KR20050017009A - Optical recording and reading system, optical data storage medium and use of such medium - Google Patents

Optical recording and reading system, optical data storage medium and use of such medium

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KR20050017009A
KR20050017009A KR10-2005-7000304A KR20057000304A KR20050017009A KR 20050017009 A KR20050017009 A KR 20050017009A KR 20057000304 A KR20057000304 A KR 20057000304A KR 20050017009 A KR20050017009 A KR 20050017009A
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optical
recording
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data storage
optical surface
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KR10-2005-7000304A
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반데르마크마르티누스비.
필립스개빈엔.
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Publication date
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Abstract

광 데이터 저장매체(5)에 사용되는 광 기록 및 판독 시스템이 제공된다. 이 시스템은 기판(8) 상에 형성된 기록 적층체(9)를 갖는 매체(5)를 구비한다. 기록 적층체(9)는 공기중에서 파장 λ를 갖는 초점이 맞추어진 방사빔(1)을 사용하여 기록하는데 적합하다. 기록 적층체(9)는 기판(8)으로부터 가장 멀리 떨어진 제 1 광학 표면(6)을 갖는다. 개구수 NA를 갖고, 기록중에 초점이 맞추어진 방사빔(1)을 방출하는 대물렌즈(2)를 갖는 광학 헤드(3)가 상기 광 데이터 저장매체(5)의 기록 적층체(9)측에 배치된다. 대물렌즈는, 기록 적층체(9)에 가장 근접한 제 2 광학 표면(7)을 갖고, 제 1 광학 표면(6)으로부터 50㎛보다 작은 자유동작거리 dF에서 기록/판독하도록 구성된다. 제 1 광학 표면(6)과 제 2 광학 표면(7) 중에서 적어도 1개는, 굴절률 n을 갖고, 0.5λ/n보다 작은 두께를 갖는 투명 소수성 층(10)을 구비한다. 이에 따르면, 신뢰할 수 있는 기록 및 판독이 달성되며, 특히 제 2 광학 표면(7)에의 오염물질 축적이 방지되거나 금지된다.There is provided an optical recording and reading system for use in an optical data storage medium (5). This system is provided with a medium 5 having a recording stack 9 formed on a substrate 8. The recording stack 9 is suitable for recording using a focused radiation beam 1 having a wavelength? In air. The recording stack 9 has a first optical surface 6 farthest from the substrate 8. On the recording stack 9 side of the optical data storage medium 5 is an optical head 3 having a numerical aperture NA and an objective lens 2 for emitting a focused radiation beam 1 during recording. Is placed. The objective lens has a second optical surface 7 closest to the recording stack 9 and is configured to record / read at a free working distance d F from the first optical surface 6 smaller than 50 μm. At least one of the first optical surface 6 and the second optical surface 7 has a transparent hydrophobic layer 10 having a refractive index n and having a thickness of less than 0.5λ / n. According to this, reliable writing and reading is achieved, in particular, accumulation of contaminants on the second optical surface 7 is prevented or prohibited.

Description

광 기록 및 판독 시스템, 광 데이터 저장매체와, 이 매체의 용도 {OPTICAL RECORDING AND READING SYSTEM, OPTICAL DATA STORAGE MEDIUM AND USE OF SUCH MEDIUM}Optical recording and reading systems, optical data storage media, and uses of the media {OPTICAL RECORDING AND READING SYSTEM, OPTICAL DATA STORAGE MEDIUM AND USE OF SUCH MEDIUM}

본 발명은, 광 데이터 저장매체에 사용되며,The invention is used in optical data storage media,

- 기판 상에 형성되고, 공기중에서 파장 λ를 갖는 초점이 맞추어진 방사빔을 사용하여 기록하는데 적합하며, 기판으로부터 가장 멀리 떨어진 제 1 광학 표면을 갖는 기록 적층체를 갖는 저장매체와,A storage medium formed on the substrate, suitable for recording using a focused radiation beam having a wavelength λ in air, the storage medium having a recording stack having a first optical surface furthest from the substrate,

- 개구수 NA를 갖고, 기록중에 초점이 맞추어진 방사빔을 방출하며, 상기 광 데이터 저장매체의 기록 적층체측에 배치되고, 기록 적층체와 가장 근접한 제 2 광학 표면을 가지며, 제 1 광학 표면으로부터 50㎛보다 작은 자유동작거리(free working distance) dF에서 기록/판독하도록 구성된 대물렌즈를 갖는 광학 헤드를 구비한 광 기록 및 판독 시스템에 관한 것이다.Emit a radiation beam focused during recording, having a numerical aperture NA, disposed on the recording stack side of the optical data storage medium, and having a second optical surface closest to the recording stack, from the first optical surface An optical recording and reading system having an optical head having an objective lens configured to record / read at a free working distance d F of less than 50 μm.

더구나, 본 발명은, 기판 상에 형성되고, 공기중에서 파장 λ를 갖는 초점이 맞추어진 방사빔을 사용하여 기록하는데 적합하며, 기판으로부터 가장 멀리 떨어진 제 1 광학 표면을 지닌 기록 적층체를 갖는 광 데이터 저장매체에 관한 것이다.Moreover, the present invention is suitable for recording using a focused radiation beam having a wavelength λ in air and having a recording stack having a first optical surface farthest from the substrate. It relates to a storage medium.

또한, 본 발명은, 이와 같은 시스템에서의 상기 매체의 용도에 관한 것이다.The invention also relates to the use of the medium in such a system.

서두에서 언급된 형태를 갖는 시스템의 일 실시예는 미국 특허 6,069,853에 공지되어 있다.One embodiment of a system having the form mentioned at the outset is known from US Pat. No. 6,069,853.

차세대의 광 기록 디스크들은 더욱 큰 데이터 용량과 더 작은 비트 크기를 갖는다. 각각의 차세대의 기록매체에 대해, 광학 판독의 파장이 감소하고 광 픽업장치(OPU)의 개구수(NA)가 증가하는 추세에 있다. 초점 길이와 동작거리가 감소하고, 틸트 마진이 더욱 더 엄격해지고 있다. 이 결과, 기록층이 기록 및 판독될 때 통과하는 투명층의 두께가 감소하고 있는데, 콤팩트 디스크(CD)에 대해서는 1.2mm, 디지털 다기능 디스크에 대해서는 0.6mm, 블루레이 디스크(BD)에 대해서는 0.1mm로부터 "4세대" 광(자기) 디스크에 대해서는 수 미크론 레벨까지 감소하고 있다. 이 층의 목적은, 적어도 3가지인데, 즉 정보층을 보호하여 디스크가 더 내구성을 갖게 하는 것과, 반사방지막으로서의 역할을 하는 것과, 저장층의 냉각을 돕는 것이다.Next generation optical recording discs have larger data capacity and smaller bit size. For each next generation of record carrier, there is a trend that the wavelength of optical readout decreases and the numerical aperture NA of the optical pickup device OPU increases. The focal length and working distance are reduced, and the tilt margin is becoming more and more strict. As a result, the thickness of the transparent layer passing through when the recording layer is recorded and read is decreasing, from 1.2 mm for compact discs (CD), 0.6 mm for digital multifunction discs, and 0.1 mm for Blu-ray discs (BD). For "fourth-generation" optical (magnetic) disks, it is down to a few microns. The purpose of this layer is at least three, that is, to protect the information layer to make the disk more durable, to serve as an antireflection film, and to help cool the storage layer.

