JP2007207394A - Optical memory head and optical recording and reproducing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学的手段によりディジタル情報を記録、再生する装置、及びその方法に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for recording and reproducing digital information by optical means, and a method thereof.
近年、Compact Disc (CD)やDigital Versatile Disk(DVD)等のいわゆる光記録媒体が普及している。これらの光記録媒体は、パソコンなどのディジタルデータや映画などのディジタルコンテンツを保存・配布するための情報媒体として用いられている。 In recent years, so-called optical recording media such as Compact Disc (CD) and Digital Versatile Disk (DVD) have become widespread. These optical recording media are used as information media for storing and distributing digital data such as personal computers and digital contents such as movies.
さらには、次世代の光記録媒体としてBlu−ray Disk(BD)やHigh−Definition Digital Versatile Disk(HD−DVD)が実用段階に入りつつある。次世代の光記録媒体は、開発初期段階のもので20〜30GB、多層記録を併用したもので100GBを超える大容量のデータを保存することができる。 Furthermore, Blu-ray Disk (BD) and High-Definition Digital Versatile Disk (HD-DVD) are entering the practical stage as next-generation optical recording media. The next-generation optical recording medium can store large-capacity data of 20 to 30 GB in the early stage of development and 100 GB in combination with multilayer recording.
一方で、Hard Disk Drive(HDD)の急速な大容量化が進んでいる。また、高精細映像も普及している。このことを考慮すると、数百GB〜1TBという記録容量をもつ次々世代の光記録技術が期待される。このため、ホログラフィックメモリー(例えば、非特許文献1参照。)や近接場光記録などが開発段階にある。 On the other hand, the capacity of Hard Disk Drive (HDD) is rapidly increasing. High-definition video is also popular. Considering this, next generation optical recording technology having a recording capacity of several hundred GB to 1 TB is expected. For this reason, holographic memory (for example, see Non-Patent Document 1), near-field optical recording, and the like are in the development stage.
また、例えば、非特許文献2には、BDと固体侵レンズによって150GB相当のROMディスクを作製・再生する技術が記載されている。以下、光記録媒体を、適宜「メディア」という。
Further, for example, Non-Patent
近接場記録や固体侵レンズを用いた光記録によって記録容量を向上させる技術は、信号の符号化を介して物理的な記録ピットとディジタル情報のビットとを対応させる方法を採用している。 A technique for improving the recording capacity by optical recording using near-field recording or a solid immersion lens employs a method of associating physical recording pits with bits of digital information through signal encoding.
ここで、物理的な記録ピットの線形サイズをLとする。すると、記録容量は、線形サイズLの自乗に比例して増大する。これに対し、記録時のデータレートまたは再生時のデータレートは、線形サイズLに比例して増大する。このため、メディア当たりの記録または再生時間が、線形時間Lに比例して増大してしまうという問題が生じる。 Here, let L be the linear size of a physical recording pit. Then, the recording capacity increases in proportion to the square of the linear size L. On the other hand, the data rate at the time of recording or the data rate at the time of reproduction increases in proportion to the linear size L. For this reason, there arises a problem that the recording or reproducing time per medium increases in proportion to the linear time L.
記録時間または再生時間が増大する問題に対する解決策として、例えば、特許文献1や非特許文献3には、垂直共振器面発光型レーザーダイオード(以下、適宜「VCSEL」という。)アレイで多数のデータトラックを同時並列的に記録、再生する方法が提案されている。この方法では、放射光から近接場光への変換効率や多数のVCSELをトラッキングさせる精度の問題などがある。そして、これらの問題が解消されれば、上述の記録時間、再生時間の問題に対する有効な技術と考えられる。 As a solution to the problem of an increase in recording time or reproduction time, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 3 disclose a large amount of data in a vertical cavity surface emitting laser diode (hereinafter referred to as “VCSEL” as appropriate) array. A method for recording and reproducing tracks simultaneously and in parallel has been proposed. This method has problems such as the efficiency of conversion from radiated light to near-field light and the accuracy of tracking a large number of VCSELs. If these problems are solved, it can be considered an effective technique for the above-described problems of recording time and reproduction time.
