长度在减小到该水平时，引起由光拾取再现的信号的幅度上的减小，这使得甚至使用与用于DVD的波形均衡方法类似的波形均衡方法也很难无任何错误地区分与最短标志对应的信号以及与用于信息再现的较长的标志对应的信号。这是因为与临近标志的波形干扰变得显著。首先(for onething)，无任何错误地再现这些信号要求以在它们之间的所期望的长度的空间记录所期望的长度的标志。
可以以下列方式实现在相变光记录媒体中的高精度记录：施加成形脉冲(pulse-shaped)的激光束，同时基于三个或更多的功率参数控制激光束功率，并且针对每个功率参数控制激光施加的时间段、开始时间和结束时间。这里，存在在激光束施加时使用的三个基本功率参数：记录(峰值)功率(Pp)、擦除功率(Pe)和基础功率(bottom power，Pw)。根据标志长度优化用于每种功率的脉冲数以及用于Pp和Pb的光束施加时间段。为了标志长度的进一步精确的控制，可以采用基于四功率的激光施加，其中用于头脉冲的Pb与用于其它脉冲的Pb不同。这些方法必须找到用于每个功率水平的最佳值，其中该值依赖于制造光盘的方式。
如果最佳记录条件在每个记录介质中均不同，则不同的光记录/再现设备可以采用不同的光记录条件。此外，设备的激光束功率可能由于在设备中灰尘附在物镜和/或激光源本身的寿命的终结而改变。由于记录条件裕量(margin)在高密度和高线性速度记录中变窄，因此由设备确定最佳激光束功率变得日益重要。甚至当通过在其中简单地形成摆动凹坑(wobble pit)或凹槽，并且通过改变它们的状态，在除了用户数据区域之外的、盘的读入区域中预先记录了记录条件时，通过使用设备简单地读出记录条件和记录信息，也不一定能实现在盘上的最佳记录。
专利文献1和2都公开了不论不同记录/再现设备间最佳激光束功率的差异如何均使能最佳记录的方法。这些方法基于被称为“调制”的特性值确定最佳记录功率，而所述特性值是通过记录标志的随机图案以及范围从最短到最长的空间、从用于最长标志的非晶体部分的反射信号电压减去用于最长标志的晶体部分的反射信号电压、并且将该值除以用于晶体部分的反射信号电压而获得的。这些方法用作甚至利用采用不同最佳记录功率的记录/再现设备也能够使能最佳记录的方法。
同时，近些年来正在发展采用利用蓝-紫激光束和0.65的数字孔径的物镜来实现DVD大小的15GB存储容量的格式的可重写光记录媒体。如BD(蓝光盘)-RE(可重写)那样，这些可重写媒体是其中在它们的凹槽中记录信息的媒体。
例如，这样的具有15GB存储容量的媒体的示例包括，HD DVD-ROM和HD-DVD；以上可重写媒体具有与这些媒体具有的存储容量相同的存储容量，并且与HD DVD-R共享相同的格式。此外，可重写媒体的示例包括在光束照射侧具有两个记录层来将存储容量增加(双倍)到30GB的媒体。在本发明中，这样的媒体被称为单侧、双层记录媒体。
在这些记录媒体中，随机记录长度范围从2T(其中T是参考时钟频率)(最短标志)到11T(最长标志)的标志。2T标志是大约0.2μm的长度。如果利用该调制方案记录信息，然后进行信号的再现，则在可从光电二极管(PD)获得的反射信号中，与2T标志和标志空间对应的信号的幅度小于与其它更长的标志对应的信号的幅度。为此，利用与用于DVD的方法类似的波形均衡方法，而这导致了其中不期望地再现了与一些临近的标志对应的信号，因此不能实现完全离散的信号再现。因此，在这些可重写媒体中，设计再现方法，使得可以克服该问题。
例如，作为用于将记录密度和存储容量增加到超出通过降低激光束的波长实现的水平的程度的特殊信号处理方案，采用自适应PRML，以便补偿与分辨率减小相关联的幅度裕量减小，由此，使得稳定的、高密度再现变为可能。代表部分响应最大可能性(partial responsive maximum likehood)的PRML指的是：其中移除在记录或再现处理期间发生的所再现的信号的波形失真，以将其变化为具有感兴趣的形状的波形的波形均衡技术、以及其中基于记录调制码主动地使用被均衡的波形的冗余和其中从包含数据错误的所再现的信号中选择似乎最合适的数据序列的信号处理技术的组合。采用被称为ETM(八到十二调制)的调制方法作为记录编码方法。
作为评估标志质量的措施，使用称为PRSNR的措施，而不是在CD和DVD中采用的抖动措施。PRNSR允许所再现的信号的S/N(信噪比)以及实际波形和理论PR波形的线性的同时表示，并且其为当估计盘上的比特错误率时必要的措施之一。通过特殊信号处理产生感兴趣的信号，并且该信号与实际再现的信号的差被标准化为PRSNR。
当要求上述再现方法时，利用常规方法确定的最佳激光束功率是不令人满意的；考虑非对称性，即与最长标志对应的信号的幅度的中心从用于最短标记的信号的幅度的中心偏移的量、指示从最短和最长标志的所再现的信号幅度之间的对称性的方法是非常重要的。因此，利用调制作为主要措施的常规方法是不够的。非对称性依赖于盘被重写的次数而变换，因此，考虑更佳的方法是必要的。
除了以上常规方法之外，确定最佳激光束功率的一些常规方法利用非对称性作为标志质量评估的方法。在这种情况下，虽然依赖于所采用的记录方法，但是可能存在其中用于非对称性的值变为0(理想值)的情况，在这样的低功率上，不能获得足够的信号幅度。这不表示不能获得足够的记录质量，除非用于非对称性的最佳值为0；相反地，非对称性值最好接近于0。这种情况下，由于记录/再现设备中的读取错误导致非对称性值变换，因而很难指定特定的非对称性值。
