JPS6028045A - 情報記録媒体 - Google Patents

情報記録媒体

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JPS6028045A
JPS6028045A JP58135488A JP13548883A JPS6028045A JP S6028045 A JPS6028045 A JP S6028045A JP 58135488 A JP58135488 A JP 58135488A JP 13548883 A JP13548883 A JP 13548883A JP S6028045 A JPS6028045 A JP S6028045A
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recording
laser beam
recording medium
substrate
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中根　靖章
Masataka Kitagawa
北川　正隆
Tadashi Kiyomiya
正 清宮
Tetsunosuke Yanada
簗田　鉄之助
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオディスク、デジタルオーディオディス
クを始めとして各種の画像ファイルや大容量メモリに適
用して好適な情報記録媒体、特に、情報の記録と読み出
しとを行うことのできるいわゆるＤＲＡＷ（Ｄｉｒｅｃ
ｔ　Ｈｅａｄ　Ａｆｔｅｒ　Ｗｒｉｔｅ）型の情報記録
媒体に係わる。
背景技術とその問題点 ＤＲＡＷ型の情報記録媒体としては種々のものが提案さ
れている。
その−例としては、基板上に低融点金稿薄喚１−を設け
、これに記録情報信号によって変調したレーザー光（以
下この変調されたレーザー光を紀Ｑレーザー光という）
を照射してこの情報に応じた局部的加熱によって金属薄
膜層を溶融ないしは蒸発させ、ここに穴部、すなわち記
録ピッ）Ｙ形成するようにしたすなわち形状変化による
記録を行うよ５ｉＣＬｔものがある。ところがこのよう
な記録ビット？形成するものは、その書き込みに大弁な
パワーを必要とし、また、例えば溶融によって生じた記
録ビットの形状制御がしにくいためにノイズレベルが高
くなり、また解儂度が低く・高密度記録がしにくいとい
う欠点を有する。
一方、このような形状変化による配録態様を採らずに記
録層に光学的特性の変化を生じさせてその記録及び読み
出しを行うようにした記録媒体が提案された。例えば特
開昭５２−１３８１４５号公報に開示されている媒体に
おいては、非晶質記録層を、記録レーザー光による加熱
によって局部的に結晶化してその記録な行い、この結晶
化記録部と他の非晶質部との光学的特性の差によってそ
の記録の続み出しを行うものである。ところが、このよ
うに非晶質１５ｆｉ層を結晶化させるととによってその
記録を行うものにあっては、その記録、すなわち、結晶
化のためには、除熱及び徐冷の条件下での記録が心安と
なる。したがって、例えば直径３００５ｗの円板状の情
報記録媒体を構成する場合忙おいて１８００ｒｐｍで高
速回転させて５ＭＨｚ程度の信号を記録する場合、この
記録条件は急熱急冷の配偶条件に相当すること忙なり、
目的とする結晶化がなされない場合が生じてくる。また
反面、このような高速記録の条件下で結晶化が生じるよ
うな材料は、これが不安定で長期の保存に不向きであり
、特にこの非晶質記録層を例えば蒸着によって形成する
場合、その蒸着時に結晶化への原子再配列への過程１−
０過できずに非晶′ｊＩＩ！ｉ１として生成されたもの
であるのでこの記＠層としての非晶質＃は、本来その安
定状態が結晶化状態である。
したがってこの場合、長期の保存中に、非記録部ないし
は未記録部の非晶質部が徐々に結晶化されて行き、Ｓハ
の低下な招来するなど安定性に乏しい。また、このよう
な非晶質結晶化のみによる光学的特性の変化は差程顕著
