TW200529218A - Super resolution information storage medium and method of preventing the same from deterioration - Google Patents

Description

200529218 15415plf.d〇c 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種超解析度資訊儲存媒體以及防止 法’且特別是有關於—種再生資訊資訊儲 子某體，其、、、己錄貧訊是小於再生光束解析度的標記，以及 關於如何防止由於重覆進行再生而產生退化， 種防止退化的方法。 奴仏了一 【先前技術】 因為光學攝像管叫接觸方絲記錄和再生資訊 2學記錄媒體被用來作為一種資訊儲存媒體，隨著工業 二見資訊的儲存密度，其結果是’這種運用超 再生資钟光束的解析度更小軌錄標記的 再生貝Λ貝汛儲存媒體，就發展起來了。 的資訊的唯讀記心包錄 出的3器’:及-個可多次刪除及寫二心儲= $ ^ e 汉射羊的不同來再生資訊，換句 束的反== 請!: ’細自點存在的地方，光 率就小。 π有凹&點的地方’光束的反射 200529218 15415pif.doc 以被記錄成小到什麼程度，記錄的標記的再生準確度有多 高。 更明確地說，資訊再生能力的提高，取決於再生資訊 使用的光源波長變短，和物鏡數值孔徑㈣贿㈣ape_e) 的增加。然而，提供短波雷射光束受到一定限制，物鏡數 值孔徑增加也帶來成本提高。並且，隨·鏡數值孔徑增 加，光學攝縣和資爾存媒體之間的距雜短，造成光 學攝像官和媒體碰撞，會破壞媒體上儲存的資訊。所以， 增加資訊儲存媒體的能力和儲存密度並非易事。 進一步說，用λ代表在用於再生媒體資訊的光束波 長，ΝΑ代表物鏡數值孔徑，λ/4ΝΑ*再生解析的極限值， 因此’ ^ 5己錄;己非常小的時候，資訊再生就不可能實現， 也就是說，光束不可能分辨得出比λ/4ΝΑ更小的標記，所 以再生變得不可能了。 然而，一種超解析現象，由於可以再生小於解析極限 值的記錄標記，卻誕生並發展起來。運用這種超解析現象 的一種超解析資訊儲存媒體，由於記錄標記小於解析極限 值，所以其儲存密度和儲存能力都得到提高。 為了能廣泛使用超解析儲存媒體，其作為一種資訊儲 存媒肢，在使用中應该滿足相應的記錄特性和再生特性。 其中敢重要的疋追蹤誤差信號。特別是，超解析媒體使用 的資訊紀錄和資訊再生光束的功率大於通常媒體所使用 的，所以，檢測追蹤誤差信號是重要的。 【發明内容】 200529218 15415pif.doc 本發明提供了一種資訊儲存媒體，藉由避免因重覆照 射再生光束而產生的再生特性退化，保護資 性和穩定性，本發明並且提供了防止這種罪 依妝本發明的一觀點，其提供了 一種再生資訊的資訊 儲存媒體，此資訊被記錄成小於入射光束解析度的標記， 這種資訊儲存媒體，包括了一個基底和一個直接設置在基 上的起解析層，在基底和超解析層之間沒有任何夾層， 亚籍由在入射光束聚焦的區域產生熱反應以再生標記。 這些儲存標記以凹陷點的方式儲存在基底。 产超解析層可以由鉑氧化物(pt〇x)，金氧化物(Αυ〇χ)， 鈀氧化物(PdOx)，和銀氧化物(Ag〇x)中的一種金屬氧化物 或者高分子化合物所形成。 這種資訊儲存媒體還包括至少一層熱吸收層，用來吸 收入射光束的熱量。 熱吸收層可以利用鍺-銻-碲合金或者銀-銦-銻_碲合金 之一來形成。 在至少一層熱吸收層中，每一層熱吸收層和超解析層 之間可以設置介電層。 ^ 依照本發明的另一觀點，其提供了一種再生資訊的資 訊儲存媒體’此資訊被記錄成小於入射光束解析度的標 6己’這種資訊儲存媒體，包括了一個基底和一個直接設置 在基底上的熱吸收層，在基底和熱吸收層之間沒有任何夾 層’並藉由在入射光束聚焦的區域產生吸熱反應，再生儲 存標記。 2005292¾^ 依照本發明的再-觀點，其提供了一種從資訊儲存媒 此資訊被記錄成 、熱吸收層及/ 你^曰。，、中基底上儲存有小於解析度的標記，熱吸 〜，〜 穴π択f 一 =再生銳時防止再生肺退化的 標記(marks)，這插眘^ 此貝桌破屺錄成 &種貝補存媒體包括基底、熱吸收層及/ 解㈣可再生標記。難找包括發射再生 先束’其溫度高於基底預·溫度， 層表面產生熱反應，藉由在基： 者^和超解析層之間，去除—層阻礙熱量流動的夹層， 以消耗來自基底再生光束產生的熱量。 >為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳细 明如下。 、 【實施方式】 下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，對本 詳細說明如下。 本發明所提出的的這種資訊儲存媒體是一種用於再生 資訊的超解析度媒體，其紀錄標記小於解析度。 參考圖1A，本發明第一個實施例的資訊儲存媒體，包 括基底10,至少一個超解析層18,至少一個熱吸收層14， 在這長’超解析層18與再生光束熱反應，產生超解析現 象，熱吸收層14吸收來自再生光束的輻射熱量，誘發超解 析層18的超解析現象。 熱吸收層14或者超解析層18被直接形成在基底1〇 上面，換句話說，熱吸收層14或者超解析層18是被直接 200529218 15415pif.doc 形成f基底U)上面，它們之間沒有其他間隔層。 ^ 1A所不的資訊儲存媒體中，熱吸收層】 3 ίϋ’超解析層18形成在熱吸收層14上，這裏 ^可以在熱吸收層14和超解析層18之間， 弟一；丨电層20可以形成在超解析層18上。 底1〇二材料可以選自聚碳酸酿，有機麵，不定 形聚烯烴，玻璃這幾種中的权 卜 於解析度。 队己H㈣’P的長度小 超解析層18可以由金屬氧化物或者高分子化人物形 成，例如’超解析層18可以選自翻氧化 匕= 氧化物和銀氧化物中的—種，另外，也可以是化ί

