JPH0414620A - Optical recording and reproducing method - Google Patents

Optical recording and reproducing method

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Publication number
JPH0414620A
JPH0414620A JP2117645A JP11764590A JPH0414620A JP H0414620 A JPH0414620 A JP H0414620A JP 2117645 A JP2117645 A JP 2117645A JP 11764590 A JP11764590 A JP 11764590A JP H0414620 A JPH0414620 A JP H0414620A
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JP
Japan
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recording medium
layer
recording
laser beam
prism
Prior art date
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Pending
Application number
JP2117645A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Matsuda
宏 松田
Isaaki Kawade
一佐哲 河出
Hideyuki Kawagishi
秀行 河岸
Yoshihiro Yanagisawa
芳浩 柳沢
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To attain high speed recording with a light source of low power by using a laser beam for optical write and radiating a read out laser beam under the condition so as to generate surface plasmon onto a recording medium for the purpose of reading recorded information. CONSTITUTION:A metallic layer is formed by vapor-depositting silver in the thickness of 500Angstrom onto a quartz base by the vacuum vapor deposition method, a single molecule film of arachidonic acid cadminum salt is depositted thereon by the LB method to form a recording medium 5. Al is vapor-depositted onto the medium 5 in the thickness of 6500Angstrom , a spacer 9 is provided and a quartz made prism 3 is provided on the spacer 9. Air 4 is used for a medium between the prism 3 and the recording medium 5. Then the recording medium 5 is placed in an optical system and a He-he laser light source is employed for a laser light source 10, an ND filter 11 adjusts the power, the laser beam is subjected to p-polarization by a polarizer 12 via a half mirror 16 and the resulting light is made incident in the recording medium 5 placed on an XY stage 8 on a goniometer 13. The incident angle is set optionally by turning the goniometer 13. The reflecting light is detected by a photodiode 14 and recorded on a recording meter 16 via a lock-in amplifier 15.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属層上に堆積させた誘電体薄膜層からなる
構成を有する光記録媒体を用いた光記録再生方法に関し
、特に、光書き込みにレーザー光を用い、記録した情報
の読み出しを、記録媒体に表面プラズモンを発生させ得
る条件で読み出し用レーザー光を照射することにより行
なう再生方法に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical recording and reproducing method using an optical recording medium having a structure consisting of a dielectric thin film layer deposited on a metal layer, and in particular, to The present invention relates to a reproducing method in which recorded information is read out by irradiating the recording medium with a reading laser beam under conditions that can generate surface plasmons on the recording medium.

(従来の技術) 最近オフィスオートメーションの中心的な存在として光
ディスクや光カードが注目を集めている。この光ディス
クや光カート用の記録媒体としては各種のものか検討さ
れているが、価格・製造の容易さから有機材料を用いた
ものが注目されている。
(Prior Art) Optical disks and optical cards have recently been attracting attention as central players in office automation. Various types of recording media are being considered for the optical disks and optical carts, but those using organic materials are attracting attention because of their cost and ease of manufacture.

一方、記録方法も種々の方法が考案されているが、コン
パクト・ディスク等で広く採用されている方式として、
記録媒体上に情報信号に従ってピット状の穴を形成し、
係るピットによって読み出し光が回折され、ピットの無
い部分と較べて反射率または透過率が変化することを利
用して記録の再生を行なう方式を挙げることができる。
On the other hand, various recording methods have been devised, but the method widely used for compact discs, etc.
Forming pit-like holes on the recording medium according to the information signal,
One example is a method in which recording is reproduced by utilizing the fact that the readout light is diffracted by such pits, and the reflectance or transmittance changes compared to a portion without pits.

この場合、ピットの深さhは、ピット部と非ピット部と
を通るレーザー光の位相差が18o°の時干渉効果が最
大となる。従フて反射光でピットの有無を検出する場合
は、記録媒体の屈折率をnlt用いるレーザー光の波長
をλとすれば、 nI −h=λ/4 が成り立つ時、信号読み取り効率は最大となる。
In this case, when the depth h of the pit is such that the phase difference between the laser light passing through the pit portion and the non-pit portion is 18°, the interference effect becomes maximum. When detecting the presence or absence of pits using secondary reflected light, if the refractive index of the recording medium is nlt and the wavelength of the laser beam is λ, the signal reading efficiency is maximum when nI - h = λ/4 holds. Become.

今、n、=1.5(−船釣なプラスチック)、λ=63
2.8nm (He−Neレーザー)であるとすると、
hの値は0.11μmとなる。
Now, n, = 1.5 (-boat fishing plastic), λ = 63
Assuming that it is 2.8 nm (He-Ne laser),
The value of h is 0.11 μm.

また、ピットの有無を読み出し光の透過率で検出しよう
とする場合には、空気相から記録媒体へ読み出し光を入
射し、空気相層へ透過させるとして、信号読み取り効率
が最大となるピット深さhは、 n、 ・ h;λ/2 で与えられる。先の場合と同様にno =1.5゜λ=
632.8nmとするとhの値は0.22μmとなる。
In addition, when trying to detect the presence or absence of pits by the transmittance of readout light, the readout light is incident on the recording medium from the air phase and transmitted to the air phase layer, and the pit depth at which the signal readout efficiency is maximum is determined. h is given by n, · h; λ/2. As in the previous case, no = 1.5゜λ =
If it is 632.8 nm, the value of h will be 0.22 μm.

従って、反射方式を用いたとしても記録媒体の記録層の
厚さは少なくとも約0.11μmであることが要求され
、透過方式を利用する場合であれば、さらに厚い層厚が
要求される。このことは光記録が再生専用記録(ROM
)である場合は、別に構わないが、追記記録を行なう場
合には一定以上の深さのピットを形成する必要があり、
先に述べた有機系の記録媒体を用いたとしても、ピット
形成を高速に、あるいは低パワーで行なうことは極めて
困難である。
Therefore, even if the reflection method is used, the thickness of the recording layer of the recording medium is required to be at least about 0.11 μm, and if the transmission method is used, an even thicker layer is required. This means that optical recording is read-only recording (ROM).
), there is no particular problem, but when performing additional recording, it is necessary to form a pit with a certain depth or more.
Even if the organic recording medium mentioned above is used, it is extremely difficult to form pits at high speed or with low power.

また、追記可能な光カート(例えば特公昭59−237
16号公報等)においても記録層の厚さは0.1μm程
度で同様の問題点がある。
In addition, writeable optical carts (for example, special public
16, etc.), the thickness of the recording layer is about 0.1 μm, and there is a similar problem.

さらに、記録再生時においては、読み取りエラーの原因
となるノイズの影響を小さくするためには記録部と非記
録部との反射率または透過率の差が大きいこと即ちC/
N比が大きいことと同時にできるだけ非記録部の反射率
または透過率自体が大きな値をもつことが要求される。
Furthermore, during recording and reproduction, in order to reduce the influence of noise that causes reading errors, it is necessary to have a large difference in reflectance or transmittance between the recorded area and the non-recorded area, that is, C/
In addition to having a large N ratio, it is also required that the reflectance or transmittance of the non-recording area itself be as large as possible.

しかしながら、通常の光ディスクや光カードにおいてこ
れらの値は高々50%、一般には20〜35%程度に過
ぎない。
However, in ordinary optical discs and optical cards, these values are at most 50%, and generally only about 20 to 35%.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

本発明に係る従来技術の問題点を解決するためになされ
たものであり、本発明の目的は低パワーの光源での高速
記録を可能とし、かつそのようにして書き込んだ記録情
報を高感度に再生できる光記録再生方法を提供すること
にある。
This invention was made in order to solve the problems of the prior art related to the present invention, and the purpose of the present invention is to enable high-speed recording with a low-power light source, and to make recorded information written in this way highly sensitive. The object of the present invention is to provide an optical recording and reproducing method that can reproduce data.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の光記録再生方法は、金属層上に誘電体薄膜層を
設けた構成を有する記録媒体に、記録情報に応じて書き
込み用レーザー光を照射し、前記誘電体薄膜層に凹部か
うなるピットを形成する光記録過程と、該光記録過程に
おいて形成したピットを、読み出し用レーザーの照射面
において表面プラズモンを励起し得る条件で該読み出し
用レーザーを照射した際のピット部と非ピット部の反射
率の差を利用して検出することにより書き込まれた記録
情報を読み出す光再生過程とを有することを特徴とする
In the optical recording/reproducing method of the present invention, a recording medium having a structure in which a dielectric thin film layer is provided on a metal layer is irradiated with a writing laser beam according to recorded information, and pits are formed in the dielectric thin film layer. The optical recording process that forms the pits, and the reflection of pits and non-pit areas when the pits formed in the optical recording process are irradiated with the readout laser under conditions that can excite surface plasmons on the irradiated surface of the readout laser. It is characterized by having an optical reproduction process of reading recorded information written by detecting the difference in rate.