此外，常规方法涉及单层记录媒体，并且之前并未应用到单侧、双层记录媒体。单侧、双层记录介质的两个信息层之一(离光束照射侧较近的那个)具有与另一信息层或单层记录介质中的信息层不同的特性：其必须接纳(admit)光，使得另一信息层可以接收光，并且通过光的吸收的非晶态和晶态之间的相变被重写。理想地，离光束照射层比另一层更近的信息层具有50％或更高的透射率是必要的。在这种情况下，在该信息层中减小记录层和用于反射光和帮助散热的反射、散热层的厚度。相应地，用于该信息层的最佳记录条件范围被缩小到现有技术中还未见到的水平。更具体地，由于减小的散热效率和吸收效率而导致用于最佳激光束功率的范围被缩小，需要一种用于确定在单侧、双层记录介质上、尤其是离光束照射侧更新的信息层上由记录/再现设备执行的最佳激光束功率的新方法。
(专利文献1)日本专利(JP-B)No.3259642
(专利文献2)日本专利(JP-B)No.3124721
发明内容
已经完成本发明来克服以上常规问题，并且提供用于确定最佳激光束功率的方法，该方法能够不论不同记录/再现设备间最佳记录功率的变化如何均能够以最佳记录功率在最佳记录媒体上进行记录，并且提供适于该方法的光记录介质。
本发明基于本发明人的发现，并且在下面描述解决以上问题的装置。
<1>一种用于为具有第一和第二信息层的单侧、双层光记录介质确定最佳激光束功率的方法，该方法包括：基于在记录介质上的重写周期数是预定值时的预定特性值确定最佳激光束功率，其中由利用光变化的光记录/再现设备实施该方法，和其中第一信息层比第二信息层更接近于激光照射侧。
<2>根据<1>所述的用于确定最佳激光束功率的方法，其中基于各种长度的标志中的最长标志的调制优化记录功率，并且在使用被优化的记录功率作为固定值的同时，基于PRSNR优化擦除功率。
<3>根据<1>和<2>所述的用于确定最佳激光束功率的方法，其中记录介质上的重写周期数是1。
<4>根据<1>和<2>所述的用于确定最佳激光束功率的方法，其中在记录介质上的重写周期数是10，即其中稳定特性值的值。
<5>根据<2>到<4>中任意一个所述的用于确定最佳激光束功率的方法，其中在PRSNR被最大化或者具有擦除功率的PRSNR变化率平稳的点上确定最佳擦除功率。
<6>根据<2>到<5>中任意一个所述的用于确定最佳激光束功率的方法，其中确定最佳擦除功率，使得非对称性具有预定值。
<7>根据<1>到<6>中任意一个所述的用于确定最佳激光束功率的方法，其中已经在为第一信息层确定最佳激光束功率之后第一信息层被记录的情形下为第二信息层确定最佳激光束功率。
<8>一种光记录介质，包括：执行根据<1>到<7>中任意一个所述的用于确定最佳激光束功率的方法所必需的信息。
<9>一种光记录介质，包括允许在其中第一信息层已经被写入的情形下，根据<7>所述的用于确定最佳激光束功率的方法来针对第二信息层确定最佳激光束功率的记录灵敏度校正因数。
<10>根据<8>所述的光记录介质，其中与用户数据区域对应的第一和第二信息层中的每一层的反射率是3％到6％。
根据本发明的用于确定最佳激光束功率的方法，可以以最佳记录功率来在最佳记录媒体上进行记录，而不管不同记录/再现设备间最佳记录功率的变化如何。此外，本发明的光记录介质适于本发明的用于确定最佳激光束功率的方法。
附图说明
图1是在本发明中采用的脉冲产生条件(写策略)的示意图。
图2是记录功率对调制和伽马(gamma)值的第一图示。
图3是记录功率对调制和伽马值的第二图示。
图4是本发明的光记录介质的层配置的截面图。
图5是在本发明中使用的记录/再现设备的配置的方框图。
图6是在本发明的用于确定最佳激光束功率的方法中的步骤的第一流程图。
图7是在本发明的用于确定最佳激光束功率的方法中的步骤的第二流程图。
图8是擦除功率Pe对PRSNR的图示。
图9是PRSNR相对于重写周期数(至多到10)的图。
图10是示例1中的记录功率对调制和伽马值的图示。
图11是在示例1中的10次重写周期后Pe/Ppo对PRSNR的图示。
图12是示例2中的记录功率对调制和伽马值的图示。
图13是在示例2中的10次记录周期后Pe/Ppo对PRSNR的图示。
图14是示例3中的记录功率对调制和伽马值的图示。
图15是在示例3中的2次记录周期后Pe/Ppo对PRSNR的图示。
图16是记录功率对PRSNR的图示。
图17是示例4中的Pe/Ppo对非对称性的图示。
图18是示例5中的记录功率对调制的图示。
具体实施方式
本发明涉及一种技术，该技术具体涉及使用具有405nm的波长的激光束和具有0.65的NA的物镜在其上记录信息或从其再现信息的可重写HD DVD，并且本发明还涉及提供确定单侧、双层光记录媒体的最佳激光束功率的方法。
这里使用的最佳激光束功率基于三个功率参数：记录功率(Pp)、擦除功率(Pe)和偏置功率(Pb)。当基于2个或更多参数控制记录功率时使用额外的功率参数(Pp2)。
用于确定最佳激光束的方法基本上使用“调制”作为特性值，通过从标志空间的反射信号电压减去最长标志的反射信号电压(即，最长标志的反射信号的幅度)，并且将结果值除以标志空间的反射信号电压(反射电压)来获得该值。在记录/再现设备中，以下述方式改变每个参数：PRSNR、错误率、调制和非对称性的值落入预定范围内。注意，该设备不具体限于市场上可获得的那些设备；可以使用能够评估媒体特性的任何设备。在这一点上，根据脉冲持续时间调节脉冲产生条件(下面称为“写策略”)(见图1)，由此预先确定最佳条件。
这里，由下列等式定义调制(m)：
调制＝(用于11T标志的反射信号电压)-(用于11T标志空间的反射信号电压)/(用于11T标志的反射信号电压)
一旦确定光激光束功率，则利用已经预先确定的写策略、Pr/Pp和偏置功率Pb以不同记录功率记录信息。为确定最佳激光束而保留的记录区域是放置在盘的径向向内侧的测试写区域，而不是为用户保留的用户数据区域。
