JP2003344627A - 平板型レンズ - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光を利用した情報の記録または再生の
ための平板型レンズを構成し、且つ平板型レンズ上の任
意の位置に於いて均質な結像性能を有することができる
ようにする。 【解決手段】 使用波長に対して若干長い波長に対応
する周期構造を有する薄膜層を構成することにより、こ
の薄膜層近傍に置かれた光源や光像の写像を、この薄膜
層の反対側に結像させることができる。周期構造を有す
る薄膜層とは、屈折率の異なる２種以上の材料を順次同
一手順を繰り返し積層させることにより作った周期構造
の薄膜層、あるいは、ホログラフィ技術を用いて対向す
る２つの平面波を干渉させて作ったボリューム型ホログ
ラムに見られるような、薄膜の厚さ方向に屈折率の周期
構造を有する薄膜を指す。このような周期構造を有する
薄膜が薄膜全面に渡って均質に形成されている場合、薄
膜のどの部分を用いても同じ結像特性を有することにな
る。
ための平板型レンズを構成し、且つ平板型レンズ上の任
意の位置に於いて均質な結像性能を有することができる
ようにする。 【解決手段】 使用波長に対して若干長い波長に対応
する周期構造を有する薄膜層を構成することにより、こ
の薄膜層近傍に置かれた光源や光像の写像を、この薄膜
層の反対側に結像させることができる。周期構造を有す
る薄膜層とは、屈折率の異なる２種以上の材料を順次同
一手順を繰り返し積層させることにより作った周期構造
の薄膜層、あるいは、ホログラフィ技術を用いて対向す
る２つの平面波を干渉させて作ったボリューム型ホログ
ラムに見られるような、薄膜の厚さ方向に屈折率の周期
構造を有する薄膜を指す。このような周期構造を有する
薄膜が薄膜全面に渡って均質に形成されている場合、薄
膜のどの部分を用いても同じ結像特性を有することにな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光を利用した情報
の記録または再生において、光源から記録層または記録
層から光検出器に至る光路の中で用いることができる平
板型レンズに関するものである。平板型レンズ上の任意
の位置に於いて均質な結像性能を有し、高密度光記録方
法及びそれを用いた光記録媒体を提供する物である。
の記録または再生において、光源から記録層または記録
層から光検出器に至る光路の中で用いることができる平
板型レンズに関するものである。平板型レンズ上の任意
の位置に於いて均質な結像性能を有し、高密度光記録方
法及びそれを用いた光記録媒体を提供する物である。
【０００２】
【従来の技術】近年、光記録媒体は高度情報社会におけ
る記録媒体の中心的役割の担い手として注目され、積極
的に研究が進められており、特に最近では、光記録方式
を用いて、高密度の情報を高速で記録再生できる光記録
媒体が広く利用されるようになってきた。近年では記録
密度が向上し、ＤＶＤ−ＲＡＭやＤＶＤ−Ｒ、ＲＷなど
が実用化されている。
る記録媒体の中心的役割の担い手として注目され、積極
的に研究が進められており、特に最近では、光記録方式
を用いて、高密度の情報を高速で記録再生できる光記録
媒体が広く利用されるようになってきた。近年では記録
密度が向上し、ＤＶＤ−ＲＡＭやＤＶＤ−Ｒ、ＲＷなど
が実用化されている。
【０００３】このような光記録においては、使用する光
の波長によって定まる回折限界により、記録再生できる
情報密度に限界がある。
の波長によって定まる回折限界により、記録再生できる
情報密度に限界がある。
【０００４】近年この限界を超える技術として近接場光
を用いた光記録が注目されている。しかし、近接場光は
近接場光発生源の数十ｎｍの極近傍のみしか存在せず、
発生源から離れると急激に減少する。これが近接場光を
用いた光記録における大きな制約となっている。
を用いた光記録が注目されている。しかし、近接場光は
近接場光発生源の数十ｎｍの極近傍のみしか存在せず、
発生源から離れると急激に減少する。これが近接場光を
用いた光記録における大きな制約となっている。
【０００５】近接場光発生源を光記録材料の中に組み込
み、記録マークの直径６０ｎｍという高密度情報記録を
可能にしたスーパーレンズが提唱されいる［特開平１１
−２５０４９３、「Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔ
ｔ．」，第７３巻，第２０７８ページ（１９９８
年）］。しかし、近接場光発生源と情報記録層の距離は
保護層で離れているとはいえ、１０数ｎｍと近いため、
近接場光発生源で生じた熱が記録層に悪影響を及ぼすな
どの問題がある。
み、記録マークの直径６０ｎｍという高密度情報記録を
可能にしたスーパーレンズが提唱されいる［特開平１１
−２５０４９３、「Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔ
ｔ．」，第７３巻，第２０７８ページ（１９９８
年）］。しかし、近接場光発生源と情報記録層の距離は
保護層で離れているとはいえ、１０数ｎｍと近いため、
近接場光発生源で生じた熱が記録層に悪影響を及ぼすな
どの問題がある。
【０００６】この問題に対し、近接場光発生源の写像を
得る方法として、屈折率が−１の材料を用いるパーフェ
クトレンズが提唱されいる［「Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅ
ｔｔ．」，第８５巻，第３９６６ページ（２０００
年）］。しかし、屈折率が−１あるいは負の材料を光記
録に用いる波長領域で実現することは難しい。
得る方法として、屈折率が−１の材料を用いるパーフェ
クトレンズが提唱されいる［「Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅ
ｔｔ．」，第８５巻，第３９６６ページ（２０００
年）］。しかし、屈折率が−１あるいは負の材料を光記
録に用いる波長領域で実現することは難しい。
【０００７】また、近接場光発生源をホログラム記録
し、その再生像を用いる研究も行われている［「Ｏｐｔ
ｉｃｓ Ｌｅｔｔ．」，第２６巻，第１８００ページ
（２００１年）］。しかしながら、実際の光記録に組み
込まれるまでの道のりは遠い。
し、その再生像を用いる研究も行われている［「Ｏｐｔ
ｉｃｓ Ｌｅｔｔ．」，第２６巻，第１８００ページ
（２００１年）］。しかしながら、実際の光記録に組み
込まれるまでの道のりは遠い。
【０００８】このように、光を用いて情報を記録、再生
する際に、例えば直径１００ｎｍ以下の光像を結像出来
るレンズはこれまで実現されていないのが実状である。
する際に、例えば直径１００ｎｍ以下の光像を結像出来
るレンズはこれまで実現されていないのが実状である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情のもとで、光を利用した情報の記録または再生にお
いて、光源から記録層または記録層から光検出器に至る
光路の中で用いる直径１００ｎｍ以下の分解能を有する
平板型レンズを提供する。さらに、平板型レンズ上の任
意の位置に於いて均質な結像性能を有し、高密度光記録
方法及びそれを用いた光記録媒体を可能とする。
事情のもとで、光を利用した情報の記録または再生にお
いて、光源から記録層または記録層から光検出器に至る
光路の中で用いる直径１００ｎｍ以下の分解能を有する
平板型レンズを提供する。さらに、平板型レンズ上の任
意の位置に於いて均質な結像性能を有し、高密度光記録
方法及びそれを用いた光記録媒体を可能とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、高密度の
情報を記録再生できる光記録方法の研究の一環として、
ホログラムの像再生特性を利用したレンズについて鋭意
