ES2246499T3 - Procedimiento y dispositivo para inicializar un medio de grabacion optico de un tipo de cambio de fase, y medio de grabacion optico. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para inicializar un medio de grabacion optico de un tipo de cambio de fase, y medio de grabacion optico.Info
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Abstract
UN DISPOSITIVO PARA INICIALIZAR UN MEDIO OPTICO DE GRABACION INCLUYE UN DIODO LASER SEMICONDUCTOR, Y UN SISTEMA OPTICO QUE PROYECTA UN HAZ LASER EMITIDO DESDE EL DIODO LASER SEMICONDUCTOR HACIA EL MEDIO OPTICO DE GRABACION. LA ANCHURA DE VALOR MEDIO DE UN PUNTO DEL HAZ LASER ENFOCADO EN EL MEDIO OPTICO DE GRABACION ES IGUAL A 1/2 A 1/6 VECES LA ANCHURA DEL VALOR MEDIO DEL PATRON DE CAMPO PROXIMO DEL DIODO LASER SEMICONDUCTOR EN UNA DIRECCION PARALELA A LA INTERFAZ DE UNION DEL DIODO LASER SEMICONDUCTOR, DE FORMA QUE EL MEDIO OPTICO DE GRABACION SE PUEDE INICIALIZAR DE FORMA UNIFORME MEDIANTE EL HAZ LASER.
Description
Procedimiento y dispositivo para inicializar un
medio de grabación óptico de un tipo de cambio de fase, y medio de
grabación óptico.
La presente invención se refiere en general a un
procedimiento y un dispositivo para inicializar un medio de
grabación óptica de un tipo de cambio de fase.
Un medio de grabación óptica, en particular un
medio de grabación óptica de un tipo de cambio de fase, tiene un
estado inicial (estado borrado) de una fase cristalina. En general,
una capa de grabación tiene una fase amorfa después de la cual se
desarrolla una película. Por ello, es necesario cristalizar la
película desarrollada de la capa de grabación. Ésta es una etapa de
inicialización.
Se requiere que la etapa de inicialización
inicialice la película desarrollada de manera que sea uniforme, es
decir, que la película tenga una variación pequeña en el índice de
reflexión. Se requiere asimismo inicializar la película lo antes
posible.
Para satisfacer los requisitos anteriores se ha
propuesto utilizar un diodo láser de semiconductor de alta potencia
de un tipo de área ancha (véase 5^{th} Phase Change Recording
Study Meeting, 1993, pág. 30). Este documento propone un
procedimiento de proyección de un haz puntual de láser
hiperelíptico de 1 \mum a 100 \mum sobre un disco que ha de
inicializarse de manera que el haz sea ortogonal a las pistas
formadas en el disco. Este procedimiento puede inicializar decenas
de pistas de una vez.
La publicación de patente japonesa no examinada
No. 7-52526 describe que la luz se divide en dos
haces de idéntica longitud de onda. Los dos haces se superponen de
manera que forman franjas de interferencia, que se usan para
inicializar el disco. Por ello, es posible evitar la formación de
una microfisura en la capa de resistencia térmica, de manera que
pueda mejorarse el rendimiento de grabación repetitiva del
disco.
Sin embargo, los dos procedimientos
convencionales anteriores no consiguen que la capa de grabación
tenga un índice de reflexión regular. El procedimiento propuesto en
el artículo anterior utiliza el diodo láser de semiconductor de
alta potencia de tipo de área ancha como fuente luminosa para
inicialización. Por ello, según se muestra en "Laser Study",
vol. 18, No. 8, pág. 555-572, un patrón de campo
próximo paralelo a la interfaz de unión del láser (modo lateral
horizontal) es trapezoidal, con lo que el perfil de intensidad no
es inherentemente uniforme. El procedimiento del último documento
utiliza las franjas de interferencia y por tanto es imposible evitar
inherentemente la irregularidad del índice de reflexión.
Un objetivo de la presente invención consiste en
proporcionar un procedimiento y un dispositivo para inicializar un
medio de grabación óptica que tenga poca variación en el índice de
reflexión del mismo. Esto se consigue mediante un dispositivo y un
procedimiento según las reivindicaciones.
Otros objetivos, características y ventajas de la
presente invención se harán evidentes a partir de la siguiente
descripción detallada cuando se lea conjuntamente con los dibujos
anexos, en los que:
La Fig. 1 es un diagrama de un dispositivo para
inicializar un medio de grabación óptica según una primera forma de
realización de la presente invención;
la Fig. 2 es una gráfica que muestra un perfil de
intensidad de un diodo láser de semiconductor;
la Fig. 3 es un diagrama de un dispositivo para
inicializar un medio de grabación óptica según una segunda variante
que no forma parte de la presente invención;
las Figs. 4, 5, 6 y 7 son respectivos diagramas
que muestran resultados experimentales obtenidos mediante el uso de
medios de grabación ópticos inicializados según la primera forma de
realización de la presente invención;
las Figs. 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 y 15 son
respectivos diagramas que muestran resultados experimentales
obtenidos mediante el uso de medios de grabación óptica
inicializados según la segunda variante que no forma parte de la
presente invención;
las Figs. 16A, 16B y 16C son diagramas que
muestran una relación entre la intensidad de luz proyectada sobre el
medio de grabación óptica y el movimiento de una lente colimadora
usada en la segunda variante;
la Fig. 17 es un diagrama de un dispositivo para
inicializar un medio de grabación óptica según una tercera variante
que no forma parte de la presente invención;
la Fig. 18 es un diagrama que muestra modos de un
diodo láser de semiconductor;
la Fig. 19 es una gráfica que muestra el
principio de la tercera variante;
la Fig. 20 es una gráfica de un perfil de
intensidad de un haz de láser emitido desde un láser de
semiconductor que puede usarse en la tercera variante de la
presente invención;
la Fig. 21 es una gráfica de un perfil de
intensidad de un haz de láser emitido desde un diodo láser de
semiconductor que no es adecuado para el dispositivo mostrado en la
Fig. 17; y
las Figs. 22, 23 y 24 son respectivos diagramas
que muestran resultados experimentales obtenidos mediante el uso de
medios de grabación óptica inicializados por la tercera forma de
realización de la presente invención.
