JP3280509B2 - 光メモリとその記録方法及び再生方法 - Google Patents
光メモリとその記録方法及び再生方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フォトンＳＴＭ（フォ
トン走査型トンネル顕微鏡）を利用した光メモリとその
記録方法及び再生方法に関する。
トン走査型トンネル顕微鏡）を利用した光メモリとその
記録方法及び再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、光メモリ等にあっては、より高
密度記録／再生が可能であることが要求されるが、現状
の光メモリにあっては、高密度記録／再生の面で既に限
界に達しつつあるといえる。これは、その分解能が回折
限界、即ち、記録／再生用の光（レーザ光）の波長λに
対してλ／２より短い領域には光を集光させることがで
きない、という光の波の性質による。
密度記録／再生が可能であることが要求されるが、現状
の光メモリにあっては、高密度記録／再生の面で既に限
界に達しつつあるといえる。これは、その分解能が回折
限界、即ち、記録／再生用の光（レーザ光）の波長λに
対してλ／２より短い領域には光を集光させることがで
きない、という光の波の性質による。
【０００３】よって、現状で、より高密度記録化を図る
とすると、ピット間の間隔を詰めるとか、トラック間距
離を詰める、といった手法に頼らざるを得ないが、この
ような手法にてある程度以上の高密度化を図ると、クロ
ストークが大きくなってしまい、再生が不能となって、
実用できないものとなる。
とすると、ピット間の間隔を詰めるとか、トラック間距
離を詰める、といった手法に頼らざるを得ないが、この
ような手法にてある程度以上の高密度化を図ると、クロ
ストークが大きくなってしまい、再生が不能となって、
実用できないものとなる。
【０００４】この点、近年では回折限界を超える分解能
を持つフォトンＳＴＭが注目され、その研究が活発に行
われている。例えば、雑誌「電学誌」113巻5月号，1993
年中の「原子も見える光学顕微鏡−フォトンＳＴＭで極
微計測・加工−」（ｐ．381〜384）の記載によれば、超
高密度光記録への応用についても言及されている。
を持つフォトンＳＴＭが注目され、その研究が活発に行
われている。例えば、雑誌「電学誌」113巻5月号，1993
年中の「原子も見える光学顕微鏡−フォトンＳＴＭで極
微計測・加工−」（ｐ．381〜384）の記載によれば、超
高密度光記録への応用についても言及されている。
【０００５】ここに、上記雑誌中の記載及び図４を参照
してフォトンＳＴＭの原理について説明する。一般に、
物体に光を照射すると、その散乱光には、遠くまで伝搬
する光と、光照射によって物質に誘起された分極同士の
相互作用によってその近傍にのみ作られる電磁場、即
ち、伝搬しない光とが発生する。この伝搬しない後者の
光が、所謂エバネッセント光である。
してフォトンＳＴＭの原理について説明する。一般に、
物体に光を照射すると、その散乱光には、遠くまで伝搬
する光と、光照射によって物質に誘起された分極同士の
相互作用によってその近傍にのみ作られる電磁場、即
ち、伝搬しない光とが発生する。この伝搬しない後者の
光が、所謂エバネッセント光である。
【０００６】このようなエバネッセント光は、図４に示
すように、物体（例えば、基板１）の表面から光の波長
程度離れるとその強度がほぼ０となり、物体表面形状と
同等の空間分布を持つものである。２はエバネッセント
光の強度を示す等光線である。このようなエバネッセン
ト光の存在する領域（従って、基板１表面からの距離Ｌ
がＬ≪λなる領域）に、先端の尖った光プローブ３でこ
のエバネッセント光を散乱させることにより、伝搬光に
変換する。この時、光プローブ３を物体表面に沿って２
次元平面内で走査させ、光検出器４を介して光プローブ
３の位置関数としてエバネッセント光の測定強度分布
（空間分布）を測定すれば、物体の３次元形状を観測す
ることができる（再生）。
すように、物体（例えば、基板１）の表面から光の波長
程度離れるとその強度がほぼ０となり、物体表面形状と
同等の空間分布を持つものである。２はエバネッセント
光の強度を示す等光線である。このようなエバネッセン
ト光の存在する領域（従って、基板１表面からの距離Ｌ
がＬ≪λなる領域）に、先端の尖った光プローブ３でこ
のエバネッセント光を散乱させることにより、伝搬光に
変換する。この時、光プローブ３を物体表面に沿って２
次元平面内で走査させ、光検出器４を介して光プローブ
３の位置関数としてエバネッセント光の測定強度分布
（空間分布）を測定すれば、物体の３次元形状を観測す
ることができる（再生）。
【０００７】一方、光プローブ３の先端からエバネッセ
ント光を滲み出させて光記録材料を光の波長よりも充分
にこの光プローブ３に近付ければ、エバネッセント光に