本発明によれば、書き込んだ記録情報の再生に記録媒体
に表面プラズモンを発生させ得る条件での読み出し用レ
ーザーの照射を用いるので、従来の光記録における再生
と比べてより大きなピット部と非ピット部の反射率の差
を得ることができる。
According to the present invention, reading laser irradiation under conditions that can generate surface plasmons on the recording medium is used to reproduce written recorded information. It is possible to obtain the difference in the reflectance of the area.

その結果、安定かつ精度よい記録の再生が可能となる。As a result, stable and accurate reproduction of recordings becomes possible.

しかも、光記録において従来のように深いピットを形成
する必要がなく、ピット形成のための記録層の層厚を薄
くすることかできる。さらに、薄い記録層を用いれば、
光記録において低パワーの光でも容易にピット形成が行
なえ、また高速記録も可能となり、しかも記録媒体の生
産性の向上および低コスト化がはかれる。
Moreover, in optical recording, there is no need to form deep pits as in the conventional method, and the thickness of the recording layer for forming pits can be made thinner. Furthermore, if a thin recording layer is used,
In optical recording, pits can be easily formed even with low-power light, high-speed recording is possible, and productivity and cost reduction of recording media can be improved.

以下、先ず本発明の再生方式の原理にって説明する。Hereinafter, the principle of the reproduction method of the present invention will be explained first.

表面プラズモンとは、表面プラズマポラリトンとも呼ば
れ、固体(この場合金属層)表面に局在するプラズマ振
動が固体表面で外部電磁波を結合した表面波のことを指
す。(潮田資勝、物性第15巻、587頁(1989年
)、国府田隆夫、平林泉、十倉好紀、応用物理第45巻
1069頁(1976年)、及び黒沢宏、潮田資勝、レ
ーザ研究第14巻82頁(1986年)等参照〕。空気
−金属界面に存在する表面プラズモンの分散条件はMa
xwe l lの方程式の境界条件から決定され、で表
わされる。ここにkxは表面プラズモンの波数であり、
TM−波である。またε1は金属の誘電率、ωは表面プ
ラズモンの周波数、Cは光速である。
Surface plasmon, also called surface plasma polariton, refers to a surface wave in which plasma vibrations localized on the surface of a solid (in this case, a metal layer) are coupled with external electromagnetic waves on the solid surface. (Sukekatsu Ushioda, Physical Properties Vol. 15, p. 587 (1989), Takao Kokufuda, Izumi Hirabayashi, Yoshinori Tokura, Applied Physics Vol. 45, p. 1069 (1976), and Hiroshi Kurosawa, Moekatsu Shioda, Laser Research Vol. 14 82 (1986), etc.].The dispersion conditions for surface plasmons existing at the air-metal interface are Ma.
It is determined from the boundary conditions of the equation xwe l l, and is expressed as. Here kx is the wave number of surface plasmon,
TM-wave. Further, ε1 is the dielectric constant of the metal, ω is the frequency of the surface plasmon, and C is the speed of light.

外部光を用いてこの表面プラズモンを励起する場合、直
接空気側から金属表面へp−偏光電磁波を入射させても
、Re(ε1)く0であるので表面プラズモンを励起す
るのは不可能である。そこで、表面プラズモンを励起さ
せるために以下に述べるような手法が採用できる。
When exciting surface plasmons using external light, even if p-polarized electromagnetic waves are directly incident on the metal surface from the air side, it is impossible to excite surface plasmons because Re(ε1) is 0. . Therefore, the following method can be adopted to excite surface plasmons.

第1の方法として、第1図に示すような0tto配置(
A、 0tto、 Zeitschrift der 
physik誌、第216巻398〜410頁(196
8年))を挙げることができる。この場合プリズム3と
金属層1との間はプリズムの屈折率npよりも小さい屈
折率n1を有する媒質4で充填されており、その厚さを
dlとする。媒質4はn、、〉nllさえ満たしていれ
ば別に空気(または真空)でもよく、その場合は03〜
1である。周波数ωのP−偏光波を全反射の臨界角θ。
The first method is the 0tto arrangement (
A, 0tto, Zeitschrift der
Physik magazine, Vol. 216, pp. 398-410 (196
8th grade)). In this case, the space between the prism 3 and the metal layer 1 is filled with a medium 4 having a refractive index n1 smaller than the refractive index np of the prism, and its thickness is assumed to be dl. The medium 4 may be air (or vacuum) as long as it satisfies n,,〉nll, in which case 03~
It is 1. Critical angle θ for total reflection of P-polarized light wave of frequency ω.

よりも大きな入射角θでプリズムに入射させると、光は
全反射の領域にあるが媒質4中には減衰波かにじみたし
てくる。この減衰光の波数ベクトルの内、界面に平行な
成分は、n、、(ω/c)sinθとなる。今、媒質4
の厚さdlを無限にとれば単なる全反射が起きるだけで
あるか、もしこのd、を有限にとればkX=np (ω
/c)sinθが満足される入射角θの時に、この減衰
波は媒質4と金属層1の界面に存在し得るプラズマ振動
と共鳴し、表面プラズモンを励起することになる。この
時、入射光6の反射率は低減する。この時の反射率とθ
との関係を模式的に示したのが第2図ある。この時、反
射率のデイツプ(4りの位置は、ε1に依存しているの
で用いる金属の違いによって異なる。これに対してデイ
ツプの深さは、用いる入射光の波長(ω)および媒質4
の種類および厚さd、に敏感であるが、フレネルの式を
用いて最も深くなる点、即ち最も反射率を小さくするこ
とができる条件は容易に求められ、実験的にも得られる
。媒質4が空気の場合には、だいたいdlの大きさが入
射光の波長程度の時に効率かよくなる。さて、この金属
層1の上にdlよりも薄い厚さd2を有する誘電体の薄
膜2を堆積させた場合には、表面プラズモンの分散条件
は(1)式から外れる。即ち、誘電体層2の厚さd2及
び誘電体層2の誘電率εdの値に依存して変化する。今
、用いる誘電体層2の誘電率εdを一定と考えるとd2
の増加に伴ってデイツプの位置は第2図に示すように0
1からθ2(θ2〉θI)へと連続的に変化する。従っ
て、一定の入射角で電磁波を入射させる時、金属層1上
の誘電体層2の薄膜に依存して反射率は変化する。入射
角が各々のデイツプの最大値を与えるθ1若しくはθ2
にある時、上記誘電体層2の有無に基〈反射率の変化は
最大となる。即ちこの時最も大きなC/N比を得ること
が可能となる。ただし、この時01点、あるいは02点
での反射率の差を大きくとるためには、θ1と02との
差が十分に大きいか、あるいはデイツプが急峻でその幅
が小さいことが必要となる。前者は誘電体層の厚さを増
せば、容易に達成できるが、後述する光記録による書き
込みの観点からはできるたけ薄い方が好ましい。一方、
デイツプの巾は、入射光の波長(ω)や媒質4の厚さの
他、特に金属層の誘電率の虚部の大きさに対し敏感であ
り、例えば銀等のこの値の小さな金属を用いれば、例え
ば金等の虚部の大きな金属と比較してデイツプ巾を著し
く小さくとることができる。たたし、デイツプの巾が小
さくて急峻になればなるほど、誘電体層の厚さd2の微
かな変化に伴う反射率の変化が大きくなることに注意し
なければならない。即ち、デイツプの巾の小さい条件で
は極めて薄い誘電体層を利用できるかわりに、係る誘電
体層の厚さは記録されたピット部を除いて均一である必
要がある。ただし、d2の厚さが25人で金属層が金で
あっても反射率の差は0.8以上確保でき、同様に銀を
用いた場合の差は0.9以上にとることが可能である。
When the light is incident on the prism at an incident angle θ larger than θ, the light is in the region of total reflection, but attenuated waves seep into the medium 4. Among the wave number vectors of this attenuated light, the components parallel to the interface are n, (ω/c) sin θ. Now medium 4
If the thickness dl of
/c) When the incident angle θ satisfies sin θ, this attenuated wave resonates with plasma vibrations that may exist at the interface between the medium 4 and the metal layer 1, and excites surface plasmons. At this time, the reflectance of the incident light 6 is reduced. Reflectance and θ at this time
Figure 2 schematically shows the relationship. At this time, the position of the reflectance dip (4) depends on ε1, so it differs depending on the metal used.On the other hand, the depth of the dip depends on the wavelength (ω) of the incident light used and the medium 4.
Although it is sensitive to the type and thickness d, the deepest point, ie, the conditions under which the reflectance can be minimized, can be easily determined using Fresnel's equation, and can also be obtained experimentally. When the medium 4 is air, the efficiency will be good when the magnitude of dl is about the wavelength of the incident light. Now, when a dielectric thin film 2 having a thickness d2 thinner than dl is deposited on this metal layer 1, the dispersion condition of surface plasmons deviates from equation (1). That is, it changes depending on the thickness d2 of the dielectric layer 2 and the dielectric constant εd of the dielectric layer 2. Now, assuming that the dielectric constant εd of the dielectric layer 2 used is constant, d2
As the value increases, the position of the dip becomes 0 as shown in Figure 2.
It changes continuously from 1 to θ2 (θ2>θI). Therefore, when an electromagnetic wave is incident at a constant angle of incidence, the reflectance changes depending on the thin film of the dielectric layer 2 on the metal layer 1. θ1 or θ2 whose incident angle gives the maximum value of each dip
, the change in reflectance becomes maximum depending on the presence or absence of the dielectric layer 2. That is, at this time, it is possible to obtain the largest C/N ratio. However, in order to obtain a large difference in reflectance at the 01 point or 02 point, the difference between θ1 and 02 must be sufficiently large, or the dip must be steep and its width must be small. The former can be easily achieved by increasing the thickness of the dielectric layer, but from the viewpoint of writing by optical recording, which will be described later, it is preferable that the dielectric layer be as thin as possible. on the other hand,
The width of the dip is sensitive not only to the wavelength (ω) of the incident light and the thickness of the medium 4, but also to the size of the imaginary part of the dielectric constant of the metal layer. For example, the dip width can be made significantly smaller than that of a metal with a large imaginary part such as gold. However, it must be noted that the smaller and steeper the width of the dip, the greater the change in reflectance caused by a slight change in the thickness d2 of the dielectric layer. That is, although an extremely thin dielectric layer can be used under the condition of a small dip width, the thickness of the dielectric layer must be uniform except for the recorded pit portions. However, even if the thickness of d2 is 25 and the metal layer is gold, the difference in reflectance can be maintained at 0.8 or more, and similarly when silver is used, the difference can be maintained at 0.9 or more. be.