^C32H1SNS^H2PC^W 反應誘發超解析現象發生。 ”' 當超解析層18與再生光束進行熱反應時，埶吸收層 14幫助超解析層18再生這種小於解析度的標 熱吸收層Μ可以由鍺_銻_碌合金(Ge_sb_Te_based a_或者銀-銦-銻-碲合金(Ag_In_Sb_Te_based a_形 成。熱吸收層14的光學特性根據再生光束而變化，促進超 解析層18的轉化。另一方面，再生光束可以從基底ι〇下 面輪射到基底1G，或者從相反的方向韓射到基底ι〇。 熱吸收層Η可以在超解析層18的上面或下面，不 過’其更合理的位置應該在靠近再生光束發出的一邊。換 句話說，當再生光束從基底1G的反方向發㈣，熱吸收層 2005292¾1^ 14在超解析層18的上面，當再生光束來自基底1()的下面 時，熱吸收層14就在超解析層18的 當 基底H)的相反方向射來，有時會多加一個覆 有示出）。 圖1B是一個資訊儲存媒體的剖視圖，其中的執吸收 ^在^析”的上面，這裏，超解㈣心接形成 在基底10上面，巾間沒有間隔層（夹層）。 场um—t1層16被形成在超解析層18和熱吸收 士 I 電層2〇被形成在熱吸收層14上面。 細說明^第二個實施例的資訊儲存媒體，參考圖2，詳 其底m:個實施例的資訊儲存媒體，包括了-個 ί間沒有ί他間Γΐ層!·2’，直接形成在基底30上的， ’、0㈢。這個實施例的資訊儲存媒體包括雨 個熱吸收層，這是與第-個實施_不同之處。、 Λ 第”、、及收層U直接形成在基底30上面，# Μ# s 32 析二二 =層一一 42形成在t= 換。這裏’第—細收層32和超解析層36的位置可以互 11 200529218 15415pif.doc 丹比只有一 s —個資矾儲存媒體有兩個熱吸收層時，其比

