JP2000123399A - Device for recording and reproducing information and its method - Google Patents

Device for recording and reproducing information and its method

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JP2000123399A
JP2000123399A JP10295552A JP29555298A JP2000123399A JP 2000123399 A JP2000123399 A JP 2000123399A JP 10295552 A JP10295552 A JP 10295552A JP 29555298 A JP29555298 A JP 29555298A JP 2000123399 A JP2000123399 A JP 2000123399A
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light
medium
light source
polarized light
component
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JP10295552A
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Japanese (ja)
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Katsura Otaki
桂 大滝
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Original Assignee
Nikon Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an information recording and reproducing device increased in recording density to an extent expectable from NA(numerical aperture) even when an NA is raised by using a solid immersion lens. SOLUTION: This information recording and reproducing device is provided with a light source 1, an object lens 6 for focusing the luminous flux from the light source 1 on a medium, a solid immersion lens 7 which is arranged between the object lens and the medium and raises a numerical aperture, and a light receiving part for receiving the luminous flux reflected from the medium, and eliminates a polarized light component perpendicular to linear polarized light of the luminous flux made incident on the medium before reproducing a signal. In this case, such a medium is preferable as information is recorded and reproduced according to differences of reflectance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、集光された光を用
いて情報を記録再生する情報記録再生装置及び方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an information recording / reproducing apparatus and method for recording / reproducing information using condensed light.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、再生専用の光デイスク光学系にお
いて、記録密度を高める為の手段として、固体浸レンズ
(Solid Immersion Lens)を用いることが注目されてい
る。これは、半球レンズを用いて高開口数(NA)化を
実現する技術である。
2. Description of the Related Art In recent years, in a read-only optical disk optical system, a solid immersion lens has been used as a means for increasing the recording density.
(Solid Immersion Lens) is attracting attention. This is a technique for realizing a high numerical aperture (NA) using a hemispherical lens.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】最近の発明者の研究に
よって、固体浸レンズを用いた記録再生光学系で、光デ
ィスク表面の反射率差により記録された情報を再生する
場合、再生信号コントラストがNAから期待されるより
も低くなってしまうことが判明した。そのため、固体浸
レンズを用い高NA化しても、NAから期待される程、
記録密度をあげる事ができなくなってしまう。
According to a recent study by the present inventors, when a recording / reproducing optical system using a solid immersion lens reproduces information recorded due to a difference in reflectance on the surface of an optical disk, the reproduced signal contrast becomes NA. Turned out to be lower than expected. Therefore, even if the NA is increased using a solid immersion lens,
The recording density cannot be increased.

【0004】本発明では、このような問題点に鑑み、固
体浸レンズを用い高NA化した場合でも、NAから期待
される程度に記録密度を上昇させた情報記録再生装置及
び方法を提供するこを目的とする。
In view of the above problems, the present invention provides an information recording / reproducing apparatus and method capable of increasing the recording density to an extent expected from the NA even when the NA is increased using a solid immersion lens. With the goal.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、光源と、該光源からの光束を媒体上へ
集光する対物レンズと、該対物レンズと前記媒体との間
に配置され、開口数を上げる固体浸レンズと、前記媒体
から反射された光束を受光する受光部とを有し、前記媒
体へ入射する光束のうち直線偏光に直交する偏光成分を
除去した後に信号再生を行う情報記録再生装置を提供す
る。
According to the present invention, in order to achieve the above object, a light source, an objective lens for condensing a light beam from the light source onto a medium, and an objective lens between the objective lens and the medium are provided. A solid immersion lens arranged to increase the numerical aperture, and a light receiving unit for receiving a light beam reflected from the medium, and reproducing a signal after removing a polarization component orthogonal to linearly polarized light in a light beam incident on the medium. And an information recording / reproducing apparatus for performing the above.

【0006】また、本発明では、光源と、該光源からの
光束を媒体上へ集光する対物レンズと、前記光源と前記
対物レンズとの間に配置された1/4波長板と、前記対
物レンズと前記媒体との間に配置され、開口数を上げる
固体浸レンズと、前記媒体上から反射された光束を受光
する受光部とを有し、前記光源から発する直線偏光に平
行な偏光成分を、前記反射された光束が前記1/4波長
板から前記受光部までの光路中で除去した後に信号再生
を行う情報記録再生装置も提供する。
According to the present invention, a light source, an objective lens for condensing a light beam from the light source onto a medium, a quarter-wave plate disposed between the light source and the objective lens, A solid immersion lens arranged between a lens and the medium, which increases the numerical aperture, and a light receiving unit for receiving a light beam reflected from the medium, and a polarization component parallel to linearly polarized light emitted from the light source. The present invention also provides an information recording / reproducing apparatus for reproducing a signal after the reflected light beam is removed in an optical path from the quarter wavelength plate to the light receiving section.

【0007】更に、本発明では、上記情報記録再生装置
を用いて、情報を記録再生する情報記録再生方法も提供
する。本発明では、更にプリズムを有し、受光部を、プ
リズムにより分離された光束をそれぞれ受光する2つの
受光部とし、光源から発する直線偏光に垂直な成分の受
光強度をS1、光源から発する直線偏光に平行な成分の
受光強度をS2、再生信号強度をSとしたとき、以下の
条件を満足することが好ましい。
Further, the present invention also provides an information recording / reproducing method for recording / reproducing information using the information recording / reproducing apparatus. According to the present invention, the light receiving unit further includes a prism, and the light receiving units are two light receiving units that respectively receive the light beams separated by the prism. The light receiving intensity of a component perpendicular to the linearly polarized light emitted from the light source is S1, and the linearly polarized light emitted from the light source is S1. It is preferable that the following conditions be satisfied, where S2 is the received light intensity of the component parallel to the above, and S is the reproduced signal intensity.