Se ofrecerá una descripción de las formas de
realización primera y segunda de la presente invención, que pueden
resumirse del modo siguiente. Según la primera forma de realización
de la presente invención, se usa un sistema óptico anamórfico, tal
como un par de prismas anamórficos, para proyectar un punto de
tamaño reducido sobre un disco grabable en una dirección paralela a
la interfaz de unión de un diodo láser de semiconductor de alta
potencia, de manera que el perfil del haz se haga uniforme en la
dirección anterior, con lo que puede obtenerse un estado inicial que
tenga escasa variación en el índice de reflexión del mismo. Según
la segunda variante que no forma parte de la presente invención, el
haz de láser emitido desde el diodo láser de semiconductor de alta
potencia se proyecta sobre el disco sin el sistema óptico
anamórfico, de manera que el haz se encuentre en estado desenfocado
en el disco (es decir, que el haz no esté enfocado perfectamente en
el mismo). Por ello, el perfil de intensidad del haz en la
dirección paralela al láser de diodo no es definido en el disco.
Este enfoque de desplazamiento del haz actúa de forma que hace que
el disco tenga escasa variación en el índice de reflexión. Como se
describirá más adelante en detalle, el punto focal del haz puede
desplazarse dentro de un intervalo de 1 \mum a 3 \mum por encima
y por debajo de una capa de grabación del disco óptico. Esto da
como resultado un estado de cristal fino de la capa de
grabación.
La Fig. 1 muestra un dispositivo para inicializar
un medio de grabación óptica (disco) 5 según la primera forma de
realización de la presente invención. El medio de grabación óptica
5 está soportado por un mecanismo giratorio 12, de forma que puede
girar alrededor del eje central del mecanismo giratorio 12. El
mecanismo giratorio 12 emplea un sistema VLC (velocidad lineal
constante), en el que el mecanismo giratorio 12 hace girar el medio
de manera que la velocidad lineal de una parte del medio 5 en el
que se proyecta el haz puntual es constante. El mecanismo giratorio
12 se transporta junto con el medio 5 en la dirección radial del
medio 5 (direcciones hacia arriba y abajo del dibujo) mediante un
mecanismo de transporte 13. También es posible usar un mecanismo que
mueva un sistema óptico e incluya una fuente para
inicialización.
El medio de grabación óptica 5 está dotado de una
placa base de policarbonato 50, en la que se forma una capa de
protección inferior 51 constituida de ZnS-SiO_{2}
con un grosor de 2.000 \ring{A}. En la capa 51 se forma una capa
de grabación 52 de
Ag-In-Sb-Te con un
grosor de 200 \ring{A}. Se forma una capa de protección superior
53 hecha de ZnS-SiO_{2} con un grosor de 250
\ring{A}. Se forma una capa reflectora 54 de una capa de aleación
de Al en la capa de protección superior 53, de manera que tenga un
grosor de 1.000 \ring{A}. La capa de grabación 52 se inicializa
por medio del haz de láser proyectado desde el lateral de la placa
base de policarbonato 50.
Un diodo láser de semiconductor de alta potencia
1 tiene una anchura de banda de 100 \mum o 200 \mum y una
potencia de 1 W. El láser de diodo 1 está dispuesto de manera que
la dirección paralela a la interfaz de unión de la capa activa del
láser de diodo 1 es paralela a la dirección ortogonal a las pistas
del medio de grabación 5 que se va a inicializar.
La Fig. 2 muestra una gráfica del patrón de campo
próximo en la dirección paralela a la interfaz de unión del láser
de diodo 1. En la gráfica de la Fig. 2 puede verse que el perfil de
intensidad del diodo láser 1 es trapezoidal e irregular. Esto
provoca una irregularidad del índice de reflexión durante el
procedimiento de inicialización.
Volviendo de nuevo a la Fig. 1, una lente
colimadora 2 colima el haz de láser procedente del diodo láser 1. Un
par de prismas anamórficos 3 actúan como sistema óptico anamórfico.
Los prismas 3 cumplen la función de refractar el haz únicamente en
la dirección paralela a la dirección longitudinal (direcciones
arriba y abajo en la Fig. 1) de la capa activa del diodo láser 1.
Como se muestra en la Fig. 1, los prismas 3 amplían el tamaño del
haz de láser sólo en la dirección paralela a la capa activa del
diodo láser 1. El haz de láser ampliado pasa a través de una lámina
de cuarto de onda 10' y se enfoca en la capa de grabación 52 del
medio de grabación 5 por medio de una lente objetivo 4. El tamaño
de punto del haz de láser obtenido en la capa de grabación 52
depende de las distancias focales de la lente colimadora 2 y de la
lente objetivo 4 y del índice de aumento del par de prismas
anamórficos 3. Según la presente invención, el tamaño de punto del
haz de láser obtenido en la capa de grabación se hace igual a entre
1/2 y 1/6 veces la anchura de semionda del patrón de campo próximo
paralelo a la interfaz de unión del diodo láser 1.
