JP2001056961A - 光記録媒体及びその再生方法 - Google Patents
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 高い信頼性のもとに、光スポットよりも狭小
な記録ビットからの信号をS／Nよく再生することを可能
とし、光スポットを減少させずとも高密度な記録再生が
可能な光記録媒体及びその再生方法を提供する。 【解決手段】 少なくとも記録再生層とマスク層とを備
え、該マスク層の光スポット内中心部の透過率及び抵抗
率が高くなり光スポット内周縁部の透過率、反射率及び
抵抗率が低くなることを特徴とする光記録媒体と、光ス
ポットの光量をマスク層が絶縁体から金属に転移する閾
値光量以上にし、かつ、光スポット中心部の温度が金属
から絶縁体に転移する閾値温度以上になるようにするこ
とを特徴とする光記録媒体の再生方法及び、光スポット
中心部の開口を介して発生した近接場光を開口周囲に形
成された環状の低抵抗領域により増強することを特徴と
する光記録媒体の再生方法からなる。
な記録ビットからの信号をS／Nよく再生することを可能
とし、光スポットを減少させずとも高密度な記録再生が
可能な光記録媒体及びその再生方法を提供する。 【解決手段】 少なくとも記録再生層とマスク層とを備
え、該マスク層の光スポット内中心部の透過率及び抵抗
率が高くなり光スポット内周縁部の透過率、反射率及び
抵抗率が低くなることを特徴とする光記録媒体と、光ス
ポットの光量をマスク層が絶縁体から金属に転移する閾
値光量以上にし、かつ、光スポット中心部の温度が金属
から絶縁体に転移する閾値温度以上になるようにするこ
とを特徴とする光記録媒体の再生方法及び、光スポット
中心部の開口を介して発生した近接場光を開口周囲に形
成された環状の低抵抗領域により増強することを特徴と
する光記録媒体の再生方法からなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光あるいは近接場光
により、情報を再生する光記録媒体及びその再生方法に
関する。
により、情報を再生する光記録媒体及びその再生方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＤＶＤ（Digital-Versatile-Dis
k）や光磁気ディスクに代表されるように光メモリの高
密度化は著しく、既に数Ｇbit/in2以上の記録密度が実
現されているが、動画等を収めることを目的としたいわ
ゆるホームサーバ用ストレージデバイスとしては、更な
る高密度化による大容量化が求められている。
k）や光磁気ディスクに代表されるように光メモリの高
密度化は著しく、既に数Ｇbit/in2以上の記録密度が実
現されているが、動画等を収めることを目的としたいわ
ゆるホームサーバ用ストレージデバイスとしては、更な
る高密度化による大容量化が求められている。
【０００３】これらの光メモリは、基本的には光スポッ
ト径（より正確には光スポットが形成する温度分布）に
より記録密度が規定されるため、より小さな光スポット
径（光強度が１／ｅ2になる範囲と規定する）の形成を
目指した青紫色レーザの開発による光源の短波長化やＳ
ＩＬ（Solid-Immersion-Lens）によるＮＡ（開口数）の
拡大が進められている。
ト径（より正確には光スポットが形成する温度分布）に
より記録密度が規定されるため、より小さな光スポット
径（光強度が１／ｅ2になる範囲と規定する）の形成を
目指した青紫色レーザの開発による光源の短波長化やＳ
ＩＬ（Solid-Immersion-Lens）によるＮＡ（開口数）の
拡大が進められている。
【０００４】一方、このような光スポット径の縮小技術
の他に、光スポット径よりも狭小なビットの記録再生を
可能とするべく、マスク層を用いた超解像技術が精力的
に研究されはじめている。マスク層を用いた超解像技術
とは、マスク層に光照射することで形成される光スポッ
ト径内の温度分布、あるいは光量分布を利用し光スポッ
ト径よりも狭小な開口をすることで、光スポット径より
も狭小なビットをクロストークなく再生する技術であ
る。例えば、特開平8-7333号公報においては、「光照射
をすることにより、２００〜４５０℃の範囲に存在する
転移温度以上に昇温し、結晶−結晶間転移を生じさせる
ことで、再生光の反射率を変化させるマスク層を用いた
光情報媒体」が開示されている。この他にも入射光強度
の増大とともに透過率が増大するブリーチング層や、ガ
ラス等の非線形光学材料、有機膜、低融点金属を用いた
マスク層が提案されていることも記載されている。ま
た、マスク層を用いた高密度近接場光記録の提案もされ
ている。例えば、Applied Physics Letters, Vol.73, N
o.15,(1998), pp.2078-2080に記載される内容によれ
ば、マスク層としてアンチモン膜を用いて光スポットよ
りも狭小な開口を形成することにより近接場光を用いた
再生が実現できるとしている。このようなマスク層を用
いた超解像技術による信号再生においては、（１）開口
形成時に再生破壊を起こさないこと、（２）繰り返し回
数に制限がないこと、等の高い信頼性を満たすことが要
求されるため、どのような原理を用いることでマスク層
に開口を形成するかが重要となる。
の他に、光スポット径よりも狭小なビットの記録再生を
可能とするべく、マスク層を用いた超解像技術が精力的
に研究されはじめている。マスク層を用いた超解像技術
とは、マスク層に光照射することで形成される光スポッ
ト径内の温度分布、あるいは光量分布を利用し光スポッ
ト径よりも狭小な開口をすることで、光スポット径より
も狭小なビットをクロストークなく再生する技術であ
る。例えば、特開平8-7333号公報においては、「光照射
をすることにより、２００〜４５０℃の範囲に存在する
転移温度以上に昇温し、結晶−結晶間転移を生じさせる
ことで、再生光の反射率を変化させるマスク層を用いた
光情報媒体」が開示されている。この他にも入射光強度
の増大とともに透過率が増大するブリーチング層や、ガ
ラス等の非線形光学材料、有機膜、低融点金属を用いた
マスク層が提案されていることも記載されている。ま
た、マスク層を用いた高密度近接場光記録の提案もされ
ている。例えば、Applied Physics Letters, Vol.73, N
o.15,(1998), pp.2078-2080に記載される内容によれ
ば、マスク層としてアンチモン膜を用いて光スポットよ
りも狭小な開口を形成することにより近接場光を用いた
再生が実現できるとしている。このようなマスク層を用
いた超解像技術による信号再生においては、（１）開口
形成時に再生破壊を起こさないこと、（２）繰り返し回
数に制限がないこと、等の高い信頼性を満たすことが要
求されるため、どのような原理を用いることでマスク層
に開口を形成するかが重要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術によるマスク層では（１）高い開口形成温度に起
因する再生破壊、（２）溶融を伴う相変化や有機膜を用
いることによる繰り返し回数の低さ等、その信頼性にお
いて問題があった。さらに、開口を狭小にするにつれ
て、Ｓ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ ｒａｔ
ｉｏ）が低下し、特に近接場光を用いた場合には著しく
低下するため信号再生が困難になるという問題がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであ
り、高い信頼性のもとに、光スポットよりも狭小なビッ
トからの信号をＳ／Ｎよく再生することを可能とし、光
スポットを減少させずとも高密度な記録再生が可能な光
記録媒体及びその再生方法を提供することを目的とす
る。
来技術によるマスク層では（１）高い開口形成温度に起
因する再生破壊、（２）溶融を伴う相変化や有機膜を用
いることによる繰り返し回数の低さ等、その信頼性にお
いて問題があった。さらに、開口を狭小にするにつれ
て、Ｓ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ ｒａｔ
ｉｏ）が低下し、特に近接場光を用いた場合には著しく