차세대의 광 저장 시스템에 대해서는, 대물계의 개구수가 NA=0.85로, 또는 심지어는 NA=0.95로 증가하여, 분해능을 증가시키게 된다. 그러나, 대물렌즈의 크기가 증가하는 이와 같은 추세에도 불구하고, 높은 데이터 레이트와 접근시간에 대한 요구가 증가하여, 대물렌즈의 전체 질량이 줄어들어야 한다. 이것은, 초점 길이와 이에 따라 자유동작거리(free working distance: FWD)가 줄어들어야만 달성될 수 있다.For the next generation of optical storage systems, the numerical aperture of the objective system increases to NA = 0.85, or even NA = 0.95, increasing the resolution. However, in spite of this trend of increasing the size of the objective lens, the demand for high data rate and access time increases, so that the overall mass of the objective lens must be reduced. This can only be achieved if the focal length and hence the free working distance (FWD) are reduced.

그러나, FWD가 줄어들면, 초점이 맞추어진 방사빔이 통과하는 투명 기판의 두께가 감소될 필요가 있다. 더구나, NA가 증가하면, 광학계의 광축에 대해 수직선으로부터 매체 표면이 벗어나는 각도의 공차(틸트각)가 투명 기판의 두께로 인한 복굴절과 수차의 영향하에서 줄어들게 된다. 따라서, 높은 NA에서의 틸트각의 영향의 감소는 투명 기판의 두께를 줄여야 하는 또 다른 이유이다. 이와 같이 두께가 줄어든 투명 기판은 커버층, 또는 더욱 일반적으로는 커버 적층체로도 불린다. 따라서, 4세대 광 기록에서의 커버층의 목적은, 주로 기록 적층체를 손상으로부터 보호하고, 작은 FWD를 가능하게 하는 것이다. 전술한 광(자기) 데이터 자장매체에 정보를 기록하기 위해, 초점이 맞추어진 방사빔, 예를 들면, 빛이 광학 헤드로부터 0.6 내지 1.2mm의 두께를 갖는 투명 기판을 통해 기록 적층체로 방사되어, 기록층들을 기록 온도까지 가열한다. 광자기(MO) 매체의 경우에는, 이와 동시에, 자기 헤드에 의해 자기장이 가해진다. 이와 같은 자기장은 자기장 변조장치를 사용하여 정보로 변조될 수도 있다. 그 결과, 정보가 기록매체 상에 기록될 수 있다.However, as the FWD decreases, the thickness of the transparent substrate through which the focused radiation beam passes needs to be reduced. Furthermore, as NA increases, the tolerance (tilt angle) of the angle of deviation of the media surface from the perpendicular to the optical axis of the optical system is reduced under the influence of birefringence and aberration due to the thickness of the transparent substrate. Therefore, the reduction in the effect of the tilt angle at high NA is another reason to reduce the thickness of the transparent substrate. The reduced thickness of the transparent substrate is also called a cover layer, or more generally a cover laminate. Therefore, the purpose of the cover layer in 4th generation optical recording is mainly to protect the recording stack from damage and to enable a small FWD. In order to record information on the above-mentioned optical (magnetic) data magnetic medium, a focused radiation beam, for example, light is emitted from the optical head through the transparent substrate having a thickness of 0.6 to 1.2 mm, The recording layers are heated to the recording temperature. In the case of a magneto-optical (MO) medium, at the same time, a magnetic field is applied by the magnetic head. Such a magnetic field may be modulated with information using a magnetic field modulator. As a result, information can be recorded on the recording medium.

작은 자유동작거리에 대한 또 다른 주제는, 광자기 데이터 저장매체의 경우에 코일의 크기이다. 높은 데이터 레이트를 갖는 시스템을 원하는 경우에는, 코일을 통과하는 전류를 변조시키기 위해 큰 대역폭이 필요하다. 100-200 Mbit/sec의 크기의 데이터 레이트에 대해, 자기장의 스위칭 거동에서 가파른 측면들을 형성하기 위해서는, 코일을 통과하는 전류의 스위칭 주파수가 최소한 1-2GHz가 되어야 한다. 이것은 작은 자기 인덕턴스, 낮은 저항값과 작은 기생용량을 갖는 코일을 필요로 한다. 코일의 속도 이외에도, 코일에 의한 소비전력이 문제이다. 따라서, 예를 들면, 100㎛보다 작은 내부 직경을 갖는 작은 코일을 사용하는 것이 바람직하다. 더 큰 코일은 더 큰 인덕턴스와 더 높은 소비 전력을 가지므로, 더 큰 코일의 사용은 데이터 레이트와 에너지 효율을 저해한다. 코일이 표면에 더 가깝게 갈수록, 데이터 저장매체에서의 자기장이 더욱 더 에너지 효율적으로 변조될 수 있다. 그러나, 이와 같은 작은 코일의 암페어당 15kA/m의 크기를 갖는 자기장은 수백 미크론의 공간만을 관통하므로, 코일이 기록 적층체에 근접하게 유지되어야 하고, 예를 들어, 100㎛보다 두꺼운 커버층은 이것을 방해하게 된다. 광(자기) 데이터 저장매체로부터 정보를 재생하기 위해서는, 빛도 광학계에 의해 투명 기판을 통해 방사된다. 이와 같은 상태에서는, 광학 헤드도 디스크의 투명 기판측에 배치된다.Another topic of small free working distance is the size of the coil in the case of magneto-optical data storage media. If a system with a high data rate is desired, a large bandwidth is needed to modulate the current through the coil. For data rates on the order of 100-200 Mbit / sec, the switching frequency of the current through the coil must be at least 1-2 GHz to form steep sides in the switching behavior of the magnetic field. This requires a coil with small magnetic inductance, low resistance and small parasitic capacitance. Besides the speed of the coil, the power consumption by the coil is a problem. Thus, for example, it is preferable to use a small coil having an inner diameter smaller than 100 mu m. Since larger coils have greater inductance and higher power consumption, the use of larger coils impairs data rate and energy efficiency. As the coil gets closer to the surface, the magnetic field in the data storage medium can be modulated more energy efficiently. However, since a magnetic field with a size of 15 kA / m per ampere of such a small coil penetrates only a few hundred microns of space, the coil should be kept close to the recording stack, for example, a cover layer thicker than 100 μm may be used. Will interfere. In order to reproduce information from the optical (magnetic) data storage medium, light is also emitted by the optical system through the transparent substrate. In such a state, the optical head is also arranged on the transparent substrate side of the disk.

