(57)【要約】【課題】  情報記録媒体及びその記録／再生装置を提供する。【解決手段】  反復的に光吸収率を変更させることができる材料で形成されるナノロッドを用いて反復記録が行われるように設けられる情報記録媒体。【選択図】      図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反復的に光吸収率を変更させることができる材料で形成されるナノロッドを用いて反復記録が行われる情報記録媒体。
【請求項２】
前記ナノロッドは相変化材料で形成されて、非晶質状態と結晶質状態との光吸収率差により情報の記録が行われる請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項３】
前記ナノロッドの縦横比は非晶質状態、結晶質状態に関係なく一定である請求項２に記載の情報記録媒体。
【請求項４】
前記ナノロッドは、カルコゲナイド材料を含む物質で形成される請求項２に記載の情報記録媒体。
【請求項５】
前記ナノロッドが配向された少なくとも一層のナノロッド配向層を備える請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項６】
前記少なくとも一層のナノロッド配向層は、複数のナノロッド配向層を備え、
前記複数のナノロッド配向層のナノロッド配向方向が相異なるように設けられ、前記複数のナノロッド配向層は、相異なる偏光でありつつ、そのナノロッド配向層それぞれのナノロッド配向方向と平行する偏光方向を持つ光を用いて情報の記録または再生が行われる請求項５に記載の情報記録媒体。
【請求項７】
各ナノロッド配向層は、単一種類の縦横比を持つナノロッドが配向されて、単一波長の光を用いて情報の記録または再生が行われるか、複数種の縦横比を持つナノロッドが配向されて、複数波長の光を用いて情報の記録または再生が行われる請求項６に記載の情報記録媒体。
【請求項８】
前記複数のナノロッド配向層は、対物レンズによりフォーカシングされる光ビームの有効焦点の深さ内に存在し、対物レンズの移動なしに入射される光の偏光方向の調整により、前記複数のナノロッド配向層へ／から情報を記録または再生する請求項６に記載の情報記録媒体。
【請求項９】
前記複数のナノロッド配向層の互いに隣接したナノロッド配向層間には、別途の間隔層が存在しない請求項８に記載の情報記録媒体。
【請求項１０】
前記複数のナノロッド配向層が複数回反復してスタックされ、
複数のナノロッド配向層スタック間には、間隔層が存在する請求項８に記載の情報記録媒体。
【請求項１１】
各スタックに属する複数のナノロッド配向層は、対物レンズによりフォーカシングされる光ビームの有効焦点の深さ内に存在して、一つのスタックに属する複数のナノロッド配向層へ／からの情報記録または再生は、対物レンズの移動なしに入射光の偏光方向調整により行われ、
情報を記録または再生しようとする複数のナノロッド配向層が属するスタックが変わる時、対物レンズ位置を調整して記録または再生しようとするナノロッド配向層が属するスタックに光ビームをフォーカシングした状態で、該当スタックに属するナノロッド配向層へ／からの情報記録または再生が行われる請求項１０に記載の情報記録媒体。
【請求項１２】
前記間隔層は、一つのスタックに属する複数のナノロッド配向層へ／から情報を記録または再生する時、隣接スタックに属する複数のナノロッド配向層での情報の記録または再生を防止するように、スタック間の離隔距離を確保する請求項１０に記載の情報記録媒体。
【請求項１３】
前記複数のナノロッド配向層それぞれは、前記複数のナノロッド配向層のうち他の少なくとも一つと接する請求項８に記載の情報記録媒体。
【請求項１４】
前記少なくとも一層のナノロッド配向層は単一ナノロッド配向層を備え、
前記ナノロッド配向層は、単一種類の縦横比を持つナノロッドが配向されて、単一波長の光を用いて情報を記録または再生するか、複数種の縦横比を持つナノロッドが配向されて、各縦横比に対応する波長の光を用いて波長多重で情報を記録または再生する請求項５に記載の情報記録媒体。
【請求項１５】
前記ナノロッド配向層には、複数のナノロッド配向方向にナノロッドが配向されて、各ナノロッド配向方向と平行する偏光方向を持つ光を用いて、偏光多重で情報を記録または再生する請求項１４に記載の情報記録媒体。
【請求項１６】
前記ナノロッド配向層が複数回反復してスタックされる請求項１４に記載の情報記録媒体。
【請求項１７】
前記反復してスタックされたナノロッド配向層間には間隔層が存在し、
前記間隔層は、一層のナノロッド配向層へ／から情報を記録または再生する時、隣接ナノロッド配向層での情報の記録または再生を防止するように離隔距離を確保する請求項１６に記載の情報記録媒体。
【請求項１８】
請求項１ないし１７のうちいずれか一項に記載の情報記録媒体へ／から情報を記録または再生するために、前記情報記録媒体に偏光や波長を変えつつ光を照射し、情報記録媒体で再生された光を検出するように設けられた光ピックアップを備える記録／再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報記録媒体及びその記録／再生装置に係り、より詳細には、複数層の記録時に層間クロストークを改善でき、多次元で反復記録可能な情報記録媒体及びその記録／再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報記録媒体の記録容量を増大させるために、レーザー光を短波長化し、かつ高開口数の対物レンズを利用する超解像近接場構造の情報記録媒体や、複数層構造の情報記録媒体に関する研究が活発に行われつつある。これらの研究の結果として、青紫色レーザーダイオード及び０．８５の開口数（ＮＡ）を持つ対物レンズを用いて、各層ごとに約２５ＧＢの記録容量を持つ複数層構造のブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ：ＢＤ）を具現したことがある。前記ブルーレイディスクは、約２時間分量のＨＤＴＶ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ＴＶ）画質のプログラムを保存するか、標準的な高画質ＴＶの場合、約１３時間分量のプログラムを保存することができる。
【０００３】
ブルーレイディスクは、その単面に２５ＧＢの情報を保存することができ、現在には２層の５０ＧＢの情報を保存できるデュアルディスクが商用化されており、それ以上の複数層のディスクであって、１００ＧＢ以上の情報を保存できる高密度の複数層の情報記録媒体の開発が進みつつある。
【０００４】
複数層の情報記録媒体は、単一層の情報記録媒体に比べてほぼＮ倍（Ｎは記録層の数）の記録容量を持つ。
【０００５】
複数層の情報記録媒体構造を形成するに当って、各間隔層の厚さ及び反射率は、情報記録媒体の信号特性を決定する重要な要素である。間隔層は、隣接した記録層間の層として定義される。前記間隔層は、各記録層間のクロストークを防止するために十分な厚さを持つべきであり、また光検出器から検出される信号が所定大きさ以上になるように、各記録層の反射率がマッチングされる必要がある。
【０００６】
これらの複数層の情報記録媒体では、球面収差を補償するために、全体層の総厚さがビーム拡張器などの補償手段の補償範囲内の値でなければならないため、全体記録層の数を所望するほど増加させ難い。ここで、情報記録媒体関連の先行技術としては、特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−５１０１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