【0008】S=S1−ε×S2 (0≦ε≦3) また、前記媒体は反射率の差によって情報を記録再生す
る媒体であることが好ましい。
S = S1−ε × S2 (0 ≦ ε ≦ 3) It is preferable that the medium is a medium for recording and reproducing information based on a difference in reflectance.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】先ず、固体浸レンズを用いた記録
再生光学系で、媒体である光ディスク表面の反射率差に
より記録された情報を再生する場合、何故、再生信号コ
ントラストがNAから期待されるよりも低くなってしま
うかを説明する。図4に示すように、従来からの情報記
録再生装置の基本的構成は、光源1である半導体レーザ
を出射した光が、コリメートレンズ2で平行光束とな
り、対物レンズ6によって光ディスク8の記録再生面に
集光する。対物レンズ6の焦点近傍には半球形状の固体
浸レンズ7が配置されており、この結果NAを大きくで
きる。詳しくは、例えば、1.Kino,Mansfield,"Solid Im
mersion Lens Photon Tunneling Microscope",SPIE 155
6 に開示されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, in the case where information recorded by the difference in reflectance on the surface of an optical disk as a medium is reproduced by a recording / reproducing optical system using a solid immersion lens, the reproduction signal contrast is expected from NA. Explain whether it will be lower than the As shown in FIG. 4, the basic configuration of a conventional information recording / reproducing apparatus is such that light emitted from a semiconductor laser as a light source 1 is converted into a parallel light beam by a collimating lens 2, and a recording / reproducing surface of an optical disk 8 is reproduced by an objective lens 6. Focus on A hemispherical solid immersion lens 7 is arranged near the focal point of the objective lens 6, and as a result, the NA can be increased. For details, for example, 1.Kino, Mansfield, "Solid Im
mersion Lens Photon Tunneling Microscope ", SPIE 155
6

【0010】図4に示した固体浸レンズ7付近の拡大図
が、図5である。固体浸レンズ7の屈折率と対物レンズ
6のNAとを適宜選ぶ事により、NA>1とする事が可
能である。NA>1とする場合、NAが1以上となる部
分の光束はエバネッセント波となるから、光デイスク8
の記録再生面と固体浸レンズ7底面との距離をλ/4〜
λ/10程度に接近させる必要がある。
FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the solid immersion lens 7 shown in FIG. By appropriately selecting the refractive index of the solid immersion lens 7 and the NA of the objective lens 6, it is possible to satisfy NA> 1. When NA> 1, the light flux in the portion where NA is 1 or more becomes an evanescent wave.
Distance between the recording / reproducing surface and the bottom surface of the solid immersion lens 7 is λ / 4 to
It is necessary to approach λ / 10.

【0011】上記のようにする事で、固体浸レンズ7底
面から浸み出たエバネッセント光を情報の記録再生に用
いる事ができる。図6に示すように、光ディスク8の記
録再生面には、トラッキングサーボのための案内溝が刻
まれ、その上に情報に応じた反射率の差のついた記録ピ
ット16が記録されている。集光スポット2がこの上を
走査すると、記録ピット16のある部分Aと記録ピット
16の無い部分Bとの反射率の違いから、図7に示すよ
うな信号強度が得られる。これが固体浸レンズ7を用い
た強度変調デイスクの信号再生である。
By doing so, the evanescent light seeping out from the bottom surface of the solid immersion lens 7 can be used for recording and reproducing information. As shown in FIG. 6, a guide groove for tracking servo is formed on the recording / reproducing surface of the optical disk 8, and a recording pit 16 having a difference in reflectance according to information is recorded thereon. When the converging spot 2 scans over this, a signal intensity as shown in FIG. 7 is obtained from the difference in reflectance between the portion A with the recording pit 16 and the portion B without the recording pit 16. This is the signal reproduction of the intensity modulation disk using the solid immersion lens 7.

【0012】さて、固体浸レンズ7を用いると、NAが
1を超えるから、記録面に当たる光束の入射角が非常に
大きくなる。例えば、NA=1.5、半球形状の固体浸
レンズの屈折率=1.8とすると、最大入射角は56.
4°と非常に大きくなる。このような場合に直線偏光が
入射すると、記録面に当たる光の反射率のうちp成分と
s成分とで反射率が異なるから、反射光の偏光状態は保
存されず、回転するようになる。この偏光状態の回転
を、対物レンズ瞳20上どのようになっているかを示し
た図が、図8である。図8で分かるように、入射波の電
場の振動面21が一定であっても、回折波の電場の振動
面22は、対物レンズ瞳20上の位置によって回転す
る。
When the solid immersion lens 7 is used, since the NA exceeds 1, the incident angle of the light beam impinging on the recording surface becomes very large. For example, if NA = 1.5 and the refractive index of a hemispherical solid immersion lens = 1.8, the maximum incident angle is 56.
It is as large as 4 °. In such a case, when linearly polarized light is incident, the reflectance of the p component and the s component of the reflectance of the light that strikes the recording surface is different, so that the polarization state of the reflected light is not preserved and the reflected light rotates. FIG. 8 is a diagram showing how this rotation of the polarization state is performed on the objective lens pupil 20. As can be seen from FIG. 8, even if the vibration surface 21 of the electric field of the incident wave is constant, the vibration surface 22 of the electric field of the diffracted wave rotates depending on the position on the objective lens pupil 20.