Debe advertirse que el tamaño anterior de haz
puntual se mide en la dirección paralela a la interfaz de unión del
diodo láser 1. Aunque el perfil de intensidad del haz puntual tiene
una forma trapezoidal, es uniforme debido a que el tamaño del punto
es igual a entre 1/2 y 1/6 veces la anchura de semionda del patrón
de campo próximo paralelo a la interfaz de unión del diodo láser 1.
En otras palabras, la anchura de semiatenuación del perfil de
intensidad trapezoidal se reduce y así el perfil de intensidad se
hace regular, de manera que el perfil de intensidad puede hacerse
sustancialmente regular. Por ello, la capa de grabación 52 se hace
de manera que tenga un índice de reflexión uniforme.
Cuando se usa el diodo láser 1 que tiene la
anchura de banda igual a 200 \mum, la anchura de semiatenuación
del haz de la capa de grabación 52 en la dirección horizontal se
hace preferentemente igual a entre 1/3 y 1/6 veces la anchura de
semiatenuación del patrón de campo próximo en la dirección
horizontal, y más preferentemente se hace igual a entre 1/4 y 1/5
veces. Cuando se usa el diodo láser 1 que tiene una anchura de
banda igual a 100 \mum, la anchura de semiatenuación del haz de
la capa de grabación 52 en la dirección horizontal se hace igual
preferentemente a entre 1/2 y 1/3 veces la anchura de semiatenuación
del patrón de campo próximo en la dirección horizontal, y más
preferentemente se hace igual a 1/2 veces aproximadamente. El
intervalo anterior del haz puntual hace posible hacer de manera
efectiva y eficiente que la capa de grabación 52 tenga un índice de
reflexión uniforme durante un tiempo de inicialización reducido.
Se proporciona un divisor de haz 6 según se
muestra en la Fig. 1. Un mecanismo de enfoque incluye un diodo láser
de semiconductor de baja potencia 7, que puede hacerse funcionar
independientemente del diodo láser 1. El uso independiente del
diodo láser 7 persigue utilizar eficientemente la potencia del diodo
láser 1 y controlar arbitrariamente la forma de punto del haz y el
estado enfocado del mismo sobre el medio de grabación 5. Una lente
colimadora 8 colima el haz de láser emitido desde el diodo láser 7.
Un divisor de haz polarizado 9 divide el haz en dos haces. El haz
que pasa a través del divisor de haz 9 pasa a través de una lámina
de media onda 10 y de un filtro de onda 16 y entra en el divisor de
haz 6. El otro haz que pasa a través del divisor de haz 9 se aplica
a un elemento generador de señales de enfoque 11, aplicándose una
señal de salida de dicho elemento a un accionador 15 que guía la
lente objetivo 4.
El accionador 15 mueve la lente objetivo 4 a lo
largo del eje óptico de manera que la señal de enfoque indica cero
y el haz colimado se enfoca en la capa reflectora 54. En ese
momento, el haz de láser emitido desde el diodo láser 1 se enfoca en
la capa de grabación 52. El elemento generador de la señal de
enfoque 11 puede estar hecho de un elemento óptico generador de
astigmatismo y de un fotodetector de cuatro divisiones cuando la
operación de enfoque emplea un procedimiento de astigmatismo y
puede estar formado por una lente de enfoque, una cuchilla y un
fotodetector de dos divisiones cuando la operación de enfoque
emplea un procedimiento de cuchilla. El filtro de longitud de onda
16 se usa para evitar que la luz emitida desde el diodo láser 1
retorne al servosistema de enfoque.
El procedimiento de inicialización se realiza en
el haz de láser de alta potencia emitido desde el diodo láser que
se enfoca en la capa de grabación 52 mientras el medio de grabación
5 se hace girar por el mecanismo giratorio 12, y simultáneamente el
medio de grabación 5 se transporta en la dirección radial del mismo
(la dirección ortogonal a las pistas) a una velocidad constante por
medio del mecanismo de transporte 13.
La Fig. 3 es el diagrama funcional de un
dispositivo para inicializar el medio de grabación 5 según la
segunda variación que no forma parte de la presente invención. En
la Fig. 3, se han dado los mismos números de referencia a las partes
que son iguales a las mostradas en la Fig. 1. El dispositivo
mostrado en la Fig. 3 no emplea el par de prismas anamórficos 3
usados en la Fig. 1. La lente colimadora 2 mostrada en la Fig. 1
que se indica mediante un número de referencia 2' en la Fig. 3,
puede moverse en las direcciones indicadas por la flecha mostrada
en la Fig. 3. La posición del punto de enfoque del haz emitido
desde el diodo láser 1 puede ajustarse en la dirección
perpendicular al medio de grabación 5, que se somete al servocontrol
de enfoque mediante la utilización del haz emitido desde el diodo
láser 7. Si el sistema óptico del diodo láser 1 se ajusta de manera
que el punto de enfoque del mismo no esté en la capa de grabación
52, el perfil de intensidad del haz emitido desde el diodo láser 1
en la dirección paralela a la interfaz de unión del diodo láser 1
no está definido en el medio de grabación 5. El perfil de
intensidad irregular del punto indefinido del haz desde el diodo
láser 1 no es fundamental en la capa de grabación 52, de manera que
la capa de grabación 52 puede inicializarse de forma regular.
Un espejo 3' transparente al 99% funciona de
forma que deja entrar el haz emitido desde el diodo láser 1 y
reflejado por la capa reflectora 54 del medio de grabación 5 en una
cámara CCD 17. La cámara CCD 17 se usa para observar el tamaño
(forma) del punto del haz emitido desde el diodo láser 1 y el
perfil de intensidad del mismo, observado particularmente en la
dirección paralela a la interfaz de unión del diodo láser 1.