研究を重ねた結果、周期構造を有する薄膜において、周
期に対応した波長より若干短い波長の光を入射すると優
れた結像特性を有することを見出した。構造周期や波長
の関係、光源と平面型レンズとの距離、その結像特性な
どを仔細に調べることにより、前記目的を達成しうるこ
とを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至
った。
情報を記録再生できる光記録方法の研究の一環として、
ホログラムの像再生特性を利用したレンズについて鋭意
研究を重ねた結果、周期構造を有する薄膜において、周
期に対応した波長より若干短い波長の光を入射すると優
れた結像特性を有することを見出した。構造周期や波長
の関係、光源と平面型レンズとの距離、その結像特性な
どを仔細に調べることにより、前記目的を達成しうるこ
とを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至
った。
【００１１】すなわち、本発明は、光を利用した情報の
記録または再生において、光源から記録層または記録層
から光検出器に至る光路の中で用いることができる平板
型レンズに関するものである。平板型レンズは、使用波
長に比して若干長い波長に対応する周期構造を有する薄
膜層により構成される。この平板型レンズ近傍に置かれ
た光源や光像の写像を、周期構造を介して結像させるも
のである。周期構造を有する薄膜を薄膜全面に渡って均
質に形成することにより、平板型レンズのどの部分を用
いても、例えば像の直径１００ｎｍ以下の、高い分解能
の結像特性を発現できる。本発明による平板型レンズの
使用により、高密度光記録方法及びそれを用いた光記録
媒体を提供する物である。
記録または再生において、光源から記録層または記録層
から光検出器に至る光路の中で用いることができる平板
型レンズに関するものである。平板型レンズは、使用波
長に比して若干長い波長に対応する周期構造を有する薄
膜層により構成される。この平板型レンズ近傍に置かれ
た光源や光像の写像を、周期構造を介して結像させるも
のである。周期構造を有する薄膜を薄膜全面に渡って均
質に形成することにより、平板型レンズのどの部分を用
いても、例えば像の直径１００ｎｍ以下の、高い分解能
の結像特性を発現できる。本発明による平板型レンズの
使用により、高密度光記録方法及びそれを用いた光記録
媒体を提供する物である。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る平板型レンズ及び高密度光記録方法及びそれを用いた
光記録媒体について、図を参照しながら説明する。本発
明においては、周期構造の作成が要点となる。通常、基
板の上に屈折率の異なる材料を積層させるか、基板上に
塗布した感光材料を用いてホログラム記録により作成す
る。基板については特に制限はなく、表面が滑らかなも
のであれば、透明、不透明のいずれも用いることができ
る。例えばポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリカーボ
ネート、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂などのプラ
スチック基板、ガラス基板やガラス基板上に光硬化性樹
脂層を設けたもの、さらにはアルミニウム基板やＧａＡ
ｓ基板などが挙げられる。
る平板型レンズ及び高密度光記録方法及びそれを用いた
光記録媒体について、図を参照しながら説明する。本発
明においては、周期構造の作成が要点となる。通常、基
板の上に屈折率の異なる材料を積層させるか、基板上に
塗布した感光材料を用いてホログラム記録により作成す
る。基板については特に制限はなく、表面が滑らかなも
のであれば、透明、不透明のいずれも用いることができ
る。例えばポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリカーボ
ネート、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂などのプラ
スチック基板、ガラス基板やガラス基板上に光硬化性樹
脂層を設けたもの、さらにはアルミニウム基板やＧａＡ
ｓ基板などが挙げられる。
【００１３】平板型レンズとしては、周期構造のみで機
能するが、周期構造部のみで支持が難しい場合、支持基
板上に周期構造を設けることになる。また、高密度光記
録方法及びそれを用いた光記録媒体を構成する場合や、
平板型レンズの特性評価に際しては、支持基板上や周期
構造の上に、相変化型記録材料等の記録層や予め情報を
記録したマークがある層、あるいはスーパーレンズに於
けるマスク層などを設けておくことにより、光源や光像
を平板型レンズ近傍に配置でき、結像の確認も容易とな
る。
能するが、周期構造部のみで支持が難しい場合、支持基
板上に周期構造を設けることになる。また、高密度光記
録方法及びそれを用いた光記録媒体を構成する場合や、
平板型レンズの特性評価に際しては、支持基板上や周期
構造の上に、相変化型記録材料等の記録層や予め情報を
記録したマークがある層、あるいはスーパーレンズに於
けるマスク層などを設けておくことにより、光源や光像
を平板型レンズ近傍に配置でき、結像の確認も容易とな
る。
【００１４】これらの基板上に設けられる記録層を構成
する記録材料としては特に制限はなく、従来公知のも
の、例えば一般に広く利用されているＧｅＳｂＴｅ合
金、結晶化エネルギーがより低いＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔ
ｅ合金、結晶化速度をコントロールすることができ、結
晶成長を阻害できるＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ−Ｖ合金な
どが用いられる。
する記録材料としては特に制限はなく、従来公知のも
の、例えば一般に広く利用されているＧｅＳｂＴｅ合
金、結晶化エネルギーがより低いＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔ
ｅ合金、結晶化速度をコントロールすることができ、結
晶成長を阻害できるＡｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ−Ｖ合金な
どが用いられる。
【００１５】予め情報を記録したマークがある層とは、
前記記録材料に予め情報を記録した物、ＲＯＭディスク
に見られるような基板上に微細な凹凸により情報を記録
した物など、光照射により記録したマーク情報に応じて
光波面が変化するものなら特に制限はない。スーパーレ
ンズに於けるマスク層のように、収束光を照射した時に
光照射部のみ透過率が上がるアンチモン蒸着膜、あるい
は光照射部のみ銀微量子が生成し光散乱体を形成する酸
化銀膜などもこの目的に使用できる。
前記記録材料に予め情報を記録した物、ＲＯＭディスク
に見られるような基板上に微細な凹凸により情報を記録
した物など、光照射により記録したマーク情報に応じて
光波面が変化するものなら特に制限はない。スーパーレ
ンズに於けるマスク層のように、収束光を照射した時に
光照射部のみ透過率が上がるアンチモン蒸着膜、あるい
は光照射部のみ銀微量子が生成し光散乱体を形成する酸
化銀膜などもこの目的に使用できる。
【００１６】積層により周期構造を形成する場合、屈折
率が異なる材料としては、使用波長に対して出来るだけ
透過率が高い材料が望まれる。また積層化が容易な材料
であることも重要である。そのような屈折率が異なる材
料の一例として、屈折率２．３５のＺｎＳと屈折率１．
３８のフッ化マグネシウムがある。これらを用いた場
合、公知の方法として真空スパッタリング蒸着により、
基板上に多層薄膜形成することができる。この際、光が
感じる実効的膜厚は、膜厚に屈折率を掛けた値となるの