に得られるものではないので高解ｆｌｉｌｆ、高Ｓハ、
更に高記録密度化を図ることができない。
また、他の例としては、例えば特開昭５７−２２０９５
号公報に示されるもののように、その記録層が、金成い
は銀より成る第１の層と、インジウム或いは錫より成る
第２の層とより成り、記録レーザー光の照射による加熱
によって第１及び第２の層の相互忙固相拡散を生じさせ
、この同相拡散が生じた記鐸部と、他の同相拡散が生じ
°ていない部分との反射率の変化によって、その記録の
読み出しを行うものがある。しかしながら、このような
記の態様を採る場合、基本的には読み出し光が入射する
側の第２の層の材質でその反射率が決ってしまい、差程
大きな反射率の変化が得られないので、この場合におい
ても高解偉度、高Ｓハ、更に高記録密度化を図ることか
で舞ない。また、この固相拡散は製電と時間に依存する
ので、長時間の保存で非配り部ないしは未記録部におい
ても、固相拡散が徐々に進行してしまい、Ｓハを低める
という欠点がある。
また、更に他の例としては、本出願人の出！Ｂｋ係る特
開昭５７−１８０３１号公報に開示されたもののように
、透明基板上に読み出し光に対して高い反射率を示す高
反射率膜と、書き込み光に対し低反射率を示し、吸収率
の高い低反射率膜との２層構造を有し、その書き込みは
、低反射率膜側からの記録レーザー光を照射してこれに
よる加熱によって高反射率膜と低反射率膜の両金属に合
金あるいは混合を生じさせ、この合金ないしは・混合に
よって高反射率膜ニ費質を生じさせて低反射率化してそ
の情報の記ｆａｖ行うものがある。この場合この記録の
読み出し光を高反射率膜側から照射して先に書舞込んだ
変質された低反射率部と他部との反射率の差によってそ
の着み出しを行うものである。ところが、このような記
の媒体においては、その記録と読み出しの各党の照射は
互いに反対側の面からなされるので、記録再生装置が大
型化されるとか、配録媒体の取扱いが煩雑となるなどの
不都合がある。
一方、情報記録媒体に対する記録レーザー光、更に成る
場合は、その読み出しを行うレーザー光は、これが記録
層、ないしはこの記ｅ層を加熱するに供する光吸収層、
若しくは反射層に、集光、すなわちフォーカシングさｎ
る必要があるが、この場合、この情報記録媒体の表面の
微細な傷や、塵埃忙よる影や、散乱による影響がレーザ
ー光の集光部のスポットに生じるような不都合なで會る
だけ回避するには、例えば、これら記録層等が被着形成
さ刺、た例えば厚さが１鰭という比較的厚い厚さを有す
る基板側から照射されることが望ましい。すなわち、こ
のように基板側からレーザー光の照射が行われる場合、
このレーザー光が集光されるべき部分と、基板表面、云
い換えれば上述したような傷や、塵埃の存在する媒体表
面との距離が成る程度確保され、この表面が集光レンズ
系の無点深度外に存在させることかで艙、上述した傷や
塵埃による集光部への影＊Ｖ軽減で肇る＠ところが前述
した従来のＤＲＡＷ型の情報記録媒体においてはこのよ
うな記録、再生態様をとりにくいとか、とり得ないのが
一般的である。
更にまた、この種の情報記録媒体における透明基板とし
ては、経済性や、取扱いの容易性等からプラスチック基
板により構成されることが望ましいが、大口径ディスク
の場合、この基板の変形がこの基板の成型時の残留内部
応力、湿度膨潤等のために避は雛いものであり、この変
形は集光レーザー光のエネルギー分布に著しい悪影＊Ｖ
与えその記録再生時に重大な障害となる。この基板の変
、形を防ぐ方法としては同一材質形状すなわ、ち同一性
質の対の基板間に記録層を挾み込んで両基板の変形を相
殺する方法が極めて有効である。ところが、前述したよ
うな金属層の溶融蒸発によってピットを形成するような
形状変化による記録を行うものにあってはこの形状変化
を許容する空間、すなわち例えばビットを形成するに伴
うビット周縁における金属の表面張力による盛り上がり
を許容する空間が必要であるので、前述したような基板
