CN101421784A - 光学信息记录再生装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学信息记录再生装置，其包括：第一光源(20a)，射出记录光(22a)；第二光源(20b)，射出再生光(22b)；物镜(6)，将来自两个光源(20a)、(20b)的射出光聚光到具有可进行三维记录的记录部(3)的信息记录介质(21)；光检测器(19a)、(19b)，检测来自信息记录介质(21)的反射光(7a’)、(7b’)；其中，利用非线性吸收现象在记录层(1a)～(1e)记录信息，在物镜(6)中，对记录光(7a)的平均边缘强度小于对再生光(7b)的平均边缘强度。

Description

光学信息记录再生装置

技术领域

本发明涉及一种利用非线性吸收现象将信息记录到可进行三维记录的信息记录介质中的光学信息记录再生装置，特别是涉及记录光的光利用效率较高且光学特性也良好的光学信息记录再生装置。

背景技术

作为光学信息记录再生装置，将小型盘(Compact Disk，CD)、DVD等光盘或光卡(optical card)等用作介质的光存储器(optical memory)被得以利用。而且，为了进一步实现记录信息的大容量化，如图14所示，非专利文献1(川田善正“利用飞秒激光的三维光存储器”，Optronics No.11，pp.138-142，2001年；以下称作“非专利文献1”)公开了一种向，为了能够进行三维的记录将记录层构成为多层的多层信息记录介质，执行记录再生的光学信息记录再生装置。

光盘121是在玻璃的透明基板104上交替形成利用作为光子模式(photon mode)记录材料的氨基甲酸乙酯-脲聚合物(urethane-urea)材料的记录层101a～101d以及利用PVA(聚乙烯醇；polyvinylalcohol)膜和PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯；polymethylmethacrylate)膜的中间层102a～102c的信息记录介质。

从由钛宝石激光器(Ti：Sapphire Laser)构成的记录用光源120a以平行光射出的波长为790nm的峰值功率(Peak Power)较大的光122a，通过分光器118a，其束径被扩束器123扩大。被扩大的光108通过分光器118b，并由物镜106聚光到多层的光盘121中所期望的记录层101c(收束光107)，利用双光子吸收过程等非线性现象，作为记录坑105被记录。

从由氦氖激光器(He-Ne Laser)构成的再生用光源120b以平行光射出的波长为0.6328μm的峰值功率较小的光122b，与上述相同，通过物镜106被聚光到所期望的记录层101c的记录坑105(收束光107)。被反射的光由分光器118b向X轴方向弯曲，由检测透镜111聚光，并通过配置在检测透镜111的聚光点的针孔114，被光检测器119检测，由此再生信号。

然而，在非专利文献1中，作为光源，为记录采用钛宝石激光器，为再生采用氦氖激光器，因此伴随着装置的大型化，成本也增大。因此，在实际应用中，不管是记录用光源还是再生用光源，都采用小型的半导体激光较为理想，通过采用半导体激光光源可以实现光学信息记录再生装置的小型化及低成本化，但是，如果在与DVD驱动器等通常的光盘驱动器相同的条件下采用半导体激光光源，与钛宝石激光器相比峰值功率存在一定限度，不能获得非线性记录所需要的光量。

此外，由于在双光子吸收记录、多光子吸收记录、等离子吸收记录等非线性记录中利用非线性特性，伴随着聚光到记录介质的记录光的峰值功率增加，记录介质的灵敏度非线性地提高。例如，在双光子吸收记录的情况下，记录灵敏度具有2次方特性(在n光子记录中为n次方特性)，因此，如果记录光的峰值功率增加到二倍，记录灵敏度就增大至其2次方即4倍。因此，要将与钛宝石激光器相比射出光的峰值功率有一定限度的半导体激光作为光源而采用，较为理想的是，不使聚光到记录层的记录光的聚光点光学特性恶化(不使记录光的实效聚光点尺寸相对于再生光的聚光点尺寸过于增大)，尽可能高效地获取到物镜中。但是，为了得到非线性记录所需要的光量，如果在与DVD驱动器等通常的光盘驱动器相同的条件下采用半导体激光光源，就必须使记录光的实效聚光点尺寸大于再生光的聚光点尺寸，便不能在再生光的点径和记录光的点径之间取得平衡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学信息记录再生装置，其可以提高记录光的光利用效率，并且能够在再生光及记录光的点径之间取得良好的平衡，可以获得良好的光学特性。

本发明的一个方面的光学信息记录再生装置具有：射出记录光及再生光的光源部；将所述记录光及再生光聚光到信息记录介质的物镜；以及检测来自所述信息记录介质的反射光的光检测器；其中，所述信息记录介质包括：利用非线性吸收现象，通过所述记录光可三维地记录信息的记录部，在所述物镜，对所述记录光的平均边缘强度小于对所述再生光的平均边缘强度。

在该光学信息记录再生装置中，因为在物镜使对记录光的平均边缘强度小于对再生光的平均边缘强度，所以一边高效地获取来自光源部的记录光，一边使被物镜聚集的记录光的实效聚光点直径，即使其边缘强度较小，也通过利用在记录时的非线性，成为不逊色于再生光的聚光点直径的良好的聚光点直径，能够提高记录光的光利用效率，并且可以在再生光及记录光的光点直径之间取得良好的平衡，其结果，实现再生时的调制程度较好等的具有良好光学特性的光学信息记录再生装置。

附图说明

图1是表示本发明第一实施例的光学信息记录再生装置的结构和对信息记录介质的信号进行记录/再生的情况的说明图。

图2(a)是表示本发明第一实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜(collimatorlens)的实效数值孔径和物镜的边缘强度(rim intensity)的关系的图表；(b)是表示本发明第一实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在信息记录介质的记录层(聚焦面)上的聚光点直径(半幅全宽：full width at half maximum)的关系、以及所述数值孔径和对于准直透镜的结合效率的关系的图表。

图3是表示本发明第二实施例的光学信息记录再生装置的结构和对信息记录介质的信号进行记录/再生的情况的说明图。

图4(a)是表示本发明第二实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在物镜的边缘强度的关系的图表；(b)是表示本发明第二实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在信息记录介质的记录层(聚焦面)上的聚光点直径(半幅全宽)的关系、以及所述数值孔径和对于准直透镜的结合效率的关系的图表。

图5是表示本发明第三实施例的光学信息记录再生装置的结构和对信息记录介质的信号进行记录/再生的情况的说明图。

图6(a)是表示本发明第三实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在物镜的边缘强度的关系的图表；(b)是表示本发明第三实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在信息记录介质的记录层(聚焦面)上的聚光点直径(半幅全宽)的关系、以及所述数值孔径和对于准直透镜的结合效率的关系的图表。

图7是表示本发明第四实施例的光学信息记录再生装置的结构和对信息记录介质的信号进行记录/再生的情况的说明图。

图8是表示本发明第五实施例的光学信息记录再生装置的结构和对信息记录介质的信号进行记录/再生的情况的说明图。

图9(a)是表示本发明第六实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在物镜的边缘强度的关系的图表；(b)是表示本发明第六实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在信息记录介质的记录层(聚焦面)上的聚光点直径(半幅全宽)的关系、以及所述数值孔径和对于准直透镜的结合效率的关系的图表。

图10(a)是表示本发明第七实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在物镜的边缘强度的关系的图表；(b)是表示本发明第七实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在信息记录介质的记录层(聚焦面)上的聚光点直径(半幅全宽)的关系、以及所述数值孔径和对于准直透镜的结合效率的关系的图表。

图11(a)是表示本发明第八实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在物镜的边缘强度的关系的图表；(b)是表示本发明第八实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在信息记录介质的记录层(聚焦面)上的聚光点直径(半幅全宽)的关系、以及所述数值孔径和对于准直透镜的结合效率的关系的图表。

图12是表示本发明第九实施例的光学信息记录再生装置的结构和对信息记录介质的信号进行记录/再生的情况的说明图。

图13是表示本发明第十实施例的光学信息记录再生装置的结构和对信息记录介质的信号进行记录/再生的情况的说明图。

图14是表示以往的光学信息记录再生装置的结构和对信息记录介质的信号进行记录/再生的情况的说明图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的各实施例进行说明。

(第一实施例)

首先，利用图1及图2对本发明第一实施例的光学信息记录再生装置进行详细的说明。图1是表示本发明第一实施例的光学信息记录再生装置的结构和对信息记录介质的信号进行记录/再生的情况的说明图。

如图1所示，本实施例的光学信息记录再生装置包括作为记录用光源的第一光源20a和作为再生用光源的第二光源20b这两种半导体激光光源。在从所述第一光源20a到信息记录介质21的光路中配置有第一准直透镜16a、两张一组的光束整形棱镜23、分光器18a和18b、竖起镜12、波长板10、球面像差修正元件13及物镜6。分光器18a用作将两个光合波到同一光路中的合波元件，分光器18b用作将光分波的分波元件。

在第二光源20b和分光器18a之间的光路中配置有第二准直透镜16b，通过分光器18a记录光22a和再生光22b被合波，导入到共通光路中。其中，作为光束整形元件记载了光束整形棱镜23，但也可以采用只使单轴方向放大率变化的光束整形器(Beam Shaper)等。

在作为回路的从分光器18b到光检测器19a、19b的光路中，配置有聚焦/跟踪误差信号检测元件15、检测透镜11以及用于减小信息记录介质21的层间串扰(crosstalk)的针孔14。

通常，激光的射出光成为高斯光束(Gaussian Beam)，在为半导体激光的情况下，在与其接合面平行的方向(以下记为h方向)和垂直的方向(以下记为v方向)上，高斯光束的扩展方式有所不同。在将h方向、v方向的辐射角的半幅全宽(full width at halfmaximum)分别设为θh、θv的情况下，远场(far field)的光强度分布，虽然因射出波长或激光的结构的不同而不同，但通常以θh/θv＝1/2～1/3的值成为v方向为长轴的椭圆形状。

第一光源20a的波长λ1满足0.73μm≤λ1≤0.83μm，例如，λ1＝0.785μm，辐射角θh＝8.8°、θv＝17°。在使图1所示的坐标轴的Z方向和第一光源20a的h方向一致的状态，配置所述第一光源20a。第一光源20a，按照应在记录层1a～1e中的一个记录层(以下，作为记录层的一个例子，利用记录层1b进行说明)的轨道(track)上记录的记录坑5的形状(标记等)，例如以数100mW～数W的比较大的峰值功率使驱动脉冲的脉冲幅度例如在1纳秒～100纳秒之间变化来被驱动，起到记录功能。通过采用后面叙述的光子模式的记录材料，由于记录坑5不受热的影响，记录的策略(Strategy)等变得简单，易于控制所述驱动脉冲。

第二光源20b的波长λ2满足0.6μm≤λ2≤0.7μm，例如，波长λ2＝0.658μm，辐射角θh＝10°、θv＝17°，第二光源20b主要被进行CW(连续波)驱动，起到再生功能。