以上は、金属層上の誘電体層の有無に関して述べたが、
ピット部において必ずしも金属面が霧出している必要は
なく、誘電体層中において適度な深さ(例えば25人)
の凹みが形成されていても良い。
The above was about the presence or absence of a dielectric layer on the metal layer, but
It is not necessary for the metal surface to come out in the pit part, but to have an appropriate depth (for example, 25 people) in the dielectric layer.
A recess may be formed.

以上のようにして金属層上の誘電体層の有無又は薄膜の
変化を高感度に検出することが可能である。
As described above, it is possible to detect the presence or absence of a dielectric layer on a metal layer or a change in a thin film with high sensitivity.

ここで用いる記録媒体の誘電体層としては、ラングミュ
ア・プロジェット法(LB法)により形成した有機単分
子膜またはその累積膜(これらをまとめてラングミュア
・プロジェット膜、略してLB膜という)、気相もしく
は液相吸着により形成された有機単分子膜、スピンコー
ド等の方法で形成した有機層、蒸着やCVD法等の気相
成膜方法により形成した有機層等が利用できる。なお、
誘電体層の厚さは、例えば3〜1000人の範囲とする
ことができる。
The dielectric layer of the recording medium used here is an organic monomolecular film formed by the Langmuir-Prodgett method (LB method) or a cumulative film thereof (collectively referred to as a Langmuir-Prodgett film, or LB film for short); An organic monomolecular film formed by gas phase or liquid phase adsorption, an organic layer formed by a method such as a spin code, an organic layer formed by a vapor phase film forming method such as vapor deposition or CVD method, etc. can be used. In addition,
The thickness of the dielectric layer can range from 3 to 1000, for example.

なかでもLB膜は、以下に述べる光による書き込み時に
おける諸要請事項を満足できる点から特に好ましい。
Among these, the LB film is particularly preferable since it can satisfy various requirements during optical writing described below.

即ち、記録の書き込みは既に述べたように誘電体層へレ
ーザー光を照射させ、照射部の誘電体を融解乃至昇華さ
せて凹部からなるピットを形成することによって達成さ
れる。従って誘電体層はレーザー光照射によって容易に
ピットを形成する必要性から、有機物で構成されている
ことが好ましく、またその厚さもできるたけ薄いことが
望ましい。さらに先に述べたように読み出し時の安定性
の観点からは上記誘電体層の膜厚はできる限り均一であ
ることが要求される。係る要請を満足できる上記誘電体
層としてLB膜を用いることか特に好ましい。このLB
膜を用いれば、金属層2上に任意の面積にわたって、分
子長オーダーで制御された均一な膜厚を有する有機誘電
体層を安定かつ容易に形成することが可能である。
That is, as described above, recording is accomplished by irradiating the dielectric layer with a laser beam, melting or sublimating the dielectric in the irradiated area, and forming pits consisting of recesses. Therefore, since it is necessary for the dielectric layer to easily form pits by laser beam irradiation, it is preferable that the dielectric layer is made of an organic substance, and that its thickness is also preferably as thin as possible. Furthermore, as mentioned earlier, from the viewpoint of stability during readout, the thickness of the dielectric layer is required to be as uniform as possible. It is particularly preferable to use an LB film as the dielectric layer that can satisfy such requirements. This LB
By using a film, it is possible to stably and easily form an organic dielectric layer having a uniform thickness controlled on the order of molecular length over any area on the metal layer 2.

書込み時のレーザー光はプリズム3を介さず、直接誘電
体層2へ照射してもあるいはプリズム3を介して透過光
として誘電体層2を照射してもどちらでもよい。記録密
度はピット径によって決定されるが、レーザー光として
は可視光を用いる場合では約1μm弱である。書き込み
光および読み出し光の光源は別々(波長の違う場合を含
む)でも同一でもどちらでもよいが、後者の方が光学系
が小さくて済むという利点がある。
The laser beam during writing may be applied directly to the dielectric layer 2 without passing through the prism 3, or the dielectric layer 2 may be irradiated as transmitted light through the prism 3. The recording density is determined by the pit diameter, and when visible light is used as the laser light, it is a little less than about 1 μm. The light sources for the writing light and the reading light may be separate (including cases where the wavelengths are different) or the same, but the latter has the advantage that the optical system can be smaller.

表面プラズモンを励起させる第2の方法は、第3図に示
すようなにretschmann配置(E。
A second method to excite surface plasmons is the retschmann configuration (E) as shown in FIG.

Kretschmann、 Zeitschrift 
der Physik誌、第241巻313〜324頁
(1971年))である。この場合は読み出し光は記録
媒体5の裏面、即ち誘電体層2と逆側から入射させるこ
とになる。記録媒体5としてプリズム3上に直接金属層
1を有するものを用いることもできるが、その場合には
記録層とプリズムとは分離できず、1つの記録媒体に対
して1つのプリズムを用いることになる。基板8上に金
属層1及び誘電体層2を設けた場合は、プリズム3と記
録媒体5とがそれぞれ独立しているので1つのプリズム
に対して記録媒体を種々取り替えることが可能である。
Kretschmann, Zeitschrift
der Physik, Vol. 241, pp. 313-324 (1971)). In this case, the read light is made to enter from the back surface of the recording medium 5, that is, from the side opposite to the dielectric layer 2. It is also possible to use a recording medium 5 that has the metal layer 1 directly on the prism 3, but in that case, the recording layer and the prism cannot be separated, and one prism is used for one recording medium. Become. When the metal layer 1 and the dielectric layer 2 are provided on the substrate 8, since the prism 3 and the recording medium 5 are each independent, it is possible to replace various recording media with respect to one prism.

