JPH06176416A - 光磁気記録媒体及び記録方法 - Google Patents

光磁気記録媒体及び記録方法

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JPH06176416A
JPH06176416A JP4324185A JP32418592A JPH06176416A JP H06176416 A JPH06176416 A JP H06176416A JP 4324185 A JP4324185 A JP 4324185A JP 32418592 A JP32418592 A JP 32418592A JP H06176416 A JPH06176416 A JP H06176416A
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JP
Japan
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recording
wavelength
magneto
land
optical
Prior art date
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Pending
Application number
JP4324185A
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English (en)
Inventor
Hidemi Yoshida
秀実 吉田
Masaaki Mizuno
正明 水野
Chika Ueda
千賀 上田
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Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
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Publication date
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  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】波長500nm以下のレーザーでC/N比の高
い信号を安定的に記録することができ、飛躍的な高密度
化が可能となる光磁気記録媒体及び情報記録方法を提供
することを目的とする。 【構成】同心円状もしくは渦巻き状の溝を有する基板上
に記録膜を形成し、波長500nm以下のレーザー光を
開口数0.55以上の対物レンズを用いて基板側から記
録膜上に照射して情報の記録再生を行う光磁気記録媒体
であって、トラックピッチが0.5μm〜0.9μm
で、情報を記録する記録部分が溝部の底部平坦部であ
り、上記レーザー光波長をλ、基板の屈折率をnとした
場合の溝と溝の間のランド部の高さがλ/10n〜λ/
4nでかつランド部の底部の幅が0.1μm〜0.3μ
mである光磁気記録媒体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光磁気記録媒体及び記録
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、情報量の飛躍的な増加にともな
い、情報記録媒体に対する高密度化・大容量化の要求は
高まるばかりである。光ディスクは、記録密度が高く、
大容量であり、ランダムアクセスに優れるという特長を
有する。更に、ヘッドと非接触で記録再生が行われるた
めに記録媒体の損傷も少なく、塵埃やディスク表面の傷
にも強く、記録データの長期保存安定性に優れている。
これらの特長を有する光ディスクは、まさに社会の要請
に答える記録媒体であり、今後ますますその需要が広が
ると期待される。光ディスクには、再生専用型(ROM
型)、追記型(WO型)、リライタブル型の3種類があ
る。ここで、ユーザー自らが情報の記録が可能なディス
クは追記型とリライタブル型の2つである。追記型は、
必要に応じて情報の記録再生は可能であるが消去再書込
みはできない。一方、リライタブル型は、情報の記録再
生はもとよりすでに記録されている情報を消去して書き
換えることが可能であることから、コンピュータ用の外
部メモリーとしての用途に適している。
【0003】リライタブル型光ディスクの記録方式(原
理)には、光磁気型、相変化型、フォトクロミック型、
