JPH0572126A - 所定の間隔に配置されている薄膜の屈折率の測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ディスクにおける記録済み記録層の屈折率
も容易に測定できるような屈折率の測定装置を得る。 【構成】 透明基板の一方の面に所定のピッチで実質的
に矩形断面形状を有する溝中に屈折率の測定対象物が充
填されていて、前記の溝の配列パターンにより形成され
ている回折格子が、前記の透明基板に対して予め定めら
れた波長を有するレーザ光束が入射されたときに発生し
た各次数の回折光における０次回折光の光強度と、１次
回折光の光強度と、２次回折光の光強度とを個別に測定
し、前記した０次，１次，２次の各回折光の光強度を用
いて透明基板に設けられている溝の深さを算出し、次
に、前記した溝の深さに基づいて薄膜の屈折率を算出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は所定の間隔に配置されて
いる薄膜の屈折率の測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、屈折率の測定は例えば楕円偏光計
を用いて行なわれていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した楕円
偏光計によって屈折率の測定を行なう場合には、被測定
物としては屈折率の測定時に被測定物に投射される光束
の径よりも大きな面積にわたって測定の対象にされるべ
き屈折率を示すような状態のものでないと測定ができな
いので、例えば、有機色素を含む記録材料を用いて構成
されている記録層に情報記録用のレーザ光を照射して、
前記した記録層の構成材料の屈折率を変化させることに
より、情報信号の記録再生を行なうようにされている光
ディスクにおける記録済みの部分の記録層の屈折率を知
ることが必要とされても、光ディスクにおける記録部分
は例えば、ミクロンオーダー、またはサブミクロンオー
ダーで分断されているような状態のものになされている
ために、前記した楕円偏光計を用いても前記の記録済み
記録層の屈折率を測定することはできなかった。前記の
ような問題点は光ディスクの場合に限らず、光集積回路
の場合でも問題になることが考えられるが、以下に、光
ディスクの場合を例にとって前記した問題点をより一層
具体的に説明することにする。

【０００４】各種の情報信号を高い記録密度で記録する
ことについての要望が高まるのにつれて、色々な構成原
理や動作原理に基づいて作られた情報記録媒体を用いて
情報信号の高密度記録再生が行われるようになったが、
近年、安定な動作を行なう半導体レーザが容易に得られ
るようになったのに伴い、レーザ光を用いて高密度記録
再生を行なうようにした各種の光学的記録媒体円盤(光
ディスク)が既に実用化されたり、あるいは実用化のた
めの研究開発が行われており、例えば幾何学的な凹部あ
るいは凸部として形成されているピットにより情報信号
が記録された原盤から大量に複製された記録済み光ディ
スク(再生専用の光ディスク)が、例えばビデオ・ディス
クやコンパクト・ディスク等として一般家庭にも普及し
ている他、１回だけユーザが追加して記録できる光ディ
スク(追記型光ディスク)や消去可能な光ディスクなど
が、例えばオフィス用ファイルメモリ、その他の用途に
おける実用化のために盛んな研究開発が行なわれてい
る。

【０００５】前記のコンパクト・ディスクは周知のよう
に光ディスクの信号面に情報信号と対応するピットの配
列によって、情報信号が高密度記録されている形態の記
録済みの光ディスクであって、再生時に用いられる７８
０ｎｍの光の波長に対して特定な関係に設定されている
深さのピットの配列によって情報信号が信号面に記録さ
れているとともに、それの信号面の全面がアルミニウム
等の薄膜によって被覆された構成となされていて、波長
が７８０ｎｍの光に対して信号面におけるランドの部分
の反射率が７０％〜９０％となるように規定されてお
り、光ディスクの信号面からの情報信号の読出しが７８
０ｎｍの波長の光のスポットによって行なわれるようよ
うになされていて、情報信号の読出しは信号面における
ピットの部分からの反射光の光量が、ピットの部分で生
じる光の干渉の結果としてランドの部分からの反射光の
光量よりも減少した状態になることを利用して行なわ
れ、またトラッキング誤差情報はピットの配列からなる
記録跡の部分からの反射光の光量とランドの部分からの
反射光の光量との差を用いて得るようにされている。

