CN1993751A - 利用脉冲写入策略制造母盘的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造母盘的设备，所述母盘用于原模化光学记录载体上的数据。为了降低由于凹坑宽度过大导致的抖动电平，以及为了消除由此带来的读出期间的串扰效应与母盘制造期间的交叉写入效应，提出了一种用于制造母盘的脉冲写入策略的应用，其中通过预定数量的写脉冲的序列来记录凹坑，所述序列包括光强度几乎为零的写脉冲。

Description

利用脉冲写入策略制造母盘的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种制造母盘的设备及其相应的方法，所述母盘用于原模化(mastering)光学记录载体上的数据。本发明还涉及一种制造记录载体的设备及其相应的方法。
背景技术
在传统的母盘制作方法中，例如US6026072中所披露的，未利用写入策略来产生母盘上不同的有效长度(即凹坑)。这表示能量份量越高则在显影之后的写入效果将变得越长且越宽。因为这样凹坑宽度可能变得太大，导致在从用该母盘制作的光学记录载体读取数据的时候引起串扰效应，和/或在制作期间引起交叉写入效应。这些效应都会导致不期望的较高抖动水平。为了防止这些效应而减小能量份量通常是不可能的，因为这样的能量份量可能不足以写入具有足够凹坑深度的凹坑(甚至根本不足以写入凹坑)。
在欧洲专利申请EP 04102470.4(03-06-2004；PHNL040596)中描述了一种利用写入策略来制造母盘的方法和设备。凹坑通过脉冲串(也就是脉冲序列)来写入，脉冲串由宽度和强度在写功率水平的脉冲和周期性地间隔于该脉冲之间的宽度和强度在偏置功率水平的间隙构成。用于写入长凹坑的这种脉冲串呈现出一种犬骨(dogbone)的形状，其中第一个和最后一个脉冲比它们之间的脉冲具有更高的强度。这导致长凹坑的前导与拖尾边沿比其之间的中部凹坑部分具有更大的宽度。这带来了更大的调制。
发明内容
本发明的目标是提供一种制造母盘的设备及其对应的方法，借助这种母盘能获得较低的抖动水平。
根据本发明，该目的是通过权利要求1所述用于制造母盘的设备来实现的，该设备包括：
用于施加曝光光束的装置，所述曝光光束按照代表要记录的数据的信息信号而被调制，由此在所述母盘上形成凹坑和岸台的串。
用于调制所述曝光光束的强度的装置，其中通过预定数量的写脉冲的序列来记录凹坑，所述序列包括光强度几乎为零的写脉冲。
用于制造母盘的相应方法在权利要求9中定义。本发明也涉及制造记录载体的设备和相应的方法。其中该用于制造记录载体的设备包括制造上面定义的盘的设备和利用所述母盘制造记录载体的装置。
本发明基于这样的思想，即，对母盘的制造应用脉冲写入策略，也即应用预定数量的写脉冲的序列在母盘上写入凹坑。并且，用于写入凹坑的一个序列的写脉冲的强度并不全部都相同，而是多个脉冲具有几乎为零的光强度。这就是说，并非所有的写脉冲都具有显著高于零功率电平或显著高于偏置功率电平的功率电平，在序列中的各个写脉冲之间的间隙中写脉冲的功率电平下降到所述零电平或偏置电平(这里的偏置功率也应当理解为具有“几乎为零”的光强度)。以此方式，能够通过控制序列中光强度显著大于零的写脉冲的位置和强度来很好地控制凹坑宽度和凹坑长度。
从属权利要求中定义了本发明的优选实施例。在第一实施例中，写脉冲序列的前半个序列和后半个序列具有相同数目的写脉冲，而其脉冲强度的顺序相反。这样，单个序列的写脉冲的前半个序列和后半个序列的顺序构成了镜面对称。其具备的优点是在该写入策略中仅包含少量的参数。与此形成对比的是，非对称写入将需要更多地了解下一个间隔(space)要写入的数据。当间隔尺寸小于光斑尺寸时(即对于分隔凹坑的2T和3T岸台)，这将会是有利的。
在另一个实施例中，将控制装置设计成利用2nT的写脉冲写入长度为nT的凹坑(T是通道时钟的通道位周期)。由此，利用了众所周知的在相变型光学记录载体上记录凹坑的所谓2T写入策略。在这种写入策略中，可以选择写脉冲长度为0.5T。它允许每0.5T的时间周期改变功率水平，0.5T的脉冲长度同时也具有足够的分辨率。
在另一个优选实施例中，序列中的第一个和最后一个写脉冲具有基本为零的光强度。其优点是写入策略中的间隔增大了，从而对于凹坑之间的交叉照射具有更好的容限。
