(57)【要約】【課題】光ディスクに対する情報の記録精度を高める。【解決手段】光ディスク装置１１０の情報光学系１５０は、半導体レーザ３から情報光ビームＬＭとして特異ピーク光ＬＥＰ及び特異スロープ光ＬＥＳを順次出力させ、補正レンズ１６２により特異ピーク光ＬＥＰの発散角を変化させることにより、記録層１０１において特異ピーク光ＬＥＰによる吸収変化領域ＲＡ及び特異スロープ光ＬＥＳによるエネルギー集中領域ＲＥをいずれも目標位置ＱＧを中心に形成することができ、この結果、目標位置ＱＧを中心に記録マークＲＭを形成することができるので、光ディスク１００に対する情報の記録精度を高めることができる。【選択図】図３５
2010092519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス状でなり所定の特異電圧でなる駆動パルスが供給された際、パルス状の光強度特性を有する特異ピーク光と、当該特異ピーク光よりも光強度が小さいスロープ状の光強度特性を有し当該特異ピーク光と異なる波長でなる特異スロープ光とを、レーザ光として順次出射する半導体レーザと、
上記レーザ光の波長に応じて上記特異ピーク光及び上記特異スロープ光の発散角を相違させる発散角相違部と、
光ディスクの記録層に、上記特異ピーク光を集光し焦点近傍の領域に第１の反応を生じさせた後、上記特異スロープ光を上記特異ピーク光と同一の焦点位置に集光して上記第１の反応が生じた領域に第２の反応を生じさせることにより、記録マークを形成する対物レンズと
を有する光ピックアップ。
【請求項２】
上記半導体レーザは、
光強度が振動しない通常出力光及び上記特異スロープ光を出射する際には出射端面を発光点とする一方、上記特異ピーク光を出射する際には当該出射端面以外の箇所を発光点とし、
上記発散角相違部は、
上記特異スロープ光の発散角を変化させず、上記特異ピーク光の発散角を変化させる
請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】
上記半導体レーザは、
上記特異ピーク光を出射する際には当該半導体レーザの内部における所定箇所を発光点とし、
上記発散角相違部は、
上記特異スロープ光の発散角を変化させず、上記特異ピーク光の発散角を拡大させる
請求項２に記載の光ピックアップ。
【請求項４】
上記発散角相違部は、
互いに分散が相違する材料でなる第１のレンズ及び第２のレンズを有し、当該第１のレンズ及び当該第２のレンズの間で、上記特異スロープ光の波長における屈折率がほぼ同等である一方、上記特異ピーク光の波長における屈折率が相違する
請求項２に記載の光ピックアップ。
【請求項５】
上記発散角相違部は、
互いに分散が相違する材料でなる第１のレンズ及び第２のレンズにより構成されている
請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
上記光ディスクの上記記録層は、
上記特異ピーク光の焦点近傍の領域に２光子吸収反応を生じると共に、当該２光子吸収反応が生じた領域に上記特異スロープ光が集光され熱反応を生じることにより、上記記録マークが形成される
請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項７】
半導体レーザに対しパルス状でなり所定の特異電圧でなる駆動パルスを供給することにより、当該半導体レーザから、パルス状の光強度特性を有する特異ピーク光と、当該特異ピーク光よりも光強度が小さいスロープ状の光強度特性を有し当該特異ピーク光と異なる波長でなる特異スロープ光とを、レーザ光として順次出射させる出射ステップと、
上記レーザ光の波長に応じて上記特異ピーク光及び上記特異スロープ光の発散角を相違させる発散角相違ステップと、
光ディスクの記録層に、所定の対物レンズにより上記特異ピーク光を集光し当該特異ピーク光の焦点近傍の領域に第１の反応を生じさせ、上記対物レンズにより上記特異スロープ光を集光し当該特異スロープ光の焦点近傍であり上記第１の反応が生じた領域に第２の反応を生じさせることにより、記録マークを形成する集光ステップと
を有する光情報記録方法。
【請求項８】
パルス状でなり所定の特異電圧でなる駆動パルスが供給された際、パルス状の光強度特性を有する特異ピーク光と、当該特異ピーク光よりも光強度が小さいスロープ状の光強度特性を有し当該特異ピーク光と異なる波長でなる特異スロープ光とを、レーザ光として順次出射する半導体レーザと、
上記レーザ光の波長に応じて上記特異ピーク光及び上記特異スロープ光の発散角を相違させる発散角相違部と、
光ディスクの記録層に、上記特異ピーク光を集光し焦点近傍の領域に第１の反応を生じさせた後、上記特異スロープ光を上記特異ピーク光と同一の焦点位置に集光して上記第１の反応が生じた領域に第２の反応を生じさせることにより、記録マークを形成する対物レンズと、
上記対物レンズを駆動することにより、上記特異ピーク光及び上記特異スロープ光における焦点の位置を制御するレンズ駆動制御部と
を有する光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ、光情報記録方法及び光ディスク装置に関し、例えば光ビームを用いて光ディスクに情報を記録する光ディスク装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスク装置においては、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）及びＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（登録商標、以下ＢＤと呼ぶ）等の円盤状でなる光ディスクに対して情報を記録し、また当該光ディスクから当該情報を読み出すようになされたものが広く普及している。
【０００３】
かかる光ディスク装置では、音楽コンテンツや映像コンテンツ等の各種コンテンツ、或いはコンピュータ用の各種データ等のような種々の情報を光ディスクに記録するようになされている。
【０００４】
特に近年では、映像の高精細化や音楽の高音質化等により情報量が増大し、また１枚の光ディスクに記録するコンテンツ数の増加が要求されているため、当該光ディスクのさらなる大容量化が求められている。
【０００５】
そこで、かかる光ディスクを大容量化する手法の一つとして、情報を表す記録ピットの形成に２光子吸収反応を利用し、当該記録ピットを３次元に配列するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３７６５８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、光ディスクに記録マークを形成する手法として、第１の光ビームを集光して２光子吸収反応により第１の反応を生じさせ、当該反応が生じた領域にさらに第２の光ビームを集光して熱反応等といった第２の反応を生じさせる手法が考えられる。
【０００７】
光ディスク装置は、かかる手法で光ディスクに記録マークを形成する場合、第１の光ビームを集光して第１の反応を生じさせた後、当該反応が生じた変化領域に合わせて第２の光ビームを集光することにより、第２の反応を生じさせることが可能となる。
【０００８】
このとき光ディスク装置は、第１の光ビームの焦点及び第２の光ビームの焦点の双方をいずれも目標とする位置に合わせることができれば、当該目標とする位置に記録マークを正しく形成できる。
【０００９】
しかしながら光ディスク装置は、第１の光ビームと第２の光ビームとで焦点の位置がずれた場合、第１の光ビームによる変化領域と第２の光ビームの集光範囲とがずれるため、目標とする位置には記録マークを正しく形成できなくなる。また光ディスク装置は、第１の光ビームと第２の光ビームとで焦点が互いに大きく離れた場合、変化領域と第２の光ビームの集光範囲とが完全に離れてしまうため、２番目の反応を生じさせることができず、記録マークを形成できない。
【００１０】
このように光ディスク装置は、複数の光ビームを照射して記録マークを形成する際に各光ビームの焦点がずれてしまうと、光ディスク内における所望の位置に記録マークを正しく形成できず、情報の記録精度を低下させてしまう、という問題があった。
【００１１】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、光ディスクに対する情報の記録精度を高め得る光ピックアップ、光情報記録方法及び光ディスク装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる課題を解決するため本発明の光ピックアップ及び光情報記録方法においては、半導体レーザに対しパルス状でなり所定の特異電圧でなる駆動パルスが供給された際、パルス状の光強度特性を有する特異ピーク光と、当該特異ピーク光よりも光強度が小さいスロープ状の光強度特性を有し当該特異ピーク光と異なる波長でなる特異スロープ光とを、レーザ光として順次出射させ、レーザ光の波長に応じて特異ピーク光及び特異スロープ光の発散角を相違させ、光ディスクの記録層に、特異ピーク光を集光し焦点近傍の領域に第１の反応を生じさせた後、特異スロープ光を特異ピーク光と同一の焦点位置に集光して第１の反応が生じた領域に第２の反応を生じさせることにより、記録マークを形成するようにした。
【００１３】
本発明の光ピックアップ及び光情報記録方法では、特異ピーク光及び特異スロープ光の発散角を相違させることにより、特異ピーク光及び特異スロープ光の焦点位置を互いに独立して調整することができる。このため本発明の光ピックアップ及び光情報記録方法では、特異ピーク光と特異スロープ光との発光点が相違する場合であっても、特異ピーク光により第１の反応が生じる領域に特異スロープ光を集光することができる。この結果、本発明の光ピックアップ及び光情報記録方法では、特異スロープ光の焦点を中心とした記録マークを形成できる。
【００１４】
さらに本発明の光ディスク装置においては、パルス状でなり所定の特異電圧でなる駆動パルスが供給された際、パルス状の光強度特性を有する特異ピーク光と、当該特異ピーク光よりも光強度が小さいスロープ状の光強度特性を有し当該特異ピーク光と異なる波長でなる特異スロープ光とを、レーザ光として順次出射する半導体レーザと、レーザ光の波長に応じて特異ピーク光及び特異スロープ光の発散角を相違させる発散角相違部と、光ディスクの記録層に、特異ピーク光を集光し焦点近傍の領域に第１の反応を生じさせた後、特異スロープ光を特異ピーク光と同一の焦点位置に集光して第１の反応が生じた領域に第２の反応を生じさせることにより、記録マークを形成する対物レンズと、対物レンズを駆動することにより、特異ピーク光及び特異スロープ光における焦点の位置を制御するレンズ駆動制御部とを設けるようにした。
【００１５】
本発明の光ディスク装置は、特異ピーク光及び特異スロープ光の発散角を相違させることにより、特異ピーク光及び特異スロープ光の焦点位置を互いに独立して調整することができる。このため本発明の光ディスク装置は、特異ピーク光と特異スロープ光との発光点が相違する場合でも、特異ピーク光により第１の反応が生じる領域に特異スロープ光を集光することができるので、当該特異スロープ光の焦点を中心とした記録マークを形成できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、特異ピーク光及び特異スロープ光の発散角を相違させることにより、特異ピーク光及び特異スロープ光の焦点位置を互いに独立して調整することができる。このため本発明では、特異ピーク光と特異スロープ光との発光点が相違する場合でも、特異ピーク光により第１の反応が生じる領域に特異スロープ光を集光することができるので、当該特異スロープ光の焦点を中心とした記録マークを形成できる。かくして本発明によれば、光ディスクに対する情報の記録精度を高め得る光ピックアップ、光情報記録方法及び光ディスク装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態とする）について、図面を用いて説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．光情報記録媒体に対する情報の記録再生原理
２．半導体レーザによる光ビームの出力原理
３．実施の形態（光ディスク装置・補正レンズを用いた例）
４．他の実施の形態
【００１８】
＜１．光情報記録媒体に対する情報の記録再生原理＞
まず、光ディスク等の光情報記録媒体に対する情報の記録原理について説明する。一般に、対物レンズの開口数をＮＡ、光ビームの波長をλとすると、光ビームが集光されるときのスポット径ｄは、次に示す（１）式によって表される。
【００１９】
【数１】
2010092519.tif 000003
【００２０】