波长板10，如图1所示，被配置在从分光器18b到物镜6的记录光及再生光的共通光路中，利用波长的差异，对于记录光实质上设计成λ/4板或者与其接近，对于再生光实质上设计成λ/2板或λ板或者与其接近。根据这样的设计，可以得到以下效果，即：由于对记录光利用偏振光系统，提高往复光路的光利用效率，而对于再生光，降低在信息记录介质21中可能产生的双折射的影响。

而且，分光器18a也利用波长的差异，使记录光22a透过，反射再生光22b，并且，分光器18b也利用波长的差异，对于记录光22a作为偏振光分光器而发挥作用，对于再生光22b作为几乎不依赖偏振光方向的半透镜而发挥作用。

信息记录介质21，例如具有1.1mm的厚度，具备直径为12cm的基板9和在该基板9上形成的记录部3，记录部3可三维地记录信息，例如包含交替形成的多层记录层1a～1e和中间层2a～2d。另外，由于记录部3全都是记录层的大容量(Bulk)型记录介质也可以进行三维记录，因此同样适用本发明。此外，图1表示了记录层1a～1e为5层，中间层2a～2d为4层的例子，但是实际上也可以利用从数十层到一百层左右的记录层，层数不特别限定于图中表示的例子。

在此，中间层2a～2d，对于记录光波长λ1和再生光波长λ2几乎没有吸收损失，而且，也可以减小记录层1a～1e的吸收损失，能够高效地对多个记录层1a～1e进行三维记录及再生。即，通过利用非线性吸收现象，可以利用透过率较大的记录层1a～1e，能够实现层数较多的大容量记录。

但是，例如为了利用双光子吸收来进行记录，记录层1a～1e采用对于记录光波长λ1大体为透明、对于其一半的波长表示吸收的记录材料，即，在以n光子吸收进行记录的情况下，记录层1a～1e采用对于记录光波长大体为透明、对于其1/n的波长表示吸收的记录材料。在此，n是2以上任意的整数。

在记录部3的光的入射侧，例如还包括厚度为0.1mm的保护层4，通过设置保护层4，即使在信息记录介质21上稍微存在尘埃或垃圾或损伤也可以进行再生。

在各记录层1a～1e形成有用于跟踪伺服(track servo)的轨道槽。例如，轨道间距(track pitch)Tp为0.59μm，槽深度为0.49μm，通过利用光检测器19b检测来自所述槽的±1次衍射光，可以得到跟踪误差信号(tracking error signal)，能够正确地沿着轨道进行记录再生。

由于容易产生非线性效果的材料的记录灵敏度较高，所以作为构成记录层1a～1e的记录材料采用所述的材料较为理想。在采用光子模式的记录材料的情况下，由于可以进行高速记录，没有热的影响，所以也可以将记录层1a～1e构成为单层。

此外，作为光致变色材料(photochromic)之一的二芳烯(diarylethene)或其衍生物，能够实现可以记录及消除的可重写记录。并且，如果使含有光致变色材料的记录层1a～1e例如包含在记录光的双光子吸收过程中高效率地发出使光致变色材料曝光的波长的荧光材料的话，就可以谋求提高记录材料的灵敏度。即，这是因为，光致变色材料通常在双光子吸收过程的记录灵敏度并不是那么高，但是，荧光材料中存在双光子吸收过程的记录灵敏度较高的材料，利用该双光子荧光，可以通过单光子吸收过程使光致变色材料曝光。另外，一般而言，光致变色材料的单光子吸收的灵敏度较好。

此外，侧链液晶高分子或光聚合物(photopolymer)等可通过光子模式记录的材料也可以用于记录层1a～1e。侧链液晶高分子材料具有可以增大记录后的记录坑5的折射率变化(例如，Δn＝0.2)这样的特性，而且可以记录偏振光方向，所以记录容量大约可以增加到两倍。而光聚合物适合于一次性写入(write once)记录，记录后稳定。

此外，混入了有机色素、ZnO等超微粒子的树脂膜、TeO₂膜等也适合于进行非线性记录的记录层1a～1e的材料，通过利用折射率变化能减少光的吸收损失。根据记录光的照射方式，可以控制折射率变化量，此外如果利用峰值光量较高为数W～数10kW的脉冲光，还可以记录被称为空洞(void)的孔坑。因为在空洞的情况下折射率为1，所以在记录膜的折射率例如为1.7的情况下，折射率变化量较大为Δn＝-0.7，可以获得以良好的对比度再生信号的效果。

本实施例的光学信息记录再生装置，如图1所示，在记录时，从记录用的第一光源20a朝Y轴方向射出的、作为直线偏振光而且其峰值功率比较大的脉冲激光22a，通过第一准直透镜16a成为平行光束，并通过两张一组的光束整形棱镜23，其束径只向Z方向被扩大，以使X方向及Z方向的束径实质上成为相同。在束径被扩大的时候(例如，A-A’面等)，光源20a的辐射角可以等价性地看作θh＝θv＝17°。此后，束径被扩大的激光，透过分光器18a、18b，其光路通过竖起镜12向-Z轴方向被折弯。另外，束径实质上相同是指，X方向上的束径和Z方向上的束径比在0.7～1.3范围内(在该比为1的情况下，束径完全相同)。

并且，向-Z轴方向被折弯的激光8a由波长板10实质上转换为圆偏振光，通过球面像差修正元件13，并利用例如数值孔径NA＝0.85、焦点距离2mm、有效直径3.4mm的物镜6，通过信息记录介质21的保护层4，被聚光到具有多个记录层1a～1e的记录部3中所期望的记录层1b上，成为收束光7a。其反射光7a’通过物镜6成为反射光8a’，利用反射光8a’进行聚焦伺服及跟踪伺服，并利用双光子吸收或多光子吸收过程等非线性现象，使记录层1a～1e的光学常数、优选的是折射率发生变化来进行记录坑5的记录。

此时，因为球面像差修正元件13被设置在从第一光源20a到物镜6的光路中，并且收束光7a通过的记录部3的厚度按记录深度而不同，所以通过球面像差修正元件13，根据记录部3中记录的记录坑5的记录深度一边控制球面像差量一边进行记录，就能够形成良好的记录坑5。球面像差修正元件13例如可以包括：折射率分布可变的液晶元件；组合凹透镜和凸透镜，利用致动机构可以使两个透镜在光轴方向上的间隔改变的扩束器；以及可以在光轴方向上控制位置的可变准直透镜等。

在再生时，从再生用的第二光源20b射出的作为直线偏振光的激光22b，通过第二准直透镜16b大体上成为平行光束，通过分光器18a向Y轴方向被折弯，同样透过分光器18b，其光路通过竖起镜12向-Z轴方向被折弯。并且，向-Z轴方向被折弯的激光8b，通过波长板10及球面像差修正元件13，以保持直线偏振光的状态，被物镜6聚光到信息记录介质21的记录部3中的记录层1b的记录坑5上，成为收束光7b。

被记录坑5反射的激光7b’，向反方向折回，通过物镜6成为平行光束8b’，平行光束8b’顺序通过球面像差修正元件13、波长板10及竖起镜12，其光轴通过分光器18b向Z轴方向被折弯，通过衍射型聚焦/跟踪误差信号检测元件15，被分为多个光(在图1中分为两个)，并通过检测透镜11被收束，成为收束光17a、17b。

作为再生光的收束光17a通过针孔14，由光检测器19a检测被记录的信号。被分出来的收束光17b不通过针孔14，而被另一个光检测器19b检测，成为聚焦/跟踪误差信号(focus/tracking error signal)。由于不使收束光17b通过针孔14，可以利用象散法(astigmatism)或SSD法或三光束跟踪法等以往的方法分别检测出聚焦/跟踪误差信号。即，在记录时和再生时分别利用反射光7a’、7b’来执行聚焦伺服及跟踪伺服，进行记录坑5的记录，并且，按照以记录坑5的光学常数的变化为基础的反射率差异，可以再生记录坑5。

在此，检测透镜11的焦点距离例如为33mm，在光检测器19a侧的艾里斑(Airy disc)直径例如为9.6μm。针孔14设置在检测收束光17a的大致焦点位置上，通过设置针孔14，由于来自沿光轴方向位于所期望的记录层1b的上下的记录层1a、1c、1d的、来自由物镜6的收束光7b所照射的另外记录坑的无用反射光即串扰(层间串扰)光，也分布在针孔14外部，这些光不进入针孔14内，所以起使层间串扰减少的效果。另外，在省略针孔14，并利用光检测器的受光部的大小为针孔直径的微型光检测器，来对检测收束光17a进行检测的情况下，也可以得到相同的效果。

本发明的发明者们的实验结果表示，通过将针孔14的尺寸设为检测收束光17a的艾里斑直径的3倍以下，能够使再生信号的质量例如提高到在记录层1a～1e的层间隔Δd＝5～8μm的情况下不发生问题的水平(层间串扰量≤30dB)。但是，虽然在减小针孔14的尺寸的情况下，可以进一步减小记录层1a～1e的间隔(大致为中间层2a～2d的厚度)，不过，如果过于减小，就会导致进入针孔14的光量减少，或者因环境温度而光学系统变歪，收束光17a偏离针孔14的中心，因此必须要考虑这种情况。此外，在因材料的限制等而光量降低的情况下，通过利用APD(雪崩光电二极管：avalanche photodiode)可以增强信号强度。

其次，对非线性记录中的聚光特性进行说明。在通常的单光子吸收记录的情况下，由物镜聚光的聚焦面上的聚光点直径可以从物镜的数值孔径NA和波长λ求出，而在边缘强度相当于1的平面波入射的情况下聚集更好，此时的点径的半幅全宽(full width at halfmaximum)为1.03λ/(2NA)。其中，边缘(RIM)强度是指，在将中央部的最大强度设为1来标准化时，物镜的有效直径外缘部的光强度。因此，边缘强度为0以上1以下的值。

例如，当NA＝0.85时，在λ＝0.785μm的情况下，聚光点直径的半幅全宽成为0.473μm，在λ＝0.658μm的情况下，聚光点直径的半幅全宽成为0.399μm，如果物镜的数值孔径相同，波长越短越能够聚集。因此，如果记录光的波长λ1比再生光的波长λ2大，记录光的聚光点直径就大于再生光的聚光点直径，记录特性相对于再生特性恶化，所以需要采取增大对记录光的物镜的数值孔径等措施。

另一方面，在利用非线性现象进行记录的情况下，与通常的单光子吸收记录相比，可以减小对记录光的实效聚光点直径。在入射平面波的情况下(边缘强度为1时)，已经判明的是，例如在n光子吸收记录中，n光子吸收产生的实效点径大概可以聚焦为n^-1/2倍。即，边缘强度为1时的聚光点直径的半幅全宽表示为1.03λn^-1/2/(2NA)。例如，在双光子吸收记录中，由于n＝2，所以2^-1/2＝0.71，与单光子吸收记录相比，可以实效地聚焦到0.71倍左右。本发明的发明者们经研究发现，即使在入射象半导体激光那样的高斯光束(Gaussian beam)并进行n光子吸收记录的情况下，即在边缘强度小于1的情况下(例如，边缘强度为0以上不足1)，只要边缘强度与单光子吸收记录情况下的边缘强度相同的话，则也与对单光子吸收记录可聚集的点径的比率n^-1/2大致相同。即发现，在进行n光子吸收记录的情况下(n为2以上任意的整数)，不论边缘强度如何，如果再生光的波长λ2实质上等于记录光的波长λ1，或者即使比记录光的波长λ1小也可以，只要满足λ2>λ1n^-1/2，基于非线性效果，能够使n光子吸收记录产生的记录光的实效聚光点直径小于再生光的聚光点直径。其中，波长实质上相同意味着波长之差在50nm以内。例如，在以满足0.73μm≤λ1≤0.83μm的波长进行双光子吸收记录，以满足0.6μm≤λ2≤0.7μm的波长进行再生的情况下，λ2>λ1n^-1/2关系式成立。