VCSELアレイによる超並列近接場光記録について、図2、図3を用いて説明する。図2は、VCSELアレイ10を正面から見た模式図である。多数、例えば、N×N個のVCSEL11がレーザー基板12上に格子状に設置されている。各VCSELの開口部(図2中、黒点で示す)から紙面に垂直な方向にレーザー光が射出する。
Massively parallel near-field optical recording using a VCSEL array will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a schematic view of the
図3は、VCSELアレイ10の垂直な方向の断面構成を示している。隣接するVCSEL11を3個含んでいる。レーザー基板12上に配列されたVCSEL11は、レーザー光(図中、点線で示す)を射出する。射出したレーザー光は、一定の角度で広がって進行する。VCSELごとに設けられたマイクロレンズ21は、進行するレーザー光を収束させる。収束されたレーザー光は、開口部22近傍に集光される。
FIG. 3 shows a cross-sectional configuration of the
開口部22の径は、レーザー光の波長より小さく設定されている。このため、レーザー光の大部分は、放射光の状態では開口部22を通過できない。ここで、開口部22から下側には、開口部202の径と同程度の波長の近接場光がしみ出す。そして、近接場光を用いて光ディスク30への記録、再生を行う。
The diameter of the opening 22 is set smaller than the wavelength of the laser beam. For this reason, most of the laser light cannot pass through the opening 22 in the state of radiated light. Here, near-field light having a wavelength similar to the diameter of the opening 202 oozes out from the opening 22. Then, recording and reproduction on the
光ディスク30は、ディスク基板31の上に情報記録層32を設けた構造を有している。また、さらに保護層などがコーティングされていても良い。なお、近接場記録を行うためにはコーティングの厚さを開口部22の径程度、通常は数十nmと薄くする必要がある。
The
例えば、非特許文献4に記載されているように、開口部22からしみ出した近接場光が比較的集光されている領域は、高々開口部22の径程度の領域である。このため、近接場光記録の効果を得るためには、開口部22と情報記録層32との間の距離(Working Distance、以下、適宜「WD」と呼ぶ。)を数十nmとする必要がある。 For example, as described in Non-Patent Document 4, the region where the near-field light that has oozed out from the opening 22 is relatively condensed is a region that is at most about the diameter of the opening 22. Therefore, in order to obtain the effect of near-field optical recording, the distance between the opening 22 and the information recording layer 32 (working distance, hereinafter referred to as “WD” as appropriate) needs to be several tens of nm. is there.
例えば、非特許文献1では、WDを正確に制御するために、スライスパッド23を設ける構成、またはHDD等で用いられる浮上スライダの技術を利用する方法が記載されている。
For example, Non-Patent Document 1 describes a configuration in which a
しかしながら、従来技術の構成では、VCSELアレイ10の大きさに対してWDがあまりにも小さい。VCSELアレイ10を構成するVCSEL間の間隔は通常20μmである。例えば、100×100アレイの一辺の長さは、2mm程度、つまりWDの数万倍にも達する。
However, in the prior art configuration, the WD is too small relative to the size of the
このため、たとえスライスパッド23を設けたとしても、VCSELアレイ10と光ディスク30とが衝突してしまう場合がある。これにより、VCSELアレイ10と光ディスク30とが損傷してしまう。また、トラッキング制御が不安定になることも避けられない。ここで、浮上スライダを用いれば、安定したトラッキング制御が可能である。しかしながら、HDDの技術から容易に想像できるように、浮上スライダを用いる場合には空気のわずかな振動が浮上動作に大きく影響するため、ヘッドおよび記録媒体を一体化して強固な筐体内に密閉する必要がある。したがって部品点数の増大、加工および組立ての高精度化、さらにはヘッドと記録媒体の一体化などが必要となり、低コスト、リムーバブルといった光記録の特徴が損なわれてしまう。
For this reason, even if the
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高速な記録、再生が可能であり、WDが十分大きい光メモリヘッド及び光記録再生方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an optical memory head and an optical recording / reproducing method capable of high-speed recording and reproduction and having a sufficiently large WD.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、所定波長の光を供給する光源と、所定波長よりも小さい径を有する微小開口と、負屈折を示す材料で構成され、微小開口からの光を所定面へ集光させること及び所定面からの光を微小開口の位置へ集光させることの少なくともいずれか一方を行うための光学素子と、を有することを特徴とする光メモリヘッドを提供できる。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, according to the present invention, a light source that supplies light having a predetermined wavelength, a minute aperture having a diameter smaller than the predetermined wavelength, and a material exhibiting negative refraction are configured. And an optical element for performing at least one of condensing the light from the minute aperture on the predetermined surface and condensing the light from the predetermined surface to the position of the minute aperture. An optical memory head can be provided.