Mientras se mira una imagen tomada por la cámara CCD 17, la posición
de la lente colimadora 2' se ajusta de forma que pueda observarse
el perfil de intensidad desenfocado en la capa de grabación 52, que
no está afectada sustancialmente por la irregularidad del perfil de
intensidad. Por tanto, la capa de grabación 52 tiene un índice de
reflexión sustancialmente regular y el medio de grabación 5 tiene
una calidad mejorada.
Debe observarse que la cámara CCD 17 puede
aplicarse al sistema óptico anamórfico del dispositivo mostrado en
la Fig. 1.
A continuación se ofrecerá una descripción de
ejemplos concretos obtenidos en los siguientes experimentos.
(1) Ejemplo
No.1
Se usó un diodo láser 1 que tiene una anchura de
banda de 200 \mum y una potencia de 1 W. Se usó una lente
colimadora 2 de una distancia focal de 4 mm y una apertura numérica
(AN) de 0,5. Se usó una lente objetivo 4 de una distancia focal de
4 mm y una AN de 0,5. Estos elementos ópticos se hicieron estáticos.
El aumento del par de prismas anamórficos 3 se cambió a 2, 3, 4, 5,
6 y 7 veces. En los respectivos aumentos, se inicializó el medio de
grabación 5. En el procedimiento de inicialización, la velocidad
lineal del giro del medio de grabación 5 fue de 4 m/s y la velocidad
de transporte (que es la cantidad de movimiento del medio de
grabación por el mecanismo de transporte 13 por revolución) fue de
30 \mum/r. La potencia del diodo láser se estableció como 700
mW.
Se evaluó el medio de grabación 5 observando una
variación en el índice de reflexión de una pista (una vuelta) en
cada medio y observando los estados de los medios 5 con un
microscopio óptico después de inicializar el medio de grabación 5.
Se usó la cámara CCD 17 para observar, en los medios de grabación 5,
la anchura de semiatenuación y el perfil de intensidad del haz
emitido desde el diodo láser 1 en paralelo a la interfaz de unión
del mismo. Se usó un patrón aleatorio EFM como señal de grabación y
se sobrescribió repetidamente en el medio de grabación inicializado
5. En la operación de reescritura, la potencia de grabación fue de
13 mW, la potencia de polarización fue de 5 mW y la velocidad
lineal de grabación fue de 2,8 m/s. Los medios de grabación 5
sometidos así a la operación de reescritura se evaluaron usando una
fluctuación de una señal 3T (intermarca) obtenida respectivamente
cuando se realizó repetidamente el procedimiento de reescritura 1
vez, 2 veces, 100 veces y 1.000 veces.
La estructura de capas de cada medio de grabación
5 fue según se explica seguidamente y se formó por pulverización
catódica:
| base 50: | base de policarbonato |
| capa de protección inferior 51: | ZnS-SiO_{2}, grosor 2.000 \ring{A}. |
| capa de grabación 52: | Ag-In-Sb-Te, grosor 200 \ring{A}. |
| capa de protección superior 53: | ZnS-SiO_{2}, grosor 250 \ring{A}. |
| capa reflectora 54: | aleación de Al, grosor 1.000 \ring{A}. |
El haz de láser emitido desde el diodo láser 1 se
proyectó en la capa de grabación 52 de cada medio de grabación 5
desde el lado de la base de policarbonato 50 del mismo.
En las Figs. 4 y 5 se muestran los resultados
experimentales del ejemplo No.1. En las Figs. 4 y 5 puede verse que
es posible obtener buenos resultados ajustando el aumento del par
de prismas anamórficos 3 en un valor de 3 a 6 veces, en particular
de 4 veces ó 5 veces. Las amplitudes de semiatenuación del haz
puntual en la dirección horizontal de los discos obtenidos cuando
el aumento del par de prismas anamórficos 3 se hizo igual a 3, 4, 5
y 6 veces, fueron aproximadamente iguales a 67 \mum, 50 \mum,
40 \mum y 33 \mum. Debe observarse que la amplitud de
semiatenuación del patrón de campo próximo del diodo láser 1 en la
dirección horizontal es aproximadamente igual a 200 \mum. Por
ello, las amplitudes de semiatenuación del haz puntual son 1/3,
1/4, 1/5 y 1/6 veces la amplitud de semiatenuación del patrón de
campo próximo del diodo láser 1. Por ello, una reducción en el
tamaño del haz puntual actúa haciendo el perfil de intensidad
regular y consiguiendo que la capa de grabación 52 tenga un índice
de reflexión constante.
Cuando se usa el par de prismas anamórficos 3,
puede obtenerse el perfil de intensidad regular, mientras que el
tamaño del haz puntual es menor que la velocidad de transporte de
30 \mum. En este caso, se observó al microscopio óptico una
irregularidad periódica en el estado cristalizado del medio (capa)
de grabación. Es posible eliminar la irregularidad periódica
ajustando la velocidad de transporte a menos de 30 \mum/s, aunque
llevará más tiempo completar el procedimiento de inicialización.
Teniendo en cuenta lo anterior, cuando se usa el diodo láser de
alta potencia 1, es preferible ajustar la anchura de semiatenuación
del haz puntual en la capa de grabación 52 en la dirección
horizontal aproximadamente igual a entre 33 \mum y 65 \mum, es
decir, igual a entre 1/3 y 1/6 veces la anchura de semiatenuación
del patrón de campo próximo del diodo láser 1 en la dirección
horizontal. Es más preferible ajustar la anchura de semiatenuación
del haz puntual en la capa de grabación 52 en la dirección
horizontal a entre 1/4 y 1/5 veces en la anchura de semiatenuación
del patrón de campo próximo del diodo láser 1 en la dirección
horizontal. Las magnitudes de fluctuación obtenidas en el caso
anterior son buenas.
