JP2005285227A - Optical recording and reproducing method and optical recording and reproducing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、光記録再生方法及び当該方法を用いた装置に関し、詳細には、近接場光を用いて高密度に情報を記録しこれを再生するための光記録再生方法及び当該方法を用いた装置に関する。 The present invention relates to an optical recording / reproducing method and an apparatus using the method, and in particular, uses an optical recording / reproducing method for recording and reproducing information with high density using near-field light and the method. Relates to the device.
近接場光(エバネッセント光)を利用することで、光の波長分解能の限度を超えて高密度に情報を光記録及び再生することが可能である。かかる光記録再生方法のうち、Super−RENS(Super-resolution near-field structure:超高解像近接場構造)法は、記録媒体内のマスク層にレーザビームによって光透過率の高い微小開口部を形成して、この微小開口部先端に発生する近接場光によって記録膜に情報を記録及び/又は再生する方法である。このSuper−RENS法は、近接場プローブによって近接場光を発生させて光記録及び/又は再生する方法と比較して、制御機構を容易に構成出来るなどの多くの利点を有している。例えば、非特許文献1を参照されたい。
By using near-field light (evanescent light), information can be optically recorded and reproduced with high density exceeding the limit of wavelength resolution of light. Among such optical recording / reproducing methods, the Super-RENS (Super-resolution near-field structure) method is a method in which a fine aperture having a high light transmittance is formed in a mask layer in a recording medium by a laser beam. In this method, information is recorded on and / or reproduced from the recording film by near-field light generated at the tip of the minute opening. This Super-RENS method has many advantages, such as that the control mechanism can be easily configured as compared with a method of generating and recording near-field light by a near-field probe. For example, see Non-Patent
図1に示すように、Super−RENS法による記録媒体101は、典型的には、少なくとも記録層105と、その上のマスク層107とを含む。マスク層107は、一般的にSb(アンチモン)やAgOxなどの非線形光学材料で形成されている。マスク層107は、部分的に一定強度以上のレーザビームの照射を受けると、当該部分が加熱されて、可逆的な結晶−結晶間の相転移を生じるのである。この相転移により、照射されるレーザビームに対して透過率の低い状態(不透明な状態)から透過率の高い状態(透明な状態)にその屈折率が変化するのである。この屈折率の変化した部分が開口部109である。続いて、照射されるレーザビームの強度が低下して、当該部分が冷却されると、逆の相転移を生じる。この相転移により、照射レーザビームに対して透過率の高い状態(透明な状態)から元の透過率の低い状態(不透明な状態)に屈折率が変化して開口部109が閉じるのである。例えば、特許文献2及び3を参照されたい。
As shown in FIG. 1, a
レーザビームがマスク層107に照射されて、マスク層107には開口部109が生じる。この開口部109の大きさが照射されたレーザビームの波長(典型的には数百nm程度)よりも小さい数十nm程度の大きさの場合にあっては、照射レーザビームは、もはやこの微小な開口部109をそのまま透過してマスク層109の反対側に抜けることは出来ない。このとき、微小開口部109の内部には散乱体111が形成される。そして、微小開口部109の先端方向(マスク層107におけるレーザビームが入射する面と反対側の面方向)には、マスク層107の微小開口部109からわずかに突き出て、近接場光113が生じるのである。
The
マスク層107の下には、例えばGe2Sb2Te5からなる記録層105があって、近接場光113が記録層105に達すると、当該部分が相転移を生じて記録マーク115が形成される。これにより情報を記録することができるのである。また、情報の再生時にあっては、近接場光113がすでに記録層105に形成されている記録マーク115によって散乱されて生じる散乱光を開口部109を介して受光するのである。これにより情報を再生することができるのである。
図1を更に参照すると、記録層105に形成される記録マーク115の大きさが小さいほど、高密度に情報を記録することができて好ましい。
With further reference to FIG. 1, it is preferable that the size of the
ここで、記録層105に形成される記録マーク115の大きさはマスク層107に形成される開口部109の大きさに依存する。つまり、高密度に情報を記録再生するためには、出来る限り開口部109を小さく形成することが好ましい。
Here, the size of the
図1の強度分布図を参照して理解されるように、マスク層107へ照射されるレーザビームは、一般に、ガウス分布状の光強度分布116を有している。この光強度分布116にあって、一定の光強度Eよりも高い強度の部分117に対応して開口部109が形成される。よって、光強度閾値Eをガウス分布の最高強度に相対的に接近させることで、開口部109の大きさ(径)Wを小さく形成することが出来る。つまり、レーザビームの中心部分に対応する光、すなわち、半径方向に沿って光強度の変化(勾配)の小さい部分を開口部109の形成に使用することになるので、マスク層107内の半径方向に生じる温度勾配は緩やかになってしまう。かかる場合、マスク層107に形成される開口部109の幅Wが安定せず、結果として、記録層105に安定して記録マーク115を形成することができないのである。
As understood with reference to the intensity distribution diagram of FIG. 1, the laser beam applied to the
そこで、本発明は、上記したような問題の解決を目的とて、Super−RENS法を用いて記録層に高密度に且つ高精度に記録マークを形成するための光記録再生方法及び当該方法を用いた装置を提供する。 Accordingly, the present invention provides an optical recording / reproducing method and a method for forming recording marks with high density and high precision on a recording layer using the Super-RENS method for the purpose of solving the above problems. The apparatus used is provided.
