JPH0414620A - 光記録再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属層上に堆積させた誘電体薄膜層からなる
構成を有する光記録媒体を用いた光記録再生方法に関し
、特に、光書き込みにレーザー光を用い、記録した情報
の読み出しを、記録媒体に表面プラズモンを発生させ得
る条件で読み出し用レーザー光を照射することにより行
なう再生方法に関する。

（従来の技術） 最近オフィスオートメーションの中心的な存在として光
ディスクや光カードが注目を集めている。この光ディス
クや光カート用の記録媒体としては各種のものか検討さ
れているが、価格・製造の容易さから有機材料を用いた
ものが注目されている。

一方、記録方法も種々の方法が考案されているが、コン
パクト・ディスク等で広く採用されている方式として、
記録媒体上に情報信号に従ってピット状の穴を形成し、
係るピットによって読み出し光が回折され、ピットの無
い部分と較べて反射率または透過率が変化することを利
用して記録の再生を行なう方式を挙げることができる。

この場合、ピットの深さｈは、ピット部と非ピット部と
を通るレーザー光の位相差が１８ｏ°の時干渉効果が最
大となる。従フて反射光でピットの有無を検出する場合
は、記録媒体の屈折率をｎｌｔ用いるレーザー光の波長
をλとすれば、 ｎＩ　−ｈ＝λ／４ が成り立つ時、信号読み取り効率は最大となる。

今、ｎ、＝１．５（−船釣なプラスチック）、λ＝６３
２．８ｎｍ　（Ｈｅ−Ｎｅレーザー）であるとすると、
ｈの値は０．１１μｍとなる。

また、ピットの有無を読み出し光の透過率で検出しよう
とする場合には、空気相から記録媒体へ読み出し光を入
射し、空気相層へ透過させるとして、信号読み取り効率
が最大となるピット深さｈは、 ｎ、　・　ｈ；λ／２ で与えられる。先の場合と同様にｎｏ　＝１．５゜λ＝
６３２．８ｎｍとするとｈの値は０．２２μｍとなる。

従って、反射方式を用いたとしても記録媒体の記録層の
厚さは少なくとも約０．１１μｍであることが要求され
、透過方式を利用する場合であれば、さらに厚い層厚が
要求される。このことは光記録が再生専用記録（ＲＯＭ
）である場合は、別に構わないが、追記記録を行なう場
合には一定以上の深さのピットを形成する必要があり、
先に述べた有機系の記録媒体を用いたとしても、ピット
形成を高速に、あるいは低パワーで行なうことは極めて
困難である。

また、追記可能な光カート（例えば特公昭５９−２３７
１６号公報等）においても記録層の厚さは０．１μｍ程
度で同様の問題点がある。

さらに、記録再生時においては、読み取りエラーの原因
となるノイズの影響を小さくするためには記録部と非記
録部との反射率または透過率の差が大きいこと即ちＣ／
Ｎ比が大きいことと同時にできるだけ非記録部の反射率
または透過率自体が大きな値をもつことが要求される。

しかしながら、通常の光ディスクや光カードにおいてこ
れらの値は高々５０％、一般には２０〜３５％程度に過
ぎない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明に係る従来技術の問題点を解決するためになされ
たものであり、本発明の目的は低パワーの光源での高速
記録を可能とし、かつそのようにして書き込んだ記録情
報を高感度に再生できる光記録再生方法を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光記録再生方法は、金属層上に誘電体薄膜層を
設けた構成を有する記録媒体に、記録情報に応じて書き
込み用レーザー光を照射し、前記誘電体薄膜層に凹部か
うなるピットを形成する光記録過程と、該光記録過程に
おいて形成したピットを、読み出し用レーザーの照射面
において表面プラズモンを励起し得る条件で該読み出し
用レーザーを照射した際のピット部と非ピット部の反射
率の差を利用して検出することにより書き込まれた記録
情報を読み出す光再生過程とを有することを特徴とする
。

本発明によれば、書き込んだ記録情報の再生に記録媒体
に表面プラズモンを発生させ得る条件での読み出し用レ
ーザーの照射を用いるので、従来の光記録における再生
と比べてより大きなピット部と非ピット部の反射率の差
を得ることができる。

その結果、安定かつ精度よい記録の再生が可能となる。

しかも、光記録において従来のように深いピットを形成
する必要がなく、ピット形成のための記録層の層厚を薄
くすることかできる。さらに、薄い記録層を用いれば、
光記録において低パワーの光でも容易にピット形成が行
なえ、また高速記録も可能となり、しかも記録媒体の生
産性の向上および低コスト化がはかれる。

