高数据密度光记录介质制造技术

本发明专利技术涉及高数据密度光记录介质（２０）。本发明专利技术还涉及从此类光记录介质（２０）读的方法和设备，以及母板制作此类光记录介质（２０）的方法。为获得高数据密度，光记录介质（２０）具有标记（２１），标记（２１）具有尖端，并且被在高强度电场的影响下生成可测效应的材料（２２）覆盖。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高数据密度光记录介质。本专利技术还涉及从此类光记录介质读的方法和 设备以及母板制作(mastering)此类光记录介质的方法。
技术介绍
对高数据密度光记录介质的需求很广。提高数据密度的一种可能是利用某些可 获得超过读光束的衍射极限的分辨率的物理效应。近来，已经示出金属尖端的电场强度能 强烈地增强。参见，例如，A. Bouherlier等"Near FieldSecond Harmonic Generation Induced by Local Field Enhancement", Phys. Rev. Lett.90， Num. 3(2003)013903-1。 E.J.Sanchez 等"Near-field FluorescenceMicroscopy Based on Two-photon Excitation with Metal Tips", Phys. Rev. Lett. 82， Num. 20 (1999)，在页4014报导了比 率为1000比3000的增强效应。为有效地激发这些电场，优选采用径向偏振的圆环形状的 光束。此类圆环形状光束具有縮小的光点尺寸。例如，当脆=0.9时，由纵向场生成的光 点尺寸(直径)以1.22的比率縮减。参见J. Stradler等"Tighter focusing with a parabolicmirror，，， Opt. Lett. 33， Num. 7 (2008)，页681 。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种光记录介质结构以及相应的拾取装置，以将上述效应 运用于光数据存储。 根据本专利技术，光记录介质有标记，这些标记具有尖端，被在强电场的影响下生成可 测效应的材料覆盖。此类材料的例子为荧光材料、二次谐振生成的材料、或者引起偏振随强 度变化的材料。标记优选具有角锥形或圆锥形。 当光学记录介质上的标记由经聚焦的、优选是圆环形状的光束照射时，标记将主 要放大光束电场的纵向分量，并在尖端生成强烈增强的电场。有利地，标记被金属材料覆 盖。这使尖端处的电场增强得更多。而且，用适合的材料覆盖尖端，将生成二次谐振光，即， 为最初波长的一半的光。二次谐振的强度取决于电场的平方。因而，在高斯形状强度分布 的情形，有效光点尺寸则以1.41的比率縮减。当使用圆环形状光束读取时，光点尺寸则以 1.22的附加比率縮减。将两个比率合起来，达到1.41X 1.22 = 1.72的光点尺寸縮减率。 这让容量增加至3倍。这个值仅为偏小估计。因为场加强效应还有非线性部分，容量的增 加还要大。作为二次谐振生成的材料的替代，标记也可以相似地用荧光材料覆盖，这是因为 荧光也优先生成于强电场处。此外，还可采用其他在强电场的影响下在光记录介质的尖端 处生成可测效应的措施，例如，依赖于强度的偏振变化。 优选地，较长的标记，即2T、3T等，由相邻或部分交叠的标记的序列组成。这简化 了制造光记录介质的母板，后面将参照用于光记录介质的母板制作方法解释。替换地，较长 的坑由拉长的基底部分组成，这些基底部分上面设有几个相邻的或者交叠的角锥或者圆锥 形状标记。 根据本专利技术的另一特征，用来从本专利技术的光记录介质读的设备具有生成读光束的 光源和将读光束转化成为圆环形状光束的束成形器。同诸如近场存储的高容量存储方法所 需的拾取装置相比，该设备仅需要相对简单的拾取装置。同时，拾取装置很容易向下兼容诸 如蓝光(BluRay)或DVD的其他格式。 相似地，从本专利技术的光记录介质读的方法具有步骤 -生成读光束，-将读光束转化成为圆环形状光束，优选使用束成形器，-用所述圆环形状光束照射位于所述光记录介质上的标记，以及，-探测在光记录介质处生成的二次谐振光或者荧光。 