(57)【要約】強誘電性をもつ記録再生部材に残留分極として信号を記録し、再生用光束を照射することで発生する光高調波がこの残留分極の方向により位相が異なることを、例えば記録再生部材以外の光路中に配置した一様に分極された参照部材で発生する光高調波と位相比較することにより検出する。従来の光学的記録再生技術を活用できることから、多層媒体としての利用価値が高い。よって、光学的記録再生層の多層化を容易に実現することができ、記録容量の飛躍的な増大を図ることができる。
2002073612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電界の印加により分極方向が変化して残留することがあり、かつ光の照射により光高調波を発生する電気光学材料層と、前記電気光学材料層の表裏に配置された電極層とを含む光学的記録再生媒体を載置するステージと、
前記ステージに載置された前記光学的記録再生媒体に光を照射する光源と、
前記ステージに載置された前記光学的記録再生媒体の電極層に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記ステージに載置された前記光学的記録再生媒体から発生した光高調波の位相を検出する検出手段と、
を具備することを特徴とする光学的記録再生装置。
【請求項２】
前記光学的記録再生媒体から発生した光高調波と干渉する参照光を前記光高調波に重畳するように出力する手段を更に具備し、
前記検出手段は、前記参照光と重畳した光高調波の強度を検出することで、光高調波の位相を検出する
ことを特徴とする請求項１記載の光学的記録再生装置。
【請求項３】
前記参照光の光強度が前記光学的記録再生媒体から発生した光高調波の光強度と略同一である
ことを特徴とする請求項２記載の光学的記録再生装置。
【請求項４】
前記光学的記録再生媒体は、前記電気光学材料層および前記電極層のそれぞれを、少なくとも２以上、交互に積層したものであることを特徴とする請求項１記載の光学的記録再生装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記ステージに載置された前記光学的記録再生媒体から発生した高調波の強度に対応した強度信号を出力するものであり、
前記強度検出手段から出力された前記強度信号に基づき、前記電圧印加手段の出力電圧を制御する電圧制御手段
を更に具備することを特徴とする光学的記録再生装置。
【請求項６】
前記光源から前記光学的記録再生媒体に入射する入射光が該光学的記録再生媒体の面法線方向に対して傾いている
ことを特徴とする請求項５記載の光学的記録再生装置。
【請求項７】
前記電気光学材料層が、所定の電界の印加により分極方向が変化する強誘電性を有する
ことを特徴とする請求項５記載の光学的記録再生装置。
【請求項８】
前記電圧制御手段が、前記検出手段から出力される前記強度信号に対応する前記高調波の強度が所定の値より大きくなるように前記電圧印加手段の出力電圧を制御する
ことを特徴とする請求項５記載の光学的記録再生装置。
【請求項９】
前記光学的記録再生媒体は、前記電気光学材料層を複数有し、
前記各電気光学材料層は、励起光の入射により光高調波を発生し、該励起光と該光高調波の屈折率差により該光高調波の位相が逆転するコヒーレント長以下の厚さの強誘電体非線形光学材料を有し、
前記光学的記録再生媒体の前記電極層は、前記複数の電気光学材料層の間に配設され
前記電圧印加手段は、前記ステージに載置された前記光学的記録再生媒体の前記電気光学材料層に交互に方向が逆転する電界を印加するものである
ことを特徴とする請求項１記載の光学的記録再生装置。
【請求項１０】
前記光源から照射された光から前記光高調波と干渉する参照光を発生する参照光発生手段と、
前記光学的記録再生媒体から発生した光高調波と前記参照光とを混合し、該光高調波と該参照光とが干渉した干渉光を出力する光混合手段と、
前記混合手段から出力された前記干渉光の強度を検出する検出手段と、を更に具備することを特徴とする請求項９記載の光学的記録再生装置。
【請求項１１】
前記光学的記録再生媒体は、前記電気光学材料層を複数有し、かつ、前記各電気光学材料層は電界の印加により屈折率が変化する電気光学材料層であり、
前記電圧印加手段は、前記ステージに設置された前記光学的記録再生媒体の任意の電気光学材料層に電界を印加するものであり、
前記電界印加手段による電界の印加により屈折率が変化した電気光学材料層を検出する層検出手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項１記載の光学的記録再生装置。
【請求項１２】
前記光学的記録再生媒体の電極層が、
前記複数の電気光学材料層それぞれの間に配置され、かつ前記光源から照射される光の波長において該電気光学材料層と略同一の屈折率を有する
ことを特徴とする請求項１１記載の光学的記録再生装置。
【請求項１３】
前記光学的記録再生媒体の電極層が、
前記複数の電気光学材料層それぞれの間に配置され、かつ前記光源から照射される光の波長において該電気光学材料層と略同一の屈折率を有する一対のものであり、
前記一対の電極層の間に配置され、かつ前記光源から照射される光の波長において前記電気光学材料層と略同一の屈折率を有する中間層を備える
ことを特徴とする請求項１１記載の光学的記録再生装置。
【請求項１４】
前記光学的記録再生媒体に入射する光を偏光する偏光手段をさらに具備することを特徴とする請求項１１記載の光学的記録再生装置。
【請求項１５】
前記光学的記録再生媒体が、前記電気光学材料層間に配置され、かつ所定の偏光成分の少なくとも一部を反射する偏光反射層をさらに有する
ことを特徴とする請求項１４記載の光学的記録再生装置。
【請求項１６】
前記光源と前記ステージの間にあって、前記光源が発した光を前記光学的記録再生媒体の任意の電気光学材料層に集束する光集束手段
をさらに具備することを特徴とする請求項１１記載の光学的記録再生装置。
【請求項１７】
前記層検出手段が、前記光集束手段によって集束された集束光の層方向集束位置に対応した集束位置信号を出力する集束位置信号出力手段を有する
ことを特徴とする請求項１６記載の光学的記録再生装置。
【請求項１８】
前記光学的記録再生媒体が、前記電気光学材料層間に配置され、所定の偏光成分の少なくとも一部を反射し、かつ互いに反射率の相異する複数の領域を有する偏光反射層をさらに備え、
前記複数の領域の反射率の相異に基づき前記光学的記録再生媒体上に集束された集束光の面内集束位置を検出する集束位置検出手段を具備する
ことを特徴とする請求項１６記載の光学的記録再生装置。
【請求項１９】
前記電気光学材料層を構成する電気光学材料層が、前記光源が照射した光の光高調波を発生する非線形光学材料かつ、電界の印加により残留分極の分極方向が変化する強誘電体材料である
ことを特徴とする請求項１１記載の光学的記録再生装置。
【請求項２０】
前記電気光学材料層が発生した光高調波の位相に基づく再生信号を出力する再生信号出力手段
をさらに具備することを特徴とする請求項１９記載の光学的記録再生装置。
【請求項２１】
前記電気光学材料層が発生した光高調波と干渉可能な参照光を発生する参照光発生手段
をさらに具備することを特徴とする請求項２０記載の光学的記録再生装置。
【請求項２２】
前記ステージに載置される光学的記録再生媒体は、前記光源から照射される光の焦点深度内に前記電気光学材料層と共に配置され、前記光源から照射される光を入射して前記電気光学材料層から発生する光高調波と干渉する参照光を発生する参照光発生層をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の光学的記録再生装置。
【請求項２３】
前記ステージに載置される光学的記録再生媒体は、前記電気光学材料層と隣接するように前記参照光発生層が配置されていることを特徴とする請求項２２記載の光学的記録再生装置。
【請求項２４】
前記ステージに載置される光学的記録再生媒体は、前記電気光学材料層と前記参照光発生層との光束通過方向の合算した厚みが、コヒーレント長以下であることを特徴とする請求項２３記載の光学的記録再生装置。
【請求項２５】
前前記ステージに載置される光学的記録再生媒体は、前記電気光学材料層の光束通過方向の厚さ及び前記参照光発生層の光束通過方向の厚さが、それぞれコヒーレント長とほぼ等しいこと特徴とする請求項２３記載の光学的記録再生装置。
【請求項２６】