【0013】つまり、入射光がX方向に偏光していて
も、反射光はY成分の偏光成分も持つので、図8に示す
ような偏光が分布する。そのうえ、反射位相差も瞳上で
一定ではないから、厳密には、直線偏光では無く、やや
楕円偏光になる。つまり、やや楕円がかった偏光が回転
したものが、対物レンズ瞳20上に分布する事になる。
NAが大きい程、この傾向は強調される。
That is, even if the incident light is polarized in the X direction, the reflected light also has a polarized component of the Y component, so that the polarized light is distributed as shown in FIG. In addition, since the reflection phase difference is not constant on the pupil, strictly speaking, the light is not linearly polarized light but rather elliptically polarized light. That is, the rotation of the slightly elliptical polarized light is distributed on the objective lens pupil 20.
This tendency is emphasized as the NA increases.

【0014】この偏光が乱されるという現象は、反射光
(0次回折光)だけでなく、回折光(高次回折光も含
む)でも観測される。また、入射偏光が円偏光の場合で
も、同様の現象が起きる。即ち、p成分とs成分との反
射位相差及び反射率の差によって、光ディスク8表面か
らの反射光及び反射回折光は、楕円偏光になる。従っ
て、この光束を1/4波長板(λ/4板)4を通してみ
ると、完全に直線偏光にはならず、やはり図8に示すよ
うに、偏光が乱れて対物レンズ瞳上に分布する。
This phenomenon that the polarization is disturbed is observed not only in the reflected light (zero-order diffracted light) but also in the diffracted light (including high-order diffracted light). A similar phenomenon occurs when the incident polarized light is circularly polarized light. That is, the reflected light and the reflected diffracted light from the surface of the optical disk 8 become elliptically polarized light due to the difference in the reflection phase and the reflectance between the p component and the s component. Therefore, when this light beam is viewed through a quarter-wave plate (λ / 4 plate) 4, the light beam is not completely linearly polarized, but the polarization is disturbed and distributed on the objective lens pupil as shown in FIG.

【0015】NAが例えば0.5程度であれば、λ/4
板4透過後は、ほぼ完全に直線偏光に変換されるはずで
ある。しかし、固体浸レンズ7を用いる場合は、NAが
非常に大きいため、上記の理由によって直線偏光には変
換されない。このように、偏光の乱れによって再生信号
が低下してしまう。本発明では、以下の実施例に示すよ
うに、偏光の乱れに起因する信号成分を除去する事によ
り、あるいは入射偏光に平行な偏光の信号成分との差動
をとる事により、再生信号を向上させている。
If the NA is, for example, about 0.5, λ / 4
After transmission through plate 4, it should be almost completely converted to linearly polarized light. However, when the solid immersion lens 7 is used, since the NA is very large, it is not converted into linearly polarized light for the above-described reason. As described above, the reproduced signal is reduced due to the polarization disorder. In the present invention, as shown in the following embodiments, a reproduced signal is improved by removing a signal component caused by polarization disorder or by taking a difference from a signal component of a polarization parallel to the incident polarized light. Let me.

【0016】[0016]

【実施例】偏光の乱れがないとした場合、光束が寄与す
る信号成分をS1とし、偏光の乱れによって発生する信
号成分をS2とする。NAが小さいときは、偏光の乱れ
は発生しないから、S1のみとなる。偏光の乱れに起因
する信号成分を分離するには、以下のようにする。 (方法1:入射光に直線偏光を用いる。)以下、図1を
参照しながら説明する。光ディスク8の記録再生面は、
TE偏光18またはTM偏光19で照明される。ここ
で、TE偏光18とは、図6に示したように、記録ピッ
ト16の側壁と入射電場の振動面が平行な偏光であり、
TM偏光19とは、図6に示したように、記録ピット1
6の側壁と入射電場の振動面が垂直な偏光である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Assuming that there is no polarization disturbance, let S1 be a signal component to which a light beam contributes, and let S2 be a signal component generated by the polarization disturbance. When the NA is small, no polarization disturbance occurs, so that only S1 is provided. In order to separate a signal component caused by polarization disorder, the following is performed. (Method 1: Linearly Polarized Light is Used for Incident Light) Hereinafter, description will be made with reference to FIG. The recording / playback surface of the optical disc 8
Illuminated with TE polarized light 18 or TM polarized light 19. Here, as shown in FIG. 6, the TE polarized light 18 is a polarized light in which the side wall of the recording pit 16 and the vibration plane of the incident electric field are parallel.
The TM polarized light 19 is, as shown in FIG.
The side wall 6 and the vibration plane of the incident electric field are polarized light perpendicular to each other.