以下、先ず本発明の再生方式の原理にって説明する。

表面プラズモンとは、表面プラズマポラリトンとも呼ば
れ、固体（この場合金属層）表面に局在するプラズマ振
動が固体表面で外部電磁波を結合した表面波のことを指
す。（潮田資勝、物性第１５巻、５８７頁（１９８９年
）、国府田隆夫、平林泉、十倉好紀、応用物理第４５巻
１０６９頁（１９７６年）、及び黒沢宏、潮田資勝、レ
ーザ研究第１４巻８２頁（１９８６年）等参照〕。空気
−金属界面に存在する表面プラズモンの分散条件はＭａ
ｘｗｅ　ｌ　ｌの方程式の境界条件から決定され、で表
わされる。ここにｋｘは表面プラズモンの波数であり、
ＴＭ−波である。またε１は金属の誘電率、ωは表面プ
ラズモンの周波数、Ｃは光速である。

外部光を用いてこの表面プラズモンを励起する場合、直
接空気側から金属表面へｐ−偏光電磁波を入射させても
、Ｒｅ（ε１）く０であるので表面プラズモンを励起す
るのは不可能である。そこで、表面プラズモンを励起さ
せるために以下に述べるような手法が採用できる。

第１の方法として、第１図に示すような０ｔｔｏ配置（
Ａ、　０ｔｔｏ、　Ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ　ｄｅｒ　
ｐｈｙｓｉｋ誌、第２１６巻３９８〜４１０頁（１９６
８年））を挙げることができる。この場合プリズム３と
金属層１との間はプリズムの屈折率ｎｐよりも小さい屈
折率ｎ１を有する媒質４で充填されており、その厚さを
ｄｌとする。媒質４はｎ、、〉ｎｌｌさえ満たしていれ
ば別に空気（または真空）でもよく、その場合は０３〜
１である。周波数ωのＰ−偏光波を全反射の臨界角θ。

よりも大きな入射角θでプリズムに入射させると、光は
全反射の領域にあるが媒質４中には減衰波かにじみたし
てくる。この減衰光の波数ベクトルの内、界面に平行な
成分は、ｎ、、（ω／ｃ）ｓｉｎθとなる。今、媒質４
の厚さｄｌを無限にとれば単なる全反射が起きるだけで
あるか、もしこのｄ、を有限にとればｋＸ＝ｎｐ　（ω
／ｃ）ｓｉｎθが満足される入射角θの時に、この減衰
波は媒質４と金属層１の界面に存在し得るプラズマ振動
と共鳴し、表面プラズモンを励起することになる。この
時、入射光６の反射率は低減する。この時の反射率とθ
との関係を模式的に示したのが第２図ある。この時、反
射率のデイツプ（４りの位置は、ε１に依存しているの
で用いる金属の違いによって異なる。これに対してデイ
ツプの深さは、用いる入射光の波長（ω）および媒質４
の種類および厚さｄ、に敏感であるが、フレネルの式を
用いて最も深くなる点、即ち最も反射率を小さくするこ
とができる条件は容易に求められ、実験的にも得られる
。媒質４が空気の場合には、だいたいｄｌの大きさが入
射光の波長程度の時に効率かよくなる。さて、この金属
層１の上にｄｌよりも薄い厚さｄ２を有する誘電体の薄
膜２を堆積させた場合には、表面プラズモンの分散条件
は（１）式から外れる。即ち、誘電体層２の厚さｄ２及
び誘電体層２の誘電率εｄの値に依存して変化する。今
、用いる誘電体層２の誘電率εｄを一定と考えるとｄ２
の増加に伴ってデイツプの位置は第２図に示すように０
１からθ２（θ２〉θＩ）へと連続的に変化する。従っ
て、一定の入射角で電磁波を入射させる時、金属層１上
の誘電体層２の薄膜に依存して反射率は変化する。入射
角が各々のデイツプの最大値を与えるθ１若しくはθ２
にある時、上記誘電体層２の有無に基〈反射率の変化は
最大となる。即ちこの時最も大きなＣ／Ｎ比を得ること
が可能となる。ただし、この時０１点、あるいは０２点
での反射率の差を大きくとるためには、θ１と０２との
差が十分に大きいか、あるいはデイツプが急峻でその幅
が小さいことが必要となる。前者は誘電体層の厚さを増
せば、容易に達成できるが、後述する光記録による書き
込みの観点からはできるたけ薄い方が好ましい。一方、
デイツプの巾は、入射光の波長（ω）や媒質４の厚さの
他、特に金属層の誘電率の虚部の大きさに対し敏感であ
り、例えば銀等のこの値の小さな金属を用いれば、例え
ば金等の虚部の大きな金属と比較してデイツプ巾を著し
く小さくとることができる。たたし、デイツプの巾が小
さくて急峻になればなるほど、誘電体層の厚さｄ２の微
かな変化に伴う反射率の変化が大きくなることに注意し
なければならない。即ち、デイツプの巾の小さい条件で
は極めて薄い誘電体層を利用できるかわりに、係る誘電
体層の厚さは記録されたピット部を除いて均一である必
要がある。ただし、ｄ２の厚さが２５人で金属層が金で
あっても反射率の差は０．８以上確保でき、同様に銀を
用いた場合の差は０．９以上にとることが可能である。

