ES2260168T3 - Metodo de fabricacion de un medio optico de informacion. - Google Patents

Metodo de fabricacion de un medio optico de informacion.

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ES2260168T3 ES01273477T ES01273477T ES2260168T3 ES 2260168 T3 ES2260168 T3 ES 2260168T3 ES 01273477 T ES01273477 T ES 01273477T ES 01273477 T ES01273477 T ES 01273477T ES 2260168 T3 ES2260168 T3 ES 2260168T3
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Abstract

Método de fabricación de un medio (20) óptico de información para grabar por medio de un haz (10) de radiación enfocado que tiene una longitud de onda de radiación y una apertura numérica NA, que comprende - proporcionar un sustrato (1), - colocar una pila (2) de capas en el mismo, comprendiendo la pila (2) al menos una pila (3) de grabación y k capas (4, 5, 6, 7, 11, 12, 13) transmisoras del haz de radiación, cada una de las capas transmisoras del haz de radiación con un índice ni de refracción y un grosor medio di m y 1 i k y k 2, caracterizado por las etapas de - determinar un grosor medio dk mediante la fórmula, en donde y D(n) representa la función del grosor frente al índice de refracción en m de una capa sencilla transmisora del haz de radiación que genera una aberración esférica mínima del frente de onda en el punto focal del haz (10) de radiación enfocado, encontrándose dicho punto focal en la capa de grabación de la primera pila (3) de grabación; - depositar la capa de orden k condicho grosor medio dk.

Description

Método de fabricación de un medio óptico de información.
La invención se refiere a un método de fabricación de un medio óptico de información para grabar por medio de un haz de grabación enfocado que tiene una longitud \lambda de onda de radiación y una apertura NA numérica y teniendo dicho medio un sustrato, una pila de capas dispuestas en el mismo, comprendiendo la pila al menos una primera pila de radiación y k capas transmisoras del haz de radiación, teniendo cada una de las capas transmisoras de haz de radiación un índice n_{i} de refracción y un grosor medio d_{i} \mum y 1 \leq i \leq k y k \leq 2.
Un medio óptico de grabación de este tipo se conoce por sí mismo por la solicitud de patente europea EP-A-1047055. En concreto, se describe la aplicación de una capa adhesiva transmisora de la luz para adherir capas de cubierta u otras capas entre sí a la superficie de un sustrato y/o a una o varias capas de almacenamiento de información.
Existe una unidad constante para obtener un medio de almacenamiento óptico adecuado para la grabación y la reproducción que tiene una capacidad de almacenamiento de 8 Gigabyte (GB) o superior. Este requisito lo cumplen algunos formatos de disco de vídeo digital (Digital Vídeo Disc) o a veces también disco digital versátil (Digital Versatile Disc), (DVD). Los formatos DVD pueden dividirse en DVD-ROM, exclusivo para la reproducción, DVD-RAM, DVD-RW y DVD+RW, que también pueden utilizarse para almacenamientos de datos que pueden escribirse nuevamente (regrabables), y DVD-R, que sólo puede escribirse una vez. Actualmente, los formatos DVD comprenden discos con capacidades de 4,7 GB, 8,5 GB, 9,4 GB y 17 GB.
El formato de 8,5 Gb y, en concreto, los formatos de 9,4 Gb y 17 Gb muestran construcciones más complicadas y normalmente comprenden múltiples capas de almacenamiento de información. El formato de DVD regrabable de una capa y 4,7 GB es de fácil manejo en comparación, por ejemplo, con un CD convencional (disco compacto) pero ofrece una capacidad de almacenamiento insuficiente para la grabación de vídeo.
Un formato de alta capacidad de almacenamiento que se ha sugerido recientemente es el disco grabable para vídeo digital (DVR, Digital Vídeo Recordable). Actualmente se están desarrollando dos formatos: DVR-rojo y DVR-azul donde rojo y azul hacen referencia a la longitud de honda del haz de radiación empleado para la grabación y la lectura. Este disco supera el problema de la capacidad y, en su forma más simple, tiene un formato de capa de almacenamiento simple que es adecuado para la grabación y el almacenamiento de vídeo digital de alta densidad con una capacidad de hasta 22 GB en el formato DVR-azul.
El disco DVR normalmente comprende un sustrato en forma de disco que muestra en una o en sus dos superficies una capa de almacenamiento de información. El disco DVR comprende además una o varias capas transmisoras del haz de radiación. Estas capas son transmisoras del haz de radiación que se usa para leer del disco o escribir en éste. Por ejemplo, una capa de cubierta transmisora que se aplica sobre la capa de almacenamiento de información. Generalmente, para los discos de alta densidad se utilizan lentes con una gran apertura numérica (NA, Numerical Apertura), por ejemplo, superior a 0,60, para enfocar un haz de radiación de este tipo con una longitud de onda relativamente reducida. Para los sistemas con apertura NA superior a 0,60, resulta cada vez más difícil aplicar la grabación incidente en el sustrato con espesores del sustrato en el intervalo de 0,6-1,2 mm debido a las tolerancias decrecientes en, por ejemplo, variaciones del grosor y la inclinación del disco. Por esta razón, al emplear discos que se graban y leen con una gran apertura NA, el enfoque sobre una capa de grabación de una primera pila de grabación se lleva a cabo desde el lado opuesto del sustrato. Dado que la primera capa de grabación ha de estar protegida del entorno, se emplea al menos una capa de cubierta relativamente delgada que transmite el haz de radiación, por ejemplo, más delgada de 0,5 mm, a través de la cual se enfoca el haz de radiación. Naturalmente, ya no es necesario que el sustrato sea transmisor del haz de radiación y pueden utilizarse otros materiales de sustrato, por ejemplo, metales o aleaciones de los mismos.