【０００６】そして、前記のようなコンパクト・ディス
クの普及に伴って、コンパクト・ディスク用の再生機を
使用して再生を行なうことが可能な光ディスク、すなわ
ち、コンパクト・ディスクと互換性のある光ディスクが
着目されるようになり、例えば１９８８年１０月３日
日経マグロウヒル社発行「日経エレクトロニクス」Ｎ
Ｏ．４５７第１００頁〜第１０１頁に「ＣＤ規格を満足
する高反射率の追記型光ディスクを開発」という標題の
下に発表されている記事によってコンパクト・ディスク
との互換性を有する光ディスクが紹介された他、特開平
２ー１８８４４８号公報、特開平２ー２４４４３７号公
報その他の多くの刊行物によって、有機色素を含む記録
材料が用いられている記録層の構成材料の屈折率を情報
記録用のレーザ光の照射によって変化させることにより
情報信号の記録再生が行なわれるようにした光ディスク
についての多くの提案がなされており、本出願人会社に
おいても記録動作時に有機色素を含む記録材料を用いて
いる記録層の構成材料の分解による記録層の屈折率の減
少によって生じる光の位相の進みを利用してコンパクト
・ディスクに対して良好な互換性を有する光ディスクを
特開平２ー１８５７３７号公報によって開示している。
また、前記のようにコンパクト・ディスクに対して互換
性を有する光ディスクも含み例えば、再生専用の記録済
み領域と追記型光ディスクとして使用できる記録領域を
設けた構成形態の追記型光ディスク、あるいは全面が記
録領域になされている光ディスクについても多くの諸提
案が行なわれて来ている。一方、前記のように記録領域
が設けられている構成形態の光ディスクにおいては、記
録時にもトラッキング制御が行なわれうるように透明基
板にトラッキング用の案内溝を設けて、所謂プッシュプ
ル法によるトラッキング誤差検出方式によるトラッキン
グ制御方式の適用によってトラッキング制御が行なわれ
るようにされることが多い。

【０００７】ところで、コンパクト・ディスクとの互換
性を備えている光ディスクとしては上記した特開平２ー
１８５７３７号公報中でも指摘しているように、当然の
ことながらコンパクト・ディスクについて定められてい
る再生に関する諸規格、特に反射率、高周波信号の変調
度、トラッキング信号出力、等の諸特性について互換性
を満足していることが必要とされるが、コンパクト・デ
ィスクと互換性を有する追記型の光ディスクを、有機色
素を含む記録材料が用いられている記録層の構成材料の
屈折率を情報記録用のレーザ光の照射によって変化させ
ることにより情報信号の記録再生が行なわれるように構
成させる場合でも、あるいは、コンパクト・ディスクと
の互換性を問題にしない光ディスクを有機色素を含む記
録材料が用いられている記録層の構成材料の屈折率を情
報記録用のレーザ光の照射によって変化させることによ
り情報信号の記録再生が行なわれるようにされている光
ディスクの場合であっても、それぞれの目標とする諸特
性を備えている光ディスクを提供することは困難であっ
た。

【０００８】上記の問題点を解決するために本出願人会
社では、図３に示すように深さＧのトラッキング用の案
内溝５を有する屈折率がｎ1の透明基板１上に、記録用
の光の波長λに感受性を有し、かつ、前記の光の照射に
よって屈折率がｎ2からｎ2rに変化する記録材料で構成
されている記録層２の記録前の記録層の状態が、ｎ1×
Ｇ+ｎ2(ｄ1-ｄ2)＝(Ｎ×λ/4)＋(λ/16)±(λ/40)…
(a） (ただし、Ｎは零及び正の整数)で示されるととも
に、記録用の光の照射の前後における記録層における屈
折率の実数部の差をΔｎとして表わしたときに、前記し
た情報記録用の光によって照射された記録層における屈
折率の変化が、Δｎ×ｄ2＝(λ/4)-2{(λ/16)±(λ/4
0)}…(b)によって示されるように構成することにより、
目標とする諸特性を備えている光ディスクが容易に提供
できるようにした。なお、図３において３は金属反射
層、４は保護層である。

【０００９】ところで、前記した（ａ)，(ｂ）式を同時
に満足させうるような光ディスクの構成に当っては、前
記した（ａ)，(ｂ）式中に使用されている透明基板１の
屈折率ｎ1、記録層２の屈折率ｎ2、トラッキング用の案
内溝５の深さＧ、情報記録用の光の波長λ、透明基板１
におけるトラッキング用の案内溝以外の部分（ランドの
部分）における記録層２の厚さｄ1、透明基板１におけ
るトラッキング用の案内溝５の部分における記録層２の
厚さｄ2、零及び正の整数Ｎ、情報記録用の光の照射の
前後における記録層２における屈折率の実数部の差を示
すΔｎ等のそれぞれの値が既知であることが必要とされ
る。

