DE2315735A1

DE2315735A1 - METHOD AND DEVICES FOR PRODUCING A TRACK GUIDANCE FOR THE RECORDING OF INFORMATION IN A SPIRAL ON A PLATE-SHAPED SIGNAL CARRIER

Info

Publication number: DE2315735A1
Application number: DE2315735A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Phys Huber; Stefan Dr Ing Maslowski; Horst Redlich
Original assignee: TED Bildplatten AG AEG Telefunken Teldec
Current assignee: TED Bildplatten AG AEG Telefunken Teldec
Priority date: 1973-03-27
Filing date: 1973-03-27
Publication date: 1974-10-24

Description

Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung einer Spurführung bei der Aufzeichnung von Informationen in einer Spirale auf einem plattenförmigen Signalträger.Methods and devices for producing a track guidance the recording of information in a spiral on a plate-shaped signal carrier.

Es ist bekannt, auf einen ebenen Signalträger Schallschwingungen mit einer oberen Frequenzgrenze von etwa 20.000 Hz mechanisch in Form einer Spirale mit dicht aneinanderliegenden Rillen aufzuzeichnen, wobei der Informationsträger die Signal schrift in dreidimensionalen Verformungen der Oberfläche einer Aufzeichnungsrille enthält. Weiter ist bekannt, daß es bei der sogenannten Druckabtastung möglich ist, gespeicherte, weit höhere Signslschwingungen - bis zu mehreren MHz - wie sie bei der Wiedergabe von Videozufzeich nungen benötigt werden, mechanisch abzutasten. Die Aufzeichnung auf der Matrize erfolgt hierbei nach dem Tiefenschriftverfahren.It is known to have sound vibrations on a flat signal carrier an upper frequency limit of about 20,000 Hz mechanically in the form of a spiral to be recorded with closely spaced grooves, the information carrier the signal writing in three-dimensional deformations of the surface of a recording groove contains. It is also known that with so-called pressure scanning it is possible Stored, far higher signal oscillations - up to several MHz - as in the playback of Videozufzeich voltages are required to be scanned mechanically. The recording on the die is done using the depth writing method.

Wegen des bei der Speicherung von Video signalen zu bewältigenden breiten Frequenzbereiches, beispielsweise bei der Speicherung eines bewegten Bildes, muss im Vergleich zur üblichen Schallaufzeichnung mit erheblich höheren Wiedergabegeschwindigkeiten (bis zu 1.500 U/min bei einer 2oo-mm-Platte) bei der Abtastung einer solchen Videoaufzeichnung gearbeitet werden.Because of the problem with storing video signals wide frequency range, for example when storing a moving image, has to have significantly higher playback speeds compared to conventional sound recording (up to 1,500 rpm for a 2oo mm disk) when scanning such a video recording to be worked.

Es ist jedoch offensichtlich, dass die Aufnahme einer solchen Videoaufzeichnung mit mechanischen, elektrodynamisch oder elektrostatisch gesteuerten Aufzeichnungsgeräten nicht mit der gleichen Geschwindigkeit durchgeführt werden kann, weil das die den Signalen entsprechende Formänderung der Aufzeichnungsrille vornehmende Organ wegen der Massenträgheit den zu speichernden hohen Frequenzen (bis zu 4 MHz) keinesfalls folgen könnte. Es wird daher beispielsweise bei der Herstellung einer Bildplatte bzw. bei der Herstellung der Matrize für eine solche Bildplatte die aus der Herstellung von Schallplatten bereits bekannte Zwischenspeicherung der aufzuzeichnenden Signale verwendet, beispielsweise auf einem magnetischen Träger, der mit etwa um das zehn- bis fünfundzwanzigfache herabgesetzter Geschwindigkeit abgetastet wird, so dass bei einer oberen Frequenzgrenze der Wiedergabesignale von etwa 4 MHz das Aufzeichnungsgerät bis etwa 160 bzw. 400 kHz einwandfreie Aufzeichnungen durchführen muss.However, it is obvious that the inclusion of such a video recording with mechanical, electrodynamically or electrostatically controlled recording devices cannot be done at the same speed because that's the den Signals corresponding change in shape of the recording groove performing organ because of the inertia of the high frequencies to be stored (up to 4 MHz) under no circumstances could follow. It is therefore used, for example, in the manufacture of an optical disc or in the production of the die for such an image plate from the production Intermediate storage of the signals to be recorded, which is already known from records used, for example on a magnetic carrier, which is about ten- is scanned up to twenty-five times the reduced speed so that with an upper frequency limit of the playback signals of about 4 MHz, the recording device must perform flawless recordings up to around 160 or 400 kHz.

Trotz der stark vcrminderten Aufzeichnunqsgeschwindigkeit ist diese obere Frequenzgrenze ftir ein Gerät, das mechanische Verformungen der Aufzeichnungsrille eines Signaltragers vornehmen soll, noch ausserordentlich hoch. Selbst besonders gut und für Spezialzwecke ausgebildete Geräte haben zur Zeit eine obere Frequenzgrenze der Aufzeichnung von etwa 30 - 40 kHz.Despite the greatly reduced recording speed, this is upper frequency limit for a device that causes mechanical deformation of the recording groove a signal carrier should make, still extremely high. Even special Well-trained equipment for special purposes currently has an upper frequency limit the recording from about 30 - 40 kHz.

Nun ist für die Videoaufzeichnungen ein Schreiber vorgeschlagen worden, der einen weit höheren Frequenzbereich, bis zu 400 kHz, aufzeichnen kann. Aber auch bei einem solchen Schreiber muss noch mit Zwischenspeicherung gearbeitet werden, um Frequenzen bis zu 4 MHz aufzeichnen zu können.A scribe has now been proposed for the video recordings, which can record a much higher frequency range, up to 400 kHz. But also with such a recorder you still have to work with intermediate storage, to be able to record frequencies up to 4 MHz.