En el caso de que se presenten segundas pilas de grabación o pilas adicionales, se requiere una capa espaciadora transmisora del haz de radiación entre las pilas de grabación. Las pilas de grabación segunda y adicionales deben ser al menos parcialmente transparentes a la longitud de onda del haz de radiación para hacer posible la escritura en la capa de grabación de la primera pila de grabación y la lectura desde ésta. El grosor de estas capas espaciadoras normalmente es del orden de las decenas de micrómetros. La capa o capas transmisoras del haz de radiación que están presentes entre la fuente del haz de radiación y la pila de radiación que está más alejada del sustrato se denominan normalmente "capas de cubierta". Cuando se utilizan hojas prefabricadas como capas transmisoras se requieren capas adhesivas transmisoras adicionales para unir las capas de cubierta entre sí.
En el disco DVR, la variación o irregularidad superficial del grosor de las capas transmisoras del haz de radiación por la extensión radial del disco ha de controlarse con mucho cuidado para minimizar la variación en la longitud de la trayectoria óptica para la radiación incidente. En especial, la calidad óptica del haz de radiación en el punto focal en la versión DVR-azul, que emplea un haz de radiación con una longitud de onda sustancialmente igual a 405 mm y una apertura NA sustancialmente igual a 0,85, es relativamente sensible a las variaciones en el grosor de las capas transmisoras. El grosor total de las capas tiene un valor óptimo para obtener una aberración óptica esférica mínima del haz de radiación enfocado, por ejemplo, la primera capa de grabación de información. Una ligera desviación, por ejemplo, +/- 2 \mum, a partir de este grosor óptimo ya introduce una cantidad considerable de este tipo de aberración. Debido a este reducido intervalo, es importante que el grosor medio de las capas transmisoras sea igual o cercano a su grosor óptimo para hacer un uso óptimo de las tolerancias del sistema y para tener un alto rendimiento en la fabricación del disco. Suponiendo que un error del grosor se distribuye de modo gausiano alrededor del ajuste nominal del grosor, resulta evidente que el número de discos fabricados que no cumple con las especificaciones anteriores es mínimo cuando el ajuste objetivo del grosor nominal durante la fabricación es sustancialmente igual al grosor óptimo de la capa de cubierta tal como en la especificación del disco DVR. El grosor nominal de una capa de cubierta simple del disco DVR es de 100 \mum cuando el índice de refracción de la capa de cubierta es n = 1,6. El grosor nominal de la capa de cubierta ha de ajustarse cuando se emplea un índice de refracción diferente. Dado que un cambio en el grosor óptimo puede exceder de más de una micra, resulta claro desde el punto de vista del rendimiento que incluso este pequeño cambio ha de tenerse en cuenta. Debido a la gran apertura numérica del sistema de lectura y escritura, un cambio de este tipo en el grosor óptimo de la capa de cobertura cuando el índice de refracción es diferente no puede predecirse con precisión empleando, por ejemplo, análisis de aberración Seidel de tercer orden. Por tanto, han de emplearse análisis de mayor orden o métodos de trazado del haz. Definamos D(n) como el grosor óptimo de la capa de cubierta simple como una función del índice de refracción, de ello, para el grosor propuesto, D(1,6) = 100 \mum. Dado que se trata de una función de un parámetro, ha de calcularse una vez, y puede presentarse en un gráfico sencillo. Ahora surge un problema al considerar los discos de múltiples capas transparentes. Tal como se ha descrito anteriormente, los discos de múltiples capas se utilizan, por ejemplo, para permitir la lectura de capas duales. Además, a partir del documento EP-A-1047055 se conoce el utilizar una capa de polímero tal como, por ejemplo, una hoja de policarbonato (PC) como capa de cubierta transmisora de la luz y adherir esta capa a la capa de almacenamiento de información por medio de una capa delgada revestida por rotación de una resina líquida que puede curarse por UV o un adhesivo sensible a la presión (PSA, pressure sensitive adhesive). Dado que ahora el disco está configurado a partir de más de una capa transmisora de haz de radiación, resulta incluso más difícil fabricar el disco que varía dentro del intervalo anteriormente especificado. Por tanto, para un disco de este tipo es incluso más importante ajustar el grosor nominal fundamentalmente igual al grosor nominal óptimo de la capa de cubierta múltiple del disco. Dado que ahora se trata de una función de múltiples variables, no puede presentarse en unos pocos gráficos simples. Una forma para solventar este problema es el empleo de métodos de trazado del haz. Ahora el problema es que cualquier fabricante de discos ópticos que aplique capas transparentes con índices de refracción que se desvían debe calcular el grosor óptimo dado que no se conoce de antemano. Un elemento esencial en el formalismo de trazado del haz es que el diseñador tiene que definir la función de mérito correcta que necesita el programa de trazado del haz para optimar correctamente una o varias capas transparentes del disco. Esto requiere de un diseñador óptico experto y la forma anteriormente mencionada es propensa a errores.
