JPH0798885A - Optical memory and its recording and reproduction method - Google Patents

Optical memory and its recording and reproduction method

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JPH0798885A
JPH0798885A JP5242330A JP24233093A JPH0798885A JP H0798885 A JPH0798885 A JP H0798885A JP 5242330 A JP5242330 A JP 5242330A JP 24233093 A JP24233093 A JP 24233093A JP H0798885 A JPH0798885 A JP H0798885A
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Abstract

PURPOSE:To make an effective use of the characteristic using the photon STM and to enable more high-density recording and reproduction. CONSTITUTION:The projecting and recessing information of a medium 13 is recorded or reproduced by the evanescent light localized in the fine recessing and projecting parts while scanning a medium 13 by an optical probe. In the optical memory device using the photon scanning type tunnel microscope, plural optical probes 11 and 12 with the conical tip shape set to the dissimilar conical angles so that they have resolution reproducing series of recording recessed and projecting information strings 14 and 15 set in the range with dissimilar recording dimensions are provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、フォトンSTMを利用
した光メモリ装置並びにその記録方法及び再生方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical memory device using a photon STM, a recording method and a reproducing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、光メモリ装置等にあっては、よ
り高密度記録/再生が可能であることが要求されるが、
現状の光メモリ装置にあっては、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。
2. Description of the Related Art Generally, an optical memory device or the like is required to be capable of high density recording / reproducing.
It can be said that the current optical memory device is already reaching its limit in terms of high density recording / reproducing. This is the property of the wave of light that the resolution cannot be condensed in the region where the resolution is diffraction limit, that is, the wavelength shorter than λ / 2 with respect to the wavelength λ of the recording / reproducing light (laser light). by.

【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。
Therefore, under the present circumstances, in order to achieve higher density recording, there is no choice but to rely on a technique such as reducing the distance between pits or reducing the distance between tracks. If you try to increase the density of, the crosstalk will increase and playback will be impossible,
It will not be practical.

【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(フォトン走査型トンネル顕微
鏡)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。
In this respect, in recent years, a photon STM (photon scanning tunneling microscope) having a resolution exceeding the diffraction limit has attracted attention, and its research has been actively conducted. For example, according to the description in “Electronic microscope in which the atom is visible-microscopic measurement / processing by Photon STM-” (p.381-384) in the May issue of the magazine “Electronics magazine”, Vol. Application to optical recording is also mentioned.

【0005】ここに、上記雑誌中の記載及び図7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。
Here, the principle of the photon STM will be described with reference to the description in the above magazine and FIG. In general,
When an object is irradiated with light, scattered light includes light that propagates far and an electromagnetic field that is created only in the vicinity due to the interaction between polarizations induced in a substance by light irradiation, that is, light that does not propagate. To do. The latter light that does not propagate is so-called evanescent light.

【0006】このようなエバネッセント光は、図7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、物質表面形状と
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)。
As shown in FIG. 7, the intensity of such evanescent light becomes almost 0 when it is separated from the surface of the object (for example, the substrate 1) by the wavelength of the light, and has a spatial distribution equivalent to the surface shape of the substance. It is a thing. Reference numeral 2 is an equal ray indicating the intensity of evanescent light. The area where such evanescent light exists (hence the distance L from the surface of the substrate 1)
The evanescent light is scattered by the optical probe 3 having a sharp tip in a region where L << λ) to be converted into propagating light. At this time, the optical probe 3 is moved along the surface of the object 2
By scanning in a three-dimensional plane and measuring the measured intensity distribution (spatial distribution) of the evanescent light as a position function of the optical probe 3 via the photodetector 4, the three-dimensional shape of the object can be observed (reproduction). .

【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。
On the other hand, if the evanescent light is exuded from the tip of the optical probe 3 and the optical recording material is brought sufficiently closer to the optical probe 3 than the wavelength of the light, recording by the evanescent light is performed. Since the resolution in this case is determined by the tip shape of the optical probe 3, if the radius of curvature of the tip of the optical probe 3 is sharpened to the atomic size, it is possible to realize the resolution to see atoms and record the atomic size. Become.