【００１０】ところで前記した透明基板１の屈折率ｎ
1、記録層２の屈折率ｎ2、トラッキング用の案内溝５の
深さＧ、情報記録用の光の波長λ、零及び正の整数Ｎ等
の値などについては、それらの内のあるものは例えば使
用する材料に応じて自動的に決定され、またあるもので
は必要条件に応じて自動的に決定され、さらに別のある
ものについては必要に応じて任意に設定されるなどし
て、前以って確実に数値を知ることができるが、基板１
におけるトラッキング用の案内溝５以外の部分（ランド
の部分）における記録層２の厚さｄ1や、基板１におけ
るトラッキング用の案内溝５の部分における記録層２の
厚さｄ2、及び情報記録用の光の照射の前後における記
録層における屈折率の実数部の差を示すΔｎ等のそれぞ
れの値は、相互に関連して値が変化するものであるか
ら、それぞれの数値を単独に設定することができない。
しかし、前記した（ａ），(ｂ）式に示されている関
係、特に、（ｂ）式 Δｎ×ｄ2＝(λ／４)−２{(λ／１６)±(λ／４０)} …（ｂ） に示されている関係に着目すると、情報記録用の光の照
射の前後における記録層における屈折率の実数部の差を
示すΔｎを知ることができれば、基板１におけるトラッ
キング用の案内溝５の部分における記録層２の厚さｄ2
は、前記した(ｂ)式によって簡単に算出することができ
ることが判かる。そして、基板１におけるトラッキング
用の案内溝５の部分における記録層２の厚さｄ2が、前
記のようにして特定できれば、前記した（ａ）式 ｎ1×Ｇ＋ｎ2(ｄ1−ｄ2)＝(Ｎ×λ／４)＋(λ／１６)±(λ／４０) …（ａ） を用いることにより、基板１におけるトラッキング用の
案内溝５以外の部分(ランドの部分)における記録層２の
厚さｄ1を容易に算出することができることが明らかで
ある。

【００１１】それで光ディスクの構成に当っては、例え
ば、まず記録層２における記録前後の記録層２の屈折率
の差Δｎを記録層２の屈折率の測定結果から求め、それ
から前記した(ｂ）式の関係を用いて基板１のトラッキ
ング用の案内溝５の部分における記録層２の厚さｄ2を
決定し、次いで前記した（ａ）式を用いて基板１のトラ
ッキング用の案内溝５以外の部分(ランドの部分)におけ
る記録層２の厚さｄ1を決定する。前記のようにして基
板１におけるランドの部分における記録層２の厚さｄ1
と、トラッキング用の案内溝５の部分における記録層２
の厚さｄ2とが、それぞれ決定された場合には、基板１
におけるトラッキング用の案内溝５，５…が構成されて
いる方の面上に、ランドの部分とトラッキング用の案内
溝５の部分とに、それぞれ異なる所定の膜厚の記録層２
を容易に構成させることができる。すなわち、前記の記
録層２を例えばスピンコート法の適用により基板１上に
塗布させようとする場合には、記録層２の材料の粘度や
回転数等を所要のように定めれば、基板１上に付着され
る記録層２を所定の厚み、例えば基板１におけるトラッ
キング用の案内溝５の部分の記録層２の厚さを所定の厚
さｄ2とし、また、基板１におけるトラッキング用の案
内溝５以外の部分(ランドの部分)の記録層２の厚さを所
定の厚さｄ1とするように、基板１上に塗布付着される
記録層２の膜厚の制御を良好に行なわせることは容易だ
からである。

【００１２】ところで、前記した記録層２における記録
前後の記録層２の屈折率の差Δｎを知るためには、記録
層２における記録前後の記録層２の屈折率をそれぞれ測
定して、記録前における記録層２の屈折率ｎ2と記録後
の記録層２の屈折率の測定値ｎ2rとの差ｎ2−ｎ2r＝Δ
ｎを算出して求めるようにすればよい。そして、前記し
た記録前における記録層２の屈折率ｎ2の測定は、例え
ば楕円偏光計を用いることによって容易に行なうことが
できる。しかし、基板１におけるトラッキング用の案内
溝５の部分の記録層２に対して断続的に微小な部分だけ
に記録されている部分の屈折率ｎ2rは前記した楕円偏光
計を用いても行なうことができない。それで、基板１に
おけるトラッキング用の案内溝５の部分の記録層２の記
録済みの状態の部分の屈折率ｎ2rの測定を行なうのに、
例えば光学研磨された面上に所定の厚さの記録層、すな
わち、光ディスクにおける記録が行なわれるべき記録層
の部分の膜厚と同じ膜厚に構成させた記録層について、
楕円偏光計による屈折率の測定に必要とされる面積以上
の面積の部分を情報記録用のレーザ光束によって走査し
て一様な記録状態とした被測定物を用意し、前記の被測
定物における一様な記状態になされた部分の屈折率を楕
円偏光計を用いて測定し、その測定値を記録後の記録層
２の屈折率の測定値ｎ2rとすることが考えられ、楕円偏
光計を用いて行なわれる前記のような測定方法によって
測定した記録前における記録層２の屈折率ｎ2と記録後
の記録層２の屈折率の測定値ｎ2rとの差ｎ2−ｎ2r＝Δ
ｎを演算することにより、必要となされている記録層２
における記録前後の記録層２の屈折率の差Δｎを求める
ことができる。