複数層の記録時に層間クロストークを改善でき、記録層の数を所望するほど増やすことができる、多次元で反復記録可能な情報記録媒体及びその記録または再生方法及び装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態による情報記録媒体は、反復的に光吸収率を変更させることができる材料で形成されるナノロッドを用いて反復記録が行われるように設けられる。
【００１０】
前記ナノロッドは相変化材料で形成されて、非晶質状態と結晶質状態の光吸収率差により情報の記録が行われる。
【００１１】
前記ナノロッドの縦横比は非晶質状態、結晶質状態に関係なく一定である。
【００１２】
前記ナノロッドは、カルコゲナイド材料を含む物質で形成される。
【００１３】
前記ナノロッドが配向された少なくとも一層のナノロッド配向層を備える。
【００１４】
このとき、前記少なくとも一層のナノロッド配向層は、複数のナノロッド配向層を備え、前記複数のナノロッド配向層のナノロッド配向方向が相異なるように設けられ、前記複数のナノロッド配向層は、相異なる偏光でありつつ、そのナノロッド配向層それぞれのナノロッド配向方向と平行する偏光方向を持つ光を用いて、情報の記録または再生が行われる。
【００１５】
各ナノロッド配向層は、単一種類の縦横比を持つナノロッドが配向されて、単一波長の光を用いて情報の記録または再生が行われるか、複数種の縦横比を持つナノロッドが配向されて、複数波長の光を用いて情報の記録または再生が行われる。
【００１６】
前記複数のナノロッド配向層は、対物レンズによりフォーカシングされる光ビームの有効焦点の深さ内に存在し、対物レンズの移動なしに入射される光の偏光方向の調整により、前記複数のナノロッド配向層へ／から情報を記録または再生するようになっている。
【００１７】
前記複数のナノロッド配向層の互いに隣接したナノロッド配向層間には、別途の間隔層が存在しない。
【００１８】
前記複数のナノロッド配向層が複数回反復してスタックされ、複数のナノロッド配向層スタック間には間隔層が存在する。
【００１９】
各スタックに属する複数のナノロッド配向層は、対物レンズによりフォーカシングされる光ビームの有効焦点の深さ内に存在して、一つのスタックに属する複数のナノロッド配向層へ／からの情報記録または再生は、対物レンズの移動なしに入射光の偏光方向調整により行われ、情報を記録または再生しようとする複数のナノロッド配向層が属するスタックが変わる時、対物レンズ位置を調整して記録または再生しようとするナノロッド配向層が属するスタックに光ビームをフォーカシングした状態で、該当スタックに属するナノロッド配向層へ／からの情報記録または再生が行われる。
【００２０】
前記間隔層は、一つのスタックに属する複数のナノロッド配向層へ／から情報を記録または再生する時、隣接スタックに属する複数のナノロッド配向層での情報の記録または再生を防止するように、スタック間の離隔距離を確保する。
【００２１】
一方、前記少なくとも一層のナノロッド配向層は単一ナノロッド配向層を備え、
前記ナノロッド配向層は、単一種類の縦横比を持つナノロッドが配向されて、単一波長の光を用いて情報を記録または再生するか、複数種の縦横比を持つナノロッドが配向されて、各縦横比に対応する波長の光を用いて波長多重で情報を記録または再生する。
【００２２】
前記ナノロッド配向層には複数のナノロッド配向方向にナノロッドが配向されて、各ナノロッド配向方向と平行する偏光方向を持つ光を用いて、偏光多重で情報を記録または再生する。
【００２３】
前記ナノロッド配向層が複数回反復してスタックされる。
【００２４】
前記反復してスタックされたナノロッド配向層間には間隔層が存在し、前記間隔層は、一層のナノロッド配向層へ／から情報を記録または再生する時、隣接ナノロッド配向層での情報の記録または再生を防止するように離隔距離を確保する。
【００２５】
本発明の実施形態による記録／再生装置は、前記情報記録媒体へ／から情報を記録または再生するために、前記情報記録媒体に偏光や波長を変えつつ光を照射し、情報記録媒体で再生された光を検出するように設けられる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ナノロッドの入射光の偏光方向による光吸収特性を示すグラフである。
【図２】ナノロッド配向層の同じ領域に“Ａ”と“Ｂ”の文字を、それぞれ水平偏光及び垂直偏光の光を用いて記録した時、入射光の偏光による再生結果を示す図である。
【図３】ナノロッドの縦横比（長さ）による光波長吸収特性を示すグラフである。
【図４】ナノロッド配向層の同じ領域に“Ｃ”と“Ｄ”の文字を、それぞれ７１０ｎｍ波長の光と８５０ｎｍ波長の光とを用いて記録した時、入射光の波長による再生結果を示す図である。
【図５】状態変化が全くない場合（ｏｒｉｇｉｎａｌ）、記録状態、初期化した時のナノロッドの光吸収率を比較して示すグラフである。
【図６Ａ】相変化材料からなるナノロッドの相変化記録過程を示す図である。
【図６Ｂ】相変化材料からなるナノロッドの相変化記録過程を示す図である。
【図６Ｃ】相変化材料からなるナノロッドの相変化記録過程を示す図である。
【図７Ａ】本発明の実施形態による情報記録媒体を概略的に示す図である。
【図７Ｂ】本発明の実施形態による情報記録媒体を概略的に示す図である。
【図８】図７Ａ及び図７Ｂのナノロッド配向層の一実施形態を概略的に示す図である。
【図９】図８の第１ないし第４ナノロッド配向層が複数回反復してスタックされた実施形態を概略的に示す図である。
【図１０】ナノロッド配向層に１種の縦横比を持つナノロッドが一方向に配向された場合を示す図である。
【図１１】ナノロッド配向層に２種の縦横比を持つナノロッドが一方向に配向された場合を示す図である。
【図１２Ａ】本発明の他の実施形態による情報記録媒体を概略的に示す図である。
【図１２Ｂ】本発明の他の実施形態による情報記録媒体を概略的に示す図である。
【図１３Ａ】図１２Ａ及び図１２Ｂに図示された情報記録媒体のナノロッド配向層に配向されるナノロッドの多様な実施形態を示す図である。
【図１３Ｂ】図１２Ａ及び図１２Ｂに図示された情報記録媒体のナノロッド配向層に配向されるナノロッドの多様な実施形態を示す図である。
【図１３Ｃ】図１２Ａ及び図１２Ｂに図示された情報記録媒体のナノロッド配向層に配向されるナノロッドの多様な実施形態を示す図である。
【図１４】図１２Ａ及び図１２Ｂの単一ナノロッド配向層が複数回反復してスタックされた実施形態を概略的に示す図である。
【図１５】本発明の実施形態による情報記録媒体を記録及び／または再生できる記録／再生装置の一例を概略的に示す図である。
【図１６】図１５に適用可能な光ピックアップの主要光学的構成を概略的に示す図である。
【図１７】図１５に適用可能な光ピックアップの主要光学的構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施形態による情報記録媒体は、反復的に光吸収率を変更させることができる材料、例えば、カルコゲナイド系材料などの相変化材料で形成されるナノロッドを用いて、少なくとも１回以上の情報記録、例えば、情報の反復記録が可能になるように設けられる。
【００２８】
例えば、カルコゲナイド系材料などの相変化材料で形成されるナノロッドを本発明の実施形態による情報記録媒体に適用する場合、ナノロッドは、結晶質状態である時の光吸収率と非晶質状態である時の光吸収率とに差がある。これらの光吸収率差により情報を記録するか、記録された情報の再生が可能である。また、ナノロッドが反復的に結晶質状態と非晶質状態とに変化できるので、反復的に光吸収率を変更させることができて、反復記録が可能である。
【００２９】
