【発明の詳細な説明】
改良された情報層および関連したサブストレートを備えた記録保管記録媒体
関連した特許出願との相互関係
この特許出願は、我々の共通に譲渡され同時に出願された同時係属中のアメリカ
特許出願、連続番号筒319,463号、第319.464号、第319,46
5号、第319.406号および第319,407号に関連した事項を含む。
この発明は、新規な高苫度の記録保管(archival )情報ストレージ媒
体に関し、かつより特定的には、低出力のレーザ手段で記録するようにされたそ
のような媒体に関する。
序説、背景
ディジタルデータの光学的ストレージは、比較的近しい技術であり、特定の関連
した(ODD、[光学的ディジタルデータ」)媒体、たとえばODDディスクを
用いる光学的技術を用いたディジタル情報の記憶および検索と関連する。そのよ
うなデータは、従来、アナログによって、今日高速ディジタルコンピュータとと
もに普通に用いられるテープやディスクのような磁気媒体の上に記録される。
この開示は、アナログ光学的媒体と、関連した読出/書込技術およびその装置と
に関し、それらは、上述した放射エネルギの集束されたビーム、特に低出力のレ
ーザ装置を用いて、そのディジタル情報を記録および読出すようにされる。
当業者が周知のように、このようなシステムを設計しかつ動作させる際の成功は
、ストレージ媒体と非常に関係する。当業者は、満足できるODDディスク媒体
、特に現在利用可能でかつ最も実用的な低出力レーザに適応したものをどのよう
に開発するかというのを長い間思案してきた。
この発明は、この目的のための実用的なODDディスクを教示し、かなり長い安
定した記録保管寿命(たとえば、10年以上のオーダ)でかつ今日の高速コンピ
ュータシステムにおける記録ストレージのために用いられるのに適合したものを
教示する。
一−レーザ記録媒体のaII論:
このようなODD媒体の必要条件は、厳しい、たとえば満足できる読出/書込速
度で高いビット密度とコストに対して効果的な情報ストレージとを含み、特に低
出力のレーザを用いる。(当業者は、そのようなレーザの実現の簡単さおよび力
を認識しており、つまり読出/書込動作のためレーザ光を変調しかつ偏向するだ
けでよいということを認識している)。関連した出願(たとえば、ビデオディス
クレコーディング)において、当業者は、レーザを用いており、かつ成る局面で
は、「情報層」として金属摸を用いた媒体を提案してきており、この層は、「ビ
ット」としてその層に「空所」 (ビット、穴、バブル等、または他の変形)を
形成するのに充分な書込レーザビームによって、(たとえば、熱を与えられて)
柔かくされ、溶かされまたは気化される。このような膜は、回転しているディス
クの表面にコーティングされてもよい。
多くの当業者は、このようなレーザレコーディングが、上述したODD媒体のよ
うな多種なコンピュータ記録に対して有用であると感じていた。彼等は、実用的
なシステムが、低出力のレーザ1込に応答する媒体に用意されており、かつこれ
は順次、現在の実用的な低出力レベルで♂かされ(または気化される等)ること
が可能なそのような情報1(材料)を見出すかどうかにかかっていると予言して
いた。
これはまた、関連したシステムの放射効率にも依存し、かつその層を囲む熱的な
状態にも依存する(たとえば、他の場所で述べる13 artol iniの記
事を参照)。
このように、高い熱効率(記録位置に発生した熱のどのくらい多くが、「ビット
」の形状を与えるように充分渠中したままであるかという程度)を示すそのよう
なレーザ記録材料を捜してきており、かつ低い溶融温度および低い熱拡散性を有
する記録材Fl(テルル、鉛、そう鉛およびインジウムなどがその例である)を
長くかかつて探しあてた。
そして、当業者は、(たとえば、レーザの動作寿命を長くしかつそのコストとサ
イズを最小化するために)そのような記録のため低出力のレーザを好んで用いる
ので、そのような情報アブソーバ(absorber ) @として選択された
材料は、「著しく低い」溶!!温度(「十分に高い感度」)を有し、そのため所
望な「空所」が、最小のレーザ出力で形成され得るのがより望ましいようである
。
−−Teアブソーバ膜:
今、当業者は、いくつかの理由のため、このまたは関連したレーザレコーディン
グのためテルル(Te )アブソーバ膜を用いることを考えてきたつテルルは、
非常に低い溶融温度(約450℃)を有し、熱を伝えにくく、かつ良好な感度と
S/N比を与えることができ、さらにそれは、1い膜として形成するのが比較的
容易である。そう論は、またこのような理由のために普通に提案される。そして
、関連した合金(たとえば、Te−Ge 、Te −As−88およびBi −
8e )は、興味あるものとして提案されてきた。
テルルは、たとえばアルミニウムと比較した場合には低い書込/しきい値(エネ
ルギ)を有し、それとともに、非常に低い熱拡散性を有する、たとえば、3el
l他へのし1−8.4,222,071を参照、またO ptical ■ni
ormation S torageの1979年の5PIE Vol、177
の56頁以下のZ echによるr ReV:eW Of Q ptical
Sj。
rage MedtaJ @参照、か’) 「Q pNcai 3 jor3i
l(+ へ4eterials and MethodsJの1977年の5P
JE VOI。
123の2頁以下の3 artol iniによるr Optical Rec
ording Media Review Jを参照。
たとえば、このB artol iniの記事は、屈折率の変化を意味する光化
学的な変化をするものとして知られている有芸化合物である「フォトポリマ」を
含む10程の他の光学的レコーディング手段とともに、このようなアブソーバ膜
(「アブレイティブ(ablative)1摸」)を21論している。
Zechの記事は、レーザ書込が、吸収層に「穴」を形成するように構成されか
つ用いられるアブソーバ膜を議論しており、情報は、(3el+の特許と同様に
)反射率の差によって検出される。
このような公知の「変形によるレコーディング」に対しては、高い強度の放射ビ
ーム(レーザの「書込ビーム」)により与えられる熱エネルギは、「書込位置」
が、少なくともそのビームの横端面の部分において柔が(なり溶融しまたは除去
されるというもののようである。表面張力が、そのとき、「横方向のキャビテー
ション」を生じ(上述したz echによる記事を参照)、順次、通常わずかに
楕円形の「ビット」または穴を形成する。(1977年8月のSP I E P
roceedingsの17頁ないし31頁のQ ochranおよび)”
errierによるrMe1口ng Ho1es in 1yletal l”
1tlls for Rea! −Time 、 High Density
Data 5tora(lejを参照)。
m−7ブソーバ膜:
1つの特徴として、関連した種類のレーザレコーディングが、「アブソーバ」の
ような溶融温度のかなり下の温度でなされ得るということを発見した。そして、
その結果として、私達は金のような比較的高い溶融温度と良好な伝導性−一その
特性は従来この目的のためには当業者によって避けられてきたm=を有する材料
が、非常に良好なアブソーバ膜を与えることができ、それは、テルルのような「
従来好まれてきた」アブソーバにその感度において匹敵するものである。
もちろん、飛入かは、チタンおよび金(プラチナ、ロジウム、ニッケル、クロム
、マンガンおよびパラジウムなどもまた同様、たとえば、3all ヘのU、S
、4,285゜056を参照)のような「高い溶融温度」材料が、そのような「
変形Jアブソーバ層に適しているかもしれないと漠然と推測してきた。しかしな
がら、そのような推測は、「感度」の実用上の問題や、どのようにより低い出力
のり−ザが上述したようにそこl\記録されるであろうかということには注意が
払われなかった。また、それらは、高い伝導率(熱が容易にレコーディング位!
