(57)【要約】      （修正有）【課題】光ディスクの記録容量を拡大できるようにする。【解決手段】光ディスク装置の情報光学系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、ウェッジプリズム１６１により互いに相違する屈折角で屈折させることにより、記録層において特異ピーク光ＬＥＰによる吸収変化領域ＲＡと特異スロープ光ＬＥＳによるエネルギー集中領域ＲＥとの重複範囲を縮小することができ、記録層における記録マークＲＭの面方向長さｄｒを縮小できるので、光ディスクにおける情報の記録密度を高めることができる。【選択図】図３４
2010092520.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の光軸と上記特異スロープ光の光軸とを離隔させるレーザ光離隔部と、
光ディスクの記録層に対し、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の反応を生じさせた後上記特異スロープ光を集光することにより、上記第１の反応が生じた領域における上記特異スロープ光が集光された部分に第２の反応を生じさせ記録マークを形成させる対物レンズと
を有し、
上記レーザ光離隔部は、
上記記録層において上記第１の反応が生じた領域に上記特異スロープ光の集光領域を一部重複させるよう、上記特異ピーク光の光軸と上記特異スロープ光の光軸とを離隔させる
光ピックアップ。
【請求項２】
上記レーザ光離隔部は、
上記特異ピーク光の波長及び上記特異スロープ光の波長における屈折率が互いに相違する材料により構成されたプリズムでなる
請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】
上記プリズムは、
上記レーザ光の入射角に応じて上記特異ピーク光の光軸における屈折角と上記特異スロープ光の光軸における屈折角とを変化させることにより、上記特異ピーク光の光軸と上記特異スロープ光の光軸との離隔度合を変化させる
請求項２に記載の光ピックアップ。
【請求項４】
上記レーザ光離隔部は、
上記レーザ光の入射面又は出射面に回折格子が形成された回折格子板でなる
請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項５】
上記回折格子板は、
上記回折格子の溝のピッチに応じ、上記特異ピーク光の光軸における回折角と上記特異スロープ光の光軸における回折角とを変化させることにより、上記特異ピーク光の光軸と上記特異スロープ光の光軸との離隔度合を変化させる
請求項４に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
上記レーザ光離隔部は、
上記焦点間距離を上記特異ピーク光の焦点近傍におけるビーム径よりも短くするよう、上記特異ピーク光の光軸と上記特異スロープ光の光軸との離隔度合が調整されている
請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項７】
上記レーザ光分離部は、
上記焦点間距離が所定距離以上に調整され上記記録マークが所定サイズ以上とされることにより、所定の情報読取用光ビームが照射された際に当該記録マークにより生成される再生光ビームを所定の受光素子により検出させる
請求項６に記載の光ピックアップ。
【請求項８】
上記レーザ光分離部は、
上記光ディスクの上記記録層において、上記特異スロープ光の焦点から当該光ディスクの接線方向となる位置に上記特異ピーク光の焦点を形成させるよう、上記特異ピーク光の光軸と上記特異スロープ光の光軸とを離隔させる
請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項９】
上記レーザ光分離部は、
上記光ディスクの上記記録層において、上記特異スロープ光の焦点から上記光ディスクの半径方向となる位置に上記特異ピーク光の焦点を形成させるよう、上記特異ピーク光の光軸と上記特異スロープ光の光軸とを離隔させる
請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項１０】
上記光ディスクの上記記録層は、
上記特異ピーク光焦点近傍の領域に２光子吸収反応が生じると共に、上記特異スロープ光の焦点近傍であり上記２光子吸収反応が生じた領域に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１１】
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、
所定のレーザ光離隔部により、上記レーザ光の波長に応じて上記特異ピーク光の光軸と上記特異スロープ光の光軸とを離隔させるレーザ光離隔ステップと、
光ディスクの記録層に対し、所定の対物レンズによって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の反応を生じさせた後上記特異スロープ光を集光することにより、上記第１の反応が生じた領域における上記特異スロープ光が集光された部分に第２の反応を生じさせ記録マークを形成させる集光ステップと
を有し、
上記レーザ光離隔ステップでは、
上記記録層において上記第１の反応が生じた領域に上記特異スロープ光の集光領域を一部重複させるよう、上記特異ピーク光の光軸と上記特異スロープ光の光軸とを離隔させる
光情報記録方法。
【請求項１２】
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の光軸と上記特異スロープ光の光軸とを離隔させるレーザ光離隔部と、