で、各層の実効的膜厚を一周期分（２π分）足し合わせ
た膜厚を周期構造に対応した波長と一致させることによ
り、希望の波長に対応した周期構造が形成できる。
率が異なる材料としては、使用波長に対して出来るだけ
透過率が高い材料が望まれる。また積層化が容易な材料
であることも重要である。そのような屈折率が異なる材
料の一例として、屈折率２．３５のＺｎＳと屈折率１．
３８のフッ化マグネシウムがある。これらを用いた場
合、公知の方法として真空スパッタリング蒸着により、
基板上に多層薄膜形成することができる。この際、光が
感じる実効的膜厚は、膜厚に屈折率を掛けた値となるの
で、各層の実効的膜厚を一周期分（２π分）足し合わせ
た膜厚を周期構造に対応した波長と一致させることによ
り、希望の波長に対応した周期構造が形成できる。
【００１７】基板上に塗布した感光材料を用いてホログ
ラム記録により作成する場合、感光材料としては、ボリ
ューウム型ホログラムが記録できる材料なら使用可能で
あるが、使用波長に対して出来るだけ透過率が高い材料
で、安定に記録された周期構造が保持される材料が望ま
しい。平行平面波の可干渉性のレーザー光を感光材料に
垂直に両面から入射させ干渉させ、あるいは一方から入
射させて裏面に置かれた反射鏡による反射光と干渉させ
ることにより、厚さ方向に周期構造を有するホログラム
が記録される。
ラム記録により作成する場合、感光材料としては、ボリ
ューウム型ホログラムが記録できる材料なら使用可能で
あるが、使用波長に対して出来るだけ透過率が高い材料
で、安定に記録された周期構造が保持される材料が望ま
しい。平行平面波の可干渉性のレーザー光を感光材料に
垂直に両面から入射させ干渉させ、あるいは一方から入
射させて裏面に置かれた反射鏡による反射光と干渉させ
ることにより、厚さ方向に周期構造を有するホログラム
が記録される。
【００１８】本発明においては、ホログラム記録に用い
たレーザー光の波長と平板型レンズ特性を示す波長は異
なるので、そのような２波長のレーザーの組み合わせ使
用が困難な場合が多い。ボリューウム型ホログラムの再
生波長の調整に用いられる既知の方法として、例えば、
記録後のホログラムに高級アルコールなどの膨潤材を浸
透させ、希望の周期構造が得られるように膨潤させる手
法が適用できる。
たレーザー光の波長と平板型レンズ特性を示す波長は異
なるので、そのような２波長のレーザーの組み合わせ使
用が困難な場合が多い。ボリューウム型ホログラムの再
生波長の調整に用いられる既知の方法として、例えば、
記録後のホログラムに高級アルコールなどの膨潤材を浸
透させ、希望の周期構造が得られるように膨潤させる手
法が適用できる。
【００１９】上記ホログラム記録の記述からも容易に類
推できるように、本発明における平面型レンズの周期構
造部は、周期に対応した波長光が平行平面波として垂直
に入射した場合、高い反射率で反対方向に進む平行平面
波を再生する。したがって、周期に対応した波長を垂直
透過させ難くする。すなわち、周期に対応した波長を中
心波長とし、鋭い波長選択性を有する干渉フィルターと
なる。
推できるように、本発明における平面型レンズの周期構
造部は、周期に対応した波長光が平行平面波として垂直
に入射した場合、高い反射率で反対方向に進む平行平面
波を再生する。したがって、周期に対応した波長を垂直
透過させ難くする。すなわち、周期に対応した波長を中
心波長とし、鋭い波長選択性を有する干渉フィルターと
なる。
【００２０】平行平面波に代わり、すなわち無限遠から
の光に代わり、遠方から光源を近づけた場合、収差は増
えるものの、周期構造の反対側、同距離の所からの出て
きたような反射再生光あるいはそこへ収束する回折光が
僅かながら観測されると考えられる。
の光に代わり、遠方から光源を近づけた場合、収差は増
えるものの、周期構造の反対側、同距離の所からの出て
きたような反射再生光あるいはそこへ収束する回折光が
僅かながら観測されると考えられる。
【００２１】一方、ボリューム型ホログラム記録材料の
両面の極近傍に対向して置かれた点光源により記録され
るホログラム干渉縞を考えると、厚さ方向に出来る干渉
縞の間隔は、点光源に近いほど狭く、離れるに従って広
くなる。記録時と同じ位置に置かれた点光源によって、
一方の点光源が精度良く再生できるが、元の位置から光
源が離れるに従って、再生光強度とその精度は著しく低
下していくこととなる。
両面の極近傍に対向して置かれた点光源により記録され
るホログラム干渉縞を考えると、厚さ方向に出来る干渉
縞の間隔は、点光源に近いほど狭く、離れるに従って広
くなる。記録時と同じ位置に置かれた点光源によって、
一方の点光源が精度良く再生できるが、元の位置から光
源が離れるに従って、再生光強度とその精度は著しく低
下していくこととなる。
【００２２】本発明をなすに至った発想の原点は、この
点光源に近いほど狭く、離れるに従って広くなる干渉縞
の間隔を場所に依らず均一にした場合、誤差が最小にな
る波長や点光源の位置はどうなるかを考察したことに始
まる。その結果、周期構造に対応する波長よりも若干短
い波長の点光源がこの周期構造の極近傍に置かれたと
き、点光源と再生点像がなす干渉と周期構造との差異を
最小にすることができ、その点像を効率良く再生できる
ことを見いだした。
点光源に近いほど狭く、離れるに従って広くなる干渉縞
の間隔を場所に依らず均一にした場合、誤差が最小にな
る波長や点光源の位置はどうなるかを考察したことに始
まる。その結果、周期構造に対応する波長よりも若干短
い波長の点光源がこの周期構造の極近傍に置かれたと
き、点光源と再生点像がなす干渉と周期構造との差異を
最小にすることができ、その点像を効率良く再生できる
ことを見いだした。
【００２３】本発明の平板型レンズを用いることによ
り、通常の伝搬光のみならず、平板型レンズ近傍に存在
する近接場光を平板型レンズの対向側に導くことができ
る。この際、平板型レンズが無い場合に比して、遠方ま
で近接場光を伝搬させることができ、点像の広がりも小
さいまま伝搬できる。
り、通常の伝搬光のみならず、平板型レンズ近傍に存在
する近接場光を平板型レンズの対向側に導くことができ
る。この際、平板型レンズが無い場合に比して、遠方ま
で近接場光を伝搬させることができ、点像の広がりも小
さいまま伝搬できる。
【００２４】本発明の平板型レンズは、光を利用した情
報の記録または再生において、光源から記録層または記
録層から光検出器に至る光路の中で用いることができ、
新たな高密度光記録方法及びそれを用いた光記録媒体を
提供する。
報の記録または再生において、光源から記録層または記
録層から光検出器に至る光路の中で用いることができ、
新たな高密度光記録方法及びそれを用いた光記録媒体を
提供する。
【００２５】１周期分の構造をｋ層の積層薄膜で現した
場合、ｉ番目の屈折率をｎｉ、膜厚をｄｉと現すと、周
期構造に対応する波長λとは、 λ／２＝ｎ１ｄ１＋ｎ２ｄ２＋・・・＋ｎｋｄｋ で現されるものである。
場合、ｉ番目の屈折率をｎｉ、膜厚をｄｉと現すと、周
期構造に対応する波長λとは、 λ／２＝ｎ１ｄ１＋ｎ２ｄ２＋・・・＋ｎｋｄｋ で現されるものである。
【００２６】厚さｄ、屈折率ｎの薄膜へ垂直に入射する
光の入射前後での電磁場をそれぞれＥ０，Ｈ０，Ｅ，Ｈ
とすると、次の数式２がが成立する。ここで、ｋ＝ω／
ｃ＝２π／λである。
光の入射前後での電磁場をそれぞれＥ０，Ｈ０，Ｅ，Ｈ
とすると、次の数式２がが成立する。ここで、ｋ＝ω／
ｃ＝２π／λである。
【数２】
【００２７】ここで、次の数式３と置くと、このマトリ
ックス（Ｍ）はこの薄膜に固有のもので、特性マトリッ
クスと呼ばれる。
ックス（Ｍ）はこの薄膜に固有のもので、特性マトリッ
クスと呼ばれる。
【数３】
【００２８】１周期分の屈折率分布をｋ層の積層薄膜で
表した場合、ｊ番目の薄膜の特性マトリックスを
（Ｍｊ）として、１周期前後の電場は、次の数式４で与