から他・\伝導すると、熱が浪費され、さらには感度を低下させることとなる一
−金のような金属は高い伝導率を有しており、それに対しTiおよびTeはそう
ではないことに注目)の関連した問題を無視してきた。
より注意深い観察者は、そのような「高い溶3!1度」の金属は、アブソーバに
なり得るものとしては全く見込みがないことを認識していたくたとえば、上述し
たU、S、4゜222.071に示されているように、Teの「低い溶融温度」
および低い伝導率が、より優れた感度を与えかつ低出力のレーザで記録すること
が可能であるとして本心から述べている。このように、「逆のもの」である、す
なわち良好な熱伝導体でありかつ高い溶融温度を有するAUのような金属は、理
論的には、最う悪い「アブソーバ」である筈である。)。しかし、この発明は、
金のようなそのような金属が、用いられることができ、かつ公知のアブソーバよ
りも優れている、たとえばTeにほぼ等しい感度を有しかつ非常に優れた記録保
管寿命を有するということを教示する。
この発明は、さらに、このようなアブソーバ膜は、−一産業界において知られて
いることとは反対に一一明らかに、レコーディングの過程において穴を形成する
必要はなくまたは他の方法で変形される必要もない。
−一長くなった記録保管寿命:
光学的データストレージ技術の主な利点は、たとえば、磁気テープの100倍の
オーダで、それがストレージ能力を増加させるということである。ここで思案さ
れた光学的データディスクは、10年ないし15年またはそれ以上のオーダの長
くなった記録保管寿命の量情報が永久的にそこへ記憶されている「消去不可能」
であるとして仮定する。
当業者はそのようにすることを非常に望んでいるであろうが、このような長くな
った寿命は、産業界において未だ到達されていない目標である。この発明は、こ
の記録保管寿命を示す媒体を与え、それは、光学的大容量記憶およびその種の応
用例に特に適用する。
対照的に、そう鉛およびテルルのような普通に提案されるアブソーバ金属は、典
型的なユーザの環境では徐々に酸化しかつそうでなくても非常に容易に劣化する
ものとして知られており、したがって、このような記録保管記録の険補者として
は相応しくない(たとえば、1981年のAsh他による上述(〕た記事や、Z
echの記事や、また以下に示す例I@参照ン。当業者は、一般に、テルルは、
特に記録保管の安定性が乏しい、すなわち、その読出が、時間とともに早く劣化
するということを知っている。この劣化は、高い湿度の環境では加速されること
になり、かつ全体の光の伝送における早い増加によって典型的に特徴付けられ、
それは、その金属膜における「欠陥場所」において始まるような選択されたビッ
ト位置へのひどい攻撃によるのと同様に、その金属の一般的な酸化によっても生
ずるであろうと思われるそして、そう鉛も同様である。
この記録保管の特徴は、この発明によって与えられ、この発明は、非常に記録保
管性に優れかつコンピュータ情報ストレージ媒体として、特に(表■における)
コンピュータのためのそのような光学的データディスクレコードとして長く使用
する間安定である。
このように、新規な応用例の特徴として、私達は、所望の記録保管寿命を示す、
すなわち意図した使用の間酸化やそのようなM境による劣化に対して非常に強い
、レコードのためにそのような材料を使用することを考えている。このように、
記録された情報の「遺失」は、長い(ストレージ)寿命の門でも生じることはな
く、すなわち反射率は、「読取るjのに+・分安定したままである。長い記録保
管寿命を与えることができる実用的なストレージ媒体またはその関連したシステ
ムは、未だ実現しておらず、特に、高い感度が要求される場合(たとえば、Ie
の感度またはそれ以上のものが要求される場合)にはそうである。この発明は、
この後、ちょうどこのスデノブを教示する。
ここに教示された新規な記録媒λは、上述の1準・と満!こすと推」され、かつ
それが可能な゛聞合には、以Fの表1に与えら礼る「目漂往能譜・♀jのうろの
1つ以上を過たJものとしても一般に推IIIされる。(1980年のS P
I EのVOl、222のAshJよびA11enによるr Optical
P r。
perties of T elluriut F ii!+s j!sej
for [)ata RecOrd!11gj )
al(目標媒体基準)
「高」感度ニ
ーー高感度は、低出力レーザ手段で記録することを可能にする。「感度」は、ビ
ット情報(穴、または仙の空所もしくは媒体に6けるそのような変化から生f?
)ようなスポットの反射率における変化、それは、意図したし」−ディング速度
で十分な続出を与える)に必要な最小のレーザ出力こして理解される。
この発明では、典型的には、約40ないし60n。
seaの間5ないし15m Wのレーザ出力のオーダで「男込みJ得ろ。
1高11度は、(たとえば、再生かに返さ1tてら)J出によって低下すること
はない、2
1−へ、高いs、y’N: (充分な読出)約30ないし40dBまたはそへ以
上のオーダの(十分な読出のための)信号対雑苫比っ2、 「記録保警安定注」
:(10年以上の淳命):少なくとも10ないし15年の間はとんど読出を落と
りことなり、1通店のコンピュータ環境で2用いられまたは2臆され得る。
3、1コンピユータ記録」:
今日の高速ディジタルコンピュータで、(たとえば、約10’ビツト、/(J”
よ和はそれよりも良いビット密度のような)今日の磁気ディスク記憶装置と少な
くとも同じ能力を為するようなコンピュータで力作可能である能力を仮定する。
4、 「形成−可能」−一適当な膜が、「商業規漠でで形成されることができ、
かつ繰返し可能な制御された特性を与える。
5、オーバコート−可能性:(たとえば、数ミルの厚さまでの)アブソーバ膜は
、凛械的に保護されろようにコーティングされることができ、かっと述−た特徴
を損うことなく、たとえばなお十分な読出を与えて、「表面の異物」を焦点から
外ずくデフォーカス)(好ましくは、オーバコートは、また、アブソーバ寝から
の熱および異物−ガスを遮ることもできる)。
したがって、ここでの目的は、上述のおよびその他の関連した特徴ならびに利点
を与えることである。より特定的な目的は、このようなアブソーバ(情報)膜と
して金をそのように教示することである。その他の目的は、良くなった記録保管
寿命と同様に、低出力レーザでさえも良好な感度を示すそのような膜を教示する
ことである。このさらに他の目的は、情報署における「ビット」またはそのよう
な空所を発生することが明らかに必要ではなくレコーディングに適したそのよう
なレコードの情報を教示することである。他の関連した目的は、情報通を旧遊し
または有意義に柔かくする必要はなくそのようにすることであり、すなわち、溶
PJ4I温度のかなり下にその層を保ち、「変化した反射率」のビット(「擬似
の穴」〉を生ずる。
図面の簡単な説明
この発明のこれらの目的およびその他の目的と特徴は、この発明の好ましい実施
例の以下の詳細な説明を参照してよりよく理解できるように、当業者には明らか
であり、これらの好ましい実施例は、添付の図面とともに考京され、その図面で
は、同様の参照番号は、同様のエレメントを示す。
第1図は、先行技術の記録媒体の理想的な部分の断面図を与える。
第2図は、この発明の原理に従った構成を示す新規な好ましい記録媒体の実施例
の同様の図を与える。
第4図は、好ましいディスクレコード文施例の同様の図である。
第3図は、アブソーバの反射率と全体の1度との図表であり、かつ第5図ないし
第7図は、好ましい応用例におけるレコード実施例を概略的に示す。
発明の詳細な説明
「Te例」;テルルアブソーバ;(先行技術):第1図は、光学的記録媒体1の
慨念化した断面図の概略的な図であり、それは、一般に、テルルに関した文献に
おいて現在教示されているものの線に沿っている(たとえば、AShの記事を参
照)。媒体1は、支持物2を備え、その上には、「非反射性のりサブストレー1
−ARが設けられ、かつそのA Rlには、情報H(「アブソーバ1)5が設け
られている。
好ましくは、サブストレートARは、「反射体」層3を備え、その上には、透過
性の「スペーサ」層4が位置する。
鷹3および4は、それぞれ、意図した読出/′書込波長において本来は反射的−
透過的であることを特徴どしてもよい。
層3.4.5は、産業界において知られているような可視スペクトルのほとんど
について多層の低反射の(非反射)設計を与えるものとして理解されるであろう
(A shの記事を参照)。
支持材2は、コンピュータディスクドライブに対するディジタル磁気レコーディ
ングにおいて現在用いられている形式の研磨されたアルミニウムディスクである
のが好ましく、それには、反射13の形成のために十分滑かでありかつ平坦な表
面にされるサビング(subbing )層2−8がコーティングされる。上述
したエネルギおよび波長からなる放射(レーザ)ビームが、たとえば想像線で示