圆环形状光束使得光记录介质上的光束的光点尺寸縮减，从而使得在标记尖端的 电场更强。当使用抛物柱面镜聚焦光束时，光点尺寸能进一步縮减。 有利地，二向色性或者偏振束分离器将在光记录介质处生成的二次谐振光、荧光 或者偏振方向旋转的光与反射的读光线分离。这允许容易地分离将由标记生成的光与反射 读光束分离。此外，束分离器允许使用反射读光束进行聚焦和跟踪控制。 根据本专利技术的又一特征，光记录介质是具有至少一处记录区域的可记录介质，至 少一记录区域设有标记，而标记具有可转化为钝化状态的尖端。为实现只写一次的光记录 介质，整个记录区域都设有具有尖端的标记。为在记录区域记录数据，标记转化为钝化状 态。这是通过，例如，用高能量写激光毁损标记的尖端或至少毁损沉积在标记上的材料完成 的。 显然，通过钝化那些不应存在的标记，倒反标记序列被写入记录区域。因而，本发 明的写入光记录介质的设备具有生成写光束的光源和用来生成要写入光记录介质的倒反 数据图案的处理器。 相应地，本专利技术的写入光记录介质的方法具有步骤， -生成要写入所述光记录介质的倒反数据图案， -生成与所述倒反数据图案相应的写光束，以及-用所述写光束将位于所述光记录介质上的标记转化为惰性的状态。 母板制作本专利技术的光记录介质方法，具有步骤 -设置具有保护层的晶体晶片， -形成所述保护层的掩模，-通过所述掩模各向异性蚀刻所述晶片，从而使每个倒反标记都形成有尖端，以 及，-去除掩模。 优选地，所述晶片是Si晶片，而所述保护层是Si(^层。虽然所述母板制作比已知 的用于其他种类的光记录介质的母板制作方法复杂，但是一旦母板制造后，本专利技术的光记 录介质即适宜于大规模生产。术语蚀刻在此代表多种处理，包括湿蚀刻、等离子蚀刻、电子 束蚀刻或其他能从晶片上去除材料的处理。 有利地，形成保护层的掩模的步骤包括在倒反标记的位置处母板制作孔或者孔的 序列，而孔的尺寸小于倒反标记的预期尺寸。这允许容易地生成标记序列，这些标记序列可 以有利地用来制造较长标记。5 类似地，本专利技术的用来母板制作光记录介质的设备具有 -用来设置具有保护层的晶片的装置， -用来形成所述保护层的掩模的装置，-用来通过所述掩模各向异性蚀刻所述晶片从而形成倒反标记的装置，所述倒反 标记都具有尖端，-用来去除所述掩模的装置。 附图说明 为方便更好地理解，在下面的描述中，参照图更详细地解释本专利技术。可以理解的是，本专利技术不限于示例性的实施例，并且所给定的特征也能方便地组合和/或修改而不偏离由所附的权利要求定义的本专利技术的范围。在附图中 图1显示本专利技术的用于从光记录介质读的设备， 图2示出在Si中通过各向异性蚀刻而生成的角锥标记的顶视图， 图3示出图2的角锥标记的侧视图， 图4描绘Si晶片上的倒反角锥结构的第一微观图像， 图5描绘Si晶片上的倒反角锥结构的第二微观图像， 图6-14图示本专利技术的光记录介质的母板制作工艺， 图15示出母板制作较长标记的工艺， 图16示意性地描绘本专利技术的光记录介质，以及 图17图示具有记录区域的本专利技术的光记录介质。具体实施例方式图1示出本专利技术用于读取和/或写入光记录介质的设备。激光二极管1的光2由 透镜3准直，并可选地由束成形器4转化成圆环形光束。如果设备仅用于本专利技术的光记录 介质，有利地使用束成形器4。如果该设备也被用于诸如CD、DVD或蓝光(BluRay)盘的传 统光记录介质，那么优选略去束成形器4。其后，经准直光束通过第一束分离器5和束分离 器本文档来自技高网...

【技术保护点】
光记录介质（２０），具有标记（２１），其特征在于，所述标记（２１）具有尖端或者尖端的序列，并且由材料（２２）覆盖，所述材料（２２）在强电场的影响下生成可测效应，所述强电场在读光束（２）的焦点处生成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：尼特尔乔基姆，纳普曼斯蒂芬，
申请(专利权)人：汤姆森特许公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]