此外，在等离子吸收记录的情况下，由于多光子电离等各种现象复杂地起作用，用算式表示困难，但可以肯定的是，与单光子吸收记录相比，可以更实效地进行聚焦，与所述相同，可以使记录光的实效聚光点直径小于再生光的聚光点直径。

其次，以双光子吸收记录的情况为例，用图2对在物镜的边缘强度和从光源对准直透镜的结合效率以及聚光点直径的关系进行说明。

图2(a)表示本发明第一实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在物镜的边缘强度的关系的图表，图2(b)表示本发明第一实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在信息记录介质的记录层(聚焦面)的聚光点直径(半幅全宽)的关系、以及所述数值孔径和从光源对准直透镜的结合效率(但是不考虑准直透镜表面反射时的值)的关系的图表。图2是作为非线性记录的例子表示了双光子吸收记录的情况的图表。

在此，准直透镜的实效数值孔径是指，在将准直透镜的有效直径与物镜的有效直径视为相同时的准直透镜的数值孔径。即，在设准直透镜的焦点距离为f1，有效直径为d1，物镜的焦点距离为f2，有效直径为d2(d1≥d2)的情况下，准直透镜的数值孔径通常是d1/(2f1)，但定义了准直透镜的实效数值孔径为d2/(2f1)。另外，物镜的数值孔径被定义为d2/(2f2)。

此外，图2(b)中的(实效)聚光点直径(半幅全宽)的(实效)意味着仅对记录光附加“实效”这一词，对于记录光的实效聚光点直径(半幅全宽)是指，在双光子吸收记录的情况下，双光子吸收所产出的有效聚光点直径的半幅全宽，为通常的单光子吸收的情况下的聚光点分布的2次方的光强度分布的半幅全宽，而在n光子吸收记录的情况下，为单光子吸收时的聚光点分布的n次方的光强度分布。另一方面，对于不附加“实效”这一词的再生光的聚光点直径意味着通常的聚光点直径。

在本实施例的光学信息记录再生装置中，来自第一光源20a、第二光源20b的各自的射出光22a、22b通过第一准直透镜16a、第二准直透镜16b分别被准直化，并通过分光器18a合波，经由其出口A-A’面，分别作为平行光束8a、8b入射到物镜6，并由物镜6的有效直径剔除而被聚光。因此，可以将在A-A’面的各平行光束的实质上的有效直径可以看作与物镜6的有效直径(例如，3.4mm)相等(虽然实际上的准直透镜的有效直径比物镜的有效直径稍大，但是在准直化的光被物镜取入的意义上，可以将实效性的有效直径可以看作如此)，在A-A’面的各平行光束的实质上的有效直径外缘部的标准化光强度与物镜6中的边缘强度相等。按照实效性的有效直径，准直透镜的数值孔径也采用利用与物镜的有效直径相同的有效直径的实效数值孔径的话比较适合。

由于本实施例的光学信息记录再生装置对于记录光22a采用光束整形棱镜23，以使h方向、v方向的束径各自成为相等，因此如图2所示，在记录层1b聚焦面的与光源20a的h方向、v方向所对应的记录光的聚光点直径和边缘强度各自相同。另一方面，对于再生光22b，其聚光点直径和边缘强度按方向不同而不同，与辐射角较大的v方向所对应的边缘强度比与h方向所对应的边缘强度大，与h方向所对应的聚光点直径比与v方向所对应的聚光点直径大。

另外，在图1所示的光学信息记录再生装置中，由于第一光源20a和第二光源20b射出的光22a、22b经由分光器18a、18b和竖起镜12，改变各种行进方向并被聚光到记录层，因此以使h方向与Z方向一致的状态所配置的第一光源20a的h方向和v方向，最终在聚光点上分别与Y方向、X方向对应。对于第二光源20b，在使h方向与Y方向一致的状态予以配置的情况下，h方向和v方向最终在聚光点上分别与Y方向、X方向对应，而在使h方向与X方向一致的状态予以配置的情况下，h方向和v方向最终在聚光点上分别与X方向、Y方向对应。

记录光8a、再生光8b各自在物镜6的边缘强度是，由图2(a)的实线、虚线可知，第一准直透镜16a的实效数值孔径NA1依赖于第二准直透镜16b的实效数值孔径NA2，其数值孔径越大边缘强度就越小。

然而，由图2(b)可知，各准直透镜16a、16b的实效数值孔径越大，从第一光源20a对第一准直透镜16a、从第二光源20b对第二准直透镜16b的各自的结合效率就越大。

但是，如果准直透镜的实效数值孔径相同，再生光的结合效率就高于记录光的结合效率，此外，如双点划线所示，相对于再生光，在第二准直透镜16b为NA2≥0.3时，如单点划线所示，相对于记录光，在第一准直透镜16a为NA1≥0.4时，则结合效率几乎达到最大值100％。通过物镜6被聚光到信息记录介质21记录层上的聚光点直径(半幅全宽)有准直透镜的实效数值孔径越大聚光点直径就越大的倾向。对以上进行总结可以得出，边缘强度越小，从光源对准直透镜的结合效率就可以越大，但是，聚光点直径反而恶化。另外，如果从光源对准直透镜的结合效率较高，被聚光到信息记录介质21的记录层上的光强度也变大，其结果，容易引起非线性现象的记录，所以较为理想。

在聚焦面的再生光7b的聚光点直径的半幅全宽是，当将作为圆周方向的最大值的、与h方向所对应的聚光点直径相对于作为圆周方向的最小值的、与v方向所对应的聚光点直径的比率设为r时，r＝1的情况下，聚光点的剖面成为真圆，最为理想。此外，在边缘强度为1的平面波作为再生光7b入射到物镜6的情况下，能将聚光点直径聚焦到最小，其值为所述的0.399μm。

对于再生光7b，与边缘强度为1时的聚光点相比，恶化的比例在5％以下(聚光点直径≤0.419μm)的条件下，第二准直透镜16b的实效数值孔径的最大值为NA2＝0.11，此时的聚光点直径为0.417μm(h方向)、0.401μm(v方向)，再生光的结合效率为46％，边缘强度为0.33(h方向)、0.69(v方向)，平均边缘强度为0.51，聚光点直径的椭圆的比率r＝1.04。

此外，记录光的聚光点直径的椭圆的比率r为r＝1.0，但是，即使将第一准直透镜16a的实效数值孔径NA1大于第二准直透镜16b的实效数值孔径NA2，或者，将记录光的结合效率大于再生光的结合效率，都存在记录光7a的实效聚光点直径不大于再生光7b的聚光点直径(不恶化)的条件。

其最大值NA1＝0.39(此时的记录光7a的实质上的光点直径为0.400μm)，此时的记录光的最大结合效率达到接近最大的99.1％，其大小为再生光的情况下(最大46％)的2.2倍，此时的记录光的边缘强度为0.0089，比再生光的平均边缘强度0.46大幅度地减小。

其次，对于再生光7b，与边缘强度为1时的聚光点相比，更理想的恶化比例在2％以下(聚光点直径≤0.407μm)的条件下，第二准直透镜16b的实效数值孔径的最大值为NA2＝0.07，此时的聚光点直径为0.406μm(h方向)、0.399μm(v方向)，再生光的结合效率为23％，边缘强度为0.64(h方向)、0.86(v方向)，平均边缘强度为0.75，聚光点直径的椭圆的比率r＝1.02。

此外，记录光的聚光点直径的椭圆的比率r为r＝1.0，但是，即使将第一准直透镜16a的实效数值孔径NA1大于第二准直透镜16b的实效数值孔径NA2，或者，即使将记录光的结合效率大于再生光的结合效率，都存在记录光7a的实效聚光点直径不大于再生光7b的聚光点直径(不恶化)的条件。其最大值NA1＝0.38(此时的记录光7a的实质上的点径为0.397μm)，此时的记录光的最大的结合效率达到接近最大的98.9％，其大小为再生光(最大23％)的4.3倍，记录光的边缘强度为0.011，比再生光的平均边缘强度0.75大幅度地减小。

因此，在本第一实施例的光学信息记录再生装置中，记录光的平均边缘强度比再生光的平均边缘强度大幅度地减小，可以一边使从记录用的第一光源20a对第一准直透镜16a的光利用效率即结合效率比从第二光源20b对第二准直透镜16b的光利用效率即结合效率大幅度地增加，一边使记录光7a的实效聚光点直径为再生光7b的聚光点直径以下，能够实现具有良好的光学特性的信息记录再生装置。

以上阐述的是，对于在聚焦面的再生光的聚光点的半幅全宽较小的值(与v方向所对应的方向)，不使在聚焦面的记录光的的聚光点的半幅全宽恶化，但是，在记录和再生之间可以取得平衡的意义上，在不使再生光的聚光点的特性过于恶化的范围内，使记录光的聚光点直径接近于再生光的聚光点直径(例如，NA1＝0.38、NA2＝0.07)较为理想。从这个意义上来讲，作为聚光点的半幅全宽的值，可以取与v方向和h方向所对应的方向的平均值，使记录光在聚焦面的实效聚光点的平均半幅全宽w1，相对于再生光在聚焦面的聚光点的平均半幅全宽w2，满足0.8w2≤w1≤1.2w2。

并且，在再生光的波长λ2实质上等于记录光的波长λ1，或者小于记录光的波长λ1的情况下，根据再生光的波长和记录光的波长之差λ1-λ2，其差越小，越让对记录光的平均边缘强度小于对再生光的平均边缘强度，则可以使记录光的聚光点直径接近再生光的聚光点直径，能够在记录和再生之间取得平衡，其结果，在可获得再生时的调制程度较好等良好的光学特性的意义上，较为理想。

此外，当再生光在聚焦面的聚光点形状的椭圆的比率r>1时，通过在使其光强度分布的椭圆形状的短轴方向与记录层1b的轨道方向一致的状态配置第二光源20b，可以提高(记录符号)较小的记录坑5的再生性能。

此外，在本实施例中，让物镜6的收束光7a按照不通过已经记录了的记录坑5的顺序，依次将记录坑5三维地记录在记录层1a～1e中。通过以这样的顺序进行记录，能够得到的效果是，在目标层1b中可以减少因透过比目标层1b更上层(物镜6侧)的记录层1c～1e中所记录的记录坑5而产生的散乱光、无用的衍射光等迷光(噪音光)的影响(提高信噪比)。具体而言，通过从记录层1a～1e中最离开物镜6的位置(图1中为记录层1a)顺序记录记录坑5，可以实现所述顺序。在图1的结构中按照记录层1a的列、记录层1b的列、记录层1c的列、记录层1d的列、记录层1e的列的顺序，沿着Z轴方向进行三维记录就可以。