この場合プリズム3の屈折率n2と基板8の屈折率nl
Iが等しいことが望ましいが異なっていてもよい。また
基板8は光学的異方性の無い透明なもの、少なくとも書
き込み及び読み出し用レーザー光に対して吸収の無いも
のが選ばれる他、プリズム3との境界面に空気境膜を作
ることのないよう、この面が充分に平滑であることが要
求される。ざらにnpおよびngは誘電体層2の側の媒
質4の屈折率n、よりも大きいことが要求される。媒質
4が空気、あるいは真空(n s〜1)であれば勿論問
題はない。入射光6は0tto配置と同じくp−偏光波
か利用される。この配置においても、入射光6と金属層
1の表面プラズモンとの結合に伴う反射率の変化は、第
2図に準するが、デイツプの深さや巾は入射光の波長や
金属の種類の他、金属層の厚さdlに敏感である。d、
が厚すぎると全反射が起こるだけであり、入射光6の内
、反射面に平行な成分が減衰しないので、金属層1の媒
質4側の表面まで減衰光をにじみ出すことができる程度
に金属層1を薄くしなければならない。このような観点
から規定される金属層1の最大厚さは、例えば銀で10
00人、金で1500人、アルミニウムで1000人位
である。銀の場合ではdlが500人位の時、デイツプ
の深さは最大となる。
In this case, the refractive index n2 of the prism 3 and the refractive index nl of the substrate 8
It is desirable that I be equal, but they may be different. In addition, the substrate 8 is selected to be transparent without optical anisotropy, or to not absorb at least the writing and reading laser beams, and to avoid creating an air film at the interface with the prism 3. , this surface is required to be sufficiently smooth. Roughly speaking, np and ng are required to be larger than the refractive index n of the medium 4 on the dielectric layer 2 side. Of course, there is no problem if the medium 4 is air or vacuum (ns~1). The incident light 6 is a p-polarized light wave as in the 0tto arrangement. Even in this arrangement, the change in reflectance due to the coupling between the incident light 6 and the surface plasmon of the metal layer 1 is similar to that shown in Fig. 2, but the depth and width of the dip vary depending on the wavelength of the incident light and the type of metal. , is sensitive to the metal layer thickness dl. d,
If the metal layer 1 is too thick, total reflection will only occur, and the component parallel to the reflective surface of the incident light 6 will not be attenuated. Layer 1 must be made thinner. The maximum thickness of the metal layer 1 defined from this point of view is, for example, 10 mm for silver.
00 people, 1500 people for gold, and 1000 people for aluminum. In the case of silver, the depth of the dip is maximum when the dl is about 500 people.

その他誘電体層2に要求される条件等は、先のOtto
配置で述べたことと同様である。
Other conditions required for the dielectric layer 2 are as described by Otto above.
This is similar to what was stated in the layout.

なお、この第3図に示した再生用配置を用いる場合の書
き込みは、プリズム側から屈折光を用いて行なりでもよ
いか、光の損失を考慮すると媒質4側から書き込み用の
光を直接誘電体層2へ入射することが望ましい。しかし
ながら、書き込み用の光を照射するための光学系として
、単純な構成のものが利用できるという点からはプリズ
ム側から屈折光を用いる方式がよい。この場合も光源は
1つでも複数でも何れでも構わない。
When using the reproducing arrangement shown in FIG. 3, writing may be performed using refracted light from the prism side, or, considering light loss, the writing light may be directly directed from the medium 4 side to the dielectric. It is desirable that the light be incident on the body layer 2. However, since a simple structure can be used as an optical system for irradiating writing light, a method using refracted light from the prism side is preferable. In this case as well, the number of light sources may be one or more.

表面プラズモンを励起させる第3の方法は記録媒体表面
に凹凸をつけて表面に沿っての並進対称性を破ることで
ある。最も簡単な例として、第4図のような正弦波状の
溝を平行にきざんだ回折格子を利用する場合を挙げるこ
とができる。回折格子の周期aに対応する波数をg=2
π/aとおくと、入射角θで媒質4中から記録媒体へ入
射する平面波(kX=(巴)Sinりはブラック反射型
の波数変化を持った(kfg)。=kX±n−g(n=
1.2.3・・・)の回折波を作り比す(この時入射面
は溝に垂直でかつ入射光はp偏光とする)。今、2次以
陣の回折強度は小さく1次(n=1)の回折波のみ考え
るとして、k±g=kX±gのどちらかか、表面プラズ
モンの波数と一致すると共鳴的に表面プラズモンが励起
され、通常の反射光の強度は減少する。入射面に対して
溝の方向が垂直でない場合には、回折格子の周期音に対
応する波数ベクトルを?=2π/旨、入射平面波の波数
ベクトルをに、とあくと、−bg=菫。+百の大きさ1
1i’glが表面プラズモンの波数に一致するところで
励起かおこる。この場合はff1g/’fXの場合を除
いて入射光がS偏光であっても表面プラズモンは励起さ
れる。このような回折格子は、例えばフォトリソグラフ
ィー技術を用いて先ず基板80表面に第4図に示すよう
な格子を形成し、さらにこの上に、真空蒸着やスパッタ
ー法などの手法により金属層2を堆積させて容易に形成
できる。当然この場合、基板8上の格子が金属層表面に
反映されるように、金属層2の厚さは適度に薄いことが
要求される。これとは別に平坦な基板上に金属層2を堆
積させた後に係る金属層をエツチングして回折格子を形
成してもよい。回折格子の振幅りの大きさは表面プラズ
モンとの結合強度に関係し、従って、反射率の変化に大
きな影響を与えるが、例えば金属層2が銀の場合は、概
ね150〜200人付近に変化の最大値が存在する。な
お第4図でに媒質4側から光を入射させているが、基板
8の裏面(金属層2と逆の面)にプリズムを設置しプリ
ズム側から入射させてもよい。即ち先に述べたKret
schmann配置と同じ光学系としてもよい。
A third method for exciting surface plasmons is to create irregularities on the surface of the recording medium to break the translational symmetry along the surface. The simplest example is to use a diffraction grating in which sinusoidal grooves are cut in parallel, as shown in FIG. The wave number corresponding to the period a of the diffraction grating is g=2
If we set π/a, the plane wave (kX=(Tomoe)Sin) incident on the recording medium from the medium 4 at the incident angle θ has a black reflection type wave number change (kfg).=kX±n-g( n=
1.2.3...) and compare them (the plane of incidence is perpendicular to the groove and the incident light is p-polarized). Now, assuming that the second-order diffraction intensity is small and only the first-order (n=1) diffraction wave is considered, if either k±g=kX±g matches the wave number of the surface plasmon, the surface plasmon will resonate. is excited, and the intensity of the normal reflected light is reduced. If the groove direction is not perpendicular to the incident plane, what is the wave number vector corresponding to the periodic sound of the diffraction grating? =2π/, and if we set the wave number vector of the incident plane wave to, -bg=violet. +100 size 1
Excitation occurs where 1i'gl matches the wave number of the surface plasmon. In this case, except for the case of ff1g/'fX, surface plasmons are excited even if the incident light is S-polarized light. Such a diffraction grating is produced by first forming a grating as shown in FIG. 4 on the surface of the substrate 80 using, for example, photolithography technology, and then depositing a metal layer 2 thereon by a method such as vacuum evaporation or sputtering. It can be easily formed by Naturally, in this case, the thickness of the metal layer 2 is required to be appropriately thin so that the lattice on the substrate 8 is reflected on the surface of the metal layer. Alternatively, the diffraction grating may be formed by depositing the metal layer 2 on a flat substrate and then etching the metal layer. The magnitude of the amplitude of the diffraction grating is related to the coupling strength with the surface plasmon, and therefore has a large effect on the change in reflectance. There is a maximum value of Although the light is made to enter from the medium 4 side in FIG. 4, a prism may be provided on the back surface of the substrate 8 (the surface opposite to the metal layer 2) and the light may be made to enter from the prism side. That is, the Kret mentioned earlier
The same optical system as the Schmann arrangement may be used.

以上表面プラズモンを励起して誘電体層2上のピットの
有無を検出する方法について各種述べてきたが、反射光
の強度の測定には通常のフォトダイオード(例えば浜松
ホトニクス製51223等)とロックインアンプを組み
合せて行なえばよい。
Various methods have been described above for detecting the presence or absence of pits on the dielectric layer 2 by exciting surface plasmons.However, for measuring the intensity of reflected light, a lock-in photodiode (for example, Hamamatsu Photonics 51223) and a lock-in photodiode are used to measure the intensity of reflected light. You can do this by combining an amplifier.

本発明の方法に用いられている記録媒体とじては、金属
層上に誘電体薄膜層を設けた構成を有するものが利用さ
れ、その具体的構成は、上述したように各種表面プラズ
モンの励起方式に応じて適宜選択される。
The recording medium used in the method of the present invention has a structure in which a dielectric thin film layer is provided on a metal layer. be selected accordingly.

例えば、第1図、第3図、第4図および第5図に示され
たように、必要に応じて設けられた基板8上に金属層1
と誘電体薄膜層2が積層された構成を有するものが利用
できる。
For example, as shown in FIG. 1, FIG. 3, FIG. 4, and FIG.
A structure in which a dielectric thin film layer 2 and a dielectric thin film layer 2 are laminated can be used.

基板8としては、石英、ガラス、シリコン基板、各種プ
ラスチック板、金属板等を挙げることができる。
Examples of the substrate 8 include quartz, glass, silicon substrates, various plastic plates, and metal plates.

また基板8に光を透過させて書き込みや読み出しを行な
う場合には、石英、ガラスの他、アクリル板等の透明プ
ラスチック板を挙げることができる。
When writing or reading is performed by transmitting light through the substrate 8, transparent plastic plates such as acrylic plates can be used in addition to quartz and glass.