En la publicación XP001005912, titulada "Optical Disc System for Digital Vídeo Recording" se describe un medio óptico de información con una única capa de cubierta. Se prefiere que el grosor de la capa sencilla sea 0,1 mm con una variación del grosor dentro de \pm3 \mum.
En "T. Narahara et al.: ``Jpn. J. Appl. Phys. Núm. 39 (2000) pp. 912-919" se describe un medio óptico de información con una única capa de cubierta. Se prefiere que el grosor de la capa sencilla sea 0,1 mm con una variación del grosor dentro de \pm3 \mum.
En la publicación de solicitud de patente alemana DE 199 27 714 A1 se describe un medio óptico de información con un sustrato que actúa como una capa de cubierta sencilla transparente a la luz. Se desea que el grosor del sustrato sea de 0,3 mm.
En la patente estadounidense 6.410.116 se describe un medio óptico de información con un sustrato, una superficie de grabación de la información y una capa de resina transmisora de la luz en la superficie de grabación de la información, en el que dicha capa transmisora de la luz se forma repitiendo un ciclo de barnizado con resina y curado de la resina una pluralidad de veces.
En la solicitud de patente europea EP 1067535 A2 se describe un medio óptico de información que comprende un sustrato transparente y dos capas de grabación separadas por una capa adhesiva transparente. Una de las dos capas de grabación se lee a través de la capa de sustrato y la capa adhesiva.
En un artículo titulado "0.8-numerical-aperture two-element objective lens for the optical disk" de K. Yamamoto et al en Jpn. J. Appl. Phys., núm. 36, enero 1997, pp 456-459, XP002084439 se describe que la determinación de la aberración esférica mínima en un sistema de captación óptica y de disco óptico requiere incluir en el cálculo las lentes de la captura óptica y del disco.
Un objeto de la invención es proporcionar un método para la fabricación de un medio óptico de información del tipo descrito en el párrafo introductorio, comprendiendo el medio k capas transmisoras del haz de radiación de un grosor fundamentalmente uniforme, donde k \geq 2, y en el que la capa de orden k transparente para el haz de radiación tiene un grosor medio que hace que el haz de radiación enfocado tenga una aberración esférica nula o prácticamente igual a cero en el punto focal de dicho haz.
Este objeto se consigue dado que la colocación de la capa de orden k se lleva a cabo con un grosor d_{k} medio que viene determinado por la fórmula
d_{k} = D(n_{k})\left\lfloor 1-\sum\limits^{k-1}_{i=1}\frac{d_{i}}{D(n_{i})}\right\rfloor \pm 0,01D(n_{k})\mu m, 
\hskip0.5cm
\ en \ donde \ 
\hskip0.5cm
\sum\limits^{k-1}_{i=1}\frac{d_{i}}{D(n_{i})}<1
\hskip0.5cm
y
D(n) representa la función del grosor frente al índice de refracción en \mum de una capa sencilla transmisora del haz de radiación que genera una aberración esférica mínima del frente de onda en el punto focal del haz (10) de radiación enfocado, encontrándose dicho punto focal en la capa de grabación de la primera pila (3) de grabación. Las capas transmisoras del haz de radiación normalmente se depositan o aplican mediante revestimiento por rotación o laminación.
Se ha encontrado que el grosor óptimo de la capa k transmisora del haz de radiación puede determinarse de forma muy precisa con esta simple fórmula en función de las otras k-1 capas transmisoras del haz de radiación. La palabra "otras" implica que la capa k no se deposita necesariamente la última. Puede suceder perfectamente que la capa k sea una capa intermedia transmisora del haz de radiación, por ejemplo, una capa que se deposita en forma líquida y se solidifica después entre las otras k-1 capas transmisoras del haz de radiación. Una capa líquida de este tipo tiene la ventaja de que su grosor puede modificarse y optimarse variando, por ejemplo, la velocidad de rotación del sustrato durante el revestimiento por rotación de una capa de este tipo. Con una capa k de este grosor óptimo se obtiene una aberración esférica nula o prácticamente nula en el punto focal del haz de radiación. La función D(n) sólo requiere determinarse una vez para una capa sencilla transmisora del haz de radiación, no según la invención, a la longitud de onda del haz de radiación empleada y la apertura NA de la lente que se utiliza para leer desde el medio óptico de información y escribir en éste. Una aberración esférica baja o nula en este punto focal deja mayor tolerancia para errores en partes del sistema óptico, eléctrico y mecánico que lee datos desde el medio óptico de información y/o escribe datos en éste. Por ejemplo, la inclinación del disco, la contaminación de la lente, la inclinación de la lente, el desenfoque de la lente, la fluctuación de las marcas tienen todos efectos perjudiciales en la capacidad de lectura y escritura del disco. El tener la pila transmisora con un grosor óptimo amplía los márgenes para estos otros parámetros, lo que da como resultado un sistema más robusto. Los experimentos han mostrado que el grosor determinado con la formula anterior es fundamentalmente igual al valor óptimo teórico real del grosor, es decir, dentro del 0,1% de este valor. Para hacer que la fórmula tenga un uso práctico, se permite un ancho de banda de +/- 0,01 D(n_{k}) en el que debería encontrarse el grosor d_{k} medio. El grosor d_{k} preferido se orienta al centro de este ancho de banda para tener el mejor beneficio posible de la fórmula.