される場所「■」において、「書込」が生じる際に層5の上に「穴」またはその
ような「変形」を形成するために、レーザ源りから媒体1に与えられるものとし
て理解されてもよい。
第1図の先行技術のレコード1は、以下の例におけるこの発明の実施例に対して
、比較および区別の手段を与えるために採用されかつ原理的に述べられていると
理解できよう。そして、他のように限定されているということを除いては、すべ
ての材料、方法および装!は、この良好な実施に従って周知の手段により実現で
きることが理解されるであろう。
ここで、金属性の記録膜5は、「透明な」誘電性のスペーサ4の上に形成される
ものとして理解され、それらの厚さは、公知の低反射率構造(たとえば、3 a
rtoliniの記事においては、λ−488nllで記録する場合に、8Q
r+m3 i○2のスペーサの上に5niTiが設けられて3%の反射率よりも
小さい構造)を与えるように選択される。そのとき、各FビットJ (ピッ[・
)が記録される場合には、高コントラストのリード−バックのための1ビツト」
を与えるよう1ここの1非反射性」のバックグラウンドが分裂されるであろう。
ここで、しニーディング波長が変わる場合には、スペーサの厚さは、同様の結果
をもたらすように容易に変えられる。
当業者は、成る場合には、その反射膜が(たとえば、II性のミラー」のために
)除去されてもよく、かつそのスペーサ4は、他の材料/構造(1;とえば、も
っと熱的に絶縁性であるような材料からなるい(つかの層)てあってもよい。
このように、ここでコーティングするノ=ラメータは、;込ビームがこのアブソ
ーバ膜の上に集光した場合に、意図したしコーディング周波数て゛、そのように
コーティングされたディスクに対して″非反射性の」ゼアを好ましく与えるよう
に選択されるものとして理解されるであろう。〈Journal of QU3
nFLITI Electron:csの1978年7月、NO67,〜’O’
、QE1aのE!、e!lおよび5pOnQk:よルrAnji −ReN’3
cjtiH13jrLICj!1rj3s for Op町ica! Reco
rdinコ」を参照、および一般的な先行技術に関しては、1976年の8月の
3 al”tQl tn’ 仙によるI E E E S pectruiの2
0頁のrcp+jcai 口’ isk 3 ySjelllS E mdl、
]edJおよびS P I E P roceedingsの1977年VO1
,123の3artoliniによる[Q ptical Recording
M edia ReVieW(「Qptical Storage 1yja
terials and MethodsJ 。
2頁))。
好ましくは、H5の反射率が、「効果的な0」または別に予め定められた最小反
射率レベルに達するまで形成が行なわれる。当業者が知るように、これは、経論
的に行なわれ、また層5が形成されるときにそのアブソーバ膜の反射率を連続的
にモニタすることによって(Zechにより上述した記事に述べられた形成技術
を参照)行なわれる。
このように、1C支持材2の上にアルミニウムからなる不透明なff13が真空
めっきされてもよいくすべての光学的な特性は、4000−9000八〇の意図
されたR/WI7)レーザスペクトルに関してとられている)。それから、5i
0z(または同様の「透明な」講電体)の14が、規定された深さに層5の上に
真空めっきされ、この深さはλ0、すなわち動作波長に関連する(ここで、それ
は、好ましくは1/4λ0または3/4λ0のいずれかよりもわずかに小さい)
。層4には、アブソーバ膜5が、本来の1小の(Oに近い)反射率を生じる厚さ
に真空めっきされる(以下を参照)。
記録媒体1の反射率は、書込レーザLからの放射ビームによって各ビット位置r
VJで変形され、そのため、適当な手段で検出すれば、その「変形した領域JV
(すなわち、1ヒツトj)は、産業界において公知のように、そのまわりの低反
射率の「変形。てない」領域がら、土及的[、高い反射率のスポットjであると
して区ツ!」され得るとい〕ことが理解できよう。
たとえば、13e11へのU、S、4,235. 、っ5゛3:よ、化旧がアブ
ソーパスペーサ層および3′Aる11スベーブシの両方における間ロコとして記
*3n1その旧口部5よcsコ1出されていない介在に域のπさが、周゛支宴壽
報を伝〕1するd:うに特定の情報トランクに沿って又化ざ礼るというような)
司法の媒・よを)5べている。この術許はま7こ、環1的な蒸りまたは電子ビー
ム蒸看及術を用いて形成されるべ8色・シな材料(たとえば、チタン、ロジウム
、ブラチー1、金、二・)ケル、クロム、マンガンおよびパラジウムなど、っ1
らっオ“:’4 )も述べている。
しかしながら、3eliは、1aのス〜:−サコ、す\1ミΔヒームによって加
熱され、それ自身が除去される(すなわち、そうでなくてもそれ自身7)甲に空
、所を形1戎する)が、よ−IJ他には分解されろしくは昇華さfしかつそれか
ら、たとミL ;a:、金からなる> giffl (super −:a7e
r > rつ下で「泡」を生ずるのに十分にガス放出されるが:、て、しろ゛・
乞この場合には、本質的に、同様のスペーサ層によってエネルギが吸収されるべ
きではないということを必要とするということにおいて、意図1)社ものがら逸
れている。
−一一アブノーバjM5の準局;(第1図)−?ブソーバ35は、比較的コいテ
ルルの1を瀕え、その層は、(比較的平坦なm−4)1 ’ 2 <)λ−−記
祿表面の上の)スベー(す“14の上に、好ましくはこの「3]コーテイングば
をモニタ1ノで「最初の1小の反射率」 (典型的には、1ないし片前A°)を
与えζ)ように定められる厚さに真空めっきされる1、そのTe:よ 、!−ス
と1−2て耐火性のある仝F!′1.D容器を用いる高1空チX・ンバ(Ash
の記事において用いられる1 2メー1〜ル菊型〕−ディングチャンバ)内でそ
のように蒸気にされるt+−’j’−ルルは、[低い]急、]1度′低い伝導性
コの金鷺てあり 潰れた感度を示し、かつ必要な(しまい値)レーザ1込出力を
吊手化するので、当業者に共通1ノで好まれている。
たとえば、このことは、3ellおよび3 ar’tol !n!l\のU。
S、4.222.071において述べられ、そこでは、+i、11のテルル膜が
、(十分な読出−約20%の光学的効力が仮定される、その日1は、杓45ない
し50dBのS 、′’ Nで記録されたビデ第1月号を再生することができま
たは「放通の謁質」のリードパックを可能にづ゛るーを達成するために〉1込の
ため15+11Wのオーダでレーザ出力を必要とすることが特徴である。
[彼等シよ、また、ソリッドステートGa−AL−As注入・・・・レーザf特
定しており、そのレーザは、連続したビーム31月らかに与えられ、2録表面に
おいて直径が1ミクロンであり、ぞれはこのビームを通って移動することが保た
れる]、。
U、S、4.222,071は、アブソーバが、(「連続的な暎」で形成され、
かつ「顕微鏡的な塊」としては形成されないと同様に)Teのような「低い溶’
114度合1蕩」でなければならないと強調している。
サブストレート2は、平坦なアルミニウムプレートであり、それは、<意図した
放射スペクトルの少なくとも「動作部分」にわたって高い反射率である)3い反
射13を形成するのに都合が良いように所望の平坦さに研唐されかつサビング2
−8がコーティングされる。rJ600ないし900A0のアルミニウムが真空
めっきされたら十分であることがわかった。
スペーサ4は、反射′!A3の上に同様に形成される。スペーサ4は、誘電体材
料であり、それは、レーザスペクトルの「動作部分」に対して比較的透明であり
、かつ良好な熱特性(たとえば、良好な絶縁体、低い熱容])を好ましく示す。
約1100A’の真空めっきされた5i02(二l化シリコン)は、この目的の
ため(たとえば、λ−6330A’での1込/読出)に対して十分であることが
わかった。テルルのアブンーバ層5は、意図した記録レーザスペクトルに対して
高い吸収性(たとえば、典型的には、25%の吸収性、30%の反射性、約45
%のビームエネルギ透過(3層の打消に対しては、反射するよりも透過しなけれ
ばならない))であると理解されるであろう。
吸収lHの7さは、スペーサ4の11ψさに依存し、がっ反1票がi i b:
i小1ヒされるまで、当業者に知られる[ダークミラー(D ark M 1
rrnr )効果」を示すのに十分であるということのみに依存し、最′」1化
されるべきである。
当業者は、訂い溶遜温度と辻絞釣唐い熱分散長さl低い伝4率−−込射レーザエ
ネルギを推持するのを助けるンを有するTeアブソーバ5が、良好な高域度材叫
で皮るとみなすであろう、、1/−ザaLがらD!込ど一ムが、層5の「ν」位
置にあl;ると、そのエネルギの小部分7f、反射され、小部分が吸収さ11.