Cuando se usa el par de prismas anamórficos 3
dotado de dos aumentos, el haz puntual del medio de grabación en la
dirección horizontal tiene una longitud aproximada de 100 \mum, y
así el perfil de intensidad del haz es irregular. De este modo, el
índice de reflexión de los medios de grabación después de la
inicialización varía dentro de un amplio intervalo.
(2) Ejemplo
No.2
Se usó un diodo láser 1 de una anchura de banda
de 100 \mum y una potencia de1 W. Se usó una lente colimadora 2
con una distancia focal de 4 mm y una AN de 0,5. Se usó una lente
objetivo 4 de la misma distancia focal y AN que las de la lente
colimadora 2. El aumento del par de prismas anamórficos 3 se cambió
a 2, 3 y 4 veces. Las otras condiciones fueron las mismas que en el
ejemplo No.1. Se usó el mismo procedimiento de evaluación que en el
ejemplo No.1.
En las Figs. 6 y 7 se muestran los resultados
experimentales del ejemplo No.2. En las Figs. 6 y 7 puede verse que
es posible obtener un perfil de intensidad regular cuando el
aumento del par de prismas anamórficos 3 se hace igual a 2 ó 3
veces. En este caso, la anchura de semiatenuación del haz puntual en
el medio de grabación en la dirección horizontal es igual
aproximadamente a 50 \mum ó 33 \mum, que corresponde
respectivamente a 1/2 ó 1/3 de veces la anchura de semiatenuación
(100 \mum aproximadamente) del patrón de campo próximo del diodo
láser 1 en la dirección horizontal. Es decir, una reducción en el
tamaño del haz puntual actúa haciendo el perfil de intensidad
regular y consiguiendo que la capa de grabación 52 tenga un índice
de reflexión constante. El excelente resultado puede obtenerse
cuando la an-
chura de semiatenuación del haz puntual se hace igual a 1/2 veces la del patrón de campo próximo del diodo láser 1.
chura de semiatenuación del haz puntual se hace igual a 1/2 veces la del patrón de campo próximo del diodo láser 1.
Cuando se usa el par de prismas anamórficos 3 con
cuatro aumentos, puede obtenerse un perfil de intensidad regular del
medio de grabación 5 en la dirección horizontal, mientras que puede
observarse una irregularidad periódica del estado cristalizado
debido a la condición en que la anchura de semiatenuación de 25
\mum es menor que la velocidad de transporte de 30 \mum/r en el
procedimiento de inicialización. Si la velocidad de transporte se
hace igual o inferior a 20 \mum/r aproximadamente, la
irregularidad periódica se eliminará. Sin embargo, llevará más
tiempo completar el procedimiento de inicialización. Cuando no se
usa el par de prismas anamórficos 3 (que es equivalente a un caso
en el que se usa un par de prismas anamórficos de un aumento), la
anchura de semiatenuación del haz puntual del medio de grabación en
la dirección horizontal es de 100 \mum aproximadamente. Por ello,
el perfil de intensidad del patrón de campo próximo del diodo láser
1 en la dirección horizontal se refleja directamente en el medio de
grabación. En este caso, después de la inicialización tendrá lugar
una gran irregularidad del índice de reflexión de la capa de
grabación. El rendimiento de la fluctuación mostrado en la Fig. 7
es bueno para cualquier aumento.
(3) Ejemplo
No.3
Se usó un diodo láser 1 de una anchura de banda
de 200 \mum y una potencia de 1 W. Se usó un prisma de cuatro
aumentos para ajustar el sistema óptico de manera que el punto de
enfoque quedara situado en las posiciones superior e inferior
iguales a \pm0,5 \mum, \pm1,0 \mum, \pm3,0 \mum y
\pm3,5 \mum con respecto a la capa de grabación 52. En este
caso, el signo "+" indica la cara superior de la capa de
grabación 52 (cara en la que está dispuesta la capa reflectora 54),
y el signo "-" indica la cara inferior de la misma (cara en la
que está dispuesta la base 50). El tamaño del haz puntual enfocado
corresponde a una anchura de semiatenuación de 50 \mum
aproximadamente y es igual a 1/4 veces la anchura de semiatenuación
del patrón de campo próximo del diodo láser 1 en la dirección
horizontal. La velocidad lineal durante el procedimiento de
inicialización fue de 4 m/s, la velocidad de transporte fue de 30
\mum/r y la potencia del diodo láser 1 fue de 860 mW. El
procedimiento de grabación y el procedimiento de evaluación para
los medios de grabación 5 fueron los mismos que en el ejemplo
No.1.
Las Figs. 8 y 9 muestran los resultados
experimentales del ejemplo No.3. En las Figs. 8 y 9 puede verse que
los estados inicializados de las muestras son buenos. Sin embargo,
en las Figs. 8 y 9 puede verse lo siguiente. Cuando la posición del
punto de enfoque se sitúa en \pm0,5 \mum, se observa una gran
magnitud de fluctuación después de realizar repetidamente el
procedimiento de reescritura. Cuando la posición del punto de
enfoque se sitúa en \pm3,5 \mum, se observa una gran magnitud de
fluctuación incluso después de que el procedimiento de reescritura
se haya realizado una vez. Por otra parte, cuando la posición del
punto de enfoque se sitúa en \pm1,0 \mum ó \pm3,0 \mum, se
observa una pequeña magnitud de fluctuación sea cual sea el número
de veces que se realiza repetidamente el procedimiento de
reescritura. Aunque no se muestra, en un caso en que la anchura de
semiatenuación del punto del haz emitido desde el diodo láser 1
observado en el medio de grabación es igual a 1/3, 1/5 ó 1/6 veces
la anchura de semiatenuación del patrón de campo próximo, se
obtienen buenos resultados de inicialización si la posición del
punto de enfoque está comprendida en el intervalo superior de +1
\mum a +3 \mum o en el intervalo inferior de -1 \mum a -3
\mum.