すなわち同一の対物レンズを用いる場合、開口数ＮＡが一定となるため、光ビームのスポット径ｄは当該光ビームの波長λに比例することになる。
【００２１】
図１に示すように、集光された光ビームの光強度は焦点ＦＭ付近で最も大きくなり、焦点ＦＭから離隔するほど小さくなる。例えば、一般的な光情報記録媒体ＭＤ１において情報を表す記録マークＲＭが形成される場合、１光子吸収反応が生じている。この１光子吸収では、１光子を吸収することにより光反応が生じるため、光ビームの光強度に比例して当該光反応が生じる。
【００２２】
このため光情報記録媒体では、記録光ビームＬ１における所定の光強度以上となる領域に記録マークＲＭが形成される。因みに図１では、スポット径ｄと同一サイズの記録マークＲＭが形成された場合を示している。
【００２３】
これに対して２光子吸収反応の場合、同時に２光子を吸収したときにのみ反応が生じるため、光ビームの光強度の２乗に比例して２光子吸収反応が生じる。このため２光子吸収反応が生じる光情報記録媒体ＭＤ２では、図２に示すように、記録光ビームＬ１において光強度の非常に大きい焦点ＦＭ近傍にのみ記録マークＲＭが形成される。
【００２４】
この記録マークＲＭは、記録光ビームＬ１のスポット径ｄと比して小さいサイズとなり、その直径ｄａも小さくなる。このため光情報記録媒体ＭＤ２では、高密度で記録マークＲＭを形成させることにより記録容量の大容量化が可能となる。
【００２５】
ところで２光子吸収材料のなかには、２光子吸収反応によって化学変化を引き起こし、その光吸収特性を変化させる化合物（以下、これを光特性変化材料と呼ぶ）が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】A. Toriumi and S. Kawata, Opt. Lett /Vol. 23, No.24, 1998, 1924-1926
【００２６】
例えば、この光特性変化材料でなる光情報記録媒体ＭＤ２に対し、当該光特性変化材料が本来吸収しない波長でなる記録光ビームＬ１が、図３に示す光強度特性ＷＬのように、時刻ｔ１から大きな光強度で一定の照射時間ｔｃに亘って照射された場合を仮定する。
【００２７】
この場合、この光特性変化材料でなる光情報記録媒体ＭＤ２は、時点ｔ１において、図４（Ａ）に示すように、記録光ビームＬ１によるスポットＰが照射される。その後光情報記録媒体ＭＤ２は、時点ｔ２において、図４（Ｂ）に示すように第１の反応としての２光子吸収反応により当該光特性変化材料の光吸収が変化し、記録光ビームＬ１によるスポットＰよりも小さな吸収変化領域ＲＡを形成する。
【００２８】
この吸収変化領域ＲＡでは、光特性変化材料の光吸収の変化により、当該記録光ビームＬ１を吸収して発熱を生じることになる。
【００２９】
その後光情報記録媒体ＭＤ２は、そのまま記録光ビームＬ１が照射され続けると、記録光ビームＬ１を吸収して熱を発生し、時点ｔ３において、第２の反応としての熱反応によって空洞を形成することにより、図４（Ｃ）に示すように記録マークＲＭを形成する。
【００３０】
これを換言すると、光情報記録媒体ＭＤ２では、２光子吸収反応により形成された吸収変化領域ＲＡのうち引き続き記録光ビームＬ１が照射され熱反応が生じた領域に、記録マークＲＭが形成されることになる。
【００３１】
また、このようにして形成された記録マークＲＭは、光強度が比較的弱い読出光ビームＬ２が照射されると、周囲の光特性変化材料との間で屈折率が相違することにより、当該読出光ビームＬ２を反射して戻り光ビームＬ３を生成する。
【００３２】
そこで本発明の光情報記録再生装置は、このような原理を利用し、情報を記録する場合には、光情報記録媒体ＭＤ２に対し記録光ビームＬ１を照射し、まず２光子吸収反応を生じさせて光吸収を変化させ、続いて熱反応により屈折率を変化させ或いは空洞を形成させることにより、記録マークＲＭを形成するようになされている。
【００３３】
また本発明の光情報記録再生装置は、情報を再生する場合、光情報記録媒体ＭＤ２に対して読出光ビームＬ２を照射すると共に、戻り光ビームＬ３を受光するようになされている。このとき光情報記録再生装置は、戻り光ビームＬ３の光量変化を基に記録マークＲＭの有無を検出し、その検出結果を基に情報を再生するようになされている。
【００３４】
＜２．半導体レーザによる短パルス出力原理＞
次に、半導体レーザから、２光子吸収反応を生じ得るような高い光強度でなり短いパルス状でなるレーザ光ＬＬを出力する原理について説明する。
【００３５】
［２−１．短パルス光源の構成］
ここでは、図５に示す短パルス光源装置１を例に説明する。この短パルス光源装置１は、レーザ制御部２と半導体レーザ３とから構成されている。
【００３６】
半導体レーザ３は、半導体発光を利用する一般的な半導体レーザ（例えばソニー株式会社製、ＳＬＤ３２３３）でなる。レーザ制御部２は、半導体レーザ３に供給する駆動信号Ｄ１を制御することにより、当該半導体レーザ３からパルス状のレーザ光ＬＬを出力させるようになされている。
【００３７】
レーザ制御部２は、所定のタイミングで複数種類のパルス状の信号を生成するパルス信号発生器４、及び半導体レーザ３を駆動する駆動回路６により構成されている（詳しくは後述する）。
【００３８】
パルス信号発生器４は、その内部で所定の周期ＴＳの矩形波でなる同期信号ＳＳを生成しており、当該同期信号ＳＳに基づいたタイミングで動作すると共に、当該同期信号ＳＳを外部の測定装置等（図示せず）へ供給し得るようになされている。
【００３９】
またパルス信号発生器４は、図６（Ａ）に示すように、周期ＴＳごとにパルス状に変化するパルス信号ＳＬを生成し、これを駆動回路６へ供給する。このパルス信号ＳＬは、駆動回路６に対し、半導体レーザ３へ電源を供給すべきタイミング、期間及び電圧レベルの大きさを示している。
【００４０】
駆動回路６は、パルス信号ＳＬを基に、図６（Ｂ）に示すようなレーザ駆動信号ＳＤを生成し、これを半導体レーザ３へ供給する。
【００４１】
このとき駆動回路６は、パルス信号ＳＬを所定の増幅率で増幅することによりレーザ駆動信号ＳＤを生成する。このためレーザ駆動信号ＳＤのピーク電圧ＶＤは、パルス信号ＳＬのピーク電圧ＶＬに応じて変化することになる。因みにレーザ駆動信号ＳＤは、駆動回路６の増幅特性により、その波形が歪まされている。
【００４２】
半導体レーザ３は、レーザ駆動信号ＳＤの供給を受けると、図６（Ｃ）に示すように、光強度ＬＴをパルス状に変化させながらレーザ光ＬＬを出射する。以下では、レーザ光をパルス状に出射することを「パルス出力する」と表記する。
【００４３】
このように短パルス光源装置１は、レーザ制御部２の制御により、他の光学部品等を用いることなく、半導体レーザ３からレーザ光ＬＬを直接的にパルス出力するようになされている。
【００４４】
［２−２．緩和振動モードによるレーザ光のパルス出力］
ところで、一般にレーザの特性は、いわゆるレート方程式により表されることが知られている。例えば、閉込係数Γ、光子寿命τｐｈ［ｓ］、キャリア寿命τｓ［ｓ］、自然放出結合係数Ｃｓ、活性層厚ｄ［ｍｍ］、電荷素量ｑ［Ｃ］、最大利得ｇmax、キャリア密度Ｎ、光子密度Ｓ、注入キャリア密度Ｊ、光速ｃ［ｍ／ｓ］、透明化キャリア密度Ｎ０、群屈折率ｎｇ及び面積Ａｇを用いると、レート方程式は次に示す（２）式のように表される。
【００４５】
【数２】
2010092519.tif 000004
【００４６】
次に、（２）式のレート方程式を基に、注入キャリア密度Ｊと光子密度Ｓとの関係を算出した結果を図７のグラフに示し、注入キャリア密度Ｊとキャリア密度Ｎとの関係を算出した結果を図８のグラフに示す。
【００４７】
因みにこれらの算出結果は、閉込係数Γ＝０．３、光子寿命τｐｈ＝１ｅ−１２［ｓ］、キャリア寿命τｓ＝１ｅ−９［ｓ］、自然放出結合係数Ｃｓ＝０．０３、活性層厚ｄ＝０．１［μｍ］、電荷素量ｑ＝１．６ｅ−１９［Ｃ］、及び面積Ａｇ＝３ｅ−１６［ｃｍ２］として得られたものである。
【００４８】
図８に示したように、一般的な半導体レーザは、注入キャリア密度Ｊ（すなわちレーザ駆動信号ＳＤ）の増大に応じてキャリア密度Ｎが飽和状態の少し手前となる飽和前点Ｓｌにおいて、発光を開始する。
【００４９】
また図７に示したように、半導体レーザは、注入キャリア密度Ｊの増大に伴って光子密度Ｓ（すなわち光強度）を増大させる。さらに図７と対応する図９に示すように、半導体レーザは、注入キャリア密度Ｊのさらなる増大に伴って、光子密度Ｓをさらに増大させることがわかる。
【００５０】
次に、図９に示した特性曲線上に、注入キャリア密度Ｊが比較的大きいポイントＰＴ１、及び当該ポイントＰＴ１よりも注入キャリア密度Ｊが順次小さくなるポイントＰＴ２及びＰＴ３をそれぞれ選定した。
【００５１】
続いて、ポイントＰＴ１、ＰＴ２及びＰＴ３における、レーザ駆動信号ＳＤの印加を開始してからの、光子密度Ｓが変化する様子を算出した結果を図１０、図１１及び図１２にそれぞれ示す。因みに、注入キャリア密度Ｊの大きさは半導体レーザに供給されるレーザ駆動信号ＳＤの大きさに対応しており、また光子密度Ｓの大きさは光強度の大きさに対応している。
【００５２】
図１０に示すように、ポイントＰＴ１において、光子密度Ｓは、いわゆる緩和振動により大きく振動してその振幅が大きくなり、かつ振幅の周期（すなわち極小値から極小値まで）となる振動周期ｔａが約６０［ｐｓ］と小さいことが確認された。また光子密度Ｓの値は、発光開始直後に出現する第１波の振幅が最も大きく、第２波、第３波と徐々に減衰し、やがて安定している。
【００５３】
このポイントＰＴ１の光子密度Ｓにおける第１波の最大値は約３×１０１６と、光子密度Ｓが安定したときの値である安定値（約１×１０１６）の約３倍であった。
【００５４】
ここで、レーザ駆動信号ＳＤを印加し始めてから発光を開始するまでの時間を発光開始時間τｄとすると、（２）式に示したレート方程式から当該発光開始時間τｄを算出することができる。
【００５５】
すなわち、発振以前に光子密度Ｓ＝０であったとすると、（２）式における上段の式は、次に示す（３）式のように表すことができる。
【００５６】
【数３】
2010092519.tif 000005
【００５７】
ここでキャリア密度Ｎをスレショールド値Ｎｔｈとすると、発光開始時間τｄを次に示す（４）式のように表すことができる。
【００５８】
【数４】
2010092519.tif 000006
【００５９】
このように発光開始時間τｄは、注入キャリア密度Ｊに反比例することがわかる。
【００６０】
図１０に示すように、ポイントＰＴ１では、（４）式から発光開始時間τｄが約２００［ｐｓ］と算出される。このポイントＰＴ１では、半導体レーザに大きな電圧値でなるレーザ駆動信号ＳＤを印加しているため、当該レーザ駆動信号ＳＤを印加し始めてから発光を開始するまでの発光開始時間τｄも短くなっている。
【００６１】
図１１に示すように、ポイントＰＴ１よりもレーザ駆動信号ＳＤの値が小さいポイントＰＴ２では、明確な緩和振動を生じているものの、ポイントＰＴ１と比して振動の振幅が小さくなり、且つ振動周期ｔａが約１００［ｐｓ］と大きくなった。
【００６２】
またポイントＰＴ２の場合、（４）式から算出される発光開始時間τｄは約４００［ｐｓ］となり、ポイントＰＴ１と比較して大きくなった。このポイントＰＴ２では、光子密度Ｓにおける第１波の最大値は約８×１０１５となり、安定値（約４×１０１５）の約２倍であった。
【００６３】
図１２に示すように、ポイントＰＴ２よりも供給したレーザ駆動信号ＳＤの値がさらに小さいポイントＰＴ３では、緩和振動が殆どみられなかった。またポイントＰＴ３の場合、（４）式から算出される発光開始時間τｄは約１［ｎｓ］となり、比較的長いことが確認された。このポイントＰＴ３の光子密度Ｓにおける最大値は安定値とほぼ同一であり、約１．２×１０１５であった。
【００６４】
ところで一般的なレーザ光源では、半導体レーザに対してポイントＰＴ３のように緩和振動の殆どみられない比較的低い電圧のレーザ駆動信号ＳＤを印加するようになされている。すなわち一般的なレーザ光源は、レーザ光の出射開始直後における光強度の変動幅を小さく抑えることにより、レーザ光ＬＬの出力を安定させるようになされている。
【００６５】
以下では、短パルス光源装置１において、半導体レーザ３に比較的低い電圧でなるレーザ駆動信号ＳＤを供給することにより、緩和振動を生じず安定した光強度でなるレーザ光ＬＬを出力する動作モードを、通常モードと呼ぶ。また、この通常モードにおいて半導体レーザ３に供給するレーザ駆動信号ＳＤの電圧を通常電圧ＶＮと呼び、当該半導体レーザ３から出力されたレーザ光ＬＬを通常出力光ＬＮと呼ぶ。
【００６６】