前記ステージに載置される光学的記録再生媒体は、前記電気光学材料層及び前記参照光発生層間には照射される光の波長において前記電気光学材料層及び前記参照光発生層のうち少なくとも一方と略同一の屈折率を有する中間層をさらに具備することを特徴とする請求項２３記載の光学的記録再生装置。
【請求項２７】
前記ステージに載置される前記光学的記録再生媒体は、前記電気光学材料層および前記電極層のそれぞれを、少なくとも２以上、交互に積層し、かつ、前記複数の電極層を前記の積層方向の端面に表出させる切り欠き部を有するものであり、
前記ステージを前記光学的記録再生媒体とともに移動させる移動手段と、
前記ステージに配設され、このステージに載置された前記光学的記録再生媒体の前記積層方向の端面に表出した前記複数の電極層に電気的に接続される複数の電極端子とを更に具備し、
前記電圧印加手段は、前記複数の電極端子に選択的に電圧を印加するものである
ことを特徴とする請求項１記載の光学的記録再生装置。
【請求項２８】
前記電圧印加手段が、
前記ステージに設けられた回路部と、前記ステージの外部に設けられた回路部と、前記外部の回路部から前記ステージの回路部へ電力を非接触で伝達する伝達手段とを備え、
前記外部の回路部が、電力に層識別信号を重畳して前記伝達手段を通じて前記ステージの回路部に伝達する手段を有し、
前記ステージの回路部が、前記外部の回路部から非接触で伝達された電力から前記光学的記録再生媒体の前記電極に印加する電圧を生成する手段と、前記外部の回路部から非接触で伝達された電力から前記層識別信号を分離する手段と、この分離された前記層識別信号に基づいて前記電圧を印加する電極端子を切り替える手段と
を有することを特徴とする請求項２７記載の光学的記録再生装置。
【請求項２９】
電界の印加により屈折率が変化する複数の電気光学材料層を有する光学的記録再生媒体を設置するステージと、
前記ステージに設置された前記光学的記録再生媒体に光を照射する光源と、
前記ステージに設置された前記光学的記録再生媒体の任意の電気光学材料層に電界を印加する電界印加手段と、
前記電界印加手段による電界の印加により屈折率が変化した電気光学材料層を検出する層検出手段と、
を具備することを特徴とする光学的記録再生装置。
【請求項３０】
前記光学的記録再生媒体が、
前記複数の電気光学材料層それぞれの間に配置され、かつ前記光源から照射される光の波長において該電気光学材料層と略同一の屈折率を有する電極層を備える
ことを特徴とする請求項２９記載の光学的記録再生装置。
【請求項３１】
前記光学的記録再生媒体が、
前記複数の電気光学材料層それぞれの間に配置され、かつ前記光源から照射される光の波長において該電気光学材料層と略同一の屈折率を有する一対の電極層と、
前記一対の電極層の間に配置され、かつ前記光源から照射される光の波長において前記電気光学材料層と略同一の屈折率を有する中間層と、を備える
ことを特徴とする請求項２９記載の光学的記録再生装置。
【請求項３２】
前記光学的記録再生媒体に入射する光を偏光する偏光手段をさらに具備することを特徴とする請求項２９記載の光学的記録再生装置。
【請求項３３】
前記光学的記録再生媒体が、前記電気光学材料層間に配置され、かつ所定の偏光成分の少なくとも一部を反射する偏光反射層をさらに有する
ことを特徴とする請求項２９記載の光学的記録再生装置。
【請求項３４】
前記光源と前記ステージの間にあって、前記光源が発した光を前記光学的記録再生媒体の任意の電気光学材料層に集束する光集束手段
をさらに具備することを特徴とする請求項２９記載の光学的記録再生装置。
【請求項３５】
前記層検出手段が、前記光集束手段によって集束された集束光の層方向集束位置に対応した集束位置信号を出力する集束位置信号出力手段を有する
ことを特徴とする請求項３４記載の光学的記録再生装置。
【請求項３６】
前記光学的記録再生媒体が、前記電気光学材料層間に配置され、所定の偏光成分の少なくとも一部を反射し、かつ互いに反射率の相異する複数の領域を有する偏光反射層をさらに備え、
前記光学的記録再生装置が、前記複数の領域の反射率の相異に基づき前記光学的記録再生媒体上に集束された集束光の面内集束位置を検出する集束位置検出手段を具備する
ことを特徴とする請求項３４記載の光学的記録再生装置。
【請求項３７】
前記電気光学材料層を構成する電気光学材料が、前記光源が照射した光の２次高調波を発生する非線形光学材料かつ、電界の印加により残留分極の分極方向が変化する強誘電体材料である
ことを特徴とする請求項２９記載の光学的記録再生装置。
【請求項３８】
前記電気光学材料層が発生した２次高調波の位相に基づく再生信号を出力する再生信号出力手段
をさらに具備することを特徴とする請求項３７記載の光学的記録再生装置。
【請求項３９】
前記電気光学材料層が発生した２次高調波と干渉可能な参照光を発生する参照光発生手段
をさらに具備することを特徴とする請求項３８記載の光学的記録再生装置。
【請求項４０】
複数の光学的記録再生媒体層とこの光学的記録再生媒体層に電界を印加するための複数の電極とを有する積層媒体と、前記複数の電極を前記積層媒体の積層方向の端面に表出させる切り欠き部とを有する光学的記録再生媒体を保持する媒体保持部と、
この媒体保持部を前記光学的記録再生媒体とともに移動させる移動手段と、
前記媒体保持部に配設され、この媒体保持部に保持された前記光学的記録再生媒体の前記積層方向の端面に表出した前記複数の電極に電気的に接続される複数の電極端子と、
前記複数の電極端子に選択的に電圧を加える電圧印加手段と
を具備することを特徴とする光学的記録再生装置。
【請求項４１】
前記電圧印加手段が、
前記媒体保持部に設けられた回路部と、前記媒体保持部の外部に設けられた回路部と、前記外部の回路部から前記媒体保持部の回路部へ電力を非接触で伝達する伝達手段とを備え、
前記外部の回路部が、電力に層識別信号を重畳して前記伝達手段を通じて前記媒体保持部の回路部に伝達する手段を有し、
前記媒体保持部の回路部が、前記外部の回路部から非接触で伝達された電力から前記積層媒体の前記電極に印加する電圧を生成する手段と、前記外部の回路部から非接触で伝達された電力から前記層識別信号を分離する手段と、この分離された前記層識別信号に基づいて前記電圧を印加する電極端子を切り替える手段と
を有することを特徴とする請求項４０記載の光学的記録再生装置。
【請求項４２】
電界の印加により分極方向が変化して残留することがあり、かつ光の照射により光高調波を発生する電気光学材料層を含む光学的記録再生媒体を載置するステージと、
前記ステージに載置された前記光学的記録再生媒体に光を照射する光源と、
前記ステージに載置された前記光学的記録再生媒体から発生した光高調波の位相を検出する検出手段と、
を具備することを特徴とする光学的再生装置。
【請求項４３】
前記光学的記録再生媒体から発生した光高調波と干渉する参照光を前記光高調波に重畳するように出力する手段を更に具備し、
前記検出手段は、前記参照光と重畳した光高調波の強度を検出することで、前記光高調波の位相を検出する
ことを特徴とする請求項４２記載の光学的再生装置。
【請求項４４】
前記参照光の光強度が前記光学的記録再生媒体から発生した光高調波の光強度と略同一である
ことを特徴とする請求項４３記載の光学的再生装置。
【請求項４５】
前記光学的記録再生媒体は、前記電気光学材料層を積層したものであることを特徴とする請求項４２記載の光学的再生装置。
【請求項４６】
前記ステージに載置される光学的記録再生媒体は、前記光源から照射される光の焦点深度内に前記電気光学材料層と共に配置され、前記光源から照射される光を入射して前記電気光学材料層から発生する光高調波と干渉する参照光を発生する参照光発生層をさらに具備することを特徴とする請求項４２記載の光学的再生装置。
【請求項４７】
前記ステージに載置される光学的記録再生媒体は、前記電気光学材料層と隣接するように前記参照光発生層が配置されていることを特徴とする請求項４６記載の光学的再生装置。
【請求項４８】
前記ステージに載置される光学的記録再生媒体は、前記電気光学材料層と前記参照光発生層との光束通過方向の合算した厚みが、コヒーレント長以下であることを特徴とする請求項４７記載の光学的再生装置。
【請求項４９】
前前記ステージに載置される光学的記録再生媒体は、前記電気光学材料層の光束通過方向の厚さ及び前記参照光発生層の光束通過方向の厚さが、それぞれコヒーレント長とほぼ等しいこと特徴とする請求項４７記載の光学的再生装置。