金属層1は表面プラズモンを利用したピット部と非ピッ
ト部の反射率差を効果的に生じさせることのできるもの
であれば、材質およびその形成方法に特に制限はなく、
例えば金、銀、アルミニウム、銅等を通常の蒸着法のは
かCVD法、スパッタリング等の各種成膜方法により形
成したものが利用できる。なお、その層厚は、表面プラ
ズモンの励起方式に応じて適宜選択する。
There are no particular restrictions on the material and method of forming the metal layer 1, as long as it can effectively create a difference in reflectance between pits and non-pits using surface plasmons.
For example, those formed of gold, silver, aluminum, copper, etc. by various film forming methods such as ordinary vapor deposition, CVD, and sputtering can be used. Note that the layer thickness is appropriately selected depending on the excitation method of surface plasmons.

即ち0tto配置及び回折格子を利用する場合において
は、膜厚に対する規制は無いか、Kretschmdn
n配置を利用する場合においては2000人厚以下が好
ましく、用いるレーザー光の波長程度であることがより
好ましい。なお、この場合の最適な金属層膜厚は、より
厳密にはフレネルの式を解くことによフて与えられる(
例えば、K、Kurosawa、R,M、Pierce
、S、Ushioda、PhysecalReview
 8誌33巻789〜798頁(1986年))。
In other words, when using the 0tto arrangement and a diffraction grating, there is no regulation on the film thickness, or there is no regulation on the film thickness.
When using the n-configuration, the thickness is preferably 2000 mm or less, and more preferably about the wavelength of the laser beam used. In addition, the optimal metal layer thickness in this case can be more precisely given by solving Fresnel's equation (
For example, K., Kurosawa, R.M., Pierce.
, S. Ushioda,PhysicalReview
8, Vol. 33, pp. 789-798 (1986)).

誘電体i膜層2としては、光書き込みに必要な特性を有
し、かつ表面プラズモンを利用したピット部と非ピット
部の反射率の差を効果的に生じさせることのできる材質
及び層厚のものが利用される。
The dielectric i-film layer 2 is made of a material and layer thickness that has the characteristics necessary for optical writing and that can effectively create a difference in reflectance between pit and non-pit areas using surface plasmons. things are used.

例えば、誘電体を形成できる有機化合物のLB膜、気相
もしくは液相吸着により形成された有機単分子膜、スピ
ンコード等の方法で形成した有機層、蒸着やCVD法等
の気相成膜方法で形成した有機薄膜等が利用できる。
For example, an LB film of an organic compound that can form a dielectric, an organic monomolecular film formed by vapor phase or liquid phase adsorption, an organic layer formed by a method such as a spin code, or a vapor phase film formation method such as vapor deposition or CVD method. An organic thin film formed by can be used.

何れの方式においても、その膜厚は3〜1000人の範
囲であればよく、より好ましくは5〜200人である。
In either method, the film thickness may range from 3 to 1000 people, more preferably from 5 to 200 people.

なお、第3図に示す表面プラズモンの励起方式に用いる
基板8を省略した構成の記録媒体は、プリズムの所定面
に各種薄膜形成法を用いて金属層及び誘電体薄膜層をこ
の順に形成して得ることができる。
Note that a recording medium having a configuration in which the substrate 8 used in the surface plasmon excitation method shown in FIG. Obtainable.

〔実 施 例〕〔Example〕

次に本発明の実施例について詳細に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail.

実施例1 清浄な石英基板(25mmX38mm、厚さ1mm)上
に真空蒸着法により銀を500人の層厚に蒸着(成膜速
度1人/ s e c、真空度3×10−6Torr以
下)し、金属層を形成した。この金属層上に、アラキシ
ン酸カドミウム塩の単分子膜を以下のようにしてLB法
により堆積させ記録媒体を作成した。
Example 1 Silver was deposited on a clean quartz substrate (25 mm x 38 mm, 1 mm thick) to a thickness of 500 layers by vacuum evaporation (filming rate 1 person/sec, degree of vacuum 3 x 10-6 Torr or less). , a metal layer was formed. A monomolecular film of cadmium araxinate salt was deposited on this metal layer by the LB method as described below to produce a recording medium.

まず、アラキシン酸(n  C19H39COOH)を
濃度1mMに溶かしたベンセン溶液を4×10−’Mの
塩化カドミウムを含むpH6,7,20℃に調整された
水相上に展開し、その水面上に単分子膜を形成した。溶
媒蒸発除去後、水相上の単分子膜の表面圧を30 m 
N / mまで高めこれを一定に保フた。次に、予め水
相中に浸漬しておいた上述の銀膜付石英基板を水面を横
切る方向に速度5mm/min、で静かに引き上げ、ア
ラキシン酸カドミウム塩単分子膜(厚さ25.4人)を
先に形成した銀膜上に成膜し、記録媒体とした。
First, a benzene solution containing araxic acid (nC19H39COOH) dissolved at a concentration of 1 mM is spread on an aqueous phase containing 4 × 10-'M cadmium chloride and adjusted to pH 6, 7, and 20 °C, and a single layer is placed on the water surface. A molecular film was formed. After solvent evaporation, the surface pressure of the monolayer on the aqueous phase was adjusted to 30 m
N/m and kept it constant. Next, the above-mentioned quartz substrate with a silver film, which had been immersed in the water phase in advance, was gently pulled up at a speed of 5 mm/min in the direction across the water surface, and the cadmium araxinate salt monomolecular film (thickness: 25.4 mm) was removed. ) was formed on the previously formed silver film to prepare a recording medium.

この記録媒体を用いて、光記録再生を行なった。以下そ
の詳細を記す。
Optical recording and reproduction were performed using this recording medium. The details are described below.

まず、第5図に示すように、上述の方法で得た記録媒体
の所定位置に真空蒸着によりアルミニウムを6500人
厚さに蒸着(成膜速度5人/sec、真空度3 X 1
0−6Torr以下)することによりスペーサー9を設
け、さらにこの上に石英製のプリズム3(屈折率(n、
、=1.457)を設置した。ここでプリズム3と記録
媒体5の表面との間の媒質4は空気である。このプリズ
ム3を設置した記録媒体を第6図に示す光学系中の所定
位置に設置した。レーザー光源10としては出力15m
WのHe−Neレーザー光源を用い、NDフィルター1
1でそのパワーをを調整した。次にハーフミラ−16を
介して偏光子12で光源10からのレーザー光をP偏光
とした後、ゴニオメータ−(X線用)13上のX−Yス
テージ18上に設置された第5図の構成を有するプリズ
ム及び記録媒体へ入射させた。入射角はゴニオメータ−
を回転させることで任意に設定できるようにしておいた
。反射光は、フォトダイオード14で検出されロックイ
ンアンプ15を通して反射率として記録計16で記録さ
れるようにした。この系で入射光強度を1mW程度とし
て記録媒体への入射角θを変えて、入射光と表面プラズ
モンとが共鳴する点を求めたところθ=45.6°の時
反射率は最小(O,OS)となった。次にプリズム3か
らの透過光か記録媒体5の表面に対して垂直となるよう
にレーザー光を入射し、アラキシン酸カドミウム塩単分
子膜上に約1μm径、深さ約25人のピットを形成した
。その際、入射面でのレーザー光強度が5mW程度にな
るよう、NDフィルター11てパワーを調整した。1ビ
ツトの形成のための照射時間は、300nsecとした
First, as shown in FIG. 5, aluminum was deposited on a predetermined position of the recording medium obtained by the above method to a thickness of 6,500 layers by vacuum evaporation (filming rate of 5 persons/sec, degree of vacuum 3 x 1).
0-6 Torr or less), a spacer 9 is provided, and a quartz prism 3 (refractive index (n,
, = 1.457) was set. Here, the medium 4 between the prism 3 and the surface of the recording medium 5 is air. The recording medium on which this prism 3 was installed was placed at a predetermined position in the optical system shown in FIG. Output of laser light source 10 is 15m
Using a W He-Ne laser light source, ND filter 1
I adjusted its power in 1. Next, the laser beam from the light source 10 is converted into P-polarized light by a polarizer 12 via a half mirror 16, and then the configuration shown in FIG. The light was incident on a prism and a recording medium. The angle of incidence is a goniometer.
It was made possible to set it arbitrarily by rotating the . The reflected light was detected by a photodiode 14, passed through a lock-in amplifier 15, and was recorded as reflectance by a recorder 16. In this system, we set the incident light intensity to about 1 mW and varied the incident angle θ to the recording medium to find the point where the incident light resonates with the surface plasmon. When θ = 45.6°, the reflectance is the minimum (O, OS). Next, the transmitted light from the prism 3 or a laser beam is incident perpendicularly to the surface of the recording medium 5 to form pits with a diameter of about 1 μm and a depth of about 25 μm on the cadmium araxinate monolayer. did. At that time, the power was adjusted using the ND filter 11 so that the laser light intensity at the incident surface was about 5 mW. The irradiation time for forming one bit was 300 nsec.