(보통, 50㎛보다 작은) 작은 동작거리를 갖는 슬라이더 기반(도 4 참조) 또는 액추에이터 기반의 광학 헤드의 대물렌즈들에 대해서는, 저장매체에 가장 근접한 대물렌즈의 광학 표면의 오염이 발생한다. 이것은, 높은 방사빔 파워와, 기록 적층체에 데이터를 기록(또는, 심지어는, 이 기록 적층체로부터 데이터를 판독)하는데 필요한 온도에 기인한 높은 표면 온도(대략 250℃)에 의해, 저장매체로부터 이탈된 수분의 재응축에 기인하는데, 이에 대해서는 도 3을 참조하기 바란다. 이러한 오염은 궁극적으로, 예를 들면, 시스템 제어신호의 왜곡으로 인해 광 저장 시스템의 오동작을 일으키는데, 이에 대해서는 도 2를 참조하기 바란다. 이와 같은 문제는, 다음과 같은 경우, 즉 높은 습도, 높은 방사빔 파워, 데이터 저장매체의 기록 적층체의 낮은 광 반사율, 저장매체의 낮은 전도율, 작은 동작거리와, 높은 표면 온도에 대해서는 더욱 더 심각해진다. US 6,069,853으로부터, 대물렌즈의 오염을 방지하기 위해, 단열체 또는 커버층을 사용하여 기록 적층체와 저장매체의 외부 광학 표면 사이의 거리를 증가시키는 기술이 알려져 있다. 이와 같은 단열층이 존재하지 않으면, 매체로부터의 오염물질이 증발하여 기록중에 광학 헤드의 대물렌즈 상에 응축된다. 이 오염물질은, 예를 들면, 소량의 다른 오염물질과 함께 수분과 섞일 수도 있다. 다른 오염물질을 함유하는 수분은 아마도 매체의 외부 표면 상에 얇은 (단일)층으로서 존재하게 된다. 단열층이 존재하지 않으면, 얇은 (단일)층이 기록 적층체에 매우 근접하여 존재하고, 기록 적층체에 의해 간접적으로 가열되어, 증발한 후, 다른 오염물질을 함유하는 대물렌즈 상에 응축된다. 이와 같은 과정은 비교적 급격하게, 즉 30분 이내 또는 아마도 그것보다 빠르게 발생하여, 시스템의 신뢰할 수 없는 기록 및 판독을 일으키며, 최종적으로 전체 기록 및 판독 고장을 일으킬 수도 있다. 단열층 또는 커버층을 도포하는 이점은, 오염물질을 갖는 (단일)층의 가열을 방지하여, 대물렌즈 상에의 오염물질의 축적을 방지하는 것이다. 이것은, 단열층이 매체 상의 (단일)층이 가열 및 증발되는 것을 방지하는 유효 장벽을 형성하기 때문이다. 그러나, 보통 수십 나노미터 이상의 두께를 갖는 이와 같은 단열층은 다수의 문제점을 갖는다. 이것은, 예를 들면, 단열층의 광학수차와 간섭으로 인해 데이터의 신뢰할 수 없는 기록 및 판독을 일으킬 수도 있다. 더구나, 광학 헤드가 단열층의 외부 표면 상에 초점이 맞추어져, 데이터 기록 및 판독이 불가능해지고, 그후 광학 헤드가 다음의 표면에 다시 초점을 맞출 필요가 있게 되는 일이 일어날 수도 있다. 이와 같은 과정은 데이터 스트림의 중단과, 이에 따라 신뢰할 수 없는 데이터 기록 및 판독을 일으킬 수 있다. 더구나, 비교적 두꺼운 단열층은 MO 자기 코일이 코일의 축방향으로 비교적 큰 자기장 거리 범위를 갖도록 하므로, 더 높은 데이터 레이트에서 코일의 스위칭 속도와 이에 따른 기록 신뢰성을 제한하게 된다.For objectives of slider-based (see Fig. 4) or actuator-based optical heads with a small working distance (usually smaller than 50 μm), contamination of the optical surface of the objective lens closest to the storage medium occurs. This is due to the high radiation beam power and the high surface temperature (approximately 250 ° C.) attributable to the temperature required to write (or even read data from the recording stack) to the recording stack. This is due to the recondensation of the escaped moisture, see FIG. 3. Such contamination ultimately causes a malfunction of the optical storage system, for example due to distortion of the system control signal, see FIG. 2. This problem is even more severe in the following cases: high humidity, high radiation beam power, low light reflectivity of the recording stack of the data storage medium, low conductivity of the storage medium, small operating distance and high surface temperature. Become. From US 6,069,853 a technique is known for increasing the distance between the recording stack and the external optical surface of the storage medium using an insulator or cover layer to prevent contamination of the objective lens. If such a heat insulating layer is not present, contaminants from the medium will evaporate and condense on the objective lens of the optical head during recording. This pollutant may, for example, be mixed with moisture together with a small amount of other pollutants. Moisture containing other contaminants will probably be present as a thin (single) layer on the outer surface of the medium. If no thermal insulation layer is present, a thin (single) layer is present in close proximity to the recording stack, indirectly heated by the recording stack, evaporates, and then condenses on the objective lens containing other contaminants. Such a process can occur relatively rapidly, i.e. within 30 minutes or perhaps faster, leading to unreliable writing and reading of the system, and eventually to a complete write and read failure. The advantage of applying the heat insulating layer or cover layer is to prevent heating of the (single) layer with contaminants, thereby preventing the accumulation of contaminants on the objective lens. This is because the thermal insulation layer forms an effective barrier that prevents the (single) layer on the medium from being heated and evaporated. However, such a thermal insulation layer, which usually has a thickness of tens of nanometers or more, has a number of problems. This may cause unreliable writing and reading of data, for example due to optical aberration and interference of the thermal insulation layer. Moreover, it may happen that the optical head is focused on the outer surface of the thermal insulation layer, making data writing and reading impossible, after which the optical head needs to refocus on the next surface. Such a process can lead to interruption of the data stream and thus unreliable data writing and reading. Moreover, the relatively thick thermal insulation layer allows the MO magnetic coil to have a relatively large magnetic field distance range in the axial direction of the coil, thus limiting the switching speed of the coil and thus writing reliability at higher data rates.

결국, 본 발명의 목적은, 전술한 단점을 갖지 않으면서, 기록 적층체에 신뢰할 수 있는 데이터의 기록 및 판독을 수행하고, 광학 헤드의 대물렌즈의 오염을 방지할 수 있는, 서두에서 기술한 종류의 시스템을 제공함에 있다.Consequently, the object of the present invention is the kind described at the outset, which can perform reliable writing and reading of data on a recording stack and preventing contamination of the objective lens of the optical head without having the above-mentioned disadvantages. In providing a system.

본 발명의 제 2 목적은, 서두에 기재된 것과 같은 종류를 갖는 시스템에 사용되는, 신뢰할 수 있는 데이터의 기록 및 판독을 위한 광 데이터 저장매체를 제공함에 있다.It is a second object of the present invention to provide an optical data storage medium for the recording and reading of reliable data, which is used in a system having a kind as described at the outset.