【請求項５０】
前記ステージに載置される光学的記録再生媒体は、前記電気光学材料層及び前記参照光発生層間には照射される光の波長において前記電気光学材料層及び前記参照光発生層のうち少なくとも一方と略同一の屈折率を有する中間層をさらに具備することを特徴とする請求項４７記載の光学的再生装置。
【請求項５１】
電界の印加により分極方向が変化して残留することがあり、かつ光の照射により光高調波を発生する電気光学材料層を、具備することを特徴とする光学的記録再生媒体。
【請求項５２】
前記電気光学材料層の表裏に配置された電極層を更に具備することを特徴とする請求項５１記載の光学的記録再生媒体。
【請求項５３】
前記電気光学材料層は複数の層に積層されていることを特徴とする請求項５１記載の光学的記録再生媒体。
【請求項５４】
前記積層された電気光学材料層間に挟まれる共に、前記積層された電気光学材料層の最上層及び最下層の表面に設けられた電極層を具備することを特徴とする請求項５３記載の光学的記録再生媒体。
【請求項５５】
前記各電気光学材料層は、コヒーレント長以下の厚さであることを特徴とする請求項５３記載の光学的記録再生媒体。
【請求項５６】
前記複数の電気光学材料層の積層方向において、前記各電気光学材料層それぞれの分極方向が交互に反転していることを特徴とする請求項５３記載の光学的記録再生媒体。
【請求項５７】
前記複数の電極層を一つ置きに相互に電気的に接続する配線をさらに具備することを特徴とする請求項５４記載の光学的記録再生媒体。
【請求項５８】
前記電気光学材料層を複数有し、
前記各電気光学材料層は、励起光の入射により光高調波を発生し、該励起光と該光高調波の屈折率差により該光高調波の位相が逆転するコヒーレント長以下の厚さの強誘電体非線形光学材料層であり、
前記複数の強誘電体非線形光学材料層の間に配設された複数の電極層を具備することを特徴とする請求項５１記載の光学的記録再生媒体。
【請求項５９】
前記複数の強誘電体非線形光学材料層の積層方向において、強誘電体非線形光学材料層それぞれの分極方向が交互に反転している
ことを特徴とする請求項５８記載の光学的記録再生媒体。
【請求項６０】
前記複数の電極層を一つ置きに相互に電気的に接続する配線をさらに具備することを特徴とする請求項５８記載の光学的記録再生媒体。
【請求項６１】
前記電気光学材料層と前記電極層とを有する積層媒体層が複数積層されている
ことを特徴とする請求項５８記載の光学的記録再生媒体。
【請求項６２】
前記各電気光学材料層は、電界の印加により屈折率が変化する
ことを特徴とする請求項５４記載の光学的記録再生媒体。
【請求項６３】
前記電極層は、所定の光の波長において該電気光学材料層と略同一の屈折率を有することを特徴とする請求項６２記載の光学的記録再生媒体。
【請求項６４】
前記複数の電気光学材料層それぞれの間に配置され、かつ所定の光の波長において該電気光学材料層と略同一の屈折率を有する一対の電極層と、
前記一対の電極層の間に配置され、かつ前記所定の光の波長において透光性および前記電気光学材料層と略同一の屈折率を有する中間層と、
をさらに具備することを特徴とする請求項６２記載の光学的記録再生媒体。
【請求項６５】
前記電気光学材料層間に配置され、かつ所定の偏光成分の少なくとも一部を反射する偏光反射層をさらに具備することを特徴とする請求項５８記載の光学的記録再生媒体。
【請求項６６】
前記偏光反射層が互いに反射率の異なる複数の領域を有することを特徴とする請求項６５記載の光学的記録再生媒体。
【請求項６７】
前記照射される光の焦点深度内に前記電気光学材料層と共に配置され、前記光の照射により前記電気光学材料層から発生する光高調波と干渉する参照光を発生する参照光発生層
をさらに具備することを特徴とする請求項５１記載の光学的記録再生媒体。
【請求項６８】
前記電気光学材料層と隣接するように前記参照光発生層が配置されている
ことを特徴とする請求項６７記載の光学的記録再生媒体。
【請求項６９】
前記電気光学材料層に電圧を印加するための電極層
を有することを特徴とする請求項６７記載の光学的記録再生媒体。
【請求項７０】
前記参照光発生層の前記照射される光に対する屈折率が前記電気光学材料層の前記照射される光に対する屈折率とほぼ等しい
ことを特徴する請求項６７記載の光学的記録再生媒体。
【請求項７１】
前記参照光発生層と前記電気光学材料層とは、照射される光の波長において屈折率がほぼ等しく材質が異なる
ことを特徴とする請求項６７記載の光学的記録再生媒体。
【請求項７２】
前記電気光学材料層と前記参照光発生層との光束通過方向の合算した厚みが、コヒーレント長以下である
ことを特徴とする請求項６７記載の光学的記録再生媒体。
【請求項７３】
前記電気光学材料層の光束通過方向の厚さ及び前記参照光発生層の光束通過方向の厚さが、それぞれコヒーレント長とほぼ等しい
ことを特徴とする請求項６７記載の光学的記録再生媒体。
【請求項７４】
前記電気光学材料層と前記参照光発生層とを有する積層体層が複数積層されている
ことを特徴とする請求項６７記載の光学的記録再生媒体。
【請求項７５】
複数の前記積層体層間に配置され、照射される光の波長において前記電気光学材料層及び前記参照光発生層のうち少なくとも一方と略同一の屈折率を有する中間層
をさらに具備することを特徴とする請求項７４記載の光学的記録再生媒体。
【請求項７６】
前記電気光学材料層および前記電極層のそれぞれを、少なくとも２以上、交互に積層し、かつ、前記複数の電極層を前記の積層方向の端面に表出させる切り欠き部を有する
ことを特徴とする請求項５２記載の光学的記録再生媒体。
【請求項７７】
複数の光学的記録再生媒体層とこの光学的記録再生媒体層に電界を印加するための複数の電極とを有する積層媒体と、
前記複数の電極を前記積層媒体の積層方向の端面に表出させる切り欠き部と
を有することを特徴とする光学的記録再生媒体。
【請求項７８】
前記光学的記録再生媒体層に電界を印加するための複数の電極が、この光学的記録再生媒体層の両面に配設された複数の電極層であることを特徴とする請求項７７記載の光学的記録再生媒体。
【請求項７９】
前記光学的記録再生媒体層が電界の印加により屈折率が変化する電気光学材料からなることを特徴とする請求項７７記載の光学的記録再生媒体。
【請求項８０】
電界の印加により分極方向が変化して残留することがあり、かつ光の照射により光高調波を発生する電気光学材料層に電界を印加しながら、光を照射するステップと、
前記電気光学材料層に光を照射して前記電気光学材料層から発生した光高調波の位相を検出するステップと
を具備することを特徴とする光学的記録再生方法。
【請求項８１】
前記検出ステップは、前記光学的記録再生媒体から発生した光高調波と干渉する参照光を前記光高調波に重畳するように出力し、前記参照光と重畳した光高調波の強度を検出することで、前記光高調波の位相を検出する
ことを特徴とする請求項８０記載の光学的記録再生方法。
【請求項８２】
前記参照光の光強度が前記光学的記録再生媒体から発生した光高調波の光強度と略同一である
ことを特徴とする請求項８１記載の光学的記録再生方法。
【請求項８３】
前記照射ステップは、前記電気光学材料層の表裏に配置された電極層を介して前記電気光学材料層に電圧を印加しつつ、光を照射することを特徴とする請求項８１記載の光学的記録再生方法。
【請求項８４】
光の照射により高調波を発生し、かつ電界の印加により屈折率が変化する電気光学材料層に電界を印加しながら、光を照射する照射ステップと、
前記照射ステップでの光の照射により前記電気光学材料層から発生した高調波を検出して、該高調波の強度に対応した強度信号を得る検出ステップと、
前記検出ステップで得られた前記強度信号に基づき、前記電気光学材料層に印加した電界を制御する制御ステップと、
を具備することを特徴とする光学的記録再生方法。
【請求項８５】
電界の印加により分極方向が変化し、かつ励起光の入射により光高調波を発生する強誘電体非線形光学材料層であって、該励起光と該光高調波の屈折率差により該光高調波の位相が逆転するコヒーレント長以下の厚さの複数の強誘電体非線形光学材料層に交互に方向が逆転する電界を印加しながら、該複数の強誘電体非線形光学材料層を局部的に加熱する
ことを特徴とする光学的記録方法。
【請求項８６】
電界の印加により分極方向が変化して残留することがあり、かつ光の照射により光高調波を発生する電気光学材料層をステージに載置するステップと、