のはり合わせを行うことかで膏ないなどの不都合がある
。
発明の目的 本発明は、集光レーザー光によってその記録を行５Ｄｌ
（ＡＷ型情報記鎌媒体において上述した諸欠点を解消す
ることができるようにした情報記録媒体を提供するもの
である。
すなわち、本発明においては低パワーでの記録が可能で
、且つ高解像度、高出力、高Ｓｉ（Ｃハ）の再生かで艙
、さらに経時変化によるＳハの低下を招来することのな
い安定性のよい情報記録媒体を提供するものである。ま
た、本発明においては、記録及び再生に当って共和基板
側からのレーザー光の照射を行うことかで當、また基板
間に記録層を挾み込み、両面型の情報記録媒体を構成す
ることができるようにするものである。
発明の概要 本発明においては、基板−ヒに記録−が設けられこり記
録層に対して記録情報に応じて強度変調したレーザー光
をこの記録層に集光照射して情報の記録を行う情報記録
媒体において、その記＠ｌ・すを基板上に順次被看され
た第１及び第２の１！より構成する。
そして、基板とその記録層の第１の層は使用レーザー光
に対して高い透過率を有し、第２の層は同様のレーザー
光に対して高い吸収率！示し且つ第１の金属層と容易に
合金をつくる低融点合端を主成分とする金属層よりなる
。また、第１の層の厚さは、多重繰返し反射による干渉
効果な利用して基板側から入射させるレーザー光に対し
てその反射率が低くなるように選定され、レーザー光の
集光照射によって第１の層と第２の層と！合金化して上
述した多重繰返し反射の条件を変えて基板側からみた記
録層の実質的反射率を変化させ、これによって情報の記
録を行う。
実施例 図面を参照して本発明による情報記録媒体の一例を説明
する。この例においては両面記録型構成とした場合、す
な−わち両生面に対して夫々独立に情報の記録とさらに
この情報記録をなした側と同一側より夫々の記録を読み
出すことがでキるようにして１枚の情報記録媒体におけ
る記録容ｔｙ！−倍加させた構成をとった場合である。
図において１１＋はこの両面記録型の情報記録媒体を全
体として示す。この媒体（１１は例えば第２図に示すよ
うに夫々同一構成を有する対の記りｍ体素体（２１を互
いＫその基板（３１側とは反対側において接着剤（４）
によって接合合体されてなる。
画素体（２；の基板（３）は、後述する記録及び読み出
しレーザー光に対して高い透過率すなわち透明基板例え
ばアクリル樹脂、或いはポリカーボネート樹脂等の樹脂
基板例えばボ１１メチルメタクリレ−）　（ＰＭＭ＆）
基板よりなる。（５１はこの基板（３）の成型と同時に
、基板（３）の一方の面に形蜘された案内溝で、この案
内溝（５）は使用するレーザー光の波長の１／８〜１７
４に相当する深さに選定される。そして各基板（３）の
案内溝（５）を有する側の面に記録層（６）が被着形成
される。この記＠　層ｔｅ＋は、基板（３）上に被着さ
れた第１の＃（７）とこれに接して被着された第２の＃
（８）とよりなる。着た、この記碌層！６１上には、使
用するレーザー光に対して高透過率を示す光透過層（９
）と、同様のレーザー光に対する反射！（Ｉｎとが順次
被層されてなる。これら各層（７１＋８１　＋９１（Ｉ
Ｉは夫々真空蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング等
によって形成し得る。
この情報記録媒体＋１）の媒体素体１２）に対する情報
の記録は、各素体（２）の各基板（３１側から、すなわ
ち例えば第１図において−Ｆ方の素体１２１に対しては
、上方の基板（３）側より、下方の素体１２；に対して
は下方の基板１３１側から記録レーザー光を照射して記
録層（６）に対してこのレーザー光を隼光させる。そし
てこのレーザー光を記鎌屓（６１の第２０層（８）に効
率よく吸収させてこれを熱に変換し、この熱によって！
１″＆び第２のｌ］？＋及び（８）ケ合金化し、これに
よってここにおける光学的特性、すなわち反射率を変化
させて、その記録を行う。
上述の構成において、記＠層１６）の第２の／ｌ　１８