【００１３】しかし、記録後における記録層２の屈折率
ｎ2ｒの測定を楕円偏光計を用いて行なう場合の例とし
て挙げた前記の方法では、記録済みの記録層２と等価な
状態のものとして使用されるダミーの記録層が、実際の
光ディスクの基板１におけるトラッキング用の案内溝５
の部分の記録層２とは異なるために、屈折率の測定値が
実際の光ディスクの基板１におけるトラッキング用の案
内溝５の部分の記録層２の記録部分の屈折率に対して誤
差が生じていることも考えられる。それで、記録後にお
ける記録層２の屈折率ｎ2ｒの測定に際して、前記のよ
うな問題点を生じさせないで屈折率の測定を行なうこと
ができる測定装置が求められた。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は透明基板の一方
の面に所定のピッチで刻設した実質的に矩形断面形状を
有する溝中に、前記した透明基板の構成物質とは異なる
物質を充填して構成させた薄膜の屈折率を測定する装置
であって、前記した透明基板に対して予め定められた波
長を有するレーザ光束を入射させる手段と、前記した溝
の配列パターンにより形成されている回折格子が前記し
たレーザ光束の入射によって発生した回折光における所
定の次数の回折光の強度を個別に測定する手段と、前記
した個別の所定の次数の回折光の強度を用いて溝の深さ
を算出する手段と、前記した溝の深さに基づいて薄膜の
屈折率を算出する手段とからなる所定の間隔に配置され
ている薄膜の屈折率の測定装置、及び実質的に矩形断面
形状と所定のピッチとを有するトラッキング用の案内溝
が設けてある透明基板におけるトラッキング用の案内溝
が設けてある方の板面上に、情報記録用の光の波長に感
受性を有していて前記した情報記録用の光の照射によっ
て屈折率が変化する記録材料によって構成されている記
録層を少なくとも備えている光学的記録媒体円盤を駆動
回転させた状態にして、トラッキング用の案内溝中の記
録層の部分に一定の光強度で時間軸上で連続している状
態の情報記録用の光を照射し、その部分の記録層を記録
済みの状態にさせる手段と、光学的記録媒体円盤の透明
基板に付着されている記録層に積層されている構成部分
を剥離した後に、溶剤を用いて前記したトラッキング用
の案内溝中の記録済みの状態の記録層の部分以外の記録
層を除去して得た透明基板を被測定物に用い、前記した
透明基板に対して予め定められた波長を有するレーザ光
束を入射させる手段と、前記したトラッキング用の案内
溝の配列パターンにより形成されている回折格子が前記
したレーザ光束の入射によって発生した回折光における
所定の次数の回折光の強度を個別に測定する手段と、前
記した個別の所定の次数の回折光の強度を用いてトラッ
キング用の案内溝の深さを算出する手段と、前記したト
ラッキング用の溝の深さに基づいてトラッキング用の溝
中の薄膜の屈折率を算出する手段とからなる所定の間隔
に配置されている薄膜の屈折率の測定装置を提供する。

【００１５】

【作用】透明基板の一方の面に所定のピッチで実質的に
矩形断面形状を有する溝中に屈折率の測定対象物が充填
されていて、前記の溝の配列パターンにより形成されて
いる回折格子が、前記の透明基板に対して予め定められ
た波長を有するレーザ光束が入射されることにより各次
数の回折光を発生する。発生した回折光の内で０次回折
光の光強度と、１次回折光の光強度と、と２次回折光の
光強度とを個別に測定する。前記した０次，１次，２次
の各回折光の光強度を用いて透明基板に設けられている
溝の深さを算出する。次に、前記した溝の深さに基づい
て薄膜の屈折率を算出する。

【００１６】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の所定の間
隔に配置されている薄膜の屈折率の測定装置の具体的な
内容を詳細に説明する。図１は本発明の所定の間隔に配
置されている薄膜の屈折率の測定装置の一例構成を示す
ブロック図であり、また、図２は本発明の所定の間隔に
配置されている薄膜の屈折率の測定装置によって、情報
記録用のレーザ光の照射により記録層の構成材料の屈折
率を変化させることにより情報信号の記録再生が行なわ
れるような構成態様の光ディスクの記録層における記録
済み状態の記録層の屈折率を測定する場合の説明図、図
３は光ディスクの一部の斜視断面図である。図１におい
て１１はレーザ光源であり、このレーザ光源１１から放
射した予め定められた波長λのレーザ光は被測定物１２
を照射する。前記した被測定物１２は透明基板１の一方
の面に所定のピッチＰで刻設した実質的に矩形断面形状
（溝幅がＷで深さがＧ）を有する溝５中に、前記した透
明基板１の構成物質とは異なる物質２ｒが充填されてい
るような構成のものであって、前記のようにレーザ光源
１１から放射された波長がλのレーザ光束が被測定物１
２に入射すると、被測定物１２では前記の溝５の配列パ
ターンで形成されている回折格子によって各次数の回折
光を発生する。