Man hat sich nun bemüht, Verfahren zu entwickeln, bei denen auf die Zwischenspeicherung verzichtet werden kann. Dies ist z. B. bei der bekannten Aufzeichnung mittels Laser- oder Elektronenstrahlen möglich, bei denen Photolackschichten belichtet und nachfolgend abgeätzt werden. Die Schwierigkeit, die sich hierbei ergibt, besteht bei diesem Verfahren hauptsächlich darin, dass eine Spur aufgezeichnet werden muss, die auch mechanisch abgetastet werden kann. Zu diesem Zweck ist bekannt, eine Spur mechanisch vorzuschneiden und anschliessend mittels Laserstrahlen zu belichten. Diese doppelte Aufzeichnung ist jedoch bei der grossen Rillenzahl je Millimeter Plattenradius (bis zu 280 je mm) mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden.Efforts have now been made to develop methods in which the Intermediate storage can be dispensed with. This is e.g. B. in the known recording possible by means of laser or electron beams, in which photoresist layers are exposed and then etched away. The difficulty that arises here is with this method mainly in that a track has to be recorded, which can also be scanned mechanically. To this end, a track is known pre-cut mechanically and then exposed using laser beams. This double recording is, however, with the large number of grooves per millimeter Plate radius (up to 280 per mm) associated with considerable difficulties.

Es hat sich nun herausgestellt, daß eine reine Laserstrahlaufzeichnung mit allen Vorteilen dieses Verfahrens möglich ist, und zwar in der Weise, daß eine Art Doppelzackenschrift, wie sie in der Tonfilmtechnik bekannt ist, hergestellt wird.It has now been found that a pure laser beam recording with all the advantages of this process is possible in such a way that a Kind of double serrated font, as it is known in sound film technology will.

Dementsprechend bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Laserbelichtung von Photolackschichten zur Herstellung einer Matrize für plattenförmige Aufzeichnungsträger, insbesondere für Bildplatten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß außer der Information in Form von aneinandergereihten mit der Information modulierten Belichtungspunkten auch eine durchgehende Spurführung für die Abtasteinrichtung aufgezeichnet wird.The invention accordingly relates to a method for laser exposure of photoresist layers for the production of a matrix for plate-shaped recording media, in particular for optical disks, which is characterized in that in addition to the information in the form of exposure points that are lined up and modulated with the information continuous tracking is also recorded for the scanner.

Ein Verfahren, mit dem diese Aufgabe gelöst werden soll, ist mit einer älteren Anmeldung (P 23 o6 701.8) bereits vorgeschlagen worden und zwar ist das ältere Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Laserleistung für den Belichtungsvorgang derart dimensioniert wird, daß im Brennfleck die fotoempfindliche Schicht durch den Primärstrahl völlig durchbelichtet wird und daß außerhalb des Brennflecks die von der Trägeroberfläche diffus reflektierte Sekundärstrahlung nur einen Teil der fotoempfindlichen Schicht von unten her belichtet, aber nicht völlig durchbelichtet.One method by which this task is to be achieved is with a earlier application (P 23 o6 701.8) has already been proposed and that is older method characterized in that the laser power for the exposure process is dimensioned in such a way that the photosensitive layer passes through the focal point the primary beam is completely exposed and that outside the focal spot the secondary radiation diffusely reflected from the carrier surface only part of the Photosensitive layer exposed from below, but not completely exposed.

Bei der Aufzeichnung gemäß der Erfindung hat die Rille eine konstante Tiefe. Bei der mechanischen Abtastung nach dem Druckwandlerprinzip ergeben die entsprechend der Information unterschiedlich breiten "Zacken" die Signale, die der Druckwandler in elektrische Schwingungen umsetzt.When recording according to the invention, the groove has a constant one Depth. In the case of mechanical scanning according to the pressure transducer principle, these result accordingly the information differently wide "spikes" the signals that the pressure transducer converts it into electrical vibrations.

Dieses Verfahren kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden. Zunächst ist es möglich, zur Belichtung des Photolackes zwei auf die Photolackschicht fokussierte Laserlichtbündel mit Gaußchem Intensitätsprofil zu verwenden.This procedure can be carried out in a number of ways. First of all, it is possible to expose the photoresist two times on the photoresist layer to use focused laser light bundles with a Gaussian intensity profile.

Auf der Photolackschicht sollen sich beide Bündel überlagern.Both bundles should be superimposed on the photoresist layer.

Der kreisrunde Fokus des ersten, unmodulierten Laserlichtbündels wird so gewählt, dass er nur die durchgehende Spurführungslinie aufzeichnet (Figur lb). Der Fokus des zweiten, mit der Information modulierten Laserlichtbündels wird durch geeignete optische Elemente so gestaltet, dass sein Querschnitt näherungsweise elliptisch ist (Figur lc). Die kleine Hauptachse dieser Ellipse soll in Richtung der Spurführungslinie liegen und kann dem Durchmesser des kreisrunden Fokus entsprechen. Die grosse Hauptachse der Ellipse steht senkrecht zur Sp#urführungslinie und ist z. B. ungefähr doppelt so gross wie der Durchmesser des kreisrunden Fokus. Liegen beide sie Fokusse konzentrisch zueinander und werden/über die zu belichtende Schicht geführt, entsteht eine Figur la entsprechende Belichtungsspur, die die Spurführungs- zusammen mit der Informationsaufzeichnung enthält. Sie hat den Charakter der aus der Tonfilmtechnik bekannten Doppelzackenschrift. Zur Erzeugung eines Fokus mit elliptischem Querschnitt können z. B.The circular focus of the first, unmodulated laser light beam becomes chosen so that it only records the continuous guidance line (Figure lb). The focus of the second laser light beam modulated with the information is through suitable optical elements designed so that its cross-section is approximately elliptical is (Figure lc). The minor major axis of this ellipse should be in the direction of the guidance line and can correspond to the diameter of the circular focus. The great main axis the ellipse is perpendicular to the tracking line and is z. B. about twice as large as the diameter of the circular focus. Both of them focus concentrically a figure is created la corresponding exposure track, which the lane guidance together with the information recording contains. It has the character of the double-pointed typeface known from sound film technology. To generate a focus with an elliptical cross-section, z. B.

gekreuzte Zylinderlinsen geeigneter Brennweite oder eine Kombination aus einer sphärischen Linse und einer Zylinderlinse verwendet werden.crossed cylinder lenses of suitable focal length or a combination a spherical lens and a cylinder lens can be used.