此外，在本发明的一个实施例中还提出，为了写入长度等于或大于最大允许凹坑长度的一半的凹坑，第一和最后这两个写脉冲具有几乎为零的光强度，且第三和第四写脉冲以及倒数第三和第四写脉冲具有几乎最大的光强度。在第一和最后一个写脉冲处的高功率提高了间隔到凹坑以及凹坑到间隔的转变的陡峭度。这改善了读出信号中的转变。这样，凹坑长度受控于起初的几个脉冲和最后的几个脉冲中的能量份量，而凹坑宽度则受控于起初的几个脉冲和最后的几个脉冲之间的脉冲的能量份量。
在另一个实施例中还提出，对于最长和最短的凹坑的写入，在用于写入所述凹坑的写脉冲的序列中，写脉冲序列中的中央写脉冲基本上具有最大的光强度。用于写入凹坑的写脉冲之间的间隔越大，则写入能量必须越高，以最小化超过读取光斑的检测限制的间隔。通常来说，大于1.5T的间隙就太大了，以至于它不能被桥接，且优选地在其间使用一个额外的写脉冲以防止凹坑发生折叠。
在另一个实施例中还提出，对于最短的凹坑的写入，在用于写入所述最短凹坑的写脉冲的序列中，写脉冲序列中的中央写脉冲具有最大的光强度，和/或对于更长的凹坑的写入，在用于写入所述更长凹坑的写脉冲的序列中，写脉冲序列中的中央写脉冲具有选定强度以防止读出信号的折叠。优选地，写脉冲的数目和强度依赖于要写入的凹坑的长度而变化。更特别地，对于每一个凹坑长度使用一个预定的写脉冲序列，每一个写脉冲具有一个预定的强度。
附图说明
现将参考附图来更加详细地解释本发明，其中
图1表示以低能量份量和高能量份量写入的较长凹坑的例子，
图2示意地表示根据本发明用于制造母盘的设备，
图3表示根据本发明应用写入策略写入的较长的凹坑，
图4显示了解释四种不同的T7写入方案的电平和与两种T7写入方案对应的IOS水平的图表，
图5表示对于不同长度的凹坑的写入，用于调制光束强度的控制信号，
图6表示当应用本发明的写入策略和不同的轨距时的抖动测量与推挽测量的结果，以及
图7表示与其它的记录相比较的采用本发明的写入策略的记录的抖动测量。
具体实施方式
图1显示了应用传统母盘制作方法写入的较长凹坑的例子，该方法未使用写入策略。图1a中显示的凹坑是在低能量份量下写入的，而图1b中显示的凹坑是在高能量份量下写入的。可以看出，当使用较高的能量份量时，凹坑更长且更宽。该凹坑宽度可能太大，从而在读出期间导致串扰效应，或者甚至在母盘制作期间导致交叉写入效应。所有的这些效应都会引起较高的抖动水平。借助本发明，这些问题将得以避免，或至少得以减少。
图2中表示根据本发明用于制造母盘的设备的示意框图。它显示了一个用于施加曝光光束L的设备1，该曝光光束被引导到母盘2，该母盘2被用来在其上记录代表数据D的标记(对应于凹坑)和岸台的串。稍后将使用该母盘2以已知的方式制造只读记录载体，此处将不对所述的方式作更详细的描述。一起显示的还有控制装置3，其被用于提供调制信号M，所述调制信号用于按照写入策略对曝光光束L的强度进行调制。根据本发明，对曝光光束L进行调制以使之形成预定数目的写脉冲的序列，即，使用本发明的脉冲写入策略在母盘2上记录标记。所述写脉冲的序列以特定方式被提供，以使所述写脉冲的前半个序列和后半个序列表现相同的强度(能量份量)，但顺序相反。下面将更详细地对此进行显示和解释。
根据本发明，通过比有效生成凹坑更小的凹坑的脉冲串来产生较长的凹坑。使用第一与最后一个脉冲中的能量份量来修改正确的凹坑长度，且使用在这两个脉冲之间的能量份量来修改与有效调制对应的所生成的物理脉冲宽度。图3中显示了利用短写脉冲序列写入的较长凹坑的典型图像。以此方式，能够独立地控制凹坑的宽度和长度。
作为一个例子，如下表所示，将比较长度为7T(T是通道凹坑时钟的一个周期)的四个不同的T7凹坑：
T7-无WS 0.5  0.5  0.5  0.5  0.5  0.5  0.5  0.5  0.5  0.5  0.5  0.5  0.5  0.5
T7-70   0    0    1    1    0    0    0.7  0.7  0    0    1    1    0    0
T7-75   0    0    1    1    0    0    0.75 0.75 0    0    1    1    0    0
