JPH11296897A - 情報記録装置 - Google Patents

情報記録装置

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JPH11296897A
JPH11296897A JP10072787A JP7278798A JPH11296897A JP H11296897 A JPH11296897 A JP H11296897A JP 10072787 A JP10072787 A JP 10072787A JP 7278798 A JP7278798 A JP 7278798A JP H11296897 A JPH11296897 A JP H11296897A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 近視野顕微鏡における技術を利用して記録媒
体上に情報を記録する情報記録装置において、信頼性の
高い高密度な記録を行う。 【解決手段】 近視野顕微鏡において利用される光プロ
ーブまたはマイクロカンチレバーを記録プローブとして
使用し、その記録プローブの先端をレーザ光による照射
または電熱素子による加熱によって、その先端から放射
される微小な領域の熱エネルギーを記録媒体上に与え
る。これによって、加熱により物性の変化する記録媒体
上に微小な情報の記録が行える。更に、記録位置に補助
熱放射手段からの熱エネルギーを与えることにより、よ
り確実な情報の記録が行える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体に情報を
高密度に記録する情報記録装置に関し、特に近視野光を
利用した光による再生に適した高密度な情報の記録を行
える情報記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現状の情報記録デバイスにおいては、光
磁気記録方式及び相変化記録方式に代表される光記録に
よって高密度な情報の記録を実現している。例えば光磁
気記録方式においては、表面に磁化膜が形成された記録
媒体上にレーザ光を照射し、照射されたレーザ光のスポ
ット部の温度上昇による保磁力の低下と外部磁界印加と
の相乗作用によって、磁化の向きを制御し、２値の記録
を可能としている。
【０００３】光磁気記録方式において記録された情報の
再生は、記録媒体上に記録時よりも弱い強度のレーザ光
を照射して、その反射光または透過光の偏光状態によっ
て磁化の向きを特定することにより行える。
【０００４】また、相変化記録方式においては、表面に
相変化膜が形成された記録媒体上にレーザ光を照射し、
その照射されたレーザ光のスポット部において生じる温
度をレーザ光の強度を変化させることによって、相変化
膜の結晶化とアモルファス化とを制御し、２値の記録を
可能としている。
【０００５】相変化記録方式において記録された情報の
再生は、記録媒体上に記録時よりも弱い強度のレーザ光
を照射して、その反射強度によって結晶相とアモルファ
ス相とを区別することにより行える。
【０００６】以上に説明した光磁気記録方式及び相変化
記録方式においては、どちらもレーザ光の微小なスポッ
トにより高密度な情報の記録・再生を実現しているた
め、記録媒体の情報記録密度はレーザ光を集光させて得
られるスポットの径に制限される。よって、光磁気記録
方式及び相変化記録方式を採用した従来の光情報記録装
置においては、レーザ光を集光して得られるスポットを
伝搬光として利用しているために、そのスポット径をレ
ーザ光の回折限界、すなわちレーザ光の波長の１／２以
下とすることはできなかった。
【０００７】そこで、照射されるレーザ光の波長以下、
例えばその波長の１／１０程度の径を有する微小開口に
向けて伝搬光となるレーザ光を照射し、その微小開口に
て生じる近視野光（エバネッセント場及びファーフィー
ルドを共に含む）を利用した光メモリの情報記録方法／
装置が提案されている。この情報記録方法において、記
録媒体への情報記録を達成する機構は、近視野光を利用
して記録媒体の記録情報を再生する情報再生方法／装置
における近視野光生成系と基本的に同一である。すなわ
ち、近視野光を利用した光メモリの情報再生方法／装置
は、同時に情報記録方法／装置としての利用も可能とな
る。
【０００８】元来、近視野光を利用した装置として上記
した微小開口を有するプローブを用いた近視野顕微鏡が
あり、試料の微小領域の光学特性の観察に利用されてい
る。近視野顕微鏡における近視野光利用方式の一つとし
て、プローブの微小開口と試料表面との距離をプローブ
の微小開口の径程度まで近接させ、プローブを介して且
つそのプローブの微小開口に向けて伝搬光を導入するこ
とにより、その微小開口に近視野光を生成させる方式が
ある。この場合、生成された近視野光と試料表面との相
互作用により生じた散乱光が、試料表面の微細構造を反
映した強度や位相を伴って散乱光検出系により検出さ
れ、従来の光学顕微鏡において実現し得なかった分解能
を有した光学像観察が達成される。上述した近視野光を
利用した光メモリ情報記録方法は、この近視野顕微鏡に
おける観察方式を利用したものである。
【０００９】従って、近視野光を利用することにより、
従来の情報記録媒体の記録密度を越えた微小な情報記録
単位での記録が可能となると同時に、そのように記録さ
れた情報記録媒体の再生をも可能となる。更には、特開
平７−９８８８５号及び特開平７−２７２２７９号に開
示されているように、情報再生において微小開口を有し
たプローブの形状を選択することによって、再生させる
