JP2000331375A - 近接場光記録/再生装置 - Google Patents

近接場光記録/再生装置

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JP2000331375A
JP2000331375A JP2000113472A JP2000113472A JP2000331375A JP 2000331375 A JP2000331375 A JP 2000331375A JP 2000113472 A JP2000113472 A JP 2000113472A JP 2000113472 A JP2000113472 A JP 2000113472A JP 2000331375 A JP2000331375 A JP 2000331375A
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ヤン・ジョ・イ
Uku Bu John
ジョン・ウク・ブ
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チョル・パク
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度に記録/再生できる近接場光記録/再
生装置を提供する。 【解決手段】 本発明の特徴は温度によって不透明から
透明へと変化する物質を使用し、集束させた光ビームを
その物質を照射し、その光ビームの温度の高い中心部の
みを透過させ、光ビームの他の部分を遮断してより小さ
い光スポットを得ることである。その物質としてはVO
2,Sb、AgOXのいずれかを使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光の回折限界を克服
して記録密度を画期的に増加させることのできる高密度
近接場(ニアフィールド)光記録/再生装置に関する。
【0002】一般に光情報を記録する技術はCD、DV
D技術を中心に画期的に発展してきた。特に、半導体青
色光レーザーの実現によって従来の赤色光レーザーに比
べ3〜4倍の記録密度とすることができ、大容量の光記
録技術が実現している。
【0003】しかし、最近、より鮮明な画像情報が要求
され、かつ個人情報端末器が発展するのに伴ってより小
型、かつ軽量化したさらに大容量の情報記録装置の要求
が高まっている。そのためには情報記録密度の飛躍的な
増加が必要である。
【0004】従来情報を記録する装置としての大容量の
ものといえば、コンピューターの補助記憶装置として用
いられるハードディスク等の磁気情報記録装置が知られ
ている。この装置は様々な技術向上により記録密度が向
上してきた。一方、磁気を用いない記録装置としてはレ
ーザ光を用いた光記録媒体が知られている。磁気を用い
た記録装置は、集束したレーザー光を用いる光記録媒体
に比べ記録密度の増加に限界があり、大容量を実現させ
るには現在のところ光記録媒体が有利である。
【0005】しかしながら、この光記録技術において
も、理論的に、記録密度は記録/再生用に用いられるレ
ーザー光源の波長に依存する限界を有する。
【0006】光記録技術においてデータマーク1ビット
の最小長さは次の式により決定される。 d=λ/(2NA) ここでλは光の波長であり、現在の半導体赤色光レーザ
ーは大略650nm、青色光レーザーは410nm程度
の値を有する。また、NAは開口数であり、一般的な光
学系レンズは0.5〜0.7程度である。したがって、
判別可能なデータトラック間の最小ピッチは大略光波長
の大きさ程度であり、その光波長の長さが記録密度を高
めるための限界となる。この限界は光が回折するという
性質に起因し、これを克服するための技術として最近脚
光を浴びているのが近接場(ニアフィールド)光記録技
術である。
【0007】近接場光記録技術は、光波長以内に光が透
過するプローブを接近させ、このプローブを介して光を
入出力させることで、光波長に制限された空間解像度限
界を超えるようにした方法である。
【0008】これを実現するための方法として現在最も
商品化に近づいている技術が米国テラスタ(terastor)
社によるソリッドイマージョンレンズ(SIL:solid
immersion lens)を用いた方式である。この方法は、S
ILを用いてNA値を高くして、記録/再生用として用
いられるレーザービームの焦点の大きさを縮小させ、光
の回折限界による空間解像度を改善したものである。
【0009】この方式は、通常のレンズを使用した従来
の光記録/再生方式を用いることもできるので商品化に
有利である。しかし、SILを使用してもNA値が制限
されるため、記録密度を高めるには依然として限界があ
る。
【0010】前記方式以外に、光ファイバープローブ
(optical fiber probe tip)を記録/再生用光波長以内
に近接させ用いる近接場プローブ方式の近接場走査顕微
鏡方式(NSOM:near-field scanning optical micr
oscopy)があるが、光ファイバープローブとディスク間
の間隔を一定に近接場の範囲で維持するのが難しく、低
いデータ記録/再生速度などの技術的な不具合のため、
情報記録装置には使用されていない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記問題を解決する本
発明は、近接場光記録技術を用いて記録密度をより向上
させることのできる近接場光記録/再生装置を提供する
ことが目的である。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明による近接場光記
録/再生装置は、温度によって不透明状態から透明状態
へ変化する物質を用いたことを特徴とする。すなわち、