PHB型などがあるが、現状では光磁気型、相変化型の
特性が優れており、既に実用化されている。相変化型の
記録原理は、記録膜が結晶状態と非晶質状態とで異なる
光学定数を有し、反射率に差が生ずることを利用したも
のである。記録層材料としては、カルコゲン薄膜を用い
ることが多い。
【0004】一方、光磁気型の記録原理は、カー効果ま
たはファラデー効果を持つ記録膜がその磁化の方向に応
じて直線偏光の偏光面を回転させる性質を利用したもの
である。光磁気型の特長は、記録膜を融点まで加熱する
必要がないためレーザー光強度が小さくてよいことや、
繰り返し特性がよいことなどである。反面、偏光面の微
小な回転を検出するために、ドライブの光学系が、反射
率変化を検出するだけでよい相変化型に比べて非常に複
雑なものとなり、再生光の利用効率が悪くなる。このた
め光磁気型においては信号振幅が小さくなり、いわゆる
キャリアレベルが低いために、比較的小さなノイズでも
信号が劣化しやすい。従来、このことは高密度記録のた
めにトラックピッチの狭小化を図る際に問題となってい
た。
【0005】一般に、光ディスクの記録再生には、対物
レンズで微小サイズに集束させた半導体レーザー光を使
用する。レーザービームの最小スポット径dminは、使
用するレーザー光の波長λと対物レンズの開口数NAに
より次式で表される。(kは、レンズの開口形状、入射
光束の強度分布によって決まる定数である。) dmin=k・λ/NA ・・・(1) 現在、光ディスクシステムに実用化されている半導体レ
ーザーは、波長825nm帯域と780nm帯域の2種
類である。また、対物レンズは、開口数0.55以下の
ものが通常使用されている。
【0006】光ディスクの記録密度は、レーザービーム
径dminで大きく制限される。光ディスクシステムの記
録密度を現行のものより向上させるためには、まず開口
数の大きなレンズを使用することが考えられる。しかし
ながら、NAを大きくすると(2)式及び(3)式に示
したように焦点深度が浅くなったり、ディスクの傾きに
対する許容度が急激に低下してしまい、この方策は実際
のシステムには採用しにくい。
【0007】 焦点深度=λ/NA2 ・・・(2) ディスクの傾きに対する許容度=K・λ/NA3 ・・・(3) (Kは比例定数とする) また、基板側入射タイプのディスクの場合、NAを大き
くすると対物レンズがディスクに接触するおそれがあ
り、例えば1.2mm厚の基板ではNAは0.60程度
が限界である。
【0008】そこで、波長のより短いレーザーを光源と
することが、高密度記録実現には有効である。波長50
0nm以下のレーザー光を用いることで線記録密度があ
がるとともに、トラックピッチが狭小化できるためディ
スクの半径方向の記録密度も同様にあがる。すなわち、
理論的にはレーザー波長にほぼ比例してトラックピッチ
も狭めることができる。さらにMCAV(Modified Con
stant Angular Velocity)方式、マーク長記録方式(P
WM方式)等を採用することで記録容量を現行光ディス
クの10倍以上にすることが可能である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
レーザー波長をある程度以上短くした場合、トラックピ
ッチをレーザー波長に比例して狭めることは困難であっ
た。光ディスクのトラックはデータの記録を行う平坦部
(ランド部)とトラッキングのための溝部とからなる
が、従来の光ディスク製造工程では溝幅の狭小化には限
界があるためである。
【0010】光ディスク製造工程では、フォトレジスト
層を設けたガラス原盤をレーザー露光して溝を形成し、
これをもとに光ディスク原盤を作成している。一般に、
レーザー光源はArレーザーの458nm波長を使用
し、NA0.90程度の対物レンズを用いており、
(1)式でk=0.8として計算すると最小ビーム径d
min=0.41μmである。従って、製造可能な最小溝
幅としては0.4μm程度が限界なのである。
【0011】例えばNAが0.55、波長780nmで
のトラックピッチの限界は1.35μmであるから、N
Aが同じ場合の波長500nmでのトラックピッチの限
界は、理論的には1.35(μm)×500(nm)/
780(nm)=0.87(μm)である。また、ラン
ド幅の限界も同様に(1.35−0.40)×500/
780=0.61(μm)である。しかし実際は、溝幅
が0.4μmを占めるため、トラックピッチ0.9μm
では0.5μmの不十分なランド幅しかとれず、ノイズ