個熱吸收層的資訊儲存媒體能產生更好的再生信號U —基底30，超解析層36，熱吸收層32和40與"第一個 貫施例的資訊儲存媒體是相同的，所以在這裏不再詳細描 述。 ' 現，描述本發明所提出的這種資訊儲存媒體的資料 再生過程。-束再生光束照射到資_存媒體上來進行資 料再生，從被照射的超解析層18和36的金屬顆粒產生波 長比再生光束短的電漿子(plasmons)，此電漿子被 生秘解析極限的標記。這裏，熱吸收層14，32 /和40 的光學特性有可翻祕生光束❿改變，影_超解析層 18 和 36 〇 為了誘發超解析層18，36和熱吸收層14，32，4〇中 的熱反應，再生崎析度更小触記 於通常資訊儲存舰所制的，這裏說的通常資^^ 體是指是用常規方法進行資料再生的資訊儲存媒體，不是 超解析現象。 ^於用於超解析資訊儲存媒體的再生光束具有較高 的能量’超解析資訊儲存媒體的再生特性會因為多次昭射 再生=束而退^ P遺著資訊儲存媒體再生特性的退化，也

再生貝料的&力。所以需要防止超解析媒體的再 生特性的退化。 U ” j明所提出的這種資訊儲存媒體，熱吸收層Μ或 32，或者超解析層18或36被直接形成在基底1()或％上 12 20052¾½. 面來防止再生特性的退化。 為了測量本發明的資訊儲存媒體的再生特性的改 進’當資訊儲存媒體中基底1〇或3〇和熱吸收層14或32 之間’或是基底1〇或3〇和超解析層is或36之間沒有夾 層’或者當資訊儲存媒體中介電層被插入在基底1〇或3〇 和熱吸收層14或32之間，或者基底1〇或30和超解析層 18和36之間，都能檢測到追蹤誤差信號。 本發明所提出這種資訊儲存媒體由厚度1.1cm的基 底’厚度33nm的Ge-Sb-Te熱吸收層，厚度25nm的 ZnS-Si02第一介電層，厚度3.5nm的PtOx超解析層，厚 度50nm的ZnS-Si02第二介電層形成，如圖3A所示，以 測量追蹤誤差信號。 為了測量追蹤誤差信號，作為一個比較的例子，一種 資訊儲存媒體由厚度l.lcm的基底，厚度2〇mn的znS-Si02 第一介電層’厚度33nm的Ge-Sb-Te熱吸收層，厚度25nm 的ZnS-Si02第二介電層，厚度3.5nm的PtOx超解析層， 厚度50nm的ZnS-Si02第三介電層形成，如圖3B所示。 圖4A至4E是當再生光束的強度變化時，測量到的追 蹤誤差信號的圖示。圖4A中的追蹤誤差信號為再生資訊 儲存媒體一分鐘的時間，使用的再生光束功率為1〇mW' 另外，圖4B至4E為再生資訊儲存媒體一分鐘，再生光 束功率分別為1.2mW、1.4mW ' 1.6mW、和L8mW當再 生光束功率在l.OmW至1.6mW之間變化時，追蹤誤】信 號質量優良’當再生光束功率達到丨.8111貿時，追縱誤差^ 13 20052狐 5虎質量變壞。 化時圖5 是作為比較的例子，當再生光束的強度變 化守列里到的追蹤誤差信號的圖示 =資訊儲存媒體再生一分鐘的時間，使用的 二：:刀別為 1 .OmW、! ·!mW、! .2mW、i 3讀和 i 请。 ^個作為比㈣資訊儲存舰中，當再生 誤^信號_就已經變壞。當再生光束 誤差信號快速的衰減退化。根據 &個結果’⑽作為比㈣#存賴在再 號是不穩㈣，由於追蹤誤差錢的不穩定性 和嚴重退化，導致了追蹤無法執行。 所以，根據追蹤誤差信號的比較結果，可以藉由直接 在基底上放置熱吸收層和超解析層來提高資訊儲存媒體的 再生特性。現在，眾所周知，在再生資料時由於高再生功 率產生的退化速度和程度可以在使用本發明 儲存媒體時得到降低。 二另外，再生資料時，雷射光束的輻射產生的熱量在資 ，儲存媒體上面積累，所以，在作為比較的例子中，追縱 誤差信號會退化。因此，藉由去掉在基底和熱吸收層之間， 或者基底和超解析層之間的阻礙熱量流動的夾層，就能有 效的防止這種由於熱量積累產生的退化。 後面將要描述一種防止本發明所提出的資訊儲存媒 體的再生特性退化的方法。首先，資料以小於解析度的凹 陷點的方式儲存在圖1A、圖1B、及圖2的基底上。其次， 200529218 15415pif.doc 發出高於預設溫度的再生光束，誘發熱吸收層i4，％，或 40與超解析層18或36的熱反應。