前記ステージに載置された電気光学材料層に光を照射して前記電気光学材料層から発生した光高調波の位相を検出するステップと
を具備することを特徴とする光学的再生方法。
【請求項８７】
電界の印加により屈折率が変化する複数の電気光学材料層のいずれかに電界を印加し、屈折率が変化した電気光学材料層を検出することを特徴とする光学的層検出方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、例えば光学的記録再生装置、光学的再生装置、光学的記録再生媒体、光学的記録再方法、光学的記録方法、光学的再生方法及び光学的層検出方法に関する。
背景技術
近年の情報化社会を反映して、光学的な記録および再生に係る光学的記録再生媒体の大容量化が進められている。
光学的記録再生媒体の大容量化に際して、光学的記録再生層を積層して多層光学的記録再生媒体とする手法がある。光学的記録再生層を積層することで、個々の光学的記録再生層の記録容量を増やさずに、光学的記録再生媒体の記録容量を増大できる。
例えば、使用する光源の波長において高い透過率を有する強誘電体などの非線形光学材料を積層して媒体に用い、収束する光束により任意の媒体で発現する光学的非線形現象を検知することで、複数の媒体層を実現する方法が提案されている。
発明の開示
光学的記録再生媒体に対する記録容量の増大化の要請は益々強っており、従来の各種方式では光学的記録再生層の多層化等に問題があり、記録容量の増大化を図ることができる新たな技術の開発が要望されている。
上記事情に鑑み、本発明は、光学的記録再生層の多層化を容易に実現することができ、記録容量の飛躍的な増大を図ることができる光学的記録再生装置、光学的再生装置、光学的記録再生媒体、光学的記録再方法、光学的記録方法、光学的再生方法及び光学的層検出方法を提供することを目的する。
本発明者等は、強誘電性をもつ記録再生部材に残留分極として信号を記録し、再生用光束を照射することで発生する光高調波がこの残留分極の方向により位相が異なることを、例えば記録再生部材以外の光路中に配置した一様に分極された参照部材で発生する光高調波と位相比較することにより検出する技術を創案した。かかる技術は、従来の光学的記録再生技術を活用できることから、多層媒体としての利用価値が高い。よって、光学的記録再生層の多層化を容易に実現することができ、記録容量の飛躍的な増大を図ることができる。
（１）本発明の主たる観点に係る光学的記録再生装置は、電界の印加により分極方向が変化して残留することがあり、かつ光の照射により光高調波を発生する電気光学材料層と、前記電気光学材料層の表裏に配置された電極層とを含む光学的記録再生媒体を載置するステージと、前記ステージに載置された前記光学的記録再生媒体に光を照射する光源と、前記ステージに載置された前記光学的記録再生媒体の電極層に電圧を印加する電圧印加手段と、前記ステージに載置された前記光学的記録再生媒体から発生した光高調波の位相を検出する検出手段と、を具備することを特徴とする。
電気光学材料層に電圧を印加し、分極方向を制御して残留させることで、光学的記録再生媒体に対して情報の記録を行うことができる。一方、電気光学材料層に光の照射すると光高調波が発生するが、分極方向に応じて発生した光高調波の位相が変化することから、この位相の変化を検出することで、光学的記録再生媒体に記録された情報の再生を行うことできる。
前記光学的記録再生媒体から発生した光高調波と干渉する参照光を前記光高調波に重畳するように出力する手段を更に具備し、前記検出手段が、前記参照光と重畳した光高調波の強度を検出することで、光高調波の位相を検出するようにしてもよい。
光学的記録再生媒体から発生した光高調波を参照光と干渉させることで、光高調波の位相を光の強弱に変換できる。
前記参照光の光強度が前記光学的記録再生媒体から発生した光高調波の光強度と略同一であるようにしてもよい。
上記の変換された光の強弱を極大・極小化することができる。
前記光学的記録再生媒体は、前記電気光学材料層および前記電極層のそれぞれを、少なくとも２以上、交互に積層したものでもよい。
それぞれに情報を記録できる電気光学材料層を積層することで、記憶できる情報量が増大する。
本発明は、上記の光学的記録再生装置において、前記検出手段が、前記ステージに載置された前記光学的記録再生媒体から発生した高調波の強度に対応した強度信号を出力するものであり、前記強度検出手段から出力された前記強度信号に基づき、前記電圧印加手段の出力電圧を制御する電圧制御手段を更に具備するものである。
照射光（励起光）と光高調波は波長が異なることから、光学材料での屈折率、即ち位相速度が互いに異なることが通例である（屈折率の波長分散）。この位相速度の相違により、光路中を通過する励起光より異なる箇所で発生した高調波は、距離が離れるほど互いの位相の相違が大きくなり、いわゆるコヒーレント長よりも大きい距離では互いの位相が逆転し高調波同士が打ち消し合うことになる。従って、高調波を利用した光学的記録再生装置においては、高調波同士が打ち消し合うことのないように位相整合の必要があると考えられる。また、媒体（光学材料）の屈折率は、波長と温度の双方によって変動する。このため、位相整合状態を保つために、励起光の波長および媒体の温度の安定化を図ることが考えられる。しかしながら、このような波長、温度の安定化機構を光学的記録再生装置に付加することは、光学的記録再生装置の大型化あるいは費用の増加を招く可能性がある。本発明は、高調波の位相整合を簡便に行うものである。すなわち、強度検出手段から出力された前記強度信号に基づき、電気光学材料層に印加する電界を制御することにより、電気光学材料層の屈折率を変化させる。この結果、光源から発した基本波と電気光学材料層から発生する高調波それぞれに対する屈折率を一致させ、位相整合状態を保つことができる。
ここで、前記光源から前記光学的記録再生媒体に入射する入射光が該光学的記録再生媒体の面法線方向に対して傾いていてもよい。
ここでは、電気光学材料層に電界を印加することで複屈折性が付与される（電気光学材料層自体が複屈折性を有してもよい）。複屈折性材料中を伝搬する光は常光と異常光とに分離する。この異常光における屈折率が伝搬方向によって変動することから、光学的記録再生媒体に入射する入射光を該光学的記録再生媒体の面法線方向に対して適宜に傾けることで、位相整合を実現できる。
前記電気光学材料層が、所定の電界の印加により分極方向が変化する強誘電性を有してもよい。
電気光学材料層の分極方向の変化を利用して、光学的記録再生媒体への情報の記録が可能となる。
前記電圧制御手段が、前記強度検出手段から出力される前記強度信号に対応する前記高調波の強度が所定の値より大きくなるように前記電源の出力電圧を制御してもよい。
高調波の強度が所定の値より大きくなるようにすることで、安定した情報の再生が可能となる。
前記光学的記録再生媒体が、複数層の電気光学材料層および該複数の電気光学材料層間に挟まれた電極を有してもよい。
複数層の電気光学材料層を用いることで、記録できる情報量を増大できる。
本発明は、上記の光学的記録再生装置において、前記光学的記録再生媒体が、前記電気光学材料層を複数有し、前記各電気光学材料層は、励起光の入射により光高調波を発生し、該励起光と該光高調波の屈折率差により該光高調波の位相が逆転するコヒーレント長以下の厚さの強誘電体非線形光学材料を有し、前記光学的記録再生媒体の前記電極層は、前記複数の電気光学材料層の間に配設され、前記電圧印加手段は、前記ステージに載置された前記光学的記録再生媒体の前記電気光学材料層に交互に方向が逆転する電界を印加するものであることを特徴とする。
照射光（励起光）と光高調波は波長が異なることから、光学材料での屈折率、即ち位相速度が互いに異なることが通例である（屈折率の波長分散）。この位相速度の相違により、光路中を通過する励起光より異なる箇所で発生した高調波は、距離が離れるほど互いの位相の相違が大きくなり高調波同士が打ち消し合うことになる。従って、高調波を利用した光学的記録再生装置においては、高調波同士が打ち消し合うことのないように位相整合の必要があると考えられる。本発明は、光高調波技術を応用し、しかも充分な高調波強度が得られるようしたものである。すなわち、電極に電圧を印加することによって各強誘電体非線形光学材料層の分極方向を制御し、情報の記録が行える。そして、強誘電体非線形光学材料層の厚さがコヒーレント長以下であることから、各強誘電体非線形光学材料層内部で発生した光高調波が互いに弱め合うことはない。この結果、各強誘電体非線形光学材料層それぞれから、効率よく光高調波が発生し情報の再生が行える。