情報単位を選択でき、従来の情報記録媒体にない形態に
おいて高密度化を達成する提案がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述したように光磁気
記録方式によって記録された情報は、照射した光の反射
または透過した光の偏光状態を判断しており、その反射
光または透過光を検光子に通過させる必要があり、その
際の光の損失は大きなものとなる。近視野光は元来、非
常に微弱な強度しか持ち併せておらず、近視野光を利用
した光メモリ情報再生方法に光磁気記録方式を採用する
ことは困難であり、同時にその光メモリ情報記録方法と
しての採用も困難となってしまう。
【００１１】また、以上に説明した近視野光を利用した
光メモリ情報記録・再生方法に相変化記録方式を採用す
る場合、情報記録を、レーザ光のエネルギーを熱エネル
ギーに変換させて利用するヒートモードによって行う必
要がある。しかしながら、微小開口に生じる近視野光の
エネルギーは非常に微弱であり、相変化記録方式による
情報記録を実現させることは困難である。十分大きな強
度のレーザ光を微小開口に導入させた場合にあっても微
小開口自体が発熱してしまい、記録媒体または微小開口
を有したプローブの先端部の破損、またはその制御系に
悪影響を与える可能性がある。
【００１２】また、上記微小開口を有したプローブを光
メモリのヘッドとして採用する際、近視野光を利用でき
る距離までの記録媒体上へのプローブの接近は、通例、
原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）におけるカンチレバー制御及
び検知技術を利用する。しかしながら、近視野顕微鏡に
おけるＡＦＭ技術の利用においては、カンチレバーから
試料への熱エネルギーの伝達は考慮されておらず、この
ため、光磁気記録方式及び相変化記録方式を採用する際
に種々の問題が生じる。例えば、近視野顕微鏡微におい
ては、微小開口を備え且つその微小開口を介して光を伝
搬させる光ファイバからなるカンチレバーを使用するこ
とが多いが、このカンチレバー型光ファイバーは、ＡＦ
Ｍで利用されるシリコンマイクロカンチレバーよりも大
きな値のバネ定数を有しており、カンチレバーを試料に
接触させて斥力を検出するコンタクト制御においてはカ
ンチレバー自体や試料表面を損傷させる可能性が高くな
る。
【００１３】また、試料とカンチレバーとの距離をコン
タクト制御の場合と比べて大きくし、カンチレバーを微
小振動させて、カンチレバーと試料表面とで働く引力に
よる変調を検出するノンコンタクト制御、及び、カンチ
レバーを振動させて間欠的にカンチレバーを試料表面に
接触させて表面情報を得るダイナミック制御において
は、近視野光を介した記録媒体への熱伝達が定常的に行
われずに、記録条件となる温度まで達することができな
い。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る情報記録装
置においては、近視野光を生成または散乱させるプロー
ブと、前記プローブの先端を記録媒体上に近接させるプ
ローブ近接手段と、前記プローブの先端を前記記録媒体
上に走査させるプローブ走査手段と、前記プローブの先
端から熱エネルギーを放射させる熱放射手段と、を備
え、前記記録媒体は該表面に加熱によって物性が変化す
る薄膜を形成していることを特徴としている。
【００１５】よって、プローブの先端から記録媒体上へ
の微小な領域における加熱が行え、近視野顕微鏡の技術
により近視野光を検出して再生できるような高密度な情
報の記録が行える。
【００１６】また、本発明に係る情報記録装置において
は、前記熱放射手段が電熱素子であることを特徴として
いる。
【００１７】従って、発熱体となる電熱素子を熱放射手
段としてプローブに直接配置することができ、効率の良
い熱伝達が達成され、構成をよりコンパクトにすること
ができる。
【００１８】また、本発明に係る情報記録装置において
は、前記熱放射手段がレーザ光源であることを特徴とし
ている。
【００１９】よって、熱放射手段としてレーザ光源を用
いることにより、レーザ光源のレーザスポットを記録プ
ローブ上に自由な照射でき、記録プローブを加熱させる
位置を自由に設定できるために、記録プローブの形状を
自由に選択できる。
【００２０】また、本発明に係る情報記録装置において
は、前記プローブが、先端部に微小開口が設けられてお
り、該微小開口に向けて前記レーザ光源からのレーザ光
を導入できるように形成されたことを特徴としている。
【００２１】よって、微小開口を有したプローブを用い
ることで、熱放射手段として用いられるレーザ光源から
発せられるレーザ光を近視野光を生じさせるための光エ
ネルギーとして利用でき、近視野光による高密度な記録
が行える。
【００２２】また、本発明に係る情報記録装置において
は、前記微小開口が前記プローブの先端部を除く表面に
金属膜が形成されていることを特徴としている。
【００２３】よって、記録プローブ先端部に、光学的に
十分閉塞された微小開口が形成されるため、熱放射手段
として用いられるレーザ光源から発せられるレーザ光を
近視野光を生じさせるための光エネルギーとして、より
効率良く利用でき、近視野光による高密度な記録が行え
る。
【００２４】また、本発明に係る情報記録装置において
は、近視野光を生成または散乱させるプローブと、前記
プローブの先端を記録媒体上に近接させるプローブ近接
手段と、前記プローブの先端を前記記録媒体上に走査さ
せるプローブ走査手段と、前記プローブの先端から熱エ