低下するため信号再生が困難になるという問題がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであ
り、高い信頼性のもとに、光スポットよりも狭小なビッ
トからの信号をＳ／Ｎよく再生することを可能とし、光
スポットを減少させずとも高密度な記録再生が可能な光
記録媒体及びその再生方法を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願発明者らは、Ｓ／Ｎ
よく超解像再生が可能な光記録媒体及びその再生方法を
実現するために、光スポット中心部に形成される開口だ
けではなく、その周囲領域（光スポット周縁部）に着目
した。
よく超解像再生が可能な光記録媒体及びその再生方法を
実現するために、光スポット中心部に形成される開口だ
けではなく、その周囲領域（光スポット周縁部）に着目
した。
【０００７】上記目的を達成するための、本願第1の発
明は、基板上に記録層とマスク層とを備えた光記録媒体
において、前記マスク層の光透過率が光照射により減少
し、昇温により増大するマスク層であることを特徴とす
る。
明は、基板上に記録層とマスク層とを備えた光記録媒体
において、前記マスク層の光透過率が光照射により減少
し、昇温により増大するマスク層であることを特徴とす
る。
【０００８】また、上記光記録媒体において、前記マス
ク層が照射された光の光量に対して閾値を有し、照射さ
れた光の光スポット内中心部の光透過率が、光スポット
内周縁部の透過率より高く、光非照射部の透過率より低
く設定されたマスク層であることを特徴とする。
ク層が照射された光の光量に対して閾値を有し、照射さ
れた光の光スポット内中心部の光透過率が、光スポット
内周縁部の透過率より高く、光非照射部の透過率より低
く設定されたマスク層であることを特徴とする。
【０００９】また、前記光記録媒体において、前記マス
ク層が照射された光の光量に対して閾値を有し、照射さ
れた光の光スポット内中心部の抵抗率が、光スポット内
周縁部の抵抗率より高く、光非照射部の抵抗率より低く
設定されたマスク層であることを特徴とする。
ク層が照射された光の光量に対して閾値を有し、照射さ
れた光の光スポット内中心部の抵抗率が、光スポット内
周縁部の抵抗率より高く、光非照射部の抵抗率より低く
設定されたマスク層であることを特徴とする。
【００１０】さらに、前記光記録媒体において、前記マ
スク層の透過率及び抵抗率変化が、金属絶縁体転移によ
り誘起されることを特徴とする。
スク層の透過率及び抵抗率変化が、金属絶縁体転移によ
り誘起されることを特徴とする。
【００１１】また、基板上に、記録層とマスク層とを備
えた光記録媒体であって、該マスク層の透過率が光照射
により減少し、昇温により増大する光記録媒体に、光を
照射しながら情報を再生する方法において、前記マスク
層に照射される光の光スポットの光量を、マスク層が絶
縁体から金属に転移する閾値光量以上にし、かつ、光ス
ポット中心部の温度が金属から絶縁体に転移する閾値温
度以上に設定して、光記録媒体を再生することを特徴と
する。
えた光記録媒体であって、該マスク層の透過率が光照射
により減少し、昇温により増大する光記録媒体に、光を
照射しながら情報を再生する方法において、前記マスク
層に照射される光の光スポットの光量を、マスク層が絶
縁体から金属に転移する閾値光量以上にし、かつ、光ス
ポット中心部の温度が金属から絶縁体に転移する閾値温
度以上に設定して、光記録媒体を再生することを特徴と
する。
【００１２】さらに、基板上に、記録層とマスク層とを
備えた光記録媒体であって、該マスク層の透過率が光照
射により減少し、昇温により増大する光記録媒体に、近
接場光を用いて情報を再生する方法において、光スポッ
ト中心部の開口を介して発生した近接場光を開口周囲に
形成された環状の低抵抗領域により増強することを特徴
とする。
備えた光記録媒体であって、該マスク層の透過率が光照
射により減少し、昇温により増大する光記録媒体に、近
接場光を用いて情報を再生する方法において、光スポッ
ト中心部の開口を介して発生した近接場光を開口周囲に
形成された環状の低抵抗領域により増強することを特徴
とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明に係る光記録媒体及びその
再生方法について、 （ａ）開口形成の原理 （ｂ）S／N向上の原理 （ｃ）近接場光再生におけるS／N増強の原理 （ｄ）再生例 の順で説明する。 （ａ）開口形成の原理 図１は本発明の光記録媒体と開口形成の原理を説明する
概略断面図である。まず、記録媒体９の構成を説明す
る。記録媒体９としては透明基板１上にマスク層２を形
成し、ついで下部保護層３、記録層４、上部保護層５が
形成される。なお、透明基板１とマスク層２との間に保
護層を形成することもあり、また一般的に用いられてい
るような反射膜を形成しても良いことは言うまでもな
い。この記録媒体９上に、透明基板１側から光ピックア
ップ１０を介してレーザー光を照射する。マスク層２上
に形成された光スポット内における光量は正規分布であ
ると考えてよい。一般的には、光スポット内の光量分布
あるいは温度分布を利用しマスク層２における光スポッ
ト内中心部７の透過率を増大させることで開口を形成し
ている。このとき従来のマスク層２では、光スポット内
周縁部６は光が照射されていない領域（透過率が低い領
域）と同様に見なされる。本発明では、光非照射部にお
いても透過率が高いマスク層２を用いることを特徴とす
る。すなわち、光スポット内の領域において光照射によ
り透過率が減少することでマスクが形成され、さらに光
スポット内中心部７が昇温されるに応じて開口を形成
し、光スポット内周縁部６は開口を環状に取り巻くよう
なマスクとして作用する。したがって、開口とマスクが
セルフアラインに形成されるという特徴を有する。この
ような開口とマスクがセルフアラインに形成される開口
形成の原理を以下に説明する。
再生方法について、 （ａ）開口形成の原理 （ｂ）S／N向上の原理 （ｃ）近接場光再生におけるS／N増強の原理 （ｄ）再生例 の順で説明する。 （ａ）開口形成の原理 図１は本発明の光記録媒体と開口形成の原理を説明する
概略断面図である。まず、記録媒体９の構成を説明す
る。記録媒体９としては透明基板１上にマスク層２を形
成し、ついで下部保護層３、記録層４、上部保護層５が
形成される。なお、透明基板１とマスク層２との間に保
護層を形成することもあり、また一般的に用いられてい
るような反射膜を形成しても良いことは言うまでもな
い。この記録媒体９上に、透明基板１側から光ピックア
ップ１０を介してレーザー光を照射する。マスク層２上
に形成された光スポット内における光量は正規分布であ
ると考えてよい。一般的には、光スポット内の光量分布
あるいは温度分布を利用しマスク層２における光スポッ
ト内中心部７の透過率を増大させることで開口を形成し
ている。このとき従来のマスク層２では、光スポット内
周縁部６は光が照射されていない領域（透過率が低い領
域）と同様に見なされる。本発明では、光非照射部にお
いても透過率が高いマスク層２を用いることを特徴とす
る。すなわち、光スポット内の領域において光照射によ
り透過率が減少することでマスクが形成され、さらに光
スポット内中心部７が昇温されるに応じて開口を形成
し、光スポット内周縁部６は開口を環状に取り巻くよう
なマスクとして作用する。したがって、開口とマスクが
セルフアラインに形成されるという特徴を有する。この
ような開口とマスクがセルフアラインに形成される開口
形成の原理を以下に説明する。
【００１４】図２（ａ）は本発明のマスク層２における
温度と抵抗率の関係を示し、図２（ｂ）は温度と透過率
の関係を示したものである。横軸に温度をとり、縦軸に
は図２（ａ）では抵抗率の対数を、図２（ｂ）では透過
率をとっている。図２（ａ）に示すように、Ｔｃより低
い温度では非常に抵抗率が大きい絶縁相であり、転移温
度（以下Ｔｃと呼ぶ）より高い温度では抵抗率が低下す
るものの、絶縁性は保たれており、図２（ｂ）に示すよ
うに、透過率の減少はさほど大きくはなく、光非照射部
においても透過率が高いマスク層２である。このＴｃ以
下の温度において、光照射による絶縁体金属転移が存在
する材料をマスク層２として用いる。例えばペロブスカ
イト構造の酸化物としてＰｒ1-xＣａxＭｎ1+yＯ3（ｘ＝