(4) Ejemplo
No.4
Este ejemplo se refiere a la segunda variante que
no forma parte de la presente invención. Se usó un diodo láser 1 de
una anchura de banda de 200 \mum y una potencia de 1 W. Se usó
una lente colimadora 2' con una distancia focal de 8 mm y una AN de
0,5. Se usó una lente objetivo 4 con una distancia focal de 4 mm y
una AN de 0,5. Según se ha descrito, la lente colimadora 2' puede
moverse a lo largo del eje óptico y la posición del punto de
enfoque puede ajustarse a lo largo del eje óptico con respecto a la
capa de grabación 52. Se realiza un servoenfoque usando el diodo
láser de baja potencia 7. Por ello, la intensidad del haz en la
dirección horizontal en el medio de grabación 5 puede hacerse
indefinida a un índice dado para el punto de enfoque del haz de
láser emitido desde el diodo láser 1 en el medio de grabación
5.
En el ejemplo No.4, el signo "+" se añade a
la cantidad de movimiento de la lente colimadora 2' en la que se
sitúa el punto focal cuando la lente colimadora 2' se acerca al
diodo láser 1. El signo "-" se añade a la cantidad de
movimiento cuando la lente colimadora 2' se aleja del diodo láser 1.
Se midió la cantidad de movimiento monitorizando en el medio de
grabación 5, mediante la cámara CCD 17, el perfil de intensidad del
haz emitido desde el diodo láser 1 en la dirección horizontal.
En el procedimiento de inicialización, la
velocidad lineal fue de 4 m/s y la velocidad de transporte de 30
\mum/r. La potencia del láser en el procedimiento de
inicialización se hizo igual a 700 mW, 800 mW y 900 mW para las
cantidades respectivas de movimiento de la lente colimadora 2'. La
estructura de los medios de grabación 5 usados en el ejemplo No.4
fue la misma que en el ejemplo No.1. El procedimiento para evaluar
los medios de grabación 5 en el ejemplo No.5 fue el mismo que el
del ejemplo No.1.
Las Figs. 10 a 15 muestran los resultados
experimentales del ejemplo No.4. La Fig. 16A muestra un perfil de
intensidad del haz de 900 mW observado cuando el haz se enfocó en
la capa de grabación 52. La Fig. 16B muestra un perfil de
intensidad del haz de 900 mW observado cuando la lente colimadora 2'
se movió +0,02 mm. La Fig. 16C muestra un perfil de intensidad de
900 mW observado cuando la lente colimadora 2' se movió +0,04
mW.
En el ejemplo No.4, la posición de la lente
colimadora 2' obtenida cuando el haz emitido desde el diodo láser 1
se enfoca en la capa de grabación 52 es la posición de referencia
en el procedimiento de inicialización. Cuando la lente colimadora 2'
se mueve en la dirección horizontal 0,02 mm, 0,04 mm y 0,06 mm de
manera que se acerque al diodo láser 1 o se aleje del mismo, el
punto de enfoque del haz se sitúa fuera de la capa de grabación 52
y el perfil de intensidad se hace indefinido en el mismo y menor.
Cuando la lente colimadora 2' se mueve 0,06 mm, no puede
inicializarse la capa de grabación 52. Cuando la lente colimadora
2' se mueve 0,04 mm, el perfil de intensidad obtenido cuando la
potencia del diodo láser 1 es igual a 800 mW ó 900 mW se hace
indefinida en la capa de grabación 52 y se convierte en
sustancialmente regular en la misma. Por ello, las variaciones en
el índice de reflexión del medio de grabación 5 en el estado
inicializado son excelentes y son del \pm3% al \pm5%. En lo
anterior puede verse que el procedimiento de inicialización
realizado en el estado de desplazamiento del haz de láser (estado
desenfocado) es muy eficaz.
Debe observarse que el diodo láser 7 para el
servocontrol de enfoque se proporciona independientemente del diodo
láser 1 y que la lente colimadora 2' puede moverse con respecto al
diodo láser 1. La fluctuación observada cuando se sobrescribe el
medio de grabación 5 es elevada cuando la lente colimadora 2' se
mueve una distancia tan considerable como 700 mW. Esto se debe a
que el punto de enfoque está fuera de la capa de grabación 52 y con
ello se reduce la potencia. Puede considerarse que la ocurrencia de
una fluctuación tan grande significa que la capa de grabación 52 no
está completamente inicializada debido a escasez de potencia. Cuando
la lente colimadora 2' se mueve 0,02 mm, la variación en el índice
de reflexión después del procedimiento de inicialización no es
grande y el comportamiento de la fluctuación mejora en comparación
con el obtenido cuando se enfoca el haz. Lo anterior demuestra que
la proyección desenfocada del haz es eficaz. El grado de
desplazamiento con respecto al estado enfocado para realizar el
procedimiento de inicialización puede determinarse aproximadamente
por medio de la cámara CCD 17.
Seguidamente se ofrecerá una descripción de una
tercera variante que no forma parte de la presente invención.