(第二实施例)

其次，利用图3及图4对本发明第二实施例的光学信息记录再生装置进行详细的说明。图3是表示本发明第二实施例的光学信息记录再生装置的结构和对信息记录介质的信号进行记录/再生的情况的说明图，图4(a)是表示本发明第二实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在物镜的边缘强度的关系的图表，图4(b)是表示本发明第二实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在信息记录介质的记录层(聚焦面)的聚光点直径(半幅全宽)的关系、以及所述数值孔径和光源对准直透镜的结合效率(但是不考虑准直透镜的表面反射时)的关系的图表。图4是作为非线性记录的例子表示了双光子吸收记录的情况的图表。

第一光源20a’的波长λ1满足0.73μm≤λ1≤0.83μm，例如，λ1＝0.785μm，辐射角θh＝8.8°、θv＝17°，第二光源20b’的波长λ2满足0.6μm≤λ2≤0.7μm，例如，波长λ2＝0.658μm，辐射角θh＝10°、θv＝17°，这些光学特性与第一实施例的光学信息记录再生装置的光源20a和20b分别相同。

本发明第二实施例的光学信息记录再生装置的结构与第一实施例的光学信息记录再生装置的结构的不同之处在于：在使图3所示的坐标轴的Z方向与光源20a’的v方向一致的状态配置了作为记录用光源的第一光源20a’，由第一光源20a’射出的光22a’在Z方向上的束径通过两张一组的光束整形棱镜23’缩小到与在X方向上的束径实质上相同。在束径被缩小时(例如，A-A’面等)，第一光源20a’的辐射角可以等价性地看作θh＝θv＝8.8°。其中，束径实质上相同是指，X方向的束径和Z方向的束径的比在0.7～1.3的范围内。此外，对于作为再生用光源的第二光源20b’的配置与第一实施例的光学信息记录再生装置的光源20b相同。

如图4所示，如果第一及第二准直透镜16a、16b的实效数值孔径相同，与图2所示的情况相比，由于相对于记录光8a，等价的辐射角较小，边缘强度变小，使得结合效率变大，聚光点直径的恶化比例也大。此外，如果第一及第二准直透镜16a、16b的实效数值孔径相同，记录光8a的结合效率比再生光8b的结合效率高。

因此，在本实施例中，在使第一准直透镜16a的实效数值孔径和第二准直透镜16b的实效数值孔径相同，例如，NA1＝NA2＝0.1的情况下，对于再生光7b，聚光点直径为0.414μm(h方向)、0.400μm(v方向)，再生光的结合效率为40％，边缘强度为0.40(h方向)、0.73(v方向)，平均边缘强度为0.57，聚光点直径的椭圆的比率r＝1.04。对于记录光7a，实效聚光点直径为0.356μm(再生光的平均点径的0.87倍)，记录光的结合效率为69％(再生光的效率的1.7倍)，边缘强度为0.31(再生光的平均边缘强度的0.54倍)。

另一方面，对于再生光7b，与边缘强度为1时的聚光点相比，恶化的比例在5％以下(聚光点直径≤0.419μm)的条件下，第二准直透镜16b的实效数值孔径的最大值NA2＝0.11，此时的聚光点直径为0.417μm(h方向)、0.401μm(v方向)，再生光的结合效率为46％，边缘强度为0.33(h方向)、0.69(v方向)，平均边缘强度为0.51，聚光点直径的椭圆的比率r＝1.04。

此外，记录光的聚光点直径的椭圆的比率r为r＝1.0，但是，即使将第一准直透镜16a的实效数值孔径NA1大于第二准直透镜16b的实效数值孔径NA2，或者，即使将记录光的结合效率大于再生光的结合效率，都存在记录光7a的实效聚光点直径不大于再生光7b的聚光点直径(不恶化)的条件。其最大值NA1＝0.20(此时的记录光7a的实质上的点径为0.400μm)，此时的记录光的最大的结合效率达到接近最大的99.1％，其大小成为再生光的情况下(最大46％)的2.2倍，记录光的边缘强度为0.0092，比再生光的平均边缘强度0.46大幅度地减小。

其次，对于再生光7b，与边缘强度为1时的聚光点相比，更理想的恶化比例在2％以下(聚光点直径≤0.407μm)的条件下，第二准直透镜16b的实效数值孔径的最大值NA2＝0.07，此时的聚光点直径为0.406μm(h方向)、0.399μm(v方向)，再生光的结合效率为23％，边缘强度为0.64(h方向)、0.86(v方向)，平均边缘强度为0.75，聚光点直径的椭圆的比率r＝1.02。

此外，记录光的聚光点直径的椭圆的比率r为r＝1.0，但是，即使将第一准直透镜16a的实效数值孔径NA1大于第二准直透镜16b的实效数值孔径NA2，或者，即使将记录光的结合效率大于再生光的结合效率，都存在记录光7a的实效聚光点直径不大于再生光7b的聚光点直径(不恶化)的条件。其最大值NA1＝0.19(此时的记录光7a的实质上的点径为0.394μm)，此时的记录光的最大的结合效率达到接近最大的98.5％，其大小为再生光的情况下(最大23％)的4.3倍，记录光的边缘强度为0.015，比再生光的平均边缘强度0.75大幅度地减小。

因此，与所述第一实施例的光学信息记录再生装置相比，本第二实施例的光学信息记录再生装置具有可以使第一准直透镜16a的实效数值孔径成为一半、并且可以同样地提高结合效率这样的特征，此外，记录光的平均边缘强度比再生光的平均边缘强度大幅度地减小，可以一边使从记录用的第一光源20a’对第一准直透镜16a的光利用效率即结合效率比从第二光源20b’对第二准直透镜16b的光利用效率即结合效率大幅度地增加，一边使记录光7a的实效聚光点直径为再生光7b的聚光点直径以下，能够实现具有良好的光学特性的信息记录再生装置。

(第三实施例)

其次，利用图5及图6，以与所述第一实施例的光学信息记录再生装置不同的部分为中心对本发明第三实施例的光学信息记录再生装置进行说明。图5是表示本发明第三实施例的光学信息记录再生装置的结构和对信息记录介质的信号进行记录/再生的情况的说明图，图6(a)是表示本发明第三实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在物镜的边缘强度的关系的图表，图6(b)是表示本发明第三实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在信息记录介质的记录层(聚焦面)的(实效)聚光点直径(半幅全宽)的关系、以及所述数值孔径和从光源对准直透镜的结合效率(但是在不考虑准直透镜表面的反射时)的关系的图表。图6是作为非线性记录的例子表示了双光子吸收记录的情况的图表。

第一光源20a的波长λ1满足0.73μm≤λ1≤0.83μm，例如，λ1＝0.785μm，辐射角θh＝8.8°、θv＝17°，第二光源20b的波长λ2满足0.6μm≤λ2≤0.7μm，例如，波长λ2＝0.658μm，辐射角θh＝10°、θv＝17°，与第一实施例的光学信息记录再生装置的光源20a、20b相同。

本发明第三实施例的光学信息记录再生装置的结构与第一实施例的光学信息记录再生装置的不同之处在于：在记录用光源的第一光源20a和分光器18a之间不配置光束整形棱镜。因此，在记录层1b聚焦面上的聚光点，无论是记录光7a还是再生光7b，其光强度分布都成为椭圆形状，因此以使其椭圆的短轴方向与轨道方向一致的状态配置了第一光源20a和第二光源20b。根据此配置，可获得提高(记录符号)较小的记录坑5的记录再生性能的效果。此外，在采用光束整形棱镜的情况下，由于必须在将来自光源的射出光成为完全的平行光束之后入射到光束整形棱镜，所以进行光学调整比较麻烦(大体平行的光束容易产生非点像差)，但采用省略其的结构，可以实现低成本化，光学调整也变得简单。

而且，如图6所示，如果第一及第二准直透镜16a、16b的实效数值孔径相同，不管是对于记录光8a还是再生光8b，对应于辐射角较小的h方向的边缘强度更小，对应于h方向的聚光点直径的恶化更大。

对于再生光7b，与边缘强度为1时的聚光点相比，恶化的比例在5％以下(聚光点直径≤0.419μm)的条件下，第二准直透镜16b的实效数值孔径的最大值NA2＝0.11，此时的聚光点直径为0.417μm(h方向)、0.401μm(v方向)，再生光的结合效率为46％，边缘强度为0.33(h方向)、0.69(v方向)，平均边缘强度为0.51，聚光点直径的椭圆的比率r＝1.04。

此外，即使将第一准直透镜16a的实效数值孔径NA1大于第二准直透镜16b的实效数值孔径NA2，或者，即使将记录光的结合效率大于再生光的结合效率，都存在记录光7a的实效聚光点直径不大于再生光7b的聚光点直径(不恶化)的条件。其最大值NA1＝0.18(此时的记录光7a的实效光点直径为0.395μm(h方向)、0.346μm(v方向))，记录光的聚光点直径的椭圆的比率r为r＝1.14，此时的记录光的最大结合效率为80.3％，大小成为再生光的情况下(最大为46％)的1.7倍，记录光的边缘强度为0.023(h方向)、0.37(v方向)，平均边缘强度为0.20，比再生光的平均边缘强度0.51大幅度地减小。

其次，对于再生光7b，与边缘强度为1时的聚光点相比，更理想的恶化比例在2％以下(聚光点直径≤0.407μm)的条件下，第二准直透镜16b的实效数值孔径的最大值NA2＝0.07，此时的聚光点直径为0.406μm(h方向)、0.399μm(v方向)，再生光的结合效率为23％，边缘强度为0.64(h方向)、0.86(v方向)，平均边缘强度为0.75，聚光点直径的椭圆的比率r＝1.02。

而且，即使将第一准直透镜16a的实效数值孔径NA1大于第二准直透镜16b的实效数值孔径NA2，或者，即使将记录光的结合效率大于再生光的结合效率，都存在记录光7a的实效聚光点直径不大于再生光7b的聚光点直径(不恶化)的条件。其最大值NA1＝0.18(此时的记录光7a的实效点径为0.395μm(h方向)、0.346μm(v方向))，记录光的聚光点直径的椭圆的比率r为r＝1.14，此时的记录光的最大的结合效率为80.3％，大小成为再生光的情况下(最大46％)的1.7倍，记录光的边缘强度为0.023(h方向)、0.37(v方向)，平均边缘强度为0.20，比再生光的平均边缘强度0.75大幅度地减小。

因此，在本第三实施例的光学信息记录再生装置中，记录光的平均边缘强度比再生光的平均边缘强度大幅度地减小，可以一边使从记录用的第一光源20a对第一准直透镜16a的光利用效率即结合效率比从第二光源20b对第二准直透镜16b的光利用效率即结合效率大幅度地增加，一边使记录光7a的实效聚光点直径为再生光7b的聚光点直径以下，可以实现具有良好的光学特性的信息记录再生装置。

(第四实施例)