光ディスクの記録層に対し、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の反応を生じさせた後上記特異スロープ光を集光することにより、上記第１の反応が生じた領域における上記特異スロープ光が集光された部分に第２の反応を生じさせ記録マークを形成させる対物レンズと、
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
を有し、
上記レーザ光離隔部は、
上記記録層において上記第１の反応が生じた領域に上記特異スロープ光の集光領域を一部重複させるよう、上記特異ピーク光の光軸と上記特異スロープ光の光軸とを離隔させる
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、かかる光ディスク装置により光ディスクに形成する記録ピットをさらに縮小することができれば、記録密度が向上するため、当該光ディスクにおける記録容量をさらに拡大し得ると考えられる。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、光ディスクの記録容量を拡大し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】
【０００８】
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、所定のレーザ光離隔部により、レーザ光の波長に応じて特異ピーク光の光軸と特異スロープ光の光軸とを離隔させ、光ディスクの記録層に対し、所定の対物レンズによって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の反応を生じさせた後特異スロープ光を集光することにより、第１の反応が生じた領域における特異スロープ光が集光された部分に第２の反応を生じさせ記録マークを形成させ、レーザ光離隔部は、記録層において第１の反応が生じた領域に特異スロープ光の集光領域を一部重複させるよう、特異ピーク光の光軸と特異スロープ光の光軸とを離隔させるようにした。
【０００９】
これにより本発明の光ピックアップでは、特異ピーク光の光軸及び特異スロープ光の光軸における離隔の度合に応じて焦点間の距離を変化させ、第１の反応が生じる領域と特異スロープ光のエネルギーが集中される領域とを光ディスクの面方向にずらし重複範囲を縮小することができるので、第２の反応が生じて形成される記録マークを縮小することができる。
【００１０】
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の光軸と特異スロープ光の光軸とを離隔させるレーザ光離隔部と、  光ディスクの記録層に対し、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の反応を生じさせた後特異スロープ光を集光することにより、第１の反応が生じた領域における特異スロープ光が集光された部分に第２の反応を生じさせ記録マークを形成させる対物レンズと、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、レーザ光離隔部は、記録層において第１の反応が生じた領域に特異スロープ光の集光領域を一部重複させるよう、特異ピーク光の光軸と特異スロープ光の光軸とを離隔させるようにした。
【００１１】
これにより本発明の光ディスク装置では、特異ピーク光の光軸及び特異スロープ光の光軸における離隔の度合に応じて焦点間の距離を変化させ、第１の反応が生じる領域と特異スロープ光のエネルギーが集中される領域とを光ディスクの面方向にずらし重複範囲を縮小することができるので、第２の反応が生じて形成される記録マークを縮小することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、特異ピーク光の光軸及び特異スロープ光の光軸における離隔の度合に応じて焦点間の距離を変化させ、第１の反応が生じる領域と特異スロープ光のエネルギーが集中される領域とを光ディスクの面方向にずらし重複範囲を縮小することができるので、第２の反応が生じて形成される記録マークを縮小することができる。かくして本発明によれば、光ディスクの記録容量を拡大し得る光ピックアップ及び光情報記録方法及び光ディスク装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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．第１の実施の形態（光ディスク装置・ウェッジプリズムを用いた例）
４．第２の実施の形態（光ディスク装置・回折格子を用いた例）
５．他の実施の形態
【００１４】
＜１．光情報記録媒体に対する情報の記録再生原理＞
まず、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。
【００１５】
【数１】
2010092520.tif 000003
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
＜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。
【００３１】
［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。
【００３２】
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。
【００３３】
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）。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
［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。