ここで、光学的記録再生装置が、前記光源から照射された光から参照用光高調波を発生する参照用光高調波発生手段と、前記光学的記録再生媒体から発生した再生用光高調波と前記参照用光高調波発生手段から発生した参照用光高調波とを混合し、該再生用光高調波と該参照用光高調波が干渉した干渉光を出力する光混合手段と、前記混合手段から出力された前記干渉光の強度を検出する検出手段と、をさらに具備してもよい。
光学的記録再生媒体から発生した再生用光高調波と参照用光高調波とを混合して生成された干渉光の強度を検出することで、光学的記録再生媒体からの情報の再生が行える。
なお、「参照用光高調波発生手段」は、光源から光学的記録再生媒体に至る光路中に設けてもよいし、光源から照射された光を別途に分岐した光路中に設けても差し支えない。光源から光学的記録再生媒体に至る光路中に「参照用光高調波発生手段」を設けた場合には、その光路自体が「光混合手段」として機能することになる。
本発明は、上記の光学的記録再生装置において、前記光学的記録再生媒体は、前記電気光学材料層を複数有し、かつ、前記各電気光学材料層は電界の印加により屈折率が変化する電気光学材料層であり、前記電圧印加手段は、前記ステージに設置された前記光学的記録再生媒体の任意の電気光学材料層に電界を印加するものであり、前記電界印加手段による電界の印加により屈折率が変化した電気光学材料層を検出する層検出手段を更に具備することを特徴とする。
多層光学的記録再生媒体を用いて光学的な記録、再生を行うには、記録あるいは再生に関わる光学的記録再生層を識別する必要がある。例えば、２層の記録再生層を持つＤＶＤでは、それぞれの記録再生層から光が反射されるように記録再生層に透過率を配分している。この結果、複数の記録再生層毎にその反射光に基づくいわゆるフォーカス誤差信号の発生を可能として、記録再生層それぞれを識別している。しかしながら、このような透過率を配分する方法では積層する記録再生層の層数が増加すると、下層に到達する光の強度が低下する。また各記録再生層間での光の相互干渉による弊害が生じる。このため、記録再生層の層数の増加には限界がある。本発明は、多層の記録再生層を有する光学的記録再生媒体における記録再生層の識別を容易に行うことを可能とするものである。
電気光学材料層に電界を印加して屈折率を変化させ、層検出手段により屈折率の変化した電気光学材料層を検出することにより、複数の電気光学材料層を識別できる。
ここで、前記光学的記録再生媒体が、前記複数の電気光学材料層それぞれの間に配置され、かつ前記光源から照射される光の波長において該電気光学材料層と略同一の屈折率を有する電極層を備えてもよい。
電界の印加により電気光学材料層それぞれの屈折率を変化させることで、電気光学材料層と電極層間の屈折率を異ならせ、境界反射を生じさせることができる。この境界反射光を検出することで、電気光学材料層の検出が行える。
一方、前記光学的記録再生媒体が、前記複数の電気光学材料層それぞれの間に配置され、かつ前記光源から照射される光の波長において該電気光学材料層と略同一の屈折率を有する一対の電極層と、前記一対の電極層の間に配置され、かつ前記光源から照射される光の波長において前記電気光学材料層と略同一の屈折率を有する中間層と、を備えてもよい。
電界の印加により電気光学材料層それぞれの屈折率を変化させることで、境界反射を生じさせ、電気光学材料層の検出が行える。さらに中間層を有することで、電気光学材料層間の距離を大きくして、各電気光学材料層が薄い場合でも各電気光学材料層の識別を容易に行うことができる。
光学的記録再生装置が、前記光学的記録再生媒体に入射する光を偏光する偏光手段をさらに具備してもよい。
偏光を用いることにより電気光学材料層の屈折率の変化を検出できる。この偏光手段は光源と別途に設けてもよいし、光源と一体（光源自体が偏光特性を有する）でも差し支えない。
また、前記光学的記録再生媒体が、前記電気光学材料層間に配置され、かつ所定の偏光成分の少なくとも一部を反射する偏光反射層をさらに有してもよい。
偏光反射層によって、屈折率の変化した電気光学材料層を通過することで変化した偏光成分を反射させ、屈折率の変化した電気光学材料層を識別できる。
光学的記録再生装置が前記光源と前記ステージの間にあって、前記光源が発した光を前記光学的記録再生媒体の任意の電気光学材料層に集束する光集束手段をさらに具備し、前記層検出手段が前記光集束手段によって集束された集束光の層方向集束位置に対応した集束位置信号を出力する集束位置信号出力手段を有してもよい。
集束位置信号によって、複数の電気光学材料層を識別できる。
前記偏光反射層が、互いに反射率の相異する複数の領域を有し、前記光学的記録再生装置が、前記複数の領域の反射率の相異に基づき前記光学的記録再生媒体上に集束された集束光の面内集束位置を検出する集束位置検出手段を具備してもよい。
偏光反射層の反射率の相異する複数の領域によって、集束光の面内集束位置を検出できる。
前記電気光学材料層を構成する電気光学材料が、前記光源が照射した光の２次高調波を発生する非線形光学材料かつ、電界の印加により残留分極の分極方向が変化する強誘電体材料であってもよい。
電界の印加により残留分極の分極方向を変化することにより情報を記録し、２次高調波を用いて情報の再生ができる。
光学的記録再生装置が、前記電気光学材料層が発生した２次高調波の位相に基づく再生信号を出力する再生信号出力手段をさらに具備してもよい。
残留分極の分極方向によって変化した２次高調波の位相に基づき、記録した情報の再生が行える。
光学的記録再生装置が、前記電気光学材料層が発生した２次高調波と干渉可能な参照光を発生する参照光発生手段をさらに具備してもよい。
高調波を参照光発生手段によって発生した参照波と干渉させることで、高調波の位相を光の強弱に変換できる。
それぞれの記録再生層から光が反射されるように記録再生層に透過率を配分している。この結果、複数の記録再生層毎にその反射光に基づくいわゆるフォーカス誤差信号の発生を可能として、記録再生層それぞれを識別している。
本発明は、上記の光学的記録再生装置において、前記ステージに載置される光学的記録再生媒体は、前記光源から照射される光の焦点深度内に前記電気光学材料層と共に配置され、前記光源から照射される光を入射して前記電気光学材料層から発生する光高調波と干渉する参照光を発生する参照光発生層をさらに具備することを特徴とする。
例えば、前記電気光学材料層と隣接するように前記参照光発生層を配置すればよい。
強誘電体の残留分極を用いて光学的な記録、再生を行うには、例えば位相比較用の参照光発生手段が必要であり、さらに記録再生部材（電気光学材料層）と参照光発生手段で発生する光高調波は略同一の光強度であるとともに外部からの位相変化を個々に受けないようにする必要がある。しかしながら、参照光発生手段は、積層された記録再生部材に対し共通とするため独立して配置する構造とすると、参照光発生手段と記録再生部材で発生する光高調波強度の整合あるいは前記各層への外部からの位相変化を同一にすることが困難であった。本発明は、参照光と電気光学材料層の光高調波の光強度の整合を図り、また外部からの位相変化が加わった場合も、参照光と電気光学材料層の光高調波がほぼ同一の影響を受けるようにすることで、安定した位相比較が実現できるものである。
電気光学材料層に光源から光を照射して発生する光高調波の位相と電気光学材料層に近接配置された参照光発生層に光源から光を照射して発生する参照光の位相とを比較検出することで、残留分極の方向を識別し記録信号として検知することができる。
ここで、前記電気光学材料層と前記参照光発生層の光束通過方向での合算された厚みは、前記光源からの光波長（λ）と各々の層で発生する光高調波長（λ／２）における屈折率差によって生じる位相の干渉が顕著にならない長さ、いわゆるコヒーレント長Ｌｃもしくはそれ以下にしてもよい。あるいは前記電気光学材料層と前記参照光発生層がそれぞれコヒーレント長Ｌｃの厚みであってもよい。
このコヒーレント長Ｌｃは、前記電気光学材料層と前記参照光発生層を同一材質とすると、光源波長λ、光源から出射する基本波および前記各層において発生する高調波のそれぞれにおける各層の屈折率ｎ（ω）、ｎ（２ω）により式（１）のように定まる。