【0017】記録再生面で反射した光束は、ビームスプ
リッタ3またはハーフミラーで反射される。この反射光
には、入射光の偏光成分(主信号成分)とそれに垂直な
成分(直交成分)とが含まれる。これを、偏光ビームス
プリッタ9で分離する。受光部は2つあり、第1受光部
11には入射光と平行な偏光の信号成分、第2受光部1
2にはそれに垂直偏光の信号成分が導かれる。第1受光
部11での光強度及び第2受光部12での光強度が各々
S1、S2となる。
The light beam reflected by the recording / reproducing surface is reflected by the beam splitter 3 or a half mirror. The reflected light includes a polarization component (main signal component) of the incident light and a component perpendicular to the polarization component (orthogonal component). This is separated by the polarizing beam splitter 9. There are two light receiving units, and the first light receiving unit 11 has a signal component of polarization parallel to the incident light, the second light receiving unit 1
2, a vertically polarized signal component is guided to it. The light intensity at the first light receiving unit 11 and the light intensity at the second light receiving unit 12 are S1 and S2, respectively.

【0018】或いは図2に示す装置を用いる。ここで
は、記録再生面は、TE偏光18またはTM偏光19で
照明される。記録再生面で反射した光束の一部は、偏光
ビームスプリッタ9で反射される。これが入射光に垂直
な偏光の信号成分であり、S2となる。偏光ビームスプ
リッタ9を透過した光は、全て入射偏光に平行な信号成
分である。これをビームスプリッタ3またはハーフミラ
ーで第1受光部11に導く。これがS1となる。 (方法2:入射光に円偏光を用いる)図3に示す装置を
用いる。光源1である半導体レーザーから射出された直
線偏光を、λ/4板4により円偏光に変換して記録再生
面に集光する。
Alternatively, the apparatus shown in FIG. 2 is used. Here, the recording / reproducing surface is illuminated with the TE polarized light 18 or the TM polarized light 19. A part of the light beam reflected by the recording / reproducing surface is reflected by the polarization beam splitter 9. This is the signal component of the polarization perpendicular to the incident light, which is S2. The light transmitted through the polarization beam splitter 9 is all signal components parallel to the incident polarized light. This is guided to the first light receiving unit 11 by the beam splitter 3 or the half mirror. This is S1. (Method 2: Using Circularly Polarized Light for Incident Light) The apparatus shown in FIG. 3 is used. The linearly polarized light emitted from the semiconductor laser which is the light source 1 is converted into circularly polarized light by the λ / 4 plate 4 and condensed on the recording / reproducing surface.

【0019】反射光は、再びλ/4板4により入射光と
は直交する直線偏光になる。しかし、前述の偏光面の乱
れにより、完全には直線偏光にはならず、楕円偏光にな
る。この楕円偏光のうち、s成分を偏光ビームスプリッ
タ4で分1し、第1受光部11で受光する。これがS1
となる。p成分は、ビームスプリッタ3で第2受光部1
2に導かれる。これが信号の乱れに起因するS2であ
る。
The reflected light is again converted into linearly polarized light orthogonal to the incident light by the λ / 4 plate 4. However, due to the above-mentioned disturbance of the polarization plane, the light is not completely linearly polarized light but becomes elliptically polarized light. The s component of the elliptically polarized light is divided by the polarizing beam splitter 4 and received by the first light receiving unit 11. This is S1
Becomes The p component is output from the beam splitter 3 to the second light receiving unit 1.
It is led to 2. This is S2 caused by signal disturbance.

【0020】いずれの偏光の場合も、NAが小さければ
発生しないはずの偏光成分が分離される訳である。この
ようにして分離した偏光の乱れによる成分S2を全光量
から除去した場合、S1とS2との差をとった場合、及
び全光量S1+S2を受光した場合の再生信号コントラ
ストを比較してみる。 〔第1実施例〕集光スポットが1次元のピットを横断し
たときの再生信号を考える。計算モデルを図9及び表1
に示す。尚、案内溝は、あまり信号特性に寄与しないの
で、ここでは考えない。
In any case of the polarized light, the polarized light component which would not be generated if the NA is small is separated. A comparison will be made between the reproduction signal contrast when the component S2 due to the polarization disturbance separated as described above is removed from the total light amount, when the difference between S1 and S2 is obtained, and when the total light amount S1 + S2 is received. [First Embodiment] Consider a reproduced signal when a focused spot crosses a one-dimensional pit. The calculation model is shown in FIG. 9 and Table 1.
Shown in Since the guide groove does not contribute much to the signal characteristics, it is not considered here.

【0021】[0021]

【表1】 固体浸レンズ 屈折率=2.0 空気層 屈折率=1 厚さ=50nm ZnS-SiO2 屈折率=2.1 厚さ=80nm 結晶状態のGe2Sb2Te2 屈折率=4.2+3.5i 厚さ=20nm 非結晶状態のGe2Sb2Te2 屈折率=4+1.8i 厚さ=20nm ZnS-SiO2 屈折率=2.1 厚さ=20nm アルミニウム基板 屈折率=1+5i 以下に記すCT(1+2) は、反射光を全て瞳上で積分した
場合の再生信号コントラストである。従来の検出系で
は、これを再生信号に用いている。
Refractive index = 2.0 Air layer Refractive index = 1 Thickness = 50 nm ZnS-SiO2 Refractive index = 2.1 Thickness = 80 nm Ge2Sb2Te2 in crystalline state Refractive index = 4.2 + 3.5i Thickness = 20 nm Ge2Sb2Te2 in non-crystalline state Refractive index = 4 + 1.8i Thickness = 20 nm ZnS-SiO2 Refractive index = 2.1 Thickness = 20 nm Aluminum substrate Refractive index = 1 + 5i CT (1 + 2) described below indicates the reflected light. This is the reproduction signal contrast when all are integrated on the pupil. In a conventional detection system, this is used for a reproduced signal.