これに加えて本実施の形態による短パルス光源装置１は、ポイントＰＴ１及びＰＴ２の場合のように、比較的高い電圧のレーザ駆動信号ＳＤが供給されることにより、光強度特性に緩和振動を生じさせる動作モード（以下、これを緩和振動モードと呼ぶ）を有している。
【００６７】
この緩和振動モードの場合、短パルス光源装置１は、レーザ駆動信号ＳＤの電圧Ｖ（以下これを振動電圧ＶＢと呼ぶ）を通常電圧ＶＮよりも高めることになる（例えば１．５倍以上）。この結果、短パルス光源装置１は、レーザ光の瞬間的な光強度ＬＴの最大値を、通常モードの場合よりも増大させることができる。
【００６８】
すなわち短パルス光源装置１は、緩和振動モードで動作する場合、半導体レーザ３に対して比較的高い振動電圧ＶＢを供給することにより、当該振動電圧ＶＢに応じた大きな光強度でなるレーザ光ＬＬを出射することができる。
【００６９】
これを別の観点から見れば、半導体レーザ３は、振動電圧ＶＢでなるレーザ駆動信号ＳＤが印加されることにより、通常電圧ＶＮを印加していた従来と比較して、レーザ光ＬＬの光強度を大幅に増加させることが可能となる。
【００７０】
例えば半導体レーザは、ポイントＰＴ１において緩和振動の第１波による光子密度Ｓが約３×１０１６であり、通常電圧ＶＤＮを印加した場合を示すポイントＰＴ３の場合（約１．２×１０１５）と比して、半導体レーザ３の光強度を２０倍以上に増大させることが可能となる。
【００７１】
実際上、一般的な半導体レーザ（ソニー株式会社製、ＳＬＤ３２３３ＶＦ）に対して、比較的高い電圧のレーザ駆動信号ＳＤを印加した時に測定された光強度特性の波形を図１３に示す。なお図１３では、半導体レーザに対して矩形のパルス状でなるレーザ駆動信号ＳＤを供給し、その結果得られたレーザ光ＬＬの光強度特性の波形を示している。
【００７２】
この図１３から、図１０及び図１１において光子密度Ｓの算出結果としてみられた緩和振動が、実際の光強度の変化としても生じていることが確認された。
【００７３】
ここで、半導体レーザ３に供給するレーザ駆動信号ＳＤとレーザ光ＬＬの光強度との関係について、詳細に検討する。
【００７４】
図１４（Ａ）は、図１１と同様、光子密度Ｓの時間変化の様子を示している。例えば図１４（Ｂ）に示すように、短パルス光源装置１のレーザ制御部２は、緩和振動を生じさせるのに十分な振動電圧ＶＢ１でなるパルス状のレーザ駆動信号ＳＤを半導体レーザ３に供給する。
【００７５】
このときレーザ制御部２は、レーザ駆動信号ＳＤを、発光開始時間τｄに緩和振動の振動周期ｔａを加算した時間（すなわちτｄ＋ｔａ、以下これを供給時間τＰＤと呼ぶ）に亘ってローレベルからハイレベルに立ち上げることにより、矩形状のパルス信号とする。
【００７６】
なお説明の都合上、レーザ駆動信号ＳＤのうちパルス状に立ち上がっている部分を駆動パルスＰＤ１と呼ぶ。
【００７７】
この結果半導体レーザ３は、図１４（Ｃ）に示すように、緩和振動における第１波の部分のみに相当するパルス状のレーザ光ＬＬ（以下、これを振動出力光ＬＢと呼ぶ）を出射することができる。
【００７８】
このときレーザ制御部２は、パルス状でなる駆動パルスＰＤを供給しているため、高い振動電圧ＶＢの印加時間を比較的短く抑えることができ、半導体レーザ３の平均消費電力を低下させて過発熱などによる当該半導体レーザ３の不具合や破壊を防止させることができる。
【００７９】
一方レーザ制御部２は、図１４（Ｄ）に示すように、緩和振動を生じさせ得る程度に高い電圧であり、且つ振動電圧ＶＢ１よりも低い振動電圧ＶＢ２でなる駆動パルスＰＤ２を半導体レーザ３へ供給し得るようにもなされている。
【００８０】
この場合半導体レーザ３は、図１４（Ｅ）に示すように、駆動パルスＰＤ１が供給された場合と比較して光強度の小さい振動出力光ＬＢを出射することができる。
【００８１】
このように短パルス光源装置１は、レーザ制御部２から比較的高い振動電圧ＶＢでなる駆動パルスＰＤ（すなわち駆動パルスＰＤ１又はＰＤ２）を半導体レーザ３へ供給する緩和振動モードで動作し得るようになされている。このとき短パルス光源装置１は、光強度が緩和振動によりパルス状に変化する振動出力光ＬＢを出射し得るようになされている。
【００８２】
［２−３．特異モードによるレーザ光のパルス出力］
さらに短パルス光源装置１は、通常モード及び緩和振動モードに加えて、振動電圧ＶＢよりも高い特異電圧ＶＥでなる駆動パルスＰＤを半導体レーザ３に供給する特異モードで動作するようにもなされている。
【００８３】
このとき短パルス光源装置１は、半導体レーザ３から振動出力光ＬＢよりもさらに大きな光強度でなるレーザ光ＬＬをパルス出力し得るようになされている。
【００８４】
［２−３−１．光測定装置の構成］
ここでは、短パルス光源装置１から出射されたレーザ光ＬＬを測定及び分析する光測定装置１１（図１５）を用いることにより、短パルス光源装置１における駆動パルスＰＤの電圧Ｖを変化させた場合のレーザ光ＬＬの光強度を測定する実験を行った。
【００８５】
光測定装置１１は、短パルス光源装置１の半導体レーザ３からレーザ光ＬＬを出射させ、これをコリメータレンズ１２へ入射させる。
【００８６】
続いて光測定装置１１は、レーザ光ＬＬをコリメータレンズ１２によって発散光から平行光に変換して集光レンズ１５へ入射させ、さらに集光レンズ１５によって集光させる。
【００８７】
その後光測定装置１１は、レーザ光ＬＬを光サンプルオシロスコープ１６（浜松ホトニクス株式会社製、Ｃ８１８８−０１）へ供給することにより、当該レーザ光ＬＬの光強度を測定し、その時間変化を光強度特性ＵＴ（後述する）として示すようになされている。
【００８８】
また光測定装置１１は、レーザ光ＬＬを光スペクトラムアナザイザ１７（株式会社エーディーシー製、Ｑ８３４１）へ供給することにより、当該レーザ光ＬＬの波長を分析し、その分布特性を波長特性ＵＷ（後述する）として示すようになされている。
【００８９】
また光測定装置１１は、コリメータレンズ１２及び集光レンズ１５の間にパワーメータ１４（株式会社エーディーシー製、Ｑ８２３０）が設置されており、当該パワーメータ１４によりレーザ光ＬＬの光強度ＬＴを測定するようになされている。
【００９０】
さらに光測定装置１１は、必要に応じて、コリメータレンズ１２及び集光レンズ１５の間にＢＰＦ（Band Pass Filter）１３を設置し得るようにもなされている。このＢＰＦ１３は、レーザ光ＬＬにおける特定波長成分の透過率を低減させることができる。
【００９１】
［２−３−２．設定パルスと駆動パルスとの関係］
ところで短パルス光源装置１では、実際に生成されるパルス信号ＳＬやレーザ駆動信号ＳＤ等がいわゆる高周波信号であることから、それぞれの波形が理想的な矩形波から変形した、いわゆる「なまった」波形となることが予想される。
【００９２】
そこで、パルス信号発生器４に対し、図１６（Ａ）に示すように、パルス幅Ｗｓが１．５［ｎｓ］でなる矩形状の設定パルスＰＬｓを含むパルス信号ＳＬを出力するよう設定した。このパルス信号ＳＬを所定の測定装置により測定したところ、図１６（Ｂ）に示すような測定結果が得られた。
【００９３】
図１６（Ｂ）のパルス信号ＳＬにおいて、設定パルスＰＬｓに対応して生成されるパルス（以下、これを生成パルスＰＬと呼ぶ）の半値幅である生成信号パルス半値幅ＰＬｈａｌｆは、約１．５［ｎｓ］であった。
【００９４】
また、パルス信号発生器４から駆動回路６に対し上述したパルス信号ＳＬを供給した際に、当該駆動回路６から半導体レーザ３に実際に供給されたレーザ駆動信号ＳＤについても同様に測定したところ、図１６（Ｃ）に示すような測定結果が得られた。
【００９５】
このレーザ駆動信号ＳＤにおいて、生成パルスＰＬに対応して出現するパルス（すなわち駆動パルスＰＤ）の半値幅である駆動パルス半値幅ＰＤｈａｌｆは、生成パルスＰＬの信号レベルに応じて約１．５［ｎｓ］〜約１．７［ｎｓ］の範囲で変化した。
【００９６】
このときの生成パルスＰＬの最大電圧値に対する駆動パルスＰＤにおける電圧パルス半値幅ＰＤｈａｌｆの関係、及び当該生成パルスＰＬの最大電圧値に対する駆動パルスＰＤの最大電圧値Ｖｍａｘの関係を、図１７に重ねて示す。
【００９７】
この図１７から、駆動回路６へ供給される生成パルスＰＬの最大電圧値が増加するに連れ、当該駆動回路６から出力されるレーザ駆動信号ＳＤにおける駆動パルスＰＤの最大電圧値Ｖｍａｘも増加することが分かる。
【００９８】
また図１７から、駆動回路６へ供給される生成パルスＰＬの最大電圧値が増加するに連れ、駆動パルスＰＤの駆動パルス半値幅ＰＤｈａｌｆも徐々に増加することが分かる。
【００９９】
このことを換言すると、短パルス光源装置１は、一定のパルス幅でなる設定パルスＰＬｓをパルス信号発生器４に設定した場合であっても、駆動回路６に供給する生成パルスＰＬの最大電圧値を変化させることにより、当該駆動回路６から出力されるレーザ駆動信号ＳＤにおける駆動パルスＰＤのパルス幅及び電圧値を変化させることができる。
【０１００】
［２−３−３．駆動パルスの電圧と出力されるレーザ光との関係］
そこで、駆動パルスＰＤの最大電圧値Ｖｍａｘを様々な値に設定した場合について、当該駆動パルスＰＤに応じて半導体レーザ３から出力されるレーザ光ＬＬの光強度を、光測定装置１１（図１５）の光サンプルオシロスコープ１６によりそれぞれ測定した。
【０１０１】
図１８（Ａ）及び（Ｂ）は、この測定の結果を示す。なおこの図１８において、時間軸（横軸）は相対的な時間を表しており、絶対的な時間を表していない。またこの測定においては、ＢＰＦ１３は設置されていない。
【０１０２】
図１８（Ａ）に示すように、駆動パルスＰＤの最大電圧値Ｖｍａｘが８．８［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの光強度特性ＵＴ１には、比較的幅広い小さな出力ピーク（時間１５５０［ｐｓ］近傍）が１つのみ確認され、緩和振動による振動は見られなかった。すなわち光強度特性ＵＴ１は、短パルス光源装置１が通常モードで動作し半導体レーザ３から通常出力光ＬＮを出力していることを表している。
【０１０３】
また図１８（Ａ）に示したように、駆動パルスＰＤの最大電圧値Ｖｍａｘが１３．２［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの光強度特性ＵＴ２には、緩和振動による複数のピークが確認された。すなわち光強度特性ＵＴ２は、短パルス光源装置１が緩和振動モードで動作し半導体レーザ３から振動出力光ＬＢを出力していることを表している。
【０１０４】
一方、図１８（Ｂ）に示すように、駆動パルスＰＤの最大電圧値Ｖｍａｘが１７．８［Ｖ］、２２．０［Ｖ］、２６．０［Ｖ］及び２９．２［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの光強度特性ＵＴ３、ＵＴ４、ＵＴ５及びＵＴ６には、比較的早い時間に先頭のピークとして表れるピーク部分と、その後細かい振動を伴い緩やかに減衰するスロープ部分が確認された。
【０１０５】
光強度特性ＵＴ３、ＵＴ４、ＵＴ５及びＵＴ６は、先頭のピーク部分の後に大きなピークが表れていないことから、第１波に続いて第２波、第３波のピークを有する緩和振動モードによる光強度特性ＷＴ２（図１８（Ａ））と比較して、波形の傾向が明らかに異なっている。
【０１０６】
因みに、光測定装置１１の光サンプルオシロスコープ１６における解像度が約３０［ｐｓ］以上であるため図１８等には表われていないが、別途ストリークカメラを用いた実験により、先頭ピーク部分のピーク幅（半値幅）は、約１０［ｐｓ］であることが確認された。
【０１０７】
このように光サンプルオシロスコープ１６における解像度が低いため、光測定装置１１では、必ずしも正しい光強度ＬＴを測定できていない可能性がある。この場合、図１８等における先頭ピーク部分の最大光強度は、実際の値よりも低く表われることになる。
【０１０８】
次に、駆動パルスＰＤの最大電圧値Ｖｍａｘを変化させたときのレーザ光ＬＬについて、さらに詳細に分析する。
【０１０９】
ここでは、光測定装置１１を用い、駆動パルスＰＤの最大電圧値Ｖｍａｘを変化させたときに半導体レーザ３から出射されるレーザ光ＬＬについて、その光強度特性ＵＴ及び波長特性ＵＷを光サンプルオシロスコープ１６及び光スペクトラムアナライザ１７によりそれぞれ測定した。
【０１１０】
図１９〜図２３は、この測定の結果をそれぞれ示す。因みに図１９（Ａ）〜図２３（Ａ）では、光スペクトラムアナライザ１７により測定したレーザ光ＬＬの波長特性ＵＷ（すなわち波長ごとに分解した結果）を表している。また図１９（Ｂ）〜図２３（Ｂ）は、図１８と同様に、光サンプルオシロスコープ１６により測定したレーザ光ＬＬの光強度特性ＵＴ（すなわち時間変化の様子）を示している。この測定において、ＢＰＦ１３は設置されていない。
【０１１１】