０．３〜０．５、ｙ＝０．０〜０．１）が知られてお
り、この材料系ではＣａドープ量ｘあるいはＭｎ量ｙを
増加させることで、室温付近から１００℃付近まで連続
的にＴｃを変えることが可能である。この他にも、Ｐｒ
1-xＣａxＭｎ1+yＯ3にＳｒをドープしたものや、Ｌａ
1-xＣａxＭｎ1+yＯ3（ｘ＝０．6〜０．7、ｙ＝０．０〜
０．１）などを用いることが可能である。
温度と抵抗率の関係を示し、図２（ｂ）は温度と透過率
の関係を示したものである。横軸に温度をとり、縦軸に
は図２（ａ）では抵抗率の対数を、図２（ｂ）では透過
率をとっている。図２（ａ）に示すように、Ｔｃより低
い温度では非常に抵抗率が大きい絶縁相であり、転移温
度（以下Ｔｃと呼ぶ）より高い温度では抵抗率が低下す
るものの、絶縁性は保たれており、図２（ｂ）に示すよ
うに、透過率の減少はさほど大きくはなく、光非照射部
においても透過率が高いマスク層２である。このＴｃ以
下の温度において、光照射による絶縁体金属転移が存在
する材料をマスク層２として用いる。例えばペロブスカ
イト構造の酸化物としてＰｒ1-xＣａxＭｎ1+yＯ3（ｘ＝
０．３〜０．５、ｙ＝０．０〜０．１）が知られてお
り、この材料系ではＣａドープ量ｘあるいはＭｎ量ｙを
増加させることで、室温付近から１００℃付近まで連続
的にＴｃを変えることが可能である。この他にも、Ｐｒ
1-xＣａxＭｎ1+yＯ3にＳｒをドープしたものや、Ｌａ
1-xＣａxＭｎ1+yＯ3（ｘ＝０．6〜０．7、ｙ＝０．０〜
０．１）などを用いることが可能である。
【００１５】図３（ａ）にはマスク層２に照射した光量
と抵抗率の関係を示し、図３（ｂ）には透過率と光量の
関係を示している。横軸に光量をとり、縦軸には図３
（ａ）では抵抗率の対数を、図３（ｂ）では透過率をと
っている。図３（ａ）に示すように光量を増やしていく
と、Ｐｔｈで急峻に抵抗率が５〜６桁も低下する。すな
わち、光照射による絶縁体から金属への転移が生じる。
さらに光量を増やしていくとマスク層２はＰｔｃにて急
峻に抵抗率が２〜３桁増加する。図２と図3とを比較し
て分かるように、単に温度をあげるだけでは、高い抵抗
率の絶縁相から抵抗率がやや劣る絶縁相への転移が、Ｔ
ｃにて得られるだけだが、光照射を行うことによって、
絶縁体から金属への転移、金属から絶縁体への転移、都
合２度の金属絶縁体転移を光量を増加させることで得ら
れることになる。この理由を図４を用いて説明する。図
４は、横軸に光量をとり、縦軸にマスク層２の温度をと
ったもので、マスク層２に照射した光量とマスク層の温
度の関係を示している。図４からわかるように、マスク
層２は光量に応じて昇温されることになるが光量Ｐｔｃ
以上においてはマスク層の温度がＴｃ以上になる。すな
わち、昇温により２度目の金属絶縁体転移が生じること
になる。これは、図２で示したように光量が増加するこ
とでマスク層２の温度がＴｃ以上になったために光照射
による絶縁体金属転移の結果生じた金属相が消失し、Ｔ
ｃより高温側での絶縁相が出現したと考えられる。一
方、図３（ｂ）に示したように透過率の変化は抵抗率の
変化と対応しており、Ｐｔｈ以上の光量照射による金属
相への転移に対応して透過率は減少し、Ｐｔｃ以上の光
量では透過率が再び増大している。したがって、マスク
層２にはＰｔｈ、Ｐｔｃ２つの光量の閾値が存在しその
閾値を境にして抵抗率及び透過率の急峻な変化が得られ
ることになる。続いて、上記マスク層２を形成した記録
媒体９上に光ビームを照射した際に、光スポット径内で
どのように変化が起こるかについて説明をすすめる。図
５は、光ピックアップ１０により記録媒体９上に照射さ
れた光スポット内の光量分布を示した。横軸にはトラッ
ク幅方向（ディスク半径方向に該当する）Ｘをとり、光
スポット中心を原点とし、縦軸には光量をとっている。
簡単のため光スポットは円であり、その光強度分布は正
規分布になると仮定している。Ｐｔｈは絶縁層から金属
相へ転移する光量閾値を示し、Ｐｔｃはマスク層２の温
度がＴｃ以上になり金属相からＴｃより高温側の絶縁相
になる光量閾値を示している。図５には光量分布に対応
する抵抗率及び透過率の変化をともに横軸をそろえて示
している。光スポット内中心部７は光量がＰｔｃ以上の
領域に対応し、Ｘ＝−Ｔｗ／２〜Ｔｗ／２と表される。
光スポット内周縁部６は光量がＰｔｈ以上かつＰｔｃ以
下の領域であり、Ｘ＝−Ｗ／２〜−Ｔｗ／２Ｗ／２と、
Ｔｗ／２〜Ｗ／２と表される。このようにして形成され
る、光スポット内中心部７と光スポット内周縁部６の性
質に注目してみると、光スポット内中心部７の透過率は
高く環状に形成された光スポット内周縁部６の透過率の
低い領域がとりまき、光スポット内周縁部６のさらに外
部では透過率が高くなっていることがわかる。したがっ
て、光スポットの光量をマスク層２が絶縁体から金属に
転移する閾値光量Ｐｔｈ以上にし、かつまた光スポット
内中心部７の温度が金属から絶縁体に転移する閾値温度
Ｔｃ以上になるように、すなわち光量分布が光スポット
内中心部７においてＰｔｃ以上になるように、光ビーム
を照射することにより、光スポット内中心部７は開口と
して作用し、光スポット内周縁部６はマスクとして作用
するため、光ビーム径よりも狭小なビットからの信号を
クロストークなく再生することが可能になる（超解像再
生）。この様子を図６に示したマスク層２の平面図によ
り再度説明する。図６中、点で示した領域は光照射によ
る金属相への転移が発生していないことを示している。
光スポット内周縁部６（マスク）はその径をＷと表して
おり、塗りつぶした環状領域にて示している。光スポッ
ト内中心部７（開口）はその径をＴｗと表しており白ぬ
きの円で示している。さらに、この光スポット内周縁部
６（マスク）の径は、ＰｔｈとＰｔｃを調整することに
より、光スポット径内の範囲で拡げたり狭めたりするこ
とが可能であり、また、光スポット内中心部７（開口）
もＰｔｃを調整することによりその径を制御することが
可能である。上述のように、本発明によるマスク層を用
いることで光スポットを減少させずとも開口とマスクを
セルフアラインに形成しクロストークなく高密度再生が
可能な光記録媒体及びその再生方法が実現できる。
と抵抗率の関係を示し、図３（ｂ）には透過率と光量の
関係を示している。横軸に光量をとり、縦軸には図３
（ａ）では抵抗率の対数を、図３（ｂ）では透過率をと
っている。図３（ａ）に示すように光量を増やしていく
と、Ｐｔｈで急峻に抵抗率が５〜６桁も低下する。すな
わち、光照射による絶縁体から金属への転移が生じる。
さらに光量を増やしていくとマスク層２はＰｔｃにて急
峻に抵抗率が２〜３桁増加する。図２と図3とを比較し
て分かるように、単に温度をあげるだけでは、高い抵抗
率の絶縁相から抵抗率がやや劣る絶縁相への転移が、Ｔ
ｃにて得られるだけだが、光照射を行うことによって、
絶縁体から金属への転移、金属から絶縁体への転移、都
合２度の金属絶縁体転移を光量を増加させることで得ら
れることになる。この理由を図４を用いて説明する。図
４は、横軸に光量をとり、縦軸にマスク層２の温度をと
ったもので、マスク層２に照射した光量とマスク層の温
度の関係を示している。図４からわかるように、マスク
層２は光量に応じて昇温されることになるが光量Ｐｔｃ
以上においてはマスク層の温度がＴｃ以上になる。すな
わち、昇温により２度目の金属絶縁体転移が生じること
になる。これは、図２で示したように光量が増加するこ
とでマスク層２の温度がＴｃ以上になったために光照射
による絶縁体金属転移の結果生じた金属相が消失し、Ｔ
ｃより高温側での絶縁相が出現したと考えられる。一
方、図３（ｂ）に示したように透過率の変化は抵抗率の
変化と対応しており、Ｐｔｈ以上の光量照射による金属
相への転移に対応して透過率は減少し、Ｐｔｃ以上の光
量では透過率が再び増大している。したがって、マスク
層２にはＰｔｈ、Ｐｔｃ２つの光量の閾値が存在しその
閾値を境にして抵抗率及び透過率の急峻な変化が得られ
ることになる。続いて、上記マスク層２を形成した記録
媒体９上に光ビームを照射した際に、光スポット径内で
どのように変化が起こるかについて説明をすすめる。図
５は、光ピックアップ１０により記録媒体９上に照射さ
れた光スポット内の光量分布を示した。横軸にはトラッ
ク幅方向（ディスク半径方向に該当する）Ｘをとり、光
スポット中心を原点とし、縦軸には光量をとっている。