在该实验中，在记录/再现设备可以执行记录/再现的、从最低到最高的范围内，以各种记录功率(Pp)进行用于调试(m)的测量，并且在数据处理LSI中存储测量结果。如图2所示，调制(m)依赖于记录功率(Pp)。这里，使用用于Pe/Pp和Pb/Pp的预定值来确定用于擦除功率(Pe)和偏置功率(Pb)的值。在常规方法中，计算伽马值(γ)：(γ)＝(dm/dPp)x(Pp/m)。然后使用该等式设置目标伽马(γtarget)。
不从调制(m)到达平稳状态(plateau)以及调制升高率大的区域，即，记录功率显著低的区域选择目标伽马(γtarget)。在调制(m)到达平稳状态之前，最好从与范围从0.4到0.5的调制(m)值(假设调制在0.6到0.65变平稳)对应的区域中选择γtarget值。因此，甚至当在记录设备间用于记录功率的绝对值不同时，由于保存了关于记录功率的调制曲线的依赖性，因此可以近似地获得相同的γtarget值。
通过将Ptarget(与γtarget对应的记录功率)乘以因数(ρ)得到的值是最佳记录功率(Ppo)。选择因数(ρ)使得可以获得最佳特性值。甚至当在不同的记录设备间最佳记录功率不同时，这也允许选择最佳记录功率，即能够获得最佳记录特性值的记录功率。
通常地，该方法已经被应用到单侧、单层记录媒体上，但是如在单层、双层记录媒体中预见的那样，最佳特性值范围减小意味着最佳记录条件范围的减小；因此，如果仅基于调制选择最佳记录功率，则特性值未必获得最佳值。
一些可重写记录媒体在每个重写周期后经历实质特性值变化。当前情形要求高记录速度-4x、8x或12x(基准线速度(1x))，并且相变光记录媒体，甚至具有单侧、单层结构的那些媒体，与第一次记录记录周期后(即，在非记录区域上的第一次记录)和10次重写周期后相比，趋向于在第一次重写周期后(即，在两次记录周期后)出现特性值的显著降低。然而，可能存在即使考虑下一次重写，但是根据采用参数的是什么周期，也未必获得最佳记录功率。通常，在10次记录周期之后确定最佳记录功率。
除了用于使用称为调制的以上特性值确定最佳记录功率的方法之外，存在采用非对称性的方法。这里，将“非对称性”定义为如下：
非对称性＝(I11H+I11L-I2H-I2L)/(2(I11H-I12L))
最好非对称性值等于0。甚至当成功地获得高调制值时，明显偏离0的非对称性值根据记录功率条件导致错误的增加。因此，仅基于该特性值优化记录功率是不理想的。根据记录条件，甚至利用不充分的调制，非对称性也可以接近于0。特别地，写策略和擦除功率更依赖于非对称性。当考虑称为PRSNR的特性值时，如常规情况那样，仅基于调制或非对称性很难确定最佳记录功率。然而，调制是基本特征值。
PRSNR随着用于最长标志的信号的增加幅度而增加，并且最好将不同标志间的信号幅度的差做得尽可能大。使用调制确定记录功率(Pp)。此外，当基于“γ”确定调制时需要注意的是如何选择用于等式(γ)＝(dm/dPp)x(Pp/m)中的“dPp”的值。当允许“dPp”具有0.1mW的值时，在调制曲线变得平稳的记录功率区域中，(γ)值波动，不能画出图2的图示所示的曲线(见图3)。
在如图3所示的曲线的情况下，如果记录设备选择在记录介质中预先存储的、如图所示的γt1，则这导致两个不同Ptarget值，Pt1和Pt2的出现。在这种情况下，选择Pt2作为Ptarget值导致Ppo2的选择，即高于Ppo1的光记录功率。如果记录功率太高，则特征值降低，导致不是最佳的记录功率的选择。此外，甚至当特性值仍然落入它们的最佳范围时，在100次重写周期、1000次重写周期等之后，它们可能进一步降低。
在这种情况下，可以通过采用大的dPp值(如，0.5mW或更多)或通过由二次函数近似调制曲线最小化调制值的变化来减少γ值的波动。最好采用例如使用下面的公式的多项式近似技术，使得所获得的曲线尽可能等同于原始的调制曲线：
K，n*Pw+k，n*Pw＾2+k，n*Pw＾3+k，......n*Pw＾n+a0
其中“n”是2或更多，而“k”和“n”是因数。
当发现已经被合适地确定了的最佳记录功率超过由记录设备可获得的最大功率时，仅需要允许设备在最大功率执行记录。将在示例中详细描述用于确定最佳激光束功率的方法。
图4显示可重写单侧、双层光记录介质的示例。自激光束照射侧起，单侧、双层光记录介质15包括第一基底1、第二信息层2、中间层3、第二信息层4和第二基底5。从更接近于第一基底1的一侧起，第一信息层2包括第一下保护层2a、第一记录层2b、第一上保护层2c、第一反射层2d和散热层2e。从更接近于中间层3的一侧起，第二信息层4包括第二下保护层4a、第二记录层4b、第二上保护层4c和反射层4d。
用于准备第一记录层2b的材料是Sb(锑)和Te(碲)的共晶化合物，其中Sb的含量是大约70％。更具体的示例包括Ag-In-Ge-Sn-Te。其它材料可以用于更高的记录速度；示例为被添加了诸如Zn之类的额外的元素的Ge-In-Sb合金，以及被添加了诸如Zn之类的额外的元素的Ge-Sn-Sb合金。
第一记录层2b在厚度方面最好在5nm到9nm的范围内；小于5nm的第一记录层厚度导致高的光透射率、记录灵敏度的降低、不足以使记录层融化来使得重复记录变为可能的低的层温度、低的快速冷却率和差的初始特性以及差的重复记录特性，而大于9nm的第一记录层厚度导致第一信息层的太低的光透射率，由此更大程度上降低第二信息层4的灵敏度。第二记录层4b在厚度方面最好在10nm到20nm的范围内。
第一反射层2d在厚度方面最好在7nm到12nm的范围内。小于7nm的第一反射层厚度导致反射和调制的降低，而大于12nm的第一反射层厚度导致第一信息层2的太低的光透射率，更大程度上降低第二信息层的记录灵敏度。注意，Ag用于第一反射层2d，并且通过按质量(by mass)0.2％到5.0％的量添加从Bi、Cu、In等中选择的至少一个金属元素，可以改善第一信息层的稳定性和可靠性。最好，第二反射层4d由Ag合金而不是Ag组成，并且厚度在100nm到200nm范围内。