かつ大部分が)Δ遇し、その透過した部分は、舊3によって反射して又り、γ5
において(主に)吸収される。、したがって、入射6よび反対エネルギは、11
15を加熱し、透過】夫(「3層」を与えるi二めの5の形成)を最小)じすす
、。
一一−請千゛
7急の置灼のため、7丁度)は、所漫の最小の読出を与tぺ・のに−1−分な灰
ン雲(すたは同様の読出待凛)を変えるのに1ン要・11′i込エネルギEjマ
を特徴とブるものとしで理解されよう、
欠光己わ−た7込ヒ゛−ムの強さおよび露光時開(ユ、所ジの読出品アなと(た
とえ1、Xlぞのような十分なコントラスト、S7・′外!比)か宣現され得る
ような(V位置における)反射力の示された変化を生じるようにアフソーバ層5
の温度と上げるのに十分であるとして理解されよう一一魯考、約15 M HZ
の帯域幅に対して40ないし50dBの例示的な87′N比(ビークヒーク信号
対RMSIl音)。
ここで、テストレコーディングが、6330A’で動作するガス(1−10mW
He−Ne)レーザビームで、30−47 a t / t)のレコーディン
グ露光で行なわれたく通常、10IilW、40t)秒、* rc ハn 40
01) J −−これは、低出力、たとえば、丁なわち150ないし500p
j、/c’g’ 、 p J −10−’乙ワットー秒またはジュールのとき、
最小の充分な読出、または杓40−;dBのs/Nを、同じまたは同機のレーザ
装置で与えるであろう。9考:この意図された装置に対して、レーザが集光され
たビット位置は、1 、” 2ないし1ミクロンの直径で、約40ナノ秒の長さ
[立上がりから立下がりΔ:でe○ナノ秒−一これはまた、ディスクのrp−を
1800まで適応8せがっガルバノミラ−の集光特性を適応させる]のコ込パル
スが必要であると思われる。
このレコードゴは、そのように記録される5 r文献などにおける比較可能な状
態と関連して)比絞的低出カのレーザパルスが、周知の「フレーク」または「穴
」を与えかつ良好な読出(たとえば、λ−6330A’f、’:おいて、5゜%
までのビット反射率対コないし3%のバックグラウンド)を与えるのに十分なよ
うにTe復を旧識することができる一一シかしながら、「ノイズJのビットを伴
いすぎる。
このような「ビット穴」は、実際の空所であると思われる(′たどえば、A 5
hi7)記事の写真を参照、そこでは、2−’+Ora込・′の100ナノ秒の
レーザパルスが、同様の7e漠においてこのような「穴」を記録しm−そこでは
、反射モードで用いられるTeからなる250A’膜は、4500△°で57%
の叉射空と6%の透過率と37%の吸収率とを生ずるとされている)。L7かし
ながら、そのようなTe膜が、:g¥:C的な層として形膚されているという事
実にもかかわらず、[ビット穴4(v)の形成は、文献においで、回りにリムを
値うとして述べられ、かつそれは、このリムが上述jノだ「ノイズ1のほとAJ
どの原因であると考えられる。
明eかに、成る最小の立上がり時間内で成る汲小書込エネルギF 、1が必要で
ある(たとえば、このレーザなとでは、充分な「穴」にするために約10mWで
40ナノ秒内、たとえば、それよりも高出力のものがゆっくりと発せられたなら
ば、アブソーバの熱が1れてしまいしたがって[ビット1はも込まt’+ない)
a
こにような1穴Jまたは「ビット」は、第1図の1−■」におする穴に、よって
示される。少なくとも、アアソーバ材郭″5の一丁は、そのとき、そのビット位
1において明らかに柔かくなりかつずれて十分にその厚さを減少しかつ反対率を
増加させる(少なくとも、当業者が従来教示している9度、たとえ(、J、△a
l′lの記事や上述したU、S、4,222.071を参IIり。
このようなスポットは、たとえば、低出力の同様のレーザ(たとえば、上述した
3’lWのレーザ)のような産業界において公知の手段で鋳出されてもよく、(
適当な光検出器で)受けられた反射されたエネルギの増加が、k寮されて、記録
されたビットを示す出力信号を与え、こ几らのビット・がバックグラウンドから
容易に区別されることができ、この読出王立ルギは、もちろん、記号されたビッ
トを[′消去」したりまたは乱したりするほど大きくはない。[注意:周i皮数
r、での4出、この場合、「ビットの深さ(が、コントラストを最大化するため
にTe(′7)表面においてa−dされた光に対する位相の変化を生じろ1゜−
一記録保管安定性:
私達は、このl”Teレコードコの記録保管安定性が、文献が指摘したように(
たとえば、AShの記事の再設ji:;なとを参照)、非常によくないというこ
とと7児した。プことえば、公知の温度−湿度の寸イクルの下では、レコード1
は、く層5の上に何も被せていない場合:こは)均50運[nで、明らかにほと
んどが益化によって反射出か50%減少したということが発見された。何丁のT
eaは、このような「経時」後、全体の光学的送過性が急速に増加するというこ
とがわかる。このことは、金属膜における「欠陥の位置」でひどい選択的な位置
−攻撃が始まるのと同様に、(の金属の一般的な酸化によって生ずるものと思わ
れる。(lvlIL 5PEC#8”10−8による同様のデス;・を参照)。
このことは、上述した「記録保管メモリ」の必要条件(通常のコンピュータオペ
レーティング/ストレージ状態に少なくとも10ないり、 15年ざらされるこ
と、表Iを参照)を満足するものではない。
実施例
以下の例は、この発明に従った1−澁温度」の7ブンーバの例示的な使用と利点
とを教示づるものとして与えられる。
この利ばおよび特徴は、それらと上述した[Teo′J例jとを比較することに
よってよりよ(理解できょう。
−一例1:Auアブソーバ;(第2図):上述したrTe例」 (第2図)の動
作、材料、方法および構造は、他のように特定したものを除いて、l−金のレコ
ード」10においても本質的に援用される。
レコード10は、サブストレート支持材゛12を姉えるものとして理解でき、そ
の上には、「非反射性のJサブストレート1−AR,+:それは好ましくは、反
1tffi13と、その1i113の上に位置する透過性のスペーサ層14とを
備える)が位置し、サブストレート’I−AR(そのスペーサ14)の上にアブ
ソーバl115が置かれる。ここで、アブソーバ15は、「reの例」における
Temと13]様に、本質的に同様の手段で同様の厚さに形成された金の贋を潴
える。その下に位置するスペーサW14と反射M13とサブストレート12とは
、(少なくとも機能的には)「丁eの例コにおけるものと他の点では同一であり
、かつ131t Jとして機能することも理解できよう。
すなわち、この金のアブソーバpH!15は、好ましくは、周知の「3層」にな
るまでくすなわち、5の表面反射率がまずOまたは「0に近く」になるまで)、
5i02スペーサ4の表面の上に金を真空めっきすることによって(1Teの例
jと同様に)形成される。
m−結果:
その結果は、特に期待された特性の光において、かつ「Teの例」において述べ
られたTeアブソーバのような従来の媒体と比較すると非常に著しい。すなわち
、レコード10は、rTeの例」におけるように、すなわち、上述した形式のH
e−Neレーザシステムを用いて、その感度などが計測され記録され、読出され
かつ評価された。そのように書込まれたビット位置は、Teのものと同様に反射
率が同様に増加しかつより高い出力信号を示した。この後に述べるが、このこと
によって、良好な記録保管安定性と、予期できないほどの高い感亥、高いS/N
比および驚くほどの低い書込エネルギと低い書込温度とを有し、その上オーバコ
ート許容性を有するレコードを与えるということがわかり、しかも、「ビット」
やアブソーバのそのような変形を有ざない「反射率の移り変わり」のみが観察さ
れた。
−一「1録保管安定性」 (環境による劣化に対する抵抗力)は、「Teの例」
におけるテルルレコードのものよりもぐおよびあらゆる公知のテルル「ビット」
レコードのものよりも)非常に優れていることがわかった。(高温/高湿度の環
境の繰返しの下での)「軽時」後の光学的反射率にあげる変化の、71!定に対
1ノで、この合金シよ、非常によく似た子ルル墜よりもかなり安定していること
を示す。そして、当業者が周知のように、金は、必要とされろこのような7記録
呪管1条件に等()い。このような「金のレコード」1、ム、意図されたストレ
ージおよび使用の10年またはそれ以上のナー・プで十分な読出(30+d B
)を咋持することができ・ると思われる。
一一子四されないほどの[高い感度コニ我では、この、ような薄い金の合金のア
ブソーバが、チルJしのアブソーバとほぼ同じくらい「敏感1であり得る(たと
2.(、τ、「Toの例1の約1./2が竺通である)−一たとえば、その情報
は、5ないし151Wで10ないし100ナノ秒の圧力箇月(ぼたは100ない
し1000[)、J、)でQされることができm−特定的4二は、40ナノ秒は
どのわずか4層間グ〕約5nWが、「反射率を切換える」ことがわり〜す、いく
つかの例では、約10ないし15す、7秒で1ない1ノ2 g(1,A/でち「
切換−1を行なえ・)、他の場合ではそれよりも短い時間f:’ 1 Qm w