【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。
Therefore, in detecting the unevenness of the minute object 5 by the optical probe 3, the wave function of the evanescent field between the minute object 5 and the tip of the optical probe 3 is localized to the same extent, and the overlapping of the wave functions is caused. When large, the evanescent light localized in the minute object 5 is efficiently converted into propagating light.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが、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、その特徴を活かしつつ、ど
のようにしてより高密度でクロストークの少ない記録/
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。
However, even though such a photon STM can be used for ultra-high density recording of an optical memory, in practice, it is possible to make use of its characteristics and improve the method. Recording with less density and less crosstalk /
It is unknown whether it will be possible to regenerate it, and there is a current need for its development.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、光メモリ装置に関して、媒体面上を光プローブで走
査しながら微小凹凸に局在するエバネッセント光により
前記媒体の凹凸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装置に
おいて、異なる記録寸法の範囲内に設定された各々の一
連の記録凹凸情報列のみを再生する分解能を持つように
各々異なる円錐角に設定された先端円錐形状の複数の光
プローブを設けた。
According to a first aspect of the present invention, in regard to an optical memory device, the unevenness information of the medium is recorded or reproduced by evanescent light localized on the minute unevenness while scanning the medium surface with an optical probe. In the optical memory device using the photon scanning tunneling microscope, the different cone angles are set so as to have the resolution for reproducing only the series of recording concave / convex information strings set within the range of different recording dimensions. A plurality of optical probes having a conical tip shape are provided.

【0011】請求項2記載の発明では、光メモリ装置の
記録方法に関して、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
せて前記媒体に凹凸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装置の記録方
法において、各々異なる円錐角に設定された先端円錐形
状の複数の光プローブを設け、これらの光プローブによ
り異なる記録寸法の範囲内に設定された各々の一連の記
録凹凸情報列を、各々別個の列上に分離して、又は、同
一列上に混在させて記録形成するようにした。
According to the second aspect of the present invention, in the recording method of the optical memory device, while scanning the medium surface with the optical probe, the evanescent light is exuded from the tip of the optical probe to record the concave-convex information on the medium. In the recording method of the optical memory device using the photon scanning tunneling microscope, a plurality of conical tip-shaped optical probes each having a different cone angle are provided, and the optical probes are set within different recording dimension ranges. Each series of recording concave-convex information rows is separately formed on a separate row or mixed on the same row to form a record.

【0012】請求項3記載の発明では、光メモリ装置の
再生方法に関して、媒体面上を光プローブで走査しなが
ら微小凹凸に局在するエバネッセント光により前記媒体
の凹凸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装置の再生方法において、
各々異なる円錐角に設定された先端円錐形状の複数の光
プローブを設け、各々別個の列上に分離して、又は、同
一列上に混在させて記録形成された異なる記録寸法の範
囲内に設定された各々の一連の記録凹凸情報列を各々の
記録寸法に適合する分解能の光プローブにより再生する
ようにした。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a photon scanning method for reproducing an optical memory device, wherein the medium surface is scanned by an optical probe and the concave and convex information of the medium is reproduced by the evanescent light localized in the minute concave and convex. In a method of reproducing an optical memory device using a scanning tunneling microscope,
A plurality of conical tip-shaped optical probes set to different cone angles are provided, and each probe is set on a separate row or separately recorded on the same row, or set within the range of different recording dimensions. Each of the series of recorded concavo-convex information sequences thus recorded was reproduced by an optical probe having a resolution suitable for each recording dimension.

【0013】請求項4記載の発明では、光ディスク装置
の記録方法に関して、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
させて前記媒体に凹凸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装置の記録
方法において、各々異なる円錐角に設定された先端円錐
形状の複数の光プローブを設け、これらの光プローブに
よりトラッキング用凹凸情報列とこの凹凸情報列と異な
る記録寸法の範囲内に設定された一連の記録凹凸情報列
とを形成するようにした。
According to a fourth aspect of the present invention, in the recording method of the optical disk device, while scanning the surface of the medium with the optical probe, the evanescent light is exuded from the tip of the optical probe to record concave and convex information on the medium. In the recording method of the optical memory device using the photon scanning tunneling microscope, a plurality of conical tip-shaped optical probes each having a different cone angle are provided, and the concavo-convex information sequence for tracking and the concavo-convex information sequence are provided by these optical probes. A series of recording concave / convex information sequences set within a range of recording dimensions different from the above is formed.