ネルギーを放射させる熱放射手段と、前記記録媒体を加
熱させる補助熱放射手段と、を含み、前記記録媒体は該
表面に加熱によって物性が変化する薄膜を形成している
ことを特徴としている。
【００２５】よって、プローブの先端からもたらされる
熱エネルギーに加えて、記録媒体上への微小な領域にお
ける加熱を行うための補助熱放射手段を備えているた
め、より確実な信頼性の高い情報の記録が行える。
【００２６】また、本発明に係る情報記録装置において
は、先鋭化された先端を有するプローブと、前記プロー
ブの先端を記録媒体上に近接させるプローブ近接手段
と、前記プローブの先端を前記記録媒体上に走査させる
プローブ走査手段と、前記記録媒体の裏面を照射して該
記録媒体表面に近視野光を生成させる照射光源と、を備
え、前記記録媒体は該表面に加熱によって物性が変化す
る薄膜を形成していることを特徴としている。
【００２７】よって、記録媒体の裏面を照射して記録媒
体の表面に生成された近視野光の領域に先鋭化されたプ
ローブの先端を挿入することにより近視野光を散乱さ
せ、その散乱光と近視野光とが重複して生ずる増強エネ
ルギーによって、記録媒体に情報を記録するのに十分な
大きさの加熱を達成し、近視野顕微鏡の技術により近視
野光を検出して再生できるような高密度な情報の記録が
行える。
【００２８】また、本発明に係る情報記録装置において
は、前記照射光源が前記記録媒体の表面を照射して該記
録媒体上に近視野光を生成させることを特徴としてい
る。
【００２９】よって、記録面となる記録媒体の表面を照
射して、同じく記録媒体の表面に近視野光を生成させる
ので、近視野光生成の際に照射光を記録媒体に透過させ
ることなく、すなわち照射光に対して不透明な記録媒体
に対しても高密度な情報の記録を可能とする。
【００３０】本発明に係る情報記録方法においては、近
視野光を生成または散乱させるプローブの先端を記録媒
体上に近接させるプローブ近接工程と、前記プローブの
先端を前記記録媒体上の所望の位置に走査させるプロー
ブ走査工程と、前記プローブの先端から熱エネルギーを
放射させて前記記録媒体を局所的に加熱し、前記記録媒
体上に情報を記録する加熱記録工程と、を含むことを特
徴としている。
【００３１】よって、プローブの先端から放射される熱
エネルギーによって記録媒体上の所望の位置において、
微小かつ局所的な加熱が行え、高密度な情報の記録を可
能とする。
【００３２】また、本発明に係る情報記録方法において
は、更に、前記記録媒体を補助的に加熱させる補助加熱
工程を含むことを特徴としている。
【００３３】よって、プローブの先端からもたらされる
熱エネルギーに加えて、その熱エネルギーが放射される
同領域に向けて更なる加熱を行うための補助加熱工程を
有しているので、より確実に十分な大きさの加熱が行
え、信頼性の高い高密度な情報の記録が行える。
【００３４】更に、本発明に係る情報記録方法において
は、記録媒体の表面を照射して該記録媒体上に近視野光
を生成させる照射工程と、先鋭化されたプローブの先端
を記録媒体上に近接させ、前記プローブの先端が前記近
視野光の領域に挿入されることにより生じる局所的な増
強エネルギーによって前記記録媒体上に情報を記録する
プローブ近接工程と、前記プローブの先端を前記記録媒
体上の所望の位置に走査させるプローブ走査工程と、を
含むことを特徴としている。
【００３５】よって、記録媒体の裏面を照射して記録媒
体の表面に近視野光を生成し、生成された近視野光の領
域に先鋭化されたプローブの先端を挿入して近視野光を
散乱させ、その散乱光と生成された近視野光とが重複し
てより大きな熱エネルギーを有した増強エネルギーが生
じるので、記録媒体に情報を記録するのに十分な大きさ
の加熱が行え、確実で高密度な情報の記録を可能とす
る。
【００３６】更に、本発明に係る情報記録方法において
は、前記照射工程が前記記録媒体の裏面を照射して該記
録媒体上に近視野光を生成させることを特徴としてい
る。
【００３７】よって、照射光を記録媒体に透過させるこ
となく、記録面となる記録媒体の表面を照射して同じく
記録媒体の表面に近視野光を生成し、その近視野光の領
域にプローブの先端を挿入して、より大きな加熱を達成
する増強エネルギーを生成しているので、照射光に対し
て不透明な記録媒体に対しても確実で高密度な情報の記
録を可能とする。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る情報記録装
置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３９】［実施の形態１］図１は、実施の形態１に
係る情報記録装置のブロック構成図を示している。
【００４０】図１において、カンチレバー型光プローブ
１は、光を十分透過する材料、例えば誘電体からなる開
口部を有し、更にその先端に微小開口２が設けられてい
る。加熱光源４からもたらされる光、好ましくはコヒー
レントなレーザ光がミラー５及び集光光学系６からなる
光学系を介してカンチレバー型光プローブ１の背面から
微小開口２に向けて導入される。ここで、カンチレバー
型光プローブ１の微小開口２は導入されるレーザ光の波
長よりも十分小さな径を有しており、例えば数十ナノメ
ートルのような大きさである。また、微小開口２は、図
４に示すように、開口部である誘電体１５を金属膜１６
によって被覆し、誘電体１５の先端部のみを平坦な状態
で露出させて形成される。露出される誘電体１５の先端
部は図５に示すように先鋭化された状態であってもよ