図１９（Ｂ）に示すように、駆動パルスＰＤの最大電圧値Ｖｍａｘが８．８［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの光強度特性ＵＴ１１波形にはピークが１個のみ確認された。このことから、このとき短パルス光源装置１は通常モードで動作しており、当該レーザ光ＬＬは通常出力光ＬＮであるといえる。
【０１１２】
また図１９（Ａ）に示すように、このときの波長特性ＵＷ１１には、波長約４０４［ｎｍ］に１個のピークのみが確認された。このことから、このレーザ光ＬＬの波長は約４０４［ｎｍ］であることがわかる。
【０１１３】
図２０（Ｂ）に示すように、駆動パルスＰＤの最大電圧値Ｖｍａｘが１３．２［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの光強度特性ＵＴ１２には比較的大きなピークが複数確認された。このことから、このとき短パルス光源装置１は緩和振動モードで動作しており、当該レーザ光ＬＬは振動出力光ＬＢであるといえる。
【０１１４】
また図２０（Ａ）に示すように、このときの波長特性ＵＷ１２には、波長約４０４［ｎｍ］及び約４０７［ｎｍ］に２個のピークが確認された。このことから、このレーザ光ＬＬの波長は約４０４［ｎｍ］及び約４０７［ｎｍ］であることがわかる。
【０１１５】
図２１（Ｂ）に示すように、駆動パルスＰＤの最大電圧値Ｖｍａｘが１５．６［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの光強度特性ＵＴ１３には、先頭のピーク部分及び緩やかに減衰するスロープ部分が見られた。
【０１１６】
このとき図２１（Ａ）に示すように、波長特性ＵＷ１３には、約４０４［ｎｍ］及び約４０８［ｎｍ］に２個のピークが確認された。この波長特性ＵＷ１３では、緩和振動モードで確認された約４０６［ｎｍ］のピークが長波長側へ２［ｎｍ］移動しており、さらに３９８［ｎｍ］近傍が僅かに盛り上がっていることが確認された。
【０１１７】
図２２（Ｂ）に示すように、駆動パルスＰＤの最大電圧値Ｖｍａｘが１７．８［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの光強度特性ＵＴ１４には、先頭のピーク部分及び緩やかに減衰するスロープ部分が見られた。
【０１１８】
また図２２（Ａ）に示すように、このときの波長特性ＵＷ１４では、約３９８［ｎｍ］と約４０３［ｎｍ］に２個の大きなピークが確認された。この波長特性ＵＷ１４では、波長特性ＵＷ１３（図２１（Ａ））と比較して、約４０８［ｎｍ］のピークが非常に小さくなっており、その代わりに約３９８［ｎｍ］に大きなピークが形成されていることが確認された。
【０１１９】
図２３（Ｂ）に示すように、駆動パルスＰＤの最大電圧値Ｖｍａｘが３８．４［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの光強度特性ＵＴ１５には先頭のピーク部分及び緩やかに減衰するスロープ部分が明確に見られた。
【０１２０】
また図２３（Ａ）に示すように、このときの波長特性ＵＷ１５では、約３９８［ｎｍ］及び約４０４［ｎｍ］に２個のピークが確認された。この波長特性ＵＷ１５は、波長特性ＵＷ１４（図２２（Ａ））と比較すると、約４０８［ｎｍ］のピークが完全に消失しており、また約３９８［ｎｍ］に明確なピークが形成されていることが確認された。
【０１２１】
これらのことから、短パルス光源装置１では、振動電圧ＶＢよりも大きな特異電圧ＶＥ（すなわち最大電圧値Ｖｍａｘ）でなる駆動パルスＰＤを半導体レーザ３に供給したことにより、振動出力光ＬＢとはその波形及び波長の異なるレーザ光ＬＬを出力し得ることが確認された。またこのレーザ光ＬＬの発光開始時間τｄは、上述したレート方程式から導かれる（３）式とは一致しなかった。
【０１２２】
ここでレーザ光ＬＬの波長に着目する。レーザ光ＬＬは、最大電圧値Ｖｍａｘが高くなるにつれて通常出力光ＬＮ（図１９）から振動出力光ＬＢ（図２０）へと変化し、さらに当該振動出力光ＬＢからその波長を変化させる。
【０１２３】
具体的に振動出力光ＬＢ（図２０）は、その波長特性ＵＷ１２において、通常出力光ＬＮとほぼ同等の波長（通常出力光ＬＮの波長から±２［ｎｍ］以内）のピークに加えて、当該通常出力光ＬＮよりも約３［ｎｍ］（３±２［ｎｍ］以内）長波長側にピークを有する。
【０１２４】
これに対して図２３に示したレーザ光ＬＬは、その波長特性ＵＷ１５において、通常出力光ＬＮとほぼ同等の波長（通常出力光ＬＮの波長から±２［ｎｍ］以内）のピークに加えて、当該通常出力光ＬＮよりも約６［ｎｍ］（６±２［ｎｍ］以内）短波長側にピークを有する。
【０１２５】
そこで以下では、図２３に示したようなレーザ光ＬＬを特異出力光ＬＥと呼び、短パルス光源装置１において半導体レーザ３から当該特異出力光ＬＥを出力するような動作モードを特異モードと呼ぶ。
【０１２６】
［２−３−４．特異モードにおけるレーザ光の波長］
ところで、最大電圧値Ｖｍａｘが１５．６［Ｖ］のときの波長特性ＵＷ１３（図２１（Ａ））に対して最大電圧値Ｖｍａｘが１７．８［Ｖ］のときの波長特性ＵＷ１４（図２２（Ａ））を比較すると、長波長側のピークは消失し、代りに短波長側のピークが出現している。
【０１２７】
すなわち波長特性ＵＷは、最大電圧値Ｖｍａｘの上昇に伴いレーザ光ＬＬが振動出力光ＬＢから特異出力光ＬＥへ変化する過程において、長波長側のピークが徐々に減少し、その代りに短波長側のピークが増大していくことがわかる。
【０１２８】
そこで、以下では、波長特性ＵＷにおいて短波長側のピーク面積が長波長側のピーク面積以上となるレーザ光ＬＬを特異出力光ＬＥとし、当該波長特性ＵＷにおいて短波長側のピーク面積が長波長側のピーク面積未満となるレーザ光ＬＬを振動出力光ＬＢと定義する。
【０１２９】
因みに、図２２のように２つのピークが重複する場合には、通常出力光ＬＮの波長から６［ｎｍ］短波長側の波長を短波長側の中心波長とし、当該中心波長±３［ｎｍ］の範囲における面積を当該ピークの面積とする。
【０１３０】
従って、この定義により、最大電圧値Ｖｍａｘが１５．６［Ｖ］のとき（図２１）のレーザ光ＬＬは振動出力光ＬＢとなり、最大電圧値Ｖｍａｘが１７．８［Ｖ］のとき（図２２）のレーザ光ＬＬは特異出力光ＬＥとなる。
【０１３１】
次に、光測定装置１１において短パルス光源装置１を特異モードで動作させ、光ビームＬＬ（すなわち特異出力光ＬＥ）の光強度特性ＵＴ１６及び波長特性ＵＷ１６を測定した。また、光測定装置１１にＢＰＦ１３を設置することにより光ビームＬＬにおける波長４０６±５［ｎｍ］の透過率を低下させるようにした状態で、同様に光強度特性ＵＴ１７及び波長特性ＵＷ１７を測定した。
【０１３２】
図２４に、光強度特性ＵＴ１６及び光強度特性ＵＴ１７を重ねて示す。この図２４からわかるように、ＢＰＦ１３が設置されたときの光強度特性ＵＴ１７は、光強度特性ＵＴ１６と比較して、ピーク部分の光強度が殆ど同等であったのに対し、スロープ部分の光強度が大きく減少した。
【０１３３】
このことは、スロープ部分の波長が約４０４［ｎｍ］であるためにＢＰＦ１３により出射高強度が減少したのに対し、ピーク部分の波長が約３９８［ｎｍ］であるためにＢＰＦ１３によっては光強度が減少しなかったことを表している。
【０１３４】
また図２５（Ａ）及び（Ｂ）に、波長特性ＵＷ１６及びＵＷ１７をそれぞれ示す。因みに図２５は、波長特性ＵＷ１６及びＵＷ１７をそれぞれ最大の光強度に応じて正規化しており、縦軸の光強度を相対値としている。
【０１３５】
波長特性ＵＷ１６（図２５（Ａ））では、光強度特性ＵＴ１６において大きな面積を有するスロープ部分に対応するように、波長４０４［ｎｍ］の光強度が波長３９８［ｎｍ］の光強度に比して大きくなっている。
【０１３６】
一方波長特性ＵＷ１７では、スロープ部分の減少に伴い、波長４０４［ｎｍ］の光強度と波長３９８［ｎｍ］の光強度とがほぼ同程度となった。
【０１３７】
このことからも、特異出力光ＬＥは、図２６に示す光強度特性ＵＴにおける特異スロープＥＳＬの波長が約４０４［ｎｍ］であり特異ピークＥＰＫの波長が約３９８［ｎｍ］であること、すなわちピーク部分の波長がスロープ部分の波長よりも短いことが分かった。
【０１３８】
これを換言すると、特異出力光ＬＥの光強度特性ＵＴにおけるピーク部分は、通常出力光ＬＮの場合と比して、その波長が約６［ｎｍ］短波長側にシフトすることになる。因みに、他の実験において通常出力光ＬＮの波長が異なる他の半導体レーザを用いた場合であっても、同様の結果が得られた。
【０１３９】
また光測定装置１１において、半導体レーザ３としてソニー株式会社製ＳＬＤ３２３３を使用して特異出力光ＬＥを測定したところ、図２６に示すような光強度特性ＵＴ２０が得られた。
【０１４０】
このとき、特異出力光ＬＥにおけるピーク部分（以下これを特異ピークＥＰＫと呼び、このとき出力される光ビームを特異ピーク光ＬＥＰと呼ぶ）の光強度は、パワーメータ１４により測定したところ、約１２［Ｗ］であった。この約１２［Ｗ］という光強度は、振動出力光ＬＢにおける最大の光強度（約１〜２［Ｗ］）と比較して極めて大きい値といえる。因みに図２６では、光サンプルオシロスコープ１６の解像度が低いために、この光強度は表れていない。
【０１４１】
さらにストリークカメラ（図示せず）による分析の結果、特異出力光ＬＥの光強度特性ＵＴは、特異ピークＥＰＫにおけるピーク幅が１０［ｐｓ］程度であり、振動出力光ＬＢにおけるピーク幅（約３０［ｐｓ］）と比較して小さくなることも確認された。因みに図２６では、光サンプルオシロスコープ１６の解像度が低いために、このピーク幅は表れていない。
【０１４２】
一方、特異出力光ＬＥの光強度特性ＵＴにおけるスロープ部分（以下、これを特異スロープＥＳＬと呼び、このとき出力される光ビームを特異スロープ光ＬＥＳと呼ぶ）は、その波長が通常モードにおけるレーザ光ＬＬの波長と同一であり、最大の光強度は約１〜２［Ｗ］程度であった。
【０１４３】
このように短パルス光源装置１は、半導体レーザ３に対し振動電圧ＶＢよりもさらに高い特異電圧ＶＥでなるレーザ駆動信号ＳＤを供給することにより、特異出力光ＬＥとして特異ピーク光ＬＥＰ及び特異スロープ光ＬＥＳを順次出射することができる。
【０１４４】
［２−３−５．特異出力光における発光点の移動］
次に、半導体レーザ３から特異出力光ＬＥを出力させる際における発光点の位置を調査した。
【０１４５】
図２７（Ａ）は、半導体レーザ３、コリメータレンズ２１及び集光レンズ２２を組み合わせた光学系２０を模式的に示している。また図２７（Ａ）は、この光学系２０において半導体レーザ３から通常出力光ＬＮが出力された状態を示している。このとき通常出力光ＬＮは、その発光点が半導体レーザ３の出射端面３Ａに位置すると共に、その焦点が位置ＱＮに結ばれている。
【０１４６】
また図２７（Ａ）と対応する図２７（Ｂ）は、光学系２０において半導体レーザから特異スロープ光ＬＥＳが出力された状態を破線で示している。このとき特異スロープ光ＬＥＳは、通常出力光ＬＮの場合と同様に、その発光点が半導体レーザ３の出射端面３Ａに位置すると共に、その焦点が位置ＱＮに結ばれている。
【０１４７】
これに対し、光学系２０において半導体レーザから特異ピーク光ＬＥＰが出力された場合、図２７（Ｂ）に実線で示すように、その焦点は位置ＱＮよりも手前の位置ＱＰに結ばれた。このことから、特異ピーク光ＬＥＰの発光点は、半導体レーザ３の内部の点３Ｂに位置していることが分かった。
【０１４８】
ここで、コリメータレンズ２１のＮＡを０．１６１とし、集光レンズ２２のＮＡを０．８３７としたときに、特異ピーク光ＬＥＰの焦点が形成された位置ＱＰは、位置ＱＮから０．３７［μｍ］だけ手前となった。このことを基に、特異ピーク光ＬＥＰの発光点を算出したところ、半導体レーザ３の点３Ｂは、出射端面３Ａから内部へ１０［μｍ］の位置となった。
【０１４９】
このように半導体レーザ３は、特異出力光ＬＥを出力させた場合、特異スロープ光ＬＥＳの出力時には通常出力光ＬＮの出力時と同様に出射端面３Ａを発光点とするものの、特異ピーク光ＬＥＰの出力時には、その発光点が内部の点３Ｂへ移動することが判明した。因みにこの発光点位置の違いは、実際のレーザにおける発光点のずれと測定光学系の色収差を含んだ仮想的な発光点位置の違いである。
【０１５０】
＜３．実施の形態＞
次に、実施の形態について説明する。本実施の形態では、図２８に示す光ディスク装置１１０により、上述した情報の記録再生原理及び半導体レーザによる光ビームの出力原理に基づいて、光ディスク１００に情報を記録し、また当該光ディスク１００から情報を再生するようになされている。
【０１５１】
［３−１．光ディスクの構成］