【0014】請求項5記載の発明では、媒体面上を光プ
ローブで走査しながら微小凹凸に局在するエバネッセン
ト光により前記媒体の凹凸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装置の
再生方法において、各々異なる円錐角に設定された先端
円錐形状の複数の光プローブを設け、前記媒体上に形成
されたトラッキング用凹凸情報列とこの凹凸情報列と異
なる記録寸法の範囲内に設定された一連の記録凹凸情報
列とを各々の記録寸法に適合する分解能の光プローブに
より再生するようにした。
According to a fifth aspect of the present invention, an optical memory utilizing a photon scanning tunneling microscope which reproduces the unevenness information of the medium by evanescent light localized on the minute unevenness while scanning the medium surface with an optical probe. In the reproducing method of the apparatus, a plurality of conical tip-shaped optical probes each set to a different cone angle are provided, and the tracking concavo-convex information sequence formed on the medium and a range of recording dimensions different from the concavo-convex information sequence are provided. The set of recording concave-convex information sequence and the set series of recording concave-convex information are reproduced by an optical probe having a resolution suitable for each recording dimension.

【0015】[0015]

【作用】請求項1記載の光メモリ装置、請求項2記載の
光メモリ装置の記録方法、或いは、請求項3記載の光メ
モリ装置の再生方法においては、光プローブがその先端
形状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、異なる円錐角に
設定された先端円錐形状の複数の光プローブを有して、
異なる記録寸法の範囲内に設定された各々の一連の凹凸
情報列のみを再生する分解能を持つようにしたので、個
々の光プローブで見た場合、自己の再生する分解能に適
合しない記録寸法の凹凸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、異なる記録寸法の範囲内に
設定された各々の一連の凹凸情報列同士は互いに接近さ
せて記録/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徴を最大限に活かし
て、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。
In the optical memory device according to claim 1, the recording method of the optical memory device according to claim 2, or the reproducing method of the optical memory device according to claim 3, the optical probe has a fineness corresponding to its tip shape. Focusing on the point that it acts as a bandpass filter that selectively detects components, it has a plurality of optical probes with conical tip shapes set to different cone angles,
Since the resolution is such that only a series of unevenness information strings set within the range of different recording dimensions are reproduced, when viewed with each optical probe, the unevenness of the recording dimensions that does not match the resolution to be reproduced by itself. The information string is equivalent to being masked, so that a series of uneven information strings set within the range of different recording dimensions do not interfere with each other when recording / reproducing in close proximity to each other. By making full use of the characteristics of using a photon scanning tunneling microscope, it becomes possible to perform recording / reproduction with high density and little crosstalk.

【0016】また、請求項4記載の光メモリ装置の記録
方法、又は、請求項5記載の光メモリ装置の再生方法に
おいても、異なる円錐角に設定された先端円錐形状の複
数の光プローブを有するので、これらの光プローブの分
解能の違いにより、微小な凹凸情報列がトラッキング用
凹凸情報列により検出しにくくなるようなことがなく、
雑音の少ない記録/再生が可能となる。
Also, in the recording method of the optical memory device according to the fourth aspect or the reproducing method of the optical memory device according to the fifth aspect, since the plurality of optical probes having the conical tip shapes set at different cone angles are provided, Due to the difference in the resolution of these optical probes, a minute unevenness information sequence does not become difficult to detect by the tracking unevenness information sequence,
Recording / playback with less noise is possible.

【0017】[0017]

【実施例】本発明の第一の実施例を図1ないし図4に基
づいて説明する。本実施例は、図7で説明したようなフ
ォトンSTMを利用したものであり、図7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、複
数個、例えば2個の光プローブ11,12を設けたこと
を特徴とする。ここに、これらの光プローブ11,12
は図2(a)(b)に示すように、異なる円錐角に設定され
た先端円錐形状のものであり、異なる分解能を持つよう
に設定されている。即ち、前述したフォトンSTMの原
理によれば、図2(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11,12の先端形
状、即ち、円錐形状の先端の円錐角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
る一連の凹凸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11の場
合には微小物体5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12の場合には微小物体5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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment uses the photon STM described in FIG. 7, and the same portions as those shown in FIG. 7 are designated by the same reference numerals. The present embodiment is characterized in that a plurality of, for example, two optical probes 11 and 12 are provided. Here, these optical probes 11, 12
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), is a tip conical shape set to different cone angles and is set to have different resolutions. That is, according to the principle of the photon STM described above, as shown in FIGS. 2A and 2B, the tip shape of the optical probes 11 and 12, that is, the tip shape of the conical shape, is selected from the spatial frequencies of the unevenness of the object surface. It can be understood that it works as a bandpass filter that selectively detects a component having a fineness corresponding to the cone angle of, and it becomes possible to individually detect a series of concavo-convex information strings each having a different size (recording size). . Specifically, in the case of the optical probe 11 having a large cone angle, the optical probe 12 having a small cone angle has a resolution only for a micro object 5 having a large size. In this case, the resolution is set only for the small object 5 having a small size.