光源からの光を集束レンズで集束させて、その集束した
光をその物質に照射させ、集束した光の中心部が他の部
分より温度が高いのを利用して、その温度の高い光ビー
ムの中心部だけを透過させてディスクに照射するように
したことを特徴とする。
【0013】その温度により透過度が変化する物質とし
ては、VO2、Sb、AgOXのうち何れか一つより形成
することにある。
【0014】本発明のまた他の特徴は光源から発生した
光をミラーで反射させて集束レンズに導くようにし、集
束レンズや前記物質をパッケージハウジングで保護し、
ミラー及びパッケージハウジングを支持体に支持させ、
その支持体をアクチュエータに連結された片持ち梁の先
端部に取り付けたことをも特徴とする。
【0015】本発明のまた他の特徴は光源とミラーの間
に光ファイバーまたはレンズを形成して、光源から発生
する光をミラーへ伝達させることにある。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、上記のような特徴を有する
本発明に係る近接場光記録/再生装置を添付の図面を参
照にして説明する。まず、本発明は温度により透明度が
変わる物質からなる熱開口部を用いて近接場光を発生さ
せ、その近接場光を用いて入力レーザービームの波長以
下のデータマークの大きさを実現したものである。また
微細調節アクチュエータに連結された片持ち梁によって
データデータトラックピッチ間の位置を調整するように
している。
【0017】図1は本発明の実施形態に係る熱開口部を
備えた近接場光記録/再生装置を示す図であり、図2は
図1の光情報信号ピックアップヘッドの断面図である。
本実施形態の構造は基本的に図1及び図2に示すよう
に、位置微細調整のためのアクチュエータに連結された
片持ち梁1と、片持ち梁1に一体化されたレーザーダイ
オドと、片持ち梁1に連結されたミラーマウント11
と、そして、ミラーマウント11に形成された45°ミ
ラー15と、集束レンズ12と、熱開口部17を発生さ
せる薄膜からなる近接場光発生部13と、その近接場光
発生部13を保護するためのパッケージハウジング16
とより構成されている。
【0018】レーザーダイオドと45°ミラー15との
間には、レーザーダイオドから発生したレーザービーム
を45°ミラー15へ伝達する光ファイバー14または
レンズ(図示せず)が配置されている。すなわち、図示
しない光源からの光を光ファイバー14でミラー15に
導き、集束レンズ12で集束させる光路で近接場光発生
部13へ導いている。
【0019】レーザーダイオドから発生したレーザービ
ームは光ファイバー14またはレンズを介して45°ミ
ラー15へ到達した後、45°ミラー15によりほぼ9
0゜向きを変えて反射し、集束レンズ12により集束さ
れ、近接場光発生部13を透過する。近接場光発生部1
3を透過したレーザービームは光ディスク2に到達し
て、情報の記録/再生が行われる。ここで、近接場光発
生部13は温度によって不透明から透明へ変わる特性を
有する物質からなっている。
【0020】この種の物質としてVO2薄膜、Sb薄
膜、AgOXなどが使用できる。VO2薄膜は、約60〜
70℃の間で金属−絶縁体転移を起こし、その温度以下
では光を透過せず、その温度以上では光を透過させる特
性を有する(Hiroyuki Abe etal, Jpn. J. Appl. Phys.
vol. 36, pp. 165-169, 1997)。また、Sb薄膜は約2
00℃程度にて光透過度が増加する特性を有している
(J. Tominaga et al, Applied Physics Letters, vol.
73, no. 15, p2078)。
【0021】このような物質の光学的性質を用いた近接
場光発生部13の熱開口部17の生成原理を図3に基づ
いて説明する。
【0022】図3に示すように、レーザービームを近接
場光発生部13に照射すると、レーザービームの光強度
分布により、レーザービームが照射された物質の表面に
はそのレーザービームの強度分布に対応じた温度分布が
生成される。このとき、近接場光発生部13の薄膜は温
度によって光透過度が変わるので、レーザービームの温
度に依存して部分的に光透過度が違ってくる。すなわ
ち、透明になる温度、すなわち臨界温度TC以上の温度
を有する光軸中心周囲の一部分(図3ではd分の半径)
のみ光を透過させる。要するに、透明となった一部だけ
が光を透過させる。この透明な部分によって透過したレ
ーザービームは、一般光学系にて実現可能な光スポット
の大きさの限界点(図にDで示す)以下に減らすことが
できる。
【0023】このように、近接場光発生部13の熱開口
部17により縮小したレーザービームは、図4に示すよ
うに、近接場光18となってディスク基板21の表面の
記録用の薄膜22に照射され、1ビット情報23を記録
または再生する。近接場光18は近接場光発生部13と
ディスク2の表面との間隔が入射光の波長より小さい間
隙gを維持しているからこそ発生する。したがって、本
実施形態では入射するレーザービームの波長より小さく
間隙gを維持するために、空気力学的浮上方法(aerody
namically levitation)を用いている。そのため、片持
ち梁の先端部に集束レンズ12や近接場発生部13を配
置している。
【0024】上記のような特性を有する本実施形態に係
る近接場光記録/再生装置の情報記録及び再生方法につ
いて以下に説明する。まず、図1に示すように、ディス
ク2の所望の位置に情報を記録するために、アクチュエ
ータに連結された片持ち梁1を用いて、図2に示す光ピ
ックアップヘッドを移動させる。
【0025】次いで、所望の位置に光ピックアップヘッ
ドが到達すると、レーザーダイオドから記録用レーザー
ビームが発生し、このレーザービームは、光ファイバー