以上は、金属層上の誘電体層の有無に関して述べたが、
ピット部において必ずしも金属面が霧出している必要は
なく、誘電体層中において適度な深さ（例えば２５人）
の凹みが形成されていても良い。

以上のようにして金属層上の誘電体層の有無又は薄膜の
変化を高感度に検出することが可能である。

ここで用いる記録媒体の誘電体層としては、ラングミュ
ア・プロジェット法（ＬＢ法）により形成した有機単分
子膜またはその累積膜（これらをまとめてラングミュア
・プロジェット膜、略してＬＢ膜という）、気相もしく
は液相吸着により形成された有機単分子膜、スピンコー
ド等の方法で形成した有機層、蒸着やＣＶＤ法等の気相
成膜方法により形成した有機層等が利用できる。なお、
誘電体層の厚さは、例えば３〜１０００人の範囲とする
ことができる。

なかでもＬＢ膜は、以下に述べる光による書き込み時に
おける諸要請事項を満足できる点から特に好ましい。

即ち、記録の書き込みは既に述べたように誘電体層へレ
ーザー光を照射させ、照射部の誘電体を融解乃至昇華さ
せて凹部からなるピットを形成することによって達成さ
れる。従って誘電体層はレーザー光照射によって容易に
ピットを形成する必要性から、有機物で構成されている
ことが好ましく、またその厚さもできるたけ薄いことが
望ましい。さらに先に述べたように読み出し時の安定性
の観点からは上記誘電体層の膜厚はできる限り均一であ
ることが要求される。係る要請を満足できる上記誘電体
層としてＬＢ膜を用いることか特に好ましい。このＬＢ
膜を用いれば、金属層２上に任意の面積にわたって、分
子長オーダーで制御された均一な膜厚を有する有機誘電
体層を安定かつ容易に形成することが可能である。

書込み時のレーザー光はプリズム３を介さず、直接誘電
体層２へ照射してもあるいはプリズム３を介して透過光
として誘電体層２を照射してもどちらでもよい。記録密
度はピット径によって決定されるが、レーザー光として
は可視光を用いる場合では約１μｍ弱である。書き込み
光および読み出し光の光源は別々（波長の違う場合を含
む）でも同一でもどちらでもよいが、後者の方が光学系
が小さくて済むという利点がある。

表面プラズモンを励起させる第２の方法は、第３図に示
すようなにｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ配置（Ｅ。

Ｋｒｅｔｓｃｈｍａｎｎ、　Ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ　
ｄｅｒ　Ｐｈｙｓｉｋ誌、第２４１巻３１３〜３２４頁
（１９７１年））である。この場合は読み出し光は記録
媒体５の裏面、即ち誘電体層２と逆側から入射させるこ
とになる。記録媒体５としてプリズム３上に直接金属層
１を有するものを用いることもできるが、その場合には
記録層とプリズムとは分離できず、１つの記録媒体に対
して１つのプリズムを用いることになる。基板８上に金
属層１及び誘電体層２を設けた場合は、プリズム３と記
録媒体５とがそれぞれ独立しているので１つのプリズム
に対して記録媒体を種々取り替えることが可能である。

この場合プリズム３の屈折率ｎ２と基板８の屈折率ｎｌ
Ｉが等しいことが望ましいが異なっていてもよい。また
基板８は光学的異方性の無い透明なもの、少なくとも書
き込み及び読み出し用レーザー光に対して吸収の無いも
のが選ばれる他、プリズム３との境界面に空気境膜を作
ることのないよう、この面が充分に平滑であることが要
求される。ざらにｎｐおよびｎｇは誘電体層２の側の媒
質４の屈折率ｎ、よりも大きいことが要求される。媒質
４が空気、あるいは真空（ｎ　ｓ〜１）であれば勿論問
題はない。入射光６は０ｔｔｏ配置と同じくｐ−偏光波
か利用される。この配置においても、入射光６と金属層
１の表面プラズモンとの結合に伴う反射率の変化は、第
２図に準するが、デイツプの深さや巾は入射光の波長や
金属の種類の他、金属層の厚さｄｌに敏感である。ｄ、
が厚すぎると全反射が起こるだけであり、入射光６の内
、反射面に平行な成分が減衰しないので、金属層１の媒
質４側の表面まで減衰光をにじみ出すことができる程度
に金属層１を薄くしなければならない。このような観点
から規定される金属層１の最大厚さは、例えば銀で１０
００人、金で１５００人、アルミニウムで１０００人位
である。銀の場合ではｄｌが５００人位の時、デイツプ
の深さは最大となる。