に敏感な光磁気記録を行うのは非常に困難であった。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、同心円状もし
くは渦巻き状の溝を有する基板上に記録膜を形成し、波
長500nm以下のレーザー光を開口数0.55以上の
対物レンズを用いて基板側から記録膜上に照射して情報
の記録再生を行う光磁気記録媒体であって、トラックピ
ッチが0.5μm〜0.9μmで、情報を記録する記録
部分が溝部の底部平坦部であり、上記レーザー光波長を
λ、基板の屈折率をnとした場合の溝と溝の間のランド
部の高さがλ/10n〜λ/4nでかつランド部の底部
の幅が0.1μm〜0.3μmであることを特徴とする
光磁気記録媒体。及び、同心円状もしくは渦巻き状の溝
がトラックピッチ0.5μm〜0.9μmで設けられて
おり、記録再生に使用するレーザー光波長をλ、基板の
屈折率をnとした場合の溝と溝の間のランド部の高さを
λ/10n〜λ/4n、ランド部の底部の幅を0.1μ
m〜0.3μmとした光磁気記録媒体の溝部の底部平坦
部に波長500nm以下のレーザー光を開口数0.55
以上の対物レンズを用いて基板側から照射して光磁気的
記録を行うことを特徴とする記録方法である。
【0013】すなわち、本発明は、情報を記録する平坦
部をランド部ではなく同心円状もしくは渦巻き状の溝の
底面に形成し、かつランド部分をトラッキングに使用す
ることにより、0.9μm以下の狭いトラックピッチに
おいても充分な幅の記録部が形成できるため、波長50
0nm以下のレーザーを使用した場合の高密度化効果を
著しく高めることができる。
【0014】本発明において、溝とは基板の表面より凹
んだ部分を指し、ランドとは溝と溝との間の畝状の部分
を指す、また、ランド部の底部の幅とは畝状のランドの
根本の部分の幅をいい、根本部分にアールがある場合は
畝の側壁の接線と溝の底面の接線の延長線の交点間の距
離をいう。溝の幅も同様に測る。本発明においては、基
板は透明であり基板を通して光で記録・再生を行うもの
であるので、この光の照射側から見れば、溝の底部がラ
ンドの頂部より手前にあることとなる。
【0015】本発明における溝は底部に平坦部を有する
溝、所謂U溝が用いられ、底部が傾斜面とされた、所謂
V溝は不適当である。本発明の光磁気記録媒体を作るた
めの原型となるガラス原盤は、例えば以下のようなカッ
ティング工程を経て作成される。フォトレジスト層を設
けたガラス原盤の溝を形成すべき部分に波長458nm
のArレーザーをNA0.90の対物レンズを用いて照
射し、現像して、矩形溝を形成する。このとき未露光部
として残るランド部の幅は、レーザービーム径によって
は制限されないため、0.3μm以下の底部幅を有する
ランド部が形成できる。
【0016】ただし、光磁気記録媒体として安定なトラ
ッキング特性を得るため、最低でも0.1μmの底部幅
を有するランド部が必要である。ランド部の底部幅を
0.3μm以上とすることは高密度記録という初期の目
的を達成出来ない。好ましくはランド部の底部の幅が
0.15μm(波長300nmの場合)〜0.25μm
(波長500nmの場合)である。
【0017】また、このように形成された矩形(U型)
の溝の底部は、従来法で形成したランド部よりも平滑性
が高い。すなわち、ランド部は、一度現像液に曝された
フォトレジスト表面をもとにして作られている。従って
多少の表面荒れが生じるのは避けられず、平滑性が損な
われる原因となる。これに対して矩形溝の底面部は、精
密研磨されたガラス原盤の表面をもとにしているため、
平滑性が非常に高いという特長がある。このことは、当
然ながら、再生信号のノイズ低減につながり、光磁気記
録を行う上で有効である。
【0018】溝は同心円状もしくは渦巻き状を呈し、溝
の底部の幅はトラックピッチとランド部の底部幅との関
係から0.2〜0.8μmとなるが、カッティング工程
で波長458nmのArレーザーとNA0.90の対物
レンズを用いた場合、底部幅は0.4μm程度が限界と
なる。また、記録・再生に用いるレーザーの波長が50
0nmの場合は溝の底部の幅は0.6μm程度、300
nmの場合は溝の底部の幅は0.35μm程度が限界と
なる。
【0019】ランド部の高さは、トラッキング特性に大
きな影響を与えるが、λ/10n未満ではRF信号、プ
ッシュプル信号とも十分に得られず、またλ/4nでは
プッシュプル信号が全く出ない。また、λ/4nよりラ