えられる。
表した場合、ｊ番目の薄膜の特性マトリックスを
（Ｍｊ）として、１周期前後の電場は、次の数式４で与
えられる。
【数４】
【００２９】次の数式５に示すように、マトリックスの
積も同じ形式のマトリックスで表せ、これが１周期分の
積層薄膜の特性マトリックスとなる。
積も同じ形式のマトリックスで表せ、これが１周期分の
積層薄膜の特性マトリックスとなる。
【数５】
【００３０】周期数をｍとすると、ｍ周期の積層膜の特
性マトリックスは、１周期分の特性マトリックス（Ｍ）
をｍ乗したもの（Ｍ）ｍで表される。この特性マトリッ
クスをもちいれば、容易に減衰帯の短波長端を正確に計
算できる。本発明の平板型レンズの使用波長は、この減
衰帯の短波長端の極近傍で、透過率が高くなった処の波
長となる。
性マトリックスは、１周期分の特性マトリックス（Ｍ）
をｍ乗したもの（Ｍ）ｍで表される。この特性マトリッ
クスをもちいれば、容易に減衰帯の短波長端を正確に計
算できる。本発明の平板型レンズの使用波長は、この減
衰帯の短波長端の極近傍で、透過率が高くなった処の波
長となる。
【００３１】なお、１周期分の特性マトリックス（Ｍ）
を次の数式６で表すとき、減衰帯の短波長端は近似的
に、式（Ａ＋Ｄ）＝−２を満たす波長として周期数に関
係ない値として求められる。
を次の数式６で表すとき、減衰帯の短波長端は近似的
に、式（Ａ＋Ｄ）＝−２を満たす波長として周期数に関
係ない値として求められる。
【数６】
【００３２】周期構造が屈折率ｎ１厚さｄ１の層と屈折
率ｎ２厚さｄ２の２層からなる場合、（ｎ２×ｄ２）／
（ｎ１×ｄ１）の比がおよそ０．１〜１０の範囲では、
前項記載の１周期分の特性マトリックスからの近似式で
概ね正確な減衰帯の短波長端の値が得られる。しかし、
０．０１以下では、周期構造に対応する波長λに対し、
０．９５λ、１００以上では、１．０１λが、より緻密
な計算から得られる。ただし、この様に２層の内の一層
が極端に薄いという条件は現実的ではない。図１は種々
条件下での減衰帯の短波長端の波長を周期構造に対応す
る波長λに対する比で表したグラフである。
率ｎ２厚さｄ２の２層からなる場合、（ｎ２×ｄ２）／
（ｎ１×ｄ１）の比がおよそ０．１〜１０の範囲では、
前項記載の１周期分の特性マトリックスからの近似式で
概ね正確な減衰帯の短波長端の値が得られる。しかし、
０．０１以下では、周期構造に対応する波長λに対し、
０．９５λ、１００以上では、１．０１λが、より緻密
な計算から得られる。ただし、この様に２層の内の一層
が極端に薄いという条件は現実的ではない。図１は種々
条件下での減衰帯の短波長端の波長を周期構造に対応す
る波長λに対する比で表したグラフである。
【００３３】図２は、本発明の平板型レンズを用いた光
記録媒体の１例の構造を示す断面拡大図であって、基板
１上に、保護層２，記録層３、保護層２ａ，平板型レン
ズ層４、保護層２ｂ，透過率制御層５及び保護層２ｃが
順次積層された構造を示している。この光記録媒体は、
透明又は不透明基板上に保護層で挟まれた非晶質材料か
らなる記録層があり、その上に平板型レンズ層、保護層
で挟まれた透過率制御層を有する場合の例である。透過
率制御層に光を照射することにより形成される微細な光
透過部からの光を平板型レンズにより記録層に結像させ
これを記録する。
記録媒体の１例の構造を示す断面拡大図であって、基板
１上に、保護層２，記録層３、保護層２ａ，平板型レン
ズ層４、保護層２ｂ，透過率制御層５及び保護層２ｃが
順次積層された構造を示している。この光記録媒体は、
透明又は不透明基板上に保護層で挟まれた非晶質材料か
らなる記録層があり、その上に平板型レンズ層、保護層
で挟まれた透過率制御層を有する場合の例である。透過
率制御層に光を照射することにより形成される微細な光
透過部からの光を平板型レンズにより記録層に結像させ
これを記録する。
【００３４】再生時は、記録層の記録像を平板型レンズ
により透過率制御層に結像させ、光を照射することによ
り形成される微細な光透過部を介してこの情報を読みと
る。平板型レンズを除く、各透過率制御層、保護層、記
録層の働きや情報記録・再生原理は、前述のスーパーレ
ンズ［特開平１１−２５０４９３、「Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．Ｌｅｔｔ．」，第７３巻，第２０７８ページ（１９
９８年）］と同様である。
により透過率制御層に結像させ、光を照射することによ
り形成される微細な光透過部を介してこの情報を読みと
る。平板型レンズを除く、各透過率制御層、保護層、記
録層の働きや情報記録・再生原理は、前述のスーパーレ
ンズ［特開平１１−２５０４９３、「Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ．Ｌｅｔｔ．」，第７３巻，第２０７８ページ（１９
９８年）］と同様である。
【００３５】次に、実施例により本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定
されるものではない。
説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定
されるものではない。
【００３６】（実施例１）平面精度のよい表面をもつプ
ラスチックや金属の板を基板として用いる。本実施例で
は、厚さ０．５ｍｍの銅板を用いた。銅面表面を鏡面研
磨し、この鏡面上に、厚さ１００ｎｍのＳｉＮ保護層を
形成したのち、厚さ６０ｎｍのＭｇＦ２層とＺｎＳ層を
交互に１０層づつ成膜した。さらにこの上に厚さ１００
ｎｍのＳｉＮ保護層を形成した。これらの操作は、すべ
て真空成膜装置により、連続して行った。ＭｇＦ２層と
ＺｎＳ層は、それぞれＭｇＦ２とＺｎＳをターゲットと
して成膜した。成膜時の不活性ガス圧力は０．５Ｐａと
した。ＳｉＮ層はＳｉターゲットを用いてアルゴンと窒
素ガスを導入し、反応性スパッタリング法で成膜した。
ラスチックや金属の板を基板として用いる。本実施例で
は、厚さ０．５ｍｍの銅板を用いた。銅面表面を鏡面研
磨し、この鏡面上に、厚さ１００ｎｍのＳｉＮ保護層を
形成したのち、厚さ６０ｎｍのＭｇＦ２層とＺｎＳ層を
交互に１０層づつ成膜した。さらにこの上に厚さ１００
ｎｍのＳｉＮ保護層を形成した。これらの操作は、すべ
て真空成膜装置により、連続して行った。ＭｇＦ２層と
ＺｎＳ層は、それぞれＭｇＦ２とＺｎＳをターゲットと
して成膜した。成膜時の不活性ガス圧力は０．５Ｐａと
した。ＳｉＮ層はＳｉターゲットを用いてアルゴンと窒
素ガスを導入し、反応性スパッタリング法で成膜した。
【００３７】次に、銅板裏面の一部を塩化第二鉄水溶液
で溶かし、積層部を露出させる。露出部の大きさ形状を
制御するために、ホトレジストによるマスキングを行っ
た。積層による平板型レンズ部を残したまま、数ミクロ
ンから１００ミクロンサイズの窓明き部が容易に形成で
きる。図３に本実施例における平板型レンズの拡大断面
図を示した。
で溶かし、積層部を露出させる。露出部の大きさ形状を
制御するために、ホトレジストによるマスキングを行っ
た。積層による平板型レンズ部を残したまま、数ミクロ
ンから１００ミクロンサイズの窓明き部が容易に形成で
きる。図３に本実施例における平板型レンズの拡大断面
図を示した。
【００３８】次に、チタンサファイアレーザーからの波
長７８０ｎｍ光の倍波３９０ｎｍ光を用いて、窓部表面
に付着した微少物体の近接場像を、平板型レンズを介し
て反対側に結像させ、光プローブにより走査検出する。
あるいは、光プローブから射出する近接場光を、平板型
レンズを介して反対側に結像させ、走査検出することに
より、窓部表面に付着した微少物体の詳細情報が得られ
る。
長７８０ｎｍ光の倍波３９０ｎｍ光を用いて、窓部表面
に付着した微少物体の近接場像を、平板型レンズを介し
て反対側に結像させ、光プローブにより走査検出する。