よる記録が行われる。この場合の分解能は、光プローブ
３の先端形状によって決まるので、光プローブ３の先端
の曲率半径を原子サイズまで尖らせれば、原子を見た
り、原子サイズの記録に迄達する分解能が実現するもの
となる。
ント光を滲み出させて光記録材料を光の波長よりも充分
にこの光プローブ３に近付ければ、エバネッセント光に
よる記録が行われる。この場合の分解能は、光プローブ
３の先端形状によって決まるので、光プローブ３の先端
の曲率半径を原子サイズまで尖らせれば、原子を見た
り、原子サイズの記録に迄達する分解能が実現するもの
となる。
【０００８】よって、光プローブ３による微小物体５の
凹凸検出は、微小物体５と光プローブ３の先端との間の
エバネッセント場の波動関数が同程度に局在して、しか
も、互いにその重なりが大きい時、微小物体５に局在し
たエバネッセント光は伝搬光へと効率よく変換される。
凹凸検出は、微小物体５と光プローブ３の先端との間の
エバネッセント場の波動関数が同程度に局在して、しか
も、互いにその重なりが大きい時、微小物体５に局在し
たエバネッセント光は伝搬光へと効率よく変換される。
【０００９】つまり、前述したフォトンＳＴＭの原理に
よれば、図５（ａ）（ｂ）に示すように、物体表面の凹
凸の空間周波数の中から光プローブ３ａ，３ｂの先端形
状、即ち、円錐形状の先端の円錐角及び先端の曲率半径
に対応する細かさを持つ成分を選択的に検出する帯域フ
ィルタとして働くことが理解できる。
よれば、図５（ａ）（ｂ）に示すように、物体表面の凹
凸の空間周波数の中から光プローブ３ａ，３ｂの先端形
状、即ち、円錐形状の先端の円錐角及び先端の曲率半径
に対応する細かさを持つ成分を選択的に検出する帯域フ
ィルタとして働くことが理解できる。
【００１０】この様子は、理論的にも明らかにできる。
例えば、図６に示すような解析モデルを考え、文献“Ｎ
anometric Ｓcale Ｂiosample Ｏbservation Ｕsing a
Ｐhoton Ｓcanning Ｔunneling Ｍicroscope”（Ｊpn．
Ｊ．Ａppl．Ｐhys．31，2282(1992)）中に示される理論
計算式を用いると、図７に示すような計算結果を得るこ
とができる。ここに、計算条件は、ｄ＝１０nm，φi ＝
４５°とし、はθ＝１００°，はθ＝６０°，は
θ＝２０°とした。これは、光プローブ３の円錐角（と
んがり角）θと光プローブ３の円錐表面積の大きさの違
いで検出できるエバネッセント光の強度の関係を示した
もので、円錐角θ＝２０°の場合はエバネッセント光が
１００％ピックアップされる距離ｒはｒ＝２００nmであ
るが、円錐角θ＝１００°の場合はエバネッセント光が
１００％ピックアップされる距離ｒが１０００nm以上に
なっているのが分かる。
例えば、図６に示すような解析モデルを考え、文献“Ｎ
anometric Ｓcale Ｂiosample Ｏbservation Ｕsing a
Ｐhoton Ｓcanning Ｔunneling Ｍicroscope”（Ｊpn．
Ｊ．Ａppl．Ｐhys．31，2282(1992)）中に示される理論
計算式を用いると、図７に示すような計算結果を得るこ
とができる。ここに、計算条件は、ｄ＝１０nm，φi ＝
４５°とし、はθ＝１００°，はθ＝６０°，は
θ＝２０°とした。これは、光プローブ３の円錐角（と
んがり角）θと光プローブ３の円錐表面積の大きさの違
いで検出できるエバネッセント光の強度の関係を示した
もので、円錐角θ＝２０°の場合はエバネッセント光が
１００％ピックアップされる距離ｒはｒ＝２００nmであ
るが、円錐角θ＝１００°の場合はエバネッセント光が
１００％ピックアップされる距離ｒが１０００nm以上に
なっているのが分かる。
【００１１】即ち、図８（ａ）に示すように円錐角θ＝
２０°の場合はｒ＝２００nmでエバネッセント光を１０
０％ピックアップできるので分解能が２００nm、同図
（ｂ）に示すように円錐角θ＝６０°の場合はｒ＝６０
０nmでエバネッセント光を１００％ピックアップできる
ので分解能が６００nm程度であると理解される。従っ
て、２００nm程度の半径を持つ記録部列を再生する場
合、記録部列が密になれば、円錐角が２０°の光プロー
ブでは各々の記録部を分離して再生することができる
が、円錐角が６０°の光プローブでは各々の記録部を分
離して再生できないことになる。
２０°の場合はｒ＝２００nmでエバネッセント光を１０
０％ピックアップできるので分解能が２００nm、同図
（ｂ）に示すように円錐角θ＝６０°の場合はｒ＝６０
０nmでエバネッセント光を１００％ピックアップできる
ので分解能が６００nm程度であると理解される。従っ
て、２００nm程度の半径を持つ記録部列を再生する場
合、記録部列が密になれば、円錐角が２０°の光プロー
ブでは各々の記録部を分離して再生することができる