這裏，熱吸收層14或 32或者超解析層18或36直接形成在基底ι〇或邓上，中 間沒有隔層，目的是有效的散熱。 換句活说’在基底10或30和熱吸收層14或32或者 超解析層18《36之間沒有阻礙熱量流動的爽層，所以在 赍出再生光束，進行資料再生時，所產生的熱量被有效的 散發到外面。這樣就防止了資訊儲存媒體被多次再生時的 退化。 圖6是本發明所提出的資訊儲存媒體的記錄/再生系 統方塊圖，這個記錄/再生系統包括了一個讀取頭單元5〇, 一個6己錄/再生#號處理單元，一個控制單元7〇。而且， 這個系統包括一個雷射二極體51，用來發出雷射光束，一 個準直透鏡52，其用來使雷射二極體發出的雷射光束準直 (collimating)，一個光束分光器54，可以轉換入射光束的 路徑，物鏡56把通過光束分光器54的光束聚集到資訊儲 存媒體D上。 反射到資訊儲存媒體D上的光束被光束分光器54反 射，由一個光學探測器吸收，例如，一個四分光學探測器 (quad-optical detector)57。光學探測器57吸收的光束被一 個控制電路單元58轉換成電信號，作為一個ch 1信號輸 出，其被檢測到是一個RF信號，換句話說就是一個總和 (sum)信號，和另_個檢測推_挽方式的ch2信號。 控制單元70發出超過預設能量的再生光束，這是資 15 200529218 15415pif.doc 』存^、^物Γ特性所要求的，為了再生小於解析度的 ί；ΐ隼㈣單元5G。當再生光束财讀取頭單元 媒體轉媒❹上時’超解析現象就在資訊儲存 這裏省略I生。廷種超解析現象已經在上文中描述過了， 存舰D反射的光束通過物鏡56，光束分 進入光學振測器57，然後被控制電路58轉換成 电:紕，並作為RF信號輸出。由於圖1A、圖、囝 :::熱傳;層2〇或40的作用，資訊儲存媒體的細 性：不二_存媒體D即使經過多次再生，再生特 化。因而’記錄/再生信號處理單元6。和控制 早70 70此夠充分的記錄和再生資料。 再dil斤迷，一個本發明所提出的的資訊儲存媒體，當 。己=小於解析度的標記的資訊時，能夠再生超解析 i存特性由於多次再生產生的退化，提高了其 ，據本發明’阻礙再生光束熱量流動的層不被形成在 二士因此，再生光束被發出，再生資訊儲存媒體上面 ^貝料時’再生光束產生的熱量被散失在外面 = 媒體因多次再生產生的退化得到避免。 Μ儲存 本發明所提出的資訊儲存媒體在基底上面形成5層或 :層，而且，超解析層的材料有所限制；不過，層 解析層的材料都是可以適當變化的。 σ 雖涼本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 16 200529218 15415pif.doc 限J本發明:任何熟習此技藝者，杉麟本發明之精神 二田可作些_之更動與潤飾，因此本發明之保護 摩巳圍S視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1A和圖出是本發明所提出的第—個實施例的剖 圖2是本發明所提出的第二個實施例的剖面圖。 ，3A是本發明所提出的—種資訊儲存媒體 圖，其被形成甩來測量追蹤誤差信號。 ’、°]面 圖3B是通常的資訊儲存媒體^有一 其被形成來測量追蹤誤差信號並 “ ’ 儲存媒體進行比較。 月所知出的的貧訊 圖4A到圖4E是本發明所提出 改變再生光束的所載體，藉由 圖。 °、是L號的結果說明 光束===== _圖二本發明所_的資訊‘二 【主要元件符號說明】 1〇 ·基底 14 :熱吸收層 16 :第一介電層 18 ·超解析層 17 200529218 15415pif.doc 20 :第二介電層 30 :基底 32 :熱吸收層 34 :第一介電層 36 :超解析層 38 :第二介電層 40 :熱吸收層 42 :第三介電層 P :形成在基底上的，小於解析度的記錄標記，以凹陷 點的形式存在 50 ··讀取頭單元 60 :記錄/再生信號處理單元 70 :控制單元 51 :雷射二極體 52 :準直透鏡 54 :光束分光器 56 :物鏡 D :資訊儲存媒體 57 :光學探測器（四分光學探測器） 58 :控制電路單元 18