簡単のため光スポットは円であり、その光強度分布は正
規分布になると仮定している。Ｐｔｈは絶縁層から金属
相へ転移する光量閾値を示し、Ｐｔｃはマスク層２の温
度がＴｃ以上になり金属相からＴｃより高温側の絶縁相
になる光量閾値を示している。図５には光量分布に対応
する抵抗率及び透過率の変化をともに横軸をそろえて示
している。光スポット内中心部７は光量がＰｔｃ以上の
領域に対応し、Ｘ＝−Ｔｗ／２〜Ｔｗ／２と表される。
光スポット内周縁部６は光量がＰｔｈ以上かつＰｔｃ以
下の領域であり、Ｘ＝−Ｗ／２〜−Ｔｗ／２Ｗ／２と、
Ｔｗ／２〜Ｗ／２と表される。このようにして形成され
る、光スポット内中心部７と光スポット内周縁部６の性
質に注目してみると、光スポット内中心部７の透過率は
高く環状に形成された光スポット内周縁部６の透過率の
低い領域がとりまき、光スポット内周縁部６のさらに外
部では透過率が高くなっていることがわかる。したがっ
て、光スポットの光量をマスク層２が絶縁体から金属に
転移する閾値光量Ｐｔｈ以上にし、かつまた光スポット
内中心部７の温度が金属から絶縁体に転移する閾値温度
Ｔｃ以上になるように、すなわち光量分布が光スポット
内中心部７においてＰｔｃ以上になるように、光ビーム
を照射することにより、光スポット内中心部７は開口と
して作用し、光スポット内周縁部６はマスクとして作用
するため、光ビーム径よりも狭小なビットからの信号を
クロストークなく再生することが可能になる（超解像再
生）。この様子を図６に示したマスク層２の平面図によ
り再度説明する。図６中、点で示した領域は光照射によ
る金属相への転移が発生していないことを示している。
光スポット内周縁部６（マスク）はその径をＷと表して
おり、塗りつぶした環状領域にて示している。光スポッ
ト内中心部７（開口）はその径をＴｗと表しており白ぬ
きの円で示している。さらに、この光スポット内周縁部
６（マスク）の径は、ＰｔｈとＰｔｃを調整することに
より、光スポット径内の範囲で拡げたり狭めたりするこ
とが可能であり、また、光スポット内中心部７（開口）
もＰｔｃを調整することによりその径を制御することが
可能である。上述のように、本発明によるマスク層を用
いることで光スポットを減少させずとも開口とマスクを
セルフアラインに形成しクロストークなく高密度再生が
可能な光記録媒体及びその再生方法が実現できる。
【００１６】また、本マスク層２における急峻な抵抗率
及び透過率の変化は、金属絶縁体転移が急峻に起こるこ
とにより得られると考えられるが、金属絶縁体転移は固
相−固相間の相転移であるため、繰り返し特性において
も高い信頼性が得られる。また、既に例示したようにＴ
ｃが（室温よりは高く）十分低く設定できるため低光パ
ワーで開口を形成可能であり、再生破壊などの問題もな
い。
及び透過率の変化は、金属絶縁体転移が急峻に起こるこ
とにより得られると考えられるが、金属絶縁体転移は固
相−固相間の相転移であるため、繰り返し特性において
も高い信頼性が得られる。また、既に例示したようにＴ
ｃが（室温よりは高く）十分低く設定できるため低光パ
ワーで開口を形成可能であり、再生破壊などの問題もな
い。
【００１７】さらに、この金属絶縁体転移は極めて高速
に（ｎｓｅｃ以下で）発生するために、高速な記録再生
が求められる光メモリのマスク層２として十分に速い応
答速度が得られるという特徴を有する。 （ｂ）Ｓ／Ｎ向上の原理 マスク層を用いた超解像技術において問題となるＳ／Ｎ
低下の原因としては、ビットサイズが小さくなることに
よるＳ（信号量）自体の低下もあるが、マスク層を用い
ることによるＮ（ノイズ）がＳ／Ｎ低下の大きな原因で
あることを見い出した。従来技術に示したように、マス
ク層としては、ガラス系の透過率の高いものと、金属系
の透過率の低いものがあるが、透過率の高いガラスでは
マスクを通した記録層からの反射光がノイズとして大き
くなり、透過率の低い金属系ではマスク表面からの反射
光がノイズとして大きな要因になる。
に（ｎｓｅｃ以下で）発生するために、高速な記録再生
が求められる光メモリのマスク層２として十分に速い応
答速度が得られるという特徴を有する。 （ｂ）Ｓ／Ｎ向上の原理 マスク層を用いた超解像技術において問題となるＳ／Ｎ
低下の原因としては、ビットサイズが小さくなることに
よるＳ（信号量）自体の低下もあるが、マスク層を用い
ることによるＮ（ノイズ）がＳ／Ｎ低下の大きな原因で
あることを見い出した。従来技術に示したように、マス
ク層としては、ガラス系の透過率の高いものと、金属系
の透過率の低いものがあるが、透過率の高いガラスでは
マスクを通した記録層からの反射光がノイズとして大き
くなり、透過率の低い金属系ではマスク表面からの反射
光がノイズとして大きな要因になる。
【００１８】以下に、本発明のマスク層では上記原因に
よるノイズが低減可能であることを説明する。図７は、
横軸に光の波長を、縦軸に反射率をとっており、光照射
により金属相へ転移したすなわちマスク部での反射率を
示している。反射率はRと示した。光記録で使用される
半導体レーザの波長は、主に400〜780ｎｍの間にあり、
少なくともこの波長範囲においては反射率は低くかつ一
定であることがわかる。例えば、上記のPr1-xＣａxＭｎ
1+yＯ3では反射率は２０％以下と十分に低い一定値を示
す。すなわち、開口を取り巻く環状のマスクでは透過率
が低いことは勿論だが、反射率も遷移金属などにくらべ
て十分に低いことがわかる。また、光照射により転移し
た金属相では透過率が低いのみならず、反射率までもが
低いため、マスク層としてノイズの原因たる記録層から
の反射光やマスク層表面からの反射光が低減され、Ｓ／
Ｎを向上させることが可能になる。さらに、２つの光量
閾値ＰｔｈとＰｔｃを調整することにより、マスクの大
きさを制御できることも光スポット内における不要な反
射光量を低減するに適しており、Ｓ／Ｎ向上に有効であ
る。さらに、マスク部での反射率は光記録で使用される
半導体レーザの波長範囲において一定であることから、
光記録の異なる波長を用いた光記録装置のマスク層とし
ても有用である。 （ｃ）近接場光再生におけるＳ／Ｎ増強の原理 続いて、Ｓ／Ｎ低下の問題がより深刻となる近接場光記
録再生におけるＳ／Ｎ増強の原理について説明する。上
記の「（ｂ）Ｓ／Ｎ向上の原理」においては、主にノイ
ズを低減することでＳ／Ｎを向上する手段を説明した
が、近接場光を用いる光記録においては超高密度記録が
期待されており、想定されるビットサイズが１００ｎｍ
以下と小さいことから、信号量自体が小さくなることに
加え、近接場光発生の効率（例えば、入射光強度に対す
る近接場光強度で表される）が約１０ ?3程度と著しく低
く、検出される近接場光の強度は輪をかけて小さくなる
ために、信号（Ｓ）自体を増幅することが近接場光記録
を実現するには不可欠となる。まず、近接場光を用いた
信号再生の従来例について図９を用いて説明する。ここ
では簡単のため、記録媒体９としてマスク層２、下部保
護層３、記録層４、上部保護層５を拡大した概略断面図
を図９（ａ）にマスク層２の平面図を図９（ｂ）に示
す。記録層４には相変化材料Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5を、マス
ク層２にはアンチモン膜を使用している。アンチモン膜
にレーザー光を照射することにより光スポット内中心部
７の高温部分が溶融し不透明から透明に変化する。これ
によりマスク層２に光の回折限界以下のサイズの開口が
発生し、記録層４の記録ビット８を読み出す。このと
き、下部保護層３の厚みは開口を介して発生した近接場
光１２が記録層４に到達するように膜厚を設定してい
る。これにより、１００nm以下の記録マークを再生でき
るとしている。しかしながら、このようにして読み出さ
れた再生信号は上述のような理由により非常に小さいた
めに、狭小なビットを形成できるにもかかわらず高密度
記録を実現するうえで大きな問題となる。近接場光を増
強する手法としては、赤外吸収の実験などにおいてよく
知られているレーザー光と金属との共鳴による増幅を利
用することが考えられるが、従来例に示したような開口
を取り巻くマスク部が一様に拡がるマスク構造を用いる
限り、素励起１１を励起できない、あるいは励起効率が
非常に小さく、また励起できたとしても一様なマスク領
域へ素励起１１が散逸してしまうために近接場光を増幅