１はレーザー光を充分に吸収する低幻点の金属であって
第１０層（７）と合金化してこの第１の屓（７）の光学
的性質を変える金属層例えばＴｅ　、　Ｂ＋％ｓｂ　、
Ｉｎ等の低融点金属或いはこれらの元素を含む低融点化
合物より構成されろ。この第２のを（８）は、例えば７
００〜８Ｃ）Ｏｎｍの波長帯の半導体レーザーを使用す
る場合、ＲｉｉいはＢＩＴｅｘ　（０，１＜　Ｘ　＜　
３　）　Ｙ用い得る。そしてこの第２の層の厚さは１０
０〜５００Ｘの厚さに選ばれることが望ましい。
また、記録１−（６１の第１の層（７）は、使用するレ
ーザー光に対して充分に透明であり、且つ第２の層（８
）と容易に合金化する材料より構成される０この第１の
膚（７）としてはカルコゲナイドガラスが適当であり、
第２の層（８）との絹介せによって多元合金化する材料
より構成される。この第１のＦ＋　（７１は例えば第２
の層（８）が上述した山或いはＢＩＴｅｘであるとき、
５ｂｂｅｙ　（０，５＜　Ｙ　＜　２　）によって構成
し得る。
また、第１のＲ（７）は、その厚さを選定することによ
ってこれと基板（３）との界面及び第２の層（８）との
界面の間で生じる繰り返し多重反射の干渉の結果として
基板（３）側からレーザー光を照射した用台実質的反射
率が小さく、第２の＃　（８１において記録レーザー光
が効率よく吸収されるようにする。この場合、記録レー
ザー光の吸収効率を上げるためには、この反射率は低い
方が有利であるが、記録再生装ｆｌＦｔｃおけるレーザ
ー光のオートフォーカス或いはオートトラッキング機構
の安定動作のためには、その検出光として、反射光があ
る程度大きいことが必要であり、この意味から未配の状
態での反射率は１０〜２０％が望ましい。
そしてこの場合、小さいパワーで情報の記録を可能にす
るには記ｅ　層＋６１において熱容蓋が小さいこと、ま
た熱伝導による熱拡散が小さいこと、照射レーザー光の
吸収率が大きいことなどを心安とし、これらが記録反応
自身、１−なわち上述した第１及び第２の層（７１（８
１の合金化における高感度と共に盛装な条件となる。
光透過層（９）は熱伝導率が低く、前述した第１の層（
７）と同様のカルコゲナイドガラスによって構成し得る
。
−まだ、反射層ＯＩは、光透過＃　＋９１との界面での
、使用レーザー光に対する反射率が大きくなるように光
透過＃　（９１とその屈折率、吸収係数が大きく相違す
る材料例えばＩＬＱ　、　Ｓｎ　、　Ａｇ　、　Ａｕ等
の金属層によって構成し得る。筐だ、この反射層−の厚
さはこのＩＷＩｊ　＋１１　’＆透過して外部にもれる
レーザー光電が充分小さく無視できる範囲に選ばれる。
尚、光透過ｌ１ｌｉ（９）の厚さは、基板側からのレー
ザー光の、第２０層（８）をも透過した一部の光が、光
透過層（９）Ｚ透過して反射層（ＩＩで反射されて再び
第２の＃（８）に戻るようになすものであるが、この光
透過＃（９）においてもその模写によって基板（３）側
からのレーザー光の反射率は多重反射の干渉効果によっ
て相違してくる。例えば第１の層（７）が厚さ３００芙
の８ｂ２Ｓｅ３よりなり、第２の層（８）が厚さ１５０
Ｘの８４２ＴＣ３よりなり、反射層ａＯがＡ１層よりな
り、光透過ＩＩ（９１がＳｂ２Ｓｅ３より構成した場合
の情報記録媒体素体（２１における基板（３）側からの
波長８３００ｎｍの午導体レーザー光に対する反射率の
光透過層（９）の厚さとの関係は第３図中、曲線引）に
示す如くなる。同図において曲線（１２１は、その記録
後、すなわち、第１及び第２の層（７）及び（８）に合
金化が生じた部分における反射率の測定結果を示す。ま
た、同図中曲線ａ３は第２の層（８）におけるレーザー
光の吸収割合を示すものである。このようにレーザー光
の照射前と照射後、子なわち未記録部と紀碌部とではそ
の反射率は夫々曲線ｔｔＵ及び＋＋２１に示すような変
化を示す。したがって、記録後において、素体（２）に
、記録レーザーの照射と同一側から例えば記録レーザー
光と同一波長を有するもこの記録レーザー光に比して充
分小さいパワーの読み出しレーザー光を照射することに