また、本発明の好ましい態様によれば、負屈折を示す材料により構成された光学素子は、微小開口の近傍に配置されていることが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the optical element made of a material exhibiting negative refraction is disposed in the vicinity of the minute aperture.
また、本発明の好ましい態様によれば、負屈折を示す材料により構成された光学素子はスラブ状レンズであることが望ましい。 Moreover, according to the preferable aspect of this invention, it is desirable that the optical element comprised with the material which shows negative refraction is a slab-like lens.
また、本発明の好ましい態様によれば、負屈折を示す材料により構成された光学素子の厚さは20nmより大きく、かつ1mmより小さいことが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the thickness of the optical element made of a material exhibiting negative refraction is larger than 20 nm and smaller than 1 mm.
また、本発明の好ましい態様によれば、所定波長をλとするとき、負屈折を示す材料により構成された光学素子の厚さがλ/30より大きいことが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, when the predetermined wavelength is λ, it is desirable that the thickness of the optical element made of a material exhibiting negative refraction is larger than λ / 30.
また、本発明の好ましい態様によれば、所定波長をλとするとき、微小開口の幅の最大値がλ/2より小さいことが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, when the predetermined wavelength is λ, it is desirable that the maximum value of the width of the minute aperture is smaller than λ / 2.
また、本発明の好ましい態様によれば、光源は、アレイ状に配置された複数の発光素子を有していることが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the light source has a plurality of light emitting elements arranged in an array.
また、他の本発明によれば、所定波長の光を供給する光供給ステップと、所定波長よりも小さい径を有する微小開口を配置する配置ステップと、負屈折を示す材料で構成された光学素子により、微小開口からの光を所定面へ集光させること及び所定面からの光を微小開口の位置へ集光させることの少なくともいずれか一方を行うための集光ステップと、を有することを特徴とする光記録再生方法を提供できる。 According to another aspect of the invention, a light supplying step for supplying light having a predetermined wavelength, a disposing step for disposing a minute aperture having a diameter smaller than the predetermined wavelength, and an optical element made of a material exhibiting negative refraction. And a condensing step for condensing the light from the minute aperture onto the predetermined surface and at least one of condensing the light from the predetermined surface onto the position of the minute aperture. An optical recording / reproducing method can be provided.
本発明によれば、高速な記録、再生が可能であり、WDが十分大きい光メモリヘッドを提供できるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to provide an optical memory head capable of high-speed recording and reproduction and having a sufficiently large WD.
以下に、本発明に係る光メモリヘッド及び光記録再生方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of an optical memory head and an optical recording / reproducing method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
図1は、本発明の実施例1に係る光メモリヘッド100の断面構成を示している。上部電極101と下部電極105との間には、図中上から順に、基板102と、分布ブラッグ反射鏡(Distributed Bragg Reflector:DBR)103と、活性層104と、さらに分布ブラッグ反射鏡103とが配置されている。
FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of an optical memory head 100 according to Embodiment 1 of the present invention. Between the
そして、上部電極101と下部電極105との間に電圧を印加する。これにより、閾値電流以上の電流が流れる。そして、分布ブラッグ反射鏡103で挟まれた活性層104においてレーザー発振を生じる。この結果、下部電極105の開口部からレーザー光が射出する。上部電極101から下部電極105までの構成でVCSELを構成し、光源に対応する。
A voltage is applied between the
なお、本実施例では、光源として、多数のVCSEL群からなるVCSELアレイの構成を用いる。説明の便宜のため、図1には、1つのVSCLを示している。 In this embodiment, the configuration of a VCSEL array including a large number of VCSEL groups is used as the light source. For convenience of explanation, FIG. 1 shows one VSCL.