が、円錐角が６０°の光プローブでは各々の記録部を分
離して再生できないことになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】結局、このようなフォ
トンＳＴＭを光メモリの超高密度記録化に利用し得ると
いっても、実際的には、その特長を活かしつつ、どのよ
うにしてクロストークが少なく高感度で高密度な記録／
再生を可能にするかは未知であり、その開発が望まれて
いる現状にある。
トンＳＴＭを光メモリの超高密度記録化に利用し得ると
いっても、実際的には、その特長を活かしつつ、どのよ
うにしてクロストークが少なく高感度で高密度な記録／
再生を可能にするかは未知であり、その開発が望まれて
いる現状にある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の光メモリ
は、光プローブで走査しながら微小物体近傍に局在する
エバネッセント光により光情報を記録し又は再生するよ
うにしたフォトン走査型トンネル顕微鏡を利用した光メ
モリにおいて、ある光情報形成部をより小さな複数の光
情報形成部構成要素の集合により形成したものである。
は、光プローブで走査しながら微小物体近傍に局在する
エバネッセント光により光情報を記録し又は再生するよ
うにしたフォトン走査型トンネル顕微鏡を利用した光メ
モリにおいて、ある光情報形成部をより小さな複数の光
情報形成部構成要素の集合により形成したものである。
【００１４】請求項２記載の光メモリは、請求項１記載
の光メモリにおいて、複数の光情報形成部構成要素の集
合により形成された光情報形成部からなる光情報形成部
群と、各々の小さな前記光情報形成部構成要素とが、各
々独立した光情報を有するようにしたものである。
の光メモリにおいて、複数の光情報形成部構成要素の集
合により形成された光情報形成部からなる光情報形成部
群と、各々の小さな前記光情報形成部構成要素とが、各
々独立した光情報を有するようにしたものである。
【００１５】請求項３記載の光メモリの記録方法は、媒
体面上を光プローブで走査しながらこの光プローブ先端
からエバネッセント光を滲み出させて前記媒体に微小凹
凸による光情報を記録するようにしたフォトン走査型ト
ンネル顕微鏡を利用した光メモリの記録方法において、
各々が単独で独立した光情報を有する小さな光情報形成
部構成要素の集合により別の独立した光情報を有する光
情報形成部群を形成するように微小凹凸による光情報列
を光プローブにより多重記録形成するようにしたもので
ある。
体面上を光プローブで走査しながらこの光プローブ先端
からエバネッセント光を滲み出させて前記媒体に微小凹
凸による光情報を記録するようにしたフォトン走査型ト
ンネル顕微鏡を利用した光メモリの記録方法において、
各々が単独で独立した光情報を有する小さな光情報形成
部構成要素の集合により別の独立した光情報を有する光
情報形成部群を形成するように微小凹凸による光情報列
を光プローブにより多重記録形成するようにしたもので
ある。
【００１６】請求項４記載の光メモリの再生方法は、媒
体面上を光プローブで走査しながら微小物体近傍に局在
するエバネッセント光により前記媒体の微小凹凸による
光情報を再生するようにしたフォトン走査型トンネル顕
微鏡を利用した光メモリの再生方法において、各々が単
独で独立した光情報を有する小さな光情報形成部構成要
素の集合により別の独立した光情報を有する光情報形成
部群を形成するように多重記録された微小凹凸による光
情報列に対して、前記光情報形成部構成要素と前記光情
報形成部群とで円錐角を異ならせた光プローブを使い分
けて再生するようにしたものである。
体面上を光プローブで走査しながら微小物体近傍に局在
するエバネッセント光により前記媒体の微小凹凸による
光情報を再生するようにしたフォトン走査型トンネル顕
微鏡を利用した光メモリの再生方法において、各々が単
独で独立した光情報を有する小さな光情報形成部構成要
素の集合により別の独立した光情報を有する光情報形成
部群を形成するように多重記録された微小凹凸による光
情報列に対して、前記光情報形成部構成要素と前記光情
報形成部群とで円錐角を異ならせた光プローブを使い分
けて再生するようにしたものである。
【００１７】
【作用】請求項１，２記載の光メモリ、請求項３記載の
光メモリの記録方法、或いは、請求項４記載の光メモリ
の再生方法においては、光プローブがその先端の円錐角
及び先端の曲率半径に対応する細かさを持つ成分を選択
的に検出する帯域フィルタとして作用する点に着目し、
ある光情報形成部をより小さな複数の光情報形成部構成
要素の集合により形成することを基本とし、複数の光情
報形成部構成要素の集合により形成された光情報形成部
からなる光情報形成部群と、各々の小さな前記光情報形
成部構成要素とが、各々独立した光情報を有するように