Eine andere Möglichkeit, eine Belichtungsspur entsprechend der Figur la zu erzeugen besteht darin, den Fokus eines Laserlichtstrahlenbeündels mit transversalem TEMoo-Modus (Figur 2a) mit dem Fokus eines Laserlichtbündels mit transversalem TEMol-Modus (Figur 2b) zu überlagern.Another option, an exposure track according to the figure la is to generate the focus of a laser light beam with transversal TEMoo mode (FIG. 2a) with the focus of a laser light beam with transverse TEMol mode (Figure 2b) to be superimposed.

Hierbei wird das Laserlichtbündel mit dem transversalen TEM01-Modus mit der aufzuzeichnenden Information moduliert.Here, the laser light bundle with the transverse TEM01 mode modulated with the information to be recorded.

Zur Erzeugung der beiden Laserlichtbündel gibt es verschiedene Möglichkeiten.There are various options for generating the two laser light bundles.

Es können verwendet werden: a) Zwei Laser gleicher oder unterschiedlicher Wellenlänge.The following can be used: a) Two lasers of the same or different types Wavelength.

b) Zwei Laserlichtbündel verschiedener Wellenlänge ein-und desselben Lasers, z.B. die Laserlinien = 488 nm und & 2 = 514 nm eines Argon-Ionengaslasers. b) Two laser light bundles of different wavelengths one and the same Laser, e.g. the laser lines = 488 nm and & 2 = 514 nm of an argon ion gas laser.

Diese Laserlichtbündel können durch optische Elemente, z.B. dielektrische, insbesondere dichroitische Spiegel, Prismen oder Polarisationsweichen getrennt oder wieder vereint werden. These laser light bundles can be through optical elements, e.g. dielectric, in particular dichroic mirrors, prisms or polarization switches separately or to be reunited.

(Dichroismus ist bei doppelbrechenden Kristallen die physikalische Erscheinung, daß sie nach zwei verschiedenen Richtungen mit verschiedenen Farben durchsichtig sind.) c) Ein monochromatisches Laserlichtbündel, das z.B. über eine Polarisationsweiche oder einen halbdurchlässigen Spiegel in zwei Laserlichtbündel aufgespalten wird. (Dichroism is physical in birefringent crystals Appearance that they are in two different directions with different colors are transparent.) c) A monochromatic laser light beam, which e.g. via a Polarization switch or a semi-transparent mirror in two laser light bundles is split up.

Die Intensität desjenigen Laserlichtbündels, das zur Informationsaufzeichnung dient, wird mit einem geeigneten Modulator, z.B. einem elektrooptischen oder akustooptischen Modulator moduliert.The intensity of the laser light beam that is used to record information is used with a suitable modulator, e.g. an electro-optical or acousto-optical Modulator modulates.

Beide Laserlichtbündel werden durch ein optisches Element, dielektrischen, insbesondere z. B. durch einen/dichroitischen Spiegel bei Verwenduna von Laserlichtbündeln verschiedener Wellenlänge oder durch einen halbdurchlässigen Spiegel oder durch eine Polarisationsweiche so vereinigt, dass sie anschliessend kollinear zueinander laufen.Both laser light bundles are through an optical element, dielectric, especially z. B. by a / dichroic mirror when using laser light bundles different wavelengths or through a semi-transparent mirror or through a polarization switch combined in such a way that they are then collinear to one another to run.

Die kollinear zueinander laufenden Laserlichtbündel werden durch eine Optik (z. B. ein Xikroskopobjektiv) auf die Photolackschicht fokussiert.The collinear running laser light bundles are through a Optics (e.g. a x-microscope lens) focused on the photoresist layer.

Der Fokus des zur Informationsaufzeichnunq dienenden Laserlichtbündels wird durch ein vor dem Mikroskopobjektiv anqeordnetes optisches Element in der oben angegebenen Weise so deformiert, dass eine Aufzeichnung entsprechend Figur lc entsteht.The focus of the laser light beam used for information recording by an optical element arranged in front of the microscope objective in the above specified manner so deformed that a recording according to Figure lc is created.

Die Figur 3a zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel dieser Art der Belichtuna einer Photolackschicht.Figure 3a shows schematically an embodiment of this type the exposure of a photoresist layer.

Ein linear polarisiertes Laserlichtbündel 31 wird durch eine Polarisationsweiche P 31 (z. B. ein #ollanston- oder ein Rochon-Prisma) in zwei Teilbündel 32 und 33 aufgespalten.A linearly polarized laser light bundle 31 is through a polarization switch P 31 (e.g. a #ollanston or Rochon prism) in two sub-bundles 32 and 33 split up.

.as Teilbündel 32 wird über die Umlenkspiegel Sp 31 und Sp 33 in den Modulator M geschickt. Der Modulator moduliert die Intensität des Teilbündels 32 im Txt der auf zuzeichnenden Information..as partial bundle 32 is via the deflecting mirrors Sp 31 and Sp 33 in the Modulator M sent. The modulator modulates the intensity of the partial beam 32 in the txt of the information to be recorded.