下部電極105の図中のさらに下方には、マイクロレンズ106及び半導体プローブ107が設置されている。また、半導体プローブ107は、その下端部に微小開口108を有している。微小開口108の径は、記録または再生しようとする記録ピット(マーク)のサイズにも依存するが、通常は10〜100nm程度である。
A
下部電極105の開口部から射出したレーザー光は、マイクロレンズ106によって微小開口108近傍に集光される。ここで、レーザー光は、波長400〜780nm程度の可視光である。
Laser light emitted from the opening of the
微小開口108の径は波長に比べてひと桁小さい。このため、レーザー光は、微小開口108を通過することができない。そして、レーザー光は、近接場光となって、微小開口108の図中下方にしみ出す。
The diameter of the
微小開口108に照射されるレーザー光と比較すると、近接場光のしみ出し量は微弱である。このため、好ましくは、微小開口108の周囲に微細な周期構造を設ける構成、または微小開口108自身の形状をフラクタルとする構成が望ましい。これにより、近接場光のしみ出し量をさらに増幅させることができる。
Compared with the laser light applied to the
半導体プローブ107のさらに図中下方には、負屈折を示す材料で構成された負屈折レンズ109が配置されている。負屈折レンズ109は、スラブ形状を有している。
A
ここで、負屈折を示す材料とは、レーザー光の波長に対する誘電率、透磁率、屈折率の少なくとも1つが負の値を有する材料をいう。例えば、可視光域では、金や銀などの金属薄膜がある。 Here, the material exhibiting negative refraction refers to a material in which at least one of dielectric constant, magnetic permeability, and refractive index with respect to the wavelength of laser light has a negative value. For example, in the visible light region, there are metal thin films such as gold and silver.
また、フォトニック結晶やメタマテリアルなどの構造材料が負屈折を示すことも知られている。この場合は、構造材料を構成する物質の屈折率が負の値をとってもよいし、構造体としての有効屈折率が負の値をとってもよい。 It is also known that structural materials such as photonic crystals and metamaterials exhibit negative refraction. In this case, the refractive index of the substance constituting the structural material may take a negative value, or the effective refractive index as the structure may take a negative value.
ここで、「負屈折を示す材料」について、さらに説明する。従来の光学系の解像能力は主に可視光の回折限界によって制約されている。ここで、屈折率が負の値をとる光学材料(以下、適宜「負屈折材料」と呼ぶ。)が実現されている。負屈折材料を利用すれば回折限界を超える超高解像の結像(以下、適宜「完全結像」と呼ぶ。)が可能である。 Here, the “material exhibiting negative refraction” will be further described. The resolution capability of conventional optical systems is mainly limited by the diffraction limit of visible light. Here, an optical material having a negative refractive index (hereinafter referred to as “negative refractive material” as appropriate) is realized. If a negative refraction material is used, ultrahigh resolution imaging (hereinafter referred to as “complete imaging” as appropriate) exceeding the diffraction limit is possible.
屈折率が負の値をとる場合以外でも、誘電率または透磁率の実数部が負の値であれば、特定の偏光状態の電磁波に対して負屈折的な現象が観測される。また、上述したフォトニック結晶のような周期構造体においては、逆格子空間でフォトニックバンドが折り返される結果、屈折率、誘電率及び透磁率が全て正の材料であるにもかかわらず、特定の波長、特定の偏光状態の電磁波に対して負屈折的な現象が観測される。 Even when the refractive index takes a negative value, if the real part of the dielectric constant or permeability is a negative value, a negative refraction phenomenon is observed with respect to an electromagnetic wave in a specific polarization state. Further, in the periodic structure such as the photonic crystal described above, the photonic band is folded in the reciprocal lattice space. As a result, although the refractive index, the dielectric constant, and the magnetic permeability are all positive materials, a specific material is used. A negative refraction phenomenon is observed with respect to the electromagnetic wave of a specific polarization state at a wavelength.
上記の事情を鑑みて、本明細書では、特定の電磁波に対して負屈折的な応答を示す材料を「負屈折を示す材料」と呼ぶことにする。「負屈折を示す材料」という表現は、負屈折材料よりも広義の概念であることは言うまでもない。 In view of the above circumstances, in this specification, a material that exhibits a negative refraction response to a specific electromagnetic wave is referred to as a “material exhibiting negative refraction”. It goes without saying that the expression “material exhibiting negative refraction” is a broader concept than negative refraction materials.