することができないと考えられる。次に本発明のマスク
層２による近接場光増幅の原理について説明する。図８
には図９と同様に、記録媒体９としてマスク層２、下部
保護層３、記録層４、上部保護層５を拡大した断面図を
図８（ａ）にマスク層２の平面図を図８（ｂ）に示し
た。ここで、従来例のマスクと大きく異なる点はマスク
層２に形成されるマスク部が一様ではなく、開口を取り
巻く環状に形成されていることである。このようにして
形成される開口とマスクは、図５に示したように開口部
の抵抗率は高く環状の低抵抗率領域が取り囲み、その外
部では抵抗率が高い構造になることがわかる。すなわ
ち、光スポット内周縁領域６からなるマスク部はその内
側領域、外側領域ともに高抵抗率の領域によって囲まれ
ている。また、下部の保護膜として絶縁膜を用い、絶縁
性の透明基板１を用いることで低抵抗領域が環状に形成
されることになる。このように低抵抗領域、すなわち金
属領域を環状に形成することにより、マスク部において
レーザー光との共鳴によるプラズモンなどの素励起１１
を励起させることが可能となり、この素励起１１がどの
ようなモードであるかは明確にはされてはいないが、こ
の環状のマスク領域に閉じ込められることで局在した大
きな電磁場が、開口を介して形成される近接場光と相互
作用することにより近接場光の強度を著しく増幅する。
このようにマスク領域が開口を取り巻き環状に形成され
ることにより、この環状のマスク部に励起される局在し
た電磁場を近接場光の増幅に用いることが可能になり近
接場光を用いた再生においてＳ／Ｎの増強が可能になる
ため高密度光記録が実現できる。また、この局在した電
磁場は環状の領域のサイズにも依存すると考えられる
が、本発明では、マスク部の領域をＰｔｈ、Ｐｔｃとマ
スク層２の膜厚により調整可能であることから、近接場
光の増幅に適したようにマスクを設計することが可能で
あるという特徴を有する。 （ｄ）再生例 続いて、本発明の超解像技術を用いた再生例について説
明する。まず、光記録媒体の構造について簡単に説明す
る。2.5インチφ（外径６５、内径２０、厚さ０．６３
５ｍｍ）のサファイア単結晶透明基板上に、マスク層と
してＰｒ1-xＣａxＭｎ1+yＯ3が２０ｎｍの膜厚で形成さ
れる。このマスク層の上部に下部保護層としてＳｉＯ2
？ＺｎＳ膜（膜厚８０ｎｍ）、記録層としてＧｅＳｂＴ
ｅ膜（膜厚２０ｎｍ）、上部保護層としてＳｉＯ2？Ｚ
ｎＳ膜（膜厚８０ｎｍ）が形成される。マスク層は、Ｔ
ｃとして約８０℃を示す。これは抵抗率の温度依存性を
測定することにより確かめた。サファイア単結晶透明基
板を用いたのは、透明基板であり、熱伝導率、耐熱性が
高く、かつ平滑な単結晶透明基板であることに加えて、
酸化物単結晶であることから同じく酸化物からなるマス
ク層を結晶性よく成長させるに適しているからである。
また、基板とマスク層との間に保護層が形成されたり、
上部保護層上に反射膜が形成されることもある。
よるノイズが低減可能であることを説明する。図７は、
横軸に光の波長を、縦軸に反射率をとっており、光照射
により金属相へ転移したすなわちマスク部での反射率を
示している。反射率はRと示した。光記録で使用される
半導体レーザの波長は、主に400〜780ｎｍの間にあり、
少なくともこの波長範囲においては反射率は低くかつ一
定であることがわかる。例えば、上記のPr1-xＣａxＭｎ
1+yＯ3では反射率は２０％以下と十分に低い一定値を示
す。すなわち、開口を取り巻く環状のマスクでは透過率
が低いことは勿論だが、反射率も遷移金属などにくらべ
て十分に低いことがわかる。また、光照射により転移し
た金属相では透過率が低いのみならず、反射率までもが
低いため、マスク層としてノイズの原因たる記録層から
の反射光やマスク層表面からの反射光が低減され、Ｓ／
Ｎを向上させることが可能になる。さらに、２つの光量
閾値ＰｔｈとＰｔｃを調整することにより、マスクの大
きさを制御できることも光スポット内における不要な反
射光量を低減するに適しており、Ｓ／Ｎ向上に有効であ
る。さらに、マスク部での反射率は光記録で使用される
半導体レーザの波長範囲において一定であることから、
光記録の異なる波長を用いた光記録装置のマスク層とし
ても有用である。 （ｃ）近接場光再生におけるＳ／Ｎ増強の原理 続いて、Ｓ／Ｎ低下の問題がより深刻となる近接場光記
録再生におけるＳ／Ｎ増強の原理について説明する。上
記の「（ｂ）Ｓ／Ｎ向上の原理」においては、主にノイ
ズを低減することでＳ／Ｎを向上する手段を説明した
が、近接場光を用いる光記録においては超高密度記録が
期待されており、想定されるビットサイズが１００ｎｍ
以下と小さいことから、信号量自体が小さくなることに
加え、近接場光発生の効率（例えば、入射光強度に対す
る近接場光強度で表される）が約１０ ?3程度と著しく低
く、検出される近接場光の強度は輪をかけて小さくなる
ために、信号（Ｓ）自体を増幅することが近接場光記録
を実現するには不可欠となる。まず、近接場光を用いた
信号再生の従来例について図９を用いて説明する。ここ
では簡単のため、記録媒体９としてマスク層２、下部保
護層３、記録層４、上部保護層５を拡大した概略断面図
を図９（ａ）にマスク層２の平面図を図９（ｂ）に示
す。記録層４には相変化材料Ｇｅ2Ｓｂ2Ｔｅ5を、マス
ク層２にはアンチモン膜を使用している。アンチモン膜
にレーザー光を照射することにより光スポット内中心部
７の高温部分が溶融し不透明から透明に変化する。これ
によりマスク層２に光の回折限界以下のサイズの開口が
発生し、記録層４の記録ビット８を読み出す。このと
き、下部保護層３の厚みは開口を介して発生した近接場
光１２が記録層４に到達するように膜厚を設定してい
る。これにより、１００nm以下の記録マークを再生でき
るとしている。しかしながら、このようにして読み出さ
れた再生信号は上述のような理由により非常に小さいた
めに、狭小なビットを形成できるにもかかわらず高密度
記録を実現するうえで大きな問題となる。近接場光を増
強する手法としては、赤外吸収の実験などにおいてよく
知られているレーザー光と金属との共鳴による増幅を利
用することが考えられるが、従来例に示したような開口
を取り巻くマスク部が一様に拡がるマスク構造を用いる
限り、素励起１１を励起できない、あるいは励起効率が
非常に小さく、また励起できたとしても一様なマスク領
域へ素励起１１が散逸してしまうために近接場光を増幅
することができないと考えられる。次に本発明のマスク
層２による近接場光増幅の原理について説明する。図８
には図９と同様に、記録媒体９としてマスク層２、下部
保護層３、記録層４、上部保護層５を拡大した断面図を
図８（ａ）にマスク層２の平面図を図８（ｂ）に示し
た。ここで、従来例のマスクと大きく異なる点はマスク
層２に形成されるマスク部が一様ではなく、開口を取り
巻く環状に形成されていることである。このようにして
形成される開口とマスクは、図５に示したように開口部
の抵抗率は高く環状の低抵抗率領域が取り囲み、その外
部では抵抗率が高い構造になることがわかる。すなわ
ち、光スポット内周縁領域６からなるマスク部はその内
側領域、外側領域ともに高抵抗率の領域によって囲まれ
ている。また、下部の保護膜として絶縁膜を用い、絶縁
性の透明基板１を用いることで低抵抗領域が環状に形成
されることになる。このように低抵抗領域、すなわち金
属領域を環状に形成することにより、マスク部において
レーザー光との共鳴によるプラズモンなどの素励起１１
を励起させることが可能となり、この素励起１１がどの
ようなモードであるかは明確にはされてはいないが、こ
の環状のマスク領域に閉じ込められることで局在した大
きな電磁場が、開口を介して形成される近接場光と相互
作用することにより近接場光の強度を著しく増幅する。
このようにマスク領域が開口を取り巻き環状に形成され
ることにより、この環状のマスク部に励起される局在し
た電磁場を近接場光の増幅に用いることが可能になり近
接場光を用いた再生においてＳ／Ｎの増強が可能になる
ため高密度光記録が実現できる。また、この局在した電
磁場は環状の領域のサイズにも依存すると考えられる
が、本発明では、マスク部の領域をＰｔｈ、Ｐｔｃとマ
スク層２の膜厚により調整可能であることから、近接場
光の増幅に適したようにマスクを設計することが可能で