이들 목적은, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 광학 표면과 제 2 광학 표면 중에서 적어도 1개가, 굴절률 n을 갖고 0.5λ/n보다 작은 두께를 갖는 소수성(hydrophobic) 층을 구비한 것을 특징으로 하는 광 기록 및 판독 시스템에 의해 달성된다. 첫 번째 새로운 착상은, 대물렌즈 상에 비교적 얇고 투명한 소수성 층을 도포함으로써, 광학장치 상에의 수분의 응축을 방지할 수 있다는 것이다. 두 번째 새로운 착상은, 광 데이터 저장매체의 기록 적층체 상에 얇은 소수성 층을 도포하면, 제 1 평면에 수분이 흡착하는 것을 방지하여, 이 수분이 나중에 이탈될 수 없다는 것이다. 따라서, 오염원이 제거된다. 소수성 층의 두께를 상기한 한계값보다 작게 유지하면, 광학수차와 간섭이 방지된다. 이 기술의 중요한 특징은, 대물렌즈의 후속하는 세정이 필요하지 않다는 것이다. 또한, 광 드라이브가 신뢰성있게 작동하는 습도 레벨의 범위도 향상될 수 있다. 바람직하게는, 제 2 광학 표면이 0.25λ/n과 거의 동일한 두께를 갖는 소수성 층을 구비하는데, 이와 같은 경우에는 이 소수성 층이 반사방지막으로서의 역할을 수행할 수 있다. 실제적으로는, 대물렌즈 상에 충분한 소수성을 갖는 층을 갖도록 하는 것이 곤란할 수도 있다. 이와 같은 경우에, 제 2 광학 표면이 거의 0.25λn과 같은 두께를 갖는 소수성 층을 구비하는 것이 바람직하다. 소수성 층을 사용할 때, 제 2 광학 표면 상에 축적될 수 있는 수분이, 예를 들면, 미크론 두께일 수도 있는 거의 균일한 두께를 갖는 층을 형성한다. 이것은, 표면 젖음성(surface wetting)이 균일하기 때문이다. 유체층의 중앙 부분, 즉 방사빔이 전파할 때 통과하는 부분은, 초점이 맞추어진 방사빔의 파면을 거의 교란시키지 않는다. 소수성 층은, Al2O3 나 SiO2 층들에 대한 경우와 같이, 소수성 특성이 보통, 표면에 위치하는 산소 원자들로부터 발생되는 층들에 의해 달성될 수도 있다. 대부분, 이와 같은 FWD 시스템의 NA는 0.80보다 크다.These objects, according to the invention, are characterized in that at least one of the first and second optical surfaces has a hydrophobic layer having a refractive index n and having a thickness of less than 0.5λ / n. Achieved by a writing and reading system. The first new idea is that by applying a relatively thin and transparent hydrophobic layer on the objective lens, it is possible to prevent the condensation of moisture on the optics. A second new idea is that applying a thin hydrophobic layer onto the recording stack of an optical data storage medium prevents moisture from adsorbing on the first plane, so that this moisture cannot be released later. Thus, the pollutant is removed. If the thickness of the hydrophobic layer is kept smaller than the above limit value, optical aberration and interference are prevented. An important feature of this technique is that subsequent cleaning of the objective lens is not necessary. In addition, the range of humidity levels at which the optical drive operates reliably can be improved. Preferably, the second optical surface has a hydrophobic layer having a thickness substantially equal to 0.25λ / n, in which case the hydrophobic layer can serve as an antireflection film. In practice, it may be difficult to have a layer having sufficient hydrophobicity on the objective lens. In such a case, it is preferred that the second optical surface has a hydrophobic layer having a thickness of approximately 0.25 lambda n. When using a hydrophobic layer, moisture that may accumulate on the second optical surface forms a layer with a nearly uniform thickness, which may be, for example, a micron thickness. This is because surface wetting is uniform. The central portion of the fluid layer, ie the portion that passes when the radiation beam propagates, hardly disturbs the wavefront of the focused radiation beam. The hydrophobic layer may be achieved by layers whose hydrophobicity is usually generated from oxygen atoms located on the surface, as is the case with Al 2 O 3 or SiO 2 layers. In most cases, the NA of such FWD systems is greater than 0.80.

일 실시예에서, 광학 헤드는, 광학 헤드의 광축이 자기 코일의 중심을 가로지르도록, 기록 적층체에 가장 근접한 광학 헤드측에 배치된 자기 코일을 더 구비하고, 상기 광 데이터 저장매체의 기록 적층체는 광자기 형태를 갖는다. 이와 같은 경우에, 높은 NA, 즉 작은 스폿이 가능하고, 자기 코일이 기록 적층체에 가깝게 갈 수 있어 자기장이 에너지 효율적으로 변조될 수 있으므로, 고밀도와 높은 데이터 레이트에서 신뢰할 수 있는 광자기 기록이 가능하다.In one embodiment, the optical head further comprises a magnetic coil disposed on the optical head side closest to the recording stack such that the optical axis of the optical head crosses the center of the magnetic coil, and the recording stack of the optical data storage medium. The sieve has a magneto-optical form. In such a case, a high NA, i.e., a small spot, is possible, and the magnetic coil can go close to the recording stack, and the magnetic field can be modulated energy efficiently, thus enabling reliable magneto-optical recording at high density and high data rates. Do.

자기 코일이 60㎛보다 작은 내경을 갖는 것이 특히 유리하다. 더 큰 코일들은 큰 인덕턴스와 더 높은 소비 전력을 가지므로, 더 큰 코일의 사용은 데이터 레이트와 에너지 효율을 저해할 수도 있다.It is particularly advantageous for the magnetic coil to have an inner diameter of less than 60 μm. Since larger coils have greater inductance and higher power consumption, the use of larger coils may compromise data rate and energy efficiency.

일 실시예에서, 소수성 층은, 폴리-파라-크실리렌, 불소탄화물(fluorocarbon) 및 이들의 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종의 물질을 포함한다. 파릴렌(parylene)은 폴리-파라-크실리렌 군에 대한 일반명이다. 4가지 다른 형태를 상업적으로 입수할 수 있는데, 파릴렌-N은 파라-크실리렌 모노머들의 직쇄로 이루어진 가장 기본적인 형태이다. 다른 형태로는 파릴렌-C, 파릴렌-D 및 파릴렌-AF4를 들 수 있다. 어떤 파릴렌 유도체로 적용할 수 있음에도 불구하고, 파릴렌-C가 본 발명의 목적을 위해 특히 중요하다. 또 다른 적합한 물질은 Dupont이 제도한 AF1600인데, 이것은 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로-2,2-디메틸-1,3-디옥솔의 공중합체로서 본 발명에 매우 적합하다.In one embodiment, the hydrophobic layer comprises one material selected from the group consisting of poly-para-xylene, fluorocarbons and copolymers thereof. Parylene is the generic name for the poly-para-xylene group. Four different forms are available commercially, parylene-N being the most basic form of straight chains of para-xylene monomers. Other forms include parylene-C, parylene-D and parylene-AF4. Although applicable to any parylene derivative, parylene-C is of particular importance for the purposes of the present invention. Another suitable material is AF1600, drafted by Dupont, which is very suitable for the present invention as a copolymer of tetrafluoroethylene and perfluoro-2,2-dimethyl-1,3-diosol.

일 실시예에서는, 제 1 표면으로부터 0.5λ/n보다 크고 2㎛보다 작은 거리에서 부유하도록 구성된 슬라이더 내부에 자기 코일이 포함된다. 이와 같은 경우에는, 슬라이더가 대물렌즈의 일부를 구성하고, 소수성 cm이 광 데이터 저장매체와 대향하는 슬라이더의 표면에 존재한다. 슬라이더 기술은, 예를 들면, 하드디스크 드라이브(HDD) 기술로부터 공지되어 있다. 이와 같은 기술을 사용하면, "근접장" 배치가 가능하며, 이 경우에는 대물렌즈의 외부 표면과 광 데이터 저장매체의 외부 표면에 1 파장 λ보다 훨씬 작은 크기의 거리에서 서로 이격되는데, 즉 FWD≤λ/10이다. 이와 같은 배치에서는, 매체와 대물렌즈 사이의 결합이 에버네센트(evanescent)파 광 결합에 의해 달성될 수도 있다. 이와 같은 배치에서의 NA는 1보다 클 수 있다. 슬라이더 기술을 사용하여 파필드(far field), 즉 FWD>>λ/10 배치도 가능하다.In one embodiment, a magnetic coil is included inside the slider configured to float at a distance greater than 0.5λ / n and less than 2 μm from the first surface. In such a case, the slider constitutes a part of the objective lens, and hydrophobic cm is present on the surface of the slider facing the optical data storage medium. Slider technology is known, for example, from hard disk drive (HDD) technology. Using this technique, a "near-field" arrangement is possible, in which case the outer surface of the objective lens and the outer surface of the optical data storage medium are spaced apart from each other at a distance much smaller than 1 wavelength [lambda], ie FWD≤λ. / 10. In such an arrangement, the coupling between the medium and the objective lens may be achieved by evanescent wave light coupling. NA in this arrangement may be greater than one. Far field, ie FWD >> λ / 10, arrangements are also possible using slider technology.