Ｌｃ＝λ／［４Δｎ］＝λ／［４（ｎ（２ω）−ｎ（ω））］  ……式（１）
コヒーレント長もしくは以下の合算した厚みとすること、もしくはそれぞれがコヒーレント長とすることで、前記屈折率差に起因する位相干渉を低減する手段、いわゆる位相整合を省略することができる。
前記ステージに載置される光学的記録再生媒体には、前記電気光学材料層及び前記参照光発生層間には照射される光の波長において前記電気光学材料層及び前記参照光発生層のうち少なくとも一方と略同一の屈折率を有する中間層をさらに設けても構わない。
本発明は、上記の光学的記録再生装置において、前記ステージに載置される前記光学的記録再生媒体は、前記電気光学材料層および前記電極層のそれぞれを、少なくとも２以上、交互に積層し、かつ、前記複数の電極層を前記の積層方向の端面に表出させる切り欠き部を有するものであり、前記ステージを前記光学的記録再生媒体とともに移動させる移動手段と、前記ステージに配設され、このステージに載置された前記光学的記録再生媒体の前記積層方向の端面に表出した前記複数の電極層に電気的に接続される複数の電極端子とを更に具備し、前記電圧印加手段は、前記複数の電極端子に選択的に電圧を印加するものであることを特徴とするものである。
光学的記録再生媒体を記録再生装置に対して着脱可能な構成にした場合、各電極層の通電用の接点を光学的記録再生媒体の側面などに設ける必要がある。しかし、積層数を増やして記録再生媒体の記録密度を向上させ、なおかつ媒体全体の厚みを押えようとすると、個々の媒体層の厚みを薄くする必要があり、このため媒体の側面は狭まり、そこに電極層の接点を配設することは困難になる。そこで、積層方向に沿った面に電極層を設けることが考えられるが、この場合、透明絶縁物である媒体層が壁となるため、媒体構造の複雑化を招くという問題がある。また、光学的記録再生媒体が記録再生装置に対して相対的に移動たとえば回転させながら記録／再生が行われる場合、電源から光学的記録再生媒体の電極層に通電する手段を光学的記録再生媒体と一体となって移動するように設ける必要があり、通電手段の構造が複雑になるという問題がある。本発明は、着脱が可能な多層記録再生媒体における各層の電極に簡単な構成で安定に通電を行うものである。すなわち、積層媒体の複数の電極層を積層媒体の積層方向の端面に表出させたことで、移動たとえば回転する積層媒体の各電極層への通電を積層媒体の積層方向の端面側より容易に行うことができる。
ここで、前記電圧印加手段が、前記ステージに設けられた回路部と、前記ステージの外部に設けられた回路部と、前記外部の回路部から前記ステージの回路部へ電力を非接触で伝達する伝達手段とを備え、前記外部の回路部が、電力に層識別信号を重畳して前記伝達手段を通じて前記ステージの回路部に伝達する手段を有し、前記ステージの回路部が、前記外部の回路部から非接触で伝達された電力から前記光学的記録再生媒体の前記電極に印加する電圧を生成する手段と、前記外部の回路部から非接触で伝達された電力から前記層識別信号を分離する手段と、この分離された前記層識別信号に基づいて前記電圧を印加する電極端子を切り替える手段とを有するようにしてもよい。
この構成により、媒体層に電界を印加するための電力と層識別信号とを共通の伝達系を用いて媒体保持部の回路部に伝達することができ、回路構成を簡単にすることができる。
（２）本発明の別の観点に係る光学的再生装置は、電界の印加により分極方向が変化して残留することがあり、かつ光の照射により光高調波を発生する電気光学材料層を含む光学的記録再生媒体を載置するステージと、前記ステージに載置された前記光学的記録再生媒体に光を照射する光源と、前記ステージに載置された前記光学的記録再生媒体から発生した光高調波の位相を検出する検出手段と、を具備することを特徴とするものである。
電気光学材料層に光の照射すると光高調波が発生するが、分極方向に応じて発生した光高調波の位相が変化することから、この位相の変化を検出することで、光学的記録再生媒体に記録された情報の再生を行うことできる。
（３）本発明の更に観点に係る光学的記録再生媒体は、電界の印加により分極方向が変化して残留することがあり、かつ光の照射により光高調波を発生する電気光学材料層を、具備することを特徴とする。
電気光学材料層に電圧を印加し、分極方向を制御して残留させることで、光学的記録再生媒体に対して情報の記録を行うことができる。一方、電気光学材料層に光の照射すると光高調波が発生するが、分極方向に応じて発生した光高調波の位相が変化することから、この位相の変化を検出することで、光学的記録再生媒体に記録された情報の再生を行うことできる。
前記電気光学材料層の表裏に配置された電極層を更に具備するようにしてもよい。
本発明に係る光学的記録再生媒体を再生専用の装置に用いてもよいが、光学的記録再生媒体自体に電極層を持たせることで、記録及び再生を行う装置に対して好適な媒体となる。
前記電気光学材料層を複数の層に積層してもよい。
それぞれに情報を記録できる電気光学材料層を積層することで、記憶できる情報量が増大する。
前記積層された電気光学材料層間に挟まれる共に、前記積層された電気光学材料層の最上層及び最下層の表面に設けられた電極層を具備するようにしてもよい。
これらの電極層を適宜選択して電圧を印加することで、任意の電気光学材料層に電界を印加できる。電界を印加した電気光学材料層の屈折率の変化により電気光学材料層それぞれの識別ができる。また、電界の印加により残留分極の分極方向を変化することにより情報を記録し、光高調波を用いた情報の再生が行える。
前記各電気光学材料層を、コヒーレント長以下の厚さとしてもよい。
また、前記電気光学材料層を複数有し、前記各電気光学材料層が、励起光の入射により光高調波を発生し、該励起光と該光高調波の屈折率差により該光高調波の位相が逆転するコヒーレント長以下の厚さの強誘電体非線形光学材料層であり、前記複数の強誘電体非線形光学材料層の間に配設された複数の電極層を具備してもよい。
電極に電圧を印加することによって各強誘電体非線形光学材料層の分極方向を制御し、情報の記録が行える。そして、強誘電体非線形光学材料層の厚さがコヒーレント長以下であることから、各強誘電体非線形光学材料層内部で発生した光高調波が互いに弱め合うことはない。この結果、各強誘電体非線形光学材料層それぞれから、効率よく光高調波が発生し情報の再生が行える。
ここで、前記複数の強誘電体非線形光学材料層の積層方向において、強誘電体非線形光学材料層それぞれの分極方向が交互に反転してもよい。
隣接した強誘電体非線形光学材料層間で分極方向が反転していること（分極反転分布）により、それぞれの強誘電体非線形光学材料層から発生した光高調波が強め合うようになり、積層媒体層から効率よく光高調波を発生できる。
光学的記録再生媒体が、前記複数の電極を一つ置きに相互に電気的に接続する配線をさらに具備してもよい。
配線に電圧を印加することによって、隣接した強誘電体非線形光学材料層間で方向が反転する電界（反転電界）を形成できる。そして、この反転電界は配線に印加する電圧の正負によって識別できる。この結果、強誘電体非線形光学材料層をレーザ光等で局所的に加熱しながら、配線に正または負の電圧を印加することで、積層媒体層に電圧の正負それぞれに対応する分極反転分布を形成でき、情報の記録が行える。
光学的記録再生媒体が、前記積層媒体層が複数積層されていてもよい。
それぞれに情報を記録できる積層媒体層を積層することで、記憶できる情報量が増大する。
前記各電気光学材料層が電界の印加により屈折率が変化してもよい。
複数の電極層を適宜に選択して電圧を印加することで、任意の電気光学材料層に電界を印加できる。電界を印加した電気光学材料層の屈折率の変化により、電気光学材料層それぞれの識別ができる。また、電界の印加により残留分極の分極方向を変化することにより情報を記録し、２次高調波を用いた情報の再生ができる。
ここで、光学的記録再生媒体が、前記複数の電気光学材料層それぞれの間に配置され、かつ所定の光の波長において該電気光学材料層と略同一の屈折率を有する電極層をさらに具備してもよい。
電界の印加により電気光学材料層それぞれの屈折率を変化させることで、電気光学材料層と電極層間の屈折率を異ならせ、境界反射を生じさせることができる。この境界反射光を検出することで、電気光学材料層の検出が行える。
一方、光学的記録再生媒体が、前記複数の電気光学材料層それぞれの間に配置され、かつ所定の光の波長において該電気光学材料層と略同一の屈折率を有する一対の電極層と、前記一対の電極層の間に配置され、かつ前記所定の光の波長において透光性および前記電気光学材料層と略同一の屈折率を有する中間層と、をさらに具備してもよい。