本発明による光記録再生方法は、光源から出射した光ビームを記録媒体中のマスク層を介して記録層に導いて情報を記録し又は該記録層で反射された光ビームを光検出器で受光して情報を再生するための光記録再生方法であって、前記記録層に情報の記録及び/又は再生を行うために、前記記録層の記録部分に向けた光軸に沿って光ビームを出射するステップと、前記光ビームの前記光軸が交差する前記マスク層の所定部分に電子ビームを照射して所定の温度以上に加熱し、前記マスク層を貫通し且つ前記光ビームを透過しない大きさであるゲート部を形成するステップと、を含むことを特徴とする。
本発明による光記録再生方法は、光源から出射した光ビームを記録媒体中のマスク層を介して記録層に導いて情報を記録し又は該記録層で反射された光ビームを光検出器で受光して情報を再生するための光記録再生方法であって、前記記録媒体の前記マスク層の所定部分に電子ビームを照射して所定の温度以上に加熱し、前記マスク層を貫通し且つ前記光ビームを透過しない大きさであるゲート部を形成するステップと、前記所定部分に光ビームを照射するステップと、を含むことを特徴とする。
In the optical recording / reproducing method according to the present invention, a light beam emitted from a light source is guided to a recording layer through a mask layer in a recording medium to record information, or a light beam reflected by the recording layer is received by a photodetector. An optical recording / reproducing method for reproducing information, wherein a light beam is emitted along an optical axis directed to a recording portion of the recording layer in order to record and / or reproduce information on the recording layer. And a step of irradiating a predetermined portion of the mask layer where the optical axes of the light beam intersect with each other by irradiating an electron beam to a predetermined temperature or more, passing through the mask layer and not transmitting the light beam. Forming a gate portion.
In the optical recording / reproducing method according to the present invention, a light beam emitted from a light source is guided to a recording layer through a mask layer in a recording medium to record information, or a light beam reflected by the recording layer is received by a photodetector. An information recording / reproducing method for reproducing information, wherein a predetermined portion of the mask layer of the recording medium is irradiated with an electron beam and heated to a predetermined temperature or more, penetrates the mask layer, and the light Forming a gate portion having a size that does not transmit a beam; and irradiating the predetermined portion with a light beam.
本発明による光記録再生装置は、光源から出射した光ビームを記録媒体中のマスク層を介して記録層に導いて情報を記録し又は該記録層で反射された光ビームを光検出器で受光して情報を再生するための光記録再生装置であって、前記記録層に情報の記録及び/又は再生を行なうために、前記記録層の記録部分に向けた光軸に沿って光ビームを出射するレーザ光源と、前記光ビームの前記光軸が交差する前記マスク層の所定部分に電子ビームを照射する電子ビーム源と、を備え、前記電子ビーム源は、前記マスクの所定部分を所定の温度以上に加熱し、前記マスク層を貫通し且つ前記光ビームを透過しない大きさであるゲート部を形成することを特徴とする。 An optical recording / reproducing apparatus according to the present invention guides a light beam emitted from a light source to a recording layer through a mask layer in a recording medium to record information, or receives a light beam reflected by the recording layer by a photodetector. An optical recording / reproducing apparatus for reproducing information and emitting a light beam along an optical axis directed to a recording portion of the recording layer in order to record and / or reproduce information on the recording layer A laser light source, and an electron beam source that irradiates a predetermined portion of the mask layer where the optical axes of the light beams intersect with each other, and the electron beam source has a predetermined temperature of the mask at a predetermined temperature. By heating as described above, a gate portion having a size that penetrates the mask layer and does not transmit the light beam is formed.