광 데이터 저장매체의 일 실시예에서는, 제 1 광학 표면이, 굴절률 n을 갖고 0.5λ/n보다 작은 두께를 갖는 투명한 소수성 층을 구비한다. 소수성 층의 두께가 상기한 한계값보다 작게 유지되면, 광학수차와 간섭이 방지된다. 매체 상에 소수성 층을 도포하는 중요한 특징은, 오염원, 즉 매체 상의 오염물질이 제거되거나 크게 줄어들기 때문에, 대물렌즈 상의 소수성 층의 형성에 대한 필요성이 더 작아질 수 있다는 것이다. 이와 구성은, 매차가 오염을 일으키지 않거나 훨씬 적은 오염을 일으키므로, 광학 헤드의 대물렌즈 상에 오염의 영향을 최소화하기 위해 취해진 어떠한 조치, 예를 들어, 소수성 층도 갖지 않는 오래된 광 기록 시스템이 매체 상의 소수성 층으로부터 여전히 이점을 가질 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 광 드라이브가 신뢰성있게 동작하는 습도 레벨의 범위가 향상될 수 있다. 바람직하게는, 제 1 광학 표면이 0.25λ/n보다 작은 두께를 갖는 소수성 층을 구비하는데, 이와 같은 경우에는 훨씬 적은 광학수차와 간섭이 존재한다.In one embodiment of the optical data storage medium, the first optical surface has a transparent hydrophobic layer having a refractive index n and having a thickness of less than 0.5λ / n. If the thickness of the hydrophobic layer is kept smaller than the above limit value, optical aberration and interference are prevented. An important feature of applying the hydrophobic layer on the medium is that the need for the formation of a hydrophobic layer on the objective lens can be made smaller since the source of contaminants, i.e., the contaminants on the medium are removed or greatly reduced. This arrangement allows the medium of the old optical recording system, which does not have any action taken, for example, hydrophobic layers, to minimize the effects of contamination on the objective lens of the optical head since each vehicle does not cause contamination or much less contamination. It has the advantage that it can still benefit from the hydrophobic layer of the phase. In addition, the range of humidity levels at which the optical drive operates reliably can be improved. Preferably, the first optical surface has a hydrophobic layer with a thickness of less than 0.25λ / n, in which case there is much less optical aberration and interference.

바람직하게는, 매체 상의 소수성 층은, 폴리-파라-크실리렌, 불소탄화물(fluorocarbon) 및 이들의 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종의 물질을 포함한다.Preferably, the hydrophobic layer on the medium comprises one material selected from the group consisting of poly-para-xylene, fluorocarbons and copolymers thereof.

광학 헤드와 소수성 층의 접촉으로 인한 소수성 층의 손상을 방지하기 위해, 비교적 높은 경도를 갖는 물질을 사용하는 것이 유리하다. 매체와 대물렌즈 중에서 적어도 1개가 소수성 층을 가지면, 이들 2개의 층 사이의 극히 낮은 마찰계수로 인해, 전단력에 기인한 손상이 크게 방지된다.In order to prevent damage of the hydrophobic layer due to contact of the optical head with the hydrophobic layer, it is advantageous to use a material having a relatively high hardness. If at least one of the medium and the objective lens has a hydrophobic layer, due to the extremely low coefficient of friction between these two layers, damage due to shear forces is greatly prevented.

이하, 다음의 첨부도면을 참조하는 예시적인 실시예들에 의해 본 발명을 더욱 더 상세히 설명한다:The invention is now described in more detail by way of example embodiments with reference to the accompanying drawings in which:

도 1a는 MO 드라이브에서 사용된 작은 자유동작거리 광학계를 갖는 본 발명에 따른 시스템의 일 실시예를 나타낸 것이고,Figure 1a shows one embodiment of a system according to the invention with a small free-range optic used in a MO drive,

도 1b는 도 1a에 도시된 매체의 층 적층 구조를 나타낸 것이며,FIG. 1B shows the layer stack structure of the medium shown in FIG. 1A

도 2는 오염전과 오염후의 오실로스코프 궤적을 나타낸 것이고,2 shows oscilloscope trajectories before and after contamination,

도 3은 시간의 함수로써의 대물렌즈의 오염의 현미경 사진들을 나타낸 것이며,3 shows micrographs of contamination of an objective lens as a function of time,

도 4는 슬라이더 기반의 광 기록 시스템을 나타낸 것이고,4 shows a slider-based optical recording system,

도 5는 자기장 변조 코일을 갖는 투명 슬라이더를 나타낸 것이며,5 shows a transparent slider having a magnetic field modulation coil,

도 6은 불충분한 소수성을 갖는 층을 지닌 대물렌즈의 제 2 표면의 현미경 사진을 나타낸 것이고,6 shows a micrograph of a second surface of an objective lens with a layer with insufficient hydrophobicity,

도 7은 소수성 층을 갖지 않고, 그 대신에 매우 높은 친수성 층을 갖는 대물렌즈의 제 2 광학 표면의 현미경 사진을 나타낸 것이다.FIG. 7 shows a micrograph of the second optical surface of the objective lens without a hydrophobic layer and instead with a very high hydrophilic layer.

