适于使用紫外激光源存储数据的光学记录盘制造技术

一种适于使用记录／读取设备来存储数据的光学记录载体（２０），所述记录／读取设备包括紫外激光源，该激光源发射波长Ｘ在２３０ｎｍ至２７０ｎｍ的范围内的电磁辐射（２９）。该记录／读取设备还包括物镜（２１），用于将电磁辐射（２９）会聚在该光学记录载体上。ＮＡ是该物镜（２１）的数值孔径。该光学记录载体包括螺旋轨道（２２），其轨距ＴＰ在０．５５×λ／ＮＡ和０．７５×λ／ＮＡ之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种光学记录载体，其使用记录/读取设备来存储数据。所述记录/读取设备包括波长λ在230nm至270nm范围内的紫外激光器。该记录设备包括用于在光学记录盘上聚焦激光束的物镜。该物镜具有预定的数值孔径NA。光学数据存储系统在数据容量方面历经了逐年的提高。光学存储系统，特别是光盘，是通过单色激光束读取的，所述激光束经由物镜会聚在盘上。光盘的数据容量受限于该单色激光束的焦点尺寸。光斑尺寸与所使用的激光的波长(λ)和物镜的数值孔径(NA)成比例D∝λNA]]>光盘的总数据容量由读出和/或记录系统的光斑尺寸决定。通过提高物镜的数值孔径(NA)并减小激光的波长(λ)，总数据容量从650M字节(CD，NA＝0.45，λ＝780nm)提高到了4.7G字节(DVD，NA＝0.60，λ＝650nm)，甚至达到了25G字节(BD，前身是DVR，NA＝0.85，λ＝405nm)。BD(蓝光盘)的数据密度是按光学比例从DVD的数据容量推导的。聚焦激光束必须由一个控制机构驱动，以便在数据的读出或记录期间精确地跟踪轨道。轨道是在盘上将要记录信息的区域。通常的轨道具有螺旋形状。为了在盘上读取或记录信息，激光束的焦点必须跟随轨道。为此目的，在光盘上提供一种螺旋沟槽结构。对于仅沟槽记录(groove-only recording)，数据被写在沟槽阶面(grooveplateau)内或相邻的槽脊阶面(land plateau)上。本文中，我们将最靠近入射激光束的阶面表示为槽上阶面(on-groove plateau)。最远离入射激光束的阶面称为槽内阶面(in-groove plateau)。数据也可同时写在槽内阶面与槽上阶面上。这种记录方案称为槽内/槽上记录(in-groove/on-groove recording)。附图说明图13示意地表示了槽内/槽上的同时记录。轨道是数据被写在槽上或槽内阶面的位置(仅沟槽记录)，或是被同时写在槽内和槽上阶面的位置(槽内/槽上记录)。两个轨道之间的距离称为轨距(TP)。跟踪误差是激光束的焦点的预期位置与实际位置之间的偏差。焦点的预期位置是在轨道的中心处。用来产生跟踪误差信号的光学参数通常叫做推挽信号。为了检测焦点相对于轨道的空间偏移，记录/读取设备具有辅助检测器以用来基于沟槽结构产生推挽信号。利用该推挽信号来控制致动器，致动器在盘的旋转期间定位记录头，从而在轨道上定位焦点。沟槽结构由槽深d、侧角θ、槽宽L1和沟槽占空比来表征。图2中给出了它们的定义。在如图2所示的槽内排布的情况下，两个相邻沟槽之间的间距等于轨距。槽深d即为沟槽的深度。沟槽占空比定义为槽宽L1除以轨距TP。侧角θ决定了沟槽与相邻阶面之间的斜度。在当前的定义下，槽上就是指入射激光束首先到达的基板部分(阶面)，槽内就是指远离入射激光束的基板部分(沟槽)。此外，沟槽形状还对局部的光吸收具有显著影响。这例如可以从蓝光盘系统(DVR系统)的初始相态中的槽脊/沟槽记录方案中了解，其中槽脊和沟槽阶面表现出不同的记录现象。在槽脊/沟槽的定义方案中，就写入功率和热交叉写入(通过在中心轨道中写入标记而可部分擦除相邻轨道中的标记的现象)而言，观察到槽脊和沟槽加热之间明显的差异。沟槽(槽内)加热倾向于更高的写入功率和更多的热交叉写入。因此，在同时考虑跟踪与光学吸收的情况下，具有最佳性能的沟槽形状的合适选择对于高质量的光学数据记录是最为重要的。本专利技术的目的是提供一种用于存储数据的光学记录载体，它对于深度UV记录具有成比例扩大的数据容量，并针对跟踪和光学吸收进行了优化。该目的是通过一种用于存储数据的光学记录载体实现的，所述光学记录载体的特征在于对于仅沟槽记录和槽内/槽上记录，螺旋轨道都具有0.55×λ/NA与0.75×λ/NA之间的轨距TP。