この時、本発明の実施形態による情報記録媒体でのナノロッドは、結晶質状態である時と非晶質状態である時、その縦横比には実質的に変化がないので、情報記録時と同一波長の光を用いて情報を再生できる。
【００３０】
また、ナノロッドはその配向方向と同じ方向に偏光された光に対する吸収率が高い特性、その縦横比に対応する特定波長帯域の光に対する吸収率が高い特性を持つ。したがって、本発明の実施形態による情報記録媒体は、ナノロッドの偏光方向に依存する光吸収特性及びナノロッドの縦横比による特定帯域波長光の吸収特性を用いて、複数層の記録や、偏光及び／または波長多重記録を具現できる。
【００３１】
すなわち、ナノロッドは図１のグラフから分かるように、その長手方向（縦方向）と平行する偏光方向を持つ光に対して大きい吸収率を表し、その長手方向に垂直する偏光方向を持つ光に対してはほとんど吸収が起きない。また、ナノロッドは、後述する図３のグラフから分かるように、その縦横比によって吸収波長ピーク位置が変わる。
【００３２】
したがって、本発明の実施形態による情報記録媒体は、ナノロッドが複数種の縦横比を持って波長多重記録／再生をするか、ナノロッドが複数の配向方向に配向されて偏光多重記録／再生をして、一つの記録層で複数の記録層に該当する情報記録容量を得るように設けられうる。また、本発明の実施形態による情報記録媒体は、ナノロッド配向方向が相異なる複数のナノロッド配向層を形成して、複数層の記録をするように設けられてもよい。
【００３３】
図１は、ナノロッドの入射光の偏光方向による光吸収特性を示すグラフである。図１から分かるように、ナノロッドは、その長手方向（縦方向）と平行する偏光方向を持つ光に対しては大きい光吸収率を表す一方、これに垂直する偏光方向を持つ光に対しては光吸収がほとんど起きない。図１のグラフは、屈折率が１．５であるマトリックス形態のＰＶＡ（Ｐｏｌｙ  Ｖｉｎｙｌ  Ａｌｃｏｈｏｌ）に、縦横比が３．５：１である金属（例えば、金（Ａｕ））ナノロッドを配向した条件下で得られたものである。
【００３４】
図２は、ナノロッド配向層の同じ領域に“Ａ”と“Ｂ”の文字を、それぞれ水平偏光及び垂直偏光の光を用いて記録した時、入射光の偏光による再生結果を示す。図２の結果は、波長が約８５０ｎｍであり、Ｅ＝〜７ｎＪ／ｐｕｌｓｅのエネルギーを持つ光を開口数約０．７である対物レンズに集束して、１００ｋＨＺの反復率（ｒｅｐ．ｒａｔｅ）で記録した時に得られたものである。
【００３５】
図２のように、“Ａ”文字を記録する時と同じ水平偏光の光を照射した時は“Ａ”文字のみ再生され、“Ｂ”文字を記録する時と同じ垂直偏光の光を照射した時は“Ｂ”文字のみ再生される。また、照射される光が水平偏光に近いほど“Ａ”文字形状が主に見られ、垂直偏光に近づくほど“Ｂ”文字形状が主に見られる。
【００３６】
これから、水平偏光方向と平行して配列されたナノロッドは、垂直偏光の光により影響されず、また垂直偏光方向と平行して配列されたナノロッドは、水平偏光の光により影響されないことが分かる。
【００３７】
図３は、ナノロッドの縦横比（長さ）による光波長吸収特性を示すグラフである。図３から分かるように、ナノロッドは、その縦横比（同じ幅を持つ場合には、その長さ）によって吸収波長ピーク位置が変わる。ナノロッドは、その縦横比によって特定波長帯域の光のみを吸収し、これを外れた波長帯域の光はほとんど吸収しない。ナノロッドは、その長さが短いほど短波長帯域の光を吸収し、その長さが長いほど長波長帯域の光を吸収する。したがって、これらのナノロッドの縦横比（長さ）による波長選択的吸収特性を利用すれば、例えば、複数の縦横比を持つナノロッドが配向されたナノロッド配向層の同一領域で記録／再生光の波長を異ならせて、波長多重記録及びこのように記録された波長多重記録情報の再生が可能である。
【００３８】
図４は、ナノロッド配向層の同じ領域に“Ｃ”と“Ｄ”の文字を、それぞれ７１０ｎｍ波長の光と８５０ｎｍ波長の光とを用いて記録した時、入射光の波長による再生結果を示す。図４の結果は、ナノロッド配向層に約７１０ｎｍ波長範囲で吸収ピークを表す縦横比（長さ）を持つナノロッドと、約８５０ｎｍ波長範囲で吸収ピークを表す縦横比（長さ）を持つナノロッドとがあり、７１０ｎｍないし８５０ｎｍ波長を持ってＥ＝〜７ｎＪ／ｐｕｌｓｅのエネルギーを持つ光を、開口数約０．７である対物レンズに集束して１００ｋＨＺの反復率（ｒｅｐ．ｒａｔｅ）で記録した時に得られたものである。
【００３９】
図４のように、“Ｃ”文字を記録する時と同じ７１０ｎｍ波長の光を照射した時は“Ｃ”文字のみ再生され、“Ｄ”文字を記録する時と同じ８５０ｎｍ波長の光を照射した時は“Ｄ”文字のみ再生される。また、照射される光の波長が７１０ｎｍに近いほど“Ｃ”文字形状が主に見られ、８５０ｎｍ波長に近づくほど“Ｄ”文字形状が主に見られる。
【００４０】
これから、７１０ｎｍ波長の光に対して吸収ピーク特性を表す縦横比を持つナノロッドは、８５０ｎｍ波長の光により影響されず、また８５０ｎｍ波長の光に対して吸収ピーク特性を表す縦横比を持つナノロッドは、７１０ｎｍ波長の光により影響されないことが分かる。
【００４１】
したがって、ナノロッドの長手方向と平行する特定偏光を持ち、ナノロッドの縦横比（長さ）に対応する特定吸収波長帯域の光が照射される時、ナノロッドがこの光を吸収して情報の記録が行われうる。
【００４２】
これらのナノロッドの偏光選択的及び／または波長選択的光吸収特性を考慮して；複数のナノロッド配向層ごとにナノロッドの配向方向を異ならせて複数層の記録、ナノロッド配向層内で複数の配向方向を持つようにナノロッドを配向して、偏光選択的光吸収特性を利用した偏光多重記録；及び／またはナノロッドの縦横比による波長選択的光吸収特性を考慮して波長多重記録を行うことができる。
【００４３】
例えば、本発明の実施形態による情報記録媒体が相異なるナノロッド配向方向を持つように、ナノロッドが配向された複数のナノロッド配向層を備える場合、照射される光の偏光を記録しようとするナノロッド配向層のナノロッド配向方向と平行するように変えつつ、各ナノロッド配向層に情報を記録できる。この場合、ナノロッド配向方向を異ならせた複数のナノロッド配向層それぞれが記録層になるので、複数のナノロッド配向層のナノロッド配向方向を異ならせて、記録層の数を所望するほど増やすことができる。この時、各ナノロッド配向層には単一種類の縦横比を持つナノロッドを配向して、単一波長の光を用いて情報を記録または再生できる。また、各ナノロッド配向層には、複数種の縦横比を持つナノロッドを配向して、各縦横比に対応する複数波長の光を用いて波長多重で情報を記録または再生できる。
【００４４】
また、本発明の実施形態による情報記録媒体は、単一ナノロッド配向層を備えて、このナノロッド配向層に複数種の縦横比を持つナノロッドを、一つの配向方向を持つように配向して波長多重記録をするか、ナノロッド配向層に複数のナノロッド配向方向に、単一種類の縦横比を持つナノロッドを配向して偏光多重記録をするか、このナノロッド配向層に複数種の縦横比を持つナノロッドを複数の配向方向に配向して、波長多重及び偏光多重記録を行うように設けられてもよい。
【００４５】
以下では、本発明の実施形態による情報記録媒体の多様な例をさらに具体的に説明する。例示及び説明の便宜のために、本発明の実施形態による情報記録媒体にカルコゲナイド系材料などの相変化材料からなるナノロッドが適用される場合を例として説明するが、本発明がこれに限定されるものではなく、光吸収率を反復的に変更させうる材料でさえあれば、本発明の実施形態による情報記録媒体のナノロッド材料として使われうる。
【００４６】