【0018】よって、凹凸情報列により記録を行う光メ
モリの場合で考えれば、記録寸法を大きめに設定した一
連の記録凹凸情報列を光プローブ11に割当て、記録寸
法を小さめに設定した一連の記録凹凸情報列を光プロー
ブ12に割当て得ることが理解できる。そこで、例えば
図1に示すように、媒体13上に記録寸法が大きめに設
定された一連の記録凹凸情報列14と記録寸法が小さめ
に設定された一連の記録凹凸情報列15とを別個の列と
して分離させて交互に記録形成する。このような記録
は、前述したフォトンSTMの原理に従い、光プローブ
11,12の各々の先端から媒体13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11に
よって記録凹凸情報列14を記録形成し、光プローブ1
2によって記録凹凸情報列15を記録形成するようにす
ればよい。そして、一連の記録凹凸情報列14には光プ
ローブ11を割当て、一連の記録凹凸情報列15には光
プローブ12を割当てて再生するようにすれば、これら
の記録凹凸情報列14,15が近接していても、光プロ
ーブ11では記録凹凸情報列15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記録
凹凸情報列14のみが検出再生される。同様に、光プロ
ーブ12では記録凹凸情報列14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記録
凹凸情報列15のみが検出再生される。よって、記録凹
凸情報列14,15間での干渉のない再生となり、高密
度でクロストークの少ない記録/再生が行える。
Therefore, in the case of an optical memory in which recording is performed by a concave / convex information string, a series of recording concave / convex information strings in which the recording dimension is set large is assigned to the optical probe 11, and a series of recording unevenness in which the recording dimension is set small. It will be appreciated that information strings can be assigned to the optical probe 12. Therefore, for example, as shown in FIG. 1, a series of recording concave-convex information rows 14 having a large recording dimension and a series of recording concave-convex information rows 15 having a small recording dimension are separately arranged on the medium 13. And the recording is alternately formed. In such recording, according to the principle of the photon STM described above, evanescent light is exuded from the respective tips of the optical probes 11 and 12 toward the medium 13 to record and form the recording unevenness information sequence 14 by the optical probe 11. Optical probe 1
The recording concave / convex information sequence 15 may be recorded and formed by 2. Then, when the optical probe 11 is assigned to the series of recording unevenness information sequence 14 and the optical probe 12 is assigned to the series of recording unevenness information sequence 15 so as to reproduce, these recording unevenness information sequences 14 and 15 are close to each other. However, in the optical probe 11, the recording unevenness information sequence 15 is equivalent to being masked, and only the recording unevenness information sequence 14 having a recording size suitable for its own resolution is detected and reproduced. Similarly, in the optical probe 12, the recording concave-convex information sequence 14 becomes equivalent to being masked, and only the recording concave-convex information sequence 15 having a recording size suitable for its own resolution is detected and reproduced. Therefore, the reproduction is performed without interference between the recording concave-convex information rows 14 and 15, and recording / reproducing with high density and less crosstalk can be performed.

【0019】ここに、このような媒体13及び光プロー
ブ11,12を用いた光メモリ装置としては、例えば、
図3に示すように構成される。まず、媒体13は例えば
プリズム等による支持体16上に搭載されつつ、コンピ
ュータ17制御によるxy走査装置18及びz走査装置
19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13に対して半導体レーザ20から出射
されたレーザ光をコリメートレンズ21、ミラー22、
支持体16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13面に
対して2つの光プローブ11,12が近接状態で対向配
置されている。さらに、光プローブ11,12内を導波
する散乱光を検出する光検出器23が設けられ、ロック
インアンプ24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24は交流電源25に接続されてお
り、所定の周期で光検出器23からの信号をコンピュー
タ17側に取込むように設定されている。また、前記交
流電源25に基づき半導体レーザ20に対する直流電圧
を生成する制御電源26が設けられ、加算器27を介し
て半導体レーザ制御部28からの帰還制御信号を加算し
て半導体レーザ20の光出力を調整し得るように構成さ
れている。
Here, as an optical memory device using such a medium 13 and optical probes 11 and 12, for example,
It is configured as shown in FIG. First, the medium 13 is mounted on a support 16 such as a prism, and is three-dimensionally movably provided by an xy scanning device 18 and a z scanning device 19 controlled by a computer 17.
The laser light emitted from the semiconductor laser 20 to the medium 13 is collimated by the collimator lens 21, the mirror 22,
Irradiation is possible via the support 16.
Two optical probes 11 and 12 are arranged in close proximity to each other on the surface of the medium 13 corresponding to the irradiation position of the laser light. Further, a photodetector 23 for detecting scattered light guided in the optical probes 11 and 12 is provided and is configured to be taken into the lock-in amplifier 24. The lock-in amplifier 24 is connected to an AC power supply 25, and is set so as to take in a signal from the photodetector 23 to the computer 17 side at a predetermined cycle. Further, a control power supply 26 for generating a DC voltage for the semiconductor laser 20 based on the AC power supply 25 is provided, and a feedback control signal from the semiconductor laser control unit 28 is added via an adder 27 to obtain an optical output of the semiconductor laser 20. Is configured to be adjustable.