La Fig. 17 es un diagrama de un dispositivo para
inicializar el medio de grabación óptica (disco) 5 según la tercera
forma de realización de la presente invención. En la Fig. 17, las
partes que son las mismas que en las Figs. descritas con
anterioridad reciben los mismos números de referencia. El
dispositivo mostrado en la Fig. 17 no emplea el par de prismas
anamórficos 3 usados en la primera forma de realización de la
presente invención. La tercera forma de realización de la presente
invención se dirige a definir algunos parámetros del diodo láser 1
con el fin de inicializar de manera efectiva y eficiente la capa de
grabación 52 del medio de grabación 5.
La Fig. 18 muestra modos del diodo láser 1. Como
se muestra en la Fig. 18, el diodo láser 1 tiene un modo lateral
horizontal 60 del patrón de campo próximo y un modo lateral
vertical del mismo. Además, el diodo láser 1 tiene un modo lateral
horizontal de un patrón de campo lejano y un modo lateral vertical
del mismo. El modo lateral horizontal 60 del patrón de campo
próximo tiene una parte de onda en forma de dientes de sierra
61.
Como se muestra en la Fig. 19, se definen una
anchura de amplitud de extremo inferior PL del modo lateral
horizontal del patrón de campo próximo y una anchura de amplitud de
extremo superior PH del mismo. Entonces, se define la siguiente
relación:
Ft (%) = 2 (PH
- PL)/(PH + PL) x 100
(%)
en la que Ft es el grado de
regularidad del perfil de intensidad del patrón de campo próximo en
el modo lateral horizontal. Según la tercera forma de realización
de la presente invención, el diodo láser 1 satisface la siguiente
condición:
Ft <
\pm10%
Normalmente, como el grado Ft de regularidad del
perfil de intensidad se reduce, el estado inicializado mejora. Sin
embargo, como el diodo láser 1 tiene el multimodo, es muy difícil
eliminar la parte de onda en forma de dientes de sierra 61 del modo
lateral horizontal. Aun cuando se realice este diodo láser, será muy
caro. Teniendo en cuenta lo anterior, se define un intervalo
tolerable del grado Ft de regularidad del perfil de intensidad de
manera que pueda obtenerse una variación tolerable en el índice de
reflexión de los medios de grabación inicializados, según la
tercera forma de realización de la presente invención. Los
resultados experimentales obtenidos cuando se usó el diodo láser 1
que satisfacía la condición anterior se describirán más
adelante.
Según la tercera variante que no forma parte de
la presente invención, puede usarse un diodo láser 1 que tiene un
perfil de intensidad según se muestra en la Fig. 20, en la que el
perfil de intensidad del patrón de campo próximo en el modo lateral
horizontal tiene una parte de onda en forma de dientes de sierra 62.
La parte de onda periódica del perfil de intensidad actúa de manera
que iguala el estado inicializado de la capa de grabación 52. Si el
perfil de intensidad del diodo láser 1 tiene una parte de onda no
periódica en dientes de sierra 63 según se muestra en la Fig. 21,
será difícil obtener el estado inicializado regular.
(5) Ejemplo
No.5
Se usó el diodo láser 1 que satisface la
condición anteriormente mencionada en el dispositivo mostrado en la
Fig. 17. Se usó un diodo láser 1 con una anchura de banda de 200
\mum y una potencia de 1 W. Se usó una lente colimadora 2 con una
AN de 0,5. Se usó una lente objetivo 4 con una AN de 0,5. La
estructura de capas de los medios de grabación 5 usados en el
ejemplo No.5 fue la misma que la usada en el ejemplo No.1. La
potencia del diodo láser 1 se estableció como 850 mW. Se activó cada
medio de grabación a velocidades lineales de 5 m/s y se transportó
a velocidades de 20 \mum/r, 30 \mu/r y 40 \mu/r. Como ejemplo
comparativo se usó un diodo láser de semiconductor de alta potencia
que tenía un perfil de intensidad del patrón de campo próximo en la
dirección horizontal mostrado en la Fig. 22. La condición de
inicialización en el ejemplo comparativo fue la misma que en el
ejemplo No.1.
Se evaluaron los medios de grabación 5 sometidos
a la operación de reescritura usando una fluctuación de la señal 3T
(intermarca) obtenida respectivamente cuando se realizó
repetidamente el proceso de reescritura 1.000 veces. En este caso,
el patrón aleatorio EFM se usó como una señal de grabación y se
sobrescribió repetidamente en los medios de grabación inicializados
5. En la operación de reescritura, la potencia de grabación fue de
13 mW, la potencia de polarización fue de 5 mW y la velocidad
lineal de grabación fue de 2,8 m/s. Los resultados evaluados se
muestran en la Fig. 22. En la Fig. 22 puede verse que el diodo
láser 1 que satisface la condición puede inicializar muy bien la
capa de grabación 52.
(6) Ejemplo
No.6
En el ejemplo No.6, se midió el grado Ft de
regularidad del perfil de intensidad obtenido en la capa de
grabación 52. Se realizó el procedimiento de inicialización en los
grados Ft iguales a \pm3%, \pm9%, \pm12%, \pm15% y \pm20%
obtenidos en la capa de grabación 52. Se evaluaron los medios de
grabación 5 así inicializados del mismo modo que se describió
anteriormente. El grado Ft de regularidad del perfil de intensidad
puede cambiarse usando los diodos láser que tienen diferentes grados
Ft de regularidad del perfil de intensidad del patrón de campo
próximo en la dirección horizontal o ajustando el sistema óptico
según la primera o la segunda forma de realización de la presente
invención.