本発明による光記録再生装置は、光源から出射した光ビームを記録媒体中のマスク層を介して記録層に導いて情報を記録し又は該記録層で反射された光ビームを光検出器で受光して情報を再生するための光記録再生装置であって、前記記録層に情報の記録及び/又は再生を行うために、前記記録層の記録部分に向けた光軸に沿って光ビームを出射するレーザ光源と、前記マスク層に電子ビームを照射する電子ビーム源と、前記電子ビームが照射された前記マスク層の部分に、前記光ビームが照射されるように前記記録媒体を移動させる移動手段と、を備え、前記電子ビーム源は、前記マスク層の前記部分を所定の温度以上に加熱し、前記マスク層を貫通し且つ前記光ビームを透過しない大きさであるゲート部を形成することを特徴とする。 An optical recording / reproducing apparatus according to the present invention guides a light beam emitted from a light source to a recording layer through a mask layer in a recording medium to record information, or receives a light beam reflected by the recording layer by a photodetector. An optical recording / reproducing apparatus for reproducing information, wherein a light beam is emitted along an optical axis directed to a recording portion of the recording layer in order to record and / or reproduce information on the recording layer A laser light source, an electron beam source for irradiating the mask layer with an electron beam, and a moving means for moving the recording medium so that the portion of the mask layer irradiated with the electron beam is irradiated with the light beam And the electron beam source heats the portion of the mask layer to a predetermined temperature or more to form a gate portion that is sized to penetrate the mask layer and not transmit the light beam. Features.
図2に示すように、本発明による情報記録再生システムに使用されるディスク状記録媒体1は、これに限定されるものではないが、典型的には、ガラス又はポリカーボネートなどの樹脂からなる基板3上に、第1保護層5、記録層7、第2保護層9及びマスク層11をそれぞれスパッタ法などで成膜した多層記録ディスクである。ここで、第1保護層5はSiNからなり、厚さは約20nmである。記録層7はGe2Sb2Te5からなり、厚さは約15nmである。Ge2Sb2Te5は、光の照射を受けて反射率の異なる結晶相と非晶質相との2つの相状態を変化して情報を記録し得る。第2保護層9は、SiNなどのレーザビームを透過可能な材料からなり、厚さは、後述するように、これを介して近接場光23が記録層7に到達可能な厚さでなければならない。一般的に近接場光の発生領域は光の波長以下であるが、レーザビームの強度や開口部21の大きさにも依存する。ここでは、厚さは約20nmである。マスク層11は、Sbからなり、厚さは約15nmである。第1保護層5及び第2保護層9は、他にZnS−SiO2などであってもよい。
As shown in FIG. 2, the disc-
図3に示すように、本発明による情報記録再生システムに使用される他のディスク状記録媒体1’は、マスク層11の上に更に、第3保護層13を設けている。特に、マスク層11がAgOxの場合にあっては、第2保護層9とともにマスク層11をサンドイッチして、AgOxの分解に伴う酸素の散逸を防止することが出来て(詳細は後述する)好ましい。第3保護層13もレーザビームを透過可能な材料であって、更に、電子ビームを透過可能な材料でなければならない。第3保護層13も第1保護層5及び第2保護層9と同じSiNやZnS−SiO2で形成し得る。また、第3保護層13の厚さは、電子ビーム及びレーザビームがその下のマスク層11に到達できる厚さでなければならない。これは、電子ビーム及びレーザビームの強度にもよるが、典型的には、約5nm以下である。
As shown in FIG. 3, another disc-
また、本発明による情報記録再生システムに使用される更に他のディスク状記録媒体として、記録層7にTbFeCoを用いることで光磁気ディスクとすることもできる。
Further, as another disk-shaped recording medium used in the information recording / reproducing system according to the present invention, a magneto-optical disk can be formed by using TbFeCo for the
以上の如く、本発明による記録再生システムに使用されるディスクとして、近接場光を利用して情報を記録再生するための公知のディスクをそのまま使用することが出来る。また、各層の厚さ、材質等は、本発明による情報記録再生システムの仕様に合わせて適宜、変更し得る。 As described above, a known disk for recording / reproducing information using near-field light can be used as it is as a disk used in the recording / reproducing system according to the present invention. Further, the thickness, material, and the like of each layer can be appropriately changed according to the specifications of the information recording / reproducing system according to the present invention.