【0020】なお、半導体レーザ20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11,12の走査制御、ロッ
クインアンプ24による画像処理等に関しては、例え
ば、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11,12
は、例えば、Jpn.J.Appl.Phys.Vol.31(1992) p
p.L1302-L1304中に示される手法により作製すればよ
い。
The wavelength of the laser light from the semiconductor laser 20 is 0.8 μm for a normal optical disk. Further, regarding the scanning control of the optical probes 11 and 12, the image processing by the lock-in amplifier 24, the technology such as STM and AFM as shown in Solid State Phys. Vol.28 No.3 1993,177 is used as it is. Has been. Also, the optical probes 11 and 12 having a predetermined cone angle
Is, for example, Jpn. J. Appl.Phys.Vol.31 (1992) p
It may be produced by the method shown in p.L1302-L1304.

【0021】このような光メモリ装置を用いて、支持体
16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ところ、図4(a)(b)に示すよ
うに、2種類の光プローブ11,12によって分解能の
異なる凹凸情報列の検出が達成されていることが確認で
きたものである。同図(a)が光プローブ11による形状
測定結果を示し、同図(b)が光プローブ12による形状
測定結果を示す。
When the shape of the SiO 2 film (thin film having a thickness of about 20 nm) on the prism serving as the support 16 was measured using such an optical memory device, as shown in FIGS. It has been confirmed that the detection of the uneven information sequence having different resolutions has been achieved by the types of optical probes 11 and 12. The figure (a) shows the shape measurement result by the optical probe 11, and the figure (b) shows the shape measurement result by the optical probe 12.

【0022】なお、媒体13上に異なる記録寸法の記録
凹凸情報列を記録形成する場合、図2に示したようなも
のに限らず、例えば、図5に示すように、記録寸法の大
きめな記録凹凸情報列29と記録寸法の小さな記録凹凸
情報列30とを同一列上に混在させて光プローブ11,
12により記録形成し、光プローブ11,12により再
生するようにしてもよい。
When recording and forming the recording concave-convex information string of different recording dimensions on the medium 13, the recording is not limited to that shown in FIG. 2, and for example, as shown in FIG. The concavo-convex information sequence 29 and the recording concavo-convex information sequence 30 having a small recording size are mixed on the same column to allow the optical probe 11,
It is also possible to record and form by 12 and reproduce by the optical probes 11 and 12.

【0023】つづいて、本発明の第二の実施例を図6に
より説明する。本実施例では、トラッキング用凹凸情報
列31と記録凹凸情報列32とを2つの光プローブ1
1,12で分離し得るような記録寸法で形成するように
したものである。具体的には、トラッキング用凹凸情報
列31は光プローブ11の分解能に適合する記録寸法と
され、記録凹凸情報列32は光プローブ12の分解能に
適合する記録寸法とされている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the tracking unevenness information sequence 31 and the recording unevenness information sequence 32 are provided as two optical probes 1.
It is formed so as to have a recording size that can be separated by 1 and 12. Specifically, the tracking concavo-convex information sequence 31 has a recording dimension that matches the resolution of the optical probe 11, and the recording concavo-convex information sequence 32 has a recording dimension that conforms to the resolution of the optical probe 12.

【0024】つまり、これらの凹凸情報列31,32が
近接していても、光プローブ11では記録凹凸情報列3
2はマスクされている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トラッキング用凹凸情報列3
1のみが検出再生され、トラッキング制御に供される。
同様に、光プローブ12ではトラッキング用凹凸情報列
31はマスクされている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記録凹凸情報列32のみが
検出再生される。
That is, even if these concavo-convex information sequences 31 and 32 are close to each other, the optical concavo-convex information sequence 3 is recorded in the optical probe 11.
2 is equivalent to being masked, and the tracking concave-convex information sequence 3 of the recording size that matches the resolution of the self
Only 1 is detected and reproduced and used for tracking control.
Similarly, in the optical probe 12, the tracking concave-convex information string 31 is equivalent to being masked, and only the recording concave-convex information string 32 having a recording dimension suitable for its own resolution is detected and reproduced.