多重記録するようにしたので、異なる円錐角の光プロー
ブで見た場合、自己の再生する分解能に適合しない記録
寸法又は集合体の微小凹凸による光情報列はマスクされ
ていると等価的なものとなり、よって、個々の光情報形
成部構成要素とこれらの光情報形成部構成要素の集合か
らなる光情報形成部群とは重ねて記録／再生しても干渉
がないものとなり、フォトン走査型トンネル顕微鏡を利
用した特長を最大限に活かして、高感度・高密度でクロ
ストークの少ない記録／再生が可能なものとなる。
光メモリの記録方法、或いは、請求項４記載の光メモリ
の再生方法においては、光プローブがその先端の円錐角
及び先端の曲率半径に対応する細かさを持つ成分を選択
的に検出する帯域フィルタとして作用する点に着目し、
ある光情報形成部をより小さな複数の光情報形成部構成
要素の集合により形成することを基本とし、複数の光情
報形成部構成要素の集合により形成された光情報形成部
からなる光情報形成部群と、各々の小さな前記光情報形
成部構成要素とが、各々独立した光情報を有するように
多重記録するようにしたので、異なる円錐角の光プロー
ブで見た場合、自己の再生する分解能に適合しない記録
寸法又は集合体の微小凹凸による光情報列はマスクされ
ていると等価的なものとなり、よって、個々の光情報形
成部構成要素とこれらの光情報形成部構成要素の集合か
らなる光情報形成部群とは重ねて記録／再生しても干渉
がないものとなり、フォトン走査型トンネル顕微鏡を利
用した特長を最大限に活かして、高感度・高密度でクロ
ストークの少ない記録／再生が可能なものとなる。
【００１８】
【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図３に基づい
て説明する。本実施例は、図４で説明したようなフォト
ンＳＴＭを利用したものであり、図４及び図５で示した
部分と同一部分は同一符号を用いて示す。本実施例で
は、図１に示すように、光メモリなる媒体６において、
最小単位（大きさ）の光情報形成部構成要素ｄで情報の
記録が行われると同時に、これらの光情報形成部構成要
素ｄがある大きさの領域で見ると光情報形成部構成要素
ｄの集合体として光情報形成部群Ｄなる新たな記録列と
しての形態を形成するように記録が行われる（多重記
録）。即ち、最小単位からなる光情報形成部構成要素ｄ
も個々が独立した光情報を持つ光情報形成部として機能
するとともに、光情報形成部構成要素ｄの集合体からな
る光情報形成部群Ｄもまた独立した光情報を持つ光情報
形成部として機能するものである。
て説明する。本実施例は、図４で説明したようなフォト
ンＳＴＭを利用したものであり、図４及び図５で示した
部分と同一部分は同一符号を用いて示す。本実施例で
は、図１に示すように、光メモリなる媒体６において、
最小単位（大きさ）の光情報形成部構成要素ｄで情報の
記録が行われると同時に、これらの光情報形成部構成要
素ｄがある大きさの領域で見ると光情報形成部構成要素
ｄの集合体として光情報形成部群Ｄなる新たな記録列と
しての形態を形成するように記録が行われる（多重記
録）。即ち、最小単位からなる光情報形成部構成要素ｄ
も個々が独立した光情報を持つ光情報形成部として機能
するとともに、光情報形成部構成要素ｄの集合体からな
る光情報形成部群Ｄもまた独立した光情報を持つ光情報
形成部として機能するものである。
【００１９】これらの光情報の再生には、異なる分解能
を持つ光プローブ３ａ，３ｂを使い分ける。即ち、光情
報形成部構成要素ｄによる光情報の再生には円錐角が小
さくて分解能の高い光プローブ３ｂが用いられ、光情報
形成部群Ｄによる光情報の再生には円錐角がより大きく
て分解能の低い光プローブ３ａが用いられる。これによ
り、異なる光情報列間でのクロストークを生ずることな
く、多重記録が行われている光情報群を再生することが
可能になる。
を持つ光プローブ３ａ，３ｂを使い分ける。即ち、光情
報形成部構成要素ｄによる光情報の再生には円錐角が小
さくて分解能の高い光プローブ３ｂが用いられ、光情報
形成部群Ｄによる光情報の再生には円錐角がより大きく
て分解能の低い光プローブ３ａが用いられる。これによ
り、異なる光情報列間でのクロストークを生ずることな
く、多重記録が行われている光情報群を再生することが
可能になる。
【００２０】即ち、前述したフォトンＳＴＭの原理によ
れば、図５（ａ）（ｂ）に示すように、物体表面の凹凸
の空間周波数の中から光プローブ３ａ，３ｂの先端形状
（＝円錐形状の先端の円錐角及び先端の曲率半径）に対
応する細かさを持つ成分を選択的に検出する帯域フィル
タとして働くことが理解でき、各々異なる大きさ（記録
サイズ）を有する一連の微小凹凸による光情報列を個別
に検出し得るものとなる。具体的には、円錐角が大きめ
とされた光プローブ３ａの場合には微小物体の内、その
サイズの大きめなものに対してのみ分解能を持ち、円錐