도 1a 및 도 1b에는, 광 데이터 저장매체(5)에 사용되는 광 기록 및 판독 시스템의 일 실시예가 예시되어 있다. 매체(5)는, 예를 들면, 스퍼터링에 의해, 기판(8) 상에 형성된 기록 적층체(9)를 구비한다. 기록 적층체(9)는 초점이 맞추어진 방사빔(1)에 의해 기록하는데 적합하다. 초점이 맞추어진 방사빔(1)의 파장 λ는 405nm이다. 기록 적층체(9)는 기판(8)으로부터 가장 멀리 떨어진 제 1 광학 표면(6)을 갖는다. 개구수 NA=0.85를 갖고, 기록중에 초점이 맞추어진 방사빔(1)을 방출하는 대물렌즈(2)를 갖는 광학 헤드(3)가, 상기 광 데이터 저장매체(5)의 기록 적층체(9)측에 존재한다. 광학 헤드(3)의 대물렌즈(2)는, 기록 적층체(9)에 가장 근접하는 제 2 광학 표면(7)을 갖고, 매체(5)의 제 1 광학 표면(6)으로부터 자유동작거리 dF=15㎛에서 기록/판독하도록 구성된다. 이때, 자기 코일(4)을 포함하는 투명 부재가 대물렌즈(2)의 일부를 구성하며, 제 2 표면(7)이 매체(5)에 가장 근접한 이 부재의 표면에 해당한다는 점에 주목하기 바란다. 제 1 광학 표면(6)과 제 2 광학 표면(7)은, 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로-2,2-디메틸-1,3-디옥솔의 공중합체이며, 약 1.35의 굴절률을 갖는 AF1600으로 제조된 소수성 층(10, 11)을 구비한다. 이 소수성 층의 두께는 30nm이다. AF1600 등의 불소 폴리머 코팅의 제조는 다음과 같다. 특정한 상태에 의존하여, 초음파 처리, 세척 및 건조로 구성되는 디스크 표면의 세정과정이 필요할 수도 있다. 디스크가 깨끗하면, 실온에서 불화실란의 층이 증기상으로 사전에 적층되어, 불소 폴리머 코팅의 부착을 향상시킨다. 불소 폴리머 코팅은 침지 코팅 또는 스핀코팅을 사용하여 행해질 수 있다. 이를 위해, AF1600 등의 불소 폴리머를 FC-75(Acros가 제조한 퍼플루오로-2-부틸테트라히드로푸란)에 용해할 수 있다. 마지막으로, 코팅된 디스크를 공기의 층류에 의해 건조한다. 이 시점에서 열처리도 가능하다. 파릴렌으로 디스크를 코팅하는데에는, 디스크가 완벽하게 깨끗한 것이 요구된다. 금속 표면에는, 파릴렌이 보통 양호한 부착을 나타내지만, 유리나 산화 알루미늄 등의 산화물 표면에는, 부착이 보통 잘 안된다. 이와 같은 경우에, 실온에서 증기상으로, 또는 1:100:100의 A174:증류수:이소-프로판올의 혼합물의 스핀코팅 또는 침지코팅에 의해, A174(감마-메타크릴-옥시프로필-트리메톡시실란)의 층을 먼저 적층한다. 과량의 A174를 순수한 이소프로판올로 세정 제거하고, 디스크를 깨끗한 공기에서 상온에서 건조한다. 파릴렌 적층은, PDS2010(SCS 유럽에서 구입할 수 있다) 등의 상업적으로 입수가능한 파릴렌 코팅 장치에서 행해진다. 기본적으로, 파릴렌 모노머가 증발되어 회전하는 기판에 적층된다. 이 이상의 일반적으로 알려진 상세내용은 문헌을 참조하기 바란다. 광학 헤드(3)는, 기록 적층체(9)에 가장 근접한 광학 헤드(3)측에 배치된 자기 코일(4)을 더 구비한다. 광학 헤드(3)의 광축은 자기 코일(4)의 중심을 가로지르며, 광 데이터 저장매체의 기록 적층체(9)는 광자기 형태를 갖는다. 기록 적층체(9)는, 예를 들어, 기판(8)에서 시작하여 기재 순서로, 당업계에 공지된 반사 금속층, 예를 들면, 25nm의 Al과, 다른 보조 층들, 24nm의 자성 물질 TbFeCo의 층과, 60nm의 SiN 또는 ZnS/SiO2의 간섭층을 포함할 수도 있다.1A and 1B illustrate one embodiment of an optical recording and reading system for use in an optical data storage medium 5. The medium 5 is provided with the recording laminated body 9 formed on the board | substrate 8 by sputtering, for example. The recording stack 9 is suitable for recording by the focused radiation beam 1. The wavelength λ of the focused radiation beam 1 is 405 nm. The recording stack 9 has a first optical surface 6 farthest from the substrate 8. An optical head 3 having an numerical aperture NA = 0.85 and having an objective lens 2 for emitting a focused radiation beam 1 during recording is provided with a recording stack 9 of the optical data storage medium 5. It exists on the side. The objective lens 2 of the optical head 3 has a second optical surface 7 that is closest to the recording stack 9, and has a free operating distance d from the first optical surface 6 of the medium 5. It is configured to record / read at F = 15 mu m. Note that the transparent member comprising the magnetic coil 4 constitutes a part of the objective lens 2 and the second surface 7 corresponds to the surface of this member closest to the medium 5. . The first optical surface 6 and the second optical surface 7 are copolymers of tetrafluoroethylene and perfluoro-2,2-dimethyl-1,3-diosol and have an index of refraction of about 1.35 AF1600. And hydrophobic layers 10, 11 prepared. The thickness of this hydrophobic layer is 30 nm. The manufacture of fluoropolymer coatings, such as AF1600, is as follows. Depending on the particular condition, a cleaning procedure of the disk surface may be necessary, which consists of sonication, cleaning and drying. If the disc is clean, at room temperature the layer of fluoride silane is deposited in advance in the vapor phase, improving adhesion of the fluoropolymer coating. Fluoropolymer coatings can be done using dip coating or spin coating. For this purpose, a fluorine polymer such as AF1600 can be dissolved in FC-75 (Perfluoro-2-butyltetrahydrofuran manufactured by Acros). Finally, the coated disc is dried by laminar flow of air. At this point, heat treatment is also possible. To coat a disk with parylene, the disk is required to be completely clean. On the metal surface, parylene usually shows good adhesion, but adhesion on oxide surfaces such as glass and aluminum oxide is usually poor. In this case, A174 (gamma-methacryl-oxypropyl-trimethoxysilane in the vapor phase at room temperature or by spin coating or dip coating of a mixture of A174: distilled water: iso-propanol at 1: 100: 100. ) Layer first. Excess A174 is washed off with pure isopropanol and the disc is dried at room temperature in clean air. Parylene lamination is done in commercially available parylene coating equipment such as PDS2010 (available from SCS Europe). Basically, parylene monomer is evaporated and deposited on a rotating substrate. See the literature for more generally known details above this. The optical head 3 further includes a magnetic coil 4 disposed on the optical head 3 side closest to the recording stack 9. The optical axis of the optical head 3 crosses the center of the magnetic coil 4, and the recording stack 9 of the optical data storage medium has a magneto-optical form. The recording stack 9 is made of a reflective metal layer known in the art, for example, 25 nm of Al, and other auxiliary layers, 24 nm of the magnetic material TbFeCo, starting from the substrate 8 and in the order of the substrate. And a 60 nm SiN or ZnS / SiO 2 interference layer.

매체(5)가 소수성 층(10)을 갖지 않으면, 오염물질과 혼합된 수분의 (단일)층이 제 1 광학 표면(6) 상에 축적된다. 이와 같은 매체에 기록하기 위해 제 2 광학 표면 상에 소수성 층(11)을 갖지 않는 대물렌즈를 사용할 때에는, 수분 내에, 서보, 예를 들면, 포커스 또는 트랙킹 서보 고장을 일으키게 된다. 이것을 도 2에 나타내었다. 도 3은, 소수서 층들(10, 11)이 사용되지 않을 때, 제 2 광학 표면(7)에서의 오염물질 축적을 나타낸 것이다, 제 1 광학 표면(6)에 적어도 소수성 층(10)을 가지면, 시스템이 안정하고 강건한 것으로 밝혀졌다.If the medium 5 does not have a hydrophobic layer 10, a (single) layer of moisture mixed with contaminants accumulates on the first optical surface 6. When using an objective lens having no hydrophobic layer 11 on the second optical surface for recording on such a medium, servo, for example, focus or tracking servo failure will occur within minutes. This is shown in FIG. 3 shows the accumulation of contaminants at the second optical surface 7 when the hydrophobic layers 10, 11 are not used, with at least the hydrophobic layer 10 on the first optical surface 6. The system was found to be stable and robust.

도 2에는, 2가지 서로 다른 레이저 빔 파워 P에 대해, 래디얼 개방 루프 및 폐쇄 포커스 서보들의 에러신호 각각을 갖는 궤적들 22 및 23이 예시되어 있다. 광학계는 초점이 맞추어지지만, 트랙킹 서보가 폐쇄되지는 않았다. 낮은 파워(P=0.5mWatt)에서는, 신호가 정상이다. 더 높은 파워(P=1.0mWatt)에서는, 제 2 표면(7)에의 오염물질의 축적으로 인해, 신호의 심각한 불안정이 일어난다.In Figure 2, for two different laser beam powers P, traces 22 and 23 with error signals of radial open loop and closed focus servos, respectively, are illustrated. The optics are focused, but the tracking servo is not closed. At low power (P = 0.5 mWatt), the signal is normal. At higher power (P = 1.0 mWatt), due to the accumulation of contaminants on the second surface 7, severe signal instability occurs.