あるという特徴を有する。 （ｄ）再生例 続いて、本発明の超解像技術を用いた再生例について説
明する。まず、光記録媒体の構造について簡単に説明す
る。2.5インチφ（外径６５、内径２０、厚さ０．６３
５ｍｍ）のサファイア単結晶透明基板上に、マスク層と
してＰｒ1-xＣａxＭｎ1+yＯ3が２０ｎｍの膜厚で形成さ
れる。このマスク層の上部に下部保護層としてＳｉＯ2
？ＺｎＳ膜（膜厚８０ｎｍ）、記録層としてＧｅＳｂＴ
ｅ膜（膜厚２０ｎｍ）、上部保護層としてＳｉＯ2？Ｚ
ｎＳ膜（膜厚８０ｎｍ）が形成される。マスク層は、Ｔ
ｃとして約８０℃を示す。これは抵抗率の温度依存性を
測定することにより確かめた。サファイア単結晶透明基
板を用いたのは、透明基板であり、熱伝導率、耐熱性が
高く、かつ平滑な単結晶透明基板であることに加えて、
酸化物単結晶であることから同じく酸化物からなるマス
ク層を結晶性よく成長させるに適しているからである。
また、基板とマスク層との間に保護層が形成されたり、
上部保護層上に反射膜が形成されることもある。
【００１９】評価に用いた装置は図１に示すように、こ
の記録媒体９上に透明基板１側から光ピックアップ１０
を介してレーザー光を照射する構成とした。光ピックア
ップ１０としては波長６５０ｎｍ、トラック幅方向のビ
ーム径１．１μｍのものを用いている。上記の光ピック
アップ１０を用いて上記の記録媒体９に光照射を行い、
光ビームの出力を変化させながら記録ビットからの信号
再生を試みた。光ビームのパワーが１ｍＷにおいては、
検出光量は多いがクロストークが大きくなった。これは
１ｍＷの光ビームのパワーではマスクが形成されていな
いためと考えられる。光ビームパワーを増加させていく
と、１．２ｍＷにおいて検出光量が急激に低下した。す
なわち、マスクが形成されたと考えられる。このとき、
信号自体も検出されなくなったことから開口はまだ形成
されていないと考えられる。さらに１．５ｍＷに増加さ
せると、検出光量の増加とともに、信号量も増加した。
すなわち、光スポット内中心部において温度がＴｃ以上
に上昇し開口が形成されはじめたと考えられる。２ｍＷ
までは光ビームパワーに比例して検出光量は増大ととも
に信号が増加した。なお、このとき、ノイズレベルは低
く、信号増加がＳ／Ｎ増加に寄与することが確認され
た。さらに、２ｍＷ以上からはクロストークの増加がみ
られさらに光ビームのパワーを増加すると１ｍＷのパワ
ーで光ビームを照射したときと同じようにクロストーク
が大きくなった。これは光スポット内全ての領域でＴｃ
以上に昇温され、マスクが消失したと考えられる。続い
て、近接場光再生を行うために下部保護層の膜厚を１５
ｎｍと薄くしてマスク層から記録層までの厚みを近接場
光が十分に到達できるようにした以外は同じ構成からな
る記録媒体を用いて１００ｎｍのサイズからなる記録ビ
ットの再生を試みた。光ビームパワーが１．２ｍＷにお
いて検出光量が急激に低下しマスク層が形成された後、
光ビームパワーを増加させ１．５ｍＷにて検出光量の増
加とともに信号が検出されはじめた。さらに光ビームパ
ワーを増加させると１．６ｍＷ？１．８ｍＷにおいて急
激に信号が増大する現象が確認された。１．８ｍＷ以上
ではクロストークが大きくなり２ｍＷでは信号検出がで
きなくなった。これは、開口径が光ビームパワーととも
に増大し、マスクである環状の低抵抗領域のサイズが一
定の大きさになったときに急激に信号が増加したことを
表しており、この環状の低抵抗領域が近接場光を増幅し
たと考えられる。また、再生を繰り返し行うことによる
信号強度の低下やジッターの増加などは見られず、再生
破壊や繰り返し特性においても問題がないことが確認さ
れた。以上述べたように、本発明により、高い信頼性の
もとに、光スポットよりも狭小なビットからの信号をＳ
／Ｎよく再生することが可能となり、近接場光を用いた
場合にも信号増幅できることから光スポットを減少させ
ずとも高密度な記録再生が可能な光記録媒体が実現され
る。また、ここでは波長６５０ｎｍの半導体レーザーを
光源に用いたが、これに限られることなく、７８０ｎｍ
や６３５ｎｍ、４００ｎｍなどの光源を用いても同様に
開口およびマスクが形成され高密度記録の再生が可能で
ある。
の記録媒体９上に透明基板１側から光ピックアップ１０
を介してレーザー光を照射する構成とした。光ピックア
ップ１０としては波長６５０ｎｍ、トラック幅方向のビ
ーム径１．１μｍのものを用いている。上記の光ピック
アップ１０を用いて上記の記録媒体９に光照射を行い、
光ビームの出力を変化させながら記録ビットからの信号
再生を試みた。光ビームのパワーが１ｍＷにおいては、
検出光量は多いがクロストークが大きくなった。これは
１ｍＷの光ビームのパワーではマスクが形成されていな
いためと考えられる。光ビームパワーを増加させていく
と、１．２ｍＷにおいて検出光量が急激に低下した。す
なわち、マスクが形成されたと考えられる。このとき、
信号自体も検出されなくなったことから開口はまだ形成
されていないと考えられる。さらに１．５ｍＷに増加さ
せると、検出光量の増加とともに、信号量も増加した。
すなわち、光スポット内中心部において温度がＴｃ以上
に上昇し開口が形成されはじめたと考えられる。２ｍＷ
までは光ビームパワーに比例して検出光量は増大ととも
に信号が増加した。なお、このとき、ノイズレベルは低
く、信号増加がＳ／Ｎ増加に寄与することが確認され
た。さらに、２ｍＷ以上からはクロストークの増加がみ
られさらに光ビームのパワーを増加すると１ｍＷのパワ
ーで光ビームを照射したときと同じようにクロストーク
が大きくなった。これは光スポット内全ての領域でＴｃ
以上に昇温され、マスクが消失したと考えられる。続い
て、近接場光再生を行うために下部保護層の膜厚を１５
ｎｍと薄くしてマスク層から記録層までの厚みを近接場
光が十分に到達できるようにした以外は同じ構成からな
る記録媒体を用いて１００ｎｍのサイズからなる記録ビ
ットの再生を試みた。光ビームパワーが１．２ｍＷにお
いて検出光量が急激に低下しマスク層が形成された後、
光ビームパワーを増加させ１．５ｍＷにて検出光量の増
加とともに信号が検出されはじめた。さらに光ビームパ
ワーを増加させると１．６ｍＷ？１．８ｍＷにおいて急
激に信号が増大する現象が確認された。１．８ｍＷ以上
ではクロストークが大きくなり２ｍＷでは信号検出がで
きなくなった。これは、開口径が光ビームパワーととも
に増大し、マスクである環状の低抵抗領域のサイズが一
定の大きさになったときに急激に信号が増加したことを
表しており、この環状の低抵抗領域が近接場光を増幅し
たと考えられる。また、再生を繰り返し行うことによる
信号強度の低下やジッターの増加などは見られず、再生
破壊や繰り返し特性においても問題がないことが確認さ
れた。以上述べたように、本発明により、高い信頼性の
もとに、光スポットよりも狭小なビットからの信号をＳ
／Ｎよく再生することが可能となり、近接場光を用いた
場合にも信号増幅できることから光スポットを減少させ
ずとも高密度な記録再生が可能な光記録媒体が実現され
る。また、ここでは波長６５０ｎｍの半導体レーザーを
光源に用いたが、これに限られることなく、７８０ｎｍ
や６３５ｎｍ、４００ｎｍなどの光源を用いても同様に
開口およびマスクが形成され高密度記録の再生が可能で
ある。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、マスク層の透過率が光
照射により減少し昇温により増大することで、光量の調
整により透過率の高い領域を取り囲むように透過率の低
い領域を形成することが可能となる。また、記録媒体上
に形成される光スポットの光量をマスク層が絶縁体から
金属に転移する閾値光量以上にし、光スポット内中心部
の温度がマスク層の閾値温度Ｔｃ以上になるようにする
ことにより光スポット内において開口とマスクをセルフ
アラインに形成し光スポットよりも狭小なビットからの
信号をクロストークなく再生することが可能となる。さ
らに、光スポット内周縁部に形成されるマスクの反射率
を低くすることで、マスク部からの透過光、反射光に起
因するノイズを低減することが可能となる。また、マス
ク層の透過率及び抵抗率変化が閾値をもつことから開
口、マスクが急峻に形成されることになる。さらに、マ
スク層の透過率変化及び抵抗率変化が金属絶縁体転移に
より誘起されるものであることから十分に速く開口が形