角が小さめとされた光プローブ３ｂの場合には微小物体
の内、そのサイズの小さめなものに対してのみ分解能を
持つように設定されている。よって、微小凹凸による光
情報列により記録を行う光メモリの場合で考えれば、実
質的に記録寸法を大きく設定したと等価的な光情報形成
部群Ｄによる光情報列に光プローブ３ａを割当て、記録
寸法が小さめに設定された光情報形成部構成要素ｄによ
る光情報列に光プローブ３ｂに割当て得ることが理解で
きる。
れば、図５（ａ）（ｂ）に示すように、物体表面の凹凸
の空間周波数の中から光プローブ３ａ，３ｂの先端形状
（＝円錐形状の先端の円錐角及び先端の曲率半径）に対
応する細かさを持つ成分を選択的に検出する帯域フィル
タとして働くことが理解でき、各々異なる大きさ（記録
サイズ）を有する一連の微小凹凸による光情報列を個別
に検出し得るものとなる。具体的には、円錐角が大きめ
とされた光プローブ３ａの場合には微小物体の内、その
サイズの大きめなものに対してのみ分解能を持ち、円錐
角が小さめとされた光プローブ３ｂの場合には微小物体
の内、そのサイズの小さめなものに対してのみ分解能を
持つように設定されている。よって、微小凹凸による光
情報列により記録を行う光メモリの場合で考えれば、実
質的に記録寸法を大きく設定したと等価的な光情報形成
部群Ｄによる光情報列に光プローブ３ａを割当て、記録
寸法が小さめに設定された光情報形成部構成要素ｄによ
る光情報列に光プローブ３ｂに割当て得ることが理解で
きる。
【００２１】このような記録は、前述したフォトンＳＴ
Ｍの原理に従い、円錐角の小さな光プローブ３ｂの各々
の先端から媒体６に対してエバネッセント光を滲み出さ
せることにより、光プロープ３ｂによって個々の光情報
形成部構成要素ｄを記録形成すると同時に、これらの光
情報形成部構成要素ｄの集合体が光情報形成部群Ｄを構
成するように記録形成するようにすればよい。一方、光
情報形成部群Ｄには光プローブ３ａを割当て、光情報形
成部構成要素ｄには光プローブ３ｂを割当てて再生する
ようにすれば、光情報形成部群Ｄと光情報形成部構成要
素ｄとが重複していても、光プローブ３ａでは光情報形
成部構成要素ｄはマスクされたと等価的なものとなり自
己の分解能に適合する記録寸法の光情報形成部群Ｄのみ
が検出再生される。同様に、光プローブ３ｂでは光情報
形成部群Ｄはマスクされたと等価的なものとなり自己の
分解能に適合する記録寸法の光情報形成部構成要素ｄの
みが検出再生される。よって、両者間での干渉のない再
生となり、高感度・高密度でクロストークの少ない記録
／再生が行える。
Ｍの原理に従い、円錐角の小さな光プローブ３ｂの各々
の先端から媒体６に対してエバネッセント光を滲み出さ
せることにより、光プロープ３ｂによって個々の光情報
形成部構成要素ｄを記録形成すると同時に、これらの光
情報形成部構成要素ｄの集合体が光情報形成部群Ｄを構
成するように記録形成するようにすればよい。一方、光
情報形成部群Ｄには光プローブ３ａを割当て、光情報形
成部構成要素ｄには光プローブ３ｂを割当てて再生する
ようにすれば、光情報形成部群Ｄと光情報形成部構成要
素ｄとが重複していても、光プローブ３ａでは光情報形
成部構成要素ｄはマスクされたと等価的なものとなり自
己の分解能に適合する記録寸法の光情報形成部群Ｄのみ
が検出再生される。同様に、光プローブ３ｂでは光情報
形成部群Ｄはマスクされたと等価的なものとなり自己の
分解能に適合する記録寸法の光情報形成部構成要素ｄの
みが検出再生される。よって、両者間での干渉のない再
生となり、高感度・高密度でクロストークの少ない記録
／再生が行える。
【００２２】以上の説明では、ある単位の記録列がそれ
自身とこの記録列の集合体としての記録列という２段階
の多重記録で説明したが、多重度は任意であり、可能な
限り、大きくすることができる。
自身とこの記録列の集合体としての記録列という２段階
の多重記録で説明したが、多重度は任意であり、可能な
限り、大きくすることができる。
【００２３】ここに、このような媒体６及び異なる分解
能の光プローブ３ａ，３ｂを用いた光メモリ装置として
は、例えば、図２に示すように構成される。まず、媒体
６は例えばプリズム等による支持体７上に搭載されつ
つ、コンピュータ８制御によるｘｙ走査装置９及びｚ走
査装置１０により３次元的に走査移動自在に設けられて
いる。このような媒体６に対して半導体レーザ１１から
出射されたレーザ光をコリメートレンズ１２、ミラー１
３、支持体７を介して照射し得るように構成されてい
る。このようなレーザ光の照射位置に対応する媒体６面
に対して２つの光プローブ３ａ，３ｂが近接状態で対向
配置されている。さらに、光プローブ３ａ，３ｂ内を導
波する散乱光を検出する光検出器１４が設けられ、ロッ
クインアンプ１５に取込まれるように構成されている。
このロックインアンプ１５は交流電源１６に接続されて