ンドを高くすることはトラッキング特性的にはあまり意
味がない。ランド部の高さの好ましい範囲は、λ/10
n〜λ/5nである。どの値を選択するかは、例えばプ
リピットの有無や、記録膜の特性との兼ね合いなどから
決定される。
【0020】記録再生に用いるレーザー光の波長は好ま
しくは300nm〜500nmの範囲であり、例えばA
r、Kr、HeCdなどのガスレーザーが出力する40
0〜500nmのレーザー光を用いてもよいが、光ディ
スクシステムの小型化を考慮すれば、ZnCdSe、Z
nSe、ZnCdS、ZnSeSなどのII−IV族半導体
レーザーの出力する400〜500nmのレーザー光
や、III−V族半導体レーザー出力光をSHG(第二次
高調波発生)素子を通して得られる340〜390nm
のレーザー光や、半導体レーザー励起によるYAGレー
ザー出力光をTHG(第三次高調波発生)素子を通して
得られる350nmのレーザー光を用いてもよい。
【0021】また、レーザー光の集光投射に用いる対物
レンズの開口数は、好ましくは0.55〜0.70の範
囲がよい。NAが0.70を越えると、例えばレーザー
波長300nmにおける焦点深度は(2)式より0.6
μm程度となる。現行サーボ技術では焦点深度0.6μ
mの光学系によって光ディスクのサーボを行うのは極め
て困難であるし、また、そのような光ディスクを製造す
るのも現状では極めて困難である。
【0022】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて更に説明する
が、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限
定されるものではない。 実施例1 トラックピッチを0.8μmとし、ランド部の高さが4
00Å、平坦な底部幅が0.2μmの溝を形成したポリ
カーボネート基板上に誘電体層Ta25を350Å、記
録層TbFeCoを300Å、反射層Alを400Åの
膜厚でスパッタリング法により順次形成した 得られた光磁気ディスク(光磁気記録媒体)を線速度1
5m/sで回転させ、波長488nmのArレーザー光
をNA0.60の対物レンズで集光投射して記録再生を
行った。レーザーを周波数22.5MHzで変調して記
録を行ったところ、C/N比が40dBの再生信号が得
られ、ノイズに弱い光磁気ディスクを用いて高密度記録
を安定的に行うことができた。この時、最短ピット長は
0.33μm、記録密度は現行品の4.5倍であった。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、狭トラックピッチにお
いても充分な幅の記録部が形成できるため、ノイズに弱
い光磁気ディスクを用いても、波長500nm以下のレ
ーザーでC/N比の高い信号を安定的に記録することが
でき、光磁気記録媒体の飛躍的な高密度化が可能とな
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】同心円状もしくは渦巻き状の溝を有する基
    板上に記録膜を形成し、波長500nm以下のレーザー
    光を開口数0.55以上の対物レンズを用いて基板側か
    ら記録膜上に照射して情報の記録再生を行う光磁気記録
    媒体であって、トラックピッチが0.5μm〜0.9μ
    mで、情報を記録する記録部分が溝部の底部平坦部であ
    り、上記レーザー光波長をλ、基板の屈折率をnとした
    場合の溝と溝の間のランド部の高さがλ/10n〜λ/
    4nでかつランド部の底部の幅が0.1μm〜0.3μ
    mであることを特徴とする光磁気記録媒体。
  2. 【請求項2】同心円状もしくは渦巻き状の溝がトラック
    ピッチ0.5μm〜0.9μmで設けられており、記録
    再生に使用するレーザー光波長をλ、基板の屈折率をn
    とした場合の溝と溝の間のランド部の高さをλ/10n
    〜λ/4n、ランド部の底部の幅を0.1μm〜0.3
    μmとした光磁気記録媒体の溝部の底部平坦部に波長5
    00nm以下のレーザー光を開口数0.55以上の対物
    レンズを用いて基板側から照射して光磁気的記録を行う
    ことを特徴とする記録方法。
JP4324185A 1992-12-03 1992-12-03 光磁気記録媒体及び記録方法 Pending JPH06176416A (ja)

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