図２９に断面図を示すように、光ディスク１００は、光ディスク装置１１０からレーザ光ＬＬに相当する情報光ビームＬＭを照射することにより情報が記録されるようになされている。また光ディスク１００は、当該情報光ビームＬＭを反射して情報反射光ビームＬＭｒとし、これが光ディスク装置１１０に検出されることにより情報が再生されるようになされている。
【０１５２】
実際上光ディスク１００は、全体として略円板状に構成されており、情報を記録するための記録層１０１の両面を基板１０２及び１０３により挟んだような構成を有している。
【０１５３】
光ディスク装置１１０は、光源から出射された情報光ビームＬＭを対物レンズ１１８により光ディスク１００の記録層１０１内に集光するようになされている。
【０１５４】
記録層１０１は、波長約４０４［ｎｍ］の光を２光子吸収する２光子吸収材料を含有している。この２光子吸収材料は、光強度の２乗に比例して２光子吸収を生じさせることが知られており、光強度の非常に大きい光に対してのみ２光子吸収を生じさせる。なおこの２光子吸収材料としては、ヘキサジイン化合物、シアニン色素、メロシアニン色素、オキソノール色素、フタロシアニン色素及びアゾ色素などを用いることができる。
【０１５５】
記録層１０１は、比較的強い強度でなる情報光ビームＬＭが当該記録層１０１内に照射されると、２光子吸収により例えば２光子吸収材料を気化させて気泡を形成し、この結果焦点ＦＭの位置に記録マークＲＭを記録する。
【０１５６】
このとき記録層１０１は、２光子吸収材料であるため、光強度の２乗に比例して反応が生じる。すなわち記録層１０１は、例えばレンズにより集光された焦点近傍のように非常に強度の大きい情報光ビームＬＭのみを吸収して反応を生じ、当該焦点以外のように強度の小さい情報光ビームＬＭによっては殆ど反応を生じない。このため記録層１０１は、全体の透過率を高く保つことができる。
【０１５７】
また光ディスク１００は、記録層１０１と基板１０２との間にサーボ層１０４が設けられている。サーボ層１０４には、サーボ用の案内溝が形成されており、具体的には、一般的なＢＤ−Ｒ（Recordable）ディスク等と同様のランド及びグルーブにより螺旋状のトラック（以下、これをサーボトラックと呼ぶ）ＴＳが形成されている。
【０１５８】
このサーボトラックＴＳには、所定の記録単位ごとに一連の番号でなるアドレスが付されており、情報を記録又は再生する際にサーボ光ビームＬＳ（後述する）が照射されるべきサーボトラック（以下、これを目標サーボトラックＴＳＧと呼ぶ）を当該アドレスにより特定し得るようになされている。
【０１５９】
またサーボ層１０４は、いわゆる波長選択性を有しており、例えば波長約６６０［ｎｍ］の赤色光ビームを高い反射率で反射する一方、波長約４０４［ｎｍ］の青紫色光ビームを高透過率で透過するようになされている。
【０１６０】
光ディスク装置１１０は、光ディスク１００に対して波長約６６０［ｎｍ］でなるサーボ光ビームＬＳを照射する。このときサーボ光ビームＬＳは、光ディスク１００のサーボ層１０４により反射されサーボ反射光ビームＬＳｒとなる。
【０１６１】
光ディスク装置１１０は、サーボ反射光ビームＬＳｒを受光し、その受光結果を基に対物レンズ１１８を光ディスク１００に近接又は離隔させるフォーカス方向へ位置制御することにより、サーボ光ビームＬＳの焦点ＦＳをサーボ層１０４に合わせるようになされている。
【０１６２】
また光ディスク装置１１０は、サーボ光ビームＬＳと情報光ビームＬＭとの光軸ＸＬを互いにほぼ一致させている。これにより光ディスク装置１１０は、情報光ビームＬＭの焦点ＦＭを、記録層１０１内における目標サーボトラックＴＳＧに対応した箇所に、すなわち目標サーボトラックＴＳＧを通りサーボ層１０４に垂直な法線上に位置させる。
【０１６３】
この結果、光ディスク１００には、記録層１０１内における目標サーボトラックＴＳＧを通る法線上の目標とする位置（以下これを目標位置ＱＧと呼ぶ）に記録マークＲＭが形成される。
【０１６４】
またこのようにして形成された記録マークＲＭは、光ディスク１００の照射面１００Ａ及びサーボ層１０４等の各面とほぼ平行な平面状に配置され、当該記録マークＲＭによるマーク層Ｙを形成する。
【０１６５】
一方、光ディスク装置１１０は、光ディスク１００から情報を再生する際、例えば照射面１００Ａ側から目標位置ＱＧに対して情報光ビームＬＭを集光する。ここで焦点ＦＭの位置（すなわち目標位置ＱＧ）に記録マークＲＭが形成されている場合、当該情報光ビームＬＭが当該記録マークＲＭによって反射され、情報反射光ビームＬＭｒとなる。
【０１６６】
光ディスク装置１１０は、情報反射光ビームＬＭｒを検出すると共にその検出結果に応じた検出信号を生成し、当該検出信号を基に記録マークＲＭが形成されているか否かを検出する。
【０１６７】
このように光ディスク１００は、光ディスク装置１１０により情報が記録又は再生される場合、当該光ディスク装置１１０によりサーボ光ビームＬＳを併用しながら情報光ビームＬＭが目標位置ＱＧに照射されるようになされている。
【０１６８】
［３−２．光ディスク装置の構成］
次に、光ディスク装置１１０の具体的な構成について説明する。図２８に示したように、光ディスク装置１１０は制御部１１１を中心に構成されている。制御部１１１は、図示しないＣＰＵ(Central Processing Unit)と、各種プログラム等が格納されるＲＯＭ(Read Only Memory)と、当該ＣＰＵのワークエリア等として用いられるＲＡＭ(Random Access Memory)とによって構成されている。
【０１６９】
制御部１１１は、光ディスク１００に情報を記録する場合、駆動制御部１１２を介してスピンドルモータ１１５を回転駆動させ、ターンテーブル（図示せず）に載置された光ディスク１００を所望の速度で回転させる。
【０１７０】
また制御部１１１は、駆動制御部１１２を介してスレッドモータ１１６を駆動させることにより、光ピックアップ１１７を移動軸Ｇ１及びＧ２に沿ってトラッキング方向、すなわち光ディスク１００の内周側又は外周側へ向かう方向へ大きく移動させるようになされている。
【０１７１】
光ピックアップ１１７は、対物レンズ１１８等の複数の光学部品や短パルス光源部１２０等が組み込まれており、制御部１１１の制御に基づいて光ディスク１００へ情報光ビームＬＭ及びサーボ光ビームＬＳ（図２９）を照射するようになされている。
【０１７２】
また光ピックアップ１１７は、サーボ光ビームＬＳが光ディスク１００により反射されてなるサーボ反射光ビームＬＳｒを検出し、その検出結果に基づいた複数の検出信号を生成し、これらを信号処理部１１３へ供給する。
【０１７３】
信号処理部１１３は、検出信号を用いた所定の演算処理を行うことにより、フォーカスエラー信号ＳＦＥ及びトラッキングエラー信号ＳＴＥをそれぞれ生成し、これらを駆動制御部１１２へ供給する。
【０１７４】
因みにフォーカスエラー信号ＳＦＥは、サーボ光ビームＬＳのサーボ層１０４に対するフォーカス方向のずれ量を表す信号である。またトラッキングエラー信号ＳＴＥは、サーボ光ビームＬＳの目標とするサーボトラックＴＳ（すなわち目標サーボトラックＴＳＧ）に対するトラッキング方向のずれ量を表す信号である。
【０１７５】
駆動制御部１１２は、フォーカスエラー信号ＳＦＥ及びトラッキングエラー信号ＳＴＥを基に、対物レンズ１１８を駆動するためのフォーカス駆動信号及びトラッキング駆動信号を生成し、これらを光ピックアップ１１７の２軸アクチュエータ１１９へ供給する。
【０１７６】
光ピックアップ１１７の２軸アクチュエータ１１９は、フォーカス駆動信号及びトラッキング駆動信号に基づいて対物レンズ１１８をフォーカス方向及びトラッキング方向へそれぞれ移動させる（以下、これらをそれぞれフォーカス制御及びトラッキング制御と呼ぶ）。
【０１７７】
駆動制御部１１２は、このフォーカス制御及びトラッキング制御を行うことにより、対物レンズ１１８によって集光されるサーボ光ビームＬＳの焦点ＦＳを目標となるマーク層Ｙ（以下、これを目標マーク層ＹＧと呼ぶ）の目標サーボトラックＴＳＧに追従させる。
【０１７８】
このとき制御部１１１は、外部から供給される記録情報を信号処理部１１３に供給する。信号処理部１１３は、記録情報に所定の変調処理等を施して記録データを生成し、レーザ制御部２へ供給する。
【０１７９】
レーザ制御部２は、記録データに基づいて特異出力光ＬＥでなる情報光ビームＬＭを出射することにより、目標マーク層ＹＧの目標位置ＱＧに記録マークＲＭを形成させる。かくして光ディスク装置１１０は、光ディスク１００に情報を記録することができる。
【０１８０】
また光ピックアップ１１７は、光ディスク１００から情報を再生する場合、記録時と同様にサーボ光ビームＬＳの焦点ＦＳを目標サーボトラックＴＳＧに追従させると共に、光強度が比較的弱い情報光ビームＬＭを目標マーク層ＹＧの目標位置ＱＧへ照射する。
【０１８１】
このとき情報光ビームＬＭは、記録マークＲＭが形成されている箇所において反射され、情報反射光ビームＬＭｒとなる。光ピックアップ１１７は、この情報反射光ビームＬＭｒを検出し、その検出結果に基づいた検出信号を生成して、これを信号処理部１１３へ供給する。
【０１８２】
信号処理部１１３は、検出信号に対し所定の復調処理及び復号化処理等を施すことにより、目標マーク層ＹＧの目標位置ＱＧに記録マークＲＭとして記録されている情報を復元する。かくして光ディスク装置１１０は、光ディスク１００における目標位置ＱＧから情報を再生することができる。
【０１８３】
このように光ディスク装置１１０は、光ピックアップ１１７からサーボ光ビームＬＳ及び情報光ビームＬＭを出射し、またサーボ反射光ビームＬＳｒ及び情報反射光ビームＬＭｒを検出する。これにより光ディスク装置１１０は、光ディスク１００に対する情報の記録及び再生を行うようになされている。
【０１８４】
［３−３．光ピックアップの構成］
次に、光ピックアップ１１７の構成について説明する。この光ピックアップ１１７は、図３０に示すように、レーザ制御部２と、主に対物レンズ１１８のサーボ制御を行うサーボ光学系１３０と、主に情報の再生又は記録を行う情報光学系１５０とを有している。
【０１８５】
光ピックアップ１１７は、レーザダイオード１３１から出射されたサーボ光ビームＬＳ及び半導体レーザ３から出射された情報光ビームＬＭをそれぞれサーボ光学系１３０及び情報光学系１５０を介して同一の対物レンズ１１８へ入射し、光ディスク１００にそれぞれ照射するようになされている。
【０１８６】
レーザ制御部２は、駆動パルスＰＧを含むレーザ駆動信号ＳＤを生成し、これを半導体レーザ３へ供給するようになされている。
【０１８７】
［３−３−１．サーボ光ビームの光路］
図３０と対応する図３１に示すように、サーボ光学系１３０では、対物レンズ１１８を介してサーボ光ビームＬＳを光ディスク１００に照射すると共に、当該光ディスク１００により反射されてなるサーボ反射光ビームＬＳｒをフォトディテクタ１４３により受光するようになされている。
【０１８８】
すなわちレーザダイオード１３１は、制御部１１１（図２８）の制御に基づき、波長約６６０［ｎｍ］の発散光でなるサーボ光ビームＬＳを発射し、コリメータレンズ１３３へ入射させる。コリメータレンズ１３３は、サーボ光ビームＬＳを発散光から平行光に変換し、偏光ビームスプリッタ１３４へ入射させる。
【０１８９】
偏光ビームスプリッタ１３４は、光ビームの偏光方向に応じて反射率及び透過率が相違しており、Ｐ偏光でなるサーボ光ビームＬＳのほぼ全てを透過させ、１／４波長板１３６へ入射させる。
【０１９０】
１／４波長板１３６は、Ｐ偏光（すなわち直線偏光）でなるサーボ光ビームＬＳを円偏光（例えば右円偏光）に変換し、ダイクロイックプリズム１３７へ入射させる。
【０１９１】
ダイクロイックプリズム１３７は、反射透過面１３７Ｓが光ビームの波長に応じて反射率が相違しており、波長約６６０［ｎｍ］の光ビームを反射させると共に、波長約４０４［ｎｍ］の光ビームを透過させるようになされている。
【０１９２】
実際上ダイクロイックプリズム１３７は、反射透過面１３７Ｓによりサーボ光ビームＬＳを反射し、これを対物レンズ１１８へ入射させる。
【０１９３】
対物レンズ１１８は、サーボ光ビームＬＳを集光し、光ディスク１００の照射面１００Ａ側からサーボ層１０４へ向けて照射する。このときサーボ光ビームＬＳは、図２９に示したように、基板１０２を透過しサーボ層１０４において反射されることにより、サーボ光ビームＬＳと反対方向へ向かうサーボ反射光ビームＬＳｒとなる。またサーボ反射光ビームＬＳｒは、円偏光における旋回方向がサーボ光ビームＬＳとは反転している。
【０１９４】
この後サーボ反射光ビームＬＳｒは、対物レンズ１１８により平行光に変換された後、ダイクロイックプリズム１３７へ入射される。ダイクロイックプリズム１３７は、サーボ反射光ビームＬＳｒを反射し、これを１／４波長板１３６へ入射させる。
【０１９５】