い。
【００４１】カンチレバー型光プローブ１の微小開口２
にレーザ光を導入することによって、微小開口２に近視
野光が生じ、カンチレバー型光プローブ１は、従来のＡ
ＦＭ技術、すなわちプローブ変位検出機構７及びフィー
ドバック機構９によって、微小開口２に生じた近視野光
の領域に記録媒体３の表面が含まれるように近接され
る。
【００４２】記録媒体３は例えば回転機構１１によって
回転される円盤状であり、スキャン機構８と共にカンチ
レバー型光プローブ１を記録媒体３上の所望の位置に移
動させることができる。また、記録媒体３はその表面
に、局所的な加熱によって情報の記録を可能とする物性
を有した薄膜、例えば相変化記録方式において用いられ
る相変化膜が形成されている。また、加熱光源４、プロ
ーブ変位検出機構７、スキャン機構８、フィードバック
機構９及び回転機構１１は、制御機構１０によって制御
される。
【００４３】カンチレバー型光プローブ１は、ＡＦＭに
おいて使用される従来のマイクロカンチレバーと同様
に、シリコンプロセスによって、小さなバネ定数を有し
た薄い形状に作製できる。このため、前述したような近
視野顕微鏡において多用される比較的大きな値のバネ定
数を有する光ファイバプローブをコンタクト制御におい
て制御した場合に生じる問題を克服できる。よって、カ
ンチレバー型光プローブ１をコンタクト制御によって制
御することで微小開口２を記録媒体３に十分に近接させ
た状態に保持でき、微小開口２に生じる近視野光のエネ
ルギーを記録媒体３に効率良く与えることができる。
【００４４】従って、加熱光源４からのレーザ光をカン
チレバー型光プローブ１の微小開口２に集光することに
より微小開口２に近視野光を生じさせ、その近視野光に
よってもたらされる熱エネルギーを記録媒体３の所望の
位置に定常的に与えることができるので、記録媒体３上
に形成された相変化膜上に微小開口２程度の大きさを単
位とした高密度な情報記録を行うことができる。
【００４５】また、レーザ光源よりもたらされるレーザ
光をカンチレバー型光プローブの背面からカンチレバー
型光プローブの微小開口に向けて直接導入できるように
し、カンチレバー型光プローブの誘電体部分を通過する
距離を短くしているため、レーザ光のエネルギーの損失
を抑えることができ、相変化膜の相転移温度に到達させ
るのに十分なエネルギーを有する近視野光を微小開口部
に生成できる。
【００４６】なお、上記した説明においては記録プロー
ブとして微小開口を有した光プローブを用いたが、これ
をＡＦＭにおける従来のマイクロカンチレバーに代え、
加熱光源４からもたらされるレーザ光をこのマイクロカ
ンチレバーに照射してマイクロカンチレバー自体を加熱
し、マイクロカンチレバーの先端（Ｔｉｐ）から放射さ
れる熱エネルギーを記録媒体３に与えるようにしてもよ
い。マイクロカンチレバーの先端は一般に、上述した光
プローブの有する微小開口の径以上に微小であり、そこ
から放射される熱エネルギーもまたその先端サイズ程度
に局所的となるため、従来の光メモリ記録装置による記
録密度を越えた高密度な情報記録を行うことができる。
【００４７】また、以上に説明した加熱光源からの光を
マイクロカンチレバーを加熱させるために利用する方法
は、前述したカンチレバー型光プローブを使用した場合
において、その光プローブの先端部を図６に示すように
金属膜１６によって完全に被覆した場合に対しても適用
できる。この場合、誘電体１５を介して導入される光は
近視野光を生成するためでなく金属膜１６を加熱するた
めに利用され、先鋭化されたその先端において熱エネル
ギーの放射が可能となる。
【００４８】更に、以上に説明したマイクロカンチレバ
ーを加熱する方法において、加熱光源４、ミラー５及び
集光光学系６からなる構成に代えて、図２に示すように
マイクロカンチレバー１２上に発熱体１３を配置しても
よい。発熱体１３からもたらされる熱によってマイクロ
カンチレバー１２の先端が加熱され、その先端から熱エ
ネルギーを放射でき、上記した加熱光源による加熱と同
じ効果が得られる。また、このように、発熱体をマイク
ロカンチレバー上に配置することによって、加熱光源
４、ミラー５及び集光光学系６からなる構成を取り除く
ことができ、情報記録装置の構成をコンパクトにするこ
とができる。
【００４９】更に、図２におけるマイクロカンチレバー
１２と発熱体１３との間に、図３に示すように熱伝導体
層１４を配置してもよい。熱伝導体層１４により、発熱
体１３をマイクロカンチレバー１２の先端（Ｔｉｐ）の
上方に配置することなく、その先端から離れた位置に置
いても熱伝導率を損なわず、且つマイクロカンチレバー
１２の小さなバネ定数を利用することができる。
【００５０】更にまた、マイクロカンチレバー自体を発
熱体として形成し、上記発熱体１３または熱伝導体層１
４を取り除いてもよい。
【００５１】［実施の形態２］図７は、実施の形態２に
係る情報記録装置のブロック構成図を示している。な
お、図１と共通する部分には同一符号を付している。
【００５２】図７において、記録プローブとして光ファ
イバプローブ２１が採用され、その先端には図示しない
微小開口を有しており、加熱光源４からもたらされる
光、好ましくはコヒーレントなレーザ光が集光光学系６
を介して導入される。ここで、光ファイバプローブ２１
の微小開口は導入されるレーザ光の波長よりも十分小さ
な径を有しており、例えば数十ナノメートルのような大
きさである。更に、光ファイバプローブ２１は、その微
小開口が記録媒体３の表面に向いたＬ字型の形状をして