T7-100  0    0    1    1    0    0    1    1    0    0    1    1    0    0
该表显示了分成14个部分的一个T7凹坑，每个部分为T/2长。在每个T/2部分中，可以独立地调节与曝光光束的能量份量(或强度)相应的AWG(任意波形产生器)电压输出水平。
在第一行中，T7凹坑是通过应用一个最大功率电平的50％的连续写入功率电平来写入的，即未使用脉冲写入策略(WS)。在接下来的三行中，显示了三个不同的写入策略，它们具有相同的开始与结束方案001100，其中只有所应用的中间脉冲的功率电平不同，即其中所应用的功率电平是最大功率电平的70％、75％或100％。
AFM(原子力显微镜)数据显示了，当使用更强的中央光斑时，T7凹坑变得更宽。更具体地说，AFM分析已表明T7-100写入的凹坑约比T7-75凹坑宽58nm。从该结果可以估算出，中央脉冲每增加1％功率，则平均宽度增加约2nm。图4中描绘了标记和间隔长度的测量值的一个实例。图4a显示了上表中表示的四个不同的T7写入方案的电压水平。图4b显示出当T7-70与T7-75标记(或间隔)相比较时，T7标记(或间隔)的长度偏差并无太多差别。由此T7-75方案是T7标记的优选写入方案。这些测量值的内插值显示出在ios＝-10(ios＝强度偏置电平)时T7标记与间隔的偏差的差异不超过1ns。而且，中央光斑的5％的功率增加不会显著地改变测得的偏差。这种比较被用来选择写入T7效应的T7-75写入方案。
对从T2到T8的所有要被写入的标记应用上述方法。所得的写入方案表示在下面的表格中：
1/2T 1/2T 1/2T 1/2T 1/2T 1/2T 1/2T 1/2T  1/2  1/2T 1/2T 1/2T 1/2T 1/2T 1/2T 1/2T
                                         TT2                                0    0.82  0.82 0T3                           0    1    0.33  0.33 1    0T4                      0    1    0.63 0     0    0.63 1    0T5                 0    0    1    1    0     0    1    1    0    0T6            0    0    1    1    0    0     0    0    1    1    0    0T7       0    0    1    1    0    0    0.75  0.75  0    0    1    1    0    0T8  0    0    1    1    0    0    0    1     1     0    0    0    1    1    0    0
这也在图5中解释了，其中显示了时钟周期为长度T的时钟信号10。数据信号11被显示来代表从2T到8T范围内的不同长度的凹坑(即数据信号11中的高值)。而且，显示了应用了本发明的写入策略的相应的控制信号12，该控制信号使用了写脉冲序列来写入不同长度的凹坑。可以看到，在每个写脉冲序列中，用于写入特定凹坑长度的凹坑的写脉冲的第一和第二半呈现出相同的强度，但顺序相反。图5中所示的写脉冲的功率电平对应于上述表格中给出的数字。
上面的表格显示了应用4个1/2T脉冲来写入T2脉冲、利用6个1/2T脉冲来写入T3脉冲，等等。上面的表格中没有一个写脉冲序列使用了第一或最后一个1/2T脉冲(也就是说，这些第一与最后一个1/2T脉冲具有几乎为零的光强度)。在用于写入2T凹坑的序列中，只保留了中间的值，其是以最大写入功率的82％写入的。对于3T凹坑的写入，中央的1/2T脉冲是33％，其夹在100％的脉冲之间。对于4T凹坑的写入，未使用中央的1/2T凹坑。使用了100％和63％的1/2T的组合来开始和结束用于写入4T凹坑的序列。