【００４１】
【数２】
2010092520.tif 000004
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
【数３】
2010092520.tif 000005
【００５３】
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。
【００５４】
【数４】
2010092520.tif 000006
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
［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。
【００７９】
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。
【００８０】
［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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
［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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
［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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
［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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
＜３．第１の実施の形態＞
次に、第１の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、図２７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。
【０１４１】
［３−１．光ディスクの構成］
図２８に断面図を示すように、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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
［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２７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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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２８）を照射するようになされている。
【０１６２】
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。
【０１６３】
信号処理部１１３は、供給された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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
駆動制御部１１２は、供給された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。
【０１６６】
光ピックアップ１１７の２軸アクチュエータ１１９は、この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）。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
［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２９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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
レーザ制御部２は、短パルス光源１におけるレーザ制御部２（図５）と同様、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。
【０１７６】
［３−３−１．サーボ光ビームの光路］
図２９と対応する図３０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。
【０１７７】
すなわちレーザダイオード１３１は、制御部１１１（図２７）の制御に基づき、波長約６６０［ｎｍ］の発散光でなる所定光量のサーボ光ビーム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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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２８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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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２７）へ送出する。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
［３−３−２．情報光ビームの光路］
一方情報光学系１５０は、図２９と対応する図３１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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
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。
【０１９８】
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。
【０１９９】
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。
【０２００】
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、ウェッジプリズム１６１（詳しくは後述する）を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。
【０２０１】
対物レンズ１１８は、情報光ビームＬＭを集光し、光ディスク１００へ照射する。このとき情報光ビームＬＭは、図２８に示したように、基板１０２を透過し、記録層１０１内に合焦する。
【０２０２】
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。
【０２０３】
実際上情報光学系１５０は、制御部１１１（図２７）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２８）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。
【０２０４】
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。
【０２０５】
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。
【０２０６】
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。
【０２０７】
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。
【０２０８】
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、ウェッジプリズム１６１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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
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２７）へ供給する。
【０２１３】
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。
【０２１４】
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。
【０２１５】
［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。
【０２１６】
［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。
【０２１７】
図３２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、それぞれ０．１６１及び０．８３７とする。
【０２１８】
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。
【０２１９】
すなわち半導体レーザ３は、まず特異ピーク光ＬＥＰを出射する。このとき光ディスク１００の記録層１０１では、図３３（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。
【０２２０】
続いて半導体レーザ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。このとき記録層１０１において、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。
【０２２１】
この結果、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。
【０２２２】
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、記録層１０１内において目標位置ＱＧを中心に記録マークＲＭを形成するようになされている。
【０２２３】
［３−４−２．ウェッジプリズムによる記録マーク形成位置の補正］
次に、情報光学系１５０におけるウェッジプリズム１６１による記録マークＲＭの形成位置の補正について説明する。
【０２２４】
図３２と対応する図３４は、情報光学系１５０における一部の部品を示しているものの、仮想光学系１５０Ｖ（図３２）の構成に対しウェッジプリズム１６１が追加されている。
【０２２５】
すなわち図３４に示す情報光学系１５０は、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、ウェッジプリズム１６１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。
【０２２６】
ウェッジプリズム１６１は、図３５に示すように、入射面１６１Ｊ及び出射面１６１Ｋがいずれも平面状に形成されており、さらに入射面１６１Ｊに対し出射面１６１Ｋを平行から僅かに傾斜させており、側面から見て台形状に構成されている。因みに入射面１６１Ｊと出射面１６１Ｋとのなす角度は、１８°９′である。