以上のようにして形成したピット面上の表面プラズモン
を励起する入射角条件を求めたところ、θ=45.1°
の時、共鳴は最大となり反射率は最小(O,OS)とな
った。即ち、入射角θに対する反射率の関係は第2図と
同等の状態にあり、θ、=45.1° (ピット底面、
即ち銀面)、θ、=45.6° (アラキシン酸カドミ
ウム単分子膜面)であった。次に入射角を45.1°に
保持したままX−Yステージ18を利用して反射部位を
ピット部から非ピット部に移動させたところ、反射率は
、0.96となった。この状態で再度入射角を45,6
°にしたところ反射率は0.05に減少し、この時の入
射角を保持したままX−Yステージ18を用いて、反射
部10を非ピット部からピット部へ移動させたところ反
射率は0.96となった。
The incident angle conditions for exciting surface plasmons on the pit surface formed as described above were found to be θ=45.1°.
When , the resonance was at its maximum and the reflectance was at its minimum (O, OS). In other words, the relationship between the reflectance and the incident angle θ is the same as in Figure 2, where θ = 45.1° (pit bottom,
That is, the silver surface), θ, = 45.6° (the surface of the cadmium araxinate monolayer film). Next, while maintaining the incident angle at 45.1[deg.], the reflection part was moved from the pit part to the non-pit part using the X-Y stage 18, and the reflectance was 0.96. In this state, change the incident angle to 45,6 again.
The reflectance decreased to 0.05 when the angle of incidence was changed to 0.05°, and when the reflection section 10 was moved from the non-pit section to the pit section using the X-Y stage 18 while maintaining the incident angle at this time, the reflectance decreased to 0.05. It became 0.96.

以上より高速書き込み(300nsec以下)かでき、
読み出し光の入射角をピット部または非ピット部での表
面プラズモンとの結合が最大となる角度(各々45,1
°及び45,6°)に固定して読み出し光を記録媒体表
面を走査させると、ピットの有無に従って反射率が0.
91変化することから、高速かつ鯖度のよい読み出しか
可能であることが確かめられた。
From the above, high-speed writing (300nsec or less) is possible.
The incident angle of the readout light is set to the angle at which the coupling with the surface plasmon in the pit or non-pit region is maximum (45 and 1, respectively).
When the reading light is scanned over the surface of the recording medium with the angle fixed at 45° and 45° and 6°, the reflectance changes from 0 to 0 depending on the presence or absence of pits.
91 changes, confirming that high-speed and highly accurate reading is possible.

実施例2 その表面を光学研磨した石英基板(25mmX38mm
、厚さ1mm)上に、実施例1と同様にして、銀層及び
アラキシン酸カドミウム塩の単分子膜の形成を行ない記
録媒体を得た。
Example 2 A quartz substrate (25 mm x 38 mm) whose surface was optically polished
, 1 mm thick), a silver layer and a monomolecular film of cadmium araxinate salt were formed in the same manner as in Example 1 to obtain a recording medium.

この記録媒体の石英基板の裏面(銀膜を蒸着していない
面)とプリズムを貼り合せて、第3図に示すKret、
5chmann配置のための構成を得た。
The back surface of the quartz substrate of this recording medium (the surface on which the silver film is not deposited) and the prism are bonded together, and the Kret shown in FIG.
The configuration for a 5chmann arrangement was obtained.

次に、実施例1で用いた光学系内にこのプリズムを貼り
合せた記録媒体を配置して光記録再生を行なった。その
際、記録媒体をゴニオメータ−13上のX−Yステージ
18の上にセットし、書き込みを行なう際には、ゴニオ
メーター13を回転させて、空気相から直接アラキシン
酸カドミウム塩単分子膜上へレーザー光を照射(5m 
W 。
Next, a recording medium to which this prism was bonded was placed in the optical system used in Example 1, and optical recording and reproduction was performed. At that time, the recording medium is set on the X-Y stage 18 on the goniometer 13, and when writing, the goniometer 13 is rotated so that the recording medium is directly transferred from the air phase onto the cadmium araxinate monolayer. Irradiate laser light (5m
W.

300nsec)L/てピット形成を行なった。Pit formation was performed for 300 nsec) L/L.

次に、再びゴニオメータ−13を回転させてレーザー光
をプリズム面から入射させて、ピット部及び非ピット部
での表面プラズモンの励起条件を求めたところ、各々入
射光の入射角が、45.1°及び45.6°の時、反射
率は最小(O,OS)となった。逆にピット部及び非ピ
ット部への入射角を各々45.6°及び45.1゜とし
た時反射率は0,96となり、入射角を45.6°ある
いは45,1°に固定して読み出し光を走査させれば、
反射率の差0,91を以ってピットの有無を検出できる
ことがわかった。
Next, the goniometer 13 was rotated again to make the laser beam enter the prism surface, and the excitation conditions for surface plasmon in the pit and non-pit areas were determined, and the incident angle of each incident light was 45.1 The reflectance was minimum (O, OS) at 45.6° and 45.6°. Conversely, when the incident angles to the pit and non-pit areas are set to 45.6° and 45.1°, respectively, the reflectance is 0.96, and when the incident angle is fixed at 45.6° or 45.1°, If the readout light is scanned,
It was found that the presence or absence of pits could be detected based on the difference in reflectance of 0.91.

実施例3 実施例2で用いたと同様の石英基板上に真空蒸着で60
0人厚に金膜を作成(成膜速度3人/sec、真空度3
 X 10−’Torr以下)した基板を実施例1と同
様にして形成させたアラキシン酸カドミウム塩の水面り
単分子膜(表面圧=30m N / m )に対し水面
を横切る方向に5mm/minの速度で浸漬し、引き続
き同し速度で引き上げ金膜上にアラキシン酸カドミウム
塩の2層単分子累積膜(厚さ55.2人)を形成した。
Example 3 60% was deposited on a quartz substrate similar to that used in Example 2 by vacuum evaporation.
Create a gold film with a thickness of 0 people (filming speed 3 people/sec, degree of vacuum 3)
A water surface monomolecular film (surface pressure = 30 mN/m) of cadmium araxinate salt formed in the same manner as in Example 1 was applied to a substrate having The gold film was immersed at the same speed and then pulled up at the same speed to form a two-layer monomolecular cumulative film (thickness: 55.2) of cadmium araxinate salt on the gold film.

この記録媒体を用いる以外は実施例2と同様にして、上
記単分子累積膜にピットを形成した後、ピット部と非ピ
ット部における表面プラズモンの励起条件を求めたとこ
ろ各々入射光の入射角は46.2°及び47.2°であ
り、反射率は何れも0.2であった。一方これらの入射
角を保ったまま逆に非ピット部及びピット部の反射率を
各々求めたところ0.82及び0.71であった。
After forming pits in the monomolecular cumulative film in the same manner as in Example 2 except for using this recording medium, the excitation conditions for surface plasmon in pit areas and non-pit areas were determined, and the incident angle of the incident light was The angles were 46.2° and 47.2°, and the reflectance was 0.2 in both cases. On the other hand, while maintaining these incident angles, the reflectances of the non-pit portion and the pit portion were determined to be 0.82 and 0.71, respectively.

従って、入射角を46.2°とした時には反射率の差0
.62を以って、また、入射角を47、.2°とした時
では反射率の差0.51を以ってピットの有無を検出で
きることがわがつた。
Therefore, when the angle of incidence is 46.2°, the difference in reflectance is 0.
.. 62, and the angle of incidence is 47, . It was found that when the angle is 2°, the presence or absence of pits can be detected with a difference in reflectance of 0.51.

実施例4 ガラス基板(Corning7059 25mmX38
mm、厚さ1mm)上にフォトレジストでレーザー光の
干渉縞を利用して正弦波型の第4図に示す構造の回折格
子を形成した。得られた回折格子の振幅りは180人、
また周期aは4500人であった。
Example 4 Glass substrate (Corning 7059 25mm x 38
A sine-wave type diffraction grating having the structure shown in FIG. 4 was formed using photoresist on a sine-wave type diffraction grating having a structure shown in FIG. 4 using interference fringes of laser light. The amplitude of the obtained diffraction grating was 180,
In addition, there were 4,500 people in period a.

この回折格子を有する基板上に真空蒸着法により銀を5
00人厚に蒸着して金属層を形成した。
5 silver was deposited on the substrate having this diffraction grating by vacuum evaporation method.
A metal layer was formed by vapor deposition to a thickness of 0.00 mm.