で切換を行ないm−すべては、良好な読出くたとえば、30ないし40dBのS
/N比など)を与える。このことは、本当に驚くべきことであり、予測した我々
の1論の何倍もの噛であり、かつ文献が従来大水していたものとは全く対照的で
ある−
すなわち、Teのような公知の満足な「良好なアブソーバ」と比較すると、金は
、比較的高い溶a扁度(丁eの約450℃に対して!’FII100ないし12
00℃)を有し、;り優れた伝導性(TOの伝導性は、周知のとおり低い)を有
し、人は、金のアブソーバは、テルルのものよりも非常に想い感度を示すであろ
うと予期しなりればならなかったであろう。たとえば、文献は、Teがチタニウ
ムよりも非常に優れた感度を有するとTiWRしており、かつチタニウムは、金
のような高い溶ゑ温度を有するが、しかし・Teのような低(゛熱伝導性であり
、したがって金は、チタニウムよりも勝れたアブソーバになり停ないと述べてい
る01つの理由は(ul下を参叩)、このような[ビット形成jに対して非常に
異なるメカニズムを含んでいるからであり、すなわち、これにより、Teなどと
は買なり、たとえば、変形(たとえば、ビット、バブル、などの形成)は、ここ
にはさまれておらず、それよりもむしろ、他のものが、書込ビームを受けたとき
に反射率を変化させるように作用し、かつ明らかにかなり小さな書込エネルギを
・ら要とする。
−一低温度記録:
このような低い(II込)出力レベルでかつ明らかにこのような低い温度で、示
された「反射率の移り変わり」が生ずるというのはI(べきことである[以下を
参照、金の溶m濡度のかなり下でこのことが生ずるというのを例が示している]
。このように、驚くべき高い感度は、順次、より優れた記録保管特性を有する、
すなわち長い期間の間腐蝕や劣化の危険性を緩和する笠のような「高い溶融温度
の1材料に人々を向けた。
m−アブソーバの1変形、)さじの1移りdゎりJ(/Ed込:(低出力、低い
1− ’で)a込よ(r、心記録は、l「e膜と同様に1穴−)またはイのよう
4変形の)j緻片のニーごツr−1が検査されると、ざらに、密くべr” (二
とが生じ7:。)主怠誠く(たとえば、電子走査11徴鏡で>?J斉しても、1
”ビットjの形跡は見られなかった。その工、結果は、ピッ1への形成によって
15訳明することができないものでめることがゎh)った。これば、非常に不忠
Yで弱りかつ全く予期(、ないことであり、この形式の!、rべての公知のアブ
ソーバ麿は、ぞのように書込まれたとすると(すなわち、適過〕星し−ザヱネル
ギt゛・、ここで述べたように、右意義な読出反射率の差を与えるのにH−分で
あると)、朗らかに「ピッi」 (すなわち、ビット位置におけるアブゝl−バ
材料のfれ)を、当業者がI!i知のように、示り、た。例1は、A切なケース
である。
このことは、あまりに変わっTいるので゛、当業者の多くは、シ(]″らくの間
それを信しようとはしなかった。i、かし今日まで、rビット−」の形跡を見つ
けることがで♂なかったので、(確信するための否定的な事実−この色に考えら
れる説明グニ行な〕)、我々はそこには何もないと仇じなければならない。もち
ろh−1、おそらく、非常に増加した1込出力が、このような穴またはビットを
生ずるということも考えられる。そして、「eのようなこの1−変形材料」は、
V正しい」条注の下Z” faj i飯に置きムブこいうここを誰もが確信する
。
我々の濃も良い理論(まだ完全に二よ成立してい・よいが)は、あらゆるこのよ
うなFビット」を形成することなく、この薄い「@砕な金」アブソーバ少か、右
意義な反別率(バックグラウンドに対づる)差−−[ヒ′ソト」を形成する′i
4挫において丁aのような他の公知アブソーバが達成づるのとほとんと攬1しよ
うな−−を示すように4・んこ7]1シて通常の書込ビームによって根本的に変
えられるここができるように(たとえは、3層の上に)形成ごれるということで
ある。扱々ば、これを、他に適当な用1bがないので「反射率の移り変わりJと
名付レプた。
我々はまた、原因となるメヵニスムー−tここえは、位相や、結晶度や密度など
にa)
【ブる何らかの内部だけの変化からくるものがとぅDl、j 55そらく
、上述した3artoii旧の記事にJハブるフ万トボリ;−と同作k)、まに
1−・またはいくつかの内部の微細な位置がそのように形成されるものであるの
がどう乃〜ということm−を確信y8まで・には到っ゛(いなQ・。
予期しな(・はとの低いa込工オルギ(EIv)によって、!変形」がなくがZ
明らかに溶iし又もいないというこの金砂なことは、そのよ51j n込まれ1
:i′反吻亭の移り変りリ」が、その金の膜における内部の比較的顕微鏡的な変
化によって生ずるm−これは、ビットの形成のような従来の「顕微鏡的な」変化
とは対照的であるm−ということを我々に推測させるに至り、(かっ人は、後者
の方はより多くの書込エネルギが必要であろうと推測している)。我々は、この
ような移り変わりが、(百ないし数百へ〇±50%のオーダでの)この形式の「
極度に薄い」膜に特有であるということを理論立てた。成る者はざらに、このよ
うな膜は、「バルク状の金属」のものとは関連しない特定の特性−一(たとえば
、Au−8i Q22層対Au−Au結結合上ヨウ)金属サブストレート結合の
相対的な卓越さにおそらく(少なくとも一部において)その原因がある特性−一
を示すものと推測した。そして、我々は、(「バルク状の金属」のような)より
厚い膜に対しては、もしこのような「移り変わり」が起こり得るならばより多く
の書込エネルギが必要であろうと予期する(たとえば、Au Au結合が、卓越
しておりかつより強い)。
この新しい形式の「相の移り変わり」、または暖い加熱の下でのアブソーバ構造
の再構成が、書込ビームの熱がコロイド(より不連続な)の形式に凝固すること
ができるような非常に薄い「半連続的な」膜としてアブソーバが形成されるとき
に(少なくともいくつかの場合には)生ずる。
このような結果は、硝子産業界において知られている「ルビーガラス」現象によ
く似ているかもしれない(1951年にW、A、Weylによって発行され、か
つ1959年ロンドンにおいてPa1l MallのQ awsonsによって
再版された「Coloured G 1asses Jを参照)。実際、これは
、3層のアブソーバ15を「光学的に除去し」、その関連した「位相の打消」を
除去し7)′1つ反射材13のみがらの反tA串を引継がぜる(たとえは、数A
”の直径・ビニ任する「コロイド−アイランド(島)コ対100C?倍の広さの
ビーム)。
とにかく、当業者は、周知の方法お」ζび特性によってそれらが明らかに製造(
形成、処理ン1)やすく、かつそれらが明らかにより優れた記a保管安定性を有
()がっコンピュータディスクレコード(たとえば、表Iに関する)使用に対す
る適a 比を有するということのみならず、このような「移り変わり」の書込が
特定の独自な利点を与えることによっても、このような新規な金のアブソーバの
利用可能性を確かに歓迎するであろう。独自の利点としては、たとえば、アブソ
ーバを溶融する心室性をなくし、また「ビット」を形成するためアブソーバの質
量を「脇に移す」必要もなり、「ノイズを読出す」もどである典型的な「ビット
−リム」も存在せず、かつΔ−バコーブ/〉グの収斂性の影響に関係ないこと(
たとえば、普通のビットを形成するTeアブソーバを覆う保護膜は、ビット形成
を妨寄するのに十分なほどそのビットの位置を「圧迫する」bのと思わ礼る)、
また、それにr!jJ達して書込エネルギおよび2録瀞度が減少することなどが
挙げられ、これらのすべては、非常に少ないエネルギで「レーザ書込」しがっよ
り小さなビットを書込むことができるということを可能にする。当業者は、ビッ
トが、強い熱なしに記録されかつ周知のビット形成に特有の顕微鏡的な変化もな
しに記録されることができるようなシステムを歓迎するであろう。
−一オーバコーティング;効果
「Teの例」は、Tefllの上の(真空めっきされた100A’の)SiOの
簿いオーバコーティングが施される。
これは、当業者が思っていたくたとえば、表面の埃、汚れなどを「デフォーカス
」するように傷をつけることなくレコードの処理を可能にし、たとえば水や酸素
などの蒸気の入口を防ぎ、さらに、書込熱などを維持するほどの数ミルの厚さ)
の真の礪能的なオーバコートではないが、しかし「ビットの形成」を与え、必要
な書込エネルギを約2倍に上げる。(おそらくそれは、ビット位置おいてTe1
i!を「圧迫」してそこのTe材料の関連した変位を妨げるからであろう)。そ
して、当業者は、(TOにおけるビットや、他の金属におけるバブルなどを有す
るような)このような「変形媒体」は、このような「オーバコート」を許容する
ことができない(たとえば、読出信号が破壊され、感度が上昇する)ということ
を確信している。
有意義には、例Iのようなへ〇膜が同様にオーバコーティングされると、そのよ
うな影響は、見られない(たとえば、同じ書込エネルギで「擬似ビット」を生ず
る)。当業者が、この「移り変わり」メカニズムが全く新規であるという理論を