あるいは、光プローブから射出する近接場光を、平板型
レンズを介して反対側に結像させ、走査検出することに
より、窓部表面に付着した微少物体の詳細情報が得られ
る。
【００３９】この実施例のように、平面精度のよい表面
をもつプラスチックや金属の板を基板として用いること
により、堅牢な支持基板上に平板型レンズが作られ、支
持基板上に開けられた開口を通して、平板型レンズ単体
としての機能が使用可能となる。また前項で記載したよ
うに、窓部表面に付着した微少物体を観測する場合、物
体側が真空や溶液等、プローブ走査検出に不向きな環境
にあっても、平板型レンズを介して遠隔から走査検出が
可能となる。
をもつプラスチックや金属の板を基板として用いること
により、堅牢な支持基板上に平板型レンズが作られ、支
持基板上に開けられた開口を通して、平板型レンズ単体
としての機能が使用可能となる。また前項で記載したよ
うに、窓部表面に付着した微少物体を観測する場合、物
体側が真空や溶液等、プローブ走査検出に不向きな環境
にあっても、平板型レンズを介して遠隔から走査検出が
可能となる。
【００４０】本実施例におけるＳｉＮ保護層は、物体と
平板型レンズ、あるいは光プローブと平板型レンズとの
距離を一定に保つための隔離層の役目を果たす。隔離層
の膜厚を制御することにより、平板型レンズの結像特性
を調整することができるが、製膜後に膜厚を変えること
は困難である。チタンサファイアレーザーのように波長
可変のレーザーを用いる場合は、光プローブと平板型レ
ンズとの距離は一定のまま、波長を微調整することによ
り、平板型レンズの結像特性を最適化調整する方が簡便
である。
平板型レンズ、あるいは光プローブと平板型レンズとの
距離を一定に保つための隔離層の役目を果たす。隔離層
の膜厚を制御することにより、平板型レンズの結像特性
を調整することができるが、製膜後に膜厚を変えること
は困難である。チタンサファイアレーザーのように波長
可変のレーザーを用いる場合は、光プローブと平板型レ
ンズとの距離は一定のまま、波長を微調整することによ
り、平板型レンズの結像特性を最適化調整する方が簡便
である。
【００４１】（実施例２）平面精度のよい厚さ１ｍｍの
ガラス基板上に、厚さ１００ｎｍのＳｉＮ保護層を形成
したのち、厚さ１５ｎｍのＳｂからなるマスク層を形成
し、さらにこの上に厚さ１０ｎｍのＳｉＮ保護層を形成
した。その上に、厚さ６０ｎｍのＭｇＦ２層とＺｎＳ層
を交互に１０層づつ成膜した。さらにこの上に厚さ１０
ｎｍのＳｉＮ保護層を形成した。これらの操作は、すべ
て真空成膜装置により、連続して行った。ＭｇＦ２層と
ＺｎＳ層は、それぞれＭｇＦ２とＺｎＳをターゲットと
して成膜した。成膜時の不活性ガス圧力は０．５Ｐａと
した。ＳｉＮ層はＳｉターゲットを用いてアルゴンと窒
素ガスを導入し、反応性スパッタリング法で成膜した。
図４に本実施例における平板型レンズの拡大断面図を示
した。
ガラス基板上に、厚さ１００ｎｍのＳｉＮ保護層を形成
したのち、厚さ１５ｎｍのＳｂからなるマスク層を形成
し、さらにこの上に厚さ１０ｎｍのＳｉＮ保護層を形成
した。その上に、厚さ６０ｎｍのＭｇＦ２層とＺｎＳ層
を交互に１０層づつ成膜した。さらにこの上に厚さ１０
ｎｍのＳｉＮ保護層を形成した。これらの操作は、すべ
て真空成膜装置により、連続して行った。ＭｇＦ２層と
ＺｎＳ層は、それぞれＭｇＦ２とＺｎＳをターゲットと
して成膜した。成膜時の不活性ガス圧力は０．５Ｐａと
した。ＳｉＮ層はＳｉターゲットを用いてアルゴンと窒
素ガスを導入し、反応性スパッタリング法で成膜した。
図４に本実施例における平板型レンズの拡大断面図を示
した。
【００４２】次に、チタンサファイアレーザーからの波
長７８０ｎｍ光の倍波３９０ｎｍ光を、基板側からＳｂ
マスク層に集光結像させる。結像部は熱せられ、中心部
のＳｂは融解して高透過率を示すようになる。融解部の
大きさは集光結像部の大きさより１／５〜１／１０ほど
小さくすることができ、この融解部の穴から漏れ出る光
が近接場光となる。集光結像を走査移動させることによ
り、新しい場所が融解し、前の融解部は冷却とともに元
の高い反射率の金属状態に戻る。この走査手法により、
実施例１における光プローブの走査と同様の効果を作り
出すことができる。
長７８０ｎｍ光の倍波３９０ｎｍ光を、基板側からＳｂ
マスク層に集光結像させる。結像部は熱せられ、中心部
のＳｂは融解して高透過率を示すようになる。融解部の
大きさは集光結像部の大きさより１／５〜１／１０ほど
小さくすることができ、この融解部の穴から漏れ出る光
が近接場光となる。集光結像を走査移動させることによ
り、新しい場所が融解し、前の融解部は冷却とともに元
の高い反射率の金属状態に戻る。この走査手法により、
実施例１における光プローブの走査と同様の効果を作り
出すことができる。
【００４３】すなわち、Ｓｂマスク層の融解部の穴から
漏れ出る近接場光を、平板型レンズを介して反対側に結
像させ、表層面のＳｉＮ保護層上に付着した微少物体の
結像部位に対応した情報を検出する。集光結像部位を走
査移動させることにより新しい場所を融解させ、走査検
出することにより、微少物体の走査範囲全域の詳細情報
が得られる。
漏れ出る近接場光を、平板型レンズを介して反対側に結
像させ、表層面のＳｉＮ保護層上に付着した微少物体の
結像部位に対応した情報を検出する。集光結像部位を走
査移動させることにより新しい場所を融解させ、走査検
出することにより、微少物体の走査範囲全域の詳細情報
が得られる。
【００４４】情報の検出には、融解部の穴から漏れ出た
近接場光が平板型レンズによりＳｉＮ保護層表層部に導
かれ、表層部に付着した微少物体との相互作用により生
じる透過ファーフールド光を物体後方で検出する方法
と、反射光を再び平板型レンズと融解部の穴を介して通
過してくる光を基板側から検出する方法がある。
近接場光が平板型レンズによりＳｉＮ保護層表層部に導
かれ、表層部に付着した微少物体との相互作用により生
じる透過ファーフールド光を物体後方で検出する方法
と、反射光を再び平板型レンズと融解部の穴を介して通
過してくる光を基板側から検出する方法がある。
【００４５】(実施例３)基板上に予め情報を記録したマ
ークがある基板を用いる。予め情報を記録したマークと
は、記録材料に予め情報を記録した物、ＲＯＭディスク
に見られるような基板上に微細な凹凸により情報を記録
した物など、光照射により記録したマーク情報に応じて
光波面が変化するものなら何でもよい。本実施例では記
録マークとして、平面精度のよい石英ガラス基板上に電
子線リソグラフィー技術により形成されたビットマーク
凹凸像を基に、ポリカーボネート基板上に射出転写させ
たものを用いる。
ークがある基板を用いる。予め情報を記録したマークと
は、記録材料に予め情報を記録した物、ＲＯＭディスク
に見られるような基板上に微細な凹凸により情報を記録
した物など、光照射により記録したマーク情報に応じて
光波面が変化するものなら何でもよい。本実施例では記
録マークとして、平面精度のよい石英ガラス基板上に電
子線リソグラフィー技術により形成されたビットマーク
凹凸像を基に、ポリカーボネート基板上に射出転写させ
たものを用いる。
【００４６】マークはおよそ２０ｎｍの凹凸で形成され
る。この凹凸が均質にならされるように１００ｎｍのＳ
ｉＮ保護層を成膜した。その上に、厚さ７５ｎｍのＭｇ
Ｆ２層とＺｎＳ層を交互に１０層づつ成膜した。この上
に厚さ１００ｎｍのＳｉＮ保護層と、厚さ１５ｎｍのＳ
ｂからなるマスク層を形成し、さらにこの上に厚さ１０
０ｎｍのＳｉＮ保護層を形成した。
る。この凹凸が均質にならされるように１００ｎｍのＳ
ｉＮ保護層を成膜した。その上に、厚さ７５ｎｍのＭｇ
Ｆ２層とＺｎＳ層を交互に１０層づつ成膜した。この上
に厚さ１００ｎｍのＳｉＮ保護層と、厚さ１５ｎｍのＳ