En una realización preferida, el índice n_{i} de refracción de cada una de las capas transmisoras del haz de radiación cumple 1,45 \leq n_{i} \leq 1,70. De acuerdo con las actuales deliberaciones acerca de la estandarización debe cumplirse esta condición para el disco DVR-azul. Para evitar reflexiones no deseadas en el punto de contacto de las capas transmisoras del haz de radiación, la diferencia en el índice de refracción de estas capas adyacentes debería mantenerse reducida. Dentro del intervalo específico de índices de refracción, la reflexión (R) máxima en el punto de contacto de una capa con un índice de refracción de 1,45 y una capa con un índice de refracción de 1,70, para un haz de radiación perpendicular al plano del punto de contacto, puede deducirse de las leyes de la teoría electromagnética y asciende a:
R=\left(\frac{1,70-1,45}{1,70+1,45}\right)^{2}=0,0063
\hskip0.5cm
que está bastante alejado de 1%.
La mayoría de las capas orgánicas transmisoras se encuentran en el intervalo especificado.
En una realización específica D(1,60) = 100 \mum. La función D(n) de grosor que representa el grosor óptimo de una capa de cubierta simple hipotética, no según la invención, tiene un valor de 100 \mum con un índice de reflexión de 1,60. Se ha acordado que se satisface la condición de D(n) mencionada en la oración anterior para el formato DVR-azul. El grosor de la capa de cubierta simple debería ajustarse a un valor diferente cuando el índice de refracción de la capa de cubierta simple tiene un valor diferente de 1,60. El nivel de ajuste depende de la especificación óptica, por ejemplo, apertura NA, de la lente que se utiliza para enfocar un haz de radiación en la capa de grabación.
En otra realización, D(n) se representa mediante conexión consecutiva, con partes de línea sustancialmente lineales, de coordenadas (n, D(n)) con los valores (1,45, 98,5), (1,50, 98,6), (1,55, 99.2), (1,60, 100), (1,65, 101,1) y (1,70, 102,4). Esto define la función D(n) tal como se especifica en el formato DVR-azul, que está optimizado para una NA de 0,85 con una longitud de onda del haz de radiación de sustancialmente 405 mm. Esta función D(n) de grosor debe utilizarse en la fórmula para d_{k} según la invención en el caso de un disco DVR-azul. La función se muestra en la
figura 4.
En otra realización D(1,60)=300 \mum. La función D(n) de grosor que representa el grosor óptimo de una capa de cubierta sencilla hipotética, no según la invención, tiene un valor de 300 \mum con un índice de refracción de 1,60. En un formato de DVD de alta densidad posible (HD-DVD) se cumple la condición de D(n) mencionada anteriormente. Posibles estructuras para un formato HD-DVD son las siguientes: una capa de cubierta de 300 \mum en un sustrato de 900 \mum que incluye una pila de grabación entre la cubierta y el sustrato o una cubierta de 300 \mum a ambos lados de un sustrato de 600 \mum que incluye una pila de grabación entre la cubierta y el sustrato a ambos lados del sustrato. En ambos casos el grosor total del disco será de 1200 \mum ó 1,2 mm. El grosor de la capa de cubierta sencilla debería ajustarse a un valor diferente cuando el índice de refracción de la cubierta de capa simple tenga un valor diferente de 1,60. El nivel de ajuste depende de la especificación óptica, por ejemplo, apertura NA, de la lente que se utilice para enfocar el haz de radiación en la capa de grabación.
En otra realización D(n) se representa mediante conexión consecutiva, con partes de línea sustancialmente lineales de coordenadas (n, D(n)) con los valores (1,45, 303,8), (1,50, 301,0), (1,55, 299,9), (1,60, 300,0), (1,65, 301,1) y (1,70, 303,0). Esto define la función D(n) tal como se especifica en el formato HD-DVD cuando está optimizada para una apertura NA sustancialmente igual a 0,70 con una longitud de onda del haz de radiación sustancialmente igual a 405 mm. Esta función D(n) del grosor debe utilizarse en la fórmula para d_{k} en caso de un disco HD-DVD según la invención. La función se muestra en la figura 5.
En otra realización el grosor d_{k} de la capa k transparente se determina mediante la fórmula
d_{k}=D(n_{k})\left[1-\sum\limits^{k-1}_{i=1}\frac{d_{i}}{D(n_{i})}\right]\pm 0,001D(n_{k})\mu m.
El intervalo de ancho de banda de d_{k} permisible se reduce un factor de diez. Un medio óptico de información con un grosor d_{k} según esta fórmula normalmente satisface la condición óptima de la fórmula incluso de forma más cercana y, por tanto, es superior al medio según la reivindicación 1 en relación con la ausencia de aberración esférica de un haz de radiación enfocado en su punto focal en la primera capa de grabación.