１／４波長板１３６は、円偏光でなるサーボ反射光ビームＬＳｒをＳ偏光（すなわち直線偏光）に変換し、偏光ビームスプリッタ１３４へ入射させる。偏光ビームスプリッタ１３４は、Ｓ偏光でなるサーボ反射光ビームＬＳｒを反射透過面１３４Ｓにより反射し、集光レンズ１４１へ入射させる。
【０１９６】
集光レンズ１４１は、サーボ反射光ビームＬＳｒを収束させ、シリンドリカルレンズ４２により非点収差を持たせた上でフォトディテクタ１４３へ照射する。
【０１９７】
フォトディテクタ１４３は、複数の受光領域を有しており、各受光領域においてサーボ反射光ビームＬＳｒの光量に応じた検出信号をそれぞれ生成し、これらを信号処理部１１３（図２８）へ送出する。
【０１９８】
因みにサーボ光学系１３０では、対物レンズ１１８によりサーボ光ビームＬＳが集光され光ディスク１００のサーボ層１０４へ照射されるときの合焦状態が、集光レンズ１４１によりサーボ反射光ビームＬＳｒが集光されフォトディテクタ１４３に照射されるときの合焦状態に反映されるよう、各種光学部品の光学的位置が調整されている。
【０１９９】
信号処理部１１３は、いわゆる非点収差法に基づいてサーボ光ビームＬＳの焦点ＦＳと光ディスク１００のサーボ層１０４とのずれ量を表すフォーカスエラー信号ＳＦＥを算出し、これを駆動制御部１１２へ供給する。
【０２００】
また信号処理部１１３は、いわゆるプッシュプル法に基づいて焦点ＦＳと光ディスク１００のサーボ層１０４における目標サーボトラックＴＳＧとのずれ量を表すトラッキングエラー信号ＳＴＥを算出し、これを駆動制御部１１２へ供給する。
【０２０１】
駆動制御部１１２は、フォーカスエラー信号ＳＦＥを基にフォーカス駆動信号を生成し、当該フォーカス駆動信号を２軸アクチュエータ１１９へ供給する。かくして駆動制御部１１２は、サーボ光ビームＬＳが光ディスク１００のサーボ層１０４に合焦するよう、対物レンズ１１８をフィードバック制御（すなわちフォーカス制御）する。
【０２０２】
また駆動制御部１１２は、トラッキングエラー信号ＳＴＥを基にトラッキング駆動信号を生成し、当該トラッキング駆動信号を２軸アクチュエータ１１９へ供給する。かくして駆動制御部１１２は、サーボ光ビームＬＳが光ディスク１００のサーボ層１０４における目標サーボトラックＴＳＧに合焦するよう、対物レンズ１１８をフィードバック制御（すなわちトラッキング制御）する。
【０２０３】
このようにサーボ光学系１３０は、サーボ光ビームＬＳを光ディスク１００のサーボ層１０４に照射し、その反射光であるサーボ反射光ビームＬＳｒの受光結果を信号処理部１１３へ供給するようになされている。これに応じて駆動制御部１１２は、当該サーボ光ビームＬＳを当該サーボ層１０４の目標サーボトラックＴＳＧに合焦させるよう、対物レンズ１１８のフォーカス制御及びトラッキング制御を行うようになされている。
【０２０４】
［３−３−２．情報光ビームの光路］
一方情報光学系１５０は、図３０と対応する図３２に示すように、半導体レーザ３から情報光ビームＬＭを出射して対物レンズ１１８により光ディスク１００に集光するようになされている。これと共に情報光学系１５０は、情報光ビームＬＭが光ディスク１００により反射されてなる情報反射光ビームＬＭｒを受光するようにもなされている。
【０２０５】
すなわち半導体レーザ３は、レーザ制御部２から供給されるレーザ駆動信号ＳＤに基づき、発散光でなる情報光ビームＬＭを発射してコリメータレンズ１５２へ入射させる。
【０２０６】
コリメータレンズ１５２は、情報光ビームＬＭを発散光から平行光に変換し、偏光ビームスプリッタ１５４へ入射させる。因みにコリメータレンズ１５２は、情報光ビームＬＭの収差を補正する機能も有している。
【０２０７】
偏光ビームスプリッタ１５４は、反射透過面１５４Ｓにおいて、反射透過面１３４Ｓと同様、Ｐ偏光でなる光ビームを透過させると共に、Ｓ偏光でなる光ビームを反射させるようになされている。実際上偏光ビームスプリッタ１５４は、反射透過面１５４ＳにおいてＰ偏光でなる情報光ビームＬＭを透過し、さらに球面収差などを補正するＬＣＰ（Liquid Crystal Panel）１５６を介して１／４波長板１５７へ入射させる。
【０２０８】
１／４波長板１５７は、情報光ビームＬＭをＰ偏光（すなわち直線偏光）から円偏光（例えば左円偏光）に変換してリレーレンズ１５８へ入射させる。
【０２０９】
リレーレンズ１５８は、情報光ビームＬＭの光軸方向に移動し得る可動レンズ１５８Ａ及び固定された固定レンズ１５８Ｂにより構成されている。
【０２１０】
実際上リレーレンズ１５８は、可動レンズ１５８Ａにより当該情報光ビームＬＭを平行光から収束光に変換し、収束後に発散光となった当該情報光ビームＬＭを固定レンズ１５８Ｂにより再度収束光に変換し、ミラー１５９へ入射させる。
【０２１１】
ミラー１５９は、情報光ビームＬＭを反射することによりその進行方向を変化させ、補正レンズ１６２（詳しくは後述する）を順次介してダイクロイックプリズム１３７へ入射させる。ダイクロイックプリズム１３７は、反射透過面１３７Ｓにおいて波長約４０４［ｎｍ］でなる情報光ビームＬＭを透過させ、これを対物レンズ１１８へ入射させる。
【０２１２】
対物レンズ１１８は、情報光ビームＬＭを集光して光ディスク１００へ照射する。このとき情報光ビームＬＭは、図２９に示したように、基板１０２を透過して記録層１０１内に合焦する。
【０２１３】
ここで情報光ビームＬＭの焦点ＦＭの位置は、当該情報光ビームＬＭがリレーレンズ１５８の固定レンズ１５８Ｂから出射される際の収束状態により定められることになる。すなわち焦点ＦＭは、可動レンズ１５８Ａの位置に応じて記録層１０１内をフォーカス方向に移動することになる。
【０２１４】
実際上情報光学系１５０は、制御部１１１（図２８）によって可動レンズ１５８Ａの位置が制御されるようになされている。これにより情報光学系１５０は、光ディスク１００の記録層１０１内における情報光ビームＬＭの焦点ＦＭ（図２９）の深さＺＭ（すなわちサーボ層１０４からの距離）を調整し、目標位置ＱＧに焦点ＦＭを合致させるようになされている。
【０２１５】
このとき情報光ビームＬＭは、対物レンズ１１８によって目標位置ＱＧに集光されることにより、当該目標位置ＱＧに記録マークＲＭを形成する。
【０２１６】
一方情報光ビームＬＭは、光ディスク１００に記録された情報を読み出す再生処理の際、目標位置ＱＧに記録マークＲＭが記録されていた場合には、焦点ＦＭに集光した情報光ビームＬＭが当該記録マークＲＭにより反射されて情報反射光ビームＬＭｒとなる。
【０２１７】
このとき情報反射光ビームＬＭｒは、情報光ビームＬＭと反対方向へ進行して対物レンズ１１８へ入射される。また情報反射光ビームＬＭｒは、円偏向における旋回方向が情報光ビームＬＭから反転される。
【０２１８】
因みに情報光ビームＬＭは、目標位置ＱＧに記録マークＲＭが記録されていない場合には、そのほぼ全てが光ディスク１００を透過する。このため上述した情報反射光ビームＬＭｒは殆ど生成されない。
【０２１９】
対物レンズ１１８は、情報反射光ビームＬＭｒをある程度収束させ、ダイクロイックプリズム１３７、補正レンズ１６２及びミラー１５９を順次介してリレーレンズ１５８へ入射させる。
【０２２０】
リレーレンズ１５８は、情報反射光ビームＬＭｒを平行光に変換し、１／４波長板１５７へ入射させる。１／４波長板１５７は、円偏光でなる情報反射光ビームＬＭｒをＳ偏光（すなわち直線偏光）に変換し、ＬＣＰ１５６を介して偏光ビームスプリッタ１５４へ入射させる。
【０２２１】
偏光ビームスプリッタ１５４は、Ｓ偏光でなる情報反射光ビームＬＭｒを反射透過面１５４Ｓにより反射し、マルチレンズ１６５へ入射させる。マルチレンズ１６５は、情報反射光ビームＬＭｒを集光し、ピンホール板１６６を介してフォトディテクタ１６７へ照射させる。
【０２２２】
ピンホール板１６６は、マルチレンズ１６５により集光される情報反射光ビームＬＭｒの焦点を孔部１６６Ｈ内に位置させるよう配置されており、当該情報反射光ビームＬＭｒをそのまま通過させる。一方ピンホール版１６６は、焦点が孔部１６６Ｈ内に形成されなかった光、すなわち光ディスク１００内における目標位置ＱＧ以外の箇所において反射された光（いわゆる迷光）等については、遮断する。
【０２２３】
この結果フォトディテクタ１６７は、迷光の影響を受けることなく、情報反射光ビームＬＭｒの光量に応じた再生検出信号を生成し、これを信号処理部１１３（図２８）へ供給する。
【０２２４】
信号処理部１１３は、再生検出信号に対して所定の復調処理や復号化処理等を施すことにより再生情報を生成し、この再生情報を制御部１１１へ供給するようになされている。
【０２２５】
このように情報光学系１５０は、レーザ制御部１２２からのレーザ駆動信号ＳＤに基づいて半導体レーザ３から情報光ビームＬＭを出射し光ディスク１００へ照射するようになされている。また情報光学系１５０は、光ディスク１００からの情報反射光ビームＬＭｒを受光し、その受光結果を信号処理部１１３へ供給するようになされている。
【０２２６】
［３−４．記録マークの形成位置］
次に、光ディスク１００の記録層１０１において記録マークＲＭが形成される位置について説明する。
【０２２７】
［３−４−１．仮想的な光学系における記録マークの形成］
まず、光ピックアップ１１７における情報光学系１５０と対比するために、当該情報光学系１５０と対応する仮想光学系１５０Ｖを想定する。
【０２２８】
図３３に示すように、仮想光学系１５０Ｖは、半導体レーザ３、コリメータレンズ１５２及び対物レンズ１１８により構成されており、当該半導体レーザ３から特異出力光ＬＥでなる情報光ビームＬＭを出射するようになされている。因みにコリメータレンズ１５２及び対物レンズ１１８のＮＡは、光学系２０（図２７（Ｂ））の場合と同様に、それぞれ０．１６１及び０．８３７とする。
【０２２９】
半導体レーザ３は、特異出力光ＬＥを出射する場合、図２６に示したように、まず波長３９８［ｎｍ］でなる特異ピーク光ＬＥＰを出射し、続いて波長４０４［ｎｍ］でなる特異スロープ光ＬＥＳを出射することになる。
【０２３０】
ここで半導体レーザ３は、まず特異ピーク光ＬＥＰを出射する際、光学系２０（図２７（Ｂ））の場合と同様に、その発光点が特異スロープ光ＬＥＳにおける発光点である出射端面３Ａから内部へ約１０［μｍ］移動した箇所となる。
【０２３１】
これに伴い特異ピーク光ＬＥＰの焦点ＦＭＰは、図２７（Ｂ）に示した場合と同様に、情報光ビームＬＭが本来合焦すべき目標位置ＱＧよりも約０．３［μｍ］手前側に位置する。ここでは、説明の都合上、目標位置ＱＧの深さ（すなわちサーボ層１０４からの距離）を深さＺＧとし、焦点ＦＭＰの深さを深さＺＰとする。
【０２３２】
このとき光ディスク１００の記録層１０１では、図３４（Ａ）に示すように、特異ピーク光ＬＥＰの焦点ＦＭＰ近傍において２光子吸収反応が生じることにより、当該記録層１０１を構成する材料の光吸収が変化して、吸収変化領域ＲＡを形成する。
【０２３３】
一方半導体レーザ３は、特異ピーク光ＬＥＰに続いて特異スロープ光ＬＥＳを出射する際、光学系２０（図２７（Ｂ））の場合と同様に、その発光点を出射端面３Ａとする。
【０２３４】
このとき記録層１０１では、図３４（Ａ）に示したように、特異スロープ光ＬＥＳの焦点ＦＭＳが目標位置ＱＧに位置する。このため当該特異スロープ光ＬＥＳのエネルギーは、その焦点ＦＭＰの近傍の領域（以下これをエネルギー集中領域ＲＥと呼ぶ）に集中する。
【０２３５】
しかしながら特異スロープ光ＬＥＳの焦点ＦＭＳは、特異ピーク光ＬＥＰの焦点ＦＭＰ（すなわち深さＺＰ）よりも、光ディスク１００の入射面１００Ａ側から見て約０．３［μｍ］遠方となる目標位置ＱＧ（すなわち深さＺＧ）に位置している。
【０２３６】
このとき記録層１０１では、吸収変化領域ＲＡ及びエネルギー集中領域ＲＥが重なった部分を中心に記録マークＲＭが形成される。この結果記録マークＲＭは、目標位置ＱＧよりもやや入射面１００Ａ側に偏った位置に形成されることになる。
【０２３７】
このように仮想光学系１５０Ｖでは、半導体レーザ３から情報光ビームＬＭとして特異ピーク光ＬＥＰ及び特異スロープ光ＬＥＳを順次出射した結果、目標位置ＱＧから入射面１００Ａ側にずれた箇所に記録マークＲＭを形成してしまう。
【０２３８】
［３−４−２．補正レンズによる記録マーク形成位置の補正］
そこで情報光学系１５０は、補正レンズ１６２により記録マークＲＭの形成位置を補正するようになされている。
【０２３９】
図３５は、情報光学系１５０における一部の部品を示しており、半導体レーザ３から出射された情報光ビームＬＭがコリメータレンズ１５２、補正レンズ１６２及び対物レンズ１１８を順次介して光ディスク１００へ照射される様子を模式的に表している。
【０２４０】