その他誘電体層２に要求される条件等は、先のＯｔｔｏ
配置で述べたことと同様である。

なお、この第３図に示した再生用配置を用いる場合の書
き込みは、プリズム側から屈折光を用いて行なりでもよ
いか、光の損失を考慮すると媒質４側から書き込み用の
光を直接誘電体層２へ入射することが望ましい。しかし
ながら、書き込み用の光を照射するための光学系として
、単純な構成のものが利用できるという点からはプリズ
ム側から屈折光を用いる方式がよい。この場合も光源は
１つでも複数でも何れでも構わない。

表面プラズモンを励起させる第３の方法は記録媒体表面
に凹凸をつけて表面に沿っての並進対称性を破ることで
ある。最も簡単な例として、第４図のような正弦波状の
溝を平行にきざんだ回折格子を利用する場合を挙げるこ
とができる。回折格子の周期ａに対応する波数をｇ＝２
π／ａとおくと、入射角θで媒質４中から記録媒体へ入
射する平面波（ｋＸ＝（巴）Ｓｉｎりはブラック反射型
の波数変化を持った（ｋｆｇ）。＝ｋＸ±ｎ−ｇ（ｎ＝
１．２．３・・・）の回折波を作り比す（この時入射面
は溝に垂直でかつ入射光はｐ偏光とする）。今、２次以
陣の回折強度は小さく１次（ｎ＝１）の回折波のみ考え
るとして、ｋ±ｇ＝ｋＸ±ｇのどちらかか、表面プラズ
モンの波数と一致すると共鳴的に表面プラズモンが励起
され、通常の反射光の強度は減少する。入射面に対して
溝の方向が垂直でない場合には、回折格子の周期音に対
応する波数ベクトルを？＝２π／旨、入射平面波の波数
ベクトルをに、とあくと、−ｂｇ＝菫。＋百の大きさ１
１ｉ’ｇｌが表面プラズモンの波数に一致するところで
励起かおこる。この場合はｆｆ１ｇ／’ｆＸの場合を除
いて入射光がＳ偏光であっても表面プラズモンは励起さ
れる。このような回折格子は、例えばフォトリソグラフ
ィー技術を用いて先ず基板８０表面に第４図に示すよう
な格子を形成し、さらにこの上に、真空蒸着やスパッタ
ー法などの手法により金属層２を堆積させて容易に形成
できる。当然この場合、基板８上の格子が金属層表面に
反映されるように、金属層２の厚さは適度に薄いことが
要求される。これとは別に平坦な基板上に金属層２を堆
積させた後に係る金属層をエツチングして回折格子を形
成してもよい。回折格子の振幅りの大きさは表面プラズ
モンとの結合強度に関係し、従って、反射率の変化に大
きな影響を与えるが、例えば金属層２が銀の場合は、概
ね１５０〜２００人付近に変化の最大値が存在する。な
お第４図でに媒質４側から光を入射させているが、基板
８の裏面（金属層２と逆の面）にプリズムを設置しプリ
ズム側から入射させてもよい。即ち先に述べたＫｒｅｔ
ｓｃｈｍａｎｎ配置と同じ光学系としてもよい。

以上表面プラズモンを励起して誘電体層２上のピットの
有無を検出する方法について各種述べてきたが、反射光
の強度の測定には通常のフォトダイオード（例えば浜松
ホトニクス製５１２２３等）とロックインアンプを組み
合せて行なえばよい。

本発明の方法に用いられている記録媒体とじては、金属
層上に誘電体薄膜層を設けた構成を有するものが利用さ
れ、その具体的構成は、上述したように各種表面プラズ
モンの励起方式に応じて適宜選択される。

例えば、第１図、第３図、第４図および第５図に示され
たように、必要に応じて設けられた基板８上に金属層１
と誘電体薄膜層２が積層された構成を有するものが利用
できる。