おり、従来のＡＦＭカンチレバーのように取り扱うこと
ができるので、ＡＦＭ技術を利用するのに都合がよい。
【００５３】光ファイバプローブ２１の微小開口にレー
ザ光を導入することによって、その微小開口部に近視野
光が生じる。また、光ファイバプローブ２１は、従来の
ＡＦＭ技術、すなわちプローブ変位検出機構７及びフィ
ードバック機構９によって、微小開口部の近視野光の領
域に記録媒体３の表面が含まれるように近接される。
【００５４】記録媒体３は、実施の形態１において説明
したように、その表面に局所的な加熱によって情報の記
録を可能とする物性を有した薄膜、例えば相変化記録方
式において用いられる相変化膜が形成されている。
【００５５】以上の構成において、光ファイバプローブ
２１を記録媒体３上に選択的に移動させ、光ファイバプ
ローブ２１の微小開口部に生じる近視野光によってもた
らされる熱エネルギーを記録媒体３上に形成された相変
化膜に局所的に与える。しかしながら、前述したよう
に、光ファイバプローブを通過して生成された近視野光
によるエネルギーは、相変化膜の相転移温度に到達させ
るのに十分な強度を有していない。
【００５６】そこで、光ファイバプローブ２１の微小開
口が配置された位置に向かって、記録媒体３の裏面より
光、好ましくはコヒーレントなレーザ光を局所的に照射
することによって、その微小開口の位置する相変化膜部
分への加熱をアシストする。図７においては、アシスト
光源２２からのレーザ光をミラー２３及び集光光学系２
４からなる光学系を介して記録媒体３の裏面に照射する
ことによって加熱のアシストを行っている。
【００５７】これにより、微小開口部に生成された近視
野光による熱エネルギーのみを与えた場合の相変化膜の
相転移温度に到達させるためのエネルギーの不足分を補
うことができ、記録媒体３上に形成された相変化膜上に
高密度な情報記録が達成される。なお、アシスト光源に
よる加熱の量、すなわちアシスト光源のレーザ光の強度
に対して、近視野光による加熱の量、すなわち近視野光
を生じさせるレーザ光の強度をできる限り小さくするの
が好ましい。これにより、光ファイバプローブ２１に導
入させるレーザ光の強度を小さくでき、レーザ光の加熱
による微小開口部の変形または損傷を防止することがで
きる。更には、記録媒体の裏面側にアシスト光源の光学
系を配置しているために、記録媒体の表面側を有効に利
用できる。
【００５８】上記した説明においてはアシスト光源及び
その光学系を記録媒体の裏面側に配置し、記録プローブ
の微小開口部と対向した記録媒体の裏面の位置にアシス
ト光源からのレーザ光を照射するとしたが、図８に示す
ようにアシスト光源２２及び集光光学系を記録媒体の表
面側に配置し、記録媒体の所望の記録位置にアシスト光
源からのレーザ光を照射してもよい。この場合、記録媒
体の表面側のみにアシスト光源及び集光光学系を配置し
ているので、装置構成をコンパクトにすることができ、
記録媒体の裏面側を有効に利用できる。
【００５９】なお、上記したミラー２３及び集光光学系
２４から構成される光学系に代えて、光ファイバやライ
トガイド等を適宜選択できる。
【００６０】更に、上述した記録媒体への加熱をアシス
トするアシスト光源２２に代えて、図９に示すように抵
抗加熱器２５を抵抗加熱器２５の熱エネルギーが所望の
記録位置に放射されるように配置してもよい。この場
合、抵抗加熱器２５を赤外線ランプ、熱変換素子等の発
熱する手段に置き換えることが可能である。
【００６１】なお、上述した実施の形態１及び２におい
て記録媒体に記録された情報は、例えば、近視野顕微鏡
における近視野光検出技術、すなわち、記録媒体上に局
在した近視野光を散乱させ、その散乱光の強度変化また
は位相変化を検出する方法によって再生することが可能
である。
【００６２】［実施の形態３］図１０は、実施の形態３
に係る情報記録装置の情報記録方法を説明する図であ
る。
【００６３】図１０において、記録プローブ２６は、先
鋭化された先端を有しており、例えばＡＦＭにおいて使
用されているマイクロカンチレバーまたはＳＴＭ（走査
型トンネル顕微鏡）に使用されているプローブであり、
特に金属プローブが好ましい。また、記録媒体３には、
例えば、実施の形態１において説明したような相変化記
録方式において用いられる相変化膜が形成されている。
【００６４】記録媒体３の裏面に向けて、好ましくはコ
ヒーレントなレーザ光２８を照射し、記録媒体３の表面
において近視野光２９を生じさせる。ここで、レーザ光
２８は、記録媒体３の表面にその透過光を生じさせない
ように、記録媒体３の裏面に対して全反射条件として照
射されるのが好ましい。
【００６５】記録媒体３の表面に局在した近視野光２９
の領域に記録プローブ２６の先端を挿入し、記録媒体３
の所望の位置に近接させることによって、記録プローブ
２６の先端において近視野光２９が散乱され、散乱光
（伝搬光）が生じる。この伝搬光のエネルギーは、記録
プローブ２６の先端近傍において大きな強度分布を有す
るために、記録プローブ２６の先端が近接した記録媒体
３の所望の位置において、局在した近視野光２９がもた
らすエネルギーと重複して、増強エネルギー領域３０を
生み出す。増強エネルギー領域３０は、記録媒体３の所
望の位置において、相変化膜を相転移温度に到達させる
までの、近視野光２９のみのエネルギーでは為し得なか
った加熱をもたらし、記録媒体３上に高密度な情報記録
を可能にする。
【００６６】増強エネルギー領域３０によって記録され
た情報を再生するには、前述した情報記録における増強