【0025】よって、本実施例によれば、微小な記録凹
凸情報列32がトラッキング用凹凸情報列31によって
検出しにくくなるようなことなく、各々正確に検出再生
できるものとなる。また、トラッキング用凹凸情報列3
1,32間の間隔を極力狭くしても正確なトラッキング
制御が維持されるため、雑音の少ない高密度記録が可能
となる。
Therefore, according to the present embodiment, it becomes possible to accurately detect and reproduce the minute recording unevenness information sequence 32 without making it difficult to detect by the tracking unevenness information sequence 31. In addition, the tracking unevenness information sequence 3
Since accurate tracking control is maintained even if the interval between 1 and 32 is made as small as possible, high density recording with less noise becomes possible.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明は、上述のように構成し、請求項
1記載の発明によれば、光メモリ装置に関して、媒体面
上を光プローブで走査しながら微小凹凸に局在するエバ
ネッセント光により前記媒体の凹凸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
した光メモリ装置において、異なる記録寸法の範囲内に
設定された各々の一連の凹凸情報列のみを再生する分解
能を持つように各々異なる円錐角に設定された先端円錐
形状の複数の光プローブを設け、請求項2記載の発明に
よれば、光メモリ装置の記録方法に関して、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凹凸情報を記録
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
た光メモリ装置の記録方法において、各々異なる円錐角
に設定された先端円錐形状の複数の光プローブを設け、
これらの光プローブにより異なる記録寸法の範囲内に設
定された各々の一連の記録凹凸情報列を、各々別個の列
上に分離して、又は、同一列上に混在させて記録形成す
るようにし、請求項3記載の発明によれば、光メモリ装
置の再生方法に関して、媒体面上を光プローブで走査し
ながら微小凹凸に局在するエバネッセント光により前記
媒体の凹凸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装置の再生方法におい
て、各々異なる円錐角に設定された先端円錐形状の複数
の光プローブを設け、各々別個の列上に分離して、又
は、同一列上に混在させて記録形成された異なる記録寸
法の範囲内に設定された各々の一連の記録凹凸情報列を
各々の記録寸法に適合する分解能の光プローブにより再
生するようにしたので、異なる円錐角に設定された先端
円錐形状の複数の光プローブを有して、異なる記録寸法
の範囲内に設定された各々の一連の凹凸情報列のみを再
生する分解能を持つようにしたことにより、個々の光プ
ローブで見た場合、自己の再生する分解能に適合しない
記録寸法の凹凸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、異なる記録寸法の範囲内に設定され
た各々の一連の凹凸情報列同士は互いに接近させて記録
/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徴を最大限に活かして、高密
度でクロストークの少ない記録/再生を行わせることが
できる。
The present invention is configured as described above, and according to the first aspect of the present invention, in the optical memory device, the evanescent light localized on the minute unevenness while scanning the medium surface with the optical probe is used. In an optical memory device using a photon scanning tunneling microscope that records or reproduces unevenness information of a medium, it is necessary to have a resolution for reproducing only each series of unevenness information rows set within a range of different recording dimensions. According to the invention of claim 2, a plurality of optical probes each having a conical tip shape, each of which is set to a different cone angle, are provided on the medium surface, while scanning the medium surface with the optical probes. Of an optical memory device using a photon scanning tunneling microscope, in which evanescent light is exuded from the tip to record concave-convex information on the medium. In recording method, a plurality of the optical probe tip cone which is set to different cone angle,
Each of the series of recording concave-convex information columns set within the range of different recording dimensions by these optical probes is separated into separate columns, or is recorded on the same column in a mixed manner. According to the third aspect of the present invention, in the reproducing method of the optical memory device, the photon scanning type in which the unevenness information of the medium is reproduced by the evanescent light localized on the minute unevenness while scanning the surface of the medium with the optical probe. In a method of reproducing an optical memory device using a tunnel microscope, a plurality of optical probes each having a conical tip shape set at different cone angles are provided, and each probe is separated on a separate row or mixed on the same row. A series of recording concave / convex information strings set within the range of different recording dimensions formed by recording are reproduced by an optical probe having a resolution suitable for each recording dimension. , By having a plurality of conical tip-shaped optical probes set at different cone angles, and having a resolution capable of reproducing only each series of uneven information rows set within the range of different recording dimensions. When viewed with an individual optical probe, the unevenness information sequence of the recording dimension that does not match the resolution to be reproduced by itself becomes equivalent to being masked, and therefore each of the information set in the range of different recording dimensions is different. A series of concavo-convex information lines will not interfere even if they are brought close to each other for recording / reproduction, and by utilizing the features of the photon scanning tunnel microscope to the maximum, recording / reproduction with high density and less crosstalk can be achieved. Can be done.