本発明の実施形態による情報記録媒体のナノロッド配向層には、相変化材料、例えば、カルコゲナイド系材料からなるナノロッドが方向性を持つように配向される。ナノロッド配向層には、ナノロッドがほぼ一方向に配列されるように配向される。また、複数のナノロッド配向層は、相異なるナノロッド配向方向を持つようにナノロッドが配向されて、複数のナノロッド配向層それぞれが記録層をなす。これにより、本発明の実施形態による情報記録媒体は、複数層の記録層を持つ複数層の情報記録媒体になりうる。
【００４７】
ナノロッド配向層に配向されたナノロッドは、前述したように、その長手方向（縦方向）と平行する偏光方向を持つ光に対して大きい吸収率を表し、その長手方向に垂直する偏光方向を持つ光に対してはほとんど吸収が起きない。したがって、相異なるナノロッド配向方向を持つように形成された複数のナノロッド配向層に照射される光の偏光を、記録しようとするナノロッド配向層のナノロッド配向方向と平行するように変えつつ、各ナノロッド配向層に情報を記録できる。また、ナノロッド配向方向を異ならせた複数のナノロッド配向層それぞれが記録層になるので、複数のナノロッド配向層のナノロッド配向方向を異ならせて、記録層の数を所望するほど増やすことができる。
【００４８】
一方、前述したように、ナノロッド配向層に配向されたナノロッドは、その縦横比によって吸収波長ピーク位置が変わる。したがって、各ナノロッド配向層に複数種の縦横比を持つナノロッドを配向でき、この場合、複数波長の光を用いて一層のナノロッド配向層に情報を波長多重で記録するか、波長多重で記録された情報を再生できる。また、各ナノロッド配向層に単一種類の縦横比を持つナノロッドを配向でき、この場合、単一波長の光を用いて複数のナノロッド配向層へ／から情報を記録／再生してもよい。ここで、隣接するナノロッド配向層に相異なる縦横比を持つナノロッドを配向して、隣接するナノロッド配向層の記録再生に相異なる波長の光を利用してもよい。
【００４９】
前記のように、本発明の実施形態による情報記録媒体は、複数のナノロッド配向層が相異なるナノロッド配向方向を持つようにしつつ、各ナノロッド配向層に一つの縦横比または複数種の縦横比を持つ相変化材料からなるナノロッドを配向できる。この場合、情報記録媒体がＮ個のナノロッド配向層を持ち、各ナノロッド配向層に配列されたナノロッドの縦横比種類がＭ個ならば、情報記録媒体はＮ＊Ｍ個の記録層に情報を記録することに該当する情報記録容量を確保することができる。
【００５０】
一方、本発明の実施形態による情報記録媒体は、相変化材料からなるナノロッドが複数の方向性を持つように配列された単一ナノロッド配向層を備えることができる。
【００５１】
例えば、情報記録媒体が、相変化材料料からなるナノロッドが複数の配向方向性を持つように配列されると同時に、複数種の縦横比を持つように形成された単一ナノロッド配向層を持つ場合、この単一ナノロッド配向層で情報を波長多重及び偏光多重で記録できる。配列されたナノロッド縦横比種類がＭ個であり、配向方向性がＬ個であるならば、情報記録媒体は単一記録層を持ちつつも、Ｌ＊Ｍ個の記録層に情報を記録することに該当する情報記録容量を確保することができる。
【００５２】
ここで、本発明の実施形態による情報記録媒体は、相変化材料料からなるナノロッドが単一配向方向性を持つように配列されると同時に、複数種の縦横比を持つように形成された単一ナノロッド配向層を持つ場合、この単一ナノロッド配向層で情報を波長多重で記録できる。配列されたナノロッド縦横比種類がＭ個ならば、情報記録媒体は単一記録層を持ちつつも、Ｍ個の記録層に情報を記録することに該当する情報記録容量を確保することができる。
【００５３】
本発明の実施形態による情報記録媒体は、相変化材料料からなるナノロッドが複数の配向方向性を持つように配列されると同時に、単一種類の縦横比を持つように形成された単一ナノロッド配向層を持つ場合、この単一ナノロッド配向層に対して情報を偏光多重で記録できる。配向方向性がＬ個ならば、情報記録媒体は単一記録層を持ちつつも、Ｌ個の記録層に情報を記録することに該当する情報記録容量を確保することができる。
【００５４】
さらに他の例として、情報記録媒体が、相変化材料からなるナノロッドが複数の配向方向性を持つように配列された複数のナノロッド配向層を備え、この複数のナノロッド配向層が相異なる縦横比を持つナノロッドでそれぞれ形成された場合、各ナノロッド配向層に対して相異なる波長の光を用いて、情報を複数層偏光多重で記録／再生できる。各ナノロッド配向層の配向方向性がＬ個であり、Ｎ個のナノロッド配向層を持つ時、情報記録媒体は、Ｌ＊Ｎ個の記録層に情報を記録することに該当する情報記録容量を確保することができる。
【００５５】
前記のように、本発明の実施形態による情報記録媒体は、相変化材料からなるナノロッドを持つナノロッド配向層を形成することによって情報の反復記録が可能であり、ナノロッドの偏光方向に依存する光吸収特性及び／またはナノロッドの縦横比による特定波長帯域光の吸収特性を用いて、複数層の記録、偏光多重及び／または波長多重記録を具現できる。
【００５６】
ここで、ナノロッドでの偏光選択的光吸収は表面プラズモン共鳴を利用する。ナノロッド長手方向と平行する偏光成分を持つ縦横比による吸収波長帯域の光をナノロッド配向層に照射すれば、表面プラズモン共鳴により光の吸収が大きく起きる。このように、記録は表面プラズモン共鳴吸収により行われ、これらの記録は、偏光方向及び光の波長帯域に大きく依存する。
【００５７】
一方、相変化材料からなるナノロッドの場合、非晶質状態である時は、エネルギーバンドギャップが大きくて光吸収率が低く、結晶質状態である時はエネルギーバンドギャップが相対的に小さくなって光吸収率が高い。これは、結晶質状態のナノロッドはエネルギーバンドギャップが小さくて、その表面に自由電子が多く集まり、これにより、表面プラズモン共鳴が大きく起きるからである。この時、相変化材料からなるナノロッドの縦横比は、非晶質状態から結晶質状態に変化される時に実質的に変わらない。
【００５８】
図５は、状態変化が全くない場合、記録状態、初期化した時のナノロッドの光吸収率を比較して示すグラフであり、図６Ａないし図６Ｃは、相変化材料からなるナノロッドの相変化記録過程を示す。図５を参照するに、記録状態のナノロッドの光吸収率は、状態変化が全くない場合（“最初”）に比べては低いが、初期化状態よりははるかに大きい。最初状態と記録状態でのナノロッドは結晶質状態であり、初期化状態でのナノロッドは非晶質状態である。
【００５９】
図６Ａを参照するに、ナノロッドを初期化（非晶質化）するために、光を照射して融点付近まで温度を高めた後で急冷させれば、ナノロッドは非晶質状態になって広いバンドギャップを持つようになる。非晶質状態のナノロッドに再生光を照射する場合、広いバンドギャップにより束縛電子が自由電子になる比率が低く、これにより表面プラズモン共鳴が少なく起きるため、非晶質状態のナノロッドは光吸収率が低くなる。
【００６０】
図６Ｂを参照するに、非晶質状態のナノロッドに光を照射して、結晶化温度付近まで温度を高めれば、徐々に冷却されつつナノロッドは結晶質状態となる。結晶質状態のナノロッドに再生光を照射する場合、狭いバンドギャップにより、束縛電子が自由電子になる比率が高く、これにより表面プラズモン共鳴がよく起きるので、結晶質状態のナノロッドは光吸収率が高くなる。
【００６１】
したがって、ナノロッドが存在するナノロッド配向層に再生光を照射して、光吸収率変化により情報を再生できる。
【００６２】
図６Ｃを参照するに、結晶質状態のナノロッドに光を照射して融点付近まで温度を高めた後で急冷させれば、ナノロッドを非晶質化して初期化させるか、情報消去状態にすることができる。
【００６３】