Zwei gekreuzte Zylinderlinsen L 31 und L 32 mit verschiedener Brechkraft oder eine Kombination aus einer Zylinderlinse und einer sphärischen Linse fokussieren das Teilbündel 32, das über die Umlenkspiegel Sp 34 und Sp 32 zur Polarisationsweiche P 32 gelangt, mittels der es mit dem Teilbündel 33 wieder kollinear vereint wird, in die Ebene E 31. Das Teil-Sp 31, bündel 33, das über die Umlenkspiegel/Sp 35, Sp 36 und Sp 32 geführt wird, wird durch die sphärische Linse L 33 ebenfalls in die Ebene E 31 fokussiert.Two crossed cylinder lenses L 31 and L 32 with different refractive powers or focus a combination of a cylinder lens and a spherical lens the partial bundle 32, which via the deflecting mirrors Sp 34 and Sp 32 to the polarization switch P 32 arrives, by means of which it is reunited collinearly with the sub-bundle 33, into plane E 31. The part-Sp 31, bundle 33, which is via the deflecting mirror / Sp 35, Sp 36 and Sp 32 is guided through the spherical lens L 33 also in the level E 31 is focused.

Durch die gekreuzten Zylinderlinsen L 31 und L 32 oder durch die Kombination aus einer Zylinderlinse und einer sphärischen Linse wird bei dem Teilbündel 32 ein Fokus mit näherungsweise elliptischem Querschnitt erzielt. Die Hauptachsen der Fokusgellipse sind wl und 1, wobei w1< 1 (Figur 3b). Der Fokus des Teilbündels 33 besitzt einen kreisförmigen Quer-(Fig. 3b) schnitt mit dem Durchmesser w2/und liegt konzentrisch zum elliptischen Fokus des Teilbündels 32, wie dies aus der Figur 3b ersichtlich ist.With the crossed cylinder lenses L 31 and L 32 or a combination a cylinder lens and a spherical lens become a at the partial bundle 32 Achieved focus with an approximately elliptical cross-section. The main axes of the focus ellipse are wl and 1, where w1 <1 (Figure 3b). The focus of the sub-bundle 33 has a circular cross-section (Fig. 3b) with the diameter w2 / and is concentric to the elliptical focus of the partial bundle 32, as can be seen from FIG. 3b is.

Die Linsen L 34 und L 35 entwerfen in der Ebene E 32 ein Zwischenbild der Fokusse in der Ebene E 31. Der Abbildungsmaßstab beträgt z. B. 1 : 1. Zwischen den Linsen L 34 und L 35 ist der Strahlengang parallel, so dass der Abstand zwischen L 34 und L 35 beliebig eingestellt werden kann.The lenses L 34 and L 35 create an intermediate image in the plane E 32 the foci in plane E 31. The image scale is z. B. 1: 1. Between the lenses L 34 and L 35 the beam path is parallel, so that the distance between L 34 and L 35 can be adjusted as required.

Das korrigierte Mikroskopobjektiv L 36 bildet das Zwischenbild aus der Ebene E 32 auf die in der Ebene E 33 angeordnete Photolackschicht verkleinert ab. Der Abbildungsmaßstab beträgt z. B. 1 : lo. Sp 37 ist wieder ein Umlenkspiegel.The corrected microscope objective L 36 forms the intermediate image the plane E 32 is reduced to the photoresist layer arranged in the plane E 33 away. The image scale is z. B. 1: lo. Sp 37 is again a deflecting mirror.

Bewegt man die Einheit L 35, Sp 37 und L 36 in Pfeilrichtunq, so können die Fokusse der Teilbündel 32 und 33 in der Ebene E 33 verschoben werden und z. B. radial über eine um die Achse A rotierende Platte P geführt werden.If you move the unit L 35, Sp 37 and L 36 in the direction of the arrow, you can the foci of the sub-bundles 32 and 33 are shifted in the plane E 33 and z. B. be guided radially over a rotating about the axis A plate P.

Figur 4 gibt ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Belichtung einer Photolackschicht an.Figure 4 gives a further embodiment for the exposure of a Photoresist layer on.

Ein Laserlichtbündel 41, das monochromatisch sein oder auch aus zwei Bündeln verschiedener Wellenlänge bestehen kann, wird durch den teildurchlässigen Spiegel Sp 41 in zwei Bündel 42 und 43 aufgespalten.A laser light bundle 41, which can be monochromatic or also made up of two Bundles of different wavelengths can exist, is due to the partially transparent Mirror Sp 41 split into two bundles 42 and 43.

Besteht das Bündel 41 aus zwei Bündeln verschiedener Wellendielektrischer, insbesondere länge, so ist Sp 41 vorzugsweise ein/dichroitischer Spieqel, bei monochromatischem Bündel 41 vorzugsweise ein halbdurchlässiger Spiegel. Das Teilbündel 42 wird im Modulator M mit der aufzuzeichnenden Information moduliert und durch die gekreuzt angeordneten Zylinderlinsen L 41 und L 42 oder durch eine Kombination aus einer sphärischen Linse und einer Zylinderlinse in die Ebene E 41 fokussiert. Der Fokus ist wiederum elliptisch (Figur 3b). Sp 43 und Sp 44 sind Umlenkspiegel. Das Teilbündel 43 wird durch eine sphärische Linse L 43 in die Ebene E 41 mit kreisrundem Fokus fokussiert.If the bundle 41 consists of two bundles of different wave dielectric, especially long, Sp 41 is preferably a dichroic mirror, in the case of monochromatic mirror Bundle 41 is preferably a semi-transparent mirror. The sub-bundle 42 is in Modulator M modulated with the information to be recorded and crossed by the arranged cylinder lenses L 41 and L 42 or by a combination of one spherical lens and a cylindrical lens in plane E 41 focused. The focus is again elliptical (Figure 3b). Sp 43 and Sp 44 are deflection mirrors. The partial bundle 43 is through a spherical lens L 43 in the plane E 41 with a circular focus focused.

dielektrischer, insbesondere Sp 42 ist wieder ein/dichroitischer oder hafbdrclassioer Spieqel und dient zur kollinearen Vereinigung der erden Teilbündel 42 und 43. dielectric, in particular Sp 42 is again a / dichroic or hafbdrclassioer mirror and serves for the collinear union of the earth part bundles 42 and 43.