【0022】また、CT(1) はS1の再生信号コントラ
ストであり、CT(1-2) はS1とS2との差をとったも
のである。計算は、K.Otaki et.al. "Reading Optical
ROMwith Near Field of SIL", Technical Digest of OD
S '98,134-135 (1998) に従った。尚、コントラストの
定義は以下の通りである。 再生信号コントラスト=(Imax+Imin)/(Imax-Imin) Imax=再生信号の最大振幅の絶対値 Imin=再生信号の最小振幅の絶対値 ここで、表2に示す条件を設定すると、結果は、以下の
表3の通りである。
CT (1) is the reproduction signal contrast of S1, and CT (1-2) is the difference between S1 and S2. The calculation is based on K. Otaki et.al. "Reading Optical
ROM with Near Field of SIL ", Technical Digest of OD
S '98, 134-135 (1998). The definition of contrast is as follows. Reproduction signal contrast = (Imax + Imin) / (Imax-Imin) Imax = Absolute value of maximum amplitude of the reproduction signal Imin = Absolute value of minimum amplitude of the reproduction signal Here, when the conditions shown in Table 2 are set, the result is as follows. Table 3 below.

【0023】[0023]

【表2】 波長 600nm NA 1.5 溝周期 360nm 溝幅 180 空気層厚 50nm[Table 2] Wavelength 600 nm NA 1.5 Groove cycle 360 nm Groove width 180 Air layer thickness 50 nm

【0024】[0024]

【表3】 入射偏光 CT(1+2) (%) CT(1) (%) CT(1-2) (%) TE偏光 10.2 14.5 100 TM偏光 18.4 26.1 100 円偏光 12.5 28.9 100 この結果から、いずれの偏光でも、偏光の乱れを除去し
たCT(1) あるいは差動信号CT(1-2) のほうが、信号
コントラストが改善されている。CT(1-2) が100%
となっているのは、差動信号S1−S2が0を横切るか
らである。(図10参照) 以上のような結果が得られた理由は、次のように考えら
れる。
[Table 3] Incident polarized light CT (1 + 2) (%) CT (1) (%) CT (1-2) (%) TE polarized light 10.2 14.5 100 TM polarized light 18.4 26.1 100 yen Polarization 12.5 28.9 100 From these results, for any polarization, the signal contrast is improved in CT (1) or the differential signal CT (1-2) from which the polarization disorder has been removed. CT (1-2) is 100%
Is because the differential signal S1-S2 crosses zero. (See FIG. 10) The reason why the above result was obtained is considered as follows.

【0025】上記各条件の中で円偏光入射を考える。
尚、直線偏光も傾向は同じである。この場合、記録再生
面で反射された光がλ/4板4を透過した後、ほぼ直線
偏光になる訳である。この向きの偏光成分の信号振幅を
S1、これに直交する偏光成分をS2とする。NAが小
さい従来の光学系では、信号振幅はS1のみであり、S
2はほとんど0である。
Consider circularly polarized light incidence in each of the above conditions.
The tendency is the same for linearly polarized light. In this case, the light reflected on the recording / reproducing surface becomes substantially linearly polarized light after passing through the λ / 4 plate 4. The signal amplitude of the polarization component in this direction is S1, and the polarization component orthogonal to this is S2. In the conventional optical system having a small NA, the signal amplitude is only S1, and the signal amplitude is S1.
2 is almost 0.

【0026】一方NA=1.5のとき、偏光の乱れに起
因するS2成分は無視できず、信号に寄与する。これを
図10に示す。図10は、集光スポット17が1次元の
記録ピット16を横切った時の再生信号コントラストを
表している。この図のように、S2はほとんど一定であ
る。そのため、全光量=S1+S2は、S1単独の場合
よりもコントラストが低下している。
On the other hand, when NA = 1.5, the S2 component caused by the polarization disorder cannot be ignored and contributes to the signal. This is shown in FIG. FIG. 10 shows the reproduction signal contrast when the converging spot 17 crosses the one-dimensional recording pit 16. As shown in this figure, S2 is almost constant. Therefore, when the total light amount = S1 + S2, the contrast is lower than that in the case of S1 alone.

【0027】この言わばDC成分を除去する事により、
信号のコントラストを向上させたのが実施例1のCT
(1) である。S2がほとんど一定であるのは、結晶領域
の反射率のうちの偏光の乱れの成分(図8中のY成分)
とアモルファス領域の反射率の偏光の乱れの成分(図8
中のY成分)との差が小さいからである。 〔第2実施例〕図9及び表1に示す構成とし、表2中の
条件のうち、空気層厚=25nmとし、他は第1実施例と
同一とすれば、結果は、以下の表4に示す通りとなる。
In this way, by removing the DC component,
The signal contrast is improved by the CT of the first embodiment.
(1). The reason why S2 is almost constant is that the polarization disorder component (the Y component in FIG. 8) in the reflectance of the crystal region.
And the component of the polarization disorder of the reflectance of the amorphous region (see FIG. 8)
This is because the difference with the Y component in the middle is small. [Second embodiment] If the configuration shown in FIG. 9 and Table 1 is adopted, and the air layer thickness is set to 25 nm among the conditions in Table 2, and the other conditions are the same as those in the first embodiment, the results are as shown in Table 4 below. It is as shown in.