最好，提供在信息层附近的上保护层2c和4c由能够增加它们的记录层的环境耐久力、透明的、并具有比记录层更高的熔点的材料构成。在单侧、单层相变光记录媒体中，经常使用ZnS-SiO2。在这种情况下，确认ZnS对SiO2(ZnS：SiO2)的最佳比值是80：20。然而，单侧、双层相变光记录媒体具有比单侧、单层光记录媒体的反射层更厚的第一反射层2d。为此，散热能力被降低，因此非晶体相的创建变得困难。因此，对于第一上保护层2c，最好使用具有尽可能高的导热性的材料。因此，最好使用具有比ZnS-SiO2更高的散热能力的氧化物。特定合适的示例是诸如ZnO、SnO2、Al2O3、TiO2、In2O3、MgO、ZrO2、TaO、Ta2O5和Nb2O5。注意，当ZnS-SiO2用于上保护层2c，而Ag用于反射层2d时，需要提供硫化防止层，以便防止反射层中的Ag与上保护层中的S反应。例如，TiO2或TiC的混合物可以用于该层。第一上保护层2c在厚度方面最好在10nm到35nm的范围内。像常规那样，第二上保护层4c由ZnS-SiO2构成。当Ag或Ag合金用于第二反射层4d时，在第二上保护层4c和第二反射层4d之间提供厚度在2nm到4nm范围内、由例如TiOC构成的接口层。在下保护层2a和4a中的每一个中的ZnS对SiO2(ZnS：SiO2)的最佳比值是80：20。
散热层2e最好具有高导热性，以快速冷却已经被激光束光线照射过的第一记录层2b。此外，散热层2e最好吸收要施加的激光束的波长上的较少的光，也就是，散热层2e最好接纳激光束，并且具有2或更高的反射率，使得信息的记录和再现变为可能。例如，InZnOx或InSnOx是优选的。此外，在InSnOx中存在的锡氧化物按质量的含量最好在1％到10％的范围内。如果锡氧化物含量落入该范围之外，则其引起导热性和透射率的降低。在InZnOx或InSnOx中存在的In2O3的含量最好大约是90mol％。散热层2e最好从10nm到40nm的范围内。此外，Nb2O5、ZrO2和TiO2也是优选的材料。
第一基底1充分地接纳用于信息的记录和再现所施加的激光束光线是必要的，并且针对其采用现有技术中公知的材料。也就是，使用玻璃、陶瓷、树脂等。特别地，从可塑性和成本考虑，树脂是适合的；示例包括聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、硅树脂、氟树脂、ABS树脂和聚氨酯树脂。然而，从它们极佳的可塑性、光学特性和成本考虑，诸如聚甲基丙烯酸酯(PMMA)之类的聚碳酸酯树脂和丙烯酸树脂是优选的。在要在其上沉积第一信息层2的第一基底1的表面上，存在凹面和凸面的图案，诸如螺旋或同心凹槽。例如，通常通过，注模(injection molding)或光致聚合形成该图案。第一基底1在厚度方面最好在590μm到610μm的范围内，并且第二基底5由与第一基底1相同的材料构成。
最好，中间层3吸收要用于信息的记录和再现而施加的激光束的波长上的较少的光，并且从可塑性和成本考虑由树脂构成；例如，可以使用UV可固化树脂(UV curable resin)、慢固化树脂和热塑性塑料树脂。像第一基底1那样，第二基底5和中间层3可以具有诸如通过注模或光致聚合形成的凹槽之类的凹面和凸面的图案。中间层3用于从第二信息层4区分第一信息层2，以在信息的记录和再现期间进行光学分离，并且在厚度方面最好在10μm到70μm的范围内。小于10μm的中间层厚度导致在信息层之间更可能发生串扰(crosstalk)，而大于70μm的中间层厚度导致在将信息记录在第二记录层4b或从第二记录层4b再现信息时的球面像差，由此使得很难执行记录和再现操作。
在单侧、双层光记录介质中的信息层2和4中的每一层的反射率在3.5％到8％的范围内。如果反射率小于3.5％，则存在记录/再现设备不能实现激光聚焦和凹槽跟踪的可能性。虽然关于反射率没有上限，但是大约8％是实际限制，并且下限最好是4％或更多。虽然，很容易提高信息层2和4之一的反射率，但是如果其它层的反射率太低，则信息层2和4之间的反射率之间的差变大。为此，当信息层从一个向另一个切换时，可能很难使激光束聚焦在另一信息层上。因此，信息层之一的反射率最好是另一个的1.5倍或更少。
在该实施例中，利用关于在要在后面描述的记录处理中使用的记录条件的信息，也就是关于用于确定最佳记录功率和最佳擦除功率的设置值的信息预格式化光记录介质的读入区域(比用户数据区域更接近盘中心的区域)和读出区域(盘外围周围的区域)之一。短语“预格式化”表示(如在ROM中那样)在盘上预先形成凹坑。
将在下面简要描述用于光记录媒体的制造方法。制造方法包括薄膜(film)沉积步骤、初始化步骤和压焊(bonding)步骤，一般以该顺序执行这些步骤。在薄膜沉积步骤中，第一下保护层2a、第一记录层2b、第一上保护层2c、第一反射层2d和散热层2e被顺序地沉积到第一基底1的表面上，在该第一基底1上形成凹面和凸面的图案。为了简便的缘故，由沉积在第一基底1上的第一信息层2形成的以上制造物将被称为“第一记录部分”。
此外，第二反射层4d、第二上保护层4c、第二记录层4b和第二下保护层4a被顺序沉积到第一基底5的表面上，在该第一基底5上形成凹面和凸面的图案。为了简便的缘故，由沉积在第二基底5上的第二信息层4形成的以上制造物将被称为“第二记录部分”。
通过溅射来沉积上述每一层。在下面的初始化步骤中，利用激光束照射第一和第二记录部分以进行初始化或它们整个表面的结晶化。在该初始化步骤中，可以在结合在一起之前分离地初始化记录部分；或者可以首先初始化第二记录部分，然后结合到第一记录部分，并且进行第一记录部分的初始化。