Die beiden Fokusse der Teilbündel 42 und 43 in der Ebene E werden durch das Linsensystem L 44 und L 45 in die Ebene E 42 abaebildet. Dieses Zwischenbild wird durch das korrigierte Mikroskopobjektiv L. 46 in die Ebene E 43 verkleinert abqebildet. Der Abbildungsmaßstab ist z. B. 1 : lo. Sp 45 ist wieder ein Umlenkspiegel.The two foci of the sub-bundles 42 and 43 in the plane E become through the lens system L 44 and L 45 in plane E 42. This intermediate image is reduced to plane E 43 by the corrected microscope objective L. 46 shown. The image scale is z. B. 1: lo. Sp 45 is again a deflecting mirror.

Zwischen L 44 und L 45 ist der Strahlengang parallel.The beam path is parallel between L 44 and L 45.

Verschiebt man die Einheit L 45, L 46 und Sp 45 in Pfeilrichtung, so können die Fokusse der beiden Teilbündel in der Ebene E 43 verschoben werden und z. B. radial über eine um die Achse A rotierende Platte P geführt werden.If you move the unit L 45, L 46 and Sp 45 in the direction of the arrow, in this way, the foci of the two sub-bundles can be shifted in plane E 43 and Z. B. be guided radially over a rotating about the axis A plate P.

Weitere Möglichkeiten zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung veranschaulichen die Figuren 5 - 7.Further possibilities for practicing the method according to the invention Figures 5-7 illustrate.

Ein Laserlichtbündel mit gaußschem, rotationssymmetrischem Intensitätsprofil kann nämlich auch durch Kombinatin von Prismen und rotationssymmetrischen Linsen so fokussiert werden, dass die Intensitätsverteilung im Fokus elliptisch wird.A laser light bundle with a Gaussian, rotationally symmetrical intensity profile can namely also by combining prisms and rotationally symmetrical lenses be focused so that the intensity distribution in the focus becomes elliptical.

Schickt man ein Lichtbündel mit gaußschem, rotationssymmetrischem Intensitätsprofil so durch ein Prisma, dass es unsymmetrisch zur Winkelhalbierenden des brechenden Winkels gebrochen wird, so ist die Intensitätsverteilung des austretenden Lichtbündels in bezug auf die Bündel achse elliptisch.If you send a light beam with a Gaussian, rotationally symmetrical Intensity profile through a prism in such a way that it is asymmetrical to the bisector of the refracting angle is refracted, so is the intensity distribution of the exiting Light beam with respect to the beam axis elliptical.

In Figur 5 sei 51 ein paralleles Lichtbündel mit gaußschem, rotationssymmetrischem Intensitätsprofil. Sein Durchmesser sei w3. Die Eintrittsfläche des Prismas 53 mit dem Brechungsindex n stehe z. B. senkrecht zur Bündel achse 51. Das Lichtbündel wird durch das Prisma 53 gebrochen. Hierbei wird der Bündeldurchmesser in der Zeichenebene, d. h. in der Ebene, die durch die Bündel achse des gebrochenen Bündels und durch das Lot auf die brechende Fläche aufgespannt wird, verändert, während er senkrecht zu dieser Ebene unverändert bleibt.In FIG. 5, let 51 be a parallel light bundle with a Gaussian, rotationally symmetrical one Intensity profile. Its diameter is w3. The entry surface of the prism 53 with the refractive index n stand z. B. perpendicular to the bundle axis 51. The light beam is refracted by the prism 53. Here the bundle diameter in the plane of the drawing, d. H. in the plane passing through the bundle axis of the broken bundle and through the solder is stretched on the breaking surface, changed while it is perpendicular remains unchanged at this level.

Der Bündelquerschnitt des gebrochenen Bündels 52 ist also elliptisch mit den Hauptachsen w3 und wq. In dem in Figur 5 dargestellten Fall ist w4 gegeben durch: Das Verhältnis w4/w3 wird im vorliegenden Fall durch den brechenden Winkel # und den Brechungsindex n bestimmt. Allgemein hängt das Verhältnis w41w3 vom Einfallswinkel des einfallenden Lichtbündels, dem brechenden Winkel #j#C und dem Brechungsindex n ab.The bundle cross section of the broken bundle 52 is thus elliptical with the main axes w3 and wq. In the case shown in Figure 5, w4 is given by: In the present case, the ratio w4 / w3 is determined by the refractive angle # and the refractive index n. In general, the ratio w41w3 depends on the angle of incidence of the incident light beam, the refractive angle # j # C and the refractive index n.

Zur Aufspaltung des Laserlichtbündels in zwei Teilbündel wird in den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen ein doppelbrechender Kristall, z. B. ein Kalkspatkristall, verwendet. Dieser Kristall ist so geschnitten, dass das einfallende, linear polarisierte Lichtbündel in zwei senkrecht zueinander polarisierte, nach Austritt aus dem Kristall parallel zueinander verlaufende Lichtbündel aufgespalten wird.To split the laser light beam into two partial beams, the in the following described embodiments a birefringent crystal, z. B. a calcite crystal is used. This crystal is cut so that the incident, linearly polarized light beam in two mutually perpendicular polarized, after emerging from the crystal, light bundles running parallel to each other split up will.