其次，利用图7，对于本发明第四实施例的光学信息记录再生装置，只说明与第三实施例的光学信息记录再生装置不同的部分。图7是表示本发明第四实施例的光学信息记录再生装置的结构和对信息记录介质的信号进行记录/再生的情况的说明图。

本发明第四实施例的光学信息记录再生装置的结构与第三实施例的光学信息记录再生装置的不同之处在于：作为数值孔径变换元件的凸透镜24a实质上增大相对于来自第一光源20a的射出光22a的数值孔径，通过凸透镜24a的光再通过分光器18a’，被准直透镜16a’变为平行光束，但是，来自第二光源20b的射出光22b通过分光器18a’，其光轴向Y方向被弯曲，被准直透镜16a’变为平行光束。因此，可以使相对于记录光22a的准直透镜16a’的实效数值孔径大于相对于再生光22b的准直透镜16a’的实效数值孔径。

另外，即使在第二光源20b和分光器18a’之间设置作为数值孔径变换元件的凹透镜(图中未表示)，替代在第一光源20a和分光器18a’之间设置凸透镜24a，使得相对于来自第二光源20b的射出光22b的数值孔径实质上变小并入射到分光器18a’，也能够使相对于记录光22a的准直透镜16a’的实效数值孔径大于相对于再生光22b的实效数值孔径。

因此，在本第四实施例的光学信息记录再生装置中，记录光的平均边缘强度比再生光的平均边缘强度大幅度地减小，可以一边使从记录用的第一光源20a对准直透镜16a’的光利用效率即结合效率比从再生用的第二光源20b对准直透镜16a’的光利用效率即结合效率大幅度地增加，一边使记录光7a的实效聚光点直径成为再生光7b的聚光点直径以下，可以实现具有良好的光学特性的信息记录再生装置。

(第五实施例)

其次，利用图8，以与第三实施例的光学信息记录再生装置不同的部分为中心对本发明第五实施例的光学信息记录再生装置进行说明。图8是表示本发明第五实施例的光学信息记录再生装置的结构和对信息记录介质的信号进行记录/再生的情况的说明图。

本发明第五实施例的光学信息记录再生装置的结构与第三实施例的光学信息记录再生装置的不同之处在于以下几点。即，除记录用的第一光源20a和再生用的第二光源20b以外，还设置跟踪伺服用的第三光源20c，从第三光源20c射出的光22c由于作为数值孔径变换元件的凸透镜24c而略微成为发散光，入射到第三分光器18c并且其光轴向Y轴方向被弯曲，被导入与记录光和再生光相同的光路。

而且，信息记录介质21的各记录层1a’～1d’没有轨道槽，在基板9上形成有跟踪伺服用的轨道槽25。在使被聚光的伺服光7c必须在轨道槽25聚光的状态配置各部件，来自轨道槽25的反射光7c’作为跟踪误差信号通过分光器18c，其光轴向-Z轴方向被弯曲，并被轨道误差信号检测元件15c分开，被跟踪伺服用的光检测器19c检测出。另外，对于聚焦误差信号，通过光检测器19b，与所述实施例同样进行检测。

此外，球面像差修正元件13被配置在来自第一光源20a的射出光22a和来自第二光源20b的射出光22b的共通光路(在图8中，第二分光器18b和第三分光器18c之间)，来自第三光源20c的射出光22c的光路不通过球面像差修正元件13。根据这样的结构，可以只对记录光及再生光进行球面像差修正。由于跟踪伺服光必须在轨道槽25聚光，不需要进行球面像差修正。

此外，在本第五实施例的光学信息记录再生装置中，记录光的平均边缘强度也比再生光的平均边缘强度大幅度地减小，可以一边使从记录用的第一光源20a对第一准直透镜16a的光利用效率即结合效率比从再生用的第二光源20b对第二准直透镜16b的光利用效率即结合效率大幅度地增加，一边使记录光7a的实效聚光点直径成为再生光7b的聚光点直径以下，可以实现具有良好的光学特性的信息记录再生装置。

(第六实施例)

其次，利用图9，以与第三实施例的光学信息记录再生装置不同的部分为中心，对本发明第六实施例的光学信息记录再生装置进行说明。本发明第六实施例的光学信息记录再生装置的结构与图5所示的第三实施例的光学信息记录再生装置的结构基本相同，不同点是，第二光源20b与第一光源20a实质上具有相同的波长。即，第一光源20a的波长λ1和第二光源20b的波长λ2包含在0.73μm以上0.83μm以下的范围内，例如，λ1＝λ2＝0.785μm，辐射角θh＝8.8°、θv＝17°。

在记录层1b聚焦面上的聚光点，无论是记录光7a还是再生光7b，由于其光强度分布都为椭圆形状，因此以使该椭圆的短轴方向与记录层1b的轨道方向一致的状态配置第一光源20a和第二光源20b。根据此配置，可获得提高(记录符号)较小的记录坑5的记录再生性能的效果。

而且，本发明的发明者们发现，即使是在边缘强度不足1，聚焦面的聚光点的光强度分布为椭圆的情况下，如果边缘强度相等，也可以相对于再生光的聚光点直径的半幅全宽，使记录光的实效聚光点直径的半幅全宽在各自的方向上以基本相同的比例2^-1/2＝0.71减小。下述的图9即基于该观点。

图9(a)是表示本发明第六实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在物镜的边缘强度的关系的图表，图9(b)是表示本发明第六实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在信息记录介质的记录层(聚焦面)的(实效)聚光点直径(半幅全宽)的关系、以及所述数值孔径和从光源对准直透镜的结合效率(但是不考虑准直透镜表面的反射时)的关系的图表。图9是作为非线性记录的例子表示了双光子吸收记录的情况的图表。

如图9所示，因为光源的特性实质上相同，所以，相对于记录光和再生光的边缘强度和结合效率各自相同，但是，由于是双光子吸收记录，记录光的实效聚光点小于再生光的聚光点直径。

对于再生光7b，与最能聚集的边缘强度为1时的聚光点直径(0.476μm)相比，恶化的比例在5％以下(聚光点直径≤0.500μm)的条件下，第二准直透镜16b的实效数值孔径的最大值NA2＝0.10，此时的聚光点直径为0.500μm(h方向)、0.477μm(v方向)，再生光的结合效率为43％，边缘强度为0.31(h方向)、0.73(v方向)，平均边缘强度为0.52，聚光点直径的椭圆的比率r＝1.05。

而且，即使将第一准直透镜16a的实效数值孔径NA1大于第二准直透镜16b的实效数值孔径NA2，或者，即使将记录光的结合效率大于再生光的结合效率，都存在记录光7a的实效聚光点直径不大于再生光7b的聚光点直径(不恶化)的条件。其最大值NA1＝0.29(此时的记录光7a的实效点径为0.470μm(h方向)、0.365μm(v方向))，记录光的聚光点直径的椭圆的比率r为r＝1.29，此时的记录光的最大结合效率为接近最大值的97.3％，大小为再生光的情况下(最大43％)的2.3倍，记录光的边缘强度为0.00005(h方向)、0.074(v方向)，平均边缘强度为0.037，比再生光的平均边缘强度0.52大幅度地减小。

其次，对于再生光7b，与边缘强度为1时的聚光点相比，更理想的恶化比例在2％以下(聚光点直径≤0.486μm)的条件下，第二准直透镜16b的实效数值孔径的最大值NA2＝0.06，此时的聚光点直径为0.484μm(h方向)、0.476μm(v方向)，再生光的结合效率为19％，边缘强度为0.66(h方向)、0.89(v方向)，平均边缘强度为0.78，聚光点直径的椭圆的比率r＝1.02。

此外，即使将第一准直透镜16a的实效数值孔径NA1大于第二准直透镜16b的实效数值孔径NA2，或者，即使将记录光的结合效率大于再生光的结合效率，都存在记录光7a的实效聚光点直径不大于再生光7b的聚光点直径(不恶化)的条件。其最大值NA1＝0.29(此时的记录光7a的实效光点直径为0.470μm(h方向)、0.365μm(v方向))，记录光的聚光点直径的椭圆的比率r为r＝1.29，此时的记录光的最大的结合效率为93.3％，大小为再生光的情况下(最大19％)的4.9倍，记录光的边缘强度为0.00005(h方向)、0.074(v方向)，平均边缘强度为0.037，比再生光的平均边缘强度0.78大幅度地减小。

因此，在本第六实施例的光学信息记录再生装置中，记录光的平均边缘强度比再生光的平均边缘强度大幅度地减小，可以一边使从记录用的第一光源20a对第一准直透镜16a的光利用效率即结合效率比从第二光源20b对第二准直透镜16b的光利用效率的结合效率大幅度地增加，一边使记录光7a的实效聚光点直径成为再生光7b的聚光点直径以下，可以实现具有良好的光学特性的信息记录再生装置。

(第七实施例)

其次，利用图10，以与第六实施例的光学信息记录再生装置不同的部分为中心，对本发明第七实施例的光学信息记录再生装置进行说明。本发明第七实施例的光学信息记录再生装置的结构与第六实施例的光学信息记录再生装置的结构基本相同，但是，第一光源20a的波长λ1和第二光源20b的波长λ2，两个波长均包含在0.6μm以上0.7μm以下的范围内，例如，λ1＝λ2＝0.658μm，辐射角θh＝10°、θv＝17°。

在记录层1b的聚焦面上的聚光点，无论是记录光7a还是再生光7b，其光强度分布都成为椭圆形状，因此以使该椭圆的短轴方向与记录层1b的轨道方向一致的状态配置第一光源20a和第二光源20b。根据此配置，可获得提高(记录符号)较小的记录坑5的记录再生性能的效果。

图10(a)是表示本发明第七实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在物镜的边缘强度的关系的图表，图10(b)是表示本发明第七实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在信息记录介质的记录层(聚焦面)的(实效)聚光点直径(半幅全宽)的关系、以及所述数值孔径和从光源对准直透镜的结合效率(但是不考虑准直透镜表面的反射时)的关系的图表。图10是作为非线性记录的例子表示了双光子吸收记录的情况的图表。

如图10所示，因为光源的特性实质上相同，所以对于记录光和再生光的边缘强度和结合效率各自相同，但是由于是双光子吸收记录，记录光的有效聚光点比再生光的聚光点直径略微一点。

对于再生光7b，与最能聚集的边缘强度为1时的聚光点直径(0.399μm)相比，恶化的比例在5％以下(聚光点直径≤0.419μm)的条件下，第二准直透镜16b的实效数值孔径的最大值NA2＝0.11，此时的聚光点直径为0.417μm(h方向)、0.401μm(v方向)，再生光的结合效率为46％，边缘强度为0.33(h方向)、0.69(v方向)，平均边缘强度为0.51，聚光点直径的椭圆的比率r＝1.04。

此外，即使将第一准直透镜16a的实效数值孔径NA1大于第二准直透镜16b的实效数值孔径NA2，或者，即使将记录光的结合效率大于再生光的结合效率，都存在记录光7a的实效聚光点直径不大于再生光7b的聚光点直径(不恶化)的条件。其最大值NA1＝0.34(此时的记录光7a的实效光点直径为0.398μm(h方向)、0.318μm(v方向))，记录光的聚光点直径的椭圆的比率r为r＝1.25，此时的记录光的最大的结合效率为接近最大值的99.1％，大小为再生光的情况下(最大46％)的2.2倍，记录光的边缘强度为0.00003(h方向)、0.028(v方向)，平均边缘强度为0.014，比再生光的平均边缘强度0.51大幅度地减小。