在结合步骤中，在第一和第二记录部分被结合在一起的情况下，用插入在它们之间的中间层3将它们结合在一起。例如，在利用UV可固化树脂覆盖散热层2e和第二下保护层4a之后，第一和第二记录部分被结合在一起，而散热层2e和第二下保护层4a相互面对，然后通过利用UV照射固化UV可固化树脂。以这种方式，通过中间层3将第一和第二记录部分组合在一起，形成单侧、双层记录介质。
图5显示光记录/再现设备20的示例。
光记录/再现设备20包括例如用于旋转根据本发明一个实施例的单侧、双层光记录介质的光盘15的主轴电机22、光拾取装置23、用于驱动光拾取装置23来以滑动方向(sledge direction)移动光拾取装置23的搜索电机21、激光控制电路24、编码器25、驱动控制电路26、再现信号处理电路28、缓冲器RAM 34、缓冲器管理器37、接口38、闪存39、CPU 40和RAM 41。注意在图5中，箭头指示代表信号和信息的流动而不是方框之间的所有连接关系。还注意，在该实施例中，光盘设备20被假设为能够在单侧、多层光盘上记录。
再现信号处理电路28基于来自光接收器或光电二极管(PD)的输出信号(多光电转换信号)，获取例如伺服信号(如，聚焦错误信号和跟踪错误信号)、地址信息、同步信息、RF信号、调制信号、伽马值信息、非对称信息以及和信号的幅度信息。
然后，这样所获得的伺服信号被输出到驱动控制电路26，地址信息被输出到CPU 40，而同步信号被输出到编码器25、驱动控制电路26等。再现信号处理电路28对RF信号执行解码和错误检测操作。如果已经检测到任何错误，则执行纠错处理，并且经由缓冲器管理器37在缓冲器RAM中存储RF信号作为再现数据。在再现数据中存储的地址信息被输出到CPU 40。再现信号处理电路28将调制信息、伽马值信息、非对称性信息、和信号的幅度信息和PRSNR值发送到CPU 40。
驱动控制电路26基于从再现信号处理电路28接收到的伺服信号，产生用于驱动以上驱动单元的驱动信号，并且将它们输出到光拾取装置23。由此，执行跟踪控制和聚焦控制。驱动控制电路26按照CPU 40指示产生用于驱动搜索电机21的驱动信号和用于驱动主轴电机22的驱动信号。驱动信号被输出到对应的电机-搜索电机21和主轴电机22。
例如，缓冲器RAM 34临时存储要被记录在光盘15中的数据(记录数据)和要从光盘15再现的数据(再现数据)。由缓冲器管理器37管理到缓冲器RAM 34的数据输入或来自缓冲器RAM 34的数据输出。
按照CPU 40的指示，编码器25经由缓冲器管理器37检索存储在缓冲器RAM34中的记录数据，调制数据，并且将纠错码添加到数据，产生用于写光盘15的写信号。所产生的写信号被输出到激光控制电路24。
激光控制单元24控制半导体激光LD的激光输出功率。例如，一旦记录，由激光控制电路24基于写信号、记录条件、半导体激光LD的发射特性产生用于驱动半导体激光LD的驱动信号。
接口38是与高层装置90(如，个人计算机)双向通信的接口，并且遵循诸如ATAPI(附加分组接口)、SCSI(小型计算机系统接口)和USB(通用串行总线)之类的标准接口。
闪存39在其中存储以CPU 40可以解码的代码写的各种类型的程序，诸如用于确定最佳功率、半导体激光LR的发射特性的程序等。
CPU 40根据存储在闪存39中的程序控制以上单元的操作，并且在RAM41和缓冲器RAM 34中存储操作控制所需的数据等。
将参照图6和7描述，在从高层装置90接收到命令时，在光盘装置20中执行的处理(记录处理)。在这些图中显示的流程图对应于CPU 40执行的一系列处理算法。
一旦从高层装置90接收到记录请求命令，则与图6和7对应的闪存39中的程序的头地址被设置在CPU 40的程序计数器中，然后记录处理开始。
在初始步骤(步骤401)中，驱动控制电路26被指令在预定的线速度(或角速度)上旋转光盘15，并且再现信号处理电路28被通知已经从高层装置90接收到了命令。
在下一步骤(步骤403)，从记录请求命令检索指定的地址，并且从该地址确定目标记录层是第一记录层2b还是第二记录层4b。
在下一步骤(步骤405)，从存储关于记录条件的信息的光盘15的凹坑中检索信息，由此计算作为擦除功率(Pe)对记录功率(Pp)的比值(＝Pe/Pp)的“ε”、γtarget和作为计算最佳高层功率的乘法因数的“ρ”。所获得的值存储在RAM 41中。
在下一步骤(步骤407)，设置用于记录功率(Pp)的初始值，并且将其发送到激光控制电路24。
在下一步骤(步骤409)，以擦除功率(Pe)对记录功率(Pp)的比值等于“ε”的方式计算擦除功率(Pe)，并且将其发送到激光控制电路24。
在下一步骤(步骤411)，CPU 40指令激光控制电路24和光拾取装置23来在目标记录层中预先提供的测试写区域中记录测试数据。注意，在这种情况下，虽然随机记录长度在2T到11T范围内的各种标志，但是预先确定它们出现的频率。因此，由激光控制电路24和光拾取装置23在测试写区域中记录测试数据。在测试写之前，利用在Pe上的激光束彻底地照射测试写区域一次。无论是否存在标志都可以执行这个步骤，这是因为在一些光盘中，结晶区域(非记录区域)产生不同的反射信号电压，即，电压有时在这些区域的某一些中明显波动，因此精确的信号再现是不可能的。需要设置多个测试写周期；这里，测试写区域被重写10次。
在下一步骤(步骤413)，确定是否已经完成测试写。如果确定还未完成测试写，则确定被拒绝，并且处理前进到步骤415。
在步骤415，预先设置的变化值Δp被添加到记录功率(Pp)，并且处理返回到步骤409。
在接受步骤413中的确定之前，重复步骤409、步骤411、步骤413和步骤415的周期。一旦已经以预设的、不同的记录功率(Pp)完成测试写，则接受步骤413中做出的确定，并且处理前进到步骤417。在步骤417，由再现信号处理电路28读取记录在测试写区域中的测试数据，以获取调制信息，同时计算伽马值。