図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の実施形態による情報記録媒体を概略的に示す。図７Ａ及び図７Ｂを参照するに、本発明の実施形態による情報記録媒体１０は、光ビームが入射する面からカバー層１１、ナノロッド配向層２０及び基板１５の順に構成される。ここで、カバー層１１、ナノロッド配向層２０及び基板１５は、逆順に配列されてもよい。すなわち、光ビームが基板１５を通じて入射されるように構成されてもよい。図７Ａは、再生時に透過光を検出するようになっている場合を示し、図７Ｂは、図７Ａに比べて光を反射させる反射層１３をさらに備え、再生時に反射光を検出するようになっている場合を示す。図７Ｂでは、反射層１３が基板１５とナノロッド配向層２０との間に位置する場合を示しているが、反射層１３は、基板１５の外側に設けられてもよい。また、光ビームが基板１５を通じて入射される構造である場合、反射層１３は、ナノロッド配向層２０とカバー層１１との間、またはカバー層１１の外側に設けられうる。
【００６４】
図７Ａ及び図７Ｂでは、本発明の実施形態による情報記録媒体１０が、カバー層１１、ナノロッド配向層２０及び基板１５を備えるか、カバー層１１、ナノロッド配向層２０、反射層１３及び基板１５を備えると図示しているが、これは例示的なものであって、本発明の実施形態による情報記録媒体１０は、必要に応じて追加的な他の層をさらに備えてもよい。
【００６５】
ナノロッド配向層２０には、反復的に光吸収率を変化させることができる材料、例えば、カルコゲナイド系材料などの相変化材料からなるナノロッドが配向されている。この時、ナノロッド配向層に配向されるナノロッドは、ＧｅＳｂｙＴｅｚ、ＳｂｘＴｅｙ、ＡｇｘＩｎｙＳｂｚＴｅａのうちいずれか一つの材料を含むように形成できる。
【００６６】
このナノロッド配向層２０には、ナノロッド配向方向が相異なる複数のナノロッド配向層が形成されて、それぞれが記録層をなす。これにより複数のナノロッド配向層は、複数層の記録層を構成するようになる。複数のナノロッド配向層では、相異なる偏光の光を用いて情報の記録／再生が行われる。
【００６７】
ナノロッド配向層２０は、ナノロッド配向方向が互いに異なって、相異なる偏光の光を用いて情報の記録／再生が行われる複数のナノロッド配向層を備えることができるが、この時、複数のナノロッド配向層それぞれは、同一または類似した縦横比を持つナノロッドが配向されるか、複数の縦横比を持つナノロッドが配向されうる。前述したところから分かるように、各ナノロッド配向層に複数の縦横比を持つナノロッドが配向される場合、縦横比の種類が、例えばＰ個ならば、波長多重記録により各ナノロッド配向層は、Ｐ個の記録層の情報記録容量に該当する情報を保存することができる。すなわち、ナノロッド配向層がＱ個ある場合、情報記録媒体は、Ｐ＊Ｑ個の有効記録層を持つことになる。各ナノロッド配向層に、単一縦横比を持つナノロッドが配向される場合、ナノロッド配向層がＱ個ある場合、情報記録媒体は、Ｑ個の有効記録層を持つことになる。
【００６８】
ナノロッド配向層２０は、後述する図８のように、複数のナノロッド配向層Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３が対物レンズ３５０によりフォーカシングされる光ビームＬＢの有効焦点の深さ内に存在して、対物レンズ３５０の移動なしに入射光の偏光方向調整により、複数のナノロッド配向層Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３それぞれに／から情報を記録または再生するように形成できる。この時、複数のナノロッド配向層Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３の層間ナノロッド配向方向は、例えば、等間隔で変わり、一定でない間隔で変わってもよい。対物レンズ３５０によりフォーカシングされる光ビームＬＢの有効焦点の深さ内に存在する複数のナノロッド配向層Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３の互いに隣接したナノロッド配向層間には、別途の間隔層が不要である。ここで、光ビームＬＢは、ビームウェストを持つ形態にフォーカシングされるので、光強度がある程度一定であって、対物レンズ３５０の焦点移動なくても記録が可能な程度の光強度を表す範囲が存在し、この範囲が有効焦点の深さに該当する。
【００６９】
また、ナノロッド配向層２０は後述する図９のように、複数のナノロッド配向層Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３が複数回反復してスタックされ、複数のナノロッド配向層スタック２０’間には、そのスタック２０’間でのクロストークを防止するように間隔層２５がさらに備えられうる。
【００７０】
間隔層２５は、一つのスタックに属する複数のナノロッド配向層Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３に情報を記録または再生する時、隣接スタックに属する複数のナノロッド配向層Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３での情報の記録または再生を防止するように、スタック間の離隔距離を確保するためのものである。
【００７１】
各スタック２０’に属する複数のナノロッド配向層Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３は、対物レンズ３５０によりフォーカシングされる光ビームＬＢの有効焦点の深さ内に存在して、一つのスタックに属する複数のナノロッド配向層での情報の記録または再生は、対物レンズ３５０の移動なしに入射光の偏光方向の調整により行われうる。そして、情報を記録または再生しようとする複数のナノロッド配向層が属するスタックが変わる時、例えば、対物レンズ３５０の位置をフォーカス方向に調整して、記録または再生しようとするナノロッド配向層が属するスタックに光ビームをフォーカシングした状態で、該当スタックに属するナノロッド配向層へ／からの情報の記録または再生が行われうる。この時、複数のナノロッド配向層の層間ナノロッド配向方向は、例えば、等間隔で変わり、一定でない間隔で変わることもある。また、各スタックをなす複数のナノロッド配向層の互いに隣接したナノロッド配向層間には、別途の間隔層が存在していない。
【００７２】
図８は、図７Ａ及び図７Ｂのナノロッド配向層の一実施形態を概略的に示す。図８では、ナノロッドの配向方向がそれぞれ０°、４５°、９０°、１３５°である第１ないし第４ナノロッド配向層Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３が形成された４層構造のナノロッド配向層を例示的に示す。
【００７３】
図８のように、第１ないし第４ナノロッド配向層Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３を備えるようにナノロッド配向層を形成する場合、一層のナノロッド配向層に例えば、約２５ＧＢの情報を記録する場合、１００ＧＢの情報を保存することができる高容量情報記録媒体を実現できる。
【００７４】
前記第１ないし第４ナノロッド配向層Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３は、対物レンズ３５０の移動なしに、光の偏光方向調整により情報を記録または再生するように、対物レンズ３５０によりフォーカシングされる光ビームＬＢの有効焦点の深さ内に存在するように形成できる。この時、第１ないし第４ナノロッド配向層Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３の層間ナノロッド配向方向は、図８に示したように等間隔で変わってもよく、一定でない間隔で変わってもよい。前記第１ないし第４ナノロッド配向層Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３の互いに隣接したナノロッド配向層間には、別途の間隔層が不要である。