用于写入较长凹坑(从5T到8T)的序列都使用001100的起始与结束方案。5T与6T序列的不同之处在于，对于5T凹坑，中央“间隙”为两个1/2T脉冲长，而对于6T凹坑为四个1/2T脉冲长。对于7T凹坑，再次使用了中央1/2T脉冲，且75％的写功率就足以桥接这些较长凹坑的开头与结尾之间的长间隙。对于8T也一样，其中的中央1/2脉冲为最大写入功率的100％。
图6中显示了使用上面阐述的写入方案进行记录的抖动测量值和推挽测量值。这里使用了不同的轨距(TP)，具体为320nm、359nm和400nm。抖动测量的结果(图6a)表明，当轨距从400nm下降到320nm时能够保持7.5％的低抖动水平。当轨距变小时，推挽信号(图6b)稍稍下降到0.17；然而这些值仍在例如BD-ROM规范的范围内。
最后，图7显示了使用上述阐释实施例中所提出的写入策略(WS)进行记录与未使用写入策略(无WS)的其它记录相比较的抖动测量值。可以看出，在未使用写入策略(无WS)的记录中，最低抖动值位于-0.15至+0.15的不对称度范围之外。当使用本发明的写入策略时则保持低的抖动值；而此时处于0附近的不对称值。
综上所述，提出了一种用于制造母盘的写入策略以得到高质量的既更小又更长的凹坑形状。凹坑长度由开头的几个脉冲与结尾的几个脉冲中的能量份量控制。凹坑宽度则由开头与结尾的这几个脉冲之间的脉冲的能量份量控制。所提出的写入策略中写脉冲位置和写脉冲功率都是对称的，而用于在可记录与可重写介质上记录的已知的脉冲写入策略是非对称的。用于写入较长凹坑的序列使用相同的起始与结束方案。通过使用该方法，能够得到约0ns的标记与间隔的偏移。通过应用所提出的脉冲写入策略，在读出信号中的串扰效应与母盘制造过程中的交叉写入效应得以最小化。
可以预计，所提出的写入策略的使用能够改进任何被原模化的格式。由此，本发明并不限定于特定的母盘制造技术以及任何特定类型的记录介质，如CD、DVD或BD。

Claims (10)

1.一种制造母盘(2)的设备，所述母盘(2)用于原模化光学记录载体上的数据，该设备包括：
用于施加曝光光束(L)的装置(1)，所述曝光光束按照代表要记录的所述数据的信息信号(D)而被调制，由此在所述母盘(2)上形成标记和岸台的串；
用于调制所述曝光光束的强度的控制装置(3)，其中通过预定数量的写脉冲的序列来记录标记，所述序列包括光强度几乎为零的多个写脉冲。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述控制装置(3)被设置成通过预定数量的写脉冲的序列来写入标记，其中在所述写脉冲序列的后半个序列中的写脉冲与所述序列的前半个序列中的写脉冲具有相同的强度，但顺序相反。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述控制装置(3)被设置成通过使用2nT的写脉冲来写入长度为nT的凹坑，T是通道时钟的通道位周期。
4.如权利要求3所述的设备，其中第一与最后写脉冲具有几乎为零的光强度。
5.如权利要求1所述的设备，其中为了写入长度等于或大于最大长度的一半的凹坑，第一与最后两个写脉冲具有几乎为零的光强度，且第三与第四脉冲以及倒数第三与第四脉冲具有几乎最大的光强度。
6.如权利要求1所述的设备，其中为了写入最长和最短的凹坑，所述写脉冲序列的中央写脉冲具有写脉冲序列中的最大的光强度，以写入所述凹坑。
7.如权利要求1所述的设备，其中为了写入最短凹坑，所述写脉冲序列的中央写脉冲具有写脉冲序列中的最大光强度以写入所述凹坑。
8.一种制造记录载体的设备，包括：
如权利要求1所述用于制造母盘的设备，以及
利用所述母盘来制造记录载体的装置。
9.一种制造母盘(2)的方法，所述母盘(2)用于原模化光学记录载体上的数据，该方法包括下列步骤：
施加曝光光束(L)并由此在所述母盘(2)上形成标记和岸台的串，所述曝光光束按照代表要记录的数据的信息信号(D)而被调制，以及
调制所述曝光光束的强度，其中通过预定数量的写脉冲的序列来记录凹坑，所述序列包括光强度几乎为零的多个写脉冲。
10.一种制造记录载体的方法，包括以下步骤：
制造如权利要求1所述的母盘，
利用所述母盘制造记录载体。
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