さらに、この金属層上に実施例1と同様の方法によフて
アラキシン酸カドミウム塩の単分子膜を形成、記録媒体
とした。この記録媒体を実施例1で用いた第6図に示す
光学系内にセットし光記録再生を以下のようにして行な
った。
Furthermore, a monomolecular film of a cadmium araxinate salt was formed on this metal layer by the same method as in Example 1 to prepare a recording medium. This recording medium was set in the optical system shown in FIG. 6 used in Example 1, and optical recording and reproduction was performed as follows.

まず、第5図の光学系において、上記構成の記録媒体を
ゴニオメータ13上のX−Yステージ18上に設置した
。この時、記録媒体の回折格子の溝に対して入射光面が
垂直になるように調整した。入射光強度を0.7mW程
度として上記記録媒体への入射角θを変えて、入射光と
表面プラズモンとが共鳴する点を求めたところ、θ=2
1.9°の時反射率は最小(O,OS)となワた。次に
、入射光が記録媒体に垂直入射するように調整しくθ=
0°)、レーザー光強度5mW、スポット径1μm、照
射熱間300nsecの条件で前記アラキシン酸カドミ
ウム塩単分子膜にピットを形成した。このピット部での
表面プラズモンの励起条件を求めたところ、入射角が2
1.3°の時反射率は最小(0,08)となった。逆に
ピット部及び非ピット部への入射角を各々21.9°及
び21.3°とした時の反射率は0.80および0.7
2であった。従って入射角を21.9°とした時には反
射率の差0.72を以って、また入射角を21.3°と
した時には反射率の差0.64を以ってピットの有無を
検出できることがわかった。
First, in the optical system shown in FIG. 5, a recording medium having the above configuration was placed on the XY stage 18 on the goniometer 13. At this time, the incident light plane was adjusted to be perpendicular to the grooves of the diffraction grating of the recording medium. When the incident light intensity was set to about 0.7 mW and the incident angle θ to the recording medium was varied, the point at which the incident light and the surface plasmon resonated was determined, and it was found that θ = 2.
At 1.9°, the reflectance is at its minimum (O, OS). Next, adjust the incident light so that it is perpendicular to the recording medium.
Pits were formed in the monomolecular film of the cadmium araxinate salt under the following conditions: 0°), laser beam intensity of 5 mW, spot diameter of 1 μm, and hot irradiation time of 300 nsec. When we found the excitation conditions for surface plasmons in this pit, we found that the incident angle was 2.
When the angle was 1.3°, the reflectance was the minimum (0,08). Conversely, when the incident angles to the pit and non-pit areas are 21.9° and 21.3°, respectively, the reflectance is 0.80 and 0.7.
It was 2. Therefore, when the angle of incidence is 21.9°, the presence or absence of pits is detected based on the difference in reflectance of 0.72, and when the angle of incidence is 21.3°, the difference in reflectance is 0.64. I found out that it can be done.

以上述べてきた実施例中では誘電体層の形成にLB法を
用いてきたが極めて薄く均一な膜が作成できる成膜法で
あればLB法に限らす利用可能であり、具体的には、真
空蒸着法やMBEやCVD法等の成膜方法を挙げること
ができる。また、誘電体層2構成する材料もアラキシン
酸カドミウム塩に限定されるものではない。
In the examples described above, the LB method was used to form the dielectric layer, but the LB method can be used as long as it can produce an extremely thin and uniform film. Specifically, the LB method can be used. Film forming methods such as vacuum evaporation, MBE, and CVD can be used. Furthermore, the material constituting the dielectric layer 2 is not limited to cadmium araxinate salt.

また、金属層の形成方法についても同様に均な薄膜を作
成し得る成膜法であれば利用可能であり、真空蒸着法に
限られるものではない。
Further, regarding the method of forming the metal layer, any film forming method that can similarly form a uniform thin film can be used, and is not limited to the vacuum evaporation method.

さらに基板やプリズムの材料ならびに形状、及び光源に
ついても本発明は何ら限定するものではない。
Further, the present invention is not limited in any way to the materials and shapes of the substrate and prism, and the light source.

(発明の効果〕 以上述べたように本発明の記録再生方法によれば、記録
層として層厚の薄い誘電体層が利用できるので特別に出
力の高い光の照射を行う必要がなく、一般の光源を用い
て高速書き込みが可能である。また、表面プラズモンを
利用することで、記録部と非記録部の反射率の非常に大
きな差を引き出すことができ、安定かつ精度よい記録の
再生が可能である。
(Effects of the Invention) As described above, according to the recording and reproducing method of the present invention, a thin dielectric layer can be used as the recording layer, so there is no need to irradiate with particularly high output light, and it is possible to High-speed writing is possible using a light source.Also, by using surface plasmons, it is possible to draw out a very large difference in reflectance between recorded and non-recorded areas, allowing stable and accurate reproduction of records. It is.

更に、記録媒体の記録層としての誘電体層が薄くて良い
ため、生産性に富み安価な記録媒体が利第1図は本発明
で用いられるプリズムと記録媒体との幾何学的配置の内
、0tto配置と呼ばれる配置を示す模式図、第2図は
表面プラズモンと入射電磁波との結合に伴う反射率の変
化を入射角に対してプロットした図、第3図はプリズム
と記録媒体との幾何学的配置のうち、にretschm
ann配置と呼ばれる配置を示す模式図、第4図は回折
格子を用いて表面プラズモンを励起する際に用いられる
記録媒体の構造を示す模式図、第5図は本実施例で0t
to配置を利用した時の構成図、第6図は記録再生時に
用いた光学系を示し模式図である。
Furthermore, since the dielectric layer serving as the recording layer of the recording medium can be thin, the recording medium is highly productive and inexpensive. A schematic diagram showing an arrangement called the 0tto arrangement. Figure 2 is a diagram plotting the change in reflectance due to the coupling of surface plasmons and incident electromagnetic waves against the angle of incidence. Figure 3 is the geometry of the prism and recording medium. Of the target placement, retschm
FIG. 4 is a schematic diagram showing the structure of a recording medium used when exciting surface plasmons using a diffraction grating, and FIG. 5 is a schematic diagram showing an arrangement called ann configuration.
FIG. 6 is a schematic diagram showing the optical system used during recording and reproduction.