図4及び5に従って、本発明による第1の実施例のSuper−RENS法を用いた超高密度近接場光記録再生システムを説明する。 The super high density near-field optical recording / reproducing system using the Super-RENS method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
電子ビーム銃31は、記録媒体1のマスク層11に開口部21を形成するための電子ビームの発生源である。また、レーザ光源41は、開口部21近傍に近接場光23を形成するためのレーザビーム光源である。すなわち、本発明の第1の実施例による装置は、2つのビーム源を有している。レーザ光源41は、波長600nm程度の短波長レーザ光源である。ディスク状の記録媒体1は、回動自在にX−θステージ51上に配置されている。レーザ光源41と記録媒体1との間には、レーザビームを記録媒体1上に導き、集光させるためのミラー43、ビームスプリッタ45及び対物光学レンズ47が配置されている。ミラー43、ビームスプリッタ45及び対物光学レンズ47の中心部には、電子ビームを通過させるための導電子ビーム路43’、45’及び47’がそれぞれ設けられている(特に、図5を参照されたい)。この導電子ビーム路43’、45’及び47’を通って、電子ビームが記録媒体1のマスク層11に導かれて開口部21を形成するのである。また、開口部21には、対物光学レンズ47によってレーザビームが集光されて近接場光23が形成されるのである。電子ビーム銃31、レーザ光源41、ミラー43、ビームスプリッタ45及びレンズ47は、電子ビーム及びレーザビームの行路軸が一致して記録媒体1に入射するように配置されている。
The
ここで、電子ビームの進行方向を屈曲させることは、装置の機構を簡略化する上で不利である。故に、典型的には、電子ビーム銃は記録媒体1と対向して配置されており、電子ビームが直線行路Pを通って記録媒体1上に導かれる。一方、レーザ光源41は、電子ビームとの干渉を回避するために電子ビームの行路Pを避けて配置されていて、レーザビームはミラー43によって光路を曲げられて記録媒体1上に導かれる。上記したように、記録媒体1上には電子ビーム及びレーザビームが同軸に導かれる必要があるが、この2つのビームの同軸性を記録媒体1上で達成することが出来る限りにおいて、他の機構及び素子の配置が採用し得る。
なお、一般的には、電子ビームを電子ビーム銃31から記録媒体に効率良く導くためには、電子ビームの行路である記録媒体1と電子ビーム銃31との間を真空状態に維持する必要がある。よって、少なくとも、電子ビーム銃31、レンズ47及び記録媒体1は、真空チャンバ71内に配置される。
本発明の第1の実施例によれば、開口部21の形成と近接場光23の形成のための独立した形成手段を設けているので、開口部21の形成と近接場光23の形成の2つの工程を独立してそれぞれ制御可能である。故に、記録媒体1に高密度且つ高精度に情報を記録できて、またこれを再生することが出来るのである。
Here, bending the traveling direction of the electron beam is disadvantageous in simplifying the mechanism of the apparatus. Therefore, typically, the electron beam gun is disposed to face the
In general, in order to efficiently guide the electron beam from the
According to the first embodiment of the present invention, since the independent forming means for forming the
次に、図4及び5に従って、本発明の第1の実施例による超高密度近接場光記録再生システムの情報記録動作について説明する。 Next, the information recording operation of the ultra high density near-field optical recording / reproducing system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
情報の記録時にあっては、トリガーが中央処理部61に送出されてX−θステージ駆動コントローラ63へ駆動信号が送出される。駆動コントローラ63は、この駆動信号を受けて、情報の記録を所望する記録媒体1上の部分を電子ビーム及びレーザビームの照射が行われる所定位置に位置させるようにX−θステージ51を高速に移動させる。X−θステージ51の移動が完了すると、駆動コントローラ63は、移動完了信号を中央処理部61に送出する。
At the time of recording information, a trigger is sent to the
中央処理部61が移動完了信号を受信すると、次に、中央処理部61は電子ビーム偏向コントローラ65へ電子ビーム照射信号を送出する。
When the
電子ビーム銃31には予め電圧が印可されていて、電子ビーム銃31からは常に電子ビームが発生している。しかしながら、図6に示すように、一対のブランキングプレート33の間には予め一定の電圧E1が付加されており、電子ビームの進行方向が行路Pからオフセットされている(状態Po)。電子ビームの進行方向には、これを遮るように、中心部に円形の絞り(貫通穴)35’を有する絞り板(アパーチャプレート)35が配置されており、絞り35’は行路Pを通る電子ビームのみを通過させる。故に、一対のブランキングプレート33に電圧E1が付加されている状態では、行路Pからオフセットされた電子ビームが絞り板35の絞り35’を通過することは出来ない。