【0028】[0028]

【表4】 入射偏光 CT(1+2) (%) CT(1) (%) CT(1-2) (%) 円偏光 28.1 42.3 79.2 この場合も、偏光の乱れに起因するS2成分を除いた場
合のCT(1) 、あるいは差動をとった場合のCT(1-2)
のほうが信号コントラストは改善される。このときの集
光スポット17が記録ピット16を横断したときの信号
強度を示した図が、図11である。やはり、偏光乱れに
起因する成分S2が一定強度であるために、信号コント
ラストが低下している。
[Table 4] Incident polarization CT (1 + 2) (%) CT (1) (%) CT (1-2) (%) Circular polarization 28.1 42.3 79.2 CT (1) when the originating S2 component is removed, or CT (1-2) when the differential is taken
The signal contrast is improved. FIG. 11 is a diagram showing the signal intensity when the converging spot 17 crosses the recording pit 16 at this time. Again, since the component S2 due to the polarization disorder has a constant intensity, the signal contrast is reduced.

【0029】以上述べた、偏光の乱れに起因する信号低
下の程度は、NAが大きくなる程強調される。また空気
層15が大きい程強調される。従って、NAや空気層1
5の大きさに応じて、除去するか差動をとるか決めれば
よい。例えば、第1実施例では、S2成分を除去するほ
うがよい。この場合、受光部は1個でよい。実施例2で
は、S2成分はS1成分との差をとるほうがよい。この
場合は信号再生系が受光部を二つもっているとして、 S=S1−ε×S2 (0≦ε≦3) なる信号を、再生信号として用いればよい。ここで、ε
は、S1の受光部(チャンネル1)に対するS2の受光
部(チャンネル2)のゲインである。勿論、ε=0のと
きは偏光の乱れに起因する成分を除去する場合に相当す
る。
As described above, the degree of signal reduction due to polarization disorder is emphasized as NA increases. Further, the larger the air layer 15 is, the more emphasized it is. Therefore, NA and air layer 1
It is only necessary to determine whether to remove or take a differential according to the size of 5. For example, in the first embodiment, it is better to remove the S2 component. In this case, only one light receiving unit is required. In the second embodiment, it is better to take the difference between the S2 component and the S1 component. In this case, assuming that the signal reproducing system has two light receiving sections, a signal of S = S1−ε × S2 (0 ≦ ε ≦ 3) may be used as a reproduction signal. Where ε
Is the gain of the light receiving unit of S2 (channel 2) with respect to the light receiving unit of S1 (channel 1). Of course, when ε = 0, it corresponds to the case of removing a component caused by polarization disorder.

【0030】また、S2を受光しS1から減じる代わり
に、電気的にDC成分をS1+S2あるいはS1から除
去してもよい。こうすれば受光部はひとつで済む。除去
すべきDC成分は、あらかじめ計算できる。信号Sは極
性の対称なもの、つまり、DC成分=0が望ましい。こ
のような場合、記録マークの位置が決定し易くなる。こ
の様な信号を得るには、図10に示す例ではε=0.9
に、図11に示す例ではε=2に、それぞれ設定すれば
よい。但し、S2がS1に比べて小さい場合でも、係数
εを大きくすればDC成分=0とできるが、同時にノイ
ズも増大してしまう。従って、εをあまり大きくするこ
とには意味が無く、εの上限としては3程度とすること
がよい。
Instead of receiving S2 and subtracting it from S1, the DC component may be electrically removed from S1 + S2 or S1. In this case, only one light receiving unit is required. The DC component to be removed can be calculated in advance. The signal S desirably has a symmetric polarity, that is, DC component = 0. In such a case, the position of the recording mark can be easily determined. To obtain such a signal, ε = 0.9 in the example shown in FIG.
In the example shown in FIG. 11, ε = 2 may be set. However, even when S2 is smaller than S1, the DC component can be set to 0 by increasing the coefficient ε, but the noise also increases at the same time. Therefore, it is meaningless to make ε too large, and the upper limit of ε is preferably about 3.

【0031】本発明では高NA光学系に特有な偏光の乱
れによって再生信号コントラストが低下する事により、
偏光の乱れに起因する信号成分を除去する、あるいは差
動信号をとる事により再生信号コントラストが向上する
事を示した。その手段の例として、本発明では入射光が
が直線偏光の場合は、偏光ビームスプリッタを用い、円
偏光の場合はλ/4板と偏光ビームスプリッタの組み合
わせを用いる事で、信号光を直交する偏光成分に分離し
た。
In the present invention, the reproduction signal contrast is reduced by the polarization disturbance peculiar to the high NA optical system.
It has been shown that the reproduction signal contrast is improved by removing the signal component caused by the polarization disorder or by taking the differential signal. As an example of the means, in the present invention, when the incident light is linearly polarized light, a polarization beam splitter is used. When the incident light is circularly polarized light, the signal light is orthogonalized by using a combination of a λ / 4 plate and a polarization beam splitter. Separated into polarized light components.

