光学信息介质和读取方法技术

在一种包括一具有凸起和凹坑并／或能够形成记录标记的信息支承表面的光学信息介质中，一个功能层被加入。使用波长大于４ＮＡ.Ｐ＃－［Ｌ］的读取光可以读出在所述信息支承表面上记载的信息，其中Ｐ＃－［Ｌ］是所述凸起和凹坑或记录标记的最小尺寸，ＮＡ是读取光学系统的数值孔径，将读取光的功率设置在功能层不会改变其复数折射率的范围内，将读取光辐射到由功能层构成的信息支承表面，或者通过功能层辐射到达信息支承表面，或者通过信息支承表面辐射到达功能层。此介质能以超出衍射极限的高分辨率来读出。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有高记录密度的光学信息介质和读取该介质中信息的方法。
技术介绍
光学信息介质包括只读光盘如高密盘、可重写记录光盘如磁光记录盘和相变记录光盘、以及使用有机染料作为记录材料的只写一次记录光盘。一般而言，与磁记录介质相比，光学信息介质具有较高的信息密度。近年来对处理大量信息如图像的需要要求进一步提高记录密度。提高单位面积的记录密度可通过减小道距，或者减少记录标记之间或相位坑之间的距离或空白来实现。然而，如果轨迹密度或线密度相对读取光束的光斑太大，则载波/噪声比(C/N)降低，直到信号无法读出的程度。信号读出时的分辨率由束斑的直径决定。更直观地说，如果读取光束的波长为λ，读取设备的光学系统的数值孔径为NA，那么读出极限一般由空间频率2NA/λ给出。因此，缩短读取光束的波长和增加NA是提高读出时C/N和分辨率的有效途径。一些技术研究的结果显示，这些有效途径的引进还有待解决很多技术上的问题。在此情况下，几种超过由光衍射决定的读出极限的方法被提出。这些方法就是人们通常所知的超分辨率读出方法。最常见的超分辨率读出过程是在记录层上形成一个屏蔽层(mask layer)。基于激光光束限定一个光强分布接近高斯分布的光斑这一事实，一个小于束斑的光学孔径在屏蔽层中形成，从而使束斑被缩小在衍射极限内。此过程根据光学孔径形成机制分为热模式和光子模式。热模式是当束斑被照射时屏蔽层在温度为某特定值以上的区域里改变其光学特性。例如，热模式被用于JP-A 5-205314中公开的光盘。此光盘在根据信息信号形成光学可读记录坑的透明基片上加有一层反射系数随着温度变化的材料。也就是说该材料层用作屏蔽层。在JP-A 5-205314中用作屏蔽层材料的是镧族元素，示例中用的是铽Tb。在JP-A 5-205314的光盘中，当照射读取光时，材料层的反射系数由于读取光被扫描光斑内的温度分布而改变。读操作完成后，反射系数随着温度的降低而恢复到原来的状态。材料层在读的过程中不会发生熔化。另一个已知的热模式的例子是一个能超分辨率读出的介质，如日本专利No.2,844,824中公开的，该介质具有一个由非晶质-结晶相变材料制成的屏蔽层，其中在束斑中形成的高温区转换到晶体来增大反射系数。然而这种介质是不实用的，因为读操作完成后屏蔽层必须转换回到非晶质状态。热模式介质要求读出功率在各种情况下被严格控制，包括介质的线速度，因为光学孔径的大小仅仅决定于屏蔽层中的温度分布。这就需要一个复杂的控制系统，从而需要一个昂贵的介质驱动器。热模式面临的问题还有读的性能随着读操作的反复进行而恶化，因为屏蔽层被反复加热容易变坏。另一方面，光子模式是屏蔽层暴露于束斑下，在光子密度增加到超出一定值的范围内其光学特性发生变化。例如，光子模式被用于JP-A 8-96412的信息记录介质、JP-A 11-86342的光学记录介质和JP-A10-340482的光学信息记录介质中。更直观地说，JP-A 8-96412公开了一种由酞菁染料或其衍生物分散在树脂或无机绝缘材料中形成的屏蔽层，以及由硫属元素化物形成的屏蔽层。JP-A11-86342用一个包含半导体材料的超分辨率读出膜作为屏蔽层，该半导体材料具有一个曝光后电子被激发到受激能级以改变光吸收特性的禁止带。例如屏蔽层可以是在SiO2基体中分散着CdSe微粒。JP-A 10-340482使用一个玻璃层作为屏蔽层，其中透射光的光强分布随着照射光的光强分布非线性地变化。并不像热模式的超分辨率读出介质，光子模式的超分辨率读出介质较能抵抗反复读取造成的损坏。在光子模式里，光学特性的变化区由射入的光子数决定；反过来，射入的光子数取决于介质相对于束斑的线速度。同样在光子模式中，光学孔径的大小取决于读取光的功率，指示过量功率的提供造成光学孔径过大以至无法实现超分辨率读出。因此，光子模式也要求按照要读出的坑或记录标记的线速度和大小来严格控制读取光的功率。另外，光子模式要求根据读取光的波长来选择屏蔽层形成材料。也就是说，光子模式的介质与多波长读取是不相容的。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种能以超出衍射极限的高分辨率读取并将读出功率对线速度的依赖性减至最小的光学信息介质。另一个目的是提供一种读取在该光学信息介质中记录的信息的方法。这些以及其它一些目的，是由以下限定的本专利技术来达到的。(1)一种光学信息介质，包括一具有凸起和凹坑并/或能够形成记录标记的信息支承表面，和一具有提高空间分辨率功能的功能层。