A voltage is applied to the
一方、電子ビーム偏向コントローラ65が電子ビーム照射信号を受信すると、ブランキングプレート33への電流を遮断して、又は、一対のブランキングプレート33の間の電圧をE1と異なる電圧E2に変化させて、電子ビームの進行方向を行路Pと一致するように偏向させる。
On the other hand, when the electron
なお、絞りの径W1は、絞り板35に到達した電子ビームのスポット径W2よりも小さく調整することができて、絞り板35を通過する電子ビームのスポット径を調整することができる。
The aperture diameter W 1 can be adjusted to be smaller than the spot diameter W 2 of the electron beam that has reached the
他の実施例として、ブランキングプレート33に電圧が付加されていない状態において、電子ビーム銃31から発せられる電子ビームの進行方向が行路Pからオフセットするように電子ビーム銃31の向きを調整しても良い。この場合において、電子ビーム偏向コントローラ65によって一対のブランキングプレート33に電圧が付加されると、電子ビームの進行方向が行路Pに一致して、絞り板35の絞り35’を電子ビームが通過するのである。
As another embodiment, the direction of the
上記したように、ブランキングプレート33と絞り板35を使用して、行路Pへの電子ビームのオン/オフを行う場合にあっては、機械的な駆動部を有していないので、電子ビームのオン/オフ動作が高速に行うことが出来るとともに、電子ビームの方向を精度良く安定して制御することが出来るので好ましい。
As described above, when the blanking
もちろん、電子ビームの制御は、公知のシャッタ(図示せず、以下同じ)を用いて行っても良い。例えば、X−θステージ51の移動が完了したことを知らせる信号を中央処理部61が受信すると、中央処理部61から電子ビームシャッタコントローラ(図示せず)へ信号が送出されて電子ビームのシャッタが開動する。ここで、上記したと同じく、電子ビーム銃31には予め電圧が印可されており、電子ビーム銃31からは電子ビームが発生している。しかしながら、電子ビームの行路P上にはシャッタがあって、通常は、電子ビームを行路Pから遮るようにシャッタが閉じている。ここで、シャッタの開動によって、電子ビームが行路Pに向けられるのである。この場合にあっては、絞り板35がシャッタの上流、若しくは、下流のいずれかにあって、電子ビームのスポット径を調整することが好ましい。
Of course, the electron beam may be controlled using a known shutter (not shown, the same applies hereinafter). For example, when the
電子ビームが行路Pに向けられると、電子ビームは、ミラー43、ハーフミラー45及び対物光学レンズ47のそれぞれの中心に設けられた導電子ビーム路43’、45’、47’を通過して、記録媒体1に到達する。
When the electron beam is directed to the path P, the electron beam passes through the
電子ビームが記録媒体1のマスク層11に入射すると、被照射部分の温度が急激に上昇する。マスク層11がSbの場合にあっては、温度の上昇によって、結晶−結晶間の相転移を生じて、レーザビームに対して透過率の低い状態(不透明な状態)から透過率の高い状態(透明な状態)にその屈折率が変化する。また、マスク層11がAgxOの場合にあっては、温度の上昇によって、AgxOが酸素と銀に分解されて、レーザビームに対して透過率の低いAgxOから、透過率の高いAgに変化する。なお、絞り板35の絞り35’及び対物レンズ37を調整することでマスク層11上の電子ビームの径を調整することができて、開口部21の大きさを調整することができる。電子ビームを用いてマスク層11を部分的に加熱すると、レーザビームに比較して、温度分布の範囲が狭く、急峻な温度勾配となる強度分布が安定して得られるのである。典型的には、開口部21の大きさは、50nm程度であって、レーザ光源に使用される短波長レーザ素子の波長である600nm程度と比べて非常に小さい。
When the electron beam is incident on the
一方で、中央処理部61は、電子ビーム偏向コントローラ65へ電子ビーム照射信号を送出するとほぼ同時に情報記録信号をレーザ駆動コントローラ67に送出する。レーザ駆動コントローラ67は、この信号を受けて、駆動電流をレーザ光源41に送る。レーザ光源41は、駆動電流に対応してレーザビームを生成する。レーザビームは、ミラー43、ビームスプリッタ45及び対物光学レンズ47を介して記録媒体1上に集光される。ここで、レーザビーム径が対物光学レンズ47によって十分に絞られたとしても、電子ビームによって形成された開口部21の径はレーザビームの波長に比べて非常に小さいから、レーザビームは開口部21をそのまま通過することは出来ない。そして、上記した如く、マスク層11の裏側には、開口部21の径程度の範囲に分布する近接場光23が生じるのである。なお、マスク層11に開口部21が形成される前にレーザビームがマスク層に照射されていると、開口部21が形成されたと同時に近接場光23も形成されるので、非常に短時間に情報の記録を行うことができて好ましい。故に、中央処理部61が電子ビーム偏向コントローラ65へ電子ビーム照射信号を送出するよりも前に情報記録信号をレーザ駆動コントローラ67に送出してもよい。