其次，对于再生光7b，与边缘强度为1时的聚光点相比，更理想的恶化比例在2％以下(聚光点直径≤0.407μm)的条件下，第二准直透镜16b的实效数值孔径的最大值NA2＝0.07，此时的聚光点直径为0.406μm(h方向)、0.399μm(v方向)，再生光的结合效率为23％，边缘强度为0.64(h方向)、0.86(v方向)，平均边缘强度为0.75，聚光点直径的椭圆的比率r＝1.02。

此外，即使将第一准直透镜16a的实效数值孔径NA1大于第二准直透镜16b的实效数值孔径NA2，或者，即使将记录光的结合效率大于再生光的结合效率，都存在记录光7a的实效聚光点直径不大于再生光7b的聚光点直径(不恶化)的条件。其最大值NA1＝0.34(此时的记录光7a的实效光点直径为0.398μm(h方向)、0.318μm(v方向))，记录光的聚光点直径的椭圆的比率r为r＝1.25，此时的记录光的最大的结合效率为99.1％，大小为再生光的情况下(最大23％)的4.3倍，记录光的边缘强度为0.00005(h方向)、0.074(v方向)，平均边缘强度为0.037，比再生光的平均边缘强度0.78大幅度地减小。

因此，在本第七实施例的光学信息记录再生装置中，记录光的平均边缘强度比再生光的平均边缘强度大幅度地减小，可以一边使从记录用的第一光源20a对第一准直透镜16a的光利用效率即结合效率比从第二光源20b对第二准直透镜16b的光利用效率的结合效率大幅度地增加，一边使记录光7a的实效聚光点直径成为再生光7b的聚光点直径以下，可以实现具有良好的光学特性的信息记录再生装置。

(第八实施例)

其次，利用图11，以与第六实施例的光学信息记录再生装置不同的部分为中心，对本发明的第八实施例的光学信息记录再生装置进行说明。本发明的第八实施例的光学信息记录再生装置的结构与第六实施例的光学信息记录再生装置的结构基本相同，但是，第一光源20a的波长λ1和第二光源20b的波长λ2，两个波长均包含在0.35μm以上0.45μm以下的范围内，例如，λ1＝λ2＝0.408μm，辐射角θh＝8°、θv＝22°。

在记录层1b的聚焦面上的聚光点，无论是记录光7a还是再生光7b，其光强度分布都为椭圆形状，因此以使该椭圆的短轴方向与记录层1b的轨道方向一致的状态配置第一光源20a和第二光源20b。根据此配置，可获得提高(记录符号)较小的记录坑5的记录再生性能的效果。

图11(a)是表示本发明第八实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在物镜的边缘强度的关系的图表，图11(b)是表示本发明第八实施例的光学信息记录再生装置的准直透镜的实效数值孔径和在信息记录介质的记录层(聚焦面)的(实效)聚光点直径(半幅全宽)的关系、以及所述数值孔径和从光源对准直透镜的结合效率(不过不考虑准直透镜表面的反射时)的关系的图表。图11是作为非线性记录的例子表示了双光子吸收记录的情况的图表。

如图11所示，因为光源的特性实质上相同，所以相对于记录光和再生光的边缘强度和结合效率各自相同，但是由于是双光子吸收记录，记录光的实效聚光点的直径比再生光的聚光点的直径略微小一点。

对于再生光7b，与最能聚焦的边缘强度为1时的聚光点直径(0.247μm)相比，恶化的比例在5％以下(聚光点直径≤0.259μm)的条件下，第二准直透镜16b的实效数值孔径的最大值NA2＝0.08，此时的聚光点直径为0.257μm(h方向)、0.246μm(v方向)，再生光的结合效率为40％，边缘强度为0.40(h方向)、0.89(v方向)，平均边缘强度为0.65，聚光点直径的椭圆的比率r＝1.04。

而且，即使将第一准直透镜16a的实效数值孔径NA1大于第二准直透镜16b的实效数值孔径NA2，或者，即使将记录光的结合效率大于再生光的结合效率，都存在记录光7a的实效聚光点直径不大于再生光7b的聚光点直径(不恶化)的条件。其最大值NA1＝0.26(此时的记录光7a的实效光点直径为0.245μm(h方向)、0.179μm(v方向))，记录光的聚光点直径的椭圆的比率r为r＝1.37，此时的记录光的最大的结合效率为87.4％，大小为再生光的情况下(最大40％)的2.2倍，记录光的边缘强度为0.00007(h方向)、0.29(v方向)，平均边缘强度为0.15，比再生光的平均边缘强度0.65大幅度地减小。

其次，对于再生光7b，与边缘强度为1时的聚光点相比，更理想的恶化比例在2％以下(聚光点直径≤0.252μm)的条件下，第二准直透镜16b的实效数值孔径的最大值NA2＝0.05，此时的聚光点直径为0.251μm(h方向)、0.247μm(v方向)，再生光的结合效率为12％，边缘强度为0.70(h方向)、0.96(v方向)，平均边缘强度为0.83，聚光点直径的椭圆的比率r＝1.02。

此外，即使将第一准直透镜16a的实效数值孔径NA1大于第二准直透镜16b的实效数值孔径NA2，或者，即使将记录光的结合效率大于再生光的结合效率，都存在记录光7a的实效聚光点直径不大于再生光7b的聚光点直径(不恶化)的条件。其最大值NA1＝0.26(此时的记录光7a的实效光点直径为0.245μm(h方向)、0.179μm(v方向))，记录光的聚光点直径的椭圆的比率r为r＝1.37，此时的记录光的最大的结合效率为87.4％，大小为再生光的情况下(最大12％)的7.3倍，记录光的边缘强度为0.00007(h方向)、0.29(v方向)，平均边缘强度为0.15，比再生光的平均边缘强度0.83大幅度地减小。

因此，在本第八实施例的光学信息记录再生装置中，记录光的平均边缘强度比再生光的平均边缘强度大幅度地减小，可以一边使从记录用的第一光源20a向第一准直透镜16a的光利用效率即结合效率比从第二光源20b向第二准直透镜16b的光利用效率即结合效率大幅度地增加，一边使记录光7a的实效聚光点直径成为再生光7b的聚光点直径以下，可以实现具有良好的光学特性的信息记录再生装置。

(第九实施例)

其次，利用图12，以与第八实施例的光学信息记录再生装置不同的部分为中心，对本发明第九实施例的光学信息记录再生装置进行说明。图12是表示本发明第九实施例的光学信息记录再生装置的结构和对信息记录介质的信号进行记录/再生的情况的说明图。

本发明第九实施例的光学信息记录再生装置的结构与第八实施例的光学信息记录再生装置的结构的不同之处在于：光源20及准直透镜16的数量都为1，在准直透镜16和分光器18a之间的光路中设置束径可变元件26。

光源20兼用于记录用光源和再生用光源，光源20的波长λ包含在0.35μm以上0.45μm以下的范围内，例如，λ＝0.408μm，辐射角θh＝8°、θv＝22°。另外，光源20的波长也可以包含在0.6μm以上0.7μm以下的范围内，或0.73μm以上0.83μm以下的范围内。

在束径可变元件26中，一对焦点距离可变元件27a、27b夹着玻璃基板或透明树脂等透明基板，一对焦点距离可变元件27a、27b隔开一定的距离。一对焦点距离可变元件27a、27b，例如，分别为折射率分布可变的液晶元件，其利用玻璃板夹着液晶，在玻璃基板上设置同心圆状的多个透明分割电极，在半径方向上电性地被分割为四个以上的部分。如果对各个分割电极施加电位，则液晶的折射率随电位量而变化，该折射率的变化可作为相位分布而实现。

一对焦点距离可变元件27a、27b，在实现凸透镜状的相位分布的情况下，就其凸透镜作用；在实现凹透镜状的相位分布的情况下，就起凹透镜作用。此时的折射率分布或相位量也可以通过电压输入量来进行调整，通过该调整也可以改变焦点距离。其中，焦点距离可变元件27a、27b只要可以控制焦点距离，就不拘泥于所述的液晶透镜。

在本实施例中，一对焦点距离可变元件27a、27b，在记录时为不发挥任何作用的元件(保持相同的入射束径被射出)，在再生时为由于施加了电压成为其焦点距离为彼此相反的符号的聚光透镜，即，在再生时，焦点距离可变元件27a成为凹透镜，焦点距离可变元件27b成为凸透镜。其结果，再生光22b通过准直透镜16大体上成为平行光束，透过焦点距离可变元件27a成为杂散光，并通过焦点距离可变元件27b再次还原为大致平行光束。这样，结果是，再生光22b通过束径可变元件26，其束径被扩大。

因此，通过设置束径可变元件26，并在再生时施加电压来扩大再生光的束径，可以使对记录光22a的准直透镜16的实效数值孔径小于对再生光22b的准直透镜16的实效数值孔径，其结果，在物镜6中，对记录光的平均边缘强度比对再生光的平均边缘强度变为更小。

因此，在本第九实施例的光学信息记录再生装置中，记录光的平均边缘强度比再生光的平均边缘强度更小，可以一边使从相对于记录光22a的光源20对准直透镜16的光利用效率即结合效率比从相对于再生光22b的光源20对准直透镜16的光利用效率的结合效率增加，一边使记录光7a的实效聚光点直径成为再生光7b的聚光点直径以下，可以实现具有良好的光学特性的信息记录再生装置。

(第十实施例)

其次，利用图13，对于本发明的第十实施例的光学信息记录再生装置，说明与第九实施例的光学信息记录再生装置不同的部分。图13是表示本发明第十实施例的光学信息记录再生装置的结构和对信息记录介质的信号进行记录/再生的情况的说明图。

本发明第十实施例的光学信息记录再生装置的结构与第九实施例的光学信息记录再生装置的结构的不同之处为束径可变元件26’的结构及动作。

与所述相同，在束径可变元件26’中，一对焦点距离可变元件27a’、27b’夹着玻璃基板或透明树脂等透明基板，一对焦点距离可变元件27a’、27b’隔开一定的距离。

在本实施例中，一对焦点距离可变元件27a’、27b’，在再生时为不发挥任何作用的元件(保持相同的入射束径被射出)，在记录时由于施加了电压成为其焦点距离为彼此相反符号的聚光透镜，即，在记录时，焦点距离可变元件27a’成为凸透镜，焦点距离可变元件27b’成为凹透镜。其结果，记录光22a’通过准直透镜16’大体上成为平行光束，透过焦点距离可变元件27a’成为收束光，并通过焦点距离可变元件27b’再次还原为大致平行光束。这样，结果是，记录光22a通过束径可变元件26’，其束径被缩小。

因此，通过设置束径可变元件26’，并在记录时施加电压来缩小记录光的束径，可以使相对于再生光22b’的准直透镜16’的实效数值孔径大于相对于记录光22a’的准直透镜16’的实效数值孔径，其结果，物镜6对记录光的平均边缘强度比对再生光的平均边缘强度变为更小。