(2)一种光学信息介质，包括一具有凸起和凹坑并/或能够形成记录标记的光学支承表面，和一个功能层，其中使用波长大于4NA·PL的读取光可以读出在所述信息支承表面上记载的信息，其中PL是所述凸起和凹坑或所述记录标记的最小尺寸，NA是读取光学系统的数值孔径，将读取光的功率设置在所述功能层不会改变其复数折射率的范围内，将读取光辐射到由功能层构成的所述信息支承表面，或者通过功能层到达所述信息支承表面，或者通过所述信息支承表面到达功能层。(3)一种光学信息介质，包括一具有凸起和凹坑并/或能够形成记录标记的信息记录表面，以及一个功能层，其中使用波长大于4NA·PL的读取光可以读出在所述信息支承表面上记载的信息，其中PL是所述凸起和凹坑或记录标记的最小尺寸，NA是读取光学系统的数值孔径，将读取光的功率设置在功能层的反射光的光强按照线性比率随着读出功率变化的范围内，将读取光辐射到由功能层构成的信息支承表面，或者通过功能层辐射到达信息支承表面，或者通过信息支承表面辐射到达功能层。(4)前述(1)至(3)中任一所述的光学信息介质，其中最佳读出功率被予先记录下来。(5)一种光学信息介质，包括一形成在带有承载信息的坑的表面上的基片和一位于该基片成坑表面上的功能层，所述功能层引起以下(A)和(B)两种现象现象(A)是当波长大于4NA·PL的读取光被辐射时，坑里载有的信息可被读出，其中PL是所述坑的最小尺寸，NA是读取光学系统的数值孔径；现象(B)是读出的结果依照坑的深度而变化，而且长度小于λ/4NA的坑在读出结果为最大时其深度比长度大于或等于λ/4NA的坑在读出结果为最大时之深度要小，假设读取光的波长为λ。(6)一种光学信息介质，包括一形成在带有承载信息的坑的表面上的基片和一位于该基片成坑表面上的功能层，其中，当波长大于4NA·PL的读取光被辐射时，在上述坑里载有的信息能被读出，其中PL是上述坑的最小长度，NA是读取光学系统的数值孔径，假设读取光的波长为λ、基片的折射率为n和坑的深度为d，则在整个介质中满足λ/10n≤d＜λ/6n(7)一种光学信息介质，包括一形成在带有承载信息的坑的表面上的基片和一位于该基片成坑表面上的功能层，其中，当波长大于4NA·PL的读取光被辐射时，在上述坑里载有的信息能被读出，其中PL是上述坑的最小长度，NA是读取光学系统的数值孔径，假设读取光的波长为λ、上述坑中包含长度小于λ/4NA且深度为dS的坑和长度至少为λ/4NA且深度为dL的坑，且满足dS＜dL。(8)如前述(7)的光学信息介质，其中假设上述基片的折射率为n和坑的深度为dS，则满足λ/10n≤dS＜λ/6n。(9)如前述(7)的光学信息介质，其中假设上述基片的折射率为n和坑的深度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学信息介质，包括：　　　　一具有凸起和凹坑并／或能够形成记录标记的信息支承表面，和　　　　一具有提高空间分辨率功能的功能层，所述功能层包括选自下列组中的至少一种元素：Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｐｔ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｓｂ、Ｔａ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｚｎ和Ｂｉ，或者包含上述元素的合金或化合物。

【技术特征摘要】
JP 1999-7-2 189800/1999;JP 1999-8-27 242293/1999;J1.一种光学信息介质，包括一具有凸起和凹坑并/或能够形成记录标记的信息支承表面，和一具有提高空间分辨率功能的功能层，所述功能层包括选自下列组中的至少一种元素Nb、Mo、W、Mn、Pt、C、Si、Ge、Ti、Zr、V、Cr、Fe、Co、Ni、Pd、Sb、Ta、Al、In、Cu、Sn、Te、Zn和Bi，或者包含上述元素的合金或化合物。2.一种光学信息介质，包括一具有凸起和凹坑并/或能够形成记录标记的信息支承表面，和一个功能层，其中使用波长大于4NA·PL的读取光可以读出在所述信息支承表面上记载的信息，其中PL是所述凸起和凹坑或所述记录标记的最小尺寸，NA是读取光学系统的数值孔径，将读取光的功率设置在所述功能层不会改变其复数折射率的范围内，将读取光辐射到由功能层构成的所述信息支承表面，或者通过功能层到达所述信息支承表面，或者通过所述信息支承表面到达功能层。3.一种光学信息介质，包括一具有凸起和凹坑并/或能够形成记录标记的信息支承表面和一个功能层，其中使用波长大于4NA·PL的读取光可以读出在所述信息支承表面上记载的信息，其中PL是所述凸起和凹坑或记录标记的最小尺寸，NA是读取光学系统的数值孔径，将读取光的功率设置在功能层的反射光的光强按照线性比率随着读出功率变化的范围内，将读取光辐射到由功能层构成的信息支承表面，或者通过功能层辐射到达信息支承表面，或者通过信息支承表面辐射到达功能层。4.按照权利要求1至3...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊川隆，宇都宮肇，新開浩，加藤達也，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]