これが強化するということがわかるにつれて、(「ごット」などを形成するため
のAuM属の運動がない)そのメカニズムは、このような7ブゾーバの魅力を倍
増するものではない(7−バコーテイングに対するi7F容性は、非常に重要で
あるン。明らかに、愚昧される「反射率の移り変わりjは、通常のオーバコート
のものよりもより許容性がある。たとえば、数ミルの透明なテフロンでこのよう
な耗枠な金の311をコーティングしても、その記録特性を根本的に乱さない(
たとえば、@度、読出は、−1−eを荷するものに対してわfかなビットを落と
すのにすぎず、この出力レベルでは全く記録できないン。このようなガラストメ
リンクな分離性のI−パコーティングどの金の7ブソーハの適合性は、非常に歓
迎すべき特徴である。我・マの知る限りCは、これは、良好な記録特性(@度、
S /′N 1記録保管性、など)を維持しながらこのようなη−バコーディン
グを受入れる最初のアブソーバである。
その他の特徴としで、かつ上述したおよび池の例に基づいて、人は、このような
ai−のアブソーバ模(釡からなる)は、おそらく、報告された[バルク」 (
金)特性(たとえば、熱伝導性−一たとえは、放射伝導&は孟要【゛はない)か
ら予期できるように作用しないというふうに推測しよう。
このような「薄い膜の特性」の発見は、澁要であり、7〕・っこの後さらに述べ
られる。
これらの「移り変わりのビット」 (反射率の切換)は、(金の)溶RA度のか
なり下で生じ、かつ「ビット・」または他の変形を含まないということを示して
、例夏ないしVがこの後に述べられる。
一一間■;グロス加熱:
例1のレコードは、例■と同じ厚さに同じ3mの上に形成されi二!ii粋な金
と本i!を的に同じである。しかしながら、それをレーザ書込ビームに@すより
もむしろ、そのレコードは、普通のはんだごてでいくつかのスポットにおいてそ
り滅まよりもむしろ単に加熱される。そのスポットは。
「移り変わり温度」 〈溶@温度ま尺は吠1ヒ温度のかなりFの笥囲)に加熱さ
れ、色の根本的な変化が視察される(全体の1引−反射率」における極度の変化
がやや突然に生ずる)。
すア〉わち、我々は、はんだごてが約550℃に加熱されてこの「鱗忰な金1の
?ブゾーバの真料の上の個所をわず々1に加熱シ、(その温度の概算は、はんだ
ごての最大T9であり、かつ金の溶融温度1100ないし1200℃のかなり下
である)−一かつ我々は、そのように加熱されたスボッ1〜の各々の「眼球外観
」は、く比較的低い反射率の暗い青から高い叉刻禽の「白」−青白い紫へと)非
常に変化するということがわかって驚いた。再び、実験によっては、「ビット・
jの形跡は何も見られなかった。
−−11; Mと同様、しかしAU/Pb:例Iが、純粋なAllと金−鉛合釜
とを置換えて、繰返された。その結果は、本質的には、(周隙の試料でより低い
Toで)ビットがより早く生ずるという期待通りであった。
このことは、多種な金の合金が、これらのインペンテイブな結果(高い感度;非
常に且い出力および溶造温度のかなり下での「書込」、など)を与えろように製
造され得るということを強く確信させるに至った。
他の同様の試料(All /Pb )が作られ、かつ書込まれ、それから例Iに
おける場合と同種に読出される。その結果は、感度が1ビット高い)さらに、r
Teの′?A」における場合よりも高い)ものであるということを除いては例I
〈純粋なA11)と非常によく似ていた。
−一例m−A:例■と同様であるが、A 11 、′3 r+ :例Iが、純粋
な金の7ブソ一バ表とAU /Sn合金とを置換えて、繰返された。その結果は
、感度がわずかに低下したが、例■と全く同様であった。
例■および例1−Aにおける「合金」は、別々のAIJ。
Pbまたは80層が個別にかつ引続いて(たとえば、Au。
それからPb、それからAll、それからPb、それから八〇が例Iにおける「
本来のO反射率」を与える全厚に)(例■のように)真空めっきされる。このよ
うに、それらは、「ラミネート−混合」としてよりよく特徴付けられる。
例Iが、「3層」のサブストレートの代わりに、硝子シートだ()が用いられて
いるということを除いて繰返された。
(たとえば、例Iにおけるように3,1の反射率をモニタしながら、両方の試料
に対して形成時間を同じに保ち、共通のチャンバで第2の3層のサンプルを伴っ
て>Augが同じ「3層の厚さ」に真空めっきされて、同じ形成が実行される。
結果は、非常に似ており(反射率の急激な変化が生じて、色が約450℃で変化
)、シかしながら加熱は、「ブロートーチ」で行なわれた。
例■、■および■における温度は、正確には検知されずに、概算された。これは
、以下の例Vにおいて直された。
例■が、(3W1の上に純粋なAIJが設けられて)棟返される。しかしながら
、この試料は、(レーザ1込ではなく)オーブン内で加熱され、かつその温度は
、その反射率とともに(熱1対によって)注意深くモニタされた(6330A0
の5IIW、He−Neレーザおよびその関連した検出器および続出手段)。
第3図は、オーブン/レコード温度と反射率(反射率のスケールは任意に選択さ
れたー−#0.5は、〜5%反射率に対応し;#20は、〜90%の反射率に対
応する)の図表である。この表は、金の溶mA度T0のがなり以下で保たれるこ
のような「褒い加熱」が、それ自体で、反射率における急な変化(参考、約20
0ないし400℃では徐々の変化で、それから400ないし550℃では急な変
化〉を生ずる。(ここでは、全試料表面が加熱されて一一溶1は観察されなかっ
た)。
当巣者は、このような「塑い」 (溶1しない)加熱の下で、上述した例!ない
しVにおいて大事された全体の内扇で見える色の移り変わりは、たしかに、金の
膜におけるこのような「反射率の移り変わりjが、「ビット」またはあらゆる他
の変形する二ととは無関係であるということを確かなものにしたと同意するであ
ろう。
これは、いくつかの点−一たとえば、「低いT0占込」(低いENv)を約束し
、1ビツトJのようなまわりに通常形成される隆起部に閂遇す′!:)読出7I
イズの冷去、より高いピッ1ル密度、比咬的高い溶蕉1度を有する腐蝕しなくか
つ同様に1記録服管性の優れた金32での「そのような】込j能カー−において
驚くべきことである1゜例■が、硝子スライドがディスク12と1換えられかつ
透明なテフロン(Tenon )コーティングが3i02スペーサ14と置換え
られるということを除いて、繰返される。
同様の真空めっきが行なわれ、たとえば、モニタされた反射率が最大になるまで
グラススライドの上にA I ’A i 3 p形成され、それから句と同様に
テフロンが「スペーサの厚さ」に形成され、それからI43なAuが、く件−〕
ている3層の試料の)「最初の最小反射率1まで形成される。
−一結果:
結果は、良くなっただけ、たとえば杓4培の反射率を示しただけで、例■のもの
と同種である。そして、(読出のための)充分な「移り変わり」が、出力が約1
ないし1゜5>Wはどの低さである同じHe N eレーザ(40ナノ秒−−−
「シきい漣レベル」)で1込まれることができる。
前と同様に、「ビットjなどの形跡はくたとえば、走査電子I漱誂でも)見られ
ない。また、金の付着は、(SiO2に対して)iJれている。
明らかに、エラストメリックスペーサ(テフロン)は、「ビット位置」において
1込ビーム熱を局部化して、1込効率を大いに改;する。
200OA’の透明なテフロンのオーバコートが、金の7ブソーバ寝に与えられ
るということを除いて、例■が1返される。
m−結果:
結果は、感度が漕分か低下したということを除いては、fMVIとほとんど同じ
である。もし、約30秒の露光が、許容できるならば、0.1!mWはどの低い
レーザ出力で「移り変わり]を書込むことさえ可能である。
この結果は、もしビットが先行技術のようなメカニズム(たとえば 「ビットJ
の形成)に基づいて書込まねるならば全(予期できないものであろうっすなわち
、従来は、人は、このようなオーバコートは感度を非常に低下させる(より多く
の書込みエネルギを必要とする)ものと思っていた。たとえば、上)ホしたよう
に、「Teの例」におけるTe’llの上のオーバコートは、(上述した10m
Wのようなかなりの出力レベルでも)完全に1込を妨げる。当業者は、(「ビッ
トの形成」のための)必要な書込エネルギにおける明らかな増加は、アブソーバ
のオーバコートの「圧迫」が原因であり、「ビット」形成され始まるときのその
質量の移動を妨げるものと推測してぎた。
このように、この結果は、驚くべきものでありかつ有利なものであるばかりでな
く、含まれる新規な「移り笈ねり」のメカニズム(およびその関連したAllの
ような「移り変わりのアブソーバ」材料)は、全くビット−1’+他の変形を形
成するものとは全く無関係であるということを確D〜なものにする。そして、オ
ーバコーティングが容易であると思われるようなこのような新規なODDレコー
ドやその関連したシステムを当業者は歓迎するであろう。
以上のことは、このような金の膜におけるこのようなビット位置の(溶融温度T
″のかなり下の) [緩い加熱Jが、ビットの形成をすることなくはっきりとし