おり、所定の周期で光検出器１４からの信号をコンピュ
ータ８側に取込むように設定されている。また、前記交
流電源１６に基づき半導体レーザ１１に対する直流電圧
を生成する制御電源１７が設けられ、加算器１８を介し
て半導体レーザ制御部１９からの帰還制御信号を加算し
て半導体レーザ１１の光出力を調整し得るように構成さ
れている。
能の光プローブ３ａ，３ｂを用いた光メモリ装置として
は、例えば、図２に示すように構成される。まず、媒体
６は例えばプリズム等による支持体７上に搭載されつ
つ、コンピュータ８制御によるｘｙ走査装置９及びｚ走
査装置１０により３次元的に走査移動自在に設けられて
いる。このような媒体６に対して半導体レーザ１１から
出射されたレーザ光をコリメートレンズ１２、ミラー１
３、支持体７を介して照射し得るように構成されてい
る。このようなレーザ光の照射位置に対応する媒体６面
に対して２つの光プローブ３ａ，３ｂが近接状態で対向
配置されている。さらに、光プローブ３ａ，３ｂ内を導
波する散乱光を検出する光検出器１４が設けられ、ロッ
クインアンプ１５に取込まれるように構成されている。
このロックインアンプ１５は交流電源１６に接続されて
おり、所定の周期で光検出器１４からの信号をコンピュ
ータ８側に取込むように設定されている。また、前記交
流電源１６に基づき半導体レーザ１１に対する直流電圧
を生成する制御電源１７が設けられ、加算器１８を介し
て半導体レーザ制御部１９からの帰還制御信号を加算し
て半導体レーザ１１の光出力を調整し得るように構成さ
れている。
【００２４】なお、半導体レーザ１１によるレーザ光の
波長は０．８μｍなる通常の光ディスク用のものとされ
ている。また、光プローブ３ａ，３ｂの走査制御、ロッ
クインアンプ１５による画像処理等に関しては、例え
ば、文献「固体物理」（Ｖol.28 No.3 1993,177 ）中に
示されるようなＳＴＭ、ＡＦＭ等の技術がそのまま用い
られている。また、所定の円錐角を持つ光プローブ３
ａ，３ｂは、例えば、前述した文献“Ｎanometric Ｓca
le Ｂiosample Ｏbservation Ｕsing a Ｐhoton Ｓcann
ing Ｔunneling Ｍicroscope”（Ｊpn．Ｊ．Ａppl.Ｐhy
s.Ｖol.31(1992) pp.L1302-L1304）中に示される手法に
より作製すればよい。
波長は０．８μｍなる通常の光ディスク用のものとされ
ている。また、光プローブ３ａ，３ｂの走査制御、ロッ
クインアンプ１５による画像処理等に関しては、例え
ば、文献「固体物理」（Ｖol.28 No.3 1993,177 ）中に
示されるようなＳＴＭ、ＡＦＭ等の技術がそのまま用い
られている。また、所定の円錐角を持つ光プローブ３
ａ，３ｂは、例えば、前述した文献“Ｎanometric Ｓca
le Ｂiosample Ｏbservation Ｕsing a Ｐhoton Ｓcann
ing Ｔunneling Ｍicroscope”（Ｊpn．Ｊ．Ａppl.Ｐhy
s.Ｖol.31(1992) pp.L1302-L1304）中に示される手法に
より作製すればよい。
【００２５】このような光メモリ装置を用いて、支持体
７なるプリズム上のＳｉＯ2 膜（約２０nmなる薄膜）の
形状測定を行った結果を、図３（ａ）（ｂ）に示す。こ
の結果から、異なる円錐角（ただし、プローブ先端の曲
率半径は同じ）の２種類の光プローブ３ａ，３ｂによっ
て大きさの異なる凹凸情報列（光情報形成部）を分離し
て検出（再生）できることが明らかであり、多重記録が
可能なことが分かる。同図（ａ）が光プローブ３ｂによ
る形状測定結果を示し、同図（ｂ）が光プローブ３ａに
よる形状測定結果を示す。
７なるプリズム上のＳｉＯ2 膜（約２０nmなる薄膜）の
形状測定を行った結果を、図３（ａ）（ｂ）に示す。こ
の結果から、異なる円錐角（ただし、プローブ先端の曲
率半径は同じ）の２種類の光プローブ３ａ，３ｂによっ
て大きさの異なる凹凸情報列（光情報形成部）を分離し
て検出（再生）できることが明らかであり、多重記録が
可能なことが分かる。同図（ａ）が光プローブ３ｂによ
る形状測定結果を示し、同図（ｂ）が光プローブ３ａに
よる形状測定結果を示す。
【００２６】
【発明の効果】請求項１記載の発明の光メモリによれ
ば、光プローブで走査しながら微小物体近傍に局在する
エバネッセント光により光情報を記録し又は再生するよ
うにしたフォトン走査型トンネル顕微鏡を利用した光メ
モリにおいて、ある光情報形成部をより小さな複数の光
情報形成部構成要素の集合により形成し、請求項２記載
の発明の光メモリによれば、請求項１記載の光メモリに
おいて、複数の光情報形成部構成要素の集合により形成
された光情報形成部からなる光情報形成部群と、各々の
小さな前記光情報形成部構成要素とが、各々独立した光