【0032】勿論、偏光ビームスプリッタの代わりに偏
光板を用いる等、他の手段でも構わない。重要な事は、
NAが大きくなったときに発生する偏光の乱れを分離す
る事である。尚、本明細書で用いる『偏光の乱れ』とい
う表現に補足説明をしておく。光ディスク8の記録再生
面に、記録ピット16側壁に平行な偏光(TE偏光1
8)で入射した場合は、記録再生面で反射された光束の
うち、記録ピット16側壁に垂直な偏光(TM偏光1
9)が偏光の乱れとなる。
Of course, other means such as using a polarizing plate instead of the polarizing beam splitter may be used. The important thing is
This is to separate the polarization disturbance generated when the NA becomes large. In addition, a supplementary explanation will be given to the expression “polarization disorder” used in this specification. On the recording / reproducing surface of the optical disk 8, polarized light parallel to the side wall of the recording pit 16 (TE polarized light 1)
8), when the light flux reflected by the recording / reproducing surface is polarized perpendicular to the recording pit 16 side wall (TM polarized light 1).
9) causes polarization disorder.

【0033】円偏光の場合は、やや紛らわしいが、次の
ようになる。円偏光が光デイスク8に入射する場合は、
例えば、図3に示すように、p偏光で偏光ビームスプリ
ッタ9に入射し、λ/4板4で円偏光に変換され、復路
でλ/4板4によりs偏光に戻る訳であるが、偏光の乱
れとは、このs偏光に直交するp偏光をさす。
In the case of circularly polarized light, it is somewhat confusing, but it is as follows. When circularly polarized light is incident on the optical disk 8,
For example, as shown in FIG. 3, the light enters the polarization beam splitter 9 with p-polarized light, is converted into circularly polarized light by the λ / 4 plate 4, and returns to s-polarized light by the λ / 4 plate 4 on the return path. Is a p-polarized light orthogonal to the s-polarized light.

【0034】逆に往路においてs偏光で偏光ビームスプ
リッタ9に入射する場合は、復路で偏光ビームスプリッ
タ9透過後はs偏光が偏光の乱れとなる。
Conversely, when the s-polarized light enters the polarization beam splitter 9 on the outward path, the s-polarized light is disturbed after transmission through the polarization beam splitter 9 on the return path.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上のように、本発明によって、固体浸
レンズを用い高NA化した場合でも、NAから期待され
る程度に記録密度を上昇させた情報記録再生装置及び方
法を提供するこが可能になった。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an information recording / reproducing apparatus and method capable of increasing the recording density to an extent expected from NA even when the NA is increased using a solid immersion lens. It is now possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、直線偏光で再生する場合の本発明によ
る装置を示す図である。
FIG. 1 shows the device according to the invention when reproducing with linearly polarized light.

【図2】図2は、直線偏光で再生する場合の本発明によ
る装置を示す図である。
FIG. 2 shows the device according to the invention when reproducing with linearly polarized light.

【図3】図3は、円偏光で再生する場合の本発明による
装置を示す図である。
FIG. 3 shows the device according to the invention when reproducing with circularly polarized light.

【図4】図4は、従来の光ディスク記録再生光学系を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a conventional optical disk recording / reproducing optical system.

【図5】図5は、固体浸レンズ付近の拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view near a solid immersion lens.

【図6】図6は、記録ピット上を集光スポットが走査す
る図である。
FIG. 6 is a diagram in which a focused spot scans over a recording pit.

【図7】図7は、再生信号を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a reproduction signal.

【図8】図8は、対物レンズ瞳上で見た反射光の偏光の
分布を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a distribution of polarization of reflected light as viewed on an objective lens pupil.

【図9】図9は、実施例のモデルを示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a model according to an embodiment;

【図10】図10は、第1実施例で円偏光を用いて再生
した場合の再生信号強度を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a reproduction signal intensity when reproduction is performed using circularly polarized light in the first embodiment.

【図11】図11は、第2実施例で円偏光を用いて再生
した場合の再生信号強度を示す図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a reproduction signal intensity when reproduction is performed using circularly polarized light in the second embodiment.

【符合の説明】[Description of sign]

1:光源 2:コリメートレンズ 3:ビームスプリッタ 4:1/4λ板 5:ガルバノミラー 6:対物レンズ 7:固体浸レンズ 8:光ディスク 9:偏光ビームスプリッタ 10:受光部 11:第1受光部 12:第2受光部 13:紙面に垂直な電場の振動面 14:紙面に平行な電場の振動面 15:空気層 16:記録ピット 17:集光スポット 18:入射電場の振動面(TE偏光) 19:入射電場の振動面(TM偏光) 20:対物レンズ瞳 21:入射波の電場の振動面 22:回折波の電場の振動面 23:ZnS-SiO2 24:結晶状態のGe2Sb2Te2 25:非結晶状態のGe2Sb2Te2 26:アルミニウム基板 27:円偏光の電場の振動状態 1: light source 2: collimating lens 3: beam splitter 4: 1/4 λ plate 5: galvanometer mirror 6: objective lens 7: solid immersion lens 8: optical disk 9: polarization beam splitter 10: light receiving unit 11: first light receiving unit 12: Second light receiving unit 13: Vibration surface of electric field perpendicular to the paper surface 14: Vibration surface of the electric field parallel to the paper surface 15: Air layer 16: Recording pit 17: Focusing spot 18: Vibration surface of incident electric field (TE polarization) 19: Vibration plane of incident electric field (TM polarization) 20: Objective lens pupil 21: Vibration plane of electric field of incident wave 22: Vibration plane of electric field of diffracted wave 23: ZnS-SiO2 24: Ge2Sb2Te2 in crystalline state 25: Ge2Sb2Te2 in non-crystalline state 26: Aluminum substrate 27: Vibration state of electric field of circularly polarized light