た反射率の変化(「移り変わり」)を生ずるということを確かなものにする。
溶融温度のかなり下のこのような「緩い加熱」によってビットを記録するための
金のこのような簿いアブソーバ;漠のこの感度(十分な反射率における変化、な
ど)は、改良した記録システムに対し大きな望みを有している。当業者が証明す
るに従って、書込エネルギの必要性を有意義に減することができるというあらゆ
る改良は、それ自身、巨大な可能性を与える。たとえば、必要な書込レーザ出力
におけるほんの25%ないし50%の減少は、システムを安浦にし、信頼性を良
くしかつ実用的にし、それらは目下E”Jとなっているが、産業界の現在の状態
であり、−一シたがって、われわれの発明は、単なる研究所のものめずらしいも
のから商業的なシステムを作ることができる。
当業者は、金を用い、かつ他の関連した環境の下ではそれと互換性のある金属を
用いることができるということが期待できると理解するであろう(たとえば、「
ビット位1」におけるこのようなI′aい加熱」が反射率における利用できる変
化を与えるような他の種類のサブストレートの上の金の形成)。このような場合
には、人は、その金(またはその合金〉を公式化して、動作必要条件(たとえば
、表1におけるように、十分な記録保管可能性、感度などを与えるのに十分なほ
どの合金における金など)を満足することを予期する。それから、人が、このよ
うな「反射率の切換」を達成するのに必要な書込エネルギEVを決定することお
よびこれを記録環境く−一すなわち、λ0におけるレーザ出力および露光時間、
アブソーバ漠の熱的な環境、光・訴の見地からの全システムを考えた場合には、
反射率、隣接する層に対する熱の損パ(など)に11付けることをいずれにして
も(経験的によ1こは理二警C)予期するであろう−一さらに、上述した例にあ
けるよう2〒意図したレコードの「テス(〜加熱」′よ、このことを導きまたは
確証するために行なわれる二とができる。
当1者がまた、他の材料が、同様の応用に対しても考えられる・へζきであると
いう二とか理解できよう。この、ように、同′″′Aに、他のこのようなi−移
りdわりのアブソーバ号 (たとえば、△q 、 C1,!、またはそれらの合
金のような)を選択することができ、δ3そらくそれを公式化でき、予期される
[反射率の切換コに従うよ゛うな関連した1込1ネルギEeを決定することがで
き、かつこn3含まれる記録環境に閏)付けることができろものと思うでイちろ
う−一おそらく、必要な膜の厚己、サブストレートの性質、レーザエゐルギなど
がどのようなものであるかを決定しまたは確訂するために、温度がモニタされた
τ−ブン内でその意図されたサブストレートの上の任意のアブソーバ摸を加熱す
るテスト。
そして、関連したレコードのテスト書込および続出は、もちろん、動作特性およ
び条件のさらに他の指標を与えるであろう。
−一例し■−:好ましいR/W ODDディスク;第4図:第4図は、部分的な
観念化された断面で、たとえば、第5図ないし第7図に示されかつ以下に述l\
られる形式の「低出力JR/Wレーザシステムに6いて用いるのに適した改良さ
れたODDディスクレコードRを示す。レコードRは、サブストレートディスク
112を備え、その上には、金の3層101が形成され、その金の3層は、反射
層113の上の誘電体スペーサ114からなる非反射性光学的サブストレートの
上に金のアブソーバ[115を含む。これらのエレメントおよびその関連した材
料、動作などは、他のように述べられた場合を除いては、例Iにおけるものと本
質的に同様であると理解されてもよい。レコードRは、アブソーバ115の上の
オーバコート100−ocで覆われる。その詳細は以下に述べる。
サブストレート
ータシステムにおける磁気記録レコードに現在用いられる形式の周知のウィンチ
ェスタ−ディスク〈アルミニウム。
14インチの直径、通常研磨された表面を有ブる)である。
好ましくは、それは、産業界において公知のように112−Sで「すごング層」
が与えられ、反射!1i3の形成のための滑らかな表面を与えるようにコーティ
ングされる。
代わりに、ディスクそれ自体が、(λOに)調整された誘電体のミラーとしで製
造されてもよい。
上述したように、反射1113(前と同様のAl m)およびスペーサ114は
、好ましくは、非反射性のベースを与え、その上に、アブソーバ膜115が与え
られて周知のr311Jを実琥する。スペーサ114は好ましくは、「3層の厚
さ」の透明なテフロンまたは同様の有機物力\らなる。
代わりに、S f O3またはそのような1−硝子」が、その・1機物の一部(
たとえば中央部分)と置換えられ、金j\の良好な付着のため上の有瀕物(テフ
ロン)を残し、かつぐこのような加熱の下で安定な)アブソーバ115かうどん
な感知できる工粂ルギも反射材113が流出するのを妨)グる「熱バリア」とし
て残してもよい。
アブソーバ層115は、([最初の最小の反射率の27さjなどを与えるように
)舶と同様に、非反習性のサブストレート”!14.113などの上に真空めっ
きされた補忰な金からなる。
オーバコート100oCは、次に、産業界において公知ように、損傷抵抗「キャ
ップ」、異物〈たとえば、水、酸素の蒸気)の侵入に対するバリアとして芸まし
、かつその上の家やごみを「デフォーカス」するためにアブソーバ層15の上に
与えられ6つすなわち、(100−OCの上の)表面の埃などの影響を、たとえ
λ0に対して透明であっても、アブソーバ115に照射したとき焦点からそれが
ずれるのに十分なほど単に厚く(たとえば、ここでは数ミルの厚さ)することに
よって、光学的に除去または少なくともぐ減する)ことができる。今、オーバコ
ートの表面の上にあるあらゆる埃の端子は、光学的システムく光学系)の焦面か
ら十分ずれており、読出、/運込動作においてに)知できるほどの影響を有己な
い。
オーバコート100−QGは、適5に透明な硝子であってもよい。しか()なが
ら、成る場合には、バリアコーティング(たとえば、100 A ’ S i
Oおよび/または数百ハ。
テフロン)が、まずアブソーバ1゛15の上にコーティングされる。可撓性が重
要な場合には、硝子の代わりに可撓性の有機物〈たとえば、ゼネラルエレクトリ
ック社の「RTV s+1asticj )と置換えられてもよく、かっこのよ
うな場合、[ウエアギャップニ1がしばしば推契される(lことえば、U、S、
4,101,907におけるようにまたはRTVの上のアクリル層)。
今、当業者番よ、選択可能な数の情報トラックを1込むために書込ビームを用い
ながら、それをくたとえば、ここでは好ましくは180Q rjllllで)回
転させることによってこのようなレコードを用い、各トラックは、反射性のr1
15の反射率が乱されていないシ込よγしていない領域によって分けられた、連
続した間隔を置かれた1ビット位置」〈ここでは、「移り変わり]は、反射率の
変化として書かれている)からなる。
読出に対しては、比較的一定の強度と上述した波長のレーザビームが、ディスク
が回転しているときに、アブソーバ層のごれらのビットからなる情報トラックの
上に同様に集光される。口のように、ビットは、書込ビームがこのトラックに沿
って反射率ゼ切換え、るとこるで「1」を表わし他方、101は、理解できよう
。々出し−サは、スポット反射率を夏えるのには不十分なエネルプ=で与えられ
、かつ好ましくは、ト・ラックの乱されていな(゛領域か「非反射性の」状!電
を表わす周波数で与えられよう7そのように記録された「どットJを示す出力信
号として現われることが知られているように、光検出器が、用いられている通過
中の「ビット位買」から反射した光を受【プるように位置決めされる。反射率の
変化は、必要どされる最小の読出コントラスト(たとえば、M〆した再生モード
において許容されることができるS/N比)を与えるのに十分であるだ番プでよ
く、最大である必I!、ばない)。
当芽者は、1c(lWのレーザのような低出力の記ぢミ手段を用いて、反射率の
変化によって検出ざわるビット(「3り変わり」)を書込むようなデータの処理
のための高富度のディジタルデータレコーディングに通した「低い放司りレコー
ドにおけるアブソーバく情報)手段として薄い金の躾を用い−(ちょいというこ
とをこれがどのように教示して・−するかというのを理解しよう。明らかに、他
の関連したアブソーバ構造、関連した材苅および間通した読出/書込システムは
、成る場合には、応用可能であろうe双方には、このようなレコー ドを用いる
のにHlした好ましいR/’Nシステムの例を示す。
−一関連した低出力R/Wシステム、第5図ないし第7図:
このような記21体を用いる例および好ましいモードか、今、第5図における好
ましい開運した光学的記録/再生システム200を参照して簡単に述べられる。
第5図は、システA 200を籾摺的に示し、そこでは、記録されるべきデータ
が、まず記録サーキットリ210に与えられ、そのサーキットリは、たとえば、
0に戻らない(nun −1”ejljl’11− tc −Zer(”) 、
Oに房る( raturp −to −20ro)などのように磁気記録のため
に用いられた形式の従来のエンコーディングフォーマットを用いて与えられたデ