すなわち図３３に示す情報光学系１５０は、仮想光学系１５０Ｖに補正レンズ１６２を追加したような構成となっている。
【０２４１】
補正レンズ１６２は、図３６に示すように、凸レンズ状でなる凸レンズ部１６２Ａと凹レンズ状でなる凹レンズ部１６２Ｂとが接合面１６２Ｓにおいて接合されている。
【０２４２】
凸レンズ部１６２Ａは、情報光ビームＬＭが入射される入射面１６２ＡＪが比較的大きな曲率半径の曲面で構成されると共に、当該情報光ビームＬＭを出射する出射面１６２ＡＫが比較的小さな曲率半径の曲面で構成されている。
【０２４３】
また凸レンズ部１６２Ａは、所定のガラス材料Ｍ１により構成されている。このガラス材料Ｍ１は、波長４０５［ｎｍ］における屈折率Ｎ１（４０５）が１．７８０であり、分散νｄ１が５３．３となっている。
【０２４４】
凹レンズ部１６２Ｂは、情報光ビームＬＭが入射される入射面１６２ＢＪが凸レンズ部１６２Ａの出射面１６２ＡＫとほぼ同等の曲面で構成されると共に、当該情報光ビームＬＭを出射する出射面１６２ＢＫが平面で構成されている。
【０２４５】
また凹レンズ部１６２Ｂは、凸レンズ部１６２Ａと異なる光学特性を有するガラス材料Ｍ２により構成されている。このガラス材料Ｍ２は、波長４０５［ｎｍ］における屈折率Ｎ２（４０５）が１．７８９であり、分散νｄ２が５３．３となっている。すなわちガラス材料Ｍ２は、ガラス材料Ｍ１と比較して、波長４０５［ｎｍ］における屈折率Ｎがほぼ同等であるものの、分散νｄは大きく相違している。
【０２４６】
ここで、ガラス材料Ｍ１及びガラス材料Ｍ２における光の波長と屈折率との関係を、図３７に特性曲線ＵＮ１及びＵＮ２として示す。ガラス材料Ｍ１及びガラス材料Ｍ２は、互いの分散νｄが相違していること並びに特性曲線ＵＮ１及びＵＮ２が相違してることから分かるように、光の波長が変化したときにおける、互いの屈折率の変化の度合いが相違している。
【０２４７】
この補正レンズ１６２（図３６）は、波長４０５［ｎｍ］の光ビームに関し、凸レンズ部１６２Ａのガラス材料Ｍ１と凹レンズ部１６２Ｂのガラス材料Ｍ２とで屈折率Ｎがほぼ同等となる。このため補正レンズ１６２は、波長４０５［ｎｍ］の光ビームが入射された際、接合面１６２Ｓにおいて当該光ビームを殆ど屈折させることなく透過させる。
【０２４８】
これに対し補正レンズ１６２は、波長４０５［ｎｍ］以外の波長でなる光ビームに関し、凸レンズ部１６２Ａのガラス材料Ｍ１と凹レンズ部１６２Ｂのガラス材料Ｍ２とで屈折率Ｎが相違する。このため補正レンズ１６２は、波長４０５［ｎｍ］以外の光ビームが入射された際、接合面１６２Ｓにおいて当該光ビームを屈折させ、当該接合面１６２Ｓをレンズとして作用させる。
【０２４９】
すなわち補正レンズ１６２は、波長４０４［ｎｍ］でなる特異スロープ光ＬＥＳに対して殆ど作用することなく透過させ、波長３９８［ｎｍ］でなる特異ピーク光ＬＥＰに対して接合面１６２Ｓを凹レンズとして作用させ発散角を拡大するよう変換する。
【０２５０】
この結果補正レンズ１６２は、当該補正レンズ１６２が設けられていない仮想光学系１５０Ｖの場合と比較して、特異ピーク光ＬＥＰの焦点ＦＭＰを入射面１００Ａから遠ざけることができる。
【０２５１】
ここで、仮想光学系１５０Ｖ（図３３）及び情報光学系１５０（図３５）における、情報光ビームＬＭの波長と焦点ＦＭの深さＺＭとの関係を、図３８にそれぞれ特性曲線ＵＦ１及びＵＦ２として示す。
【０２５２】
因みに図３８は、目標位置ＱＧの深さＺＧを基準位置として、焦点ＦＭの相対的な位置（すなわち深さＺＭ）を縦軸に表している。また情報光ビームＬＭの発光点については、半導体レーザ３の出射端面３Ａ（図２７）に統一している。
【０２５３】
特性曲線ＵＦ１から分かるように、仮想光学系１５０Ｖの場合、補正レンズ１６２が設けられていないため、情報光ビームＬＭの波長に拘わらず焦点ＦＭの深さＺＭは変化しない。
【０２５４】
これに対し特性曲線ＵＦ２から分かるように、情報光学系１５０の場合、補正レンズ１６２の存在により、情報光ビームＬＭの波長に応じて焦点ＦＭの深さは変化する。
【０２５５】
特に情報光学系１５０は、波長４０５［ｎｍ］付近では焦点ＦＭの深さＺＭを基準位置ＱＧの深さＺＧと同一とするものの、波長３９８［ｎｍ］付近では焦点ＦＭの深さＺＭを約０．３［μｍ］深くすること、すなわち遠方へ移動させることができる。この約０．３［μｍ］という深さは、図２７（Ｂ）における位置ＱＮと位置ＱＰとの距離に合わせて設定された値である。
【０２５６】
因みに補正レンズ１６２は、光学設計に基づき、凸レンズ部１６２Ａの光軸部分における厚さＨＡを１．３［ｍｍ］、凹レンズ部１６２Ｂの光軸部分における厚さＨＢを０．８［ｍｍ］とした。また補正レンズ１６２は、入射面１６２ＡＪの曲率半径Ｒ１を１６２．２３８［ｍｍ］、出射面１６２ＡＫ及び入射面１６２ＢＪの曲率半径Ｒ２をいずれも７．２４０［ｍｍ］とした。
【０２５７】
この結果情報光学系１５０は、図３４（Ａ）と対応する図３４（Ｂ）に示すように、特異ピーク光ＬＥＰにおける焦点ＦＭＰの深さＺＰを、特異スロープ光ＬＥＳにおける焦点ＦＭＳの深さＺＧに揃えることができる。すなわち情報光学系１５０は、特異ピーク光ＬＥＰの焦点ＦＭＰ及び特異スロープ光ＬＥＳの焦点ＦＭＳをいずれも目標位置ＱＧに位置させることができる。
【０２５８】
これにより光ディスク１００の記録層１０１では、吸収変化領域ＲＡ及びエネルギー集中領域ＲＥがいずれも目標位置ＱＧを中心に形成されるため、記録マークＲＭが当該目標位置ＱＧを中心として形成される。
【０２５９】
このように情報光学系１５０は、補正レンズ１６２により、特異スロープ光ＬＥＳを透過する一方、特異ピーク光ＬＥＰを屈折させるようになされている。これにより情報光学系１５０は、特異スロープ光ＬＥＳの焦点ＦＭＳを目標位置ＱＧに固定したまま、特異ピーク光ＬＥＰにおける焦点ＦＭＰの深さＺＰを変化させ、当該焦点ＦＭＰを当該焦点ＦＭＳと同一の目標位置ＱＧに位置させることができる。
【０２６０】
［３−５．動作及び効果］
以上の構成において、光ディスク装置１１０の情報光学系１５０は、半導体レーザ３から情報光ビームＬＭとして特異出力光ＬＥの特異ピーク光ＬＥＰ及び特異スロープ光ＬＥＳを順次出力させる。
【０２６１】
このとき報光学系１５０は、コリメータレンズ１５２、補正レンズ１６２及び対物レンズ１１８を順次介し、特異ピーク光ＬＥＰ及び特異スロープ光ＬＥＳを光ディスク１００の記録層１０１へ順次照射する。
【０２６２】
補正レンズ１６２は、波長３９８［ｎｍ］でなる特異ピーク光ＬＥＰに対し凹レンズとして作用することによりその発散角を変化させる一方、特異スロープ光ＬＥＰをそのまま透過させる（図３５）。
【０２６３】
対物レンズ１１８は、特異ピーク光ＬＥＰ及び特異スロープ光ＬＥＳをそれぞれ集光することにより、光ディスク１００の記録層１０１内に焦点ＦＭＰ及びＦＭＳをそれぞれ形成させる。
【０２６４】
このとき情報光学系１５０は、特異ピーク光ＬＥＰの発散角を変化させているため、当該特異ピーク光ＬＥＰにおける焦点ＦＭＰの深さＺＰを、特異スロープ光の焦点ＦＭＳと同等の深さＺＧに合わせることができる。
【０２６５】
従って情報光学系１５０は、記録層１０１内において、特異スロープ光ＬＥＳによるエネルギー集中領域ＲＥの中心を、特異ピーク光ＬＥＰにより形成される吸収変化領域ＲＡの中心である目標位置ＱＧに合わせることができる。
【０２６６】
この結果情報光学系１５０は、吸収変化領域ＲＡ及びエネルギー集中領域ＲＥが重なる部分に、目標位置ＱＧを中心とした記録マークＲＭを形成することができる（図３４（Ｂ））。
【０２６７】
このとき情報光学系１５０は、補正レンズ１６２が設けられていない仮想光学系１５０Ｖの場合（図３４（Ａ））と異なり、記録マークＲＭを本来形成すべき位置、すなわち目標位置ＱＧを中心とした位置に形成することができる。
【０２６８】
この結果情報光学系１５０は、光ディスク１００の記録層１０１に対する情報の記録精度を高めることができる。
【０２６９】
これにより情報光学系１５０は、例えば既存の記録マークＲＭを基準として新たな記録マークＲＭの形成位置を定めるような場合に、誤差の累積により当該新たな記録マークＲＭの形成位置が本来記録すべき位置から大きく相違してしまうことを防止できる。
【０２７０】
ところで特異出力光ＬＥは、時間の経過に伴い特異ピーク光ＬＥＰから特異スロープ光ＬＥＳに切り替わる。このため情報光学系１５０においては、この切り替わりのタイミングに合わせて情報光ビームＬＭの光路中で補正レンズを可動する等の手法も考えられる。
【０２７１】
しかしながら、特異出力光ＬＥは数十［ｐｓ］という極めて短い時間で特異スロープ光ＬＥＳから特異ピーク光ＬＥＰに切り替わるため、一般にこの切り替わりのタイミングに合わせて極めて高速に機械的な動作を行うことは困難といえる。
【０２７２】
これに対し情報光学系１５０は、補正レンズ１６２の光学特性を利用しており、機械的な動作を伴う必要がないため、安定的に特異スロープ光ＬＥＳに殆ど影響を及ぼすことなく特異ピーク光ＬＥＰの発散角を変化させることができる。
【０２７３】
また補正レンズ１６２は、通常出力光ＬＮと同様の波長４０４［ｎｍ］でなる特異スロープ光ＬＥＳ対して何ら作用しない一方、波長３９８［ｎｍ］でなる特異ピーク光ＬＥＰの発散角を変化させている。
【０２７４】
このため補正レンズ１６２は、通常出力光ＬＮに対しても殆ど影響を及ぼすことがない。従って情報光学系１５０では、光ディスク１００から情報を再生する際に、補正レンズ１６２に影響されることなく、通常出力光ＬＮ又は振動出力光ＬＢでなる情報光ビームＬＭを目標位置ＱＧに合焦させることができる。
【０２７５】
以上の構成によれば、光ディスク装置１１０の情報光学系１５０は、半導体レーザ３から情報光ビームＬＭとして特異ピーク光ＬＥＰ及び特異スロープ光ＬＥＳを順次出力させ、補正レンズ１６２により特異ピーク光ＬＥＰの発散角を変化させる。これにより情報光学系１５０は、記録層１０１において特異ピーク光ＬＥＰによる吸収変化領域ＲＡ及び特異スロープ光ＬＥＳによるエネルギー集中領域ＲＥをいずれも目標位置ＱＧを中心に形成することができる。この結果情報光学系１５０は、目標位置ＱＧを中心に記録マークＲＭを形成することができ、光ディスク１００に対する情報の記録精度を高めることができる。
【０２７６】
＜４．他の実施の形態＞
なお上述した実施の形態においては、特異スロープ光の発光点が半導体レーザ３の出射端面３Ａ（図２７（Ｂ））に位置し、特異ピーク光の発光点が当該出射端面３Ａから約１０［μｍ］内部の点３Ｂに位置する場合について述べた。
【０２７７】
しかしながら本発明はこれに限らず、特異ピーク光ＬＥＰの発光点が点３Ｂ以外の箇所に位置する場合に適用しても良い。この場合、特異ピーク光ＬＥＰの発光点としては、半導体レーザ３の内部又は外部のいずれであっても良い。また特異ピーク光ＬＥＰの発光点は、特異スロープ光ＬＥＳの光軸上にあることが望ましいが、当該光軸上から外れていても良い。この場合、特異ピーク光ＬＥＰと特異スロープ光ＬＥＳとの光軸が相違するため、例えばプリズムを用いて両者の光軸を揃える等すれば良い。
【０２７８】
また上述した実施の形態においては、補正レンズ１６２により、波長３９８［ｎｍ］でなる特異ピーク光ＬＥＰの焦点ＦＭＰを０．３［μｍ］遠方へ位置させるようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、特異ピーク光ＬＥＰの焦点ＦＭＰの移動幅を任意の値としても良く、要は吸収変化領域ＲＡが目標位置ＱＧを中心に形成されれば良い。
【０２７９】
また上述した実施の形態においては、補正レンズ１６２により特異ピーク光ＬＥＰの発散角を変化させる一方、特異スロープ光ＬＥＳの発散角については変化させないようにした場合について述べた。
【０２８０】
しかしながら本発明はこれに限らず、補正レンズ１６２により特異スロープ光ＬＥＳの発散角を変化させる一方、特異ピーク光ＬＥＰの発散角を変化させないようにしても良い。この場合、特異スロープ光ＬＥＳにおける焦点ＦＭＳの深さＺを特異ピーク光ＬＥＰにおける焦点ＦＭＰの深さＺＰに合わせることができる。さらには、補正レンズ１６２により特異ピーク光ＬＥＰ及び特異スロープ光ＬＥＳの発散角をいずれも変化させるようにしても良い。
【０２８１】
さらに上述した実施の形態においては、凸レンズ状の凸レンズ部１６２Ａと凹レンズ状の凹レンズ部１６２Ｂとを接合面１６２Ｓにおいて接合させた補正レンズ１６２を用いる場合について述べた。
【０２８２】
しかしながら本発明はこれに限らず、他の種々のレンズを組み合わせた補正レンズを用いるようにしても良い。この場合、補正レンズとしては、構成する各レンズの分散が互いに相違することにより、補正レンズ全体として、特異ピーク光ＬＥＰの波長３９８［ｎｍ］における屈折率と特異スロープ光ＬＥＳの波長４０４［ｎｍ］における屈折率とが相違していれば良い。