【０２２７】
またウェッジプリズム１６１は、ＢＫ７と呼ばれる光学ガラス材料で構成されており、光の波長に応じて屈折率が相違している。実際上ウェッジプリズム１６１を構成するガラス材料は、波長４０５［ｎｍ］の光については屈折率が１．５３０であり、波長３９８［ｎｍ］の光については屈折率が１．５３１となっている。
【０２２８】
このためウェッジプリズム１６１は、情報光ビームＬＭとしての特異ピーク光ＬＥＰ（波長３９８［ｎｍ］）と特異スロープ光ＬＥＳ（波長４０４［ｎｍ］）について、互いに相違する屈折角でそれぞれ屈折させる。
【０２２９】
これにより特異ピーク光ＬＥＰは、図３４に示したように、その光軸ＸＰが特異スロープ光ＬＥＳの光軸ＸＳから分離し、当該光軸ＸＰから僅かに離れて進行する。
【０２３０】
これに伴い光ディスク１００の記録層１０１では、図３６に示すように、特異ピーク光ＬＥＰの焦点ＦＭＰが、特異スロープ光ＬＥＳの焦点ＦＭＳから光ディスク１００の面方向に距離ΔＦだけ離隔した位置に形成される。
【０２３１】
このことは、記録層１０１において、図３３（Ａ）に示した状態と比較して、吸収変化領域ＲＡがエネルギー集中領域ＲＥから光ディスク１００の面方向に距離ΔＦだけ移動させることにより、その重複範囲を縮小することを意味している。
【０２３２】
この結果記録層１０１では、図３３（Ｂ）に示すように、吸収変化領域ＲＡ及びエネルギー集中領域ＲＥが重なった部分に記録マークＲＭが形成される。この記録マークＲＭにおける光ディスク１００の面方向に関する長さ（以下これを面方向長さｄｒと呼ぶ）は、図３３（Ａ）に示した場合と比較して大幅に短縮されたものとなる。
【０２３３】
ところで、ウェッジプリズム１６１における入射面１６１Ｊの法線ＸＪと、入射する情報光ビームＬＭとのなす角度を入射角θとすると、ウェッジプリズム１６１の光学的性質により、光軸ＸＰが光軸ＸＳから離隔する度合いは当該入射角θに応じて変化する。
【０２３４】
図３７は、情報光学系１５０における入射角θと焦点間の距離ΔＦとの関係を示す。この図３７から、例えば入射角θ＝５［°］としたとき、焦点間の距離ΔＦ＝０．４１［μｍ］となる。
【０２３５】
実際上、情報光学系１５０は、ウェッジプリズム１６１に対する情報光ビームＬＭの入射角θが５［°］となるよう各光学部品が配置されている。このため情報光学系１５０は、図３３（Ｂ）に示すように、記録層１０１において、特異ピーク光ＬＥＰの焦点ＦＭＰを特異スロープ光ＬＥＳの焦点ＦＭＳから光ディスク１００の面方向に距離ΔＦ＝０．４１［μｍ］離隔させる。
【０２３６】
一方、波長４０５［ｎｍ］の光ビームをＮＡが０．８５の対物レンズにより集光したときのビーム径ｄｐは、一般的な計算式により約０．５８［μｍ］と算出される。
【０２３７】
従って情報光学系１５０は、記録マークＲＭの面方向長さｄｒを０．１７［μｍ］とすることができる。この０．１７［μｍ］という長さは、ＢＤ方式の光ディスクにおける最短マーク長に等しいものであるため、このように形成された記録マークＲＭは、実用上、十分に再生可能な大きさとなっている。
【０２３８】
このようにウェッジプリズム１６１は、特異スロープ光ＬＥＳと特異ピーク光ＬＥＰとを互いに相違する屈折角で屈折させ、記録層１０１内に集光されてなる焦点ＦＭＰ及び焦点ＦＭＳを互いに離隔させる。これにより情報光学系１５０は、吸収変化領域ＲＡの形成位置を光ディスク１００の面方向にずらし、エネルギー集中領域ＲＥと部分的に重ねることにより、面方向長さｄｒが比較的小さい記録マークＲＭを形成することができる。
【０２３９】
［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。
【０２４０】
その後情報光学系１５０は、コリメータレンズ１５２、ウェッジプリズム１６１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。
【０２４１】
ウェッジプリズム１６１は、波長３９８［ｎｍ］でなる特異ピーク光ＬＥＰと波長４０４［ｎｍ］でなる特異スロープ光ＬＥＳとを、互いに相違する屈折角でそれぞれ屈折させる（図３４）。
【０２４２】
これにより特異ピーク光ＬＥＰは、光軸ＸＰが光軸ＸＳから離隔されるため、対物レンズ１１８により集光された際、特異スロープ光ＬＥＳの焦点ＦＭＳから光ディスク１００の面方向へ移動した位置に焦点ＦＭＰを形成する。
【０２４３】
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を、特異ピーク光ＬＥＰにより形成される吸収変化領域ＲＡの内部ではなく、当該吸収変化領域ＲＡから一部はみ出すよう位置させることができる。
【０２４４】
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、比較的小さい記録マークＲＭを形成することができる（図３３（Ｂ））。
【０２４５】
このとき情報光学系１５０は、吸収変化領域ＲＡ内にエネルギー集中領域ＲＥを位置させた場合（図３３（Ｃ））よりも、記録マークＲＭの面方向長さｄｒを縮小することができるので、記録層１０１における記録密度を向上させることができる。
【０２４６】
例えば情報光学系１５０は、ウェッジプリズム１６１の取付方向や取付角度等の設定により、光ディスク１００におけるトラックに沿った方向（すなわち円周方向）に関して面方向長さＤｒを縮小することができる。
【０２４７】
これにより光ディスク装置１１０は、光ディスク１００における円周方向に関する情報の記録密度を高めることができるので、記録容量を増加させ得ると共に、当該光ディスク１００の回転速度をあまり高めることなく、情報の記録速度を高めることができる。
【０２４８】
