JPH06139620A - 記録再生媒体と記録再生装置 - Google Patents

記録再生媒体と記録再生装置

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JPH06139620A
JPH06139620A JP4285757A JP28575792A JPH06139620A JP H06139620 A JPH06139620 A JP H06139620A JP 4285757 A JP4285757 A JP 4285757A JP 28575792 A JP28575792 A JP 28575792A JP H06139620 A JPH06139620 A JP H06139620A
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JP
Japan
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recording
reproducing
layer
heating layer
medium
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Makoto Kuwamoto
誠 桑本
洋 ▲こう▼祖
Hiroshi Kouso
Tatsuhiko Inagaki
辰彦 稲垣
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録再生装置の記録要領を大幅に増大させ、
繰り返し記録再生可能な記録再生媒体と記録再生装置を
提供する。 【構成】 プリズムの低面で全反射を起こす角度で再生
光を入射し、媒体は例えば金属薄膜からなる加熱層を有
し、記録再生層は例えば光磁気材料による薄膜で構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光を用いて情報の記録再
生媒体と記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】大容量を必要とする記録再生装置として
光ディスク装置が注目されている。
【０００３】コンパクトディスク等に代表される光ディ
スク装置は大容量・低価格と言った特徴によって特に音
楽用あるいは動画用で再生専用機として一般的に普及し
ている。また最近ではコンピュータ等の周辺機器として
の用途も拡大しつつある。この分野では記録再生を行う
必要がある。現在の光ディスク装置における記録再生方
式は通常熱記録と呼ばれており、レーザ等の光源から発
生する記録再生光を微少なスポットに集光し、媒体を加
熱することによって媒体の特性を変化させることによっ
て記録する。この様ないわゆる熱記録方式ではレーザ光
のエネルギを熱に変換するときの効率が高くないため高
速に記録再生することが困難で、そのためには出力の大
きなレーザ光源が必要である。
【０００４】近年、このような課題にたいして表面プラ
ズモン共鳴を用いた再生方式が特開平４−１４６２０に
提案されている。この方式では記録膜が薄くできるた
め、比較的低出力のレーザ光源で記録できるものであ
る。記録の高速化を目指した記録再生方式の従来例の１
実施例を図９を用いて説明する。
【０００５】プリズム１０３と金属膜１０１の間にはプ
リズム１０３の屈折率ｎpよりも小さい屈折率ｎsを有す
る媒質４で充填されておりその厚さはｄ1とする。一般
に媒質４はｎp＞ｎsを満たせばよく、通常は空気であり
その場合はｎs〜１である。入射光１０６として周波数
ωのＰ偏光波を臨界角θcよりも大きな角度θでプリズ
ムに入射させる。入射角度θが有る特定の角度θ1にな
るとき、界面近傍に発生するエバネッセント波が、媒質
４と金属層１０１との間に存在するプラズマ振動と共鳴
し表面プラズモン共鳴を励起する。このため入射光１０
６の反射率は低減する。一般にｄ1は入射光１０６の波
長λよりも小さい値が望ましい。入射光１０６の入射角
度θに対する反射率の変化を図１０の実線で示す。ここ
でｄ1よりも薄い厚さｄ2を有する誘電体薄膜１０２を堆
積させると表面プラズモン共鳴を励起させる角度はθ2