ｂからなるマスク層を形成し、さらにこの上に厚さ１０
０ｎｍのＳｉＮ保護層を形成した。
【００４７】これらの操作は、すべて真空成膜装置によ
り、連続して行った。ＭｇＦ２層とＺｎＳ層は、それぞ
れＭｇＦ２とＺｎＳをターゲットとして成膜した。成膜
時の不活性ガス圧力は０．５Ｐａとした。ＳｉＮ層はＳ
ｉターゲットを用いてアルゴンと窒素ガスを導入し、反
応性スパッタリング法で成膜した。図５に本実施例にお
ける平板型レンズの拡大断面図を示した。
り、連続して行った。ＭｇＦ２層とＺｎＳ層は、それぞ
れＭｇＦ２とＺｎＳをターゲットとして成膜した。成膜
時の不活性ガス圧力は０．５Ｐａとした。ＳｉＮ層はＳ
ｉターゲットを用いてアルゴンと窒素ガスを導入し、反
応性スパッタリング法で成膜した。図５に本実施例にお
ける平板型レンズの拡大断面図を示した。
【００４８】こうして作られた、予め情報を記録したマ
ークがある基板上に形成された平板型レンズとマスク層
のある基板を線速度６ｍ／ｓで回転させながら、保護層
側からＡｒイオンレーザーの４８８ｎｍ光を入射させ
る。この時、レンズの開口数（ＮＡ）を０．６として、
Ｓｂマスク層に結像させる。Ｓｂマスク層の融解部の穴
から漏れ出る近接場光を、平板型レンズを介して情報記
録マークに結像させる。マーク情報に応じて変調された
反射光は再びＳｂマスク層の融解部の穴を通って検出さ
れる。１．０ｍＷの入射に際して、１００nmのマークサ
イズに相当する３０ＭＨｚの信号がＣ／Ｎ＞３０ｄｂで
観測された。
ークがある基板上に形成された平板型レンズとマスク層
のある基板を線速度６ｍ／ｓで回転させながら、保護層
側からＡｒイオンレーザーの４８８ｎｍ光を入射させ
る。この時、レンズの開口数（ＮＡ）を０．６として、
Ｓｂマスク層に結像させる。Ｓｂマスク層の融解部の穴
から漏れ出る近接場光を、平板型レンズを介して情報記
録マークに結像させる。マーク情報に応じて変調された
反射光は再びＳｂマスク層の融解部の穴を通って検出さ
れる。１．０ｍＷの入射に際して、１００nmのマークサ
イズに相当する３０ＭＨｚの信号がＣ／Ｎ＞３０ｄｂで
観測された。
【００４９】なお、本実施例のように、ポリカーボネー
ト等のプラスチック基盤を使用する場合には、レーザー
光照射による発熱から基板を保護するために、基板と保
護層との間に薄い金属層を挿入してもよい。また、反射
信号光を増やすためにも、基板と保護層との間に薄い金
属層を設けることは有効である。
ト等のプラスチック基盤を使用する場合には、レーザー
光照射による発熱から基板を保護するために、基板と保
護層との間に薄い金属層を挿入してもよい。また、反射
信号光を増やすためにも、基板と保護層との間に薄い金
属層を設けることは有効である。
【００５０】（実施例４）実施例３に於ける予め情報を
記録したマークに代わり、記録層を設けることにより、
光記録媒体を構成した実施例である。平面精度のよい厚
さ１ｍｍのガラス基板上に、厚さ１００ｎｍのＳｉＮ保
護層を形成したのち、厚さ５０ｎｍのＧｅＳｂＴｅ（原
子比２：２：５）合金からなる記録層を形成し、この上
に厚さ１０ｎｍのＳｉＮ保護層を形成した。その上に、
厚さ７５ｎｍのＭｇＦ２層とＺｎＳ層を交互に１０層づ
つ成膜した。この上に厚さ１０ｎｍのＳｉＮ保護層と、
厚さ１５ｎｍのＳｂからなるマスク層を形成し、さらに
この上に厚さ１００ｎｍのＳｉＮ保護層を形成した。
記録したマークに代わり、記録層を設けることにより、
光記録媒体を構成した実施例である。平面精度のよい厚
さ１ｍｍのガラス基板上に、厚さ１００ｎｍのＳｉＮ保
護層を形成したのち、厚さ５０ｎｍのＧｅＳｂＴｅ（原
子比２：２：５）合金からなる記録層を形成し、この上
に厚さ１０ｎｍのＳｉＮ保護層を形成した。その上に、
厚さ７５ｎｍのＭｇＦ２層とＺｎＳ層を交互に１０層づ
つ成膜した。この上に厚さ１０ｎｍのＳｉＮ保護層と、
厚さ１５ｎｍのＳｂからなるマスク層を形成し、さらに
この上に厚さ１００ｎｍのＳｉＮ保護層を形成した。
【００５１】これらの操作は、すべて真空成膜装置によ
り、連続して行った。ＭｇＦ２層とＺｎＳ層は、それぞ
れＭｇＦ２とＺｎＳをターゲットとして成膜した。成膜
時の不活性ガス圧力は０．５Ｐａとした。ＳｉＮ層はＳ
ｉターゲットを用いてアルゴンと窒素ガスを導入し、反
応性スパッタリング法で成膜した。図６に本実施例にお
ける光記録媒体の拡大断面図を示した。
り、連続して行った。ＭｇＦ２層とＺｎＳ層は、それぞ
れＭｇＦ２とＺｎＳをターゲットとして成膜した。成膜
時の不活性ガス圧力は０．５Ｐａとした。ＳｉＮ層はＳ
ｉターゲットを用いてアルゴンと窒素ガスを導入し、反
応性スパッタリング法で成膜した。図６に本実施例にお
ける光記録媒体の拡大断面図を示した。
【００５２】こうして出来た光記録媒体を、いったん結
晶化温度を少し超える１５０℃まで加熱し、１０分間放
置したのち、室温まで冷却して、記録層が結晶状態に変
化したことを反射率の変化により確認した。次いで、基
板側から１ＷのＡｒイオンレーザーの４８８ｎｍ光をパ
ルス状に照射して、当該記録層を瞬時に融点を超える温
度まで加熱して溶融状態を形成したのち、パルスのオフ
時間を利用することで過冷却させ、結晶状態から非晶質
状態へと記録層を再び相転移させた。再相転移後、記録
層は、反射率の違いから非晶質状態になっていることを
確認した。この際の反射率は、記録媒体を作製した直後
のアズデポ状態の反射率よりも高く、前記結晶状態の反
射率よりも低い値であった。
晶化温度を少し超える１５０℃まで加熱し、１０分間放
置したのち、室温まで冷却して、記録層が結晶状態に変
化したことを反射率の変化により確認した。次いで、基
板側から１ＷのＡｒイオンレーザーの４８８ｎｍ光をパ
ルス状に照射して、当該記録層を瞬時に融点を超える温
度まで加熱して溶融状態を形成したのち、パルスのオフ
時間を利用することで過冷却させ、結晶状態から非晶質
状態へと記録層を再び相転移させた。再相転移後、記録
層は、反射率の違いから非晶質状態になっていることを
確認した。この際の反射率は、記録媒体を作製した直後
のアズデポ状態の反射率よりも高く、前記結晶状態の反
射率よりも低い値であった。
【００５３】この光記録媒体を、線速度６ｍ／ｓで回転
させながら、保護層側からＡｒイオンレーザーの４８８
ｎｍ光を入射させる。この時、レンズの開口数（ＮＡ）
を０．６として、Ｓｂマスク層に結像させる。Ｓｂマス
ク層の融解部の穴から漏れ出る近接場光を、平板型レン
ズを介して記録層に結像させる。レーザーパワーを３０
ＭＨｚの単一信号（マーク長１００ｎｍ相当）で変調さ
せ記録した。レーザーパワーはパルスがオン時、１０．
０ｍＷで記録した。
させながら、保護層側からＡｒイオンレーザーの４８８
ｎｍ光を入射させる。この時、レンズの開口数（ＮＡ）
を０．６として、Ｓｂマスク層に結像させる。Ｓｂマス
ク層の融解部の穴から漏れ出る近接場光を、平板型レン
ズを介して記録層に結像させる。レーザーパワーを３０
ＭＨｚの単一信号（マーク長１００ｎｍ相当）で変調さ
せ記録した。レーザーパワーはパルスがオン時、１０．
０ｍＷで記録した。
【００５４】こうしてマークを記録した光記録媒体を線
速度６ｍ／ｓで回転させながら、保護層側からＡｒイオ
ンレーザーの４８８ｎｍ光を入射させる。この時、レン
ズの開口数（ＮＡ）を０．６として、Ｓｂマスク層に結
像させる。Ｓｂマスク層の融解部の穴から漏れ出る近接
場光を、平板型レンズを介して記録層の情報記録マーク
に結像させる。マーク情報に応じて変調された反射光は
再びＳｂマスク層の融解部の穴を通って検出される。
１．０ｍＷの入射に際して、１００nmのマークサイズに
相当する３０ＭＨｚの信号がＣ／Ｎ＞３０ｄｂで観測さ
れた。
速度６ｍ／ｓで回転させながら、保護層側からＡｒイオ
ンレーザーの４８８ｎｍ光を入射させる。この時、レン
ズの開口数（ＮＡ）を０．６として、Ｓｂマスク層に結
像させる。Ｓｂマスク層の融解部の穴から漏れ出る近接