因此，在本第十实施例的光学信息记录再生装置中，记录光的平均边缘强度小于再生光的平均边缘强度，可以一边使从相对于记录光22a’的光源20对准直透镜16’的光利用效率即结合效率比从相对于22b的光源20对准直透镜16’的光利用效率即结合效率增加，一边使记录光7a的实效聚光点直径成为再生光7b的聚光点直径以下，可以实现具有良好的光学特性的信息记录再生装置。

以上，对于第一实施例～第十实施例的光学信息记录再生装置，主要以双光子吸收记录作为在光子密度较高时产生的非线性吸收现象的例子进行了说明，但是，在利用三光子吸收等多光子吸收现象的记录或利用等离子吸收现象的记录或利用吸收端位移现象的记录(是一种利用由于记录光的照射而记录材料变为高温，其结果，记录材料的带隙(Bandgap)向长波较长一侧移动，从而记录材料的光吸收量增加的记录，其中，记录材料，例如在405nm波长的记录中，为包含Bi₂O₃或ZnO等的材料比较有效。)的情况下也具有同样的效果，而且，本发明不限于所述的各实施例，本发明也包含任意组合各个实施例的光学信息记录再生装置的结构的光学信息记录再生装置，能够起到相同的效果。

此外，所述实施例采用的物镜、准直透镜及检测透镜是为方便起见而命名的，与一般的透镜相同。

而且，在所述实施例中，虽然以光盘作为信息记录介质进行了说明，不过，对那些被设计成可应用到通过同样的光学信息记录再生装置对厚度、记录密度等多个规格不同的介质媒体进行再生的卡状、鼓状或带状的产品，当然也包含在本发明的范围内。

根据所述的各实施例将本发明总结归纳如下。即，本发明的光学信息记录再生装置包括：射出记录光及再生光的光源部；将所述记录光及再生光聚光到信息记录介质的物镜；以及检测来自所述信息记录介质的反射光的光检测器；其中，所述信息记录介质包括：利用非线性吸收现象，通过所述记录光可三维地记录信息的记录部，在所述物镜，对所述记录光的平均边缘强度小于对所述再生光的平均边缘强度。

这种光学信息记录再生装置，因为在物镜使对记录光的平均边缘强度小于对再生光的平均边缘强度，所以高效地获取来自光源部的记录光，并且，被物镜聚集的记录光的实效聚光点直径，即使其边缘强度较小，也通过利用记录时的非线性现象，即在光子密度较高时产生的非线性吸收现象，成为不逊色于再生光的聚光点直径的良好的聚光点直径，可以提高记录光的光利用效率，而且再生光及记录光的光点直径能够取得良好的平衡，实现可以扩大再生时的调制程度等的具有良好光学特性的光学信息记录再生装置。

较为理想的是：所述再生光的波长，与所述记录光的波长实质上相等或小于所述记录光的波长，而且，所述再生光的波长与所述记录光的波长之差越小，对所述记录光的平均边缘强度越小于对所述再生光的平均边缘强度。

在此情况下，因为在再生光的波长，与记录光的波长实质上相等或比记录光的波长小时，按照再生光的波长和记录光的波长之差，其差越小，对记录光的平均边缘强度就越小于对再生光的平均边缘强度，所以可以使记录光的聚光点直径接近再生光的聚光点直径，能够实现谋求记录和再生平衡的良好的记录及再生特性。

在所述记录光的聚焦面上的实效聚光点的平均半幅全宽w1相对于在所述再生光的聚焦面上的聚光点的平均半幅全宽w2满足0.8w2≤w1≤1.2w2。

在此情况下，因为在使再生光的聚光点的特性不那么恶化的范围内，可以将记录光的聚光点直径接近再生光的聚光点直径，所以可以谋求记录和再生的平衡，并且能够容易实现用于装置的电路。

较为理想的是：所述非线性吸收现象包含双光子吸收现象、多光子吸收现象、等离子吸收现象及吸收端位移现象的至少其中之一现象。

在此情况下，因为不论是双光子吸收现象、多光子吸收现象、等离子吸收现象、吸收端位移现象，都在光子密度较高时产生充分的非线性吸收现象，所以被物镜聚集的记录光的实效聚光点直径，即使其边缘强度较小，也成为不逊色于再生光的聚光点直径的良好的聚光点直径，能够实现记录光的光利用效率较高、聚光点的光学特性良好的光学信息记录再生装置。

较为理想的是，所述光源部包括用于发出脉冲光的半导体激光光源，按照记录的记录坑的形状，使脉冲幅度在1纳秒到100纳秒之间变化。

在此情况下，因为按照记录的记录坑的形状使脉冲幅度在1纳秒至100纳秒之间变化，所以既可以简化记录策略又可以高效地产生记录光，所以能够降低装置的消耗功率。

较为理想的是：所述记录光的波长和所述再生光的波长，两个波长均包含在0.35μm以上0.45μm以下、0.6μm以上0.7μm以下、或0.73μm以上0.83μm以下之中的任意的范围内。

在此情况下，因为光源部可以包括半导体激光光源，所以能够实现装置的小型化及低成本化。

较为理想的是：所述非线性吸收现象为n光子吸收现象(n为2以上的任意的整数)，所述再生光的波长λ2，与所述记录光的波长λ1实质上相等或小于所述记录光的波长λ1，而且，所述再生光的波长λ2相对于所述记录光的波长λ1满足λ2>λ1n^-1/2。

在此情况下，因为即使在再生光的波长λ2，与记录光的波长λ1实质上相等或比其小的情况下，也满足λ2>λ1n^-1/2，所以通过其非线性效果，可以使n光子吸收记录产生的记录光的实效聚光点直径小于再生光的聚光点直径。

较为理想的是：所述记录光的波长λ1满足0.73μm≤λ1≤0.83μm，而且，所述再生光的波长λ2满足0.6μm≤λ2≤0.7μm。

在此情况下，因为再生光的波长λ2和记录光的波长λ1均可以满足λ2>λ1n^-1/2的关系式，所以，可以使n光子吸收记录产生的记录光的实效聚光点直径小于再生光的聚光点直径。

较为理想的是：所述光源部包括：射出所述记录光的第一光源和射出所述再生光的第二光源。

在此情况下，因为可以将不同的光源分别用于记录光及再生光，所以可以容易将在物镜的对记录光及再生光的平均边缘强度设定为所期望的值。

较为理想的是，还包括：被配置在所述第一光源和所述物镜之间的光路中的第一准直透镜；以及被配置在所述第二光源和所述物镜之间的光路中的第二准直透镜，其中，所述第一准直透镜的实效数值孔径大于所述第二准直透镜的实效数值孔径。

在此情况下，因为第一准直透镜的实效数值孔径大于第二准直透镜的实效数值孔径，所以可以使记录光的边缘强度减小，并且能够增大从第一光源对第一准直透镜的结合效率，使被聚光到信息记录介质的光强度变大，可以容易进行利用非线性现象的记录。

较为理想的是，还包括：被配置在所述第一准直透镜和所述物镜之间的光路中的光束整形元件。

在此情况下，因为通过光束整形元件，可以使记录光的聚光点直径以及边缘强度在水平方向及垂直方向实质上相同，所以能够高效地利用记录光。

较为理想的是：所述光束整形元件包括：用于扩大与所述第一光源的接合面平行的方向的束径、以使之与垂直于所述接合面的方向的束径实质上相同的光束整形棱镜。

在此情况下，因为可以通过光束整形棱镜，扩大与第一光源的接合面平行的方向的束径，以使之与垂直于所述接合面的方向的束径实质上相同，所以能够使记录光的聚光点直径和边缘强度在水平方向及垂直方向实质上相同，能够高效地利用记录光。

较为理想的是：所述第一准直透镜的实效数值孔径NA1和所述第二准直透镜的实效数值孔径NA2均满足NA2≤0.11，且，NA2<NA1≤0.39，更为理想的是：满足NA2≤0.07，且，NA2<NA1≤0.38。

在前者的情况下，与边缘强度为1时的聚光点相比，可以使再生光的恶化的比例为在5％以下，在后者的情况下，可以使再生光的恶化的比例为在2％以下。

较为理想的是，所述光束整形元件包括：用于缩小与所述第一光源的接合面垂直的方向的束径、以使之与平行于所述接合面的方向的束径实质上相同的光束整形棱镜。

在此情况下，因为通过光束整形棱镜，可以缩小与第一光源的接合面垂直的方向的束径，以使之与平行于所述接合面的方向的束径实质上相同，所以可以使记录光的聚光点直径和边缘强度在水平方向及垂直方向实质上相同，能够高效地利用记录光。

较为理想的是：所述第一准直透镜的实效数值孔径NA1和所述第二准直透镜的实效数值孔径NA2均满足NA2≤0.11，且，NA2<NA1≤0.20，更为理想的是：满足NA2≤0.07，且，NA2<NA1≤0.19。

在前者的情况下，与边缘强度为1时的聚光点相比，可以使再生光的恶化的比例为在5％以下，在后者的情况下，可以使再生光的恶化的比例为在2％以下。

较为理想的是：所述记录光的波长λ1满足0.73μm≤λ1≤0.83μm，所述再生光的波长λ2满足0.6μm≤λ2≤0.7μm，所述第一准直透镜的实效数值孔径NA1和所述第二准直透镜的实效数值孔径NA2均满足NA2≤0.11，且，NA2<NA1≤0.18，更为理想的是：满足NA2≤0.07，且，NA2<NA1≤0.18。

在记录光的波长λ1满足0.73μm≤λ1≤0.83μm，再生光的波长λ2满足0.6μm≤λ2≤0.7μm时，在前者的情况下，与边缘强度为1时的聚光点相比，可以使再生光的恶化的比例为在5％以下，在后者的情况下，可以使再生光的恶化的比例为在2％以下。

较为理想的是：所述记录光的波长和所述再生光的波长，两个波长均包含在0.73μm以上0.83μm以下的范围内，所述第一准直透镜的实效数值孔径NA1和所述第二准直透镜的实效数值孔径NA2均满足NA2≤0.10，且，NA2<NA1≤0.29，更为理想的是：满足NA2≤0.06，且，NA2<NA1≤0.29。

在记录光的波长和再生光的波长，两个波长均在0.73μm以上0.83μm以下的范围内时，在前者的情况下，与边缘强度为1时的聚光点相比，可以使再生光的恶化的比例为在5％以下，在后者的情况下，可以使再生光的恶化的比例为在2％以下。

较为理想的是：所述记录光的波长和所述再生光的波长，两个波长均包含在0.6μm以上0.7μm以下的范围内，所述第一准直透镜的实效数值孔径NA1和所述第二准直透镜的实效数值孔径NA2均满足NA2≤0.11，且，NA2<NA1≤0.34，更为理想的是：满足NA2≤0.07，且，NA2<NA1≤0.34。

在记录光的波长和再生光的波长，两个波长均在0.6μm以上0.7μm以下的范围内时，在前者的情况下，与边缘强度为1时的聚光点相比，可以使再生光的恶化的比例为在5％以下，在后者的情况下，可以使再生光的恶化的比例为在2％以下。