また情報光学系１５０は、ウェッジプリズム１６１の取付方向や取付角度等の設定により、光ディスク１００における半径方向に関して面方向長さＤｒを縮小することもできる。
【０２４９】
これにより光ディスク装置１１０は、光ディスク１００におけるトラック同士の間隔（いわゆるトラックピッチ）を狭めることができるので、記録容量を増加させることができる。
【０２５０】
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、ウェッジプリズム１６１により互いに相違する屈折角で屈折させる。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と特異スロープ光ＬＥＳによるエネルギー集中領域ＲＥとの重複範囲を縮小することができる。この結果、情報光学系１５０は、記録層１０１における記録マークＲＭの面方向長さｄｒを縮小でき、情報の記録密度を高めることができる。
【０２５１】
＜４．第２の実施の形態＞
［４−１．光ディスク装置の構成］
第２の実施の形態では、第１の実施の形態における光ディスク装置１１０（図２７）と対応する光ディスク装置２１０により、光ディスク１００に対し情報の記録及び再生を行うようになされている。
【０２５２】
光ディスク装置２１０は、光ディスク装置１１０と比較して、光ピックアップ１１７に代わる光ピックアップ２１７が設けられている点が異なっているものの、他の点については同様に構成されている。
【０２５３】
［４−２．光ピックアップの構成］
図２９との対応部分に同一符号を付した図３８に示すように、光ピックアップ２１７は、光ピックアップ１１７と比較して、情報光学系１５０に代わる情報光学系２５０が設けられている点が異なっているものの、他の点は同様に構成されている。
【０２５４】
情報光学系２５０は、情報光学系２５０と比較して、ウェッジプリズム１６１に代わる回折格子板２６１が設けられている点が異なっているものの、他の点は同様に構成されている。
【０２５５】
ここで、情報光学系２５０における一部の部品を図３４と対応する図３９に示す。図３９に示す情報光学系２５０は、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、回折格子板２６１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。
【０２５６】
回折格子板２６１は、図４０に示すように、情報光ビームＬＭが入射される入射面２６１Ｊが平面状に形成される一方、出射面２６１Ｋには多数の溝が刻まれることにより回折格子２６１Ｇが形成されている。
【０２５７】
ここで回折格子板２６１は、出射面２６１Ｋに形成された回折格子２６１Ｇの一般的な性質により、情報光ビームＬＭの波長に応じて回折角を相違させる。
【０２５８】
また回折格子板２６１は、ウェッジプリズム１６１と同様にＢＫ７と呼ばれる光学ガラス材料で構成されており、光の波長に応じて屈折率が相違している。実際上回折格子板２６１を構成するガラス材料は、波長４０５［ｎｍ］の光については屈折率が１．５３０であり、波長３９８［ｎｍ］の光については屈折率が１．５３１となっている。
【０２５９】
すなわち回折格子板２６１は、情報光ビームＬＭとしての特異ピーク光ＬＥＰ（波長３９８［ｎｍ］）と特異スロープ光ＬＥＳ（波長４０４［ｎｍ］）について、互いに相違する回折角でそれぞれ回折させる。
【０２６０】
これにより特異ピーク光ＬＥＰは、図３９に示したように、第１の実施の形態（図３４）と同様、その光軸ＸＰが特異スロープ光ＬＥＳの光軸ＸＳから離隔し、当該光軸ＸＰから僅かに離れて進行する。
【０２６１】
これに伴い光ディスク１００の記録層１０１では、第１の実施の形態（図３６）と同様、特異ピーク光ＬＥＰの焦点ＦＭＰが、特異スロープ光ＬＥＳの焦点ＦＭＳから光ディスク１００の面方向に距離ΔＦだけ離隔した位置に形成される。
【０２６２】
この結果記録層１０１では、やはり第１の実施の形態（図３３（Ｂ））と同様、、吸収変化領域ＲＡ及びエネルギー集中領域ＲＥが重なった部分に、図３３（Ａ）の場合よりも面方向長さｄｒが大幅に短縮された記録マークＲＭが形成される。
【０２６３】
ところで、回折格子板２６１における入射面２６１Ａの法線ＸＪと、入射する情報光ビームＬＭとのなす角度を入射角θとすると、当該回折格子板２６１の光学的性質により、光軸ＸＰが光軸ＸＳから離隔する度合いは当該入射角θに応じて変化する。図４１は、情報光学系２５０における入射角θと焦点間の距離ΔＦとの関係を示す。
【０２６４】
また回折格子板２６１の回折格子２６１Ｇは、回折格子としての原理上、その溝のピッチに応じて情報光ビームＬＭの回折角を相違させる。図４２は、情報光ビームＬＭの入射角θを０［°］としたときの、回折格子２６１Ｇの溝のピッチと焦点間の距離ΔＦとの関係を示す。
【０２６５】
ここで図４１及び図４２を比較すると、情報光学系２５０における焦点間の距離ΔＦは、回折格子板２６１に対する入射角θの変化に対しては殆ど変化しないものの、回折格子２６１Ｇにおける溝のピッチに応じて大きく変化することがわかる。
【０２６６】
実際上情報光学系２５０は、回折格子板２６１に対する情報光ビームＬＭの入射角θを０［°］とし、回折格子２６１Ｇにおける溝のピッチを２２．２［μｍ］、すなわち１μｍあたりの溝数を約０．０４５としている。この場合、図４２に示した関係から、焦点間の距離ΔＦは、第１の実施の形態とほぼ同等の約０．４１［μｍ］となる。
【０２６７】
これにより情報光学系２５０は、記録マークＲＭの面方向長さｄｒを、第１の実施の形態とほぼ同様の０．１７［μｍ］とすることができる。
【０２６８】