On the other hand, when the
近接場光23は、第2保護層9がある場合は、これを介して記録層7に到達できる。記録層7の近接場光23の照射を受けた部分は、瞬時に、部分的に結晶相から非晶質相へ、若しくは、非晶質相から結晶相へと相変化して、記録マーク7’が形成されるのである。ここで、上記した如く、近接場光23の分布範囲は非常に狭いため、記録マーク7’の大きさも非常に微細となる。
When the second
中央処理部61には、電子ビーム照射信号の送出から記録層7に記録マーク7’が形成されるまでの標準時間Tが予めインプットされている。これにより、時間Tが経過すると、中央処理部61は電子ビーム偏向コントローラ65へ電子ビーム遮断信号を送出して、ブランキングプレート33に所定電圧E1が付加されて、電子ビームの進行方向が元の電子ビームの進行方向である行路Pからオフセットされた状態Poへと戻り、絞り板35によって電子ビームが進路を遮られるのである。なお、ブランキングプレート33に電圧が付加されていない状態において電子ビーム銃31から発せられる電子ビームの進行方向が行路Pからオフセットするように電子ビーム銃31の向きが調整されている上記した他の実施例の場合にあっても、ブランキングプレート33への電圧が元に戻ることで、電子ビームの進行方向が行路Pから元のオフセットされた状態に戻り、電子ビームが絞り板35によって進路を遮られるのである。更に、電子ビームの開閉にシャッタを用いる上記した他の実施例の場合にあっても、中央処理部61から電子ビームシャッタコントローラへ信号が送出されて、電子ビームのシャッタが閉動して、電子ビームの進路が行路Pから遮られるのである
記録媒体1のマスク層11への電子ビームの照射が遮断されると、被照射部分の温度が急速に室温付近まで低下する。マスク層11がSbの場合にあっては、温度の低下によって、電子ビームの入射時と逆の結晶−結晶間の相転移を生じて、レーザビームに対して透過率の高い状態(透明な状態)から透過率の低い状態(不透明な状態)にその屈折率が変化する。また、マスク層11がAgxOの場合にあっては、温度の低下によって、Agが再び酸素と結合してAgxOに戻り、レーザビームに対して透過率の高いAgから透過率の低いAgxOに戻るのである。開口部21の閉塞によって、記録層7の近傍に生じていた近接場光23も消滅する。なお、第2保護層9と第3保護層13とでマスク層11をサンドイッチしているので、開口部21の形成時にAgxOが分解して発生した酸素は開口部21の閉塞時にも散逸していないのである。
The
以上で記録層7への1つの記録マーク7’の形成ステップが完了する。続けて記録マーク7’を形成するためには、上記した如きステップを繰り返し行うのである。
Thus, the step of forming one recording mark 7 'on the
次に、本発明の実施例による超高密度近接場光記録再生システムの情報読み出し動作について説明する。 Next, an information reading operation of the ultra high density near-field optical recording / reproducing system according to the embodiment of the present invention will be described.
再度、図4を参照すると、情報の読み出し時にあっては、トリガーが中央処理部61に送出されてX−θステージ駆動コントローラ63へ駆動信号が送出されて、X−θステージ51が移動し、電子ビームがマスク層11に入射するところまでは、上記した情報記録動作と同じなので詳述しない。
Referring to FIG. 4 again, when reading information, a trigger is sent to the
更に、中央処理部61は、電子ビーム偏向コントローラ65へ電子ビーム照射信号を送出するとほぼ同時に情報読み出し信号をレーザ駆動コントローラ67に送出する。レーザ駆動コントローラ67は、駆動電流を生成してレーザ光源41にこれを送出する。このときの駆動電流は、記録層7への記録マーク7’を上書きしない程度に情報記録時の駆動電流よりも小さく設定されることが好ましい。レーザビームは、ミラー43、ビームスプリッタ45及び対物光学レンズ47を介して記録媒体1上に集光されて、マスク層11の裏側に近接場光23を生じる。これは情報記録動作時と同じである。
Further, when the
記録層7の記録マーク7’によって近接場光23が反射されると、その反射光が対物光学レンズ47からビームスプリッタ45へとレーザビームの記録媒体への入射と反対の経路を辿る。ビームスプリッタ45で分岐された反射光の一部は、情報ディテクタ49に入射して信号が信号処理回路69に出力されて処理される。これらについては、公知の技術であるのでここでは詳述はしない。
When the near-
中央処理部61には、電子ビーム照射信号の送出から記録層7の記録マーク7’を読み出すのに要する標準時間T’が予めインプットされている。時間T’が経過すると、中央処理部61は電子ビーム偏向コントローラ65へ電子ビーム遮断信号を送出し、絞り板35によって電子ビームの進路が遮られるのである。これについても、情報記録時と同様であるのでここでは詳述しない。
The
以上で記録層への1つの記録マーク7’の読み取りステップが完了する。更なる記録マーク7’の読み取りのためには、これらのステップが繰り返し行われるのである。 This completes the step of reading one recording mark 7 'on the recording layer. These steps are repeated for further reading of the recording mark 7 '.