Durch Änderung der Polarisationsebene des einfallenden Lichtbündels in bezug auf den Kristall können die Intensitäten beider Teilbündel relativ zueinander verändert werden. Die beiden Teilbündel werden durch einen weiteren Kristall aus doppelbrechendem Material wieder zusammengeführt.By changing the plane of polarization of the incident light beam With regard to the crystal, the intensities of the two partial bundles can be relative to one another to be changed. The two partial bundles are made up of another crystal birefringent material brought together again.

Dies kann in zwei weiteren, in Figur 6 und Figur 7 dargestellten, Ausführungsbeispielen zur Matrizenherstellung für die Bildplatte durch Lass belichtung von Photolackschichten verwendet werden.This can be done in two further, shown in Figure 6 and Figure 7, Embodiments of the matrix production for the image plate by Lass exposure of photoresist layers can be used.

In Figur 6 ist 61 ein linear polarisiertes, paralleles Laserlichtbündel mit gaußschem, roationssymmetrischen Intensitätst profil, das durch einen doppelbrechenden Kristall 64 in zwei senkrecht zueinander polarisierte Lichtbündel 62 und 63 aufgespalten wird. Beide Lichtbündel 62 und 63 laufen nach Austritt aus dem Kristall 64 parallel zueinander. Die Intensität des Lichtbündels 62 wird im Modulator 65 mit der aufzuzeichnenden Information moduliert. Die Intensität des Lichtbündels 63 kann durch den Modulator 66, der z. B. mit dem Modulator 65 eine Einheit, jedoch mit getrennter elektrischer Ansteuerung, bilden kann, durch Anlegen einer geeigneten Gleichspannung, relativ zu der des Lichtbündels 62 verändert werden. Der Modulator 66 kann jedoch auch entfallen.In FIG. 6, 61 is a linearly polarized, parallel laser light bundle with a Gaussian, rotationally symmetrical intensity profile that is created by a birefringent Crystal 64 split into two light bundles 62 and 63 polarized perpendicularly to one another will. Both light bundles 62 and 63 run parallel after exiting the crystal 64 to each other. The intensity of the light beam 62 is to be recorded in the modulator 65 with the Modulates information. The intensity of the light beam 63 can be determined by the modulator 66, the z. B. with the modulator 65 a unit, but with a separate electrical Control, can form, by applying a suitable direct voltage, relative to that of the light beam 62 can be changed. The modulator 66 can, however, also be omitted.

Das Bündel 62 wird durch das Prisma 67 so gebrochen, dass seine Intensitätsverteilung nach Verlassen des Prismas in bezug auf die Bündel achse elliptisch ist. Das Lichtbündel 63 wird durch den Umlenkspiegel 68, der getrennt oder auch ein Teil des Prismas 67 sein kann, so abgelenkt, dass es parallel zum gebrochenen Bündel 62 läuft. Der doppelbrechende Kristall 69 führt die beiden Lichtbündel 62 und 63 wieder so zusammen, dass ihre Achsen zusammenfallen.The bundle 62 is refracted by the prism 67 so that its intensity distribution after leaving the prism with respect to the bundle axis is elliptical. The bundle of light 63 is through the deflection mirror 68, which is separated or part of the prism 67, deflected so that it runs parallel to the broken bundle 62. Of the birefringent crystal 69 brings the two light bundles 62 and 63 back together so that that their axes coincide.

Das Mikroskopobjektiv 611 fokussiert die kollinear zueinander über den Umlenkspiegel 610 laufenden Lichtbündel in die Ebene E6. Der Fokus des Bündels 63 ist kreisförmig, derjenige des Bündels 62 elliptisch. Ihre Mittelpuzikte fallen zusammen.The microscope objective 611 focuses the collinear over one another The light beam passing the deflecting mirror 610 into the plane E6. The focus of the bundle 63 is circular, that of the bundle 62 is elliptical. Your center pricks fall together.

Es entsteht also wieder ein Fokus entsprechend Figur 3b.A focus according to FIG. 3b is thus created again.

In der Ebene E6 ist auf einer um die Achse A rotierenden Platte P die zu belichtende Photolackschicht aufgebracht.In the plane E6 is on a rotating about the axis A plate P applied to the photoresist layer to be exposed.

Ist das einfallende Lichtbündel 61 parallel, so kann der Abstand zwischen dem Kristall 69 und dem Umlenkspiegel 610 variiert werden, so dass durch gemeinsames Verschieben des Umlenkspiegels 610 und des Mikroskopobjektives 611 in Pfeilrichtung die Fokusse über die Ebene E6 geführt werden können.If the incident light beam 61 is parallel, the distance between the crystal 69 and the deflection mirror 610 can be varied, so that by common Shift the deflection mirror 610 and the microscope objective 611 in the direction of the arrow the foci can be guided over level E6.

Es ist jedoch auch möglich, das einfallende Lichtbündel 61 mittels einer in Figur 6 nicht eingezeichneten, z. B. vor dem Strahlteiler 64 angeordneten Linse so zu fokussieren, dass der Fokus des Bündels 62 in den Modulator fällt.However, it is also possible to use the incident light beam 61 one not shown in Figure 6, z. B. arranged in front of the beam splitter 64 Focus the lens so that the focus of the beam 62 falls into the modulator.

In diesem Fall ist hinter dem doppelbrechenden Kristall 69 eine Zwischenabbildung ähnlich wie bei den Anordnungen nach Figur 3a und Figur 4 erforderlich, um die Fokusse über die Ebene E6 führen zu können.In this case there is an intermediate image behind the birefringent crystal 69 similar to the arrangements according to Figure 3a and Figure 4 required to the foci to be able to lead over level E6.