このように回折格子板２６１は、特異スロープ光ＬＥＳと特異ピーク光ＬＥＰとを互いに相違する回折角度で回折させ、第１の実施の形態と同様に、記録層１０１内に集光されてなる焦点ＦＭＰ及び焦点ＦＭＳを互いに離隔させる。これにより情報光学系２５０は、吸収変化領域ＲＡの形成位置を光ディスク１００の面方向にずらし、エネルギー集中領域ＲＥと部分的に重ねることにより、面方向長さｄｒが比較的小さい記録マークＲＭを形成することができる。
【０２６９】
［４−３．動作及び効果］
以上の構成において、光ディスク装置２１０の情報光学系２５０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。
【０２７０】
その後情報光学系２５０は、コリメータレンズ１５２、回折格子板２６１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。
【０２７１】
回折格子板２６１は、波長３９８［ｎｍ］でなる特異ピーク光ＬＥＰと波長４０４［ｎｍ］でなる特異スロープ光ＬＥＳとを、互いに相違する回折角度でそれぞれ回折させる（図３９）。
【０２７２】
これにより特異ピーク光ＬＥＰは、光軸ＸＰが光軸ＸＳから離隔されるため、対物レンズ１１８により集光された際、特異スロープ光ＬＥＳの焦点ＦＭＳから光ディスク１００の面方向へ移動した位置に焦点ＦＭＰを形成する。
【０２７３】
従って情報光学系２５０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を、特異ピーク光ＬＥＰにより形成される吸収変化領域ＲＡの内部ではなく、当該吸収変化領域ＲＡから一部はみ出すよう位置させることができる。
【０２７４】
この結果情報光学系２５０は、第１の実施の形態における情報光学系１５０と同様、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、比較的小さい記録マークＲＭを形成することができる（図３３（Ｂ））。
【０２７５】
また回折格子板２６１は、入射角θによっては焦点間の距離ΔＦがほとんど変化せず、回折格子２６１Ｇにおける溝のピッチに応じて焦点間の距離ΔＦが変化する（図４１、図４２）。このため光ピックアップ２１７は、回折格子板２６１の回折格子２６１Ｇにおける溝のピッチが適切に形成されていれば、当該回折格子板２６１の取付精度が低かったとしても、焦点間の距離ΔＦを所望の距離から変動させてしまうおそれが少ない。
【０２７６】
その他、情報光学系２５０は、第１の実施の形態における情報光学系１５０とほぼ同様の作用効果を奏し得る。
【０２７７】
以上の構成によれば、光ディスク装置２１０の情報光学系２５０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、回折格子板２６１により互いに相違する回折角度で回折させる。これにより情報光学系２５０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から特異スロープ光ＬＥＳによるエネルギー集中領域ＲＥを一部はみ出させることができる。この結果情報光学系２５０は、第１の実施の形態における情報光学系１５０と同様、記録層１０１における記録マークＲＭの面方向長さｄｒを縮小でき、情報の記録密度を高めることができる。
【０２７８】
＜５．他の実施の形態＞
なお上述した実施の形態においては、ウェッジプリズム１６１又は回折格子板２６１により、特異ピーク光ＬＥＰの光軸ＸＰを特異スロープ光ＬＥＳの光軸ＸＳから離隔するようにした場合について述べた。
【０２７９】
しかしながら本発明はこれに限らず、光ビームの波長に応じてその進行方向を相違させ得る他の光学素子を用いることにより、特異ピーク光ＬＥＰの光軸ＸＰを特異スロープ光ＬＥＳの光軸ＸＳから離隔するようにしても良い。
【０２８０】
また上述した第１の実施の形態においては、ウェッジプリズム１６１における入射角θを５［°］とすることにより、特異ピーク光ＬＥＰの焦点ＦＭＰと特異スロープ光ＬＥＳの焦点ＦＭＳとの焦点間の距離ΔＦを０．４１［μｍ］とする場合について述べた。
【０２８１】
しかしながら本発明はこれに限らず、ウェッジプリズム１６１における入射角θを変化させることにより焦点間の距離ΔＦを種々の値とするようにしても良い。この場合、焦点間の距離ΔＦが特異ピーク光ＬＥＰにおけるビーム径ｄｐを超えない範囲であれば、記録マークＲＭを形成することが可能となる。第２の実施の形態についても同様である。
【０２８２】
さらに記録マークＲＭとしては、読出時に情報光ビームＬＭが照射された際に、フォトディテクタ１６７において検出可能な程度の光強度でなる情報反射光ビームＬＭｒを反射できるような大きさであれば良い。例えば、上述したように面方向長さｄｒを０．１７［μｍ］以上とすることが考えられる。
【０２８３】
さらに上述した第１の実施の形態においては、ウェッジプリズム１６１をガラス材料ＢＫ７により構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、他の種々のガラス材料や樹脂材料等によりウェッジプリズム１６１を構成するようにしても良い。この場合、ウェッジプリズム１６１の構成材料が光の波長に応じて異なる屈折率を呈すれば良い。またウェッジプリズム１６１に代えて、他の種々の形状でなるプリズムを用いるようにしても良い。
【０２８４】
さらに上述した第２の実施の形態においては、回折格子板２６１の回折格子２６１Ｇにおける溝のピッチを２２．２［μｍ］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、記録層１０１に形成したい記録マークＲＭの面方向長さｄｒに応じて、当該溝のピッチを任意に設定すれば良い。また回折格子板２６１の構成材料としては、他の種々のガラス材料や樹脂材料等を用いることができる。
【０２８５】