14またはレンズを介して45°ミラー15に到達す
る。レーザービームは45°ミラー15により反射さ
れ、集束レンズ12によって近接場光発生部13に集束
する。
【0026】近接場光発生部13に到達したレーザービ
ームは、図3に示すように、臨界温度TC以上の温度を
有する部分のみが近接場光発生部13の熱開口部17を
透過し、近接場光18となる。この近接場光18は、前
述のように収束させた光ビームのさらに一部だけを透過
させた光であるので、ごく小さなスポットとなる。その
小さなスポットとされた近接場光がディスク基板21の
表面に形成されている記録用薄膜に照射されるので、1
ビットの情報23を高密度で記録することができる。
【0027】次いで、アクチュエータを微細に調節して
ピックアップヘッドを所望の位置に移動させて連続的に
情報を記録する。
【0028】ここで、本実施形態における弁別可能な最
小解像度は位置微細調整アクチュエータの最小移動距離
に依存するが、その最小移動距離は約0.1μm以内に
制御可能である。
【0029】なお、記録した情報を再生する方法は記録
方法と特に変わらないので、その説明は省略する。
【0030】
【実施形態の効果】以上説明したように、本発明の近接
場光記録/再生装置によれば、記録/再生のために照射
される光ビーム自体の熱を利用して熱開口部を形成さ
せ、その開口部を通る近接場光を発生させ、その近接場
光を用いて記録/再生させているので、入力レーザービ
ームの波長以下のデータマークの大きさを実現すること
ができる。したがって、光の回折限界を克服して記録密
度を画期的に増加させることができる。さらに、微細調
節アクチュエータに連結された片持ち梁によるデータト
ラックピッチ間の位置を調整しているので、より記録密
度を向上させることができる。
【0031】以上の内容は、本発明の技術思想を離脱せ
ず限り、多様な変更及び修訂が可能であるということは
当業者にとっては自明なことであろう。それゆえ、本発
明の技術的範囲は実施形態に記載の内容に限らず、特許
請求の範囲によってのみ限定されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明実施形態による熱開口部を有する近接
場光記録/再生装置を概略的に示す図。
【図2】 図1の光ピックアップヘッドを示す構造断面
図。
【図3】 図2の近接場光発生部の熱開口部生成原理を
示す図。
【図4】 熱開口部による近接場光生成及び情報記録/
再生原理を示す図。
【符号の説明】
1:片持ち梁 2:ディスク 11:ミラーマウント 12:集束レンズ 13:近接場光発生部 14:光ファイバー 15:45°ミラー 16:パッケージハウジング 17:熱開口部 18:近接場光 21:ディスク基板 22:相遷移薄膜 23:1ビット情報
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11B 7/09 G11B 7/09 D (72)発明者 ジョン・ウク・ブ 大韓民国・キョンギ−ド・ソンナム−シ・ プンダン−ク・チョンジャ−ドン・(番地 なし)・ハンソル ジュゴン アパートメ ント・510−1501 (72)発明者 チョル・パク 大韓民国・キョンギ−ド・ヨンギン−シ・ キハン−アプ・シンガル−リ・14−4・シ ンミジョ アパートメント・102−1403

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光を発生する光源と、 前記光源から発生した光を集束する集束レンズと、 温度により光透過度が変わる物質からなる近接場発生部
    と、 前記光源から集束レンズを通して光を前記近接場発生部
    に導く光路とを有することを特徴とする近接場光記録/
    再生装置。
  2. 【請求項2】 前記光源はレーザーダイオドであること
    を特徴とする請求項1に記載の近接場光記録/再生装
    置。
  3. 【請求項3】 前記光源から発生した光を前記集束レン
    ズに反射させるミラーと、 前記集束レンズ及び近接場発生部を保護するパッケージ
    ハウジングと、 前記ミラー及びパッケージハウジングを支持する支持体
    と、をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の近
    接場光記録/再生装置。
  4. 【請求項4】 前記支持体に連結され、前記支持体を移
    動させる片持ち梁をさらに含むことを特徴とする請求項
    3に記載の近接場光記録/再生装置。
  5. 【請求項5】 前記片持ち梁はアクチュエータに連結さ
    れ、微細に位置が調節されることを特徴とする請求項4
    に記載の近接場光記録/再生装置。
  6. 【請求項6】 前記片持ち梁に前記光源が位置すること
    を特徴とする請求項4に記載の近接場光記録/再生装
    置。
  7. 【請求項7】 前記ミラーは45°ミラーであることを
    特徴とする請求項3に記載の近接場光記録/再生装置。
  8. 【請求項8】 前記光源とミラーの間には光源から発生
    する光がミラーに伝達されるよう光ファイバー、レンズ
    のうち何れか一つが形成されることを特徴とする請求項
    3に記載の近接場光記録/再生装置。
  9. 【請求項9】 前記近接場発生部はVO2、Sb、Ag
    Xのうち何れか一つからなることを特徴とする請求項
    1に記載の近接場光記録/再生装置。
JP2000113472A 1999-04-15 2000-04-14 近接場光記録/再生装置 Pending JP2000331375A (ja)

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