となり反射率の特性は図１０の点線に示すように変化す
る。このように誘電体薄膜１０２がある部分とない部分
とでは入射角度θに対する反射率の特性が変化する。こ
こで入射角度をθ1に固定して媒体面を走査すれば誘電
体薄膜１０２がある部分とない部分とで反射光量が変化
し、再生信号Ａを得ることができる。
【０００６】一方、記録時は直接レーザ光を直接誘電体
薄膜１０２に照射し、そのビームスポットで発生する熱
によって誘電体薄膜１０２を溶融あるいは昇華させてピ
ットを形成する。尚、誘電体薄膜１０２は有機単分子膜
あるいはその累積膜である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、誘電体薄膜２の記録部分を溶融あるいは
昇華によって消滅させてしまうため繰り返し記録再生が
できず、記録及び再生に別々の光源が必要で、また情報
の記録密度はレーザ光のスポットサイズで決定されそれ
以上の記録密度の向上は困難であると言う課題があっ
た。
【０００８】本発明は上記問題点に鑑み、記録再生が同
一のレーザ光で繰り返し記録再生が可能で、スポットサ
イズよりも小さい情報の記録再生が可能となる記録再生
媒体とその記録再生装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の記録再生媒体
は、記録再生層と加熱層を有し、記録再生層に繰り返し
熱記録を行う媒体であって、熱の発生手段として、前記
加熱層に励起される表面プラズモン共鳴現象を利用して
記録及び再生を行う記録再生媒体であり、例えば記録再
生層が相変化材料薄膜あるいは光磁気材料薄膜より成る
もので、加熱層が金属薄膜より成るという構成のもので
ある。
【００１０】更に記録密度を向上させるために、加熱層
を溝状に形成するという構成によるものである。
【００１１】
【作用】本発明は上記した構成によって光のエネルギを
効率良く熱に変換することが出来るため同一の光源で高
速の記録が出来ると共に繰り返しの記録消去が可能にな
る。更に、加熱層を溝状に形成することによって表面プ
ラズモン共鳴の発生する部分を溝幅によって限定し、ビ
ームスポット径よりも小さい情報の記録が可能となる。
【００１２】
【実施例】以下本発明の一実施例の記録再生装置とその
媒体について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】図１は本発明の実施例における例えばカー
ド状の記録再生媒体７の断面図を示すものである。図１
において、１は基板である。基板１の表面には例えば金
属薄膜による加熱層３が配置されている。５は加熱層３
の上に設けられた記録再生層である。記録再生層５は例
えば結晶質と非晶質とで屈折率の異なるいわゆる相変化
型の材料であっても、光磁気効果を有する材料によって
構成されたいわゆる光磁気膜であってもかまわない。
【００１４】図１は片面での記録再生を行う記録再生媒
体７の例を示したが、両面に記録再生のできる媒体とす
ることも可能である。また図１の実施例はカード状の記
録再生媒体の例であるが円盤状であってもかまわない。
【００１５】図２は本発明の記録再生媒体７の第２の実
施例を示したものである。加熱層３は基板１に形成され
た溝９を埋めるように配置され、基板１と加熱層３を埋
めるように記録再生層５が設けられている。溝９の深さ
は記録再生に用いる光の波長以下が望ましい。
【００１６】図３は本発明の記録再生媒体７の第３の実
施例を示したものである。図２と同様に溝９が設けられ
ている。加熱層３は通常金属膜であり、スパッタ等の方
法で形成することにより可能である。加熱層３の表面に
も溝９の影響による第２の溝１１が現れている程度に加
熱層３の厚さを設定するのが望ましい。
【００１７】図４は本発明の記録再生媒体７の第４の実
施例を示したものである。基板１の表面は平面でその上
に加熱層３を形成する。その後、加熱層３の表面を半導
体プロセス等を用いて加工する事によって溝９を形成し
その上に記録再生層５を形成する。
【００１８】図５は図１から図４に示した媒体に記録再
生を行う記録再生装置の原理を示したものである。
【００１９】プリズム１３と加熱層３の間にはプリズム