エネルギー領域３０が、記録媒体３上に形成された相変
化膜を相転移温度に到達させない程度の強度となるよう
な比較的弱い強度のレーザ光２８を記録媒体３の裏面に
向けて照射する。この比較的弱い強度のレーザ光２８
は、同じく比較的弱い強度を有する近視野光２９を生成
する。生成された近視野光２９の領域に記録プローブ２
６の先端を挿入して近視野光２９を散乱させ、散乱光
（伝搬光）３１が得られる。得られる伝搬光３１は、集
光光学系２７によって、図示しない光検出器に導かれ
る。よって、伝搬光３１の強度または位相等から、記録
プローブ２６の先端が近接した記録媒体３の位置におけ
る情報の記録状態が判定され、記録媒体３に記録された
情報の再生が達成される。
【００６７】図１１は、図１０において説明された情報
記録を実施する情報記録装置のブロック構成図を示して
いる。なお、図１と共通する部分には同一符号を付して
いる。
【００６８】図１１において、記録プローブとしてカン
チレバー型光プローブ３５が採用されており、カンチレ
バー型光プローブ３５の先端を記録媒体３に近接させる
制御系、すなわちプローブ変位検出機構７、スキャン機
構８、フィードバック機構９及び回転機構１１は、実施
の形態１において説明したように制御機構１０によって
従来のＡＦＭ技術同様に制御される。
【００６９】表面に相変化膜が形成された記録媒体３に
情報を記録するには、先ず、上記した制御系によって、
記録媒体３上の所望の記録位置にカンチレバー型光プロ
ーブ３５の先端を配置し、記録媒体３に近接させる。続
いて、光源３４からもたらされるレーザ光２８を、記録
媒体３の裏面に向けて、特に記録媒体３の表面の所望の
記録位置に向けて、好ましくは記録媒体３の裏面に対し
て全反射条件となるように照射する。レーザ光２８によ
って記録媒体３上に近視野光が生成され、生成された近
視野光の領域に、記録媒体３に近接されたカンチレバー
型光プローブ３５の先端を挿入する。これによって、前
述した増強エネルギー領域が生成され、記録媒体３上の
所望の位置に局所的な加熱が達成されて、記録媒体３上
への情報の記録が行われる。
【００７０】なお、上記した情報の記録制御は、カンチ
レバー型光プローブ３５をＺ軸方向に制御可能なフィー
ドバック機構９を用いて、記録を行う位置においてはカ
ンチレバー型光プローブ３５の先端を記録媒体３の極表
面に近接させて記録を行い、記録を行わない位置におい
てはカンチレバー型光プローブ３５をリフトするように
して実現される。
【００７１】また、光源３４を制御機構１０に接続し、
レーザ光２８の照射時期を制御することによって、所望
の記録タイミング、すなわちカンチレバー型光プローブ
３５の先端が記録媒体３上の記録を行う位置に配置され
た時にレーザ光２８を照射し、記録を行わない位置に配
置された時にはレーザ光２８を照射しないようにするこ
とによっても情報の記録が可能となる。この場合、特
に、カンチレバー型光プローブ３５の先端を記録媒体３
上に常に接触させる必要はなく、よってフィードバック
機構９によるカンチレバー型光プローブ３５のＺ軸制御
として、前述したノンコンタクト制御及びダイナミック
制御を採用することができる。
【００７２】以上のように記録された情報を再生するに
は、前述したように、記録の場合と比較して弱い強度の
レーザ光２８を記録媒体３の裏面に向けて照射し、比較
的弱い強度の近視野光を記録媒体３の表面に生成する。
上記した制御系によって、カンチレバー型光プローブ３
５の先端を、情報を再生する位置に配置し、生成された
近視野光の領域に、カンチレバー型光プローブ３５の先
端を挿入して近視野光を散乱させる。得られる散乱光
（伝搬光）３１は、集光光学系３２によって光検出器３
３に導かれ、制御機構１０を介して図示しない信号処理
部によって、所望の再生位置すなわちカンチレバー型光
プローブ３５の先端が近接した記録媒体３の位置におい
て記録された情報の記録状態が判定される。
【００７３】また、図１２及び図１３は、図１０及び図
１１において説明された情報記録方法及びその情報記録
装置の変形例を説明する図である。なお、図１０及び図
１１と共通する部分には同一符号を付している。
【００７４】図１２においては、レーザ光２８の照射方
向のみが図１０における説明と異なっている。レーザ光
２８を記録媒体３の表面に且つ所望の記録位置に向けて
照射することにより、その所望の記録位置一帯に近視野
光２９が生成される。生成された近視野光２９に対する
情報記録及び再生における作用は、上述した図１０にお
ける説明と同様であり、ここでは説明を省略する。ま
た、図１３においては、レーザ光源３４を記録媒体３の
表面側に配置し、レーザ光２８を記録媒体３の表面に且
つ所望の記録位置に向けて照射する点のみが図１１にお
ける説明と異なっている。レーザ光２８を記録媒体３の
表面に且つ所望の記録位置に向けて照射し、その所望の
記録位置一帯に生成される近視野光２９に対する情報記
録及び再生における作用は、上述した図１１における説
明と同様であり、ここでは図１２同様に説明を省略す
る。
【００７５】よって、レーザ光２８を記録媒体３の表面
すなわち記録面に向けて照射することによっても、情報
の記録が可能となる。特にこの場合、レーザ光の記録媒
体中への透過を要しないので、レーザ光を十分透過しな
い記録媒体に対しても情報の記録が可能となる。
【００７６】以上に説明した全ての実施の形態におい
て、記録プローブを記録媒体に近接及び走査させる制御
として、前述したコンタクト制御、ノンコンタクト制御
及びダイナミック制御等が採用可能であるだけでなく、