情報を有するようにし、請求項３記載の発明の光メモリ
の記録方法によれば、媒体面上を光プローブで走査しな
がらこの光プローブ先端からエバネッセント光を滲み出
させて前記媒体に微小凹凸による光情報を記録するよう
にしたフォトン走査型トンネル顕微鏡を利用した光メモ
リの記録方法において、各々が単独で独立した光情報を
有する小さな光情報形成部構成要素の集合により別の独
立した光情報を有する光情報形成部群を形成するように
微小凹凸による光情報列を光プローブにより多重記録形
成するようにし、請求項４記載の発明の光メモリの再生
方法によれば、媒体面上を光プローブで走査しながら微
小物体近傍に局在するエバネッセント光により前記媒体
の微小凹凸による光情報を再生するようにしたフォトン
走査型トンネル顕微鏡を利用した光メモリの記録方法に
おいて、各々が単独で独立した光情報を有する小さな光
情報形成部構成要素の集合により別の独立した光情報を
有する光情報形成部群を形成するように多重記録された
微小凹凸による光情報列に対して、前記光情報形成部構
成要素と前記光情報形成部群とで円錐角を異ならせた光
プローブを使い分けて再生するようにしたので、異なる
円錐角の光プローブで見た場合、自己の再生する分解能
に適合しない記録寸法又は集合体からなる微小凹凸によ
る光情報列はマスクされていると等価的なものとなり、
よって、個々の光情報形成部構成要素とこれらの光情報
形成部構成要素の集合からなる光情報形成部群とは重ね
て記録／再生しても干渉がないものとなり、フォトン走
査型トンネル顕微鏡を利用した特長を最大限に活かし
た、高感度・高密度でクロストークの少ない多重記録／
再生を行わせることができる。
ば、光プローブで走査しながら微小物体近傍に局在する
エバネッセント光により光情報を記録し又は再生するよ
うにしたフォトン走査型トンネル顕微鏡を利用した光メ
モリにおいて、ある光情報形成部をより小さな複数の光
情報形成部構成要素の集合により形成し、請求項２記載
の発明の光メモリによれば、請求項１記載の光メモリに
おいて、複数の光情報形成部構成要素の集合により形成
された光情報形成部からなる光情報形成部群と、各々の
小さな前記光情報形成部構成要素とが、各々独立した光
情報を有するようにし、請求項３記載の発明の光メモリ
の記録方法によれば、媒体面上を光プローブで走査しな
がらこの光プローブ先端からエバネッセント光を滲み出
させて前記媒体に微小凹凸による光情報を記録するよう
にしたフォトン走査型トンネル顕微鏡を利用した光メモ
リの記録方法において、各々が単独で独立した光情報を
有する小さな光情報形成部構成要素の集合により別の独
立した光情報を有する光情報形成部群を形成するように
微小凹凸による光情報列を光プローブにより多重記録形
成するようにし、請求項４記載の発明の光メモリの再生
方法によれば、媒体面上を光プローブで走査しながら微
小物体近傍に局在するエバネッセント光により前記媒体
の微小凹凸による光情報を再生するようにしたフォトン
走査型トンネル顕微鏡を利用した光メモリの記録方法に
おいて、各々が単独で独立した光情報を有する小さな光
情報形成部構成要素の集合により別の独立した光情報を
有する光情報形成部群を形成するように多重記録された
微小凹凸による光情報列に対して、前記光情報形成部構
成要素と前記光情報形成部群とで円錐角を異ならせた光
プローブを使い分けて再生するようにしたので、異なる
円錐角の光プローブで見た場合、自己の再生する分解能
に適合しない記録寸法又は集合体からなる微小凹凸によ
る光情報列はマスクされていると等価的なものとなり、
よって、個々の光情報形成部構成要素とこれらの光情報
形成部構成要素の集合からなる光情報形成部群とは重ね
て記録／再生しても干渉がないものとなり、フォトン走
査型トンネル顕微鏡を利用した特長を最大限に活かし
た、高感度・高密度でクロストークの少ない多重記録／
再生を行わせることができる。
【図１】本発明の一実施例に関して一部拡大した部分を
併せて示す光情報形成部の模式的な斜視図である。
併せて示す光情報形成部の模式的な斜視図である。
【図２】光メモリ装置の構成例を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】その再生結果を示す特性図である。
【図４】フォトンＳＴＭの原理を説明するための模式図
である。
である。
【図５】異なる円錐角の光プローブの動作を示す模式図
である。
である。
【図６】その理論解析を説明するための解析モデルの説
明図である。
明図である。
【図７】計算結果を示す特性図である。
【図８】異なる円錐角の光プローブによる分解能を示す
説明図である。
説明図である。
３ａ，３ｂ 光プローブ ６ 媒体 ｄ 光情報形成部構成要素 Ｄ 光情報形成部群