よってその反射率の相違忙対応する出力をもって記録情
報の読み出しを行うことがで斂ることくなるがこの場合
、雫板（３１側から照射された書き込みレーザー光を記
録層（６）の第２の層（８）に効率よく吸収し、熱に変
喚させるため忙はこの第２の層（８）の、第１０［＋７
１との界面で反射される光量を減らすと共に光透過層と
の界面を透過する光景を減することが有効でこれがため
第１及び第２の層（７）及び（８）の界面火無反射粂件
に近づくように、第１０層（７）の厚さを前述したよう
に多重反射の干渉効果が得られる厚さに選定すると同時
に第２ＯＮ（８）と光透過ＩＦＩ（９１との界面を透過
する光量を減するようにこの鳴（９）の厚さを調整して
ンーザー光の吸収効率を高める。すなわち、光透過＃　
（９）の膜厚は、第３図中曲線（１］ｌにおける低い反
射率を示す谷の近傍に選ばれるも、前述したようにオー
トフォーカス、オートラッキングのサーボ信号を得る上
で必要な反射率１０〜２０％以上な示し、しかも未記録
部を記骨部とで反射率が大きく変化する厚さ、すなわち
両曲線０１）及びＯ３の差が大きい値を示し、更に曲線
０３で示す吸収割合が比較的大穴な値なもつ膜厚の例え
ば１２００〜１４００Ｘ、好１しくは１３００１程度に
選ばれることが望ましいことがわかる。第４図は、この
よう、に光透過層（９）ｙ１３ｏｏＸとしたときの媒体
素体（２；における記録感度特性な示す。この場合、使
用レーザー光は波長８３００　Ｘで、レンズ開口数ＮＡ
が０．５の記録再生装賃を用いた場合で、記録媒体は１
８００ｒｐｍで回転させて中心から半径１００簡の部分
を５ＭＨｚで記録したもので、同図中、曲線（＋４１及
び（！９は夫々その信号分とノイズ分とを示し、これに
よれば高いＣ／Ｎが得られることがわかる。
尚、上述した構成においては対の情報記録媒体素体１２
＋　’ｔ’接漕剤（４）によって対称的に貼り合わせて
両面記録型の情報紀鎌媒体（１）を構成したものである
が、この場合各素体１２＋において夫々反射層（１（１
’設けて各素体ｔ２１に照射するレーザー光が外部に漏
出することがないようにしたので、これら各素体は相互
忙影響されることがなくしたがって接着剤（４１として
はその光学的特性に何等考慮が払われる必要はないもの
である。
尚、上述した例においては両面記録型の構成をとった場
合であるが、片面配置型構成をとる場合においては、一
方の情報記ｆｉ媒体素体１２１のみによって構成すれば
よい。
尚、素体（２）において光透過層（６）は、これを省略
することができるものであり、また反射層（１１を高融
点金属の歯Ｏｒ　、Ｗ、Ｍｏ　、ＴＩ等の金属層を用い
て、これによって記録物（６）の低軸点金属よりなる第
２の層（８）がその記録時のレーザー照射による加熱に
よってこの金属゛の固いの飛散或いは蒸発を抑制するよ
うにしてこれら゛飛散或いは蒸発に基く解像変の低下を
回避することがで仕る。この場合の高融点金ｍｅ（１１
の厚さはこれによって熱容量があまり増すことがないよ
うにその厚さはｚｏｏ′ＩＬ程度以下゛例えば６０Ｋに
選定し得、る。第５図は基板（３）上に第１の記＠膚（
７）として５ｂ２８ｅ２を用い、第２の層（８）として
１５０ｘの厚さのＢｉ２Ｔｅ３を用い、これの上に高融
点金属［１として厚さ６０ＸのＮｌＣｒ層を積善した記
録媒体における基板イ３）側からのレーザー光（波長８
３００Ｘ）に対する反射率の第１の層（７）の厚さとの
関係の測定結果を示すもので、曲線（＋８及び（１７）
は夫々第１及び第２の層（７１及び（８）に合金化を生
じさせる前と生じさせた後、すｔ【わち、記鎌前と記録
後の反射率を示すものである。この場合においても、反
射率が１０〜２０％以上であって且つ両曲線ｉｌｌ及び
（１７＋の差が顕著となるようＫｍ（７１の厚さを選定
することが望ましく、その厚さは４４０に程廣に選ばれ
ることが望ましい。
尚、上述の高融点金属層上には、更にこｔ′Ｉを透過す
る光の外部への洩れ、反射等を防止する例えばフタはシ
アニン鉛、ツタロシアニン錦等の有機色素忙よる材料層