Claims (1)

1. 200529218 15415pif.doc 十、申請專利範園： 抑i.7資訊儲存媒體，適用於再生一資訊，該資訊是 =成小於-人縣束之解析度的標記，該資訊儲存媒體 包括· 一基底；以及 右純=析5 ’直接形成在該基底上，與該基底之間沒 生該標2 ’措由在入射光束聚焦的部分產生熱反應以再 記是形成在該基底述之#訊儲存媒體’該標 體二=口=所述之資訊儲存媒 括—一 u 自下列金屬氧化物中的任何- ====㈣所構成："氧化物，喊化物，金 4.如申請專利範圍第1項哎篦 體，更包括至少-埶吸收声m員1斤述6之貝訊儲存媒 兮勒成/:/ 項所述之資訊儲存媒體’其中 二’’ b疋由鍺-銻-碌合金或者銀_銦録·蹄合金所开j 括-利範圍第4項所述之資訊儲存媒體，更包 > 置在_解析層和每-該熱吸收層之門 该熱吸收層至少有一層。 曰艾間， 二r細存媒體，適用於再生-資訊，該資π 錢成小於—人射光束之解析度的標記，該資訊儲;子= 19 200529218 15415pif.doc 包括： 基底；以及 一熱吸收層，直接形成在該基底上，與基底之間沒有 任何炎層，藉由在入射光束聚焦的部分產生熱反應以再生 該標記。 8.如申請專利範圍第7項所述之資訊儲存媒體是 唯讀資訊儲存媒體。 雕9爭=請翻範圍第7項或第8項所述之資訊儲存媒 胜，更包括-個形成在該熱吸收層上的一超解 該再生光束熱反應。 〃 10.如中請翻翻第9項所述之資訊儲存媒體，兮 超解析層可由選自下壯魏化物巾二 :=合物所形成一―金== 包括該蝴存媒體，更 12.如申請專利範圍第9項所述之資 =熱吸收層是由鍺_錄_碲合金或者銀_銦_綈令金^形中 括-H申^專^1圍第9項所述之資訊儲存媒體，更包 ^層，配置在該熱吸收層和該超解析層更已 4· 一種從貧訊儲存媒體再生資 ^ 化的方法，職記錄賴記生特性退 一基底，記錄著小於一解^ 、：存媒體包括· 崎度的標記；-熱吸收層以及/ % 20 2〇〇52mc 或者-超解析層，其巾賴紐層和該超騎層可再生該 標記，該方法包括： μ 發出高於-預定溫度的—光束至該基底，以在該就吸 收層^或者該超解析層上面產生—熱反應；以及… 藉由去除在該基底和該熱吸收層之間，或者在該美底 和該超解析層之間阻礙該再生光束熱量流動的央層^從 該基底排出該再生光束的熱量。 15. 如申請專㈣圍第14項所叙

   生資1f防止再生祕退化时法，賴錄層是由鍺 銻-碲合金或者銀-銦-銻-碲合金所形成。 16. 如申請專職圍第14項或第15顧述之從資簡 存媒體再生資訊時防止再生特性退化的方法，該超解 可由選自下壯屬氧化物切任何—種材料或高分子化丄 物來形成：Ιό氧化物，把氧化物，金氧化物和銀氧化物。

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