Pueden presentarse capas adicionales auxiliares transmisoras del haz de radiación en la pila o pilas de grabación adyacentes a la primera capa de grabación y/o capas adicionales. Estas capas auxiliares sirven para mejorar las propiedades de grabación de dichas capas de grabación y normalmente tienen un grosor del orden de decenas de nanómetros. Esto es mucho menor que el ancho de banda que se permite en la reivindicación 3 ó 4 para un valor típico D(n) \approx 100 \mum. Por tanto, el grosor de esas capas puede ignorarse con seguridad y no es necesario utilizarlo en la fórmula según la invención. En el caso de que se utilice el ancho de banda de la reivindicación 5, es decir, 0,001 D(n), el ancho de banda es, por ejemplo, +/- 0,1 \mum, para D(n) \approx 100 \mum, que aún es considerablemente mayor que unas pocas decenas de nanómetros. En el caso excepcional en el que una capa auxiliar transmisora del haz de radiación sea más gruesa de unas pocas decenas de nanómetros, puede ser necesario incorporarla en la fórmula para d_{k} según la invención como una de las k-1 capas transmisoras de radiación.
Las pilas de grabación adecuadas comprenden aleaciones de cambio de fase como capas de grabación tal como se describe en la patente estadounidense 5.876.822 y en la patente estadounidense 6.117.049, ambas presentadas por los solicitantes. Estas capas de grabación son del tipo que puede borrarse. Sin embargo, también pueden utilizarse otros tipos de capas de grabación, por ejemplo, tintas de una escritura, tintas de una escritura en polímeros, capas magneto-ópticas que pueden borrarse o capas fluorescentes y, por tanto, no se excluyen.
El medio óptico de información fabricado según el método de la invención se explicará con mayor detalle por medio de tres realizaciones a título de ejemplo y haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que
las figuras 1, 2 y 3 muestran en cada caso una vista esquemática en sección transversal de un medio óptico de información fabricado de acuerdo con el método de la invención. Las dimensiones no están dibujadas a escala;
la figura 4 muestra la función D(n) del grosor optimizada para DVR-azul con una longitud de onda de 405 nm y una apertura NA de 0,85;
la figura 5 muestra la función D(n) del grosor optimizada para HD-DVD con una longitud de onda de 405 nm y una apertura NA de 0,70.
Realización ilustrativa 1
En la figura 1 se muestra una primera realización a título de ejemplo, de acuerdo con el formato DVR-azul, del medio 20 óptico de información para la grabación de modo que pueda borrarse. Un haz 10 de radiación que tiene una longitud \lambda de onda de radiación de 405 nm y una apertura NA de 0,85 se enfoca al medio 20. El medio 20 tiene un sustrato 1 y una pila 2 de capas dispuestas sobre el mismo. La pila 2 comprende una primera pila 3 de grabación con una estructura de capa IPIM, en este orden, en la que I son capas dieléctricas hechas de (ZnS)_{80}(SiO_{2})_{20}, P es una aleación de cambio de fase con la composición Ge_{14}Sb_{28}Te_{58} y M es una capa de espejo de metal de aluminio (Al). El grosor de las capas en la pila 3 de grabación IPIM es de 115 nm, 27 nm, 26 nm y 100 nm respectivamente. La capa A1 es adyacente al sustrato 1. La pila 2 comprende además dos capas 4, 5 transmisoras de haz de radiación. La primera capa 4 transmisora está hecha de una resina que puede curarse por UV, por ejemplo, Daicure EX860 disponible en Dainippon Ink and Chemicals, y tiene un índice de refracción n_{1} = 1,52 y un grosor medio d_{1} = 4 \mum. la segunda capa 5 transmisora de haz de radiación está hecha de policarbonato (PC) y tiene un índice de refracción n_{2} = 1,60. El grosor medio d_{2} de la segunda capa 5 transmisora cumple la ecuación:
d_{2} = D(1,60)\left[1-\frac{4}{D(1,52)}\right]+ 0,01D(1,60)\mu m, 
\hskip0.5cm
en \ donde 
\hskip0.5cm
\frac{4}{D(1,52)}<1.