本発明の第1の実施例では、上記したように情報の記録及び再生時に強度の異なるレーザビームを使用している。かかる場合であっても、開口部21は、情報の記録時と再生時で同じものが得られるのである。
In the first embodiment of the present invention, as described above, laser beams having different intensities are used during recording and reproduction of information. Even in such a case, the
図7及び図8に従って、本発明による第2の実施例のSuper−RENS法を用いた超高密度近接場光記録再生システムを説明する。 A super high density near-field optical recording / reproducing system using the Super-RENS method according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
本発明の他の実施例によるシステムは、上記した実施例1のシステムと電子ビーム銃31及びレーザ光源41の配置が異なっている。レーザ光源41は、記録媒体1の盤面に垂直にこれに対向する位置に配置されており、レーザビームが記録媒体1に垂直に入射する(行路P’)。電子ビーム銃31は、レーザビームが記録媒体1に入射する位置X、すなわち、記録媒体1に情報を記録する若しくは読み出しを所望する記録媒体1上の位置Xに、記録媒体1と入射角度θで入射するように配置されている。つまり、電子ビーム銃31は、行路P’からオフセットされた位置に配置されているのである。
The system according to another embodiment of the present invention differs from the system according to the first embodiment described above in the arrangement of the
図8に示すように、更に、本発明の他の実施例によるシステムとして、電子ビームが記録媒体1に入射角度θeを有して入射するように電子ビーム銃41が配置されている。また、電子ビームの記録媒体1への入射位置Xにレーザビームが記録媒体1と入射角度θBを有して入射するようにレーザ光源41が配置されている。かかる場合、上記したように電子ビームだけを斜めに記録媒体1に入射させた場合と比べて、電子ビームの記録媒体1への照射角度θeを小さくすることが出来て、開口部21がマスク層11に厚さ方向にほぼ垂直に精度良く形成出来るので好ましい。
As shown in FIG. 8, as a system according to another embodiment of the present invention, an
以上の構成により、ミラー43(図2及び3を参照)を使用することが無く、構成を簡素化できる。また、ビームスプリッタ45及び対物光学レンズ47の側方を電子ビームが通過するので、ビームスプリッタ45及び対物光学レンズ47には、実施例1における導電子ビーム路45’、47’を設ける必要がなく、素子を簡素化できる。
With the above configuration, the mirror 43 (see FIGS. 2 and 3) is not used, and the configuration can be simplified. Further, since the electron beam passes through the side of the
なお、情報の記録/読み出しの操作については、実施例1のシステムと同じであるのでここでは詳述しない。 Since the information recording / reading operation is the same as that of the system of the first embodiment, it will not be described in detail here.
図9乃至図11に従って、本発明による第3の実施例のSuper−RENS法を用いた超高密度近接場光記録再生システムを説明する。 A super high density near-field optical recording / reproducing system using the Super-RENS method according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図9を参照すると、本発明の更に他の実施例によるシステムは、電子ビームの行路Pとレーザビームの行路P’とが記録媒体1への入射位置において異なっている。すなわち、行路Pと行路P’とは、記録媒体1への入射位置において同一軸上にないのである。また、レーザ光源41の位置は、実施例1と同様にミラー43を用いて行路P’の側方にあっても良いし、記録媒体1の直上にこれと対向するように設けても良い。
Referring to FIG. 9, in a system according to still another embodiment of the present invention, an electron beam path P and a laser beam path P ′ are different at an incident position on the
情報の記録/読み出しにあっては、記録媒体1の情報を記録若しくは読み出しを所望する記録媒体1上の位置Xに電子ビームが照射されてマスク層11に開口部21が形成される。その後、X−θステージ51によって記録媒体1が移動して、記録媒体1上の位置Xへレーザビームが照射される。すなわち、記録媒体1上の位置Xが電子ビームの行路Pからレーザビームの行路P’に移動するようにX−θステージ51が移動するのである。レーザビームによって近接場光23が開口部21の近傍に形成されて、記録層7に記録マーク7’が形成される。若しくは、記録層7の記録マーク7’で反射光が生成される。
In recording / reading information, an electron beam is irradiated to a position X on the
なお、X−θステージ51の移動中は電子ビームが記録媒体1へ照射されていないので、マスク層11が急速に冷却されてしまう。故に、開口部21が閉塞する前に記録媒体1を高速で移動させなければならない。そこで、図10に示すように、電子ビームの行路Pとレーザビームの行路P’とを角度を有して記録媒体1へ入射するようにして、X−θステージ51による記録媒体1の移動距離を減らすこともできる。
During the movement of the
また、図11に示すように、電子ビーム銃31から記録媒体1への間を幾つかのセクションに区切って、段階的に真空度を変化させて電子ビームを大気圧下に配置された記録媒体1へ導くこともできる。なお、図11では、4つのセクションに分けて4段で排気する方法を図示しているが、排気セクションの数はこれに限定されるものではない。電子ビームの強度が低下することを防止すべく、大気圧下での電子ビームの行路長は短い方が好ましい。故に、電子ビーム銃31のチャンバ39をなるべく記録媒体1の近傍まで接近させる。本実施例では、記録媒体1は、大気圧中に配置されているので、情報を記録又は再生を所望する記録媒体1の交換が容易である。
In addition, as shown in FIG. 11, the section from the
なお、信号情報の記録/読み出しについては、X−θステージ51による記録媒体1の移動以外には実施例1のシステムとほぼ同じであるので、ここでは詳述しない。
The recording / reading of the signal information is almost the same as the system of the first embodiment except for the movement of the
1 記録媒体
3 基板
5 第1保護層
7 記録層
9 第2保護層
11 マスク層
13 第3保護層
21 開口部
23 近接場光
31 電子ビーム銃
33 ブランキングプレート
35 絞り板
41 レーザ光源
51 X−θステージ
43 ミラー
45 ビームスプリッタ
47 対物光学レンズ
49 ディテクタ
43’、45’、47’ 導電子ビーム路
61 中央処理部
63 X−θステージ駆動コントローラ
65 電子ビーム偏向コントローラ
101 記録媒体
103 保護層
105 記録層
107 マスク層
109 開口部
111 散乱体
113 近接場光
115 記録マーク
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記記録層に情報の記録及び/又は再生を行なうために、前記記録層の記録部分に向けた光軸に沿って光ビームを出射するステップと、