基板８としては、石英、ガラス、シリコン基板、各種プ
ラスチック板、金属板等を挙げることができる。

また基板８に光を透過させて書き込みや読み出しを行な
う場合には、石英、ガラスの他、アクリル板等の透明プ
ラスチック板を挙げることができる。

金属層１は表面プラズモンを利用したピット部と非ピッ
ト部の反射率差を効果的に生じさせることのできるもの
であれば、材質およびその形成方法に特に制限はなく、
例えば金、銀、アルミニウム、銅等を通常の蒸着法のは
かＣＶＤ法、スパッタリング等の各種成膜方法により形
成したものが利用できる。なお、その層厚は、表面プラ
ズモンの励起方式に応じて適宜選択する。

即ち０ｔｔｏ配置及び回折格子を利用する場合において
は、膜厚に対する規制は無いか、Ｋｒｅｔｓｃｈｍｄｎ
ｎ配置を利用する場合においては２０００人厚以下が好
ましく、用いるレーザー光の波長程度であることがより
好ましい。なお、この場合の最適な金属層膜厚は、より
厳密にはフレネルの式を解くことによフて与えられる（
例えば、Ｋ、Ｋｕｒｏｓａｗａ、Ｒ，Ｍ、Ｐｉｅｒｃｅ
、Ｓ、Ｕｓｈｉｏｄａ、ＰｈｙｓｅｃａｌＲｅｖｉｅｗ
　８誌３３巻７８９〜７９８頁（１９８６年））。

誘電体ｉ膜層２としては、光書き込みに必要な特性を有
し、かつ表面プラズモンを利用したピット部と非ピット
部の反射率の差を効果的に生じさせることのできる材質
及び層厚のものが利用される。

例えば、誘電体を形成できる有機化合物のＬＢ膜、気相
もしくは液相吸着により形成された有機単分子膜、スピ
ンコード等の方法で形成した有機層、蒸着やＣＶＤ法等
の気相成膜方法で形成した有機薄膜等が利用できる。

何れの方式においても、その膜厚は３〜１０００人の範
囲であればよく、より好ましくは５〜２００人である。

なお、第３図に示す表面プラズモンの励起方式に用いる
基板８を省略した構成の記録媒体は、プリズムの所定面
に各種薄膜形成法を用いて金属層及び誘電体薄膜層をこ
の順に形成して得ることができる。

〔実　施　例〕

次に本発明の実施例について詳細に説明する。

実施例１ 清浄な石英基板（２５ｍｍＸ３８ｍｍ、厚さ１ｍｍ）上
に真空蒸着法により銀を５００人の層厚に蒸着（成膜速
度１人／　ｓ　ｅ　ｃ、真空度３×１０−６Ｔｏｒｒ以
下）し、金属層を形成した。この金属層上に、アラキシ
ン酸カドミウム塩の単分子膜を以下のようにしてＬＢ法
により堆積させ記録媒体を作成した。

まず、アラキシン酸（ｎ　　Ｃ１９Ｈ３９ＣＯＯＨ）を
濃度１ｍＭに溶かしたベンセン溶液を４×１０−’Ｍの
塩化カドミウムを含むｐＨ６，７，２０℃に調整された
水相上に展開し、その水面上に単分子膜を形成した。溶
媒蒸発除去後、水相上の単分子膜の表面圧を３０　ｍ　
Ｎ　／　ｍまで高めこれを一定に保フた。次に、予め水
相中に浸漬しておいた上述の銀膜付石英基板を水面を横
切る方向に速度５ｍｍ／ｍｉｎ、で静かに引き上げ、ア
ラキシン酸カドミウム塩単分子膜（厚さ２５．４人）を
先に形成した銀膜上に成膜し、記録媒体とした。

この記録媒体を用いて、光記録再生を行なった。以下そ
の詳細を記す。

まず、第５図に示すように、上述の方法で得た記録媒体
の所定位置に真空蒸着によりアルミニウムを６５００人
厚さに蒸着（成膜速度５人／ｓｅｃ、真空度３　Ｘ　１
０−６Ｔｏｒｒ以下）することによりスペーサー９を設
け、さらにこの上に石英製のプリズム３（屈折率（ｎ、
、＝１．４５７）を設置した。ここでプリズム３と記録
媒体５の表面との間の媒質４は空気である。このプリズ
ム３を設置した記録媒体を第６図に示す光学系中の所定
位置に設置した。レーザー光源１０としては出力１５ｍ
ＷのＨｅ−Ｎｅレーザー光源を用い、ＮＤフィルター１
１でそのパワーをを調整した。次にハーフミラ−１６を
介して偏光子１２で光源１０からのレーザー光をＰ偏光
とした後、ゴニオメータ−（Ｘ線用）１３上のＸ−Ｙス
テージ１８上に設置された第５図の構成を有するプリズ
ム及び記録媒体へ入射させた。入射角はゴニオメータ−
を回転させることで任意に設定できるようにしておいた
。反射光は、フォトダイオード１４で検出されロックイ
ンアンプ１５を通して反射率として記録計１６で記録さ
れるようにした。この系で入射光強度を１ｍＷ程度とし
て記録媒体への入射角θを変えて、入射光と表面プラズ
モンとが共鳴する点を求めたところθ＝４５．６°の時
反射率は最小（Ｏ，ＯＳ）となった。次にプリズム３か
らの透過光か記録媒体５の表面に対して垂直となるよう
にレーザー光を入射し、アラキシン酸カドミウム塩単分
子膜上に約１μｍ径、深さ約２５人のピットを形成した
。その際、入射面でのレーザー光強度が５ｍＷ程度にな
るよう、ＮＤフィルター１１てパワーを調整した。１ビ
ツトの形成のための照射時間は、３００ｎｓｅｃとした
。