y D(n) representa la función del grosor frente al índice de refracción en \mum, de una capa sencilla transmisora de haz de radiación que provoca una aberración esférica de frente de onda mínima en el punto focal del haz de radiación enfocado, estando dicho punto focal en la capa de grabación de la primera pila 3 de grabación. Esta función D(n) para el disco DVR-azul se representa mediante la conexión consecutiva, con partes de línea sustancialmente lineales, de coordenadas (n, D(n)) con los valores (1,45, 98,5), (1,50, 98,6), (1,55, 99,2), (1,60, 100), (1,65, 101,1) y (1,70, 102,4). La función D(n) para DVR-azul se muestra en la figura 4. D(1,60) = 100 \mum y D(1,52) = 98,84 \mum, cuyo valor se determina mediante interpolación lineal. Esto da para d_{2} el valor de 95,95 \mum. La primera capa transmisora de haz de radiación puede aplicarse mediante la dosificación de un reborde circular de la resina que puede curarse por UV en el sustrato 1 que tiene una pila 3 de grabación ya depositada. El sustrato 1 se monta en un soporte de un dispositivo de revestimiento por rotación. En la parte superior del reborde circular se aplica la segunda capa 5 transmisora, que se compone de una hoja de PC cortada previamente con un grosor de 95,95 \mum. A continuación se gira el sustrato 1 con una velocidad de giro de aproximadamente 5000 rpm, mediante lo cual la resina que puede curarse por UV se conduce parcialmente hacia fuera debido a las fuerzas centrífugas y se forma una capa 4 de resina entre la hoja 5 de PC y la pila 3 de grabación. Tras el giro, la capa 4 de resina tiene un grosor sustancialmente uniforme. El grosor de la capa 4 de resina puede ajustarse variando la velocidad de giro del sustrato 1. Tras esto, se cura por UV la resina mediante la exposición a una fuente de rayos ultravioleta adecuada. La velocidad de giro que da lugar a una capa 4 de resina con un grosor de 4 \mum tras el curado con luz UV debe determinarse de forma empírica. La hoja 5 de PC puede requerir que se recorte para coincidir con la forma del sustrato 1. De esta manera, el grosor total de la capa de cubierta doble es de 99,95 \mum, siendo esto la suma de los grosores de la resina 4 que puede curarse por UV y la hoja 5 de PC. Tal como ya se ha indicado anteriormente, la capa transmisora de orden k no es necesariamente la capa 5 de PC depositada y también puede ser la capa 4 que puede curarse por UV. En este caso puede elegirse una hoja 5 de PC con un grosor de 96 \mum o cualquier otro grosor disponible en el mercado, y el grosor de la capa 4 que puede curarse por UV puede calcularse subsiguientemente con la fórmula según la invención. Sin embargo, el método de depositar o aplicar la capa 4 y 5 es el mismo descrito anteriormente.
Realización ilustrativa 2
En la figura 2 se muestra una segunda realización a título ilustrativo, de acuerdo con el formato DVR-azul, del medio 20 óptico de información para la grabación que puede borrarse. Un haz 10 de radiación con una longitud \lambda de onda de radiación de 405 nm y una apertura numérica NA de 0,85 se enfoca al medio 20. El medio 20 tiene un sustrato 1 y una pila 2 de capas dispuestas sobre el mismo. La pila 2 comprende una primera pila 3 de grabación que es idéntica a la pila 3 descrita en la realización ilustrativa 1, y dos capas 6, 7 transmisoras de haz de radiación. La primera capa 6 transmisora está hecha de una capa de adhesivo sensible a la presión (PSA) disponible en el mercado, por ejemplo, en 3M. La capa 6 PSA puede comprender una capa de soporte y/o portadora transparente tal como, por ejemplo, opcionalmente, capas de polímeros amorfos tratadas en su superficie tal como capas de poli(etilenterftalato) (PET), PC o poli(metacrilato de metilo) (PMMA) que llevan a cada lado una capa adhesiva, pero preferiblemente es una película de transferencia que no comprende ninguna capa de soporte y/o portadora. La capa PSA normalmente tiene láminas protectoras sobre las capas adhesivas que deben eliminarse antes de la aplicación. En el ejemplo, la capa 6 PSA tiene una base de PMMA y un índice de refracción n_{1} = 1,5015 y un grosor medio d_{1} = 30 \mum. La segunda capa 7 transmisora de haz de radiación es una hoja de PC cortada previamente y tiene un índice de refracción n_{2} = 1,60 con la longitud de onda de haz de radiación empleada. El grosor medio d_{2} de la segunda capa 7 transmisora cumple la ecuación:
d_{2} = D(1,60)\left[1-\frac{30}{D(1,5015)}\right]+ 0,01D(1,60)\mu m, 
\hskip0.5cm
en \ donde 
\hskip0.5cm
\frac{30}{D(1,5015)}<1.
y D(n) representa la función del grosor frente al índice de refracción en \mum, de una capa sencilla transmisora de haz de radiación que provoca una aberración esférica de frente de onda mínima en el punto focal del haz de radiación enfocado, estando dicho punto focal en la capa de grabación de la primera pila 3 de grabación. Esta función D(n) para el disco DVR-azul se representa mediante la conexión consecutiva, con partes de línea sustancialmente lineales, de coordenadas (n, D(n)) con los valores (1,45, 98,5), (1,50, 98,6), (1,55, 99.2), (1,60, 100), (1,65, 101,1) y (1,70, 102,4). La función D(n) para DVR-azul se muestra en la figura 4. Así, D(1,60) = 100 \mum y D(1,5015) = 98,6 \mum. Esto da para d_{2} el valor final de 69,57 \mum. La capa 6 PSA puede aplicarse eliminando una primera lámina protectora desde un primer lado de la capa 6 PSA cortada previamente, laminándola con un rodillo o, preferiblemente, por vacío sobre el sustrato 1 que ya tiene depositado sobre él la pila 3 de grabación. A continuación de esto se elimina una segunda lámina protectora del segundo lado de la capa 6 PSA y se lamina la hoja 7 de PC, con un rodillo o, preferiblemente, por vacío, en la parte superior de la capa 6 PSA. A continuación, la hoja 7 de PC puede requerir que se recorte para coincidir con la forma del sustrato 1. De esta manera, el grosor total de la capa de cubierta doble es de 99,57 \mum, siendo esto la suma de los grosores de la capa 6 PSA y la hoja 7 de PC. Tal como ya se ha indicado anteriormente, la capa transmisora de orden k no es necesariamente la última hoja 7 de PC aplicada y también puede ser la capa 6 PSA. En este caso puede elegirse una hoja 7 de PC con un grosor de 70 \mum o cualquier otro grosor disponible en el mercado, y el grosor de la capa 6 PSA puede calcularse subsiguientemente con la fórmula según la invención. Sin embargo, el método y el orden para depositar o aplicar la capa 6 y 7 es el mismo descrito anteriormente.