１３の屈折率ｎpよりも小さい屈折率ｎsを有する媒質４
と記録再生層５で充填されておりその厚さをｄ1とす
る。ここで記録再生層５はｄ1よりも薄い厚さｄ2を有す
る相変化材料で屈折率ｎtを有している。
【００２０】一般に媒質４と記録再生層５はｎp，ｎt＞
ｎsを満たせばよく、通常媒質４は空気でありその場合
はｎs〜１である。記録再生光１５として周波数ωのＰ
偏光波を臨界角θcよりも大きな角度θでプリズム１３
に入射させる。１６は記録再生光１５をプリズム１３の
低面１４に集光させるレンズである。入射角度θが有る
特定の角度θ1になるとき、界面近傍に発生するエバネ
ッセント波が、記録再生層５と加熱層３との間に存在す
るプラズマ振動と共鳴し表面プラズモン共鳴を励起す
る。このため記録再生光１５の反射率は低減する。ｎ
s、ｎp、ｎtが決まっている場合、表面プラズモン共鳴
を最も効率よく発生させるための主なパラメータは角度
θ、再生項５の波長λ、厚さｄ1である。図６はその中
でもθを変数として示したものである。一般にｄ1は記
録再生光１５の波長λよりも小さい値が望ましい。記録
再生光１５の入射角度θに対する反射率の変化を図６の
実線で示す。相変化材料の記録再生層５の屈折率ｎtは
記録部分１９と未記録部分１７とで値が異なる。従って
未記録部分１７の反射率変化が図６の実線で表されると
すると記録部分１９の反射率の変化は図６の点線で表さ
れ、表面プラズモン共鳴を励起させる角度はθ2とな
る。このように記録再生層５の記録部分１９と未記録部
分１７とで入射角度θに対する反射率の特性が変化す
る。ここで入射角度をθ1に固定して媒体面を走査すれ
ば反射光量が変化し、再生信号Ａを検出することが出来
る。
【００２１】この様な媒体に情報の記録を行う場合も表
面プラズモン共鳴を利用する。表面プラズモン共鳴が励
起されると反射率は殆ど０に近くなる。これによって図
７に示すように、光波は加熱層３の表面で発生するプラ
ズマ振動と結合し、この１部は加熱層３での熱に変換さ
れる。加熱層３で発生する熱によって記録再生層５を加
熱し熱記録が可能になる。
【００２２】従って、この特性を利用して再生時の入射
角度θ1を未記録部分１７での表面プラズモン共鳴が発
生する条件にあわせておいて、記録再生光１５の光量を
加熱層３の発熱によって記録再生層５の温度を充分上げ
られるように設定することによって記録が可能となる。
【００２３】記録再生層５に記録された情報の消去は同
様の構成を持った別の光学系によって行う。このときの
記録再生光の入射角度をθ2とすれば記録時と同様の過
程によって情報の消去が可能である。
【００２４】更に図３あるいは図４に示す媒体のよう
に、加熱層３の表面に凹凸を設けたり図２の様に加熱層
３を部分的に設けたりすることで、表面プラズモン共鳴
を加熱層３の凹の部分あるいは凸の部分のみに励起させ
たり、加熱層３の配置された部分に選択的に励起するこ
とによりさらに高い記録密度が得られる。そもそも、表
面プラズモン共鳴は入射光の入射角θに敏感であると共
に厚さｄ1にも敏感である。
【００２５】従って図８に示すように凸部をｄ1の位置
に設定すれば凸部にのみ表面プラズモン共鳴が発生し加
熱層３が加熱されるが凹部では熱は発生しない。また逆
に、凹部をｄ1の位置に設定すれば凹部にのみ表面プラ
ズモン共鳴が発生し加熱層３が加熱されるが凸部では熱
は発生しない。この特性によって、例えば凹部・凸部の
幅Ｔをビームスポット径φＤ以下に設定することによっ
て、凸部のみあるいは凹部のみを選択的に加熱すること
が出来るため、ビームスポット径以下の情報の記録再生
が可能となる。
【００２６】記録再生層５が光磁気材料の場合でも記録
の原理は同様で、表面プラズモン共鳴によって加熱膜３
を加熱することによって記録再生層５に熱記録を行う。
記録再生層５が光磁気材料の場合は、記録再生層５の温
度がキュリー点をこえた時に逆向きの磁界を印加して記
録する。このとき、記録によって記録再生層５の屈折率
は殆ど変化しない。従って、反射光量はかなり小さくな
るが再生信号の検出は可能である。光磁気媒体の再生信
号の検出は反射光のＳ偏光成分とＰ偏光成分の変化を検
出することによって行う。これを検出する方法は通常の