【００７５】
図９は、図８の第１ないし第４ナノロッド配向層Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３が複数回反復してスタックされた実施形態を概略的に示す。
【００７６】
この時、第１ないし第４ナノロッド配向層Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３のグループは、複数回反復してスタックされ、複数のナノロッド配向層Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３のグループのスタック２０’の間には、そのスタック２０’の間でのクロストークを防止するために間隔層２５が存在しうる。この時、各スタックに属する第１ないし第４ナノロッド配向層Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３は、対物レンズ３５０によりフォーカシングされる光ビームＬＢの有効焦点の深さ内に存在して、一つのスタックに属する第１ないし第４ナノロッド配向層Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３へ／からの情報の記録または再生は、対物レンズ３５０の移動なしに入射光の偏光方向調整により行われうる。そして、情報を記録または再生しようとする第１ないし第４ナノロッド配向層Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３が属するスタックが変わる時、例えば、対物レンズ３５０の位置をフォーカス方向に調整して、記録または再生しようとするナノロッド配向層が属するスタックに光ビームをフォーカシングした状態で、該当スタックに属するナノロッド配向層へ／から情報の記録または再生を行うことができる。この時、第１ないし第４ナノロッド配向層Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３の層間ナノロッド配向方向は、図９に示したように、等間隔で変わってもよく、一定でない間隔で変わってもよい。各スタックをなす第１ないし第４ナノロッド配向層Ｎ、Ｎ＋１、Ｎ＋２、Ｎ＋３の相異なる隣接したナノロッド配向層間には別途の間隔層が不要である。
【００７７】
図７ないし図９を参照して説明した本発明の実施形態による情報記録媒体は、情報の記録／再生は次のように行われうる。
【００７８】
相変化材料からなるナノロッドが方向性を持つようにそれぞれ配向され、そのナノロッド配向方向が相異なるようにそれぞれ配向されて、それぞれが記録層をなす複数のナノロッド配向層２０を備える情報記録媒体１０に光を入射させる。そして、この入射光の偏光方向を変更させつつ、複数のナノロッド配向層２０それぞれ、または少なくとも一部に対して情報を記録／再生できる。線形偏光を持つ光が入射される時、入射光の偏光方向と平行するナノロッド配向方向を持つナノロッド配向層に対して情報を記録／再生する。
【００７９】
入射される光の偏光と平行するナノロッド配向方向を持つナノロッド配向層に存在するナノロッドが、入射される光を吸収する。ナノロッドが相変化材料からなる場合、記録メカニズムは、ナノロッドの相変化による光吸収率を変化させるのである。
【００８０】
すなわち、ナノロッドに相変化を発生させて、ナノロッドを非晶質状態とは異なる光吸収率を持つ結晶質状態にすることによって情報が記録される。ナノロッドの相変化記録過程は、次のように行われうる。例えば、光照射によりナノロッドを融点、例えば、約６００℃まで温度を高めてナノロッドを非晶質化させて、初期状態または消去状態にする。そして、これらの非晶質状態のナノロッドを結晶化温度、例えば、約２００℃まで温度を高めて結晶化させる。ナノロッドを結晶化させた状態が記録状態に該当する。また記録された情報を消去するか、ナノロッドを初期状態に変えるためには、光照射により融点まで温度を高めてナノロッドを非晶質化させればよい。
【００８１】
この時、前述したように、照射される光を吸収して融点まで温度が上がるか、結晶化温度まで温度が上がるナノロッドは、入射される光の偏光と平行するナノロッド配向方向を持ち、入射される光の波長に対応する縦横比を持つナノロッドである。したがって、照射される特定波長を持つ光の偏光を、情報を記録しようとするナノロッド配向層のナノロッド配向と平行するように調整すれば、所望のナノロッド配向層に配列された所望の配向方向を持ち、かつ照射光の波長に対応する縦横比を持つナノロッドのみ照射される光を吸収し、これにより情報の記録が行われうる。
【００８２】
一方、情報記録または消去などのために、ナノロッドが結晶質化状態に変わるか、または非晶質化状態に変わる時、このナノロッドは、縦横比には変化なしに元々持っていた縦横比をそのまま維持するので、特定縦横比及びナノロッド配向方向に対応する波長及び偏光を持つ光のみに対して反応して、多重波長及び／または偏光記録／再生を行える。
【００８３】
また、このようにナノロッドの縦横比に変化がないので、波長多重記録時、記録後のナノロッドの縦横比と異なる波長に対応する異なる縦横比を持つナノロッドとの干渉を低減させることができる。
【００８４】
図１０は、ナノロッド配向層に１種の縦横比を持つナノロッドが一方向に配向された例を示し、図１１は、ナノロッド配向層に２種の縦横比を持つナノロッドが一方向に配向された例を示す。
【００８５】
図７ないし図９を参照して説明した複数のナノロッド配向層を持つ情報記録媒体の各ナノロッド配向層には前述したように、図１０や図１１のように、ナノロッドが配向されうる。また、このナノロッドは、ナノロッド配向層ごとにその配向方向が変わりうる。図１０の場合には、各ナノロッド配向層に単一波長の光を用いて情報を記録できるので、一層のナノロッド配向層は、一つの記録層に該当する。図１１の場合には、各ナノロッド配向層に２種の波長が相異なる光を用いて情報を記録できるので、一層のナノロッド配向層は、２つの記録層に該当する情報を記録できる。
【００８６】
各ナノロッド配向層に配向されるナノロッドの縦横比種類を３つ以上にすれば、一層のナノロッド配向層に３つ以上の記録層に該当する情報を記録できる。
【００８７】
一方、本発明の実施形態による情報記録媒体１０に、再生モード時に入射される光は、その入射される光の偏光と平行ではないナノロッド配向方向を持つナノロッド配向層はそのまま通過し、入射される光の偏光と平行するナノロッド配向方向を持つナノロッド配向層に対してのみ吸収が行われる。これにより、該当ナノロッド配向層を通過する光量が記録された情報によって変化する。したがって、このような光量変化を検出すれば、記録された情報を再生できる。図７Ａのように反射層を備えない場合には、情報記録媒体を透過した光を再生光として検出する。図７Ｂのように反射層１３を備える場合には、該当ナノロッド配向層は、透過した光が反射層１３により反射されて対物レンズ３５０に再び戻るので（すなわち、情報記録媒体に入射される光と逆方向に進行するので）、情報記録媒体で反射された光を再生光として検出できる。
【００８８】
したがって、入射光の偏光方向を各ナノロッド配向層の配向方向と平行するように変えながら、複数のナノロッド配向層それぞれ、または少なくとも一部について情報を記録／再生できる。
【００８９】