負屈折を示す材料としては、上述のフォトニック結晶やメタマテリアルの他にも、金属薄膜、カイラル物質、左手系物質(Left Handed Material)、バックワード波材料(Backward Wave Material)、負位相速度媒質(Negative Phase Velocity Material(Medium))等が知られている。 In addition to the above-mentioned photonic crystals and metamaterials, materials exhibiting negative refraction include metal thin films, chiral substances, left-handed materials, backward wave materials (Backward Wave Materials), negative phase velocity media (Negative Phase Velocity Material (Medium)) and the like are known.
上述したように、負屈折を示す材料を用いたスラブ形状の負屈折レンズ109は、幾何光学的なレンズ作用を有するだけでなく、収差や回折による点像の広がりがない完全結像を実現できることが知られている(例えば、非特許文献7参照。)。
As described above, the slab-shaped
また、理想的な完全結像が実現されるのは、負屈折レンズ109と周囲の媒質との屈折率の和が0となる場合に限られる。本実施例では、レーザー光が大気中から直接負屈折レンズ109へ入射する構成としている。
Also, ideal complete imaging is realized only when the sum of the refractive indexes of the
大気の屈折率は約1.0と考えて良い。このため、負屈折レンズ109の屈折率は、約−1.0とすることが好ましい。本明細書において、「完全結像効果」という表現は、上述の理想的な完全結像が実現する場合、及び負屈折レンズ109の効果によって結像性能が回折限界より高い場合を表すものとする。
It can be considered that the refractive index of the atmosphere is about 1.0. For this reason, the refractive index of the
微小開口108からしみ出した近接場光は、負屈折レンズ109によって光ディスク110の情報層112へ結像される。完全結像効果が得られる条件のもとでは、微小開口108の近傍直下と全く同じ強度分布の近接場光スポットが情報層112に再現する。従って、本来は微小開口108の近傍でしか形成できない微小な近接場光スポットを、微小開口108や負屈折レンズ109から離れた位置に形成することができる。
Near-field light that oozes out from the
次に、光メモリヘッド100を用いた光情報記録再生方法について説明する。まず、光供給ステップにおいて、所定波長の光を供給する。次に、配置ステップにおいて、所定波長よりも小さい径を有する微小開口108を配置する。そして、集光ステップにおいて、負屈折レンズ109により、微小開口108からの光を所定面である情報層112の表面へ集光させること及び情報層112の表面からの光を微小開口108の位置へ集光させることの少なくともいずれか一方を行う。
Next, an optical information recording / reproducing method using the optical memory head 100 will be described. First, in a light supply step, light having a predetermined wavelength is supplied. Next, in the arranging step, the
ここで、図1からも明らかなように、負屈折レンズ109の幾何光学的な結像条件は、微小開口108と情報層112との間隔2dが負屈折レンズ109の厚さdのちょうど2倍となることである。
Here, as is apparent from FIG. 1, the geometrical optical imaging condition of the
即ち、負屈折レンズ109を微小開口108の近傍に配置することで、負屈折レンズ109の光ディスク110側の面と情報層112との距離WDを大きくすることができる。
That is, by disposing the
また、負屈折レンズ109の光軸に沿った方向の厚さは、20nmより大きいことが望ましい。さらに、好ましくは、この厚さは、50nmより大きいことが望ましい。加えて、この厚さは、100nmより大きいことが望ましい。また、さらに好ましくは、この厚さは1μmより大きいことが望ましい。
The thickness of the
また、負屈折レンズ109の光軸に沿った方向の厚さは、1mmより小さいことが望ましい。さらに、レーザー光の波長をλとするとき、負屈折レンズ109の厚さは、λ/30より大きいことが望ましい。加えて、微小開口108の幅の最大値は、λ/2より小さいことが望ましい。
The thickness of the
従来技術の近接場光記録では、半導体プローブ107の先端に設けられた微小開口108と光ディスク110の情報層112とを、20〜50nmの距離に近接させなければならなかった。本実施例では、負屈折レンズ109の厚さを50nmより大きくすると、この厚さと同程度のWDを得られる。このように、本実施例は従来技術に比較して明確な優位性を有している。
In the near-field optical recording of the prior art, the
負屈折レンズ109の厚さをさらに厚くして、例えば100nm以上とすることもできる。これにより、WDをさらに大きくできる。従って、微小開口108と負屈折レンズ109との間隔を設定する自由度が増すので、さらに好ましい。