도 3에는, 소수성 층(11)을 갖지 않고 아직 깨끗한 상태(t=0분)와, 비교적 높은 레이저 파워 기록에서의 1분 후의 오염물질 축적에 대한 대물렌즈(3)의 제 2 광학 표면(3)의 현미경 사진들이 예시되어 있다. 참조번호 30으로 표시된 수분을 확실히 볼 수 있다. 대물렌즈를 현미경 아래에 두고 건조시켜, 다시 12분 및 40분 후에 관찰하였다. t=40분에서는, 수분이 완전히 증발하여, 참조번호 31로 표시된 오염물질이 보인다. 이들 오염물질은, 소수성 층(10)을 가지 않는 매체(5)의 제 1 광학 표면(6)에 증발된 수분/오염물질 혼합물 층의 재응축물이다. 매체(2) 및/또는 대물렌즈(2)의 제 1 광학 표면(6)과 제 2 광학 표면(7) 상에의 소수성 층들(10, 11)의 도포는, 적당한 레이저 파워에서 오염물질 축적이 관찰되지 않으므로, 오염의 문제를 크게 줄인다.In Fig. 3, the second optical surface 3 of the objective lens 3 has no hydrophobic layer 11 and is still clean (t = 0 minutes) and contaminant accumulation after 1 minute at a relatively high laser power recording. Photomicrographs are illustrated. You can clearly see the moisture indicated by the reference number 30. The objective was placed under the microscope and dried, and observed again after 12 and 40 minutes. At t = 40 minutes, the water has evaporated completely, showing the contaminants indicated by reference numeral 31. These contaminants are recondensates of the moisture / pollutant mixture layer evaporated on the first optical surface 6 of the medium 5 without the hydrophobic layer 10. Application of the hydrophobic layers 10, 11 on the first optical surface 6 and the second optical surface 7 of the medium 2 and / or the objective lens 2 results in the accumulation of contaminants at a suitable laser power. Since it is not observed, the problem of contamination is greatly reduced.

도 4에는, 슬라이더 기반의 광 기록 시스템에 도시되어 있다. 디스크 상의 슬라이더(2a)의 부상 높이는 대략 1㎛이다. 이때에는, 1㎛>>λ/10이므로, 이것은 위에서 정의한 근접한 기록은 아니다. 본 실시예에서, 슬라이더는 광자기 기록에 사용되는 자기장 변조(MFM) 코일(4)을 포함한다. 이때, 초점이 맞추어진 방사빔(1)에 통과하는 슬라이더(2a)의 부분은 대물렌즈(2)의 부분을 가로지른다.4, a slider-based optical recording system is shown. The floating height of the slider 2a on the disk is approximately 1 mu m. At this time, since it is 1 µm >> λ / 10, this is not a close recording defined above. In the present embodiment, the slider includes a magnetic field modulation (MFM) coil 4 used for magneto-optical recording. At this time, the part of the slider 2a passing through the focused radiation beam 1 crosses the part of the objective lens 2.

도 5에는, 자기장 변조 코일을 갖는 투명 슬라이더가 예시되어 있다. 도 4의 레이저 빔은 중앙에 있는 개구를 통해 초점이 맞추어진다.In Fig. 5, a transparent slider having a magnetic field modulation coil is illustrated. The laser beam of FIG. 4 is focused through the central opening.

도 6에는, (불충분한) 소수성의 층(11)을 갖는 대물렌즈(3)의 제 2 광학 표면(7)의 현미경 사진이 예시되어 있다. 불충분하다는 것은, 본 경우에는 90보다 훨씬 크지는 않지만, 이상적인 소수성 층에 대해서는 180도 또는 이 값에 근접한, 물 방울과 소수성 층 사이의 접촉각의 값을 말한다. 물과 표면 사이의 접촉각이 90보다는 훨씬 크지는 않다는 사실로 인해, 참조번호 60으로 표시된 것과 같이, 일부의 작은 물방울이 형성되어 이것을 볼 수 있다. 이와 같은 물방울의 집단은, 대물렌즈와 기록매체 사이의 자유작동거리 및 초점이 맞추어진 레이저 빔의 직경 모두와 비슷한 크기를 갖는다. 이들 물방울의 집단에 의해 레이저 빔이 실질적으로 산란되게 된다. 자유동작거리는 제 1 광학 표면(6)과 제 2 광학 표면(7) 사이의 거리에 해당한다.In FIG. 6, a micrograph of the second optical surface 7 of the objective lens 3 with the (poor) hydrophobic layer 11 is illustrated. Insufficient refers to the value of the contact angle between the water droplet and the hydrophobic layer, which in this case is not much greater than 90, but close to 180 degrees or close to this value for the ideal hydrophobic layer. Due to the fact that the contact angle between the water and the surface is not much larger than 90, some droplets can be seen, as indicated by reference numeral 60. This group of droplets has a size similar to both the free working distance between the objective lens and the recording medium and the diameter of the focused laser beam. The collection of these droplets causes the laser beam to be substantially scattered. The free operating distance corresponds to the distance between the first optical surface 6 and the second optical surface 7.

도 7에는, 소수성 층을 갖지 않고, 그 대신에 매우 큰 친수성 층을 갖는 대물렌즈(3)의 제 2 광학 표면(7)의 현미경 사진이 예시되어 있다. 소수성 특성은, 보통 Al2O3 또는 SiO2 등의 경우와 같이 표면에 있는 산소 원자에 기인한다. 이때에는, 액체(물)와 표면 사이의 접촉각이 매우 작은데, 즉 90도보다 훨씬 작다. 사진에서 볼 수 있는 것과 같이, 도 6과 달리, 참조번호 70으로 표시된, 거의 균일한 두께를 갖는 물의 전체 층이 표면에 모이며, 이 층은 약 1 미크론 두께를 가지며, 심지어는 이보다 두꺼울 수도 있다. 표면 젖음성이 균일하기 때문에, 유체 수분층의 적어도 중심부는, 광학적으로 일정한 두께를 갖고, 초점이 맞추어진 레이저 파면을 거의 교란시키지 않는다.In FIG. 7 a micrograph of the second optical surface 7 of the objective lens 3 with no hydrophobic layer but instead with a very large hydrophilic layer is illustrated. The hydrophobic property is usually due to oxygen atoms on the surface as in the case of Al 2 O 3 or SiO 2 . At this time, the contact angle between the liquid (water) and the surface is very small, ie much smaller than 90 degrees. As can be seen in the photograph, unlike FIG. 6, the entire layer of water, having a substantially uniform thickness, indicated at 70, collects on the surface, which layer is about 1 micron thick and may even be thicker than this. . Since the surface wettability is uniform, at least the center portion of the fluid moisture layer has an optically constant thickness and hardly disturbs the focused laser wavefront.

이때, 전술한 실시예들은 본 발명을 제한하는 것이라는 것보다는 예시하는 것이며, 첨부된 청구범위의 범주를 벗어나지 않으면서 다양한 또 다른 실시예가 본 발명이 속하는 당업자에 의해 행해질 수 있다. 청구항들에서, 괄호 안의 참조번호들은 청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 않된다. 용어 "포함한다"는 청구항에 나열된 것 이외의 구성요소들 또는 단계들의 존재를 배제하는 것이 아니다. 구성요소 앞의 용어 "a" 또는 "an"은 이와 같은 복수의 구성요소의 존재를 배제하는 것은 아니다. 특정한 구성이 서로 다른 종속항들에서 언급된다는 단순한 사실이 이들 구성의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 시사하는 것도 아니다.At this time, the above-described embodiments are intended to illustrate rather than limit the present invention, and various other embodiments may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the appended claims. In the claims, any reference signs placed between parentheses shall not be construed as limiting the claim. The term "comprising" does not exclude the presence of elements or steps other than those listed in a claim. The term "a" or "an" in front of a component does not exclude the presence of such a plurality of components. The simple fact that a particular arrangement is mentioned in different dependent claims does not suggest that a combination of these arrangements may not be used advantageously.