フィードバック制御を行わずに、記録プローブの先端を
極小さな力で記録媒体に単に接触させておくのみとして
もよい。
【００７７】
【発明の効果】以上説明したように請求項１に係わる発
明によれば、加熱された部分の物性が変化する材料を記
録媒体として採用し、その記録媒体上に近視野顕微鏡に
おいて用いられるプローブの先端を配置して、そのプロ
ーブから熱を放射するように装置を構成したことによっ
て、記録媒体上の微小な領域における加熱が行え、近視
野顕微鏡の技術により近視野光を検出して再生できるよ
うな高密度な情報の記録が行える。
【００７８】請求項２に係わる発明によれば、熱放射手
段として電熱素子を用いることにより、その電熱素子を
記録プローブに直接配置することができ、請求項１にお
ける効果に加えて、効率の良い熱伝達が達成されると共
に、装置の構成をよりコンパクトにすることができる。
【００７９】請求項３に係わる発明によれば、熱放射手
段としてレーザ光源を用いることによって、記録プロー
ブに加熱照射させる位置を自由に設定でき、従来のＡＦ
Ｍに用いられるバネ定数の小さいカンチレバーを使用す
ることができるため、ＡＦＭ技術におけるコンタクト制
御によりプローブ先端を記録媒体表面に近接することが
でき、請求項１における効果に加えて、記録媒体への加
熱量を増加させることができる。
【００８０】請求項４に係わる発明によれば、微小開口
を有したプローブを用いることで、熱放射手段として用
いられるレーザ光源から発せられるレーザ光を近視野光
を生じさせるための光エネルギーとして利用でき、微小
な領域のエネルギーを有する近視野光を熱エネルギーと
して利用することによって、より高密度な記録が行え
る。
【００８１】請求項５に係わる発明によれば、プローブ
の先端部を除く表面を金属膜により被覆しているので、
熱放射手段として用いられるレーザ光源から発せられる
レーザ光を光学的に十分閉塞して微小開口に導くことが
でき、かつレーザ光を近視野光を生じさせるための光エ
ネルギーとして、より効率良く利用でき、請求項４にお
ける効果に加えて、より確実な信頼性の高い高密度な情
報の記録が行える。
【００８２】請求項６に係わる発明によれば、プローブ
の先端からもたらされる熱エネルギーに加えて、記録媒
体上への記録位置となる微小な領域への加熱を行うため
の補助熱放射手段を備えているため、記録媒体上への加
熱量の増加が達成され、請求項１における効果に加え
て、より確実な信頼性の高い情報の記録が行える。
【００８３】請求項７に係わる発明によれば、記録媒体
の裏面を照射して記録媒体の表面に生成された近視野光
の領域に先鋭化されたプローブの先端を挿入することに
より近視野光を散乱させ、その散乱光と近視野光とが重
複して生ずる増強エネルギーによって、情報を記録する
のに十分な大きさの記録媒体への加熱を達成しているの
で、近視野顕微鏡の技術により近視野光を検出して再生
できるような高密度な情報の記録が行え、かつそのよう
に記録された情報を再生する情報再生装置としての利用
も容易に実現できる。
【００８４】請求項８に係わる発明によれば、記録面と
なる記録媒体の表面を照射して、同じく記録媒体の表面
に近視野光を生成させて増強エネルギーを得て、その増
強エネルギーによって記録媒体上への局所的な加熱、す
なわち情報の記録を達成しているので、請求項７におけ
る効果に加えて、近視野光生成の際に照射光を記録媒体
に透過させることなく、すなわち照射光に対して不透明
な記録媒体に対しても高密度な情報の記録を可能とす
る。
【００８５】請求項９に係わる発明によれば、近視野顕
微鏡において用いられるプローブの先端を記録媒体上に
近接させ、前記プローブの先端を前記記録媒体上の所望
の位置に走査させて、前記プローブの先端から熱エネル
ギーを放射させて前記記録媒体を局所的に加熱すること
により、記録媒体上の所望の位置において、微小かつ局
所的な加熱が行え、高密度な情報の記録を可能とする。
【００８６】請求項１０に係わる発明によれば、プロー
ブの先端からもたらされる熱エネルギーに加えて、その
熱エネルギーが放射される同領域に向けて更なる加熱を
行うための補助加熱工程を有しているので、より確実に
十分な大きさの加熱が行え、信頼性の高い高密度な情報
の記録が行える。
【００８７】請求項１１に係わる発明によれば、記録媒
体の裏面を照射して記録媒体の表面に近視野光を生成
し、生成された近視野光の領域に先鋭化されたプローブ
の先端を挿入して近視野光を散乱させ、その散乱光と生
成された近視野光とが重複されて生じるより大きな熱エ
ネルギーを有した増強エネルギーにより、記録媒体に情
報を記録するのに十分な大きさの加熱が行え、確実で高
密度な情報の記録を可能とする。
【００８８】請求項１２に係わる発明によれば、記録面
となる記録媒体の表面を照射して同じく記録媒体の表面
に近視野光を生成し、その近視野光の領域にプローブの
先端を挿入して、記録媒体へのより大きな加熱を達成す
る増強エネルギーを生成しているので、照射光に対して
不透明な記録媒体に対しても確実で高密度な情報の記録
を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による情報記録装置のブ
ロック構成図である。
【図２】本発明に係る情報記録装置に採用されるマイク
ロカンチレバーの実施例を示した図である。
【図３】本発明に係る情報記録装置に採用されるマイク
ロカンチレバーの他の実施例を示した図である。
【図４】本発明に係る情報記録装置に採用されるマイク