λ是用于读取/记录数据的紫外激光的波长，其范围在230nm至270nm之间。NA是用于将激光束会聚于光学记录盘上的物镜的数值孔径。例如目前用于蓝光盘系统的高端物镜的典型数值孔径为NA＝0.85。在这种情况下，λ＝266nm的系统的有效光斑半径R0(即激光光斑强度下降到其最大强度的1/e处的半径)为R0＝99nm。表1中比较了R0的这个值与其它三种已知系统(CD、DVD和BD)的值。相关的光斑面积和预期数据容量也在表中给出了。若考虑有效光斑面积(πR02)，则可以看出UV系统的数据容量预期可达到60-65G字节。对于数值孔径NA＝0.65，所得到的数据容量低于数值孔径NA＝0.85的情形。 表14代光学存储系统的光斑尺寸和测算数据容量总之，对于λ＝266nm和NA＝0.85来说，有效光斑半径R0约为100nm。如果追求过小的轨距，则光斑将极广地覆盖相邻轨道和写入数据，这可导致数据破坏、读出数据时的光学串扰以及推挽跟踪信号的严重劣化。另一方面，如果追求过宽的轨距，则将达不到目标数据容量。本专利技术获得了关于最小热交叉写入、可接受的光学串扰、可接受的推挽信号以及最大可实现数据容量的最佳数据轨距。图1中给出了CD、DVD、BD和UV系统的跨轨(横向)温度分布的数值模拟。图1示出了作为激光脉冲加热(50ns的写入脉冲)的结果的对于CD、DVD、BD和UV条件下的跨轨(横向)温度分布。该分布是以轨道中心的最高温度为基准被标准化了，且被描绘成跨轨(横向)坐标的函数，而该跨轨坐标以有效光斑尺寸(R0)为度量单位。可以看出所有的温度分布都服从类似的曲线。从图中我们可以看到在径向位置y＝2×R0的相邻轨道的中心的温度已下降到了最高温度Tmax的0.2倍。在基于相变的可重写光盘中，热交叉写入特别是因中心轨道的写入而导致的相邻轨道中的标记的(部分)重结晶。激光引入的重结晶发生在高于结晶温度(200℃-300℃)的温度。轨道中的最高温度(Tmax)约为800℃-1000℃，以使足够宽的标记熔融。取决于记录材料的具体性能，相邻轨道中的0.2Tmax或更低的温度是一个避免热交叉写入的合理基准。在此情形中，相邻轨道处的温度保持在200℃以下。如果我们将TP＝2×R0作为轨距的最小值，则可以避免热交叉写入。如果光斑强度分布服从高斯分布，则可得到下面的R0的表达式R0＝0.52*1.22*λ/(2*NA)为尽量避免热交叉写入，优选为TP＝2×R0。于是TP＝2*R0TP＝2*0.52*1.22*λ/(2*NA)TP＝0.63*λ/NA值0.63附近的范围是所要求的，即0.55*λ/NA＜TP＜0.75*λ/NA下限0.55是通过在实际材料中的热交叉写入决定的。上限0.75与数据容量有关。由此提供了一种具有优化了轨距的使用UV激光的光盘。优选地，所述光记录盘的特征是槽深为d，其中所述的槽深在112×λn0]]>和14×λn0]]>之间，n0是光记录盘的覆盖层的折射率。槽深决定了用于跟踪的推挽信号的幅度。推挽信号必须足够强以便确定激光光斑是否在轨道上。槽深应当这样选择槽内反射的波长λ的光束与槽上反射的波长λ的光束之间会发生部分相消性干扰。如果从槽脊反射的光束和从沟槽反射的光束之间的光本文档来自技高网...

【技术保护点】
适于使用记录／读取设备来存储数据的光学记录载体（２０），所述记录／读取设备包括紫外激光源和物镜（２１），该激光源发射波长λ在２３０ｎｍ至２７０ｎｍ的范围内的电磁辐射（２９），该物镜（２１）的数值孔径为ＮＡ，用于将该电磁辐射会聚在该光学记录载体上，其特征在于：螺旋轨道（２２）的轨距ＴＰ在０．５５×λ／ＮＡ和０．７５×λ／ＮＡ之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2004-3-9 04100939.01.适于使用记录/读取设备来存储数据的光学记录载体(20)，所述记录/读取设备包括紫外激光源和物镜(21)，该激光源发射波长λ在230nm至270nm的范围内的电磁辐射(29)，该物镜(21)的数值孔径为NA，用于将该电磁辐射会聚在该光学记录载体上...

【专利技术属性】
技术研发人员：ER梅恩德斯，A米杰里特斯基，HCF马坦斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]