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。
【０２８６】
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。
【０２８７】
さらに上述した第１及び第２の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。特に第２の実施の形態の場合、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スポットサイズ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。
【０２８８】
さらに上述した第１及び第２の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。
【０２８９】
さらに上述した第１及び第２の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。
【０２９０】
さらに上述した第２の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。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。
【０２９１】
さらに上述した実施の形態においては、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。
【０２９２】
さらに上述した第１及び第２の実施の形態においては、サーボ層１０４を用いてサーボ制御を実行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、例えば記録層１０１内に予めサーボ制御用のサーボ用マークが形成されており、当該サーボ用マークを用いてサーボ制御が実行されるようにしても良い。この場合、光ディスク１００においてサーボ層１０４は不要となる。
【０２９３】
さらに上述した第１及び第２の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。
【０２９４】
さらに上述した第２の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
【０２９５】
さらに上述した第２の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。
【０２９６】
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、レーザ光離隔部としてのウェッジプリズム１６１又は回折格子板２６１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、レーザ光離隔部と、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。
【０２９７】
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、レーザ光離隔部としてのウェッジプリズム１６１又は回折格子板２６１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、レーザ光離隔部と、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】
【０２９８】
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】
【０２９９】
【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】光ディスク装置の全体構成を示す略線図である。
【図２８】光ディスクの構成を示す略線図である。
【図２９】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３０】サーボ光ビームの光路を示す略線図である。
【図３１】情報光ビームの光路を示す略線図である。
【図３２】仮想光学系の構成を示す略線図である。
【図３３】記録マークの形成の説明に供する略線図である。
【図３４】情報光学系の構成（１）を示す略線図である。
【図３５】ウェッジプリズムの構成を示す略線図である。
【図３６】光ディスクにおける焦点の位置の説明に供する略線図である。
【図３７】入射角と焦点間の距離との関係を示す略線図である。
【図３８】第２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３９】情報光学系の構成（２）を示す略線図である。
【図４０】回折格子板の構成を示す略線図である。
【図４１】入射角と焦点間の距離との関係を示す略線図である。
【図４２】回折格子の溝密度と焦点間の距離との関係を示す略線図である。
【符号の説明】
【０３００】
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、２５０……情報光学系、１６１……ウェッジプリズム、２６１……回折格子板、２６１Ｇ……回折格子、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】
2010092520.tif 000007
【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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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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