在下一步骤(步骤419)，如通过示例方式在图2中所示的那样，使用调制信息建立记录功率(Pp)和调制(m)和伽马值之间的关系。
在下一步骤(步骤421)，使用γtarget(目标伽马值)从记录功率(Pp)vs.伽马值的图表和记录功率(Pp)对调制(m)的图表计算记录功率(Ptarget)。
在下一步骤(步骤423)，使用等式Ppo＝ρ x Ptarget计算用于记录功率的最佳值(被定义为“Ppo”)。
在下一步骤(步骤431)，记录功率被设置为Ppo(最佳值)，并且将其发送到激光控制电路24。
在下一步骤(步骤433)，设置用于“ε”的初始值。
在下一步骤(步骤435)，计算(ε x Pro)的值，并且将其作为擦除功率发送到激光控制电路24。
在下一步骤(步骤437)，CPU 40指令在目标记录层中预先提供的测试写区域中记录数据。由激光控制电路24和光拾取装置23在测试写区域中记录测试写数据。
在下一步骤(步骤439)，确定是否已经完成测试写。如果确定还未完成测试写，则确定被拒绝并且处理器前进到步骤441。
在步骤441，预先设置的变化值Δε被添加到“ε”，并且处理返回到步骤435。
直到接受步骤439的确定之前，重复步骤435、步骤437、步骤439和步骤441。一旦已经在预先设置的不同ε值上完成测试写，接受步骤S439中的确定，并且处理前进到步骤443。
在步骤443，由再现信号处理电路28读取记录在测试写区域中的测试数据，以获取PRSNR信息。
在下一步骤(步骤445)，如通过示例方式在图8中所示的那样，使用PRSNR信息建立擦除功率(Pe)和PRSNR之间的关系。
在下一步骤(步骤447)，从擦除功率vs.PRSNR的图表(见图8)计算与最大PRSNR值对应的擦除功率的值(Pe)。所获得的擦除功率值(Peo)被认为是擦除功率(Pe)的最佳值。注意，最大PRSNR值是15或更多。
在下一步骤(步骤501)，CPU 40指令驱动控制电路26将光束点聚焦到目标位置。更具体地，驱动控制电路26被指令来在与指定地址对应的目标位置附近形成光束点。以这种方式执行搜索操作。如果不要求搜索操作，则跳过该步骤。
在下一步骤(步骤503)，设置记录条件。这里，将记录功率设置为Ppo，而将擦除功率设置为Peo，也就是针对记录功率和擦除功率二者设置最佳值。
在下一步骤(步骤505)，提供信息记录的许可。结果，通过编码器25、激光控制电路24和光拾取装置23在最佳记录条件下在指定的地址中记录用户数据。
将详细描述以上步骤之后的用于确定最佳激光束功率的方法。使用相变材料的可重写光记录介质在每次重写周期后经历记录特性变化。如果特性变化足够小来满足标准值，则不存在实际问题。然而，如果在数个重写周期后特性值降低到标准值附近，并且最佳激光束功率范围变窄，则其变为问题。图9显示第一信息层2的PRSNR如何随着记录周期从1到11(即，重写周期1到10)的数量增加而变化。从图9不难看出PRSNR在第一重写周期后降低。如果在图9中标准值被设置为15或更高，则PRSNR值接近于标准。高于或低于那些成功地获得图9所示的结果的值的记录功率和擦除功率的采用不能满足标准值。如果成功满足标准值，则其经常导致窄的最佳激光束功率范围，如0.1mW。在这种情况下，当然，在后续重写周期中可以不会见到特性值降低的假设下，最好在第一次重写周期后设置最佳记录功率。如果在第一次重写周期后，特性值在更大的程度上降低，则最佳擦除功率范围变得狭窄。因此，擦除功率的优化是特别重要的。考虑到该事实，最好基于在第一次重写周期后获得的特性值确定最佳激光束功率。当在第一重写周期后，最佳记录功率和最佳擦除功率显示出很小的变化或未改变时，最好基于在10次重写周期后获得的特性值(具有特性值的相对小的变化)确定最佳激光束功率。其原因在于，可能在一些光记录/再现设备中，在第一次重写周期后获得的特性值中存在很大变化，并且其可能导致不能获得优化的合适值。
在单侧、双层光记录媒体的情况下，在第一信息层2和第二信息层4之间存在记录灵敏度的差异，其中相对于第一信息层2，第二信息层4被布置在离激光照射侧更远的位置上。在这些光记录媒体的一些中，第二信息层4的记录灵敏度可以依赖于第一信息层2是否已经被写入而不同。相应地，针对每一信息层优化激光束功率是重要的。为了实现优化，对于第一信息层2，如上所述，调查在10次重写周期期间关于记录功率的调制的依赖性，由此计算γtarget、Ptarget、“ε”和“ρ”。其后，基于在第一重写周期或10次重写周期后获得的特性确定最佳擦除功率，然后确定用于“ε”的最终值(作为ε＝ε’)。
此外，在读入区域(相对于用户数据区域离盘中心更近的区域)执行测试写。接下来，第二信息层4确定在另一测试写区域(相对于用户数据区域离盘的最外围的区域)确定最佳激光束功率和最佳条件。在该测试写之前，最好根据径向位置在与该测试写区域对应的区域上写第一信息层2。然而，在这种情况下，拾取头搜索给定的测试写区域需要很多时间。为了避免这种情况，媒体制作者预先在光记录媒体中记录用于校正第二信息层4的最佳记录功率的变化的校正因数，这从第一信息层2的写中产生。这使得能够确定第二信息层4的γtarget、Ptarget、“ε”和“ρ”，而第一信息层2保持未写入，由此确定最佳激光束功率。
要存储在记录媒体中作为用于确定最佳激光束功率的值为γtarget、Ptarget、“ε”和“ρ”和非对称性。在单侧、双层光记录媒体的情况下，在两个信息层的每一个中记录这些值。此外，记录用于第一和第二信息层2和4的记录灵敏度校正因数。更具体地，以在称为读入区域的给定区域上形成的压纹凹坑的形式记录这些值。除了上述特性值之外，可以使用错误率。
示例