Realización ilustrativa 3
En la figura 3 se muestra una tercera realización a título ilustrativo, de acuerdo con el formato DVR-azul, pero con una segunda pila de grabación adicional, del medio 20 óptico de información para la grabación que puede borrarse. Un haz 10 de radiación con una longitud \lambda de onda de radiación de 405 nm y una apertura numérica NA de 0,85 se enfoca al medio 20. El medio 20 tiene un sustrato 1 y una pila 2 de capas dispuestas sobre el mismo. La pila 2 comprende una primera pila 3 de grabación, una segunda pila 3' de grabación y tres capas 11, 12, 13 transmisoras de haz de radiación. La primera pila 3 de grabación con una estructura IPIM, de forma análoga a la realización ilustrativa 1, comprende, en este orden:
-
una capa dieléctrica de (ZnS)_{80}(SiO_{2})_{20} con un grosor de 30 nm,
-
una capa de grabación del compuesto GeSb_{2}Te_{4} con un grosor de 25 nm,
-
una capa dieléctrica de (ZnS)_{80}(SiO_{2})_{20} con un grosor de 15 nm,
-
una capa de espejo de aluminio adyacente al sustrato con un grosor de 100 nm.
La segunda pila 3' de grabación con una estructura IPIMI^{+} de forma análoga a la realización ilustrativa 1 pero con una capa I^{+} dieléctrica adicional, comprende, en este orden:
-
una capa dieléctrica de (ZnS)_{80}(SiO_{2})_{20} con un grosor de 30 nm,
-
una capa de grabación del compuesto GeSb_{2}Te_{4} con un grosor de 6 nm,
-
una capa dieléctrica de (ZnS)_{80}(SiO_{2})_{20} con un grosor de 15 nm,
-
una capa de plata transparente con un grosor de 15 nm,
-
una capa I^{+} dieléctrica adicional de AIN con un grosor de 130 nm.
La primera capa transmisora es una capa 11 de adhesivo sensible a la presión (PSA) disponible en el mercado, por ejemplo, en 3M. La capa 11 PSA puede comprender una capa de soporte y/o portadora transparente tal como, por ejemplo, opcionalmente, capas de polímeros amorfos tratadas en su superficie, tal como capas de poli(etilenterftalato) (PET), PC o poli(metacrilato de metilo) (PMMA) que llevan a cada lado una capa adhesiva, pero preferiblemente es una película de transferencia que no comprende ninguna capa de soporte y/o portadora. La capa 11 PSA normalmente tiene láminas protectoras sobre las capas adhesivas que deben eliminarse antes de la aplicación. En el ejemplo, la capa 11 PSA tiene una base de PMMA y un índice de refracción n_{1} = 1,5015 y un grosor medio d_{1} = 26 \mum. La segunda capa 12 transmisora está hecha de una resina que puede curarse por UV, por ejemplo, Daicure ex860 proporcionada por Dainippon Ink and Chemicals, y tiene un índice de refracción n_{2} = 1,52 con la longitud de onda de haz de radiación empleada, y un grosor medio d_{2} = 4 \mum. La tercera capa 13 transmisora de haz de radiación es una hoja de PC cortada previamente y tiene un índice de refracción n_{3} = 1,60 con la longitud de onda de haz de radiación empleada. El grosor d_{3} medio de la tercera capa 13 transmisora cumple la ecuación:
d_{3} = D(1,60)\left[1-\frac{26}{D(1,5015)}-\frac{4}{D(1,52)}\right]\pm 0,01D(1,60)\mu m, 
\hskip0.5cm
en \ donde 
\hskip0.5cm
\frac{26}{D(1,5015)}+\frac{4}{D(1,52)}<1.