본 발명에 따르면, 광 데이터 저장매체에 사용되는 광 기록 및 판독 시스템이 제공된다. 이 시스템은 기판 상에 형성된 기록 적층체를 갖는 매체를 구비한다. 기록 적층체는 공기중에서 파장 λ를 갖는 초점이 맞추어진 방사빔을 사용하여 기록하는데 적합하다. 기록 적층체는 기판으로부터 가장 멀리 떨어진 제 1 광학 표면을 갖는다. 개구수 NA를 갖고, 기록중에 초점이 맞추어진 방사빔을 방출하는 대물렌즈를 갖는 광학 헤드가 상기 광 데이터 저장매체의 기록 적층체측에 배치된다. 대물렌즈는, 기록 적층체에 가장 근접한 제 2 광학 표면을 갖고, 제 1 광학 표면으로부터 50㎛보다 작은 자유동작거리 dF에서 기록/판독하도록 구성된다. 제 1 광학 표면과 제 2 광학 표면 중에서 적어도 1개는, 굴절률 n을 갖고, 0.5λ/n보다 작은 두께를 갖는 투명 소수성 층을 구비한다. 이에 따르면, 신뢰할 수 있는 기록 및 판독이 달성되며, 특히 제 2 광학 표면에의 오염물질 축적이 방지되거나 금지된다.According to the present invention, there is provided an optical recording and reading system for use in an optical data storage medium. This system includes a medium having a recording stack formed on a substrate. The recording stack is suitable for recording using a focused radiation beam having a wavelength λ in air. The recording stack has a first optical surface farthest from the substrate. An optical head having a numerical aperture NA and having an objective lens that emits a focused radiation beam during recording is disposed on the recording stack side of the optical data storage medium. The objective lens has a second optical surface closest to the recording stack, and is configured to record / read at a free working distance d F less than 50 μm from the first optical surface. At least one of the first optical surface and the second optical surface has a transparent hydrophobic layer having a refractive index n and having a thickness smaller than 0.5λ / n. According to this, reliable writing and reading is achieved, in particular, the accumulation of contaminants on the second optical surface is prevented or prohibited.

Claims (11)

광 데이터 저장매체(5)에 사용되며,Used for optical data storage media (5), 기판(8) 상에 형성되고, 공기중에서 파장 λ를 갖는 초점이 맞추어진 방사빔(1)을 사용하여 기록하는데 적합하며, 기판(8)으로부터 가장 멀리 떨어진 제 1 광학 표면(6)을 갖는 기록 적층체(9)를 갖는 저장매체(5)와,Recording having a first optical surface 6 formed on the substrate 8 and suitable for recording using a focused radiation beam 1 having a wavelength λ in air and farthest from the substrate 8. A storage medium 5 having a laminate 9, 개구수 NA를 갖고, 기록중에 초점이 맞추어진 방사빔(1)을 방출하며, 상기 광 데이터 저장매체(5)의 기록 적층체(9)측에 배치되고, 기록 적층체(9)와 가장 근접한 제 2 광학 표면(7)을 가지며, 제 1 광학 표면(6)으로부터 50㎛보다 작은 자유동작거리 dF에서 기록/판독하도록 구성된 대물렌즈(2)를 갖는 광학 헤드(3)를 구비한 광 기록 및 판독 시스템에 있어서,A radiation beam 1 having a numerical aperture NA, which is focused during recording, disposed on the recording stack 9 side of the optical data storage medium 5, and closest to the recording stack 9; Optical recording with an optical head 3 having a second optical surface 7 and an objective lens 2 configured to record / read at a free working distance d F from the first optical surface 6 less than 50 μm. And a reading system, 상기 제 1 광학 표면(6)과 제 2 광학 표면(7) 중에서 적어도 1개가, 굴절률 n을 갖고 0.5λ/n보다 작은 두께를 갖는 투명한 소수성 층(10)을 구비한 것을 특징으로 하는 광 기록 및 판독 시스템.At least one of the first optical surface 6 and the second optical surface 7 has a transparent hydrophobic layer 10 having a refractive index n and having a thickness of less than 0.5λ / n and Reading system. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 제 2 광학 표면(7)은 0.25λ/n과 거의 같은 두께를 갖는 소수성 층(11)을 구비한 것을 특징으로 하는 광 기록 및 판독 시스템.The optical recording and reading system, characterized in that the second optical surface (7) has a hydrophobic layer (11) having a thickness approximately equal to 0.25λ / n. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 제 2 광학 표면(7)은 0.25λ/n과 거의 같은 두께를 갖는 소수성 층(11)을 구비한 것을 특징으로 하는 광 기록 및 판독 시스템.The optical recording and reading system, characterized in that the second optical surface (7) has a hydrophobic layer (11) having a thickness approximately equal to 0.25λ / n. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 광학 헤드(3)는, 광학 헤드(3)의 광축이 자기 코일(4)의 중심을 가로지르도록, 기록 적층체(9)에 가장 근접한 광학 헤드(3)측에 배치된 자기 코일(4)을 더 구비하고, 상기 광 데이터 저장매체(5)의 기록 적층체(9)는 광자기 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 광 기록 및 판독 시스템.The optical head 3 is a magnetic coil 4 disposed on the optical head 3 side closest to the recording stack 9 so that the optical axis of the optical head 3 crosses the center of the magnetic coil 4. Further comprising: the recording stack (9) of the optical data storage medium (5) has a magneto-optical form. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 자기 코일(4)은 60㎛보다 작은 내경을 갖는 것을 특징으로 하는 광 기록 및 판독 시스템.Optical recording and reading system, characterized in that the magnetic coil (4) has an inner diameter smaller than 60 mu m. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5, 소수성 층(10, 11)은, 폴리-파라-크실리렌, 불소탄화물 및 이들의 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 기록 및 판독 시스템.The hydrophobic layer (10, 11) is an optical recording and reading system, characterized in that it comprises one material selected from the group consisting of poly-para-xylene, fluoride carbides and copolymers thereof. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 4 to 6, 제 1 표면(6)으로부터 0.5λ/n보다 크고 2㎛보다 작은 거리에서 부유하도록 구성된 부분적으로 투명한 슬라이더 내부에 자기 코일(4)이 포함된 것을 특징으로 하는 광 기록 및 판독 시스템.Optical recording and reading system, characterized in that a magnetic coil (4) is included inside a partially transparent slider configured to float at a distance greater than 0.5λ / n and less than 2 μm from the first surface (6). 기판(8) 상에 형성되고, 공기중에서 파장 λ를 갖는 초점이 맞추어진 방사빔(1)을 사용하여 기록하는데 적합하며, 기판으로부터 가장 멀리 떨어진 제 1 광학 표면을 지닌 기록 적층체(9)를 갖는 광 데이터 저장매체에 있어서,A recording stack 9 formed on the substrate 8 and suitable for recording using a focused radiation beam 1 having a wavelength λ in air and having a first optical surface furthest from the substrate In the optical data storage medium having, 제 1 광학 표면(6)이, 굴절률 n을 갖고 0.5λ/n보다 작은 두께를 갖는 투명한 소수성 층(10)을 구비한 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장매체(5).Optical data storage medium (5), characterized in that the first optical surface (6) has a transparent hydrophobic layer (10) having a refractive index n and having a thickness of less than 0.5 lambda / n. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 제 1 광학 표면이 0.25λ/n보다 작은 두께를 갖는 소수성 층(10)을 구비한 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장매체.Optical data storage medium, characterized in that the first optical surface has a hydrophobic layer (10) having a thickness of less than 0.25λ / n. 제 8항 또는 제 9항에 있어서,The method according to claim 8 or 9, 소수성 층은, 폴리-파라-크실리렌, 불소탄화물 및 이들의 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 데이터 저장매체.The hydrophobic layer comprises an optical data storage medium comprising at least one material selected from the group consisting of poly-para-xylene, fluoride carbides and copolymers thereof. 청구항 1 내지 5 중에서 어느 한 항에 기재된 시스템에서 신뢰할 수 있는 기록 및 판독을 위한 청구항 8 내지 10 중 어느 항 항에 기재된 광 저장매체(5)의 용도.Use of the optical storage medium (5) according to any one of claims 8 to 10 for reliable recording and reading in the system of any one of claims 1 to 5.
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