成され、かつまた信頼性の高い光記録媒体が得られる。
また、光スポット内中心部の抵抗率が高く、光スポット
内周縁部の抵抗率を低くすることで、マスク部が環状の
低抵抗領域になるため、光スポット内中心部の開口を介
して発生する近接場光を増幅し、近接場光を用いたより
高密度の記録再生が可能となる。
照射により減少し昇温により増大することで、光量の調
整により透過率の高い領域を取り囲むように透過率の低
い領域を形成することが可能となる。また、記録媒体上
に形成される光スポットの光量をマスク層が絶縁体から
金属に転移する閾値光量以上にし、光スポット内中心部
の温度がマスク層の閾値温度Ｔｃ以上になるようにする
ことにより光スポット内において開口とマスクをセルフ
アラインに形成し光スポットよりも狭小なビットからの
信号をクロストークなく再生することが可能となる。さ
らに、光スポット内周縁部に形成されるマスクの反射率
を低くすることで、マスク部からの透過光、反射光に起
因するノイズを低減することが可能となる。また、マス
ク層の透過率及び抵抗率変化が閾値をもつことから開
口、マスクが急峻に形成されることになる。さらに、マ
スク層の透過率変化及び抵抗率変化が金属絶縁体転移に
より誘起されるものであることから十分に速く開口が形
成され、かつまた信頼性の高い光記録媒体が得られる。
また、光スポット内中心部の抵抗率が高く、光スポット
内周縁部の抵抗率を低くすることで、マスク部が環状の
低抵抗領域になるため、光スポット内中心部の開口を介
して発生する近接場光を増幅し、近接場光を用いたより
高密度の記録再生が可能となる。
【図１】本発明の光記録媒体と開口形成の原理を説明す
る概略断面図である。
る概略断面図である。
【図２】（ａ）はマスク層２における温度と抵抗率の関
係を示し、（ｂ）は温度と透過率の関係を示した図であ
る。
係を示し、（ｂ）は温度と透過率の関係を示した図であ
る。
【図３】（ａ）はマスク層２に照射した光量と抵抗率の
関係を示し、（ｂ）は光量と透過率の関係を示した図で
ある。
関係を示し、（ｂ）は光量と透過率の関係を示した図で
ある。
【図４】マスク層２に照射した光量とマスク層の温度の
関係を示した図である。
関係を示した図である。
【図５】光ピックアップ１０により記録媒体９上に照射
された光スポット内の光量分布を示した概略図である。
された光スポット内の光量分布を示した概略図である。
【図６】マスク層２における開口とマスクとの関係を示
す平面図である。
す平面図である。
【図７】光照射により金属相へ転移したマスク部での反
射率の波長依存性を示す図である。
射率の波長依存性を示す図である。
【図８】（ａ）本発明の近接場光増幅の原理を説明する
拡大概略断面図であり、（ｂ）概略平面図である。
拡大概略断面図であり、（ｂ）概略平面図である。
【図９】（ａ）近接場光を用いた光記録の従来例を示す
拡大概略断面図であり、（ｂ）概略平面図である。
拡大概略断面図であり、（ｂ）概略平面図である。
１ 透明基板 ２ マスク層 ３ 下部保護層 ４ 記録層 ５ 上部保護層 ６ 光スポット周縁部 ７ 光スポット中心部 ８ 記録ビット ９ 記録媒体（ディスク） １０ 光ピックアップ １１ 素励起 １２ 近接場光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤 寛 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 小嶋 邦男 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 片山 博之 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 5D029 MA39 5D090 AA01 BB05 CC04 CC14 DD02 FF11 KK03
Claims (6)
- 【請求項１】 基板上に記録層とマスク層とを備えた光
記録媒体において、前記マスク層の光透過率が光照射に
より減少し、昇温により増大するマスク層であることを
特徴とする光記録媒体。 - 【請求項２】 請求項１記載の光記録媒体において、前
記マスク層が照射された光の光量に対して閾値を有し、
照射された光の光スポット内中心部の光透過率が、光ス
ポット内周縁部の透過率より高く、光非照射部の透過率
より低く設定されたマスク層であることを特徴とする光
記録媒体。 - 【請求項３】 請求項１記載の光記録媒体において、前
記マスク層が照射された光の光量に対して閾値を有し、
照射された光の光スポット内中心部の抵抗率が、光スポ
ット内周縁部の抵抗率より高く、光非照射部の抵抗率よ
り低く設定されたマスク層であることを特徴とする光記
録媒体。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３記載の光記録媒体
において、前記マスク層の透過率及び抵抗率変化が、金
属絶縁体転移により誘起されることを特徴とする光記録
媒体。 - 【請求項５】 基板上に、記録層とマスク層とを備えた
光記録媒体であって、該マスク層の透過率が光照射によ
り減少し、昇温により増大する光記録媒体に、光を照射
しながら情報を再生する方法において、前記マスク層に
照射される光の光スポットの光量を、マスク層が絶縁体
から金属に転移する閾値光量以上にし、かつ、光スポッ
ト中心部の温度が金属から絶縁体に転移する閾値温度以
上に設定することを特徴とする光記録媒体の再生方法。 - 【請求項６】 基板上に、記録層とマスク層とを備えた
光記録媒体であって、該マスク層の透過率が光照射によ
り減少し、昇温により増大する光記録媒体に、近接場光
を用いて情報を再生する方法において、光スポット中心
部の開口を介して発生した近接場光を開口周囲に形成さ
れた環状の低抵抗領域により増強することを特徴とする
光記録媒体の再生方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11230204A JP2001056961A (ja) | 1999-08-17 | 1999-08-17 | 光記録媒体及びその再生方法 |
| US09/632,655 US6667146B1 (en) | 1999-08-17 | 2000-08-04 | Optical recording medium and reproducing method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11230204A JP2001056961A (ja) | 1999-08-17 | 1999-08-17 | 光記録媒体及びその再生方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001056961A true JP2001056961A (ja) | 2001-02-27 |
Family
ID=16904217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11230204A Pending JP2001056961A (ja) | 1999-08-17 | 1999-08-17 | 光記録媒体及びその再生方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6667146B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001056961A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002160923A (ja) * | 2000-11-24 | 2002-06-04 | Japan Science & Technology Corp | マンガン酸化物の光の透過率・電気的伝導率の制御方法 |
| WO2003075268A1 (en) * | 2002-03-05 | 2003-09-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical information recording medium |
| JP2006003552A (ja) * | 2004-06-16 | 2006-01-05 | Mitsubishi Chemicals Corp | 発光装置 |