【００１７】図２は、透明基板１の一方の面に所定のピ
ッチＰで刻設させた実質的に矩形断面形状を有する溝５
中に、透明基板１の構成物質とは異なる物質２ｒを充顛
させてあって回折格子の機能を行なう図１中の被測定物
１２として、情報記録用のレーザ光の照射によって屈折
率が変化するような構成材料の記録層２(図３参照)にお
ける記録済みの記録層２ｒが溝５中に連続して形成させ
た状態の光ディスクから作ったものを用いて、記録済み
の記録層２ｒの屈折率の測定を行なうようにした場合に
ついての被測定物１２の製作工程と、被測定物１２にレ
ーザ光７を照射して各次数の回折光が発生している状態
を図示説明している図であり、まず、図２の（ａ）は図
３について既述したような構成の光ディスクの一部の縦
断面図であって、１は一方の面にトラッキング用の案内
溝５，５…が設けられている厚さが１.２ｍｍで直径が
１２０ｍｍのポリカーボネート樹脂製の基板であり、ま
た２は例えば、１，１'−ジブチル−３，３，３'，３’
−テトラメチル−４，５，４’，５’−ジベンゾインド
レニンジカルボシアニンパークロレートを含む色素材料
によって構成された記録層であって、この記録層２は前
記した色素材料を用いてスピンコート法によって構成さ
れる。３は金属反射層として６００ｎｍの厚さに金の薄
膜をスパッタリング法によって形成させたものであり、
また、４は紫外線硬化樹脂をスピンコート法によって塗
布した後に紫外線を照射して硬化させて構成した厚さ５
ミクロンの保護層である。

【００１８】次に、図２の（ａ）を参照して説明したよ
うな構成を有する光ディスクを光ディスクの記録装置に
おけるターンテーブルに装着した後に、前記のターンテ
ーブルを所定の回転数で回転させた状態にして、情報記
録用の光を一定強度で連続的に放射させ続けて光ディス
クにおけるトラッキング用の案内溝５の部分の記録層２
を連続的に記録済みの記録層２ｒにすると図２の(ｂ)に
例示されているような記録済み光ディスクが得られる。
前記ようにトラッキング用の案内溝５の部分の記録層２
が記録済みの状態になされた図２の（ｂ）に示されてい
る状態の記録済み光ディスクは、次に保護層４と金属反
射層３とを剥離した後に、光ディスクにおけるトラッキ
ング用の案内溝５の部分の記録層２以外の部分の記録層
をエタノールによって洗浄して除去されることにより、
図２の（ｃ）に示されるような状態のもの、すなわち、
基板１の一方の面上にランドの部分とトラッキング用の
案内溝５（溝幅がＷで溝の深さがＧ）の部分に記録済み
の記録層２ｒが存在している状態の部分とが所定のピッ
チＰで配列している構成態様の被測定物１２となされ
る。

【００１９】図２の（ｃ）に示されているように、基板
１の一方の面上にランドの部分とトラッキング用の案内
溝５（溝幅がＷで溝の深さがＧ）の部分に記録済みの記
録層２ｒが存在している状態の部分とが所定のピッチＰ
で配列している構成態様のものにおける基板１に対し
て、図２の（ｄ）に示すようにレーザ光７を入射させる
と、前記のようにランドの部分とトラッキング用の案内
溝５の部分に記録済みの記録層２ｒが存在している状態
の部分とが所定のピッチで配列している構成態様の部分
は、前記したレーザ光７に対して回折格子として作用す
るために、基板１からは０次回折光、１次回折光と２次
回折光等が出射されるが、この状態は図１中においてレ
ーザ光源１１から放射された予め定められた波長λのレ
ーザ光７を被測定物１２に照射した場合と同様である。