下面将参照示例描述本发明，然而，这些示例不应该理解为将本发明限制到这些示例。使用图1所示的写策略记录信息，并且将记录/再现速度设置为6.61m/s，并且再现功率被设置为0.7mW。使用DVD Sprinter(由Balzers制造的单片溅射设备)。注意“10次记录周期”表示“9次重写周期”，而“2次记录周期”表示“1次重写周期”。
(示例1)
准备聚碳酸酯基底作为第一基底1，其直径为12cm，并且平均厚度为0.595mm，并且其在一侧具有连续的摆动凹槽(轨道间距＝0.40μm)。在氩气环境中，通过它们的溅射目标(：用于第一下保护层2a的ZnS(80mol％)-SiO2(20mol％)、用于第一记录层2b的Ag0.2In3.5Sb69.8Te22Ge4.5、用于第一上保护层2c的In2O3(7.5mol％)-ZnO(22.5mol％)-SnO2(60mol％)-Ta2O5(10mol％)、用于第一反射层2d的Ag和用于散热层2e的In2O3(90mol％)-ZnO(10mol％))的磁电管溅射，44nm厚度的第一下保护层2a、7.5nm厚度的第一记录层2b、20nm厚度的第一上保护层2c、10nm的第一反射层2d、25nm厚度的散热层2e被顺序地沉积在聚碳酸酯基底。
此外，准备聚碳酸酯基底作为第二基底5，其直径为12cm，并且平均厚度为0.600mm，并且其在一侧具有连续的摆动凹槽(轨道间距＝0.40μm)。在氩气环境中，通过它们的溅射目标(：用于第二反射层4d的AgBi(Bi＝0.5wt％)、用于第二上保护层4c的ZnS(80mol％)-SiO2(20mol％)、用于第二记录层4b的Ag0.2In3.5Sb69.8Te22Ge4.5和用于第二下保护层4a的ZnS(80mol％)-SiO2(20mol％))的磁电管溅射，140nm厚度的第二反射层4d、22nm厚度的第二上保护层4c、15nm厚度的第二记录层4b和65nm厚度的第二下保护层4a被顺序地沉积在聚碳酸酯基底。
散热层2e的表面由UV可固化树脂(由NIPPON KAYAKU CO.，LTD生产的KAYARADDO DVD003M)覆盖，并且被结合到第二下保护层4a。通过利用来自第一基底侧的UV的照射固化UV可固化树脂来形成中间层3，由此获得具有两个信息层的双层相变光盘。注意，如果从盘的内部区域向外部区域测量，则中间层3的厚度被设置到25μm±3μm。
利用初始化设备，通过利用来自第一基底侧的激光束的照射顺序初始化第二记录层4b和第一记录层2b。在该初始化处理中，来自半导体激光器的激光束(振荡波长＝810±10nm)被物镜(NA＝0.55)下聚焦在相应的记录层上的点上。用于第二记录层4b的初始化条件如下：盘旋转＝CLV(恒定线速度)模式；线速度＝3m/s；拾取头馈送比＝36μm/转；径向位置(离旋转中心的距离)＝22-58mm；和初始化功率＝350mW。用于第一记录层2b的初始化条件如下：盘旋转＝CLV(恒定线速度)模式；线速度＝5m/s；拾取头馈送比＝50μm/转；径向位置(离旋转中心的距离)＝23-58mm；和初始化功率＝500mW。在初始化后的第一信息层2的光透射率是40.1％。
作为测试写，利用下列写策略写10次第一信息层2：Ttop＝0.3T、dTtop＝0.05T、Tmp＝0.25T和dTera＝0.0T。结果，如在图10的图表中所示，利用调制(m)改变记录功率(Pp)。在该点上，偏置功率(Pb)被设置为0.1mW，并且“ε”被设置为0.25。此外，γtarget被设置为1.2。此外，使用测试器预先调查关于记录功率的PRSNR的依赖性，并且揭示出，此时，提供最大PRSNR值的记录功率是9.5mW，并且擦除功率是2.5mW。
然后，确定用于“ρ”的值，使得记录功率(Ppo)接近于9.5mW附近。更具体地，基于之前选择的γtarget值确定Ptarget，获得7.55mW的Ptarget(见图10)。然后，基于以上获得的Ptarget，选择1.26作为用于“ρ”的值，使得记录功率(Ppo)接近于9.5mW。也就是，Ppo被赋予9.51mW的值(＝1.26x7.55)。
如图11所示，通过关于固定的最佳记录功率(Ppo)(＝9.5mW)改变擦除功率(Pe)来设置不同的“ε”(＝Pe/Ppo)值、计算在10次记录周期之后的PRSNR。提供最大PRSNR值的该“ε”值是0.26。在该点的Peo是2.5mW(几乎与之前临时确定的值相同)。因此，将“ε”值设置为0.26。一旦在记录设备侧确定，可以在PRSNR变化率平稳的点上选择擦除功率。在该记录条件中的非对称性小到0.005，其为几乎为0的值。
(示例2)
像示例1那样，针对示例1的第二信息层4确定最佳激光束功率。在这种情况下，涉及用于第一和第二信息层2和4的“γ”值、“ρ”值、“ε”值和写策略被预先存储在第一基底1侧上的第一信息层的读入区域中。当要在第二信息层4上执行测试写时，选择第二信息层4的读出区域(第二信息层4的外围)或读入区域。在该示例中，写入读出区域。然后，从盘读出1.5的“γ”值、1.20的“ρ”值和0.5的“ε”值，并且利用下列写策略执行10次测试写：Ttop＝0.5T、dTtop＝0T、Tmp＝0.4T和dTera＝-0.2T(其中-0.2T表示在数据信号末尾后施加比0.2T长的如图1所示的最后Pb激光束)。结果，如图12所示，记录功率(Pp)显示出对调制的依赖性。如示例1那样，Ptarget是10.7mW，而“ρ”是1.20，并且Ppo是12.84mW(＝1.20x10.7)。也就是，最佳记录功率(Ppo)是12.85mW。
如图13所示，通过关于固定的最佳记录功率(Ppo)(＝12.85mW)改变擦除功率(Pe)来设置不同的“ε”(＝Pe/Ppo)值、计算在10次记录周期之后的PRSNR。提供最大PRSNR值的该“ε”值是0.5。在该点的Peo是6.425mW。