光磁気記録装置の検出光学系で可能である。
【００２７】この媒体の情報の消去は記録時と同じ光学
系で可能であるが、記録された情報の磁化の方向を反転
させるバイアス磁気回路が必要である。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明は、記録再生層と加
熱層を有し、記録再生層に繰り返し熱記録を行う媒体で
あって、熱の発生手段として、前記加熱層に励起される
表面プラズモン共鳴現象を利用して記録及び再生を行う
記録再生媒体であり、例えば記録再生層が相変化材料薄
膜あるいは光磁気材料薄膜より成るもので、加熱層が金
属薄膜より成るという構成によって光のエネルギを効率
良く熱に変換することが出来るため同一の光源で高速の
記録が出来ると共に繰り返しの記録消去が可能になる。
【００２９】更に記録密度を向上させるために、加熱層
を溝状に形成することによって表面プラズモン共鳴の発
生する部分を溝幅によって限定し、ビームスポット径よ
りも小さい情報の記録ができ、高密度の記録再生が可能
になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における記録再生媒体の斜視図
【図２】本発明の第１の実施例に於ける記録再生媒体の
要部斜視図
【図３】本発明の第２の実施例における記録再生媒体の
要部斜視図
【図４】本発明の第３の実施例に於ける記録再生媒体の
要部斜視図
【図５】本発明の記録再生媒体における記録再生の原理
を示す正面断面図
【図６】本発明の記録再生媒体の反射率の特性を示した
図
【図７】本発明の実施例における記録の原理を示す正面
断面図
【図８】本発明の他の媒体での実施例に於ける記録原理
を示す正面断面図
【図９】従来の記録再生の原理を示す概略正面断面図
【図１０】従来の媒体の反射率を示す特性図
【符号の説明】
１ 基板 ３ 加熱層 ５ 記録再生層 ７ 記録再生媒体 ９ 溝 １３ プリズム １５ 記録再生光

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも１層の記録再生層と少なくとも
    １層の加熱層を有し、記録再生層に繰り返し熱記録を行
    う媒体であって、熱の発生手段として、前記加熱層に励
    起される表面プラズモン共鳴現象を利用した記録再生媒
    体。
  2. 【請求項２】記録再生層が相変化材料薄膜より成る請求
    項１記載の記録再生媒体。
  3. 【請求項３】記録再生層が光磁気材料薄膜より成る請求
    項１記載の記録再生媒体。
  4. 【請求項４】加熱層が金属薄膜より成る請求項１記載の
    記録再生媒体。
  5. 【請求項５】加熱層が表面に凹凸を有する溝状に形成さ
    れた請求項１記載の記録再生媒体。
  6. 【請求項６】記録再生層の表面あるいは低面あるいは内
    部に加熱層を有し、前記加熱層は金属より成り前記加熱
    層は凹凸の表面を有する記録再生媒体に、記録再生光を
    前記加熱層の凸部あるいは凹部に表面プラズモンを励起
    させる条件で照射し情報の記録再生を行う記録再生装
    置。
  7. 【請求項７】凹部あるいは凸部の幅が記録再生光のスポ
    ットの直径よりも小さい請求項５記載の記録再生媒体。
  8. 【請求項８】凹部と凸部の段差が記録再生光の波長以下
    である請求項５記載の記録再生媒体。
  9. 【請求項９】基板表面に溝部を有し、前記溝部に前記溝
    部を埋める様に加熱層を配置し、前記加熱層と前記基板
    表面をおおう様に記録再生層を配置した記録再生媒体。
  10. 【請求項１０】溝部の幅が記録再生光のスポットの直径
    よりも小さい請求項９記載の記録再生媒体。
  11. 【請求項１１】基板表面に溝部を有し、前記溝部に前記
    溝部を埋める様に記録再生層を配置し、前記記録再生層
    と前記基板の表面に加熱層を配置した記録再生媒体。
  12. 【請求項１２】溝部の幅が記録再生光のスポットの直径
    よりも小さい請求項１１記載の記録再生媒体。
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