【００２０】前記のようにして被測定物１２で生じた光
強度がＩｏの０次回折光は光電変換器１３によって受光
されて、光電変換器１３では０次回折光の光強度Ｉｏと
対応する０次回折光信号Ｉｏを発生し、また、被測定物
１２で生じた光強度がＩ1の１次回折光は光電変換器１
４によって受光されて、光電変換器１４では１次回折光
の光強度Ｉ1と対応する１次回折光信号Ｉ1を発生し、さ
らに被測定物１２で生じた光強度がＩ2の２次回折光は
光電変換器１５によって受光されて、光電変換器１５で
は２次回折光の光強度Ｉ2と対応する２次回折光信号Ｉ2
を発生する。前記した各光電変換器１３〜１５によって
それぞれ個別に発生された０次回折光信号Ｉｏ，１次回
折光信号Ｉ1，２次回折光信号Ｉ2の内の１次回折光信号
Ｉ1と２次回折光信号Ｉ2とは溝幅Ｗの算出部１６に供給
され、また、０次回折光信号Ｉｏと１次回折光信号Ｉ1
とは係数ｋの算出部１８に供給される。

【００２１】なお、図１に示す実施例においては被測定
物１２における溝５（溝幅がＷで溝の深さがＧ）の所定
のピッチＰでの配列パターンで形成されている回折格子
によって発生された０次回折光と、１次回折光と、２次
回折光とを、それぞれ別個の光電変換器１３〜１５(Ｐ
Ｄo,ＰＤ1,ＰＤ2)によって光電変換して、０次回折光信
号Ｉ2ｏと１次回折光信号Ｉ1と２次回折光信号Ｉ2とを
同時信号として発生させ、それらの各回折光信号の内の
それぞれ所要な回折光信号を溝幅Ｗの算出部１６と係数
ｋの算出部１８とに供給するようにしているが、前記し
た被測定物１２における溝５の配列パターンで形成され
ている回折格子によって発生された０次回折光と、１次
回折光と、２次回折光との各次数の回折光を個別に受光
できる位置に１個の光電変換器を順次に移動させて、前
記した０次回折光信号Ｉ2ｏと１次回折光信号Ｉ1と２次
回折光信号Ｉ2とを時分割信号として発生させ、それら
の各回折光信号の内のそれぞれ所要な回折光信号を溝幅
Ｗの算出部１６と係数ｋの算出部１８とに供給するよう
にしてもよい。前記した時分割信号形態の０次回折光信
号Ｉ2ｏ，１次回折光信号Ｉ1，２次回折光信号Ｉ2等
は、必要に応じて例えば記憶装置を使用するなどの手段
により容易に同時信号に変換できる。

【００２２】前記のように透明基板１の一方の面に、所
定のピッチＰで刻設した実質的に矩形断面形状を有する
溝５（溝幅がＷ，溝の深さがＧ）中に、前記の透明基板
１の構成物質とは異なる物質２ｒが充顛されている構成
態様となされていて、回折格子として機能する被測定物
１２において、前記した透明基板１は屈折率がｎ1の構
成物質で構成されており、前記した透明基板１の一方の
面に所定のピッチＰで刻設されている実質的に矩形断面
形状を有する溝５の溝幅がＷ，溝の深さがＧであり、ま
た、前記した透明基板１に設けられている溝５中に充顛
されている物質２ｒの屈折率がｎ2rであったとし、さら
に前記した被測定物１２に入射されるレーザ光の波長を
λとし、さらにまた前記の波長がλのレーザ光が被測定
物１２に入射することによって被測定物１２に発生した
０次回折光の方向と１次回折光の方向とのなす角をθと
すると、前記した溝５のピッチＰと溝の幅Ｗと溝の深さ
Ｇとは、それぞれ次の数１中に示されている式（１）〜
（３）によって表わされるものとなる。

【００２３】

【数１】

【００２４】図１において２２は操作部であり、この操
作部２２にはテンキーのような入力部を備えており、被
測定物１２における測定対象部分の屈折率ｎ2rの測定に
際して、入力することが必要とされている溝のピッチ
Ｐ、光の波長λ、透明基板１の屈折率ｎ1等の数値を入
力する。操作部２２から入力された被測定物１２におけ
る溝５のピッチＰの数値は置数器８に設定され、前記の
置数器８に設定された被測定物１２における溝５のピッ
チＰの数値は、溝幅Ｗの算出部１６とε＝Ｗ／Ｐの算出
部１７とに与えられ、また、操作部２２から入力された
被測定物１２における透明基板１の屈折率ｎ1の数値は
置数器９に設定され、前記の置数器９に設定された被測
定物１２における透明基板１の屈折率ｎ1の数値は、溝
５の深さＧの算出部１９と屈折率ｎ2rの算出部２０とに
与えられ、さらに、操作部２２から入力されたレーザ光
源１１から放射されたレーザ光７の波長λの屈折率ｎ1
の数値は置数器１０に設定され、前記の置数器１０に設
定されたレーザ光７の波長λの数値は、屈折率ｎ2rの算
出部２０に与えられる。