場光を、平板型レンズを介して記録層の情報記録マーク
に結像させる。マーク情報に応じて変調された反射光は
再びＳｂマスク層の融解部の穴を通って検出される。
１．０ｍＷの入射に際して、１００nmのマークサイズに
相当する３０ＭＨｚの信号がＣ／Ｎ＞３０ｄｂで観測さ
れた。
【００５５】（実施例５）平面精度のよい厚さ１ｍｍの
ガラス基板上に、厚さ１００ｎｍのＳｉＮ保護層を形成
したのち、厚さ５０ｎｍのＧｅＳｂＴｅ（原子比２：
２：５）合金からなる記録層を形成し、この上に厚さ１
０ｎｍのＳｉＮ保護層を形成した。別の平面精度のよい
厚さ１ｍｍのガラス基板上に、厚さ１００ｎｍのＳｉＮ
保護層と、厚さ１５ｎｍのＳｂからなるマスク層を形成
し、この上に厚さ１０ｎｍのＳｉＮ保護層を形成した。
これらの操作は、すべて真空成膜装置により、連続して
行った。
ガラス基板上に、厚さ１００ｎｍのＳｉＮ保護層を形成
したのち、厚さ５０ｎｍのＧｅＳｂＴｅ（原子比２：
２：５）合金からなる記録層を形成し、この上に厚さ１
０ｎｍのＳｉＮ保護層を形成した。別の平面精度のよい
厚さ１ｍｍのガラス基板上に、厚さ１００ｎｍのＳｉＮ
保護層と、厚さ１５ｎｍのＳｂからなるマスク層を形成
し、この上に厚さ１０ｎｍのＳｉＮ保護層を形成した。
これらの操作は、すべて真空成膜装置により、連続して
行った。
【００５６】Ｓｂからなるマスク層を成膜した基板の上
に、ゼラチン水溶液を塗布した。乾燥させ、１００℃で
１０分間硬膜化した後のゼラチン膜の膜厚がおよそ１０
μｍになるように調整する。重クロム酸水溶液に浸し
て、重クロム酸を十分に染みこませて、軽く水洗後、乾
燥させ感光性のある重クロム酸ゼラチン膜とした。
に、ゼラチン水溶液を塗布した。乾燥させ、１００℃で
１０分間硬膜化した後のゼラチン膜の膜厚がおよそ１０
μｍになるように調整する。重クロム酸水溶液に浸し
て、重クロム酸を十分に染みこませて、軽く水洗後、乾
燥させ感光性のある重クロム酸ゼラチン膜とした。
【００５７】これに、Arレーザーからの４８８ｎｍ光の
平行光束を垂直に入射させ、Ｓｂ層からの反射光とで、
ボリューム型ホログラム（リップマン型）を露光記録す
る。露光後、１００℃で３０分間ゼラチン層を再硬膜化
させる。5分間流水で膨潤させた後、イソプロパノール
７０％水溶液に１０分間浸して現像する。１００℃で６
０分ほど十分に乾燥させる。
平行光束を垂直に入射させ、Ｓｂ層からの反射光とで、
ボリューム型ホログラム（リップマン型）を露光記録す
る。露光後、１００℃で３０分間ゼラチン層を再硬膜化
させる。5分間流水で膨潤させた後、イソプロパノール
７０％水溶液に１０分間浸して現像する。１００℃で６
０分ほど十分に乾燥させる。
【００５８】ホログラム記録に用いた４８８ｎｍ光を平
板型レンズによる結像にも用いる場合、Ｄ−Ｓｏｒｂｉ
ｔｏｌ水溶液に浸して膨潤させる。Ｄ−Ｓｏｒｂｉｔｏ
ｌ水溶液濃度を変えることにより、ホログラム格子間隔
を調製する。具体的には、４８８ｎｍ光を垂直入射さ
せ、高反射の状態から、高透過率の状態へ変化するとこ
ろを、Ｄ−Ｓｏｒｂｉｔｏｌ水溶液濃度を徐々に上げな
がら見つけ出す。
板型レンズによる結像にも用いる場合、Ｄ−Ｓｏｒｂｉ
ｔｏｌ水溶液に浸して膨潤させる。Ｄ−Ｓｏｒｂｉｔｏ
ｌ水溶液濃度を変えることにより、ホログラム格子間隔
を調製する。具体的には、４８８ｎｍ光を垂直入射さ
せ、高反射の状態から、高透過率の状態へ変化するとこ
ろを、Ｄ−Ｓｏｒｂｉｔｏｌ水溶液濃度を徐々に上げな
がら見つけ出す。
【００５９】こうして出来たホログラムの上に、先に作
成した記録層のある基板を密着させる。ホログラム格子
間隔を長期間安定に保つために、基板周辺部を接着剤で
固める。こうして、実施例４と同様の光記録媒体が作成
できる。図７に本実施例における光記録媒体の拡大断面
図を示した。
成した記録層のある基板を密着させる。ホログラム格子
間隔を長期間安定に保つために、基板周辺部を接着剤で
固める。こうして、実施例４と同様の光記録媒体が作成
できる。図７に本実施例における光記録媒体の拡大断面
図を示した。
【００６０】
【発明の効果】本発明は以上の構成であるから、本発明
の平板型レンズを用いれば、平板型レンズのどの部分を
用いても、高い分解能の結像特性を実現できる。
の平板型レンズを用いれば、平板型レンズのどの部分を
用いても、高い分解能の結像特性を実現できる。
【図１】種々条件下での減衰帯の短波長端の波長を周期
構造に対応する波長λに対する比で表したグラフ。
構造に対応する波長λに対する比で表したグラフ。
【図２】本発明の光記録媒体の１例の拡大断面図。
【図３】実施例１における平板型レンズの拡大断面図。
【図４】実施例２における平板型レンズの拡大断面図。
【図５】実施例３における平板型レンズの拡大断面図。
【図６】実施例４における光記録媒体の拡大断面図。
【図７】実施例７における光記録媒体の拡大断面図。
１、 １ａ 基板
２、 ２ａ、 ２ｂ、 ２ｃ 保護層
３ 記録層
４ 平板型レンズ層
５ 透過率制御層
６ 窓
７ ビットマークの凹凸
８ ボリューム型ホログラム
９ 接着剤
１０ 接合部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H049 AA26 AA34 AA50 AA57 AA64
CA01 CA05 CA17 CA20 CA28
5D119 AA22 BB04 CA09 DA01 FA04
HA63 JA29 JA47 JA64 LB01
NA05
Claims (12)
- 【請求項１】 使用波長に対して若干長い波長に対応
する周期構造を有する薄膜層を用いることを特徴とする
平板型レンズ。 - 【請求項２】 請求項１記載の平板型レンズを用い、
該平板型レンズ近傍に置かれた物体や光源あるいはその
光像を、上記平板型レンズの反対側に結像させる結像方
法。 - 【請求項３】 基板上に屈折率の異なる２種以上の材
料を順次同一手順を繰り返し積層させることにより作っ
た周期構造を用いることを特徴とする平板型レンズ。 - 【請求項４】 ホログラフィを用いて対向する２つの
平面波を干渉させて作ったボリューム型ホログラムに見
られるような、薄膜の厚さ方向に屈折率の周期構造を有
する薄膜を用いることを特徴とする平板型レンズ。 - 【請求項５】 屈折率の異なる２種の材料Ａ、Ｂを用
いる場合、積層回数は奇数でも偶数でも良く、奇数の場
合ＡＢＡのように最低３層、偶数の場合ＡＢＡＢのよう
に最低４層以上を積層した積層膜を用いることを特徴と
する請求項３記載の平板型レンズ。 - 【請求項６】 積層膜の周期は完全に同一でなくても
良く、ばらつきがあっても良く、また平板型レンズ特性
の使用目的に合った性能向上のために、膜厚方向に対し
て徐々に周期を変更したものも含まれることを特徴とす
る請求項５記載の平板型レンズ。 - 【請求項７】 請求項１記載の平板型レンズを用い、
この平板型レンズ近傍に置かれた物体や光源あるいはそ
の光像を、この平板型レンズからの反射光を用い、ある
いは反対側に反射層を設けて反射光を増加させて、物体
や光源あるいはその光像と同一側に結像させる結像方
法。 - 【請求項８】 平板型レンズと物体や光源あるいはそ
の光像との距離を一定に保つために隔離層を設けたも
の、あるいは、平板型レンズと結像点までの距離を一定
に保つために隔離層を設けたものも含まれることを特徴
とする請求項２又は７記載の平板型レンズ。 - 【請求項９】 請求項２または請求項７記載の結像方
法を利用した高密度光記録方法。 - 【請求項１０】 請求項１記載の平板型レンズを内部
構造の一部に有する光記録媒体。 - 【請求項１１】 周期構造に対応する波長をλとすると
き、波長λの垂直入射光に対して透過率は減少し、波長
λを中心として減衰帯を形成し、平板型レンズの使用波
長は、減衰帯の短波長端近傍にあり、透過率が高くなる