以上のようにして形成したピット面上の表面プラズモン
を励起する入射角条件を求めたところ、θ＝４５．１°
の時、共鳴は最大となり反射率は最小（Ｏ，ＯＳ）とな
った。即ち、入射角θに対する反射率の関係は第２図と
同等の状態にあり、θ、＝４５．１°　（ピット底面、
即ち銀面）、θ、＝４５．６°　（アラキシン酸カドミ
ウム単分子膜面）であった。次に入射角を４５．１°に
保持したままＸ−Ｙステージ１８を利用して反射部位を
ピット部から非ピット部に移動させたところ、反射率は
、０．９６となった。この状態で再度入射角を４５，６
°にしたところ反射率は０．０５に減少し、この時の入
射角を保持したままＸ−Ｙステージ１８を用いて、反射
部１０を非ピット部からピット部へ移動させたところ反
射率は０．９６となった。

以上より高速書き込み（３００ｎｓｅｃ以下）かでき、
読み出し光の入射角をピット部または非ピット部での表
面プラズモンとの結合が最大となる角度（各々４５，１
°及び４５，６°）に固定して読み出し光を記録媒体表
面を走査させると、ピットの有無に従って反射率が０．
９１変化することから、高速かつ鯖度のよい読み出しか
可能であることが確かめられた。

実施例２ その表面を光学研磨した石英基板（２５ｍｍＸ３８ｍｍ
、厚さ１ｍｍ）上に、実施例１と同様にして、銀層及び
アラキシン酸カドミウム塩の単分子膜の形成を行ない記
録媒体を得た。

この記録媒体の石英基板の裏面（銀膜を蒸着していない
面）とプリズムを貼り合せて、第３図に示すＫｒｅｔ、
５ｃｈｍａｎｎ配置のための構成を得た。

次に、実施例１で用いた光学系内にこのプリズムを貼り
合せた記録媒体を配置して光記録再生を行なった。その
際、記録媒体をゴニオメータ−１３上のＸ−Ｙステージ
１８の上にセットし、書き込みを行なう際には、ゴニオ
メーター１３を回転させて、空気相から直接アラキシン
酸カドミウム塩単分子膜上へレーザー光を照射（５ｍ　
Ｗ　。

３００ｎｓｅｃ）Ｌ／てピット形成を行なった。

次に、再びゴニオメータ−１３を回転させてレーザー光
をプリズム面から入射させて、ピット部及び非ピット部
での表面プラズモンの励起条件を求めたところ、各々入
射光の入射角が、４５．１°及び４５．６°の時、反射
率は最小（Ｏ，ＯＳ）となった。逆にピット部及び非ピ
ット部への入射角を各々４５．６°及び４５．１゜とし
た時反射率は０，９６となり、入射角を４５．６°ある
いは４５，１°に固定して読み出し光を走査させれば、
反射率の差０，９１を以ってピットの有無を検出できる
ことがわかった。

実施例３ 実施例２で用いたと同様の石英基板上に真空蒸着で６０
０人厚に金膜を作成（成膜速度３人／ｓｅｃ、真空度３
　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒ以下）した基板を実施例１と同
様にして形成させたアラキシン酸カドミウム塩の水面り
単分子膜（表面圧＝３０ｍ　Ｎ　／　ｍ　）に対し水面
を横切る方向に５ｍｍ／ｍｉｎの速度で浸漬し、引き続
き同し速度で引き上げ金膜上にアラキシン酸カドミウム
塩の２層単分子累積膜（厚さ５５．２人）を形成した。

この記録媒体を用いる以外は実施例２と同様にして、上
記単分子累積膜にピットを形成した後、ピット部と非ピ
ット部における表面プラズモンの励起条件を求めたとこ
ろ各々入射光の入射角は４６．２°及び４７．２°であ
り、反射率は何れも０．２であった。一方これらの入射
角を保ったまま逆に非ピット部及びピット部の反射率を
各々求めたところ０．８２及び０．７１であった。