The thickness of the
このように、完全結像効果を損なわない範囲で負屈折レンズ109の厚さをより厚くすることで、記録及び再生時のWDをより大きくすることができる。例えば、屈折レンズ109の厚さが1μmより厚い場合には、スライスパッドやスライダ機構を用いることなく、超並列近接場光記録を実現することができる。スライスパッドを用いないため、情報層や光ピックアップを損傷することを防止できる。また、スライダ機構を用いないため、情報媒体の可搬性を高めることができる。
In this way, by increasing the thickness of the
記録時、再生時のWDだけを考える限りにおいて、負屈折レンズ109は厚いほど良い。なお、負屈折レンズ109の厚さが1mmより厚くなると、レンズ自身による光の吸収や散乱によって完全結像効果が損なわれてしまうので好ましくない。
As long as only the WD at the time of recording and reproduction is considered, it is better that the
また、記録用の光メモリヘッド100で記録された情報を再生する再生システムにおいは、光メモリヘッド100に戻される光の強弱によって光源の電極間電圧を監視する。そして、電極間電圧の変化を二値情報に対応させることで光ディスク110に記録されている情報を読み取ることができる。
In a reproduction system that reproduces information recorded by the recording optical memory head 100, the voltage between the electrodes of the light source is monitored by the intensity of light returned to the optical memory head 100. The information recorded on the
具体的には、情報層112に記録された情報ビットの有無に応じて、例えば、情報ビットが存在するときには、情報ビットを高い反射率を有する結晶状態としておく。この情報ビットに反射した光が微小開口108を通してマイクロレンズ106を介して光源の中に入射する。そして、光源に戻される光の強弱によって電極間電圧を監視する。
Specifically, depending on the presence or absence of information bits recorded in the
これに対して、情報ビットが存在しないときは、情報ビットを低い反射率を有するアモルファス状態としておく。情報ビットが存在しない領域では、光源であるレーザー素子のインピーダンス変化が少ない。このため、情報ビットで反射した光が光源内に入射しても、光源の電極電圧変化分が少なくなる。従って、光源の電極間電圧を監視し、これらを二値情報に対応させることができる。この結果、記録用の光メモリヘッドで記録された情報を読み取ることができる。 In contrast, when there is no information bit, the information bit is set in an amorphous state having a low reflectance. In the region where no information bit exists, the impedance change of the laser element as the light source is small. For this reason, even if the light reflected by the information bit enters the light source, the change in the electrode voltage of the light source is reduced. Therefore, the voltage between the electrodes of the light source can be monitored and these can be made to correspond to the binary information. As a result, information recorded by the recording optical memory head can be read.
再生時には、各VCSELには、常時注入電流を流してVCSELへの戻り光の強弱によって生ずる電極の端子間電圧変化をモニターしている。このようなメカニズムで光記録媒体に記録された情報ビットを読み取ることが可能となる。なお、記録用光メモリヘッドと再生用光メモリヘッドを個別に構成すること、及び記録と再生とを1つの光メモリヘッドに共有させる構成のいずれも可能である。 At the time of reproduction, each VCSEL is constantly supplied with an injection current to monitor the voltage change between the terminals of the electrode caused by the intensity of light returning to the VCSEL. With such a mechanism, it is possible to read information bits recorded on the optical recording medium. Note that either a recording optical memory head and a reproduction optical memory head can be individually configured, or a recording and reproduction can be shared by one optical memory head.