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源と、該光源からの光束を媒体上へ集光
する対物レンズと、該対物レンズと前記媒体との間に配
置され、開口数を上げる固体浸レンズと、前記媒体から
反射された光束を受光する受光部とを有し、前記媒体へ
入射する光束のうち直線偏光に直交する偏光成分を除去
した後に信号再生を行う情報記録再生装置。
1. A light source, an objective lens for condensing a light beam from the light source onto a medium, a solid immersion lens arranged between the objective lens and the medium to increase the numerical aperture, and reflecting from the medium An information recording / reproducing apparatus, comprising: a light-receiving unit for receiving the light beam; and reproducing a signal after removing a polarization component orthogonal to linearly polarized light from the light beam incident on the medium.
【請求項2】光源と、該光源からの光束を媒体上へ集光
する対物レンズと、該対物レンズと前記媒体との間に配
置され、開口数を上げる固体浸レンズと、前記媒体から
反射された光束を、前記媒体に入射する直線偏光に平行
な成分と垂直な成分とに分離するプリズムと、該プリズ
ムにより分離された光束をそれぞれ受光する2つの受光
部とを有し、前記媒体へ入射する直線偏光と平行な成分
の受光強度をS1、前記媒体へ入射する直線偏光と垂直
な成分の受光強度をS2、再生信号強度をSとしたと
き、以下の条件を満足する情報記録再生装置。 S=S1−ε×S2 (0≦ε≦3)
2. A light source, an objective lens for condensing a light beam from the light source onto a medium, a solid immersion lens disposed between the objective lens and the medium to increase the numerical aperture, and reflecting from the medium. A prism that separates the separated luminous flux into a component parallel to the linearly polarized light incident on the medium and a vertical component, and two light receiving units that respectively receive the luminous fluxes separated by the prism. An information recording / reproducing apparatus that satisfies the following conditions, where S1 is the received light intensity of the component parallel to the incident linearly polarized light, S2 is the received light intensity of the component perpendicular to the linearly polarized light entering the medium, and S is the reproduced signal intensity. . S = S1−ε × S2 (0 ≦ ε ≦ 3)
【請求項3】光源と、該光源からの光束を媒体上へ集光
する対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に
配置された1/4波長板と、前記対物レンズと前記媒体
との間に配置され、開口数を上げる固体浸レンズと、前
記媒体上から反射された光束を受光する受光部とを有
し、前記光源から発する直線偏光に平行な偏光成分を、
前記反射された光束が前記1/4波長板から前記受光部
までの光路中で除去した後に信号再生を行う情報記録再
生装置。
3. A light source, an objective lens for condensing a light beam from the light source onto a medium, a quarter-wave plate disposed between the light source and the objective lens, the objective lens and the medium And a solid immersion lens that increases the numerical aperture, and a light receiving unit that receives a light beam reflected from the medium, and a polarization component parallel to linearly polarized light emitted from the light source,
An information recording / reproducing apparatus that reproduces a signal after the reflected light flux is removed in an optical path from the quarter-wave plate to the light receiving unit.
【請求項4】光源と、該光源からの光束を媒体上へ集光
する対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に
配置された1/4波長板と、前記対物レンズと前記媒体
との間に配置され、開口数を上げる固体浸レンズと、前
記媒体上から反射された光束を、該光源から発する直線
偏光に垂直な成分と平行な成分とに分離するプリズム
と、該プリズムにより分離された光束をそれぞれ受光す
る2つの受光部とを有し、前記光源から発する直線偏光
に垂直な成分の受光強度をS1、前記光源から発する直
線偏光に平行な成分の受光強度をS2、再生信号強度を
Sとしたとき、以下の条件を満足する情報記録再生装
置。 S=S1−ε×S2 (0≦ε≦3)
4. A light source, an objective lens for condensing a light beam from the light source onto a medium, a quarter-wave plate disposed between the light source and the objective lens, the objective lens and the medium A immersion lens that increases the numerical aperture, a prism that separates a light beam reflected from the medium into a component that is perpendicular to linearly polarized light emitted from the light source and a component that is parallel to the polarized light, and And two light receiving portions for receiving the separated light beams, respectively, wherein S1 is a light receiving intensity of a component perpendicular to the linearly polarized light emitted from the light source, S2 is a light receiving intensity of a component parallel to the linearly polarized light emitted from the light source. An information recording / reproducing apparatus that satisfies the following conditions when the signal strength is S. S = S1−ε × S2 (0 ≦ ε ≦ 3)
【請求項5】前記媒体は、反射率の差によって情報を記
録再生する媒体であることを特徴とする請求項1乃至4
記載の情報記録再生装置。
5. The medium according to claim 1, wherein said medium is a medium for recording and reproducing information by a difference in reflectance.
An information recording / reproducing device according to the above.
【請求項6】前記請求項1乃至5記載の情報記録再生装
置を用いて、情報を記録再生する情報記録再生方法。
6. An information recording / reproducing method for recording / reproducing information using the information recording / reproducing apparatus according to claim 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6760294B2 (en) 2000-07-24 2004-07-06 Sharp Kabushiki Kaisha Optical pickup device

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