従って、入射角を４６．２°とした時には反射率の差０
．６２を以って、また、入射角を４７、．２°とした時
では反射率の差０．５１を以ってピットの有無を検出で
きることがわがつた。

実施例４ ガラス基板（Ｃｏｒｎｉｎｇ７０５９　２５ｍｍＸ３８
ｍｍ、厚さ１ｍｍ）上にフォトレジストでレーザー光の
干渉縞を利用して正弦波型の第４図に示す構造の回折格
子を形成した。得られた回折格子の振幅りは１８０人、
また周期ａは４５００人であった。

この回折格子を有する基板上に真空蒸着法により銀を５
００人厚に蒸着して金属層を形成した。

さらに、この金属層上に実施例１と同様の方法によフて
アラキシン酸カドミウム塩の単分子膜を形成、記録媒体
とした。この記録媒体を実施例１で用いた第６図に示す
光学系内にセットし光記録再生を以下のようにして行な
った。

まず、第５図の光学系において、上記構成の記録媒体を
ゴニオメータ１３上のＸ−Ｙステージ１８上に設置した
。この時、記録媒体の回折格子の溝に対して入射光面が
垂直になるように調整した。入射光強度を０．７ｍＷ程
度として上記記録媒体への入射角θを変えて、入射光と
表面プラズモンとが共鳴する点を求めたところ、θ＝２
１．９°の時反射率は最小（Ｏ，ＯＳ）となワた。次に
、入射光が記録媒体に垂直入射するように調整しくθ＝
０°）、レーザー光強度５ｍＷ、スポット径１μｍ、照
射熱間３００ｎｓｅｃの条件で前記アラキシン酸カドミ
ウム塩単分子膜にピットを形成した。このピット部での
表面プラズモンの励起条件を求めたところ、入射角が２
１．３°の時反射率は最小（０，０８）となった。逆に
ピット部及び非ピット部への入射角を各々２１．９°及
び２１．３°とした時の反射率は０．８０および０．７
２であった。従って入射角を２１．９°とした時には反
射率の差０．７２を以って、また入射角を２１．３°と
した時には反射率の差０．６４を以ってピットの有無を
検出できることがわかった。

以上述べてきた実施例中では誘電体層の形成にＬＢ法を
用いてきたが極めて薄く均一な膜が作成できる成膜法で
あればＬＢ法に限らす利用可能であり、具体的には、真
空蒸着法やＭＢＥやＣＶＤ法等の成膜方法を挙げること
ができる。また、誘電体層２構成する材料もアラキシン
酸カドミウム塩に限定されるものではない。

また、金属層の形成方法についても同様に均な薄膜を作
成し得る成膜法であれば利用可能であり、真空蒸着法に
限られるものではない。

さらに基板やプリズムの材料ならびに形状、及び光源に
ついても本発明は何ら限定するものではない。

（発明の効果〕 以上述べたように本発明の記録再生方法によれば、記録
層として層厚の薄い誘電体層が利用できるので特別に出
力の高い光の照射を行う必要がなく、一般の光源を用い
て高速書き込みが可能である。また、表面プラズモンを
利用することで、記録部と非記録部の反射率の非常に大
きな差を引き出すことができ、安定かつ精度よい記録の
再生が可能である。

更に、記録媒体の記録層としての誘電体層が薄くて良い
ため、生産性に富み安価な記録媒体が利第１図は本発明
で用いられるプリズムと記録媒体との幾何学的配置の内
、０ｔｔｏ配置と呼ばれる配置を示す模式図、第２図は
表面プラズモンと入射電磁波との結合に伴う反射率の変
化を入射角に対してプロットした図、第３図はプリズム
と記録媒体との幾何学的配置のうち、にｒｅｔｓｃｈｍ
ａｎｎ配置と呼ばれる配置を示す模式図、第４図は回折
格子を用いて表面プラズモンを励起する際に用いられる
記録媒体の構造を示す模式図、第５図は本実施例で０ｔ
ｔｏ配置を利用した時の構成図、第６図は記録再生時に
用いた光学系を示し模式図である。