En el procedimiento de inicialización del ejemplo
No.6, la velocidad lineal fue de 5,0 m/s, y la velocidad de
transporte fue de 30 \mum/r. Se usó el diodo láser 1 que tenía
una potencia de 850 mW.
La Fig. 23 muestra los resultados experimentales
del ejemplo No.6. En la Fig. 23 puede verse que el estado
inicializado se degrada bruscamente cuando el grado Ft de
regularidad del perfil de intensidad del diodo láser 1 en el modo
lateral horizontal es superior al 10%. En otras palabras, cuando el
grado Ft de regularidad obtenido en la capa de grabación 52 es
menor que \pm10% (Ft < \pm10%), toda la capa de grabación 52
puede inicializarse de forma regular.
(7) Ejemplo
No.7
En el ejemplo No.7, se usó el diodo láser 1 que
tiene un perfil de intensidad que incluye una parte de onda
periódica en forma de dientes de sierra. En este caso, la capa de
grabación 52 puede inicializarse de manera regular aun cuando el
grado Ft de regularidad del perfil de intensidad sea superior a
\pm10%. En el ejemplo No.7, la potencia del diodo láser 1 se
estableció en 850 mW. Se activó cada medio de grabación a una
velocidad lineal de 5 m/s y se transportó a velocidades de 20
\mum/r, 30 \mum/r y 40 \mum/r.
La Fig. 24 muestra los resultados experimentales
del ejemplo No.7. El diodo láser 1 usado tenía un grado Ft de
regularidad del perfil de intensidad igual al 13%. En la Fig. 24
puede verse que puede obtenerse un buen estado inicializado de la
capa de grabación 52 aunque el grado Ft de regularidad sea igual al
13%. Esto se debe a la parte de onda periódica en forma de dientes
de sierra del perfil de intensidad.
Claims (5)
1. Un dispositivo para inicializar un medio de
grabación óptica (5) que comprende:
un diodo láser de semiconductor (1); y
un sistema óptico (2-4) para
proyectar un haz de láser emitido desde el diodo láser de
semiconductor sobre un medio de grabación óptica;
caracterizado
porque:
- a)
- el diodo láser de semiconductor (1) tiene una anchura de banda de 200 \mum aproximadamente; y la anchura de semiatenuación del punto del haz de láser enfocado en el medio de grabación óptica (5) es igual a entre 1/3 y 1/6 veces la anchura de semiatenuación del patrón de campo próximo del diodo láser de semiconductor en una dirección paralela a la interfaz de unión del diodo láser de semiconductor; o porque
- b)
- el diodo láser de semiconductor (1) tiene una anchura de banda de 100 \mum aproximadamente; y dicho sistema óptico (2-4) está configurado para proyectar dicho haz de láser sobre dicho medio de grabación óptica de manera que
la anchura de semiatenuación del punto del haz de
láser enfocado en el medio de grabación óptica es igual a entre 1/2
y 1/3 veces la anchura de semiatenuación del patrón de campo
próximo del diodo láser de semiconductor en la dirección paralela a
la interfaz de unión del diodo láser de semiconductor;
de manera que el medio de grabación óptica puede
inicializarse de forma regular por medio del haz de láser.
2. El dispositivo según la reivindicación 1, en
el que dicho sistema óptico comprende:
una lente colimadora (2) que colima el haz de
láser emitido desde el diodo láser de semiconductor (1);
un sistema óptico anamórfico (3) que amplía un
haz colimado procedente de la lente colimadora sólo en la dirección
paralela a la interfaz de unión del diodo láser de semiconductor
(1); y
una lente objetivo (4) que enfoca un haz ampliado
procedente del sistema óptico anamórfico sobre el medio de grabación
óptica.
3. Un procedimiento para inicializar un medio de
grabación óptica que comprende la etapa de:
proyectar un haz de láser emitido desde un diodo
láser de semiconductor (1) sobre el medio de grabación óptica (5) en
el que
- a)
- el haz de láser se emite desde un diodo láser de semiconductor (1), que tiene una anchura de banda de 200 \mum aproximadamente, sobre el medio de grabación óptica de manera que la anchura de semiatenuación del punto del haz de láser enfocado en el medio de grabación óptica (5) es igual a entre 1/3 y 1/6 veces la anchura de semiatenuación del patrón de campo próximo del diodo láser de semiconductor en la dirección paralela a la interfaz de unión del diodo láser de semiconductor; o en el que
- b)
- el haz de láser se emite desde un diodo láser de semiconductor (1), que tiene una anchura de banda de 100 \mum aproximadamente, de manera que la anchura de semiatenuación del punto del haz de láser enfocado en el medio de grabación óptica es igual a entre 1/2 y 1/3 veces la anchura de semiatenuación del patrón de campo próximo del diodo láser de semiconductor en la dirección paralela a la interfaz de unión del diodo láser de semiconductor;
por lo que el medio de grabación óptica puede
inicializarse de forma regular por medio del haz de láser.
4. El procedimiento según la reivindicación 3, en
el que el haz de láser emitido desde el diodo láser de
semiconductor (1) está colimado,
en el que el haz colimado se amplía sólo en una
dirección paralela a la interfaz de unión del diodo láser de
semiconductor (1) por medio del sistema óptico anamórfico (3), y
en el que el haz ampliado se enfoca sobre el
medio de grabación óptica (5).
\newpage
5. Un procedimiento según la reivindicación 3 ó
4, en el que el medio de grabación óptica comprende:
- una capa base;
- una primera capa de protección formada en la capa base;
- una capa de grabación formada en la primera capa de protección; y
- una segunda capa de protección, en la que la capa de grabación se inicializa por medio del haz de láser.
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