【００２５】前記した溝幅Ｗの算出部１６では、それに
対して光電変換器１４から与えられた被測定物１２で生
じた光強度がＩ1の１次回折光と対応する１次回折光信
号Ｉ1と、光電変換器１５から与えられた被測定物１２
で生じた光強度がＩ2の２次回折光と対応する２次回折
光信号Ｉ2と、置数器８から与えられた被測定物１２に
おける溝５のピッチＰの数値とを用いて、前記した数１
における（２）式によって溝幅Ｗの値Ｗを算出し、前記
した溝幅Ｗのデータをε＝Ｗ／Ｐの算出部１７に供給す
る。ε＝Ｗ／Ｐの算出部１７では、前記した溝幅Ｗの算
出部１６から供給された溝幅Ｗのデータと、置数器８か
ら供給されている被測定物１２における溝５のピッチＰ
の数値とを用いて、前記した数１における（５）式によ
ってε＝Ｗ／Ｐの演算を行なって溝５の溝幅Ｗと溝５の
ピッチＰとの比の値εの数値を得て、それを係数ｋの算
出部１８に与える。

【００２６】係数ｋの算出部１８では、前記したε＝Ｗ
／Ｐの算出部１７から供給されているε＝Ｗ／Ｐの数値
と、光電変換器１３から供給された被測定物１２で生じ
た光強度がＩｏの０次回折光と対応する０次回折光信号
Ｉoと、光電変換器１４から供給された被測定物１２で
生じた光強度がＩ1の１次回折光と対応する１次回折光
信号Ｉ1とを用いて、前記した数１における（４）式に
よって係数ｋを算出して、算出した係数ｋの値を溝の深
さＧの算出部１９に供給する。溝の深さＧの算出部１９
では、前記した係数ｋの算出部１８から供給された係数
値ｋと、置数器９に設定された被測定物１２における透
明基板１の屈折率ｎ1の数値によって、前記した数１に
おける（３）式の演算を行なって溝５の深さＧを算出し
て、溝の深さのデータを屈折率ｎ2rの算出部２０に与え
る。

【００２７】前記した屈折率ｎ2rの算出部２０では、前
記した溝の深さＧの算出部１９から供給された溝の深さ
Ｇのデータと、置数器９に設定された測定物１２におけ
る透明基板１の屈折率ｎ1の数値と、置数器１０に設定
されたレーザ光７の波長λの数値とによって、前記した
数１における（６）式の演算を行なって溝５に充顛され
ている物質の屈折率ｎ2rの算出を行ない、算出された屈
折率ｎ2rのデータを表示器２１に供給して表示させる。
なお、前記した前記した屈折率ｎ2rの算出部２０から出
力された屈折率ｎ2rのデータをプリンタに供給して、プ
リンタによって屈折率のデータをプリントしたハードコ
ピーを出力させるようにしてもよいことは勿論である。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１は、一方の面にトラッキング用の案内
溝５，５…が設けられている厚さが１.２ｍｍで直径が
１２０ｍｍのポリカーボネート樹脂製の基板１上に、
１，１'−ジブチル−３，３，３'，３’−テトラメチル
−４，５，４’，５’−ジベンゾインドレニンジカルボ
シアニンパークロレートを含む色素材料によって構成さ
せた記録層２と、６００ｎｍの厚さに金の薄膜をスパッ
タリング法によって形成させた金属反射層３と、紫外線
硬化樹脂をスピンコート法によって塗布した後に紫外線
を照射して硬化させて構成した厚さ５ミクロンの保護層
４とを順次に積層して構成させる光ディスクにおいて、
基板１に構成させるトラッキング用の案内溝５の深さを
種々に設定したり、または、記録層２の厚さを種々に設
定したりして作った４種類の光ディスクのサンプルにつ
いて、図２について説明したようにして被測定物１２を
作成し、その４種類の被測定物におけるトラッキング用
の案内溝５内の記録済みの状態の記録層２の屈折率を、
本発明の所定の間隔に配置されている薄膜の屈折率の測
定装置を用いて測定して得たた記録済み記録層の屈折率
の測定値を例示した表である。