【0027】請求項4記載の発明によれば、光ディスク
装置の記録方法に関して、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凹凸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装置の
記録方法において、各々異なる円錐角に設定された先端
円錐形状の複数の光プローブを設け、これらの光プロー
ブによりトラッキング用凹凸情報列とこの凹凸情報列と
異なる記録寸法の範囲内に設定された一連の記録凹凸情
報列とを形成するようにし、請求項5記載の発明によれ
ば、媒体面上を光プローブで走査しながら微小凹凸に局
在するエバネッセント光により前記媒体の凹凸情報を再
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
した光メモリ装置の再生方法において、各々異なる円錐
角に設定された先端円錐形状の複数の光プローブを設
け、前記媒体上に形成されたトラッキング用凹凸情報列
とこの凹凸情報列と異なる記録寸法の範囲内に設定され
た一連の記録凹凸情報列とを各々の記録寸法に適合する
分解能の光プローブにより再生するようにしたので、や
はり、異なる円錐角に設定された先端円錐形状の複数の
光プローブを有することにより、これらの光プローブの
分解能の違いにより、微小な凹凸情報列がトラッキング
用凹凸情報列により検出しにくくなるようなことがな
く、トラッキング用凹凸情報列間の距離を狭めて高密度
化を図りつつ、雑音の少ない記録/再生を行わせること
ができる。
According to the fourth aspect of the present invention, regarding the recording method of the optical disk device, while scanning the medium surface with the optical probe, the evanescent light is exuded from the tip of the optical probe to record the concave-convex information on the medium. In the recording method of the optical memory device using the photon scanning tunneling microscope as described above, a plurality of conical tip-shaped optical probes set at different cone angles are provided, and the concavo-convex information sequence for tracking and this concavo-convex pattern are provided by these optical probes. According to the invention of claim 5, a series of recording concave-convex information rows set within a range of recording dimensions different from the information row is formed, and the fine unevenness is locally formed while scanning the medium surface with the optical probe. Optical memory device using a photon scanning tunneling microscope for reproducing uneven information of the medium by existing evanescent light In the reproducing method, a plurality of conical tip-shaped optical probes each having a different cone angle are provided, and the tracking concave-convex information sequence formed on the medium and a recording dimension different from the concave-convex information sequence are set. Since a series of recorded concave-convex information sequence and the optical probe having a resolution suitable for each recording dimension are reproduced, by again having a plurality of optical probes each having a conical tip shape set to different cone angles, Due to the difference in resolution of these optical probes, a minute unevenness information sequence does not become difficult to detect by the tracking unevenness information sequence, and the distance between the tracking unevenness information sequence is narrowed to achieve high density, Recording / playback with less noise can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第一の実施例に関して異なる記録寸法
の記録凹凸情報列の様子を模式的に示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a state of a recording concave-convex information string having different recording dimensions according to a first embodiment of the present invention.

【図2】異なる円錐角の光プローブの動作を示す模式図
である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an operation of an optical probe having different cone angles.

【図3】光ディスク装置の構成例を示すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of an optical disc device.

【図4】その再生結果を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing the reproduction result.

【図5】変形例として異なる記録寸法の記録凹凸情報列
の様子を模式的に示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view schematically showing a state of a recording unevenness information row having different recording dimensions as a modification.

【図6】本発明の第二の実施例を示す凹凸情報列の様子
を模式的に表した斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view schematically showing a state of an unevenness information string showing a second embodiment of the present invention.