【０２８３】
さらに上述した実施の形態においては、凸レンズ部１６２Ａをガラス材料Ｍ１により構成すると共に凹レンズ部１６２Ｂをガラス材料Ｍ２により構成する場合について述べた。
【０２８４】
しかしながら本発明はこれに限らず、凸レンズ部１６２Ａ及び凹レンズ部１６２Ｂを、それぞれ任意のガラス材料又は樹脂材料等により構成するようにしても良い。この場合、凸レンズ部１６２Ａと凹レンズ部１６２Ｂとにおいて、特異スロープ光ＬＥＳの波長４０４［ｎｍ］における屈折率がほぼ同等であり特異ピーク光ＬＥＰの波長３９８［ｎｍ］における屈折率が相違していれば良い。
【０２８５】
さらに上述した実施の形態においては、補正レンズ１６２によって特異ピーク光ＬＥＰの発散角を変化させる一方、特異スロープ光ＬＥＳをそのまま透過するようにした場合について述べた。
【０２８６】
しかしながら本発明はこれに限らず、例えばホログラムや回折格子等、或いはこれらを組み合わせた種々の光学素子により、特異ピーク光ＬＥＰの発散角を変化させる一方、特異スロープ光ＬＥＳをそのまま透過するようにしても良い。
【０２８７】
さらに上述した実施の形態においては、記録層１０１において、特異ピーク光ＬＥＰにより２光子吸収反応を生じさせて吸収変化領域ＲＡを形成し、特異スロープ光ＬＥＳのエネルギー集中領域ＲＥと当該吸収変化領域ＲＡとの重複範囲に熱反応を生じさせ記録マークＲＭを形成する場合について述べた。
【０２８８】
しかしながら本発明はこれに限らず、特異ピーク光ＬＥＰにより任意の第１の反応を生じさせ、特異スロープ光ＬＥＳのエネルギー集中領域ＲＥと第１の反応が生じた領域との重複範囲で任意の第２の反応を生じさせ記録マークＲＭを形成するようにしても良い。この場合記録層１０１としては、特異ピーク光ＬＥＰにより第１の反応を生じ、当該第１の反応が生じた部分に特異スロープ光が照射されることにより第２の反応を生じるような材料により構成されていれば良い。
【０２８９】
さらに上述した実施の形態においては、半導体レーザ３から出射される光ビームＬＬ（情報光ビームＬＭ）の波長を４０４［ｎｍ］とした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、当該光ビームＬＬを他の波長とするようにしても良い。この場合、光ディスク１００における記録層１０１の構成材料等を適切に選定することにより、当該記録層１０１内における目標位置ＱＧの近傍に記録マークＲＭを適切に形成できれば良い。例えば、波長と集光時のビーム径との関係等を考慮して、当該波長を３９０〜４６０［ｎｍ］の範囲とすることが考えられる。
【０２９０】
さらに上述した実施の形態においては、レーザ制御部２から半導体レーザ３へ矩形状のパルス電流を供給するようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、要は短時間に亘って大きな振動電圧ＶＢでなるパルス電流を半導体レーザ３へ供給すれば良く、例えば正弦波状でなる駆動パルスＰＤを供給するようにしても良い。
【０２９１】
さらに上述した実施の形態においては、半導体レーザ３として一般的な半導体レーザ（ソニー株式会社製、ＳＬＤ３２３３等）を用いるようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、要は、ｐ型とｎ型の半導体を用いてレーザ発振を行ういわゆる半導体レーザであれば良い。さらに好ましくは、敢えて緩和振動を大きく生じさせやすくした半導体レーザを用いると良い。
【０２９２】
さらに上述した実施の形態においては、記録層１０１が非線形吸収を示す２光子吸収材料を含有するようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、非線形吸収を示す材料として、例えばプラズモン共鳴を生じさせる銀や金のナノ粒子を用いるようにしても良い。また光エネルギーの積算量に応じて記録マークＲＭを形成する記録層に対して情報光ビームＬＭを照射するようにしても良い。
【０２９３】
さらに上述した実施の形態においては、記録層１０１に２Ｔ〜１１Ｔのマーク長を有する記録マークＲＭを形成しても良く、また１Ｔマークに対して「１」と「０」を割り当て、記録マークＲＭの有無によって情報を記録するようにしても良い。さらに１つの記録マークＲＭ（すなわち１Ｔ）に対して１つの振動出力光ＬＢである必要はなく、２以上の振動出力光ＬＢによって記録マークＲＭを形成しても良い。
【０２９４】
さらに上述した実施の形態においては、サーボ層１０４に案内溝でなる螺旋状のトラックを形成するようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば案内溝に変えてピット等が形成され、或いは案内溝とピット等とが組み合わされていても良い。またサーボ層１０４のトラックは、螺旋状でなく同心円状であっても良い。
【０２９５】
さらに上述した実施の形態においては、サーボ光学系１３０によりサーボ層１０４を用いてサーボ制御を行うようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば記録層１０１内に予め位置決めの基準となるサーボ用マークを形成しておき、サーボ光学系１３０により当該サーボ用マークを用いてサーボ制御を行うようにしても良い。この場合、光ディスク１００のサーボ層１０４を省略することができる。
【０２９６】
さらに上述した実施の形態においては、空洞でなる記録マークＲＭを形成するようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば化学変化によって屈折率を局所的に変化させることにより記録マークＲＭを形成するようにしても良い。
【０２９７】
さらに上述した実施の形態においては、光ディスク１００の基板１０２側から情報光ビームＬＭを照射するようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば情報光ビームＬＭを基板１０３側の面から照射するようにする等、情報光ビームＬＭをそれぞれいずれの面、もしくは両面から照射するようにしても良い。なお情報光ビームＬＭを両面から照射する手法については、例えば特許文献２に記載された手法を用いることができる。
【特許文献２】特開２００８−７１４３３公報
【０２９８】
さらに上述した実施の形態においては、光ディスク装置１１０が光ディスク１００に情報を記録し、また当該情報を再生するようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、光ディスク装置１１０が光ディスク１００に対して情報の記録のみを行うようにしても良い。
【０２９９】
さらに上述した実施の形態においては、半導体レーザとしての半導体レーザ３と、発散角相違部としての補正レンズ１６２と、対物レンズとしての対物レンズ１１８とによって光ピックアップとしての光ピックアップ１１７を構成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる半導体レーザと、発散角相違部と、対物レンズとによって光ピックアップを構成するようにしても良い。
【０３００】
さらに上述した実施の形態においては、半導体レーザとしての半導体レーザ３と、発散角相違部としての補正レンズ１６２と、対物レンズとしての対物レンズ１１８と、レンズ駆動制御部としての駆動制御部１１２及び２軸アクチュエータ１１９とによって光ディスク装置としての光ディスク装置１１０を構成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる半導体レーザと、発散角相違部と、対物レンズと、レンズ駆動制御部によって光ディスク装置を構成するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０３０１】
本発明は、例えば映像コンテンツや音声コンテンツ等のような大容量の情報を光ディスク等の記録媒体に記録し又は再生する光情報記録再生装置等でも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０３０２】
【図１】１光子吸収による記録マークの形成の説明に供する略線的断面図である。
【図２】２光子吸収による記録マークの形成の説明に供する略線的断面図である。
【図３】記録光ビームにおける光強度の変化の説明に供する略線図である。
【図４】２光子吸収反応の様子の説明に供する略線図である。
【図５】短パルス光源装置の構成を示す略線図である。
【図６】パルス信号及びレーザ駆動信号を示す略線図である。
【図７】注入キャリア密度と光子密度との関係（１）の説明に供する略線図である。
【図８】注入キャリア密度とキャリア密度との関係の説明に供する略線図である。
【図９】注入キャリア密度と光子密度との関係（２）の説明に供する略線図である。
【図１０】ＰＴ１における光子密度の説明に供する略線図である。
【図１１】ＰＴ２における光子密度の説明に供する略線図である。
【図１２】ＰＴ３における光子密度の説明に供する略線図である。
【図１３】実際の発光波形を示す略線図である。
【図１４】駆動信号と光強度との関係を示す略線図である。
【図１５】光測定装置の構成を示す略線図である。
【図１６】各パルスの形状を示す略線図である。
【図１７】パルス信号と駆動パルスとの関係を示す略線図である。
【図１８】駆動パルスの電圧を変化させたときの光強度特性を示す略線図である。
【図１９】駆動パルスの電圧が８．８［Ｖ］のときにおける波長特性及び光強度特性を示す略線図である。
【図２０】駆動パルスの電圧が１３．２［Ｖ］のときにおける波長特性及び光強度特性を示す略線図である。
【図２１】駆動パルスの電圧が１５．６［Ｖ］のときにおける波長特性及び光強度特性を示す略線図である。
【図２２】駆動パルスの電圧が１７．８［Ｖ］のときにおける波長特性及び光強度特性を示す略線図である。
【図２３】駆動パルスの電圧が３８．４［Ｖ］のときにおける波長特性及び光強度特性を示す略線図である。
【図２４】ＢＰＦの有無による光強度特性の相違を示す略線図である。
【図２５】ＢＰＦの有無による波長特性の相違を示す略線図である。
【図２６】特異出力光の光強度特性を示す略線図である。
【図２７】特異出力光における発光点及び焦点の相違の説明に供する略線図である。
【図２８】光ディスク装置の全体構成を示す略線図である。
【図２９】光ディスクの構成を示す略線図である。
【図３０】第１の実施の形態による光ピックアップの構成を示す略線図である。
【図３１】サーボ光ビームの光路を示す略線図である。
【図３２】情報光ビームの光路を示す略線図である。
【図３３】仮想光学系の構成を示す略線図である。
【図３４】記録マークの形成の説明に供する略線図である。
【図３５】情報光学系の構成（１）を示す略線的回路図である。
【図３６】補正レンズの構成を示す略線図である。
【図３７】補正レンズの材料における波長と屈折率との関係
【図３８】波長と焦点位置との関係を示す略線図である。
【符号の説明】
【０３０３】
３……半導体レーザ、１００……光ディスク、１０１……記録層、１１０……光ディスク装置、１１１……制御部、１１２……駆動制御部、１１３……信号処理部、１１７……光ピックアップ、１１８……対物レンズ、１５０……情報光学系、１６２……補正レンズ、ＬＬ……レーザ光、ＬＭ……情報光ビーム、ＬＥ……特異出力光、ＬＥＰ……特異ピーク光、ＬＥＳ……特異スロープ光、ＸＰ、ＸＳ……光軸、ＦＭ、ＦＭＰ、ＦＭＳ……焦点、ＱＧ……目標位置、ＲＡ……吸収変化領域、ＲＥ……エネルギー集中領域、ＲＭ……記録マーク。
【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６】
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【図７】
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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１２】
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【図１３】
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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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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