Der Abstand der beiden Lichtbündel 62 und 63 in der Anordnung nach Figur 6, ist durch die Doppelbrechung des Kristalles 64, dessen Orientierung und dessen Länge gegeben. Dieser Abstand a beträgt z. B. bei Verwendung von Kalkspat unter einer Orientierung, die eine maximale Aufspaltung ergibt, bei einer-Kristallänge von L = 30 mm a = 3,3 mm.The distance between the two light bundles 62 and 63 in the arrangement according to Figure 6, is through the birefringence of crystal 64, its orientation and given its length. This distance a is z. B. when using calcite under an orientation that gives maximum splitting at one crystal length from L = 30 mm a = 3.3 mm.

Die geometrischen Abmessungen des Modulators 65 (und gegegenenfalls des zusätzlichen Modulators 66) müssen diesem relativ geringen Abstand der beiden Teilbündel 62 und 63 angepasst werden. Entfällt der Modulator 66, so kann z. B.The geometric dimensions of the modulator 65 (and possibly of the additional modulator 66) must this relatively small distance between the two Partial bundles 62 and 63 are adapted. If the modulator 66 is omitted, z. B.

im Modulator 65 neben dem Modulationskristall, der vom Teilbündel 62 durchsetzt wird, im Abstand a eine Bohrung für das Teilbündel 63 vorgesehen werden.in the modulator 65 next to the modulation crystal, that of the partial bundle 62 is penetrated, a hole for the partial bundle 63 are provided at the distance a.

Wünscht man beide Teilbündel zu modulieren, so können z. B.If you want to modulate both sub-bundles, z. B.

in einem Modulatorgehäuse zwei Modul ationskristallc im Abstand a vorgesehen werden.in a modulator housing two modules ationskristallc at a distance a are provided.

Im Busführungsbeispiel nach Figur 7 wird durch Anordnung von zwei Prismen hintereinander eine größere räumliche Trennung der beiden Teilbündel erzielt. Damit wird auch der Einbau eines größeren Modulators ohne Schwierigkeiten möglich. 71 ist ein linear polarisiertes, paralleles Laserlichtbündel mit Gaußschem, rotationssymmetrischem Intensitätsprofil, das durch den doppeltbrechenden Kristall 711 in zwei senkrecht zueinander polarisierte Lichtbündel 72 und 73 aufgespalten wird. Das Lichtbündel 73 wird durch das Prisma 74, das es unsymmetrisch durchsetzt, gebrochen und durchläuft den Modulator 75. Der Modulator 75 moduliert die Intensität dieses Lichtbündels mit der aufzuzeichnenden Information. In einem weiteren Prisma 77 wird das Lichtbündel 73 nochmals gebrochen Beide Prismen oder auch nur eines von beiden werden vom Lichtbündel 73 so durchsetzt, daß dessen Intensitätsverteilung unsymmetrisch wird. Die Prismen 74 und 77 können z.B. so ausgebildet sein, daß das Lichtbündel jeweils senkrecht zur Eintrittsfläche einfällt und unter dem Brewsterwinkel wieder austritt. Auf diese Weise werden die Reflexionsverluste gering gehalten.In the bus routing example according to Figure 7 is by arrangement of two Prisms behind one another achieve a greater spatial separation of the two partial bundles. This also enables the installation of a larger modulator without difficulty. 71 is a linearly polarized, parallel laser light beam with Gaussian, rotationally symmetrical Intensity profile created by the birefringent crystal 711 in two perpendicular mutually polarized light bundles 72 and 73 is split. The bundle of light 73 is refracted and traversed by the prism 74, which it penetrates asymmetrically the modulator 75. The modulator 75 modulates the intensity of this light beam with the information to be recorded. The light beam is in a further prism 77 73 refracted again Both prisms or only one of the two are caused by the light beam 73 interspersed in such a way that its intensity distribution becomes asymmetrical. The prisms For example, 74 and 77 can be designed so that the light beam is perpendicular falls to the entrance surface and exits again at the Brewster angle. To this In this way, the reflection losses are kept low.

Das Lichtbündel 72 wird durch den Umlenkspiegel 76 so abgelenkt, daß es zum Lichtbündel 73 nach dessen Austritt aus dem Prisma 77 parallel verläuft. Durch Verschieben des ,ziegels 76 in Richtung des einfallenden Lichtbündels ,2 kann der Abstand der beiden Teilbündel vor dem Kristall 78 eingestellt wrden. Der doppeltbrechende Kristall 78 vereinigt die beiden senkrecht zueinander polarisierten Lichtbündel wieder so, saß ihre Achsen zusammenfallen. Hinter dem doppeltbrechenden Kristall 78 ist der weitere Strahlengang mit demjenigen des Ausführungsbeispiels nach Figur 6 identisch.The light beam 72 is deflected by the deflecting mirror 76 so that it runs parallel to the light beam 73 after it emerges from the prism 77. By moving the tile 76 in the direction of the incident light beam, 2 can the distance between the two partial bundles in front of the crystal 78 would be adjusted. The birefringent one Crystal 78 combines the two light bundles polarized perpendicular to one another again like that, their axes sat collapsing. Behind the birefringent crystal 78 is the further beam path with that of the exemplary embodiment according to FIG 6 identical.

Das Mikroskopobjektiv 710 fokussiert die kollinear zueinander über den Umlenkspiegel 79 laufenden Lichtbündel 72 und 73 in die Ebene E7. Der Fokus des Bündels 72 ist kreisförmig, derjenige des Bündels 73 elliptisch. Da ihre Mittelpunkte zusammenfallen, entsteht wieder ein Fokus entsprechend Fig. 3b.The microscope objective 710 focuses the collinear over one another light bundles 72 and 73 running through the deflecting mirror 79 into the plane E7. The focus of the bundle 72 is circular, that of the bundle 73 is elliptical. Because their centers coincide, there is again a focus according to FIG. 3b.