y D(n) representa la función del grosor frente al índice de refracción en \mum, de una capa sencilla transmisora de haz de radiación que provoca una aberración esférica de frente de onda mínima en el punto focal del haz de radiación enfocado, estando dicho punto focal en la capa de grabación de la primera pila 3 de grabación. Esta función D(n) para el disco DVR-azul se representa mediante la conexión consecutiva, con partes de línea sustancialmente lineales, de coordenadas (n, D(n)) con los valores (1,45, 98,5), (1,50, 98,6), (1,55, 99.2), (1,60, 100), (1,65, 101,1) y (1,70, 102,4). La función D(n) para DVR-azul se muestra en la figura 4. Así, D(1,60) = 100 \mum y D(1,5015) = 98,6 \mum y D(1,52) = 98,84 \mum, cuyo valor se determina mediante interpolación lineal. Esto da para d_{3} el valor final de 69,58 \mum. De esta manera, el grosor total de las capas transmisoras, omitiendo las capas transmisoras auxiliares en la pila 3 y 3' de grabación, es de 99,58 \mum, siendo esto la suma de los grosores de la capa 11 PSA, la capa 12 de resina UV y la hoja 13 de PC. Debe observarse que al escribir en la capa de grabación de la segunda pila 3' de grabación o leer desde ésta, el punto focal del haz 10 de radiación enfocado ha de desplazarse al nivel de la capa de grabación de la pila 3' de grabación. Esto se indica en la figura 3 mediante un haz 10' de radiación con línea discontinua. Dado que el haz 10' de radiación sólo se enfoca ahora a través de la capa 12 de resina UV y la hoja 13 de PC, se presentará una cantidad considerable de aberración esférica en el punto focal del haz 10' de radiación. Esto debe corregirse para el sistema óptico de la unidad de escritura/lectura que enfoca el haz 10' de radiación.
Según la invención, se proporciona un medio óptico de información para la grabación, por ejemplo, DVR-azul, y un método de fabricación de un medio de este tipo. La lectura y escritura del medio se lleva a cabo por medio de un haz de radiación enfocado que tiene una longitud \lambda de onda de radiación y una apertura numérica NA. Dicho medio tiene un sustrato y una pila de capas dispuestas sobre éste. La pila comprende al menos una primera pila de grabación y k capas transmisoras de haz de radiación. Cada capa transmisora tiene un índice n_{i} de refracción y un grosor medio d_{i} \mum y 1 \leq i \leq k y k \geq 2. El grosor d_{k} de capa k se determina mediante una fórmula simple que depende de los parámetros n_{i} con i = 1 ... k y d_{i} con i = 1 ... k-1. Un medio de este tipo tiene básicamente una aberración esférica nula en el punto focal, estando en la capa de grabación de la primera pila de grabación, de dicho haz de radiación.

Claims (7)

1. Método de fabricación de un medio (20) óptico de información para grabar por medio de un haz (10) de radiación enfocado que tiene una longitud \lambda de onda de radiación y una apertura numérica NA, que comprende
- proporcionar un sustrato (1),
- colocar una pila (2) de capas en el mismo, comprendiendo la pila (2) al menos una pila (3) de grabación y k capas (4, 5, 6, 7, 11, 12, 13) transmisoras del haz de radiación, cada una de las capas transmisoras del haz de radiación con un índice n_{i} de refracción y un grosor medio d_{i} \mum y 1 \leq i \leq k y k \geq 2,
caracterizado por las etapas de
- determinar un grosor medio d_{k} mediante la fórmula
d_{k} = D(n_{k})\left\lfloor 1-\sum\limits^{k-1}_{i=1}\frac{d_{i}}{D(n_{i})}\right\rfloor\pm 0,01D(n_{k})\mu m, 
\hskip0.5cm
en \ donde 
\hskip0.5cm
\sum\limits^{k-1}_{i=1}\frac{d_{i}}{D(n_{i})}<1
\hskip0.5cm
y
D(n) representa la función del grosor frente al índice de refracción en \mum de una capa sencilla transmisora del haz de radiación que genera una aberración esférica mínima del frente de onda en el punto focal del haz (10) de radiación enfocado, encontrándose dicho punto focal en la capa de grabación de la primera pila (3) de grabación;
- depositar la capa de orden k con dicho grosor medio d_{k}.
2. Método de fabricación de un medio (20) óptico de información según la reivindicación 1, caracterizado porque el índice n_{i} de refracción de cada una de las capas (4, 5, 6, 7, 11, 12, 13) transmisoras del haz de radiación cumple 1,45 \leq n_{i} \leq 1,70.
3. Método de fabricación de un medio (20) óptico de información según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque D(1,60) = 100 \mum.
4. Método de fabricación de un medio (20) óptico de información según la reivindicación 3, caracterizado porque D(n) se representa mediante conexión consecutiva con partes de línea sustancialmente lineales de coordenadas (n, D(n)) con los valores (1,45, 98,5), (1,50, 98,6), (1,55, 99,2), (1,60, 100), (1,65, 101,1) y (1,70, 102,4).
5. Método de fabricación de un medio (20) óptico de información según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque D(1,60) = 300 \mum.
6. Método de fabricación de un medio (20) óptico de información según la reivindicación 5, caracterizado porque D(n) se representa mediante conexión consecutiva con partes de línea sustancialmente lineales de coordenadas (n, D(n)) con los valores (1,45, 303,8), (1,50, 301,0), (1,55, 299,9), (1,60, 300,0), (1,65, 301,1) y (1,70, 303,0).
7. Método de fabricación de un medio (20) óptico de información según una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque d_{k} = D(n_{k})\left\lfloor1-\sum\limits^{k-1}_{i=1}\frac{d_{i}}{D(n_{i})}\right\rfloor\pm 0,001D(n_{k})\mu m.
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