前記光ビームの前記光軸が交差する前記マスク層の所定部分に電子ビームを照射して所定の温度以上に加熱し、前記マスク層を貫通し且つ前記光ビームを透過しない大きさであるゲート部を形成するステップと、を含むことを特徴とする光記録再生方法。 Light for recording information by guiding the light beam emitted from the light source to the recording layer through the mask layer in the recording medium, or reproducing the information by receiving the light beam reflected by the recording layer with a photodetector A recording / playback method,
Emitting a light beam along an optical axis directed to a recording portion of the recording layer to record and / or reproduce information on the recording layer;
A gate portion that is sized to irradiate a predetermined portion of the mask layer where the optical axes of the light beam intersect with each other by irradiating an electron beam to a predetermined temperature or more and to penetrate the mask layer and not transmit the light beam. Forming an optical recording / reproducing method.
前記記録媒体の前記マスク層の所定部分に電子ビームを照射して所定の温度以上に加熱し、前記マスク層を貫通し且つ前記光ビームを透過しない大きさであるゲート部を形成するステップと、
前記所定部分に光ビームを照射するステップと、を含むことを特徴とする光記録再生方法。 Light for recording information by guiding the light beam emitted from the light source to the recording layer through the mask layer in the recording medium, or reproducing the information by receiving the light beam reflected by the recording layer with a photodetector A recording / playback method,
Irradiating a predetermined portion of the mask layer of the recording medium with an electron beam and heating it to a predetermined temperature or more to form a gate portion that penetrates the mask layer and does not transmit the light beam;
Irradiating the predetermined portion with a light beam, and an optical recording / reproducing method.
前記記録層に情報の記録及び/又は再生を行なうために、前記記録層の記録部分に向けた光軸に沿って光ビームを出射するレーザ光源と、
前記光ビームの前記光軸が交差する前記マスク層の所定部分に電子ビームを照射する電子ビーム源と、を備え、
前記電子ビーム源は、前記マスクの所定部分を所定の温度以上に加熱し、前記マスク層を貫通し且つ前記光ビームを透過しない大きさであるゲート部を形成することを特徴とする光記録再生装置。 Light for recording information by guiding the light beam emitted from the light source to the recording layer through the mask layer in the recording medium, or reproducing the information by receiving the light beam reflected by the recording layer with a photodetector A recording / reproducing apparatus,
A laser light source for emitting a light beam along an optical axis directed to a recording portion of the recording layer in order to record and / or reproduce information on the recording layer;
An electron beam source that irradiates a predetermined part of the mask layer where the optical axes of the light beam intersect with each other,
The electron beam source heats a predetermined portion of the mask to a predetermined temperature or more to form a gate portion having a size that penetrates the mask layer and does not transmit the light beam. apparatus.
前記記録層に情報の記録及び/又は再生を行なうために、前記記録層の記録部分に向けた光軸に沿って光ビームを出射するレーザ光源と、
前記マスク層に電子ビームを照射する電子ビーム源と、
前記電子ビームが照射された前記マスク層の部分に、前記光ビームが照射されるように前記記録媒体を移動させる移動手段と、を備え、
前記電子ビーム源は、前記マスク層の前記部分を所定の温度以上に加熱し、前記マスク層を貫通し且つ前記光ビームを透過しない大きさであるゲート部を形成することを特徴とする光記録再生装置。 Light for recording information by guiding the light beam emitted from the light source to the recording layer through the mask layer in the recording medium, or reproducing the information by receiving the light beam reflected by the recording layer with a photodetector A recording / reproducing apparatus,
A laser light source for emitting a light beam along an optical axis directed to a recording portion of the recording layer in order to record and / or reproduce information on the recording layer;
An electron beam source for irradiating the mask layer with an electron beam;
Moving means for moving the recording medium so that the light beam is irradiated to the portion of the mask layer irradiated with the electron beam,
The electron beam source heats the portion of the mask layer to a predetermined temperature or more to form a gate portion having a size that penetrates the mask layer and does not transmit the light beam. Playback device.
12. The optical recording / reproducing apparatus according to claim 11, wherein the light beam forms near-field light in the vicinity of the gate portion, and the near-field light reaches the recording layer.
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