In der Ebene E7 ist auf einer um die Achse A rotierenden Platte P die zu belichtende Photolackschicht aufgebracht.In the plane E7 is on a rotating about the axis A plate P applied to the photoresist layer to be exposed.

Wie aus der Figur la ersichtlich ist, wird bei dem neuen Verfahren eine ununterbrochene Spur aufgezeichnet. Bei mechanischer Abtastung, z.B. nach dem Druckwandlerprinzip, wird dadurch der Abtastdiamant ständig in der Spur geführt.As can be seen from the figure la, in the new method recorded a continuous track. With mechanical scanning, e.g. after the Pressure transducer principle, the scanning diamond is thereby constantly guided in the track.

Auch bei optischer Abtastung ist das neue Verfahren vorteilhaft anwendbar. Die Regeleinrichtungen können einfacher gestaltet werden. Das "Weglaufen" der Abtasteinrichtung aus der Spur ist weniger zu befürchten.The new method can also be used advantageously with optical scanning. The control devices can be designed more simply. The "running away" of the scanner out of the track is less to be feared.

Claims

P a t e n t a n 5 p r ü c h e

Process for the laser exposure of photoresist layers for production a die for disk-shaped recording media, in particular for optical disks, characterized in that in addition to the information in the form of strung together exposure points modulated with the information also provide continuous tracking is recorded for the scanner.

2) Method according to claim 1, characterized in that one with the information modulated laser light beam with elliptical focus the information, a laser light beam with a circular focus records the tracking line.

3) Method according to claims 1 or 2, characterized in that that two focused laser light beams are used superimposed, one of which, recording the guidance line, one transverse TEfl00 mode, the other, modulated with the information, has a TEMo1 mode.

4) Method according to one of the preceding claims, characterized in that that a laser is used for each of the two laser light bundles.

5) Method according to one of claims 1 - 3, characterized in that that to generate the two laser light bundles a monochromatic laser light bundle (31) is used by a polarization switch (P 31) or a semi-permeable Mirror (Sp 41) is split into two light bundles (32, 33 and 42, 43).

6) Method according to one of claims 1 - 3, characterized in that that a laser with two different wavelengths is used to generate the two laser light bundles is used and that the bundle by dielectric, especially dichroic Separate mirrors or polarization switches

to be brought together again.

7) Device for performing the method according to claim 6, characterized characterized in that an argon ion gas laser is used to generate the two laser beams with the laser lines i1 = 488 ni and t = 514 nm.

8) Device according to claim 7, characterized in that for the optiiale Decoupling of the two laser lines a laser resonator mirror adapted to them are provided.

9) Method according to claim 1, characterized in that for generating of the two laser light bundles a linearly polarized one monochromatic Light bundle (61 or 71) is used, which is through a birefringent crystal (64 or 711) is split into two light bundles (62, 63 or 72, 73) and that the bundle modulated with the information by means of a modulator (65 or 75) (62 or 73) an elliptical bundle cross-section by means of a prism (67 or 74 and / or 77) is given.

10) arrangement for performing the method according to claim 9, characterized characterized in that there is also a modulator (66) for that which is not modulated with the information Light beam (63) is provided to which an adjustable DC voltage for adjustment the intensity of this light beam (63) is placed.

11) Arrangement according to claim lo, characterized in that the modulator (65) for the beam (62) to be provided with the information and the modulator (66) form a unit for the other beam (63).

12) arrangement for performing the method according to claim 2, characterized characterized that if a modulator is omitted for the not with the information modulated beam (63) the modulator (65) of the other beam (62) in one by the properties of the double breaking crystal (64 or 711) given distance (a) with a hole for the passage of the non-modulated Beam bundle (63) is provided.

13) arrangement for performing the method according to claim 9, characterized characterized in that in front of the double refracting Kirstall (64 or 711) a lens is provided, which focuses the entering beam (61) so that the focus of the with the information to be modulated bundle (2) falls into the modulator (65).

14) arrangement for performing the method according to claim 9, characterized characterized in that a deflecting mirror (68) for the non-modulated beam (63) is provided, which is arranged so that the beam (63) is parallel runs to the modulated beam (62) refracted by the prism (67).

15) Arrangement according to claim 14, characterized in that the deflection mirror (68) is part of the prism (67).

16) arrangement for performing the method according to claim 9, characterized characterized that behind the double refracting crystal (711) a prism (74) for the beam containing the information modulated in the modulator (75) (73) provided and that in the beam path of this beam (73) another prism (77) is arranged.

17) Arrangement according to claim 16, characterized in that the prisms (74 and 77) so designed and in the beam path of the information containing The bundle of rays (73) are arranged so that the bundle of rays (73) are each perpendicular falls in and exits again at Brewster's angle.

18) Arrangement according to claim 16 or 17, characterized in that a deflection mirror (76) is provided for the non-modulated beam (72), the this beam (72) parallel to the modulated beam (73) after the exit of which leads from the second prism (77).

19) Method according to one of claims 1 to 6 or 9, characterized in that that the groove containing the information is recorded with a constant depth.

20) arrangement for performing the method according to claim 9, characterized characterized in that a crystal (69 or 78) made of birefringent material is provided is through which the two sub-bundles (62, 63 and 72/73) are brought together again will.

21) Arrangement for performing the method according to one of the claims 1 to 6 or 9, characterized in that a microscope objective (L 36, L 46, 611 or 710) is provided through which the re-merged laser light bundles step and expose the photoresist layer on the plate (P).

22) Arrangement according to claim 21, characterized in that the microscope lens (L 36, L 46, 611 or 710) is arranged to be radially displaceable and the laser beam bundle are guided by means of an intermediate image with a parallel beam path that the foci can be shifted in the focal plane.

L e r s e i t e