本実施例においては、マイクロレンズ106と半導体プローブ107を用いて、微小開口108へレーザー光を照射する構成としている。しかしながら、本発明の効果はこの構成に限定されるものではなく、例えば導波路や反射光学系を利用してレーザー光を伝搬させてもよい。
In this embodiment, the
また、記録または再生に必要な近接場光量が得られるのであれば、マイクロレンズ106を含まない構成であってもよい。さらに、電極や分布ブラッグ反射鏡をより集光性の高いデザインとすることができれば、下部電極105の開口が微小開口108を兼ねる構成が可能となる。この結果、非常に簡素で低コストのVCSELアレイを実現できる。
In addition, the configuration may be such that the
本実施例においては、多数のVCSEL群からなるVCSELアレイの構成としている。ここで、負屈折レンズ109を配置することによってWDを大きくとれるという効果は、言うまでもなくVCSELの個数に依存しない。特に、VCSELが1個の場合でも、20〜50nmというWDが実用上の本発明の作用効果をもたらすことは明らかである。従って、VCSELが1個の場合でも、本発明の効果は十分認められる。もちろん、VCSELの数が多くなるほどに、WDを大きくとれる効用は大きい。
In this embodiment, the configuration is a VCSEL array composed of a large number of VCSEL groups. Here, it goes without saying that the effect of increasing the WD by disposing the
本実施例では、基板111と情報層112からなる表面記録タイプの光ディスクを用いている。しかしながら、近接場光記録の利点、即ち記録または再生ビームスポットが小さいという利点を損なわない範囲で、表面保護層がコーティングされていてもよい。
In this embodiment, a surface recording type optical disc comprising a
また、光ディスク110は、射出成形時により情報を刻み込んだROMタイプ、記録層に色素や合金を含むWO(Write Once)タイプ、相変化記録や光磁気記録による書き換え可能型ディスクのタイプのいずれのタイプでも良い。このように、本発明は、記録ビームスポットや再生ビームスポットを小さくすることで、記録密度が向上する情報記録媒体全般に適用可能である。
The
また、本実施例では、複数の異なるVCSELで発振したレーザー光からそれぞれ独立に近接場光を発生させているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、同一光源からの光を空間的に分岐し、分岐されたレーザー光からそれぞれ独立に近接場光を発生させてもよい。 In this embodiment, near-field light is generated independently from laser light oscillated by a plurality of different VCSELs, but the present invention is not limited to this. For example, light from the same light source may be spatially branched, and near-field light may be generated independently from the branched laser light.
さらに、上記実施例において、結像を担う放射線に対して「光」という表現を用いているが、本発明の効果は可視光に限定されるものではない。具体的には、電波、ラジオ波、マイクロ波、テラヘルツ波、赤外線、紫外線、X線、γ線などを含む電磁波一般に対して期待されるものである。実施例においても、結像を担う放射線の波長になんら制約はない。このように、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。 Further, in the above embodiment, the expression “light” is used for the radiation responsible for imaging, but the effect of the present invention is not limited to visible light. Specifically, it is expected for electromagnetic waves in general including radio waves, radio waves, microwaves, terahertz waves, infrared rays, ultraviolet rays, X-rays, γ rays and the like. Also in the embodiment, there is no restriction on the wavelength of the radiation responsible for imaging. Thus, the present invention can take various modifications without departing from the spirit of the present invention.
以上のように、本発明に係る光メモリヘッドは、負屈折を示す材料で構成された光学素子を含む光学系に適している。 As described above, the optical memory head according to the present invention is suitable for an optical system including an optical element made of a material exhibiting negative refraction.
100 光メモリヘッド
101 上部電極
102 基板
103 分布ブラッグ反射鏡
104 活性層
105 下部電極
106 マイクロレンズ
107 半導体プローブ
108 微小開口
109 負屈折レンズ
110 光ディスク
111 基板
112 情報層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100
Claims (8)
前記所定波長よりも小さい径を有する微小開口と、
負屈折を示す材料で構成され、前記微小開口からの光を所定面へ集光させること及び前記所定面からの光を前記微小開口の位置へ集光させることの少なくともいずれか一方を行うための光学素子と、を有することを特徴とする光メモリヘッド。 A light source that supplies light of a predetermined wavelength;
A minute aperture having a diameter smaller than the predetermined wavelength;
It is made of a material exhibiting negative refraction, and performs at least one of condensing light from the minute aperture onto a predetermined surface and condensing light from the predetermined surface onto the position of the minute aperture. And an optical element.
前記所定波長よりも小さい径を有する微小開口を配置する配置ステップと、
負屈折を示す材料で構成された光学素子により、前記微小開口からの光を所定面へ集光させること及び前記所定面からの光を前記微小開口の位置へ集光させることの少なくともいずれか一方を行うための集光ステップと、を有することを特徴とする光記録再生方法。
A light supply step for supplying light of a predetermined wavelength;
An arrangement step of arranging a microscopic aperture having a diameter smaller than the predetermined wavelength;
At least one of condensing light from the minute aperture onto a predetermined surface and condensing light from the predetermined surface onto the position of the minute aperture by an optical element made of a material exhibiting negative refraction And a light collecting step for performing the optical recording and reproducing method.
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JP2006028246A JP2007207394A (en) | 2006-02-06 | 2006-02-06 | Optical memory head and optical recording and reproducing method |
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