を形成することもできる。
発明の効果 上述したように本発明による情報記録媒体においては、
その記録層（６）を第１及び第２の＃（７）及び（８）
によって構成し、レーザー光の照射によって両者を合金
化してその記録な行うようにしたので、第１の層（７）
の厚さを多重繰り返し反射による干渉効果が生じる厚さ
に選定したことと相俟って記録部において大きな反射率
の変化を得ることができ、高いコントラスト、シたがっ
て高いＳハを得るこ金体によるものであるので、長期の
保存においても合金化が進行するおそれはなく安定性に
優れているものである。
また、比較的厚い基板（３）　（Ｉ！ｌからのレーザー
光の照射によってその記録及び再生！行うことがで争る
ので冒頭に述べたように表面の傷成いは塵埃を集光レン
ズ系の焦点深度外にあらしめることができ、これによる
記の１命に対する記録再生への影響を回避することがで
きる。
また、第１図で示したように対の情報記録媒体素体１２
）の貼り合わせによって各記＠　Ｉ−（６１Ｙ各基板１
３）間に挾み込んだ構造とし得ることによって基板の変
形を相互に打ち消す効果を得て情報記録媒体（１１忙そ
り、たわみ等の変形が牛じるおそれを効果的に回避でき
るなど冒頭に述べた諸欠点を全排できるＯ
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による情報記録媒体の一例の拡大路線的
断面図、第２図はその分解断面図、第３図ないし箱５図
は本発明の説明忙供する特性曲線図である。 （１）は本発明による情報記の媒体、　＋２１４まその
霞己鍔媒体素体、（３１はその基板、（小言接着＊４１
．１６））”！記録層、（７１及び（８）はその第１及
び°第２の層、（９）＆ま光透過ｒＸ☆、口〔は反射を
−である。 第１図 第３図 ハ１ワー（帽Ｗ） 手続補正書 昭和５９年７・月　２日 １、事件の表示 昭和５８年特許願第　１３５４８８号 ２、発明の名称 情報記録媒体 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京部品用区北品用６丁目７番３５号名称（２１
８）　ソニー株式会社 代表取締役　大　賀　典　雄 ４、代　理　人　東京都新宿区西新宿１丁目８番１号（
新宿ビ゛ル）置東京（０３）３４３−５８２１　（代表
）４３３８８）　弁理士　伊　藤　貞 ５、補正命令の日付　昭和　年°　月　日６、補正によ
り増加する発明の数 ７、補正の対象　＃４１ｔＩＩｄの発明の詳細な欧明の
欄（１）明細書中、第１８頁、７行「光透過層（６）」
を「光透過層（９）」と訂正する。 （２）同、第２０頁、５〜６行「合金」を「溶融に基く
合金」と訂正する。 以上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基板上に記録層が設けられ、該記録層に対して、記録情
    報信号に応じて強度変調したレーザー光を該記録ＲＫ集
    光照射して上記情報を記録する情報記録媒体において、
    上記記録層は、上記基板上に順次第１の層と、該第１の
    層に対して設けられた第２の層とより成り、上記基板と
    上記第１の層は、上記レーザー光に対し高い透過率を有
    し、上記第２の層は、上記レーザー光を吸収し且つ上記
    第１の金属層と写易に合金をつくる低摩点金属を主成分
    とする金Ｒ層より成り、更に上記第１の層の厚さは、多
    重繰返し反射忙よる干渉効果を利用して基板側から入射
    させる上記レーザー光忙対してその反射率が低くなるよ
    ５１Ｃ選定され、上記基板側からの上記記録層に対する
    レーザー光の集光照射によって上記第１の層と上記第２
    の層とを合金化して、上記多重繰返し反射の条件を変え
    て上記基板側からみた上記記録層の反射率を変化させて
    上記情報の記録を行うことを特徴とする情報記録媒体。
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