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−308423（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−106928（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−101457（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−98885（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 7/00 - 7/013
Claims (4)
- 【請求項１】 光プローブで走査しながら微小物体近傍
に局在するエバネッセント光により光情報を記録し又は
再生するようにしたフォトン走査型トンネル顕微鏡を利
用した光メモリにおいて、ある光情報形成部をより小さ
な複数の光情報形成部構成要素の集合により形成してな
ることを特徴とする光メモリ。 - 【請求項２】 複数の光情報形成部構成要素の集合によ
り形成された光情報形成部からなる光情報形成部群と、
各々の小さな前記光情報形成部構成要素とが、各々独立
した光情報を有することを特徴とする請求項１記載の光
メモリ。 - 【請求項３】 媒体面上を光プローブで走査しながらこ
の光プローブ先端からエバネッセント光を滲み出させて
前記媒体に微小凹凸による光情報を記録するようにした
フォトン走査型トンネル顕微鏡を利用した光メモリの記
録方法において、各々が単独で独立した光情報を有する
小さな光情報形成部構成要素の集合により別の独立した
光情報を有する光情報形成部群を形成するように微小凹
凸による光情報列を光プローブにより多重記録形成する
ようにしたことを特徴とする光メモリの記録方法。 - 【請求項４】 媒体面上を光プローブで走査しながら微
小物体近傍に局在するエバネッセント光により前記媒体
の微小凹凸による光情報を再生するようにしたフォトン
走査型トンネル顕微鏡を利用した光メモリの再生方法に
おいて、各々が単独で独立した光情報を有する小さな光
情報形成部構成要素の集合により別の独立した光情報を
有する光情報形成部群を形成するように多重記録された
微小凹凸による光情報列に対して、前記光情報形成部構
成要素と前記光情報形成部群とで円錐角を異ならせた光
プローブを使い分けて再生するようにしたことを特徴と
する光メモリの再生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06082694A JP3280509B2 (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 光メモリとその記録方法及び再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06082694A JP3280509B2 (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 光メモリとその記録方法及び再生方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07272279A JPH07272279A (ja) | 1995-10-20 |
| JP3280509B2 true JP3280509B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=13153553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06082694A Expired - Fee Related JP3280509B2 (ja) | 1994-03-30 | 1994-03-30 | 光メモリとその記録方法及び再生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3280509B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100209688B1 (ko) * | 1997-04-12 | 1999-07-15 | 구자홍 | 근접장 광학현상을 이용한 광 저장장치 및이를 이용한 트랙킹 제어방법 |
| JP4586180B2 (ja) * | 2005-05-02 | 2010-11-24 | 独立行政法人情報通信研究機構 | 情報再生装置及び方法 |
-
1994
- 1994-03-30 JP JP06082694A patent/JP3280509B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07272279A (ja) | 1995-10-20 |
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