ロカンチレバーの開口部の実施例を示した図である。
【図５】本発明に係る情報記録装置に採用されるマイク
ロカンチレバーの開口部の他の実施例を示した図であ
る。
【図６】本発明に係る情報記録装置に採用されるマイク
ロカンチレバーの開口部の更に他の実施例を示した図で
ある。
【図７】本発明の実施の形態２による情報記録装置のブ
ロック構成図である。
【図８】本発明の実施の形態２による情報記録装置のア
シスト光源による補助加熱方法を説明するための図であ
る。
【図９】本発明の実施の形態２による情報記録装置の抵
抗加熱器による補助加熱方法を説明するための図であ
る。
【図１０】本発明の実施の形態３による情報記録方法を
説明するための図である。
【図１１】本発明の実施の形態３による情報記録装置を
説明するための図である。
【図１２】本発明の実施の形態３による情報記録方法の
変形例を説明するための図である。
【図１３】本発明の実施の形態３による情報記録装置を
変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
１ カンチレバー型光プローブ ２ 微小開口 ３ 記録媒体 ４ 加熱光源 ５，２３ ミラー ６，２４ 集光光学系 ７ プローブ変位検出機構 ８ スキャン機構 ９ フィードバック機構 １０ 制御機構 １１ 回転機構 １２ ＡＦＭカンチレバー １３ 発熱体 １４ 熱伝導体 １５ 誘電体 ２１ 光ファイバプローブ ２２ アシスト光源 ２５ 抵抗加熱器 ２６ 記録プローブ ２７ 集光光学系 ２９ 近視野光 ３０ 増強エネルギー領域 ３１ 散乱光（伝搬光） ３２ 集光光学系 ３５ カンチレバー型光プローブ ３４ 光源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新輪 隆 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 中島 邦雄 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 近視野光を生成または散乱させるプロー
    ブと、 前記プローブの先端を記録媒体上に近接させるプローブ
    近接手段と、 前記プローブの先端を前記記録媒体上に走査させるプロ
    ーブ走査手段と、 前記プローブの先端から熱エネルギーを放射させる熱放
    射手段と、を備え、 前記記録媒体は該表面に加熱によって物性が変化する薄
    膜を形成していることを特徴とする情報記録装置。
  2. 【請求項２】 前記熱放射手段は電熱素子であることを
    特徴とする請求項１記載の情報記録装置。
  3. 【請求項３】 前記熱放射手段はレーザ光源であること
    を特徴とする請求項１記載の情報記録装置。
  4. 【請求項４】 前記プローブは、先端部に微小開口が設
    けられており、該微小開口に向けて前記レーザ光源から
    のレーザ光を導入できるように形成されたことを特徴と
    する請求項３記載の情報記録装置。
  5. 【請求項５】 前記微小開口は、前記プローブの先端部
    を除く表面に金属膜が形成されていることを特徴とする
    請求項４記載の情報記録装置。
  6. 【請求項６】 前記記録媒体を加熱させる補助熱放射手
    段を更に含めたことを特徴とする請求項１乃至５のいず
    れか１つに記載の情報記録装置。
  7. 【請求項７】 先鋭化された先端を有するプローブと、 前記プローブの先端を記録媒体上に近接させるプローブ
    近接手段と、 前記プローブの先端を前記記録媒体上に走査させるプロ
    ーブ走査手段と、 前記記録媒体の裏面を照射して該記録媒体表面に近視野
    光を生成させる照射光源と、を備え、 前記記録媒体は該表面に加熱によって物性が変化する薄
    膜を形成していることを特徴とする情報記録装置。
  8. 【請求項８】 前記照射光源は、前記記録媒体の表面を
    照射して該記録媒体表面に近視野光を生成させることを
    特徴とする請求項７記載の情報記録装置。
  9. 【請求項９】 近視野光を生成または散乱させるプロー
    ブの先端を記録媒体上に近接させるプローブ近接工程
    と、 前記プローブの先端を前記記録媒体上の所望の位置に走
    査させるプローブ走査工程と、 前記プローブの先端から熱エネルギーを放射させて前記
    記録媒体を局所的に加熱し、前記記録媒体上に情報を記
    録する加熱記録工程と、を含むことを特徴とする情報記
    録方法。
  10. 【請求項１０】 更に、前記記録媒体を補助的に加熱さ
    せる補助加熱工程を含むことを特徴とする請求項９記載
    の情報記録方法。
  11. 【請求項１１】 記録媒体の表面を照射して該記録媒体
    上に近視野光を生成させる照射工程と、 先鋭化されたプローブの先端を記録媒体上に近接させ、
    前記プローブの先端が前記近視野光の領域に挿入される
    ことにより生じる局所的な増強エネルギーによって前記
    記録媒体上に情報を記録するプローブ近接工程と、 前記プローブの先端を前記記録媒体上の所望の位置に走
    査させるプローブ走査工程と、を含むことを特徴とする
    情報記録方法。
  12. 【請求項１２】 前記照射工程は、前記記録媒体の裏面
    を照射して該記録媒体上に近視野光を生成させることを
    特徴とする請求項１１記載の情報記録方法。
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