1−・金属層、 3・・・プリズム、 5・・・記録媒体、 7−反射光、 10−・レーザー光源、 2−・誘電体層、 4・−・媒質、 6・・・入射光、 8・・・基板、 1l−NDフィルり、 12−・・偏光子、    13−・・コ゛ニオメータ
ー14・・・フォトダイオード、 15−・・ロックインアンプ、16・・・言己録言十、
17−zs−フミラ−1B−X−Yステージ。
1--metal layer, 3--prism, 5--recording medium, 7--reflected light, 10--laser light source, 2--dielectric layer, 4--medium, 6--incident light, 8...Substrate, 1l-ND filler, 12-...Polarizer, 13-...Coniometer 14...Photodiode, 15-...Lock-in amplifier, 16...Record of ten words,
17-zs-Humira-1B-X-Y stage.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、金属層上に誘電体薄膜層を設けた構成を有する記録
媒体に、記録情報に応じて書込み用レーザー光を照射し
、前記誘電体薄膜層にピットを形成する光記録過程と、
該光記録過程において形成したピットを、読み出し用レ
ーザーの照射面において表面プラズモンを励起し得る条
件で該読み出し用レーザーを照射した際のピット部と非
ピット部の反射率の差を利用して検出することにより書
き込まれた記録情報を読み出す光再生過程とを有するこ
とを特徴とする光記録再生方法。 2、書き込み用レーザー光と読み出し用レーザー光とが
、同一光源から得られるものである請求項1に記載の光
記録再生方法。 3、書き込み用レーザー光と読み出し用レーザー光とが
異なる光源から得らるものである請求項1または2に記
載の光記録再生方法。 4、誘電導体薄膜層の厚さが3Å以上1000Å以下で
ある請求項1〜3のいずれかに記載の光記録再生方法。 5、誘電体薄膜層が有機化合物の単分子膜または単分子
層累積膜からなる請求項1〜4のいずれかに記載の光記
録再生方法。 6、読み出し時の光学系を構成するプリズムを空気境膜
を介して誘電体層上に設置し、読み出し用レーザー光を
プリズム側から入射し、反射波のうちp偏光の強度を測
定する請求項1〜5のいずれかに記載の光記録再生方法
。 7、空気境膜の厚さが500〜10000Åの範囲にあ
る請求項6に記載の光記録再生方法。 8、読み出し時の光学系を構成するプリズムを誘電体層
が堆積されていない側の金属層上に透明基板を介しまた
は直接設置し、読み出し用レーザー光をプリズム側から
入射して反射波のうちp偏光の強度を測定する請求項1
〜5のいずれかに記載の光記録再生方法。 9、記録媒体の金属層の厚さが50〜2000Åである
請求項8に記載の光記録再生方法。 10、回折格子を有する基板上の該回折格子面に金属層
および誘電体薄膜から構成される記録層を設けた記録媒
体を用い、読み出し用レーザー光をプリズムを介さず誘
電体薄膜面から入射し、反射光の強度を測定する請求項
1〜5のいずれかに記載の光記録再生方法。 11、金属層の厚さが50〜2000Åである請求項1
0に記載の光記録再生方法。 12、金属層上に設けられた誘電体薄膜層に記録情報に
応じて形成したピットを有する記録媒体に読み出し用レ
ーザーを照射して、該ピットを検出することにより書き
込まれた記録情報を読み出す再生方法において、読み出
し用レーザーの前記記録媒体の照射面において表面プラ
ズモンを励起し得る条件で該読み出し用レーザーを照射
した際のピット部と非ピット部の反射率の差を利用して
前記誘電体薄膜層に形成されているピットを検出するこ
とにより書き込まれた記録情報を読み出すことを特徴と
する再生方法。 13、誘電体薄膜層の厚さが3Å以上1000Å以下で
ある請求項12に記載の再生方法。 14、誘電導体薄膜層が有機化合物の単子膜または単分
子累積膜からなる請求項12または13に記載の再生方
法。 15、読み出し時の光学系を構成するプリズムを空気境
膜を介して誘電体層上に設置し、読み出し用レーザー光
をプリズム側から入射し、反射波のうちp偏光の強度を
測定する請求項12〜14のいずれかに記載の再生方法
。 16、空気境膜の厚さが500〜10000Åの範囲に
ある請求項15に記載の再生方 法。 17、読み出し時の光学系を構成するプリズムを誘電体
層が堆積されていない側の金属層上に透明基板を介しま
たは直接設置し、読み出し用レーザー光をプリズム側か
ら入射して反射波のうちp偏光の強度を測定する請求項
12〜14のいずれかに記載の再生方法。 18、記録媒体の金属層の厚さが50〜 2000Åである請求項17に記載の再生方法。 19、回折格子を有する基板上の該回折格子面に金属層
および誘電体薄膜から構成される記録層を設けた記録媒
体を用い、読み出し用レーザー光をプリズムを介さず誘
電体薄膜面から入射し、反射光の強度を測定する請求項
12〜14のいずれかに記載の再生方法。 20、金属層の厚さが50〜2000Åである請求項1
9に記載の再生方法。
[Claims] 1. A recording medium having a structure in which a dielectric thin film layer is provided on a metal layer is irradiated with a writing laser beam according to recorded information, and light that forms pits in the dielectric thin film layer. recording process and
The pits formed during the optical recording process are detected using the difference in reflectance between pits and non-pit areas when the readout laser is irradiated with the readout laser under conditions that can excite surface plasmons on the irradiation surface of the readout laser. 1. An optical recording and reproducing method comprising: an optical reproducing step of reading out recorded information written by the method. 2. The optical recording and reproducing method according to claim 1, wherein the writing laser beam and the reading laser beam are obtained from the same light source. 3. The optical recording and reproducing method according to claim 1 or 2, wherein the writing laser beam and the reading laser beam are obtained from different light sources. 4. The optical recording and reproducing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the dielectric thin film layer has a thickness of 3 Å or more and 1000 Å or less. 5. The optical recording and reproducing method according to any one of claims 1 to 4, wherein the dielectric thin film layer comprises a monomolecular film or a monomolecular stacked film of an organic compound. 6. A prism constituting an optical system during readout is installed on a dielectric layer via an air barrier film, a readout laser beam is incident from the prism side, and the intensity of p-polarized light among the reflected waves is measured. 6. The optical recording and reproducing method according to any one of 1 to 5. 7. The optical recording and reproducing method according to claim 6, wherein the thickness of the air film is in the range of 500 to 10,000 Å. 8. The prism that constitutes the optical system during readout is placed on the metal layer on the side on which the dielectric layer is not deposited, either through a transparent substrate or directly, and the readout laser beam is incident from the prism side to detect the reflected waves. Claim 1: Measuring the intensity of p-polarized light
6. The optical recording and reproducing method according to any one of . 9. The optical recording and reproducing method according to claim 8, wherein the metal layer of the recording medium has a thickness of 50 to 2000 Å. 10. Using a recording medium in which a recording layer consisting of a metal layer and a dielectric thin film is provided on the diffraction grating surface of a substrate having a diffraction grating, a readout laser beam is incident from the dielectric thin film surface without going through a prism. 6. The optical recording and reproducing method according to claim 1, wherein the intensity of reflected light is measured. 11. Claim 1, wherein the metal layer has a thickness of 50 to 2000 Å.
0. The optical recording and reproducing method according to 0. 12. Reproduction in which recorded information is read by irradiating a reading laser onto a recording medium having pits formed in a dielectric thin film layer provided on a metal layer in accordance with recorded information and detecting the pits. In the method, the dielectric thin film is formed by utilizing the difference in reflectance between pits and non-pit areas when the readout laser is irradiated with the readout laser under conditions that can excite surface plasmons on the irradiation surface of the recording medium. A reproduction method characterized by reading recorded information written by detecting pits formed in a layer. 13. The reproduction method according to claim 12, wherein the dielectric thin film layer has a thickness of 3 Å or more and 1000 Å or less. 14. The regeneration method according to claim 12 or 13, wherein the dielectric conductor thin film layer comprises a monolayer or a monolayer cumulative film of an organic compound. 15. A prism constituting an optical system during readout is installed on a dielectric layer via an air barrier film, a readout laser beam is incident from the prism side, and the intensity of p-polarized light among the reflected waves is measured. 15. The regeneration method according to any one of 12 to 14. 16. The regeneration method according to claim 15, wherein the thickness of the air film is in the range of 500 to 10,000 Å. 17. A prism constituting the optical system for readout is placed on the metal layer on the side on which the dielectric layer is not deposited, either through a transparent substrate or directly, and the readout laser beam is incident from the prism side to detect reflected waves. 15. The reproducing method according to claim 12, wherein the intensity of p-polarized light is measured. 18. The reproducing method according to claim 17, wherein the metal layer of the recording medium has a thickness of 50 to 2000 Å. 19. Using a recording medium in which a recording layer consisting of a metal layer and a dielectric thin film is provided on the diffraction grating surface of a substrate having a diffraction grating, a readout laser beam is incident from the dielectric thin film surface without going through a prism. 15. The reproducing method according to claim 12, wherein the intensity of the reflected light is measured. 20. Claim 1, wherein the metal layer has a thickness of 50 to 2000 Å.
9. The regeneration method described in 9.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0594194A2 (en) * 1992-10-23 1994-04-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. A recording and reproducing medium and a recording and reproducing apparatus
EP0594193A2 (en) * 1992-10-23 1994-04-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. An information recording and reproducing device and a method using the same
JP2006259064A (en) * 2005-03-16 2006-09-28 Fdk Corp Method and device for intensifying electric field with surface plasmon
JP2009289856A (en) * 2008-05-28 2009-12-10 Stanley Electric Co Ltd Optical amplifier and method of designing the same

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0594194A2 (en) * 1992-10-23 1994-04-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. A recording and reproducing medium and a recording and reproducing apparatus
EP0594193A2 (en) * 1992-10-23 1994-04-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. An information recording and reproducing device and a method using the same
EP0594194A3 (en) * 1992-10-23 1995-07-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd A recording and reproducing medium and a recording and reproducing apparatus.
EP0594193A3 (en) * 1992-10-23 1995-10-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd An information recording and reproducing device and a method using the same
US5463609A (en) * 1992-10-23 1995-10-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Information recording and reproducing device and a method using the same
US5577016A (en) * 1992-10-23 1996-11-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Recording medium having concavo-convex pits with a maximum and a minimum pit depth depending on the wavelength of a laser light
US5582896A (en) * 1992-10-23 1996-12-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Recording and reproducing medium and a recording and reproducing apparatus
US5602819A (en) * 1992-10-23 1997-02-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical information system to detect reflection of pit depth by evanescent wave
US5614279A (en) * 1992-10-23 1997-03-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Recording and reproducing medium and a recording and reproducing apparatus
JP2006259064A (en) * 2005-03-16 2006-09-28 Fdk Corp Method and device for intensifying electric field with surface plasmon
JP2009289856A (en) * 2008-05-28 2009-12-10 Stanley Electric Co Ltd Optical amplifier and method of designing the same

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