電界の印加により電気光学材料層それぞれの屈折率を変化させることで、境界反射を生じさせ、電気光学材料層の検出が行える。さらに中間層を有することで、電気光学材料層間の距離を大きくして、各電気光学材料層が薄い場合でも各電気光学材料層の識別を容易に行うことができる。
光学的記録再生媒体が、前記電気光学材料層間に配置され、かつ所定の偏光成分の少なくとも一部を反射する偏光反射層をさらに具備してもよい。
偏光反射層によって、屈折率の変化した電気光学材料層を通過することで変化した偏光成分を反射させ、屈折率の変化した電気光学材料層を識別できる。
光学的記録再生媒体が、前記偏光反射層が互いに反射率の異なる複数の領域を有してもよい。
偏光反射層の反射率の相異する複数の領域によって、集束光の面内集束位置を検出できる。
前記照射される光の焦点深度内に前記電気光学材料層と共に配置され、前記光の照射により前記電気光学材料層から発生する光高調波と干渉する参照光を発生する参照光発生層をさらに具備してもよい。
例えば、前記電気光学材料層と隣接するように前記参照光発生層を配置すればよい。
電気光学材料層に光源から光を照射して発生する光高調波の位相と電気光学材料層に近接配置された参照光発生層に光源から光を照射して発生する参照光の位相とを比較検出することで、残留分極の方向を識別し記録信号として検知することができる。
ここで、前記電気光学材料層と前記参照光発生層の光束通過方向での合算された厚みは、前記光源からの光波長（λ）と各々の層で発生する光高調波長（λ／２）における屈折率差によって生じる位相の干渉が顕著にならない長さ、いわゆるコヒーレント長Ｌｃもしくはそれ以下にしてもよい。あるいは前記電気光学材料層と前記参照光発生層がそれぞれコヒーレント長Ｌｃの厚みであってもよい。
このコヒーレント長Ｌｃは、前記電気光学材料層と前記参照光発生層を同一材質とすると、光源波長λ、光源から出射する基本波および前記各層において発生する高調波のそれぞれにおける各層の屈折率ｎ（ω）、ｎ（２ω）により上記の式（１）のように定まる。
コヒーレント長もしくは以下の合算した厚みとすること、もしくはそれぞれがコヒーレント長とすることで、前記屈折率差に起因する位相干渉を低減する手段、いわゆる位相整合を省略することができる。
前記ステージに載置される光学的記録再生媒体には、前記電気光学材料層及び前記参照光発生層間には照射される光の波長において前記電気光学材料層及び前記参照光発生層のうち少なくとも一方と略同一の屈折率を有する中間層をさらに設けても構わない。
前記電気光学材料層および前記電極層のそれぞれを、少なくとも２以上、交互に積層し、かつ、前記複数の電極層を前記の積層方向の端面に表出させる切り欠き部を有してもよい。
積層媒体の複数の電極を前記積層媒体の積層方向の端面に表出させたことで、各電極への通電を積層媒体の積層方向の端面側より容易に行うことができる。
（４）本発明のまた別の観点に係る光学的記録再生方法は、電界の印加により分極方向が変化して残留することがあり、かつ光の照射により光高調波を発生する電気光学材料層に電界を印加しながら、光を照射するステップと、前記電気光学材料層に光を照射して前記電気光学材料層から発生した光高調波の位相を検出するステップとを具備することを特徴とする。
電気光学材料層に電圧を印加し、分極方向を制御して残留させることで、光学的記録再生媒体に対して情報の記録を行うことができる。一方、電気光学材料層に光の照射すると光高調波が発生するが、分極方向に応じて発生した光高調波の位相が変化することから、この位相の変化を検出することで、光学的記録再生媒体に記録された情報の再生を行うことできる。
前記検出ステップは、前記光学的記録再生媒体から発生した光高調波と干渉する参照光を前記光高調波に重畳するように出力し、前記参照光と重畳した光高調波の強度を検出することで、前記光高調波の位相を検出してもよい。
光学的記録再生媒体から発生した光高調波を参照光と干渉させることで、光高調波の位相を光の強弱に変換できる。
前記参照光の光強度が前記光学的記録再生媒体から発生した光高調波の光強度と略同一であってもよい。
上記の変換された光の強弱を極大・極小化することができる。
本発明の更に別の観点に係る光学的記録再生方法は、光の照射により高調波を発生し、かつ電界の印加により屈折率が変化する電気光学材料層に電界を印加しながら、光を照射する照射ステップと、前記照射ステップでの光の照射により前記電気光学材料層から発生した高調波を検出して、該高調波の強度に対応した強度信号を得る検出ステップと、前記検出ステップで得られた前記強度信号に基づき、前記電気光学材料層に印加した電界を制御する制御ステップと、を具備することを特徴とする。
強度信号に基づき、電気光学材料層に印加する電界を制御することにより、電気光学材料層の屈折率を変化させ、位相整合状態を保持できる。
（５）発明の別の観点に係る光学的記録方法は、電界の印加により分極方向が変化し、かつ励起光の入射により光高調波を発生する強誘電体非線形光学材料層であって、該励起光と該光高調波の屈折率差により該光高調波の位相が逆転するコヒーレント長以下の厚さの複数の強誘電体非線形光学材料層に交互に方向が逆転する電界を印加しながら、該複数の強誘電体非線形光学材料層を局部的に加熱することを特徴とする。
複数の強誘電体非線形光学材料層に交互に方向が逆転する電界を印加しながら局部的に加熱することで、反転分極による情報の記憶が行える。
（６）発明のまた別の観点に係る光学的再生方法は、電界の印加により分極方向が変化して残留することがあり、かつ光の照射により光高調波を発生する電気光学材料層をステージに載置するステップと、前記ステージに載置された電気光学材料層に光を照射して前記電気光学材料層から発生した光高調波の位相を検出するステップとを具備することを特徴とする。
電気光学材料層に光の照射すると光高調波が発生するが、分極方向に応じて発生した光高調波の位相が変化することから、この位相の変化を検出することで、光学的記録再生媒体に記録された情報の再生を行うことできる。
（７）発明の別の観点に係る光学的層検出方法は、電界の印加により屈折率が変化する複数の電気光学材料層のいずれかに電界を印加し、屈折率が変化した電気光学材料層を検出することを特徴とする。
電気光学材料層に電界を印加して屈折率を変化させ、屈折率の変化した電気光学材料層を検出することにより、複数の電気光学材料層を識別できる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施形態］
（光学的記録再生の原理）
図１（Ａ）、（Ｂ）および図２（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施形態に係る光学的記録再生方法を表すもので、図１（Ａ）、（Ｂ）が信号の記録工程、図２（Ａ）、（Ｂ）が信号の再生工程を表している。
Ａ．光学的記録再生媒体１の構成
光学的記録再生媒体１は、電気光学材料層である記録再生層１１の両面にそれぞれ電極層としての電極１２、１３を形成したものである。
記録再生層１１は、例えば照射される光源からの波長λおよびλ／２（第２次光高調波）の光束に対して光学的に充分な透過率をもつ光学材料から構成される。この光学材料は、電界を印加すると屈折率が変化する電気光学材料の光高調波を発生する非線形光学材料、かつ電界を印加することで残留分極の分極方向が変化する強誘電体材料である。具体的な構成材料は、例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ４）等の強誘電性結晶薄板あるいは薄膜、もしくはボリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）、三フッ化エチレン（ＴｒＦＥ）等の強誘電性高分子膜、もしくはメトロシアニン錯塩、ニトロアニリン系・ニトロピリジン系有機結晶、アゾ色素とポリマーの重合体等の有機非線形材料の薄板あるいは薄膜が挙げられる。また、その結晶配向は光高調波（第２高調波）の発生において位相整合され、さらに角度整合されていることが好ましい。また、光学材料は、記録再生に用いる領域全部に配設する必要は無く、例えば領域の一部に読出し専用の部分として他の記録媒体を設けるようにしてもよい。