较为理想的是：所述记录光的波长和所述再生光的波长，两个波长均包含在0.35μm以上0.45μm以下的范围内，所述第一准直透镜的实效数值孔径NA1和所述第二准直透镜的实效数值孔径NA2均满足NA2≤0.08，且，NA2<NA1≤0.26，更为理想的是：满足NA2≤0.05，且，NA2<NA1≤0.26。

在记录光的波长和再生光的波长，两个波长均在0.35μm以上0.45的范围内时，在前者的情况下，与边缘强度为1时的聚光点相比，可以使再生光的恶化的比例为在5％以下，在后者的情况下，可以使再生光的恶化的比例为在2％以下。

较为理想的是：在聚焦面的所述记录光及所述再生光的聚光点的光强度分布呈椭圆形状，所述第一光源和所述第二光源在所述光强度分布的椭圆形状的长轴方向相一致的状态被配置。

在此情况下，因为可以省略光束整形元件，所以既可以谋求装置的低成本化，又可以容易进行光学调整。

较为理想的是，还包括：被配置在所述第一及第二光源和所述信息记录介质之间的共通光路中的准直透镜；以及在所述第一光源和所述准直透镜之间的光路以及所述第二光源和所述准直透镜之间的光路之中的任一光路中被配置的数值孔径变换元件。

在此情况下，因为通过数值孔径变换元件实质上变更准直透镜的数值孔径，所以能够使对记录光的准直透镜的实效数值孔径大于对再生光的准直透镜的实效数值孔径。

较为理想的是：所述数值孔径变换元件，在被配置于所述第一光源和所述准直透镜之间的光路中的情况下包括凸透镜，在被配置于所述第二光源和所述准直透镜之间的光路中的情况下包括凹透镜。

在此情况下，因为通过凸透镜可以实质上增大相对于来自第一光源的射出光的数值孔径，或，通过凹透镜可以实质上减小相对于来自第二光源的射出光的数值孔径，所以能够使对记录光的准直透镜的实效数值孔径大于对再生光的准直透镜的实效数值孔径。

较为理想的是，还包括：第三光源和跟踪伺服用光检测器，其中，在所述信息记录介质的基板上设有跟踪伺服用的轨道槽，所述物镜将从所述第三光源射出的光聚光到所述轨道槽，所述跟踪伺服用光检测器检测来自所述轨道槽的反射衍射光，以获得跟踪误差信号。

在此情况下，通过在信息记录介质的基板上设置跟踪伺服用的轨道槽，可以获得跟踪误差信号，所以不需要在信息记录介质的多个记录层上形成跟踪槽，能够简化信息记录介质的制造方法，并且可以实现信息记录介质的低成本化。

较为理想的是，还包括：不被配置在来自所述第三光源的射出光的光路中而被配置在来自所述第一光源的射出光和来自所述第二光源的射出光的共通光路中的球面像差修正元件。

由于来自第三光源的射出光为伺服光，必须聚光到跟踪槽，所以不需要进行球面像差修正，通过所述的配置，可以只对记录光及再生光进行良好的球面像差正。

较为理想的是：所述光源部包括用于将光作为所述记录光或所述再生光而射出的一个光源，所述光学信息记录再生装置还包括：可以改变来自所述一个光源的射出光的束径、以使对所述记录光的平均边缘强度小于对所述再生光的平均边缘强度的束径可变元件。

在此情况下，因为束径可变元件，可以使对记录光的平均边缘强度小于对再生光的平均边缘强度，所以利用一个光源，可以一边使记录光的光利用效率比再生光的光利用效率提高，一边使记录光的实效聚光点直径为再生光的聚光点直径以下，能够实现具有良好的光学特性的信息记录再生装置。

较为理想的是：在聚焦面的所述记录光及所述再生光的聚光点的光强度分布呈椭圆形状，所述光强度分布的椭圆形状的各个短轴方向与所述记录部的跟踪方向一致。

在此情况下，可以提高记录在信息记录介质的较小的记录坑的记录再生性能。

产业上的可利用性

根据本发明的光学信息记录再生装置，因为可以提高记录光的光利用效率，并且能够在再生光及记录光的点径之间取得良好的平衡，可以获得良好的光学特性，所以能够适用于利用非线性吸收现象将信息记录在具有可进行三维记录的记录部的信息记录介质中的光学信息记录再生装置。

Claims (26)

1.一种光学信息记录再生装置，其特征在于包括：

射出记录光及再生光的光源部；

将所述记录光及再生光聚光到信息记录介质的物镜；以及

检测来自所述信息记录介质的反射光的光检测器；其中，

所述信息记录介质包括利用非线性吸收现象，通过所述记录光三维地记录信息的记录部，

在所述物镜，对所述记录光的平均边缘强度小于对所述再生光的平均边缘强度。

2.根据权利要求1所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：所述再生光的波长，与所述记录光的波长实质上相等或小于所述记录光的波长，并且，所述再生光的波长与所述记录光的波长之差越小，对所述记录光的平均边缘强度就越小于对所述再生光的平均边缘强度。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：在所述记录光的聚焦面上的实效聚光点的平均半幅全宽w1与在所述再生光的聚焦面上的聚光点的平均半幅全宽w2满足0.8w2≤w1≤1.2w2。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：所述非线性吸收现象包含双光子吸收现象、多光子吸收现象、等离子吸收现象及吸收端位移现象的至少其中之一。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：所述光源部包括用于发出脉冲光的半导体激光光源，按照记录的记录坑的形状，使脉冲幅度在1纳秒到100纳秒之间变化。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：所述记录光的波长和所述再生光的波长，均在0.35μm以上0.45μm以下、0.6μm以上0.7μm以下、0.73μm以上0.83μm以下之中的任意之一的范围内。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：

所述非线性吸收现象为n光子吸收现象，其中，n为2以上的任意的整数，

所述再生光的波长λ2，与所述记录光的波长λ1实质上相等或小于所述记录光的波长λ1，而且，所述再生光的波长λ2相对于所述记录光的波长λ1满足λ2>λ1n^1/2。

8.根据权利要求7所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：所述记录光的波长λ1满足0.73μm≤λ1≤0.83μm，并且，所述再生光的波长λ2满足0.6μm≤λ2≤0.7μm。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的光学信息记录再生装置，其特征在于，所述光源部包括：

射出所述记录光的第一光源；以及

射出所述再生光的第二光源。

10.根据权利要求9所述的光学信息记录再生装置，其特征在于还包括：

被配置在所述第一光源和所述物镜之间的光路中的第一准直透镜；以及

被配置在所述第二光源和所述物镜之间的光路中的第二准直透镜，其中，

所述第一准直透镜的实效数值孔径大于所述第二准直透镜的实效数值孔径。

11.根据权利要求10所述的光学信息记录再生装置，其特征在于还包括：被配置在所述第一准直透镜和所述物镜之间的光路中的光束整形元件。

12.根据权利要求11所述的光学信息记录再生装置，其特征在于，所述光束整形元件包括：为了达到与垂直于所述第一光源的接合面的方向的束径实质上相同，用于扩大与所述接合面平行的方向的束径的光束整形棱镜。

13.根据权利要求12所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：所述第一准直透镜的实效数值孔径NA1和所述第二准直透镜的实效数值孔径NA2均满足NA2≤0.11，且，NA2<NA1≤0.39。

14.根据权利要求11所述的光学信息记录再生装置，其特征在于，所述光束整形元件包括：为了达到与平行于所述第一光源的接合面的方向的束径实质上相同，用于缩小与所述接合面垂直的方向的束径的光束整形棱镜。

15.根据权利要求14所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：所述第一准直透镜的实效数值孔径NA1和所述第二准直透镜的实效数值孔径NA2均满足NA2≤0.11，且，NA2<NA1≤0.20。

16.根据权利要求10所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：

所述记录光的波长λ1满足0.73μm≤λ1≤0.83μm，

所述再生光的波长λ2满足0.6μm≤λ2≤0.7μm，

所述第一准直透镜的实效数值孔径NA1和所述第二准直透镜的实效数值孔径NA2均满足NA2≤0.11，且，NA2<NA1≤0.18。

17.根据权利要求10所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：

所述记录光的波长和所述再生光的波长，均包含在0.73μm以上0.83μm以下的范围内，

所述第一准直透镜的实效数值孔径NA1和所述第二准直透镜的实效数值孔径NA2均满足NA2≤0.10，且，NA2<NA1≤0.29。

18.根据权利要求10所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：

所述记录光的波长和所述再生光的波长，均包含在0.6μm以上0.7μm以下的范围内，

所述第一准直透镜的实效数值孔径NA1和所述第二准直透镜的实效数值孔径NA2均满足NA2≤0.11，且，NA2<NA1≤0.34。

19.根据权利要求10所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：

所述记录光的波长和所述再生光的波长，均包含在0.35μm以上0.45μm以下的范围内，

所述第一准直透镜的实效数值孔径NA1和所述第二准直透镜的实效数值孔径NA2均满足NA2≤0.08，且，NA2<NA1≤0.26。

20.根据权利要求9、10、16至19中任一项所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：

在所述记录光及所述再生光的聚焦面上的聚光点的光强度分布呈椭圆形状，

所述第一光源和所述第二光源被配置成让所述光强度分布的椭圆形状的长轴方向相互一致。

21.根据权利要求9所述的光学信息记录再生装置，其特征在于还包括：

被配置在所述第一及第二光源和所述信息记录介质之间的共通光路中的准直透镜；以及

被配置在所述第一光源和所述准直透镜之间的光路以及所述第二光源和所述准直透镜之间的光路其中之一光路中的数值孔径变换元件。

22.根据权利要求21所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：所述数值孔径变换元件，当被配置于所述第一光源和所述准直透镜之间的光路中时构成凸透镜，当被配置于所述第二光源和所述准直透镜之间的光路中时构成凹透镜。

23.根据权利要求9至22中任一项所述的光学信息记录再生装置，其特征在于还包括：第三光源和跟踪伺服用光检测器，其中，

在所述信息记录介质的基板上设置跟踪伺服用的轨道槽，

所述物镜将从所述第三光源射出的光聚光到所述轨道槽，所述跟踪伺服通过用光检测器检测来自所述轨道槽的反射衍射光来获得跟踪误差信号。

24.根据权利要求23所述的光学信息记录再生装置，其特征在于还包括：不被配置在来自所述第三光源的射出光的光路中而被配置在来自所述第一光源的射出光和来自所述第二光源的射出光的共通光路中的球面像差修正元件。

25.根据权利要求1至6中任一项所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：所述光源部包括用于将光作为所述记录光或所述再生光而射出的一个光源，

所述光学信息记录再生装置还包括，改变来自所述一个光源的射出光的束径、以使对所述记录光的平均边缘强度小于对所述再生光的平均边缘强度的束径可变元件。

26.根据权利要求9、10、16至19、25中任一项所述的光学信息记录再生装置，其特征在于：

在所述记录光及所述再生光的聚焦面的聚光点的光强度分布呈椭圆形状，

所述光强度分布的椭圆形状的各个短轴方向与所述记录部的轨道方向一致。

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