【図7】フォトンSTMの原理を説明するための模式図
である。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the principle of photon STM.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,12 光プローブ 13 媒体 14,15 記録凹凸情報列 29,30 記録凹凸情報列 31 トラッキング用凹凸情報列 32 記録凹凸情報列 11, 12 Optical probe 13 Medium 14, 15 Recording unevenness information sequence 29, 30 Recording unevenness information sequence 31 Tracking unevenness information sequence 32 Recording unevenness information sequence

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 媒体面上を光プローブで走査しながら微
小凹凸に局在するエバネッセント光により前記媒体の凹
凸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装置において、異な
る記録寸法の範囲内に設定された各々の一連の記録凹凸
情報列のみを再生する分解能を持つように各々異なる円
錐角に設定された先端円錐形状の複数の光プローブを設
けたことを特徴とする光メモリ装置。
1. An optical memory device using a photon scanning tunneling microscope, which records or reproduces unevenness information of the medium by evanescent light localized on minute unevenness while scanning the medium surface with an optical probe, It is characterized in that a plurality of conical tip-shaped optical probes each having a different cone angle are provided so as to have a resolution for reproducing only a series of recording concave / convex information sequences set within a range of different recording dimensions. Optical memory device.
【請求項2】 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
前記媒体に凹凸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装置の記録方法に
おいて、各々異なる円錐角に設定された先端円錐形状の
複数の光プローブを設け、これらの光プローブにより異
なる記録寸法の範囲内に設定された各々の一連の記録凹
凸情報列を、各々別個の列上に分離して、又は、同一列
上に混在させて記録形成するようにしたことを特徴とす
る光メモリ装置の記録方法。
2. A recording of an optical memory device using a photon scanning tunneling microscope, which scans the surface of a medium with an optical probe to allow evanescent light to seep out from the tip of the optical probe to record concave-convex information on the medium. In the method, a plurality of optical probes each having a conical tip shape set at different cone angles are provided, and a series of recording concave-convex information sequences set within the range of different recording dimensions by the optical probes are respectively separated. A recording method of an optical memory device, characterized in that recording is formed separately on a column or mixed on the same column.
【請求項3】 媒体面上を光プローブで走査しながら微
小凹凸に局在するエバネッセント光により前記媒体の凹
凸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装置の再生方法において、各々
異なる円錐角に設定された先端円錐形状の複数の光プロ
ーブを設け、各々別個の列上に分離して、又は、同一列
上に混在させて記録形成された異なる記録寸法の範囲内
に設定された各々の一連の記録凹凸情報列を各々の記録
寸法に適合する分解能の光プローブにより再生するよう
にしたことを特徴とする光メモリ装置の再生方法。
3. A reproducing method of an optical memory device using a photon scanning tunneling microscope, which reproduces unevenness information of the medium by evanescent light localized on minute unevenness while scanning the medium surface with an optical probe, A plurality of conical tip-shaped optical probes set to different cone angles are provided, and each probe is set on a separate row or separately recorded on the same row, or set within the range of different recording dimensions. A reproducing method of an optical memory device, wherein each of the series of recorded concave-convex information sequences thus reproduced is reproduced by an optical probe having a resolution suitable for each recording dimension.
【請求項4】 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
前記媒体に凹凸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装置の記録方法に
おいて、各々異なる円錐角に設定された先端円錐形状の
複数の光プローブを設け、これらの光プローブによりト
ラッキング用凹凸情報列とこの凹凸情報列と異なる記録
寸法の範囲内に設定された一連の記録凹凸情報列とを形
成するようにしたことを特徴とする光メモリ装置の記録
方法。
4. A recording of an optical memory device using a photon scanning tunneling microscope in which while scanning a medium surface with an optical probe, evanescent light is exuded from the tip of the optical probe to record concave-convex information on the medium. In the method, a plurality of conical tip-shaped optical probes each set to a different cone angle are provided, and a series of irregularities information for tracking and a series of recording dimensions different from the irregularities information sequence are set by these optical probes. A recording method of an optical memory device, characterized in that a recording unevenness information sequence is formed.
【請求項5】 媒体面上を光プローブで走査しながら微
小凹凸に局在するエバネッセント光により前記媒体の凹
凸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装置の再生方法において、各々
異なる円錐角に設定された先端円錐形状の複数の光プロ
ーブを設け、前記媒体上に形成されたトラッキング用凹
凸情報列とこの凹凸情報列と異なる記録寸法の範囲内に
設定された一連の記録凹凸情報列とを各々の記録寸法に
適合する分解能の光プローブにより再生するようにした
ことを特徴とする光メモリ装置の再生方法。
5. A reproducing method of an optical memory device using a photon scanning tunneling microscope, wherein the uneven information of the medium is reproduced by evanescent light localized on minute unevenness while scanning the surface of the medium with an optical probe, A plurality of conical tip-shaped optical probes each set to a different cone angle are provided, and a series of recording unevenness information for tracking formed on the medium and a range of recording dimensions different from this unevenness information sequence are recorded. A reproducing method of an optical memory device, wherein the unevenness information string and the unevenness information string are reproduced by an optical probe having a resolution suitable for each recording dimension.
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