| US7556912B2 (en) | 2003-06-06 | 2009-07-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical information recording medium, reproducting method using the same, and optical information processing device |
| US7682678B2 (en) | 2003-06-06 | 2010-03-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical information recording medium, recording and readout methods using the same, optical information recording device, and optical information readout device |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4073569B2 (ja) * | 1999-02-03 | 2008-04-09 | セイコーインスツル株式会社 | 近視野光を利用して再生可能な記録媒体 |
| WO2004102543A2 (en) * | 2003-05-19 | 2004-11-25 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Record carrier for the optical storage and retrieval of information |
| JP2005062807A (ja) * | 2003-07-29 | 2005-03-10 | Canon Inc | トナー |
| EP1930299A4 (en) * | 2005-09-28 | 2009-12-02 | Nec Corp | PHASE CHANGE SUBSTANCE AND HEAT REGULATION DEVICE |
| EP1912216A1 (en) * | 2006-10-13 | 2008-04-16 | Thomson Holding Germany GmbH & Co. OHG | Optical storage medium comprising a mask layer with a super resolution near field structure |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3671122D1 (de) * | 1985-02-22 | 1990-06-13 | Asahi Chemical Ind | Informationsaufzeichnungsmedium. |
| JPH05286249A (ja) * | 1992-02-10 | 1993-11-02 | Hitachi Ltd | 情報記録用媒体 |
| JPH06111369A (ja) * | 1992-08-11 | 1994-04-22 | Hitachi Ltd | 情報の記録用部材および記録再生方法 |
| JPH06164577A (ja) | 1992-11-24 | 1994-06-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 通信方式 |
| JPH07169057A (ja) * | 1993-12-16 | 1995-07-04 | Sanyo Electric Co Ltd | 光記録媒体及びその記録再生方法 |
| US5529864A (en) * | 1993-12-16 | 1996-06-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical recording medium having mask layer |
| JPH07262617A (ja) * | 1994-03-24 | 1995-10-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 光記録媒体及びその再生方法 |
| JPH08203122A (ja) * | 1995-01-30 | 1996-08-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 光記録媒体とその再生方法 |
| JPH08315419A (ja) * | 1995-05-17 | 1996-11-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 光記録媒体 |
| JP3012902B2 (ja) * | 1997-03-18 | 2000-02-28 | 工業技術院長 | 光誘起相転移を用いたスイッチング素子及びメモリー素子 |
| JPH10269627A (ja) * | 1997-03-21 | 1998-10-09 | Toshiba Corp | 光記録媒体および超解像再生方法 |
| JPH10340482A (ja) * | 1997-06-09 | 1998-12-22 | Hitachi Ltd | 光情報記録媒体 |
| US6086796A (en) * | 1997-07-02 | 2000-07-11 | Diamonex, Incorporated | Diamond-like carbon over-coats for optical recording media devices and method thereof |
-
1999
- 1999-08-17 JP JP11230204A patent/JP2001056961A/ja active Pending
-
2000
- 2000-08-04 US US09/632,655 patent/US6667146B1/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| WO2003075268A1 (en) * | 2002-03-05 | 2003-09-12 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical information recording medium |
| US7397755B2 (en) | 2002-03-05 | 2008-07-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical information recording medium |
| US7556912B2 (en) | 2003-06-06 | 2009-07-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical information recording medium, reproducting method using the same, and optical information processing device |
| US7682678B2 (en) | 2003-06-06 | 2010-03-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical information recording medium, recording and readout methods using the same, optical information recording device, and optical information readout device |
| JP2006003552A (ja) * | 2004-06-16 | 2006-01-05 | Mitsubishi Chemicals Corp | 発光装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6667146B1 (en) | 2003-12-23 |
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