【００３０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したところから明らか
なように本発明の所定の間隔に配置されている薄膜の屈
折率の測定装置は、透明基板の一方の面に所定のピッチ
で実質的に矩形断面形状を有する溝中に屈折率の測定対
象物が充填されていて、前記の溝の配列パターンにより
形成されている回折格子が、前記の透明基板に対して予
め定められた波長を有するレーザ光束が入射されたとき
に発生した各次数の回折光における０次回折光の光強度
と、１次回折光の光強度と、２次回折光の光強度とを個
別に測定して、前記した０次，１次，２次の各回折光の
光強度を用いて透明基板に設けられている溝の深さを算
出し、次に、前記した溝の深さに基づいて薄膜の屈折率
を算出するようにしたものであるから、この本発明の所
定の間隔に配置されている薄膜の屈折率の測定装置で
は、例えば有機色素を含む記録材料を用いて構成されて
いる記録層に情報記録用のレーザ光を照射して、前記し
た記録層の構成材料の屈折率を変化させることにより、
情報信号の記録再生を行なうようにされている光ディス
クにおける記録済みの部分の記録層の屈折率も容易に測
定することができるので、コンパクト・ディスクと互換
性を有する追記型の光ディスクを、有機色素を含む記録
材料が用いられている記録層の構成材料の屈折率を情報
記録用のレーザ光の照射によって変化させることにより
情報信号の記録再生が行なわれるように構成させる場合
でも、あるいは、コンパクト・ディスクとの互換性を問
題にしない光ディスクを有機色素を含む記録材料が用い
られている記録層の構成材料の屈折率を情報記録用のレ
ーザ光の照射によって変化させることにより情報信号の
記録再生が行なわれるようにされている光ディスクの場
合であっても、それぞれの目標とする諸特性を備えてい
る光ディスクの製作に当って必要とされる基礎データを
容易に得ることができるので、本発明によれば既述した
従来の問題点を良好に解決できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の所定の間隔に配置されている薄膜の屈
折率の測定装置の一例構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の屈折率の測定装置によって、情報記録
用のレーザ光の照射により記録層の構成材料の屈折率を
変化させることにより情報信号の記録再生が行なわれる
ような構成態様の光ディスクの記録層における記録済み
状態の記録層の屈折率を測定する場合の説明図である。

【図３】光ディスクの一部の斜視断面図である。

【符号の説明】

１…情報記録用の光及び再生用の光に対して実質的に透
明な材料を用いて構成されているとともに、一方の面に
トラッキング用の案内溝が設けられている基板、２…記
録層、３…金属反射層、４…保護層、５…溝、７…レー
ザ光束、８〜１０…置数器、１１…レーザ光源、１２…
被測定物、１３〜１５…光電変換器、１６…溝幅Ｗの算
出部、１７…ε＝Ｗ／Ｐの算出部、１８…係数ｋの算出
部、１９…溝５の深さＧの算出部、２０…屈折率ｎ2rの
算出部、２１…樋示器、２２…操作部、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板の一方の面に所定のピッチで刻
   設した実質的に矩形断面形状を有する溝中に、前記した
   透明基板の構成物質とは異なる物質を充填して構成させ
   た薄膜の屈折率を測定する装置であって、前記した透明
   基板に対して予め定められた波長を有するレーザ光束を
   入射させる手段と、前記した溝の配列パターンにより形
   成されている回折格子が前記したレーザ光束の入射によ
   って発生した回折光における所定の次数の回折光の強度
   を個別に測定する手段と、前記した個別の所定の次数の
   回折光の強度を用いて溝の深さを算出する手段と、前記
   した溝の深さに基づいて薄膜の屈折率を算出する手段と
   からなる所定の間隔に配置されている薄膜の屈折率の測
   定装置。
2. 【請求項２】 実質的に矩形断面形状と所定のピッチと
   を有するトラッキング用の案内溝が設けてある透明基板
   におけるトラッキング用の案内溝が設けてある方の板面
   上に情報記録用の光の波長に感受性を有していて前記し
   た情報記録用の光の照射によって屈折率が変化する記録
   材料によって構成されている記録層を少なくとも備えて
   いる光学的記録媒体円盤を駆動回転させた状態にして、
   トラッキング用の案内溝中の記録層の部分に一定の光強
   度で時間軸上で連続している状態の情報記録用の光を照
   射し、その部分の記録層を記録済みの状態にさせる手段
   と、光学的記録媒体円盤の透明基板に付着されている記
   録層に積層されている構成部分を剥離した後に、溶剤を
   用いて前記したトラッキング用の案内溝中の記録済みの
   状態の記録層の部分以外の記録層を除去して得た透明基
   板を被測定物に用い、前記した透明基板に対して予め定
   められた波長を有するレーザ光束を入射させる手段と、
   前記したトラッキング用の案内溝の配列パターンにより
   形成されている回折格子が前記したレーザ光束の入射に
   よって発生した回折光における所定の次数の回折光の強
   度を個別に測定する手段と、前記した個別の所定の次数
   の回折光の強度を用いてトラッキング用の案内溝の深さ
   を算出する手段と、前記したトラッキング用の溝の深さ
   に基づいてトラッキング用の溝中の薄膜の屈折率を算出
   する手段とからなる所定の間隔に配置されている薄膜の
   屈折率の測定装置。