１−・金属層、 ３・・・プリズム、 ５・・・記録媒体、 ７−反射光、 １０−・レーザー光源、 ２−・誘電体層、 ４・−・媒質、 ６・・・入射光、 ８・・・基板、 １ｌ−ＮＤフィルり、 １２−・・偏光子、　　　　１３−・・コ゛ニオメータ
ー１４・・・フォトダイオード、 １５−・・ロックインアンプ、１６・・・言己録言十、
１７−ｚｓ−フミラ−１Ｂ−Ｘ−Ｙステージ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属層上に誘電体薄膜層を設けた構成を有する記録
   媒体に、記録情報に応じて書込み用レーザー光を照射し
   、前記誘電体薄膜層にピットを形成する光記録過程と、
   該光記録過程において形成したピットを、読み出し用レ
   ーザーの照射面において表面プラズモンを励起し得る条
   件で該読み出し用レーザーを照射した際のピット部と非
   ピット部の反射率の差を利用して検出することにより書
   き込まれた記録情報を読み出す光再生過程とを有するこ
   とを特徴とする光記録再生方法。 ２、書き込み用レーザー光と読み出し用レーザー光とが
   、同一光源から得られるものである請求項１に記載の光
   記録再生方法。 ３、書き込み用レーザー光と読み出し用レーザー光とが
   異なる光源から得らるものである請求項１または２に記
   載の光記録再生方法。 ４、誘電導体薄膜層の厚さが３Å以上１０００Å以下で
   ある請求項１〜３のいずれかに記載の光記録再生方法。 ５、誘電体薄膜層が有機化合物の単分子膜または単分子
   層累積膜からなる請求項１〜４のいずれかに記載の光記
   録再生方法。 ６、読み出し時の光学系を構成するプリズムを空気境膜
   を介して誘電体層上に設置し、読み出し用レーザー光を
   プリズム側から入射し、反射波のうちｐ偏光の強度を測
   定する請求項１〜５のいずれかに記載の光記録再生方法
   。 ７、空気境膜の厚さが５００〜１００００Åの範囲にあ
   る請求項６に記載の光記録再生方法。 ８、読み出し時の光学系を構成するプリズムを誘電体層
   が堆積されていない側の金属層上に透明基板を介しまた
   は直接設置し、読み出し用レーザー光をプリズム側から
   入射して反射波のうちｐ偏光の強度を測定する請求項１
   〜５のいずれかに記載の光記録再生方法。 ９、記録媒体の金属層の厚さが５０〜２０００Åである
   請求項８に記載の光記録再生方法。 １０、回折格子を有する基板上の該回折格子面に金属層
   および誘電体薄膜から構成される記録層を設けた記録媒
   体を用い、読み出し用レーザー光をプリズムを介さず誘
   電体薄膜面から入射し、反射光の強度を測定する請求項
   １〜５のいずれかに記載の光記録再生方法。 １１、金属層の厚さが５０〜２０００Åである請求項１
   ０に記載の光記録再生方法。 １２、金属層上に設けられた誘電体薄膜層に記録情報に
   応じて形成したピットを有する記録媒体に読み出し用レ
   ーザーを照射して、該ピットを検出することにより書き
   込まれた記録情報を読み出す再生方法において、読み出
   し用レーザーの前記記録媒体の照射面において表面プラ
   ズモンを励起し得る条件で該読み出し用レーザーを照射
   した際のピット部と非ピット部の反射率の差を利用して
   前記誘電体薄膜層に形成されているピットを検出するこ
   とにより書き込まれた記録情報を読み出すことを特徴と
   する再生方法。 １３、誘電体薄膜層の厚さが３Å以上１０００Å以下で
   ある請求項１２に記載の再生方法。 １４、誘電導体薄膜層が有機化合物の単子膜または単分
   子累積膜からなる請求項１２または１３に記載の再生方
   法。 １５、読み出し時の光学系を構成するプリズムを空気境
   膜を介して誘電体層上に設置し、読み出し用レーザー光
   をプリズム側から入射し、反射波のうちｐ偏光の強度を
   測定する請求項１２〜１４のいずれかに記載の再生方法
   。 １６、空気境膜の厚さが５００〜１００００Åの範囲に
   ある請求項１５に記載の再生方 法。 １７、読み出し時の光学系を構成するプリズムを誘電体
   層が堆積されていない側の金属層上に透明基板を介しま
   たは直接設置し、読み出し用レーザー光をプリズム側か
   ら入射して反射波のうちｐ偏光の強度を測定する請求項
   １２〜１４のいずれかに記載の再生方法。 １８、記録媒体の金属層の厚さが５０〜 ２０００Åである請求項１７に記載の再生方法。 １９、回折格子を有する基板上の該回折格子面に金属層
   および誘電体薄膜から構成される記録層を設けた記録媒
   体を用い、読み出し用レーザー光をプリズムを介さず誘
   電体薄膜面から入射し、反射光の強度を測定する請求項
   １２〜１４のいずれかに記載の再生方法。 ２０、金属層の厚さが５０〜２０００Åである請求項１
   ９に記載の再生方法。