処の波長であることを特徴とする請求項１記載の平板型
レンズ。 - 【請求項１２】 減衰帯の短波長端は、１周期分の特性
マトリックス（Ｍ）を下記の数式１で表すとき、（Ａ＋
Ｄ）＝−２を満たす波長で近似的に求めることが出来る
ことを特徴とする請求項１１記載の平板型レンズ。 【数１】
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002147666A JP4000365B2 (ja) | 2002-05-22 | 2002-05-22 | 平板型レンズを用いた結像方法及び該結像方法を利用した高密度光記録方法 |
| US10/442,213 US7099264B2 (en) | 2002-05-22 | 2003-05-21 | Flat-plate lens |
| EP03253171A EP1365394A3 (en) | 2002-05-22 | 2003-05-21 | Flat-plate lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002147666A JP4000365B2 (ja) | 2002-05-22 | 2002-05-22 | 平板型レンズを用いた結像方法及び該結像方法を利用した高密度光記録方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007165786A Division JP2007264657A (ja) | 2007-06-25 | 2007-06-25 | 平板型レンズ及び該平板型レンズを利用した光記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003344627A true JP2003344627A (ja) | 2003-12-03 |
| JP4000365B2 JP4000365B2 (ja) | 2007-10-31 |
Family
ID=29397854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002147666A Expired - Lifetime JP4000365B2 (ja) | 2002-05-22 | 2002-05-22 | 平板型レンズを用いた結像方法及び該結像方法を利用した高密度光記録方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7099264B2 (ja) |
| EP (1) | EP1365394A3 (ja) |
| JP (1) | JP4000365B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009523322A (ja) * | 2006-01-11 | 2009-06-18 | マイクロン テクノロジー， インク． | 回折限界以下のフィーチャを作り出すためのフォトリソグラフィーシステムと方法 |
| CN114355632A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-04-15 | 中山大学 | 一种基于相变材料可自定义像差的平板透镜及其制作方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7783140B2 (en) * | 2005-06-09 | 2010-08-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Optically coupled integrated circuit layers |
| US11808934B2 (en) | 2021-04-20 | 2023-11-07 | Eagle Technology, Llc | Planar optical telescope and related methods |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4689873A (en) * | 1983-04-28 | 1987-09-01 | Rca Corporation | Imaging device having two anti-reflection layers on a surface of silicon wafer |
| JPH0391128A (ja) | 1989-08-31 | 1991-04-16 | Victor Co Of Japan Ltd | 光記録担体 |
| JP4613356B2 (ja) * | 1998-03-03 | 2011-01-19 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 光記録媒体、光記録方法、光信号再生方法、光記録装置及び光信号再生装置 |
| US6404722B1 (en) * | 2000-08-01 | 2002-06-11 | Ritek Corporation | Method of increasing recording density and capacity of a compact disc |
| TWI234546B (en) * | 2000-08-18 | 2005-06-21 | Ritek Corp | Polysilicon formation method |
| EP1313095B1 (en) * | 2001-11-15 | 2008-10-15 | Samsung Electronics Co. Ltd. | Compatible optical pickup |
| WO2003044897A1 (en) | 2001-11-16 | 2003-05-30 | Marconi Uk Intellectual Property Ltd | Multilayer imaging device with negativer permittivity or negative permeability layers |
-
2002
- 2002-05-22 JP JP2002147666A patent/JP4000365B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-05-21 US US10/442,213 patent/US7099264B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-05-21 EP EP03253171A patent/EP1365394A3/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009523322A (ja) * | 2006-01-11 | 2009-06-18 | マイクロン テクノロジー， インク． | 回折限界以下のフィーチャを作り出すためのフォトリソグラフィーシステムと方法 |
| CN114355632A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-04-15 | 中山大学 | 一种基于相变材料可自定义像差的平板透镜及其制作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4000365B2 (ja) | 2007-10-31 |
| US7099264B2 (en) | 2006-08-29 |
| EP1365394A3 (en) | 2005-12-21 |
| EP1365394A2 (en) | 2003-11-26 |
| US20040047272A1 (en) | 2004-03-11 |
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