以上で説明したように、本発明の実施形態による情報記録媒体１０は、間隔層なしに各記録層別にナノロッド配向を異ならせて複数層の記録層を構成できる。また、それぞれが記録層を構成する複数のナノロッド配向層グループを反復してスタックすれば、記録層の数を所望するほど増やすことができる。複数のナノロッド配向層をＮ層〜Ｎ＋Ｌ層（ここで、Ｌは負の整数または正の整数）であるとすれば、例えば、Ｎ層の記録時、Ｎ＋Ｌ（またはＮ−Ｌ）層〜Ｎ＋Ｌ層まではナノロッド配向方向が異なって、Ｎ層記録のための特定偏光の光に反応しないため、記録クロストークを除去できる。再生の場合にも、再生光の偏光方向によって、該当ナノロッド配向層に対してのみ透過または反射光量の変化を検出するので、再生クロストークを除去できる。
【００９０】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、本発明の他の実施形態による情報記録媒体を概略的に示す。
【００９１】
図１２Ａ及び図１２Ｂを参照するに、本発明の実施形態による情報記録媒体１００は、光ビームが入射する面からカバー層１１０、ナノロッド配向層１２０及び基板１１５の順に構成される。ここで、カバー層１１０、ナノロッド配向層１２０及び基板１１５は、逆順に配列されてもよい。すなわち、光ビームが基板１１５を通じて入射されるように構成されてもよい。図１２Ａは、再生時に透過光を検出するようになっている場合を示し、図１２Ｂは、図１２Ａに比べて光を反射させる反射層１１３をさらに備え、再生時に反射光を検出するようになっている場合を示す。図１２Ｂでは、反射層１１３が、基板１１５とナノロッド配向層１２０との間に位置する場合を示すが、反射層１１３は、基板１１５外側に設けられることもある。また、光ビームが基板１１５を通じて入射される構造の場合、反射層１１３は、ナノロッド配向層１２０とカバー層１１０との間、またはカバー層１１０の外側に設けられうる。
【００９２】
図１２Ａ及び図１２Ｂでは、本発明の他の実施形態による情報記録媒体１００が、カバー層１１０、ナノロッド配向層１２０及び基板１１５を備えるか、カバー層１１０、ナノロッド配向層１２０、反射層１１３及び基板１１５を備えると図示しているのに、これは例示的なものであって、本発明の他の実施形態による情報記録媒体１００は、必要に応じて追加的な他の層をさらに備えてもよい。
【００９３】
ナノロッド配向層１２０には、反復的に光吸収率を変化させることができる材料、例えば、相変化材料からなるナノロッドが配向されている。この時、ナノロッド配向層に配向されるナノロッドは、ＧｅＳｂｙＴｅｚ、ＳｂｘＴｅｙ、ＡｇｘＩｎｙＳｂｚＴｅａのうちいずれか一つの材料を含むように形成できる。
【００９４】
このナノロッド配向層１２０は単一層であって、ナノロッドが単一のナノロッド配向方向に配向されるか、または複数のナノロッド配向方向に配向されうる。また、ナノロッド配向層１２０に配向されたナノロッドは、１種または複数種の縦横比を持つことができる。
【００９５】
図１３Ａないし図１３Ｃは、図１２Ａ及び図１２Ｂに図示された情報記録媒体１００のナノロッド配向層に配向されるナノロッドの多様な実施形態を示す。図１３Ａを参照するに、ナノロッド配向層１２０にナノロッドが単一のナノロッド配向方向に配向され、このナノロッドは、複数種の縦横比を持つことができる。この場合、ナノロッド配向層１２０に波長多重記録を行うことができて、この単一のナノロッド配向層は、縦横比種類ほどの記録層に該当する情報を記録できる。図１３Ａでは例示として、２種の縦横比を持つナノロッドがナノロッド配向層１２０に配向された例を示す。
【００９６】
図１３Ｂを参照するに、ナノロッド配向層１２０には、ナノロッドが複数のナノロッド配向方向に配向され、この配向されたナノロッドは、１種の縦横比を持つことができる。この場合、この単一のナノロッド配向層１２０には、ナノロッド配向方向の種類ほどの記録層に該当する情報を偏光多重により記録できる。図１３Ｂでは例示として、ナノロッドが２つの方向に配向された例を示す。
【００９７】
図１３Ｃを参照するに、ナノロッド配向層１２０には、ナノロッドが複数のナノロッド配向方向に配向され、この配向されたナノロッドは、複数種の縦横比を持つことができる。この場合、この単一のナノロッド配向層１２０には、ナノロッド配向方向の種類数と縦横比の種類数との乗算分の記録層に該当する情報を、偏光多重及び波長多重により記録できる。図１３Ｃでは例示として、２種の縦横比を持つナノロッドが２つの方向に配向された例を示す。
【００９８】
一方、前記のようなナノロッド配向層１２０は、対物レンズ３５０によりフォーカシングされる光ビームＬＢの有効焦点の深さ内の厚さを持ち、対物レンズ３５０の移動なしに、入射光の偏光方向調整及び／または波長調整により、特定波長及び特定偏光の光に対応するナノロッドに／から情報を記録または再生するように形成できる。ここで、光ビームＬＢは、ビームウェストを持つ形態でフォーカシングされるので、光強度がある程度一定であって、対物レンズ３５０の焦点移動なしでも記録可能な程度の光強度を表す範囲が存在し、この範囲が有効焦点の深さに該当する。
【００９９】
また、図１３Ａないし図１３Ｃを参照して説明した多様な実施形態のナノロッドが配向されたナノロッド配向層１２０は、図１４のように、ナノロッド配向層１２０’が複数回反復してスタックされ、複数のナノロッド配向層１２０’の間には、それら間のクロストークを防止するように、間隔層１２５がさらに備えられうる。
【０１００】
間隔層１２５は、一層のナノロッド配向層へ／から情報を記録または再生する時、隣接したナノロッド配向層での情報の記録または再生を防止するように、ナノロッド配向層１２０間の離隔距離を確保するためのものである。
【０１０１】
各ナノロッド配向層１２０’は、対物レンズ３５０によりフォーカシングされる光ビームＬＢの有効焦点の深さ内に存在して、一層のナノロッド配向層での情報の記録または再生は、対物レンズ３５０の移動なしに入射光の偏光方向調整により行われうる。そして、情報を記録または再生しようとするナノロッド配向層が変わる時、例えば、対物レンズ３５０の位置をフォーカス方向に調整して、記録または再生しようとするナノロッド配向層に光ビームをフォーカシングした状態で、該当ナノロッド配向層に／から情報の記録または再生が行われうる。また、各ナノロッド配向層の互いに隣接したナノロッド配向層間には別途の間隔層が存在しないこともある。
【０１０２】
図１５は、本発明の実施形態による情報記録媒体を記録及び／または再生できる記録／再生装置の一例を概略的に示す。図１６及び図１７は、図１５に適用可能な光ピックアップ１００の主要光学的構成を概略的に示す。
【０１０３】
図１５を参照するに、記録／再生装置は、情報記録媒体１０または１００を回転させるためのスピンドルモータ３１２と、情報記録媒体１０または１００の半径方向に移動可能に設置されて、情報記録媒体１０または１００に記録された情報を再生及び／または情報を記録する光ピックアップ３００と、スピンドルモータ３１２と光ピックアップ３００とを駆動するための駆動部３０７と、光ピックアップ３００のフォーカシング、トラックサーボなどを制御するための制御部３０９とを備える。ここで、参照番号３５２はターンテーブル、３５３は情報記録媒体１０または１００をチャッキングするためのクランプを表す。
【０１０４】
光ピックアップ３００は、情報記録媒体１０または１００に偏光を変えつつ光を照射し、情報記録媒体１０で再生された光を検出するように設けられる。
【０１０５】
図１６を参照するに、光ピックアップ３００は、光源３１０と、入射光を情報記録媒体１０または１００にフォーカシングするための対物レンズ３５０と、情報記録媒体１０または１００で再生された光信号を検出する光検出器３９０と、情報記録媒体１０または１００に照射される光の偏光方向を調節するための偏光調節器３４０とを備えることができる。
【０１０６】