(示例3)
使用等同于在示例1中准备的光记录介质的光记录介质，研究第一信息层2的调制与记录功率(Pp)之间的关系。在图14中显示出该关系。“ε”值被设置为0.25。
因此，当将γtarget值设置为1.3时，Ptarget值是8.33mW。图16所示的PRSNR对记录功率的图表得出最佳记录功率(Ppo)是9.5mW，因此，“ρ”的值被设置为1.14。为了更具体，可从以上值获得的最佳记录功率(Ppo)等于(ρ x Ptarget)，也就是，9.5mW。
如图15所示，通过关于固定的最佳记录功率(Ppo)(＝9.5mW)改变擦除功率(Pe)来设置不同的“ε”(＝Pe/Ppo)值、计算在2次记录周期之后的PRSNR。提供最大PRSNR值的该“ε”值是0.275。在该点的Peo是2.52mW。根据以上情况，将“ε”设置为0.275。
(示例4)
在“ε”＝0.265获得最大的PRSNR值。在其中在记录/再现设备没有任何变化很难测量PRSNR或其中存在记录/再现设备间性能水平的很大变化的情况下，额外地采用非对称性是有效的。图17显示在2次记录周期之后关于“ε”(＝Pe/Ppo)的非对称性的依赖性。提供最大PRSNR值的非对称性值是0.004，其几乎为0。当要使用记录/再现设备确定最佳擦除功率时，使用指定的非对称性值“β”。因此，除了写策略、“ε”、“γtarget”、“Ptarget”和“ρ”之外，在第一信息层2中存储非对称性值“β”作为必要的参数。在该示例中，将“β”设置为0.00。
(示例5)
使用等于示例1中准备的光记录介质的光记录介质，确定用于第一信息层2的最佳记录条件，然后确定第二信息层4的最佳激光束功率。在该示例中，利用最佳记录功率的激光束预先写第一信息层2，并且在对应于第一信息层2的记录区域的位置上写第二信息层4。图18显示在该记录处理中关于记录功率的第二信息层4的调制的依赖性。
将被重写10次并具有被写的第一信息层的样本盘与被重写10次但不具有被写的第一信息层的样本盘进行比较。在它们的记录灵敏度中存在大约0.5mW的差异；配有被写的第一信息层2的的那个显示出不佳的记录灵敏度。在这种情况下，添加记录灵敏度校正因数作为新的参数，以便补偿这样的差异，而无需写第一信息层。
这里，由于记录灵敏度比值是13.5/13.0(＝1.04)，因此校正因数是1.04。可以采用记录功率比或记录功率中获得的差来作为上述校正因数的另一候选者。如果假设灵敏度差是1.0mW，通过等式找出最佳记录功率(Ppo)：Ppo(具有L0记录的期望的最小功率)＝Ppo(不具有L0记录)+1.0mW。
(示例6)
以示例1和2中获得的最佳记录功率写与示例1中准备的光记录介质的等同的光记录介质10次，并且针对第一和第二信息层2和4中的每一个测量最长标志之间的标志空间的反射信号电压。然后，利用溅射设备，将Ag薄膜(厚度200nm)沉积在玻璃基底上来制造盘。例如媒体评估装置，以0.7mW的再现功率在盘上聚焦激光束来测量反射电压。该反射电压被认为是75％反射率，并且使用下面的等式计算每个信息层的反射率(R)：
R＝75x(每一信息层的反射电压)/(Ag薄膜的反射率)。
第一信息层的反射率(R1)和第二信息层的反射率(R2)分别是4.0％和3.2％。
工业适用性
如上所述，本发明的用于确定最佳激光束功率的方法适于一旦在具有多个可重写记录层的光盘上记录，则确定合适的激光束功率。本发明的光记录介质适于稳定的、高质量的记录。用于执行本发明的方法的程序和存储程序的记录介质适于使光盘装置在具有多个可重写记录层的光记录盘上执行稳定的、高质量的记录。本发明的单侧、双层光盘是在其上执行本发明的方法的合适的盘。通过使用本发明的方法，甚至对于单信息层，也可以确定最佳激光束功率。

Claims (10)

1.一种用于为具有第一和第二信息层的单侧、双层光记录介质确定最佳激光束功率的方法，该方法包括:
基于在记录介质上的重写周期数是预定值时的预定特性值确定最佳激光束功率，
其中由利用光变化的光记录/再现设备实施该方法，和
其中第一信息层比第二信息层更接近于激光照射侧。
2.根据权利要求1所述的用于确定最佳激光束功率的方法，其中基于各种长度的标志中的最长标志的调制优化记录功率，并且在使用被优化的记录功率作为固定值的同时，基于PRSNR优化擦除功率。
3.根据权利要求1和2所述的用于确定最佳激光束功率的方法，其中记录介质上的重写周期数是1。
4.根据权利要求1和2所述的用于确定最佳激光束功率的方法，其中在记录介质上的重写周期数是10，即特性值稳定的值。
5.根据权利要求2到4中任意一个所述的用于确定最佳激光束功率的方法，其中在PRSNR被最大化或者具有擦除功率的PRSNR变化率平稳的点上确定最佳擦除功率。
6.根据权利要求2到5中任意一个所述的用于确定最佳激光束功率的方法，其中确定最佳擦除功率，使得非对称性具有预定值。
7.根据权利要求1到6中任意一个所述的用于确定最佳激光束功率的方法，其中在已经为第一信息层确定最佳激光束功率之后第一信息层被记录的情形下为第二信息层确定最佳激光束功率。
8.一种光记录介质，包括:执行根据权利要求1到7中任意一个所述的用于确定最佳激光束功率的方法所必需的信息。
9.一种光记录介质，包括:
在第一信息层未被写入的情形下，允许根据权利要求7所述的用于确定最佳激光束功率的方法来为第二信息层确定最佳激光束功率的记录灵敏度校正因数。
10.根据权利要求8所述的光记录介质，其中在与用户数据区域对应的位置上第一和第二信息层中的每一层的反射率是3％到6％。
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