ータを工〕/コードする。従来のエラーチェツキングもまた、エンコードされた
信号に与えられてもよい。
記録サーキットリ210からのエンフードされたデータ210aが、レーザ光学
系212に与えられる。そのレーザ光学系212は、3つのレーザビーム212
a、2”i2b、2120を発生し、それらは、モータ218による回転のため
に精密スピンドル216の上に支持された予めフメーマソ1〜された光ディスク
215の同じ疋択されたトラックの中心線に沼って間隔装置かれた位置に集光さ
れる。
光ディスク215は、たとえば、上述した例■において開示された形式の3Yi
デイスクであってもよい。
レーザビーム212aは、エンコードされたデータを表わす光ディスク215の
選択されたトラックにおける光学的に検出可能・よ変化を形成するように、エン
コードされたデータによって変調される1込ビームである。書込レーザビーム2
123によりディスクにおいて生じた光学的に検出可能な変化(たとえば、「ご
ット」)は、ビットまたは穴のような舟運的な変形を含む必要:よないというこ
とを浬解丁べきで必る。唯一の必要条件は、光学的に検出回前な変化が、エンコ
ードされたデータ210.3を表わ′7Jl込レーザビーム212aに応答して
ディスクの選択さhたSRにおいて生ずるということである。この説明の目的の
ため、生ずることができる光学的に検出可能な変化の考えられる形式のすべてが
、ここに「移り変わり」として述べられる。
第52図に示されるレーザビーム212)) j5よび212Cは、読出ビーム
である。第6図において典型的に示されるように、読出ビーム212bは、リー
ドアフターライトビームであり、したかって、そのビームは、選択された[・ラ
ック217の中心絡217aの上にa込ビーム212aの後方に集光し、一方ビ
ーム212bは、リードヒフオーライi−ビームであり、したがって、1込ビー
ム212aの前方1こ集光づ゛ろ。読出ビーム212bおよび212つの強さは
、それらか、予め記録された情報の完全さを乱すことがないように選択される。
読出ビームは、光学系212に戻るようにデ1′スク215から反射し、それに
応答して、信号!ik理エレタトロニクス220に与えられる複数の検出信!2
14a、2i4tlおよび214Cを生ずる。その信号−処理エレクトロニクス
220はまた、記録されたデータの精度企チェックするために用いるため、記録
・サーキットリ210からのエンコードされたf−夕信号21C,aを受け否。
信号′S処理エレクトロニクス20は、データが読出されるディスクの上のトラ
ックおよびセクタ位17をそれぞれ識別するfg 号220 ’69よび220
Gとともに、光ディスク215から読出されたデータに対応ツる出力データ信号
220aを与えるように、検出されたは月2143,214hおよび214Cを
用いる5信号逃理エレクト【コニクス220はまた、制3[jQ210b 、2
21a 、221b 、221j、221QIDよび22iff生ずるつす’:
; :i) ’5 制御信号2109は、記彦す−キットリ210に与えられて
、ディスクの回転とデータのエンコードとを同期させ、υ!罰倍信号221a、
光デイスクモニタ218に与えられて。
記録および読出の間正確な速度制御を11、制卯信丹221bは、レーザ光学系
212に与えられて、レーずビーム2i2aの放射位置を制御し、212bおよ
び2120は、所望のトランクを選択する目的のためであ、つ、制御IN 42
21Cは、レーザ光学系212に与えられ−C,遍択さ1’L 7こ1〜ラツク
の上のレーザビームの正確なトラックj3従を与え、制葎信号212dは、レー
ザ光学系212に与えら:11て、レーザビーム212a 、212bおよび2
12Cの正遣なフォーカシングを与え、かつ制J信号221eは、記録サーキン
トリ210に与えられて、反射されたリードビフオーライ[・ビームが、先頭の
トラックが予め記録されたデータを含んでいるということから、2座書きくオー
バーライド・)の記録1ラーの可能II会示す場合に記録を中断し、かつ信号2
2 ’I Qは、記録サーキットリ210に与えられて、記録エラーがミじiこ
場合に記録を中断するっ予めフォーマツティングすることが、この発明に従って
第5図において光ディスク215に与えられる態橢が、次に考察されるC典型的
なフォーマツティング411成の例が、第7図に示される。
第7図において包括的に示され・bように、説明6れ【いる好ましい実施例にお
ける光ディスク2′15は、非常に多くの円形状のトラック317を含むっ光デ
1′スク2−+ 5はまた、複数のセクタ319に分割されるっ第7図に示され
るように、セクタ319内の各トラック317は、ヘッダ351とデータ記録部
分320とを備える。データ記録部分320は、データが記録の間に4込まれが
つ各セクタ319内のトラックの長さのはとんどの部分を備える部分ひある。1
〜ラツク317の・\ラダ351が、よず各セクタ319において遭遇し、かつ
レコーディングの前にディスクの上に設けられる。f−タレコーディングの前に
デーtスクの上にこのようなヘッダ351を設けることは、典型的には、ディス
クを「フォーマツティングする、1としく述べられ、かつその結果のディスクは
、[予めフォーマツiξれた」としてみなされる。
システム200の他の詳細は、「現在の良好な実際jを示す座業界における当業
者によって理解できようくたとえば、サブシステム、引Lコンポーネント、材料
および関連した製造および動作の事項について)。
多種な周知の方法およびアプローチの例が、双方の参考例において示される。
4.216,501 F3e’+i
4、232.337 ’vVinsiow、 et et4、243. 848
Ujsu1
4 、243 、850 E c1warjs4、 253. 01.9 0f
)heij4、253.734 Kouurasaki4.268.745 0
kan。
あよσ、
jE E E 3pectrum 、 1978年8月、20ないし28M、
R,A、 3artoiini他による「Q ptical D iSk Sゾ
stems E marge 」 、IEEE 5pectru+n 、 19
79年2月、33ないし36頁、 G、 C,Kenney他によるrAn O
pむ1cal l) isi<RCplaces 25 MaJ tapesJ
、IEEE Spectrum 、 1979年8月、26ないし33頁、 K
、 3 +1Itll旧S他による「T en 3111ian 31tso
na[)iskJ 、
I E E E J ournal of に)uantui Electro
nics、Vof。
QE−14,No、7.1978年7月、487ないし495頁、A、E、3e
ll他の[A ntireflection 3 tructureS for
Qptical Recordingj 。
これらの参考文献の事項は、すべての他の参考文献のものと同様に、ここに援用
されるものとして見なすべきである。
m−結論:
当業者は、このような「移り変わりの形成」の記録およびその開運したR/Wシ
ステムが、コンピュータアプリケーションおよびそのようなもののために新規な
改良されたレコードをとのぐらい適切に与えるものであろうということを理解し
よう。特に、このようなレコードは、上述したようにODDディスクドライブの
効率、出力、使用およびコストの効率を改善するために用いられることができ、
当業者が賞賛するであろうということが理解できよう。当業者は、関連した環境
における他の同様なアプリケーションのためのこのようなレコードおよびR/W
システムをも理解できよう。たとえば、そのようなレコードは、他の(R/W)
周波数でおよび/または他の関連した目的のために(たとえば、ホログラフィッ
クレコーディングのために)動作するように修正される。
ここに述べられた好ましい実施例は単に例示であり、かつこの発明は、この発明
の請神を逸脱することなく構成および使用における多くの修正および変形が可能
であるということを理解すべきである。
さらに他のこの発明の変形例が、可能である。たとえば、ここに開示された手段
および方法はまた、同楳のシステムおよび環境において他のトラ〕・ヌデューサ
およびgD淫した負荷を位1決めするため(Cも応用可能て゛ある。たとえば、
開運した実施例は、データが光学的に記録されかつ再生されるような、記録/再
生システムの池の形式にトランスデユーサを泣!決めするために用いることがで
き5 h l:’ して、この発明の原理が、−上述した実施例に侍1こ肩;〕
シて、迂明されたが、多邊の変形が可能であることか認識さ几よう。
たとえば、これらの実施例に匪示された「「ノ二一ド」は、他の記録環境にも応
用でき、たとえば、他の数層ビームを用いてデータが記録されが゛っjr生され
るよう1r異なるデーrスク(読出/]込)環境においてら用可能である。
可能な変形例の上述+Jj;例Sよ、肖に例示的であるので、この発明は添付の
請求の節回によって規定されるこの発明の範囲内であらりろ可能なjlジ正例お
よび変形態を含むものと1ノで理りされようつ
FIG、 6゜
FIG、7゜
国際調査報告