図１６は、情報記録媒体１０または１００が図７Ａ及び図１２Ａの構造を持つ場合に適したものであって、再生時に情報記録媒体１０または１００を透過した光を検出するように、光検出器３９０が対物レンズ３５０と反対側に配置される。
【０１０７】
図１７を参照するに、光ピックアップ３００は、光源３１０と、入射光の進路を変換するための光路変換器３３０と、入射光を情報記録媒体１０または１００にフォーカシングするための対物レンズ３５０と、情報記録媒体１０または１００で再生された光信号を検出する光検出器３９０と、情報記録媒体１０または１００に照射される光の偏光方向を調節するための偏光調節器３４０とを備えることができる。
【０１０８】
図１７は、情報記録媒体１０または１００が、図７Ｂ及び図１２Ｂの構造を持つ場合に適したものであって、再生時に情報記録媒体１０または１００の反射層１３０で反射された光を検出するように光検出器３９０が配置される。情報記録媒体１０または１００が図７Ｂ及び図１２Ｂに図示された構造である場合、光源３１０から出射された光は情報記録媒体１０または１００に向かわせ、情報記録媒体１０または１００で反射された光は光検出器３９０に向かわせるために、光路変換器３３０が必要である。
【０１０９】
図１６及び図１７は、図７Ａ及び図７Ｂ、図１２Ａ及び図１２Ｂを参考にして説明した、本発明の実施形態による情報記録媒体１０または１００を記録または再生するための最も基本的な光学系構成を示したものであって、全体的な光学系構成は多様に変形できる。
【０１１０】
光源３１０はレーザー光を出射するためのものであって、単一縦横比を持つナノロッドにより吸収されうる特定波長のレーザー光を出射する半導体レーザーでありうる。
【０１１１】
また、光源３１０は、複数種の縦横比を持つナノロッドにより吸収されうる複数波長のレーザー光を出射できる半導体レーザーでもありうる。例えば、光源３１０は、相異なる波長のレーザー光を出射する複数の半導体レーザー素子が結合された構造であるか、または多重波長のレーザー光をそれぞれ独立的に出射できる複数波長発光型半導体レーザーでありうる。ここで、一つのパッケージになっている光源３１０の代りに、複数種の縦横比を持つナノロッドにより吸収されうる複数波長のレーザー光をそれぞれ出射できる複数の半導体レーザーが分離配置されるように光学系が構成されてもよい。
【０１１２】
光源３１０と対物レンズ３５０との間の光路上には、光源３１０から発散光形態で出射された光をコリメートするためのコリメートレンズ３２０をさらに備え、無限光学系構造で形成できる。光検出器３９０の前には、情報記録媒体１０または１００を透過するか、あるいは情報記録媒体１０または１００で反射されて光検出器３９０に進行する光を適正サイズで受光するように集束する検出レンズ３７０をさらに備えることができる。
【０１１３】
偏光調節器３４０は、情報記録媒体１０または１００に照射される光の偏光を記録または再生しようとする単一のナノロッド配向方向を持つナノロッド配向層、または単一ナノロッド配向層内の複数のナノロッド配向方向のうちいずれか一つに適するように取り替えるためのものであって、例えば、半波長板を備えることができ、この半波長板で形成された偏光調節器３４０を回転駆動させる駆動器３６０をさらに備えることができる。半波長板の回転角度を調節すれば、半波長板を通過する光が所望の線偏光方向を持つようにすることができる。
【０１１４】
情報記録媒体１０または１００から透過または反射された光は、光ピックアップ３００に設けられた光検出器３９０を通じて検出され、かつ光電変換されて電気的信号に変わり、信号検出回路（図示せず）で演算される。信号検出回路で得られた信号は、駆動部３０７を通じて制御部３０９に入力される。駆動部３０７は、スピンドルモータ３１２の回転速度を制御し、入力された信号を増幅させて光ピックアップ３００を駆動する。制御部３０９は、駆動部３０７から入力された信号に基づいて調節されたフォーカシングサーボ、トラッキングサーボ命令などを再び駆動部３０７に送って、光ピックアップ３００のフォーカシング、トラッキング動作を具現させる。
【０１１５】
有効記録層の数は偏光指向性の数及び／またはナノロッドの縦横比の数により決定できる。したがって、有効記録層の総数は、偏光指向性の数と、ナノロッドの縦横比の数との積でありうる。これは、単一の物理的な記録／再生層に多重有効記録／再生層を持たせる。記録及び／または再生装置は、単一物理的な層を持つ情報記録媒体１０、１００に／から情報を記録または再生できるが、有効記録容量は、多重層を持つ情報記録媒体と同等でありうる。かかる記録／再生装置は、他の偏光及び／または他の波長で光を照射するように設けられうる。情報記録媒体１０、１００のタイプは、情報記録媒体１０、１００に保存された情報をアクセスし、情報記録媒体１０、１００上のコードや他の識別データをアクセスし、記録／再生装置に保存されたルックアップテーブル、または他のドライバデータを参照することによって記録／再生装置により決定されるか、偏光及び／または波長を決定する他の方法が情報記録媒体１０、１００と共に使われうる。
【０１１６】
各ナノロッド配向層２０、１２０の間にスペース層２５を使用することを回避できる。したがって、一層以上のナノロッド配向層２０、１２０があり、各ナノロッド配向層２０、１２０は、これら間に配置されたスペース層２５なしに少なくとも一層の他のナノロッド配向層２０、１２０に接することができる。
【０１１７】
前述したプロセス、機能、方法及び／またはソフトウェアは、プロセッサーを実行するか、プログラム説明を行なうコンピュータにより実行できるプログラム説明を含む一つ以上のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されるか、保存されるか、または固定される。前記媒体はまた、単独またはプログラム説明との組み合わせとして、データファイル、データ構造などを含むことができる。前記媒体及びプログラム説明は特別に設計または構成でき、コンピュータソフトウェア分野の当業者に周知であり、かつ利用できる種類でありうる。コンピュータで読み取り可能な媒体の例は、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープなどの磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭディスク及びＤＶＤなどの光学媒体、光ディスクなどの光磁気媒体及び、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリなどのプログラム説明を保存して実行できるように特別に構成されたハードウェア装置を含むことができる。プログラム説明の例は、コンパイラーにより生成される機械コード及びインタープリターを使用するコンピュータにより実行できる、さらに高いレベルのコードを内包するファイルを含むことができる。前述したハードウェア装置は、前記のオペレーション及び方法を行うために、一つ以上のソフトウェアモジュールとして作用するように構成できる。さらに、コンピュータで読み取り可能な情報記録媒体は、ネットワーク及びコンピュータで読み取り可能なコードを通じて連結されたコンピュータシステム間に分配でき、プログラム説明は分権化方式で保存または実行される。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明は、情報記録媒体関連の技術分野に好適に用いられる。
【符号の説明】
【０１１９】
３５０  対物レンズ
ＬＢ    光ビーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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