電極１２、１３は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの薄膜であり、例えば蒸着、スパッタリングなどの方法で形成することができる。
Ｂ．光学的記録再生媒体１への情報の記録
光学的記録再生媒体１に情報を記録する場合には、図１（Ａ）に示したように、電源１５により電極１２と電極１３との間に抗電場を超える電界を印加する。これにより記録再生層１１の分極方向が同一になり、これが記録前の状態となる。
次に、図１（Ｂ）に示したように電源１５の正負の端子を逆にして、電極１２、１３間に、残存した分極の方向を逆転する向きに抗電場を超えない電界を印加しながら、光源、例えばレーザ光である記録用光束１６を収束照射して記録再生層１１を局部的に加熱する。これにより加熱した部分の分極方向が反転する。これが記録状態となる。ここで、記録用光束１６を所定の位置に設定すると共に、照射と非照射を制御することによって、２値の信号を残留分極の方向として形成し保存すことができる。
Ｃ．光学的記録再生媒体１からの情報を再生
このように残留分極の方向で記録された信号を再生するときには、図２（Ａ）に示したように記録再生層１１に例えばレーザ光などの再生用光束１７を収束照射する。この再生用光束１７の照射により、その照射部では光第２高調波１８が発生する。ところで、このとき、光束が照射された部分に残留分極があると発生した第２高調波１８の位相が分極の向きにより変化することが知られている。この位相の差を識別すれば、記録された残留分極の方向が検出でき、この方向に対応した信号を再生することが可能になる。
本実施の形態では、位相の変化を、より識別が容易な光強度の変化に変換するため、例えば参照用光第２高調波１９を用いた光干渉を用いる。この参照用光第２高調波１９は、例えば記録再生層１１とは異なるが、当該光記録再生装置の同一光路に配設された強誘電体層において生成することができる。なお、同一でない光路で参照用光第２高調波を発生させた後、光混合素子を用いて記録再生層１１に導くようにしてもよい。
図２（Ａ）に示した例では、再生用光束１７により発生した光第２高調波１８と他で発生した参照用光第２高調波１９は位相が同じであるため、干渉により加算された光強度をもつ検出用光束２０Ａとなる。一方、図２（Ｂ）の例では、再生用光束１４により発生した光第２高調波１８と参照用光第２高調波１９の位相が１８０度異なるため、干渉によって光強度が減算されて検出用光束２０Ｂとなる。
ここで、再生用光束１７から発生する光第２高調波１８の変換効率は大きな値ではないため、再生用光路中で参照光として参照用光第２高調波１９を発生させておいても、記録再生層１１で発生する光第２高調波１８には殆ど影響しない。つまり、所定の位相および光強度を有する参照光を再生用光路中で発生させておき、この参照用光第２高調波１９を強誘電体からなる記録再生層１１で発生する光第２高調波１８と混合することだけで位相干渉により位相変化が光強度変化となる。これは、信号検出用光学系をきわめて簡便に構成できることを表している。なお、信号の記録再生に必要な位置設定制御には再生用光束１４をそのまま用いることも可能である。
（光学的記録再生媒体の多層化）
図３は図１および図２で説明した光学的記録再生媒体を積層した多層構造を表すもので、基板２１上に、上述の強誘電体からなる記録再生層１１と電極１２、１３とを交互に多数（ここでは５層）積層し配設したものである。この多層構造の光学的記録再生媒体２０の各々の記録再生層１１への記録は、記録すべき層に接する２つの電極１２、１３間に所定の電界を印加した状態で、例えばレーザなどの記録用光束を収束照射して加熱すことにより残留分極を反転させることで行う。また、再生は、他で発生させておいた参照用光第２高調波を含む再生用光束を再生すべく層に収束照射し、発生する光第２高調波と参照用光第２高調波との干渉光の光強度を検出することで行うことができる。
なお、この多層構造の光学的記録再生媒体２０で、信号の記録再生に必要な位置設定制御に用いる信号は、例えば、図３に示したように基板２１に凹凸２２を設け、再生用光束の回折を用いて制御用信号として読み出せばよい。
（光学的記録再生装置）
図４は上述の光学的記録再生方法を用いた光学的記録再生装置の具体的な構成を表すものである。
この光学的記録再生装置のハウジング３１には、記録媒体収容部３１Ａが設けられ、この記録媒体収容部３１Ａに上述の光学的記録再生媒体２０が収容される。記録媒体収容部３１Ａの上方には、光学的記録再生媒体２０に対向する位置に、上からレーザ光を発生する光源３２、この光源３２で発生したレーザ光を平行光束とするためのレンズ３３、このレンズ３３を透過した光束により、その一部が参照光となる光第２高調波を発生する参照光発生板３４、および参照光発生板３４で発生した光第２高調波を光学的記録再生媒体２０に収束させるためのレンズ３５が配設されている。一方、記録媒体収容部３１Ａの下方には、光学的記録再生媒体２０に対向する位置に、光学的記録再生媒体２０で発生した光第２高調波を収束するためのレンズ３６および収束した光第２高調波を検出する光検出器３７が配設されている。
この光学的記録再生装置では、光源３２から出射したレーザ光はレンズ３３で略平行光束となり参照光発生板３４に導かれる。参照光発生板３４を透過した光束は、その一部が参照用光第２高調波となりレンズ３５にて収束され、強誘電体からなる光学的記録再生媒体２０で焦点を結ぶ。これにより光学的記録再生媒体２０の焦点にある残留分極の方向により位相の異なる光第２高調波が発生し、これが参照光発生板３４で生じた参照用光第２高調波と位相干渉して残留分極の方向に応じた明暗（すなわち検出用光束２０Ａ、２０Ｂ）を出現させる。これら光束はレンズ３６で再度収束されたのち光検出器３７に達し、明暗として検知される。このようにして、光学的記録再生媒体２０に分極の方向として記録された信号が検出され、再生される。
このように本実施の形態の光学的記録再生装置では、強誘電体からなる記録再生層１１における分域の反転を光第２高調波を用いて識別するようにしたので、従来の反転分極における反射光の強度を検出する方法や焦電流の方向を検出する方法と異なり、高記録密度と信頼性の高い安定した読出し特性を実現することができる。
（その他の形態）
本発明では、例えば光学的記録再生媒体の形態はディスクやカードなどにすることは勿論可能であるが、特にこれに限定されるものではない。また、上記実施の形態においては、信号記録時の電界印加用電極を配置しているが、他の方法で残留分極の方向を信号に応じて偏向保存する方法でもよく、機能として本発明の主旨に基づいていれば、この構造に限定されるものではない。同じく、上記実施の形態においては、光学的記録再生媒体を透過した光第２高調波を検出する方法について説明したが、透過により発生した光第２高調波を反射させて、その反射光を検出する構成としてもよい。その検出方法も上記実施の形態と同様の効果があれば、上記方法に限定されるものではない。
［第２の実施形態］
図５は、本発明に係る光学的記録再生装置２１０を表した模式図である。
図５に示すように光学的記録再生装置２１０は、光源２１１、コリメートレンズ２１２、２１６、光学部材２１３、集束レンズ２１４、２１８、光学的記録再生媒体２３０を載置するステージ２１５、波長フィルター２１７、検出器２１９、信号増幅器２２０、オートパワーコントロール部２２１、電源部２２２から構成される。
（光学的記録再生媒体の構成の詳細）
光学的記録再生媒体２３０は、基板２３１、電極２３２、２３４、強誘電体記録媒体層２３３から構成される。強誘電体記録媒体層２３３は、残留分極２３５を有する。ここで、電極２３２、２３４は、電路（配線）２２５、２２６によって電源部２２２の出力に電気的に接続される。
強誘電体記録媒体層２３３を構成する材料は、上記した第１の実施形態の場合と同様に、電界の印加により残留分極２３５の方向が変化する強誘電体材料であると共に、光源２１１からの光束の照射により照射光を基本波とする高調波を発生する非線形光学材料、かつ電界の印加により屈折率が変化する電気光学材料でもある。また、強誘電体記録媒体層２３３の構成材料は、光源２１１から照射される再生用の光束２４１および強誘電体記録媒体層２３３内で発生した光高調波の双方について、充分な透過率をもつ。
電極２３２、２３４は強誘電体記録媒体層２３３を表裏から挟むように形成され、後述するように強誘電体記録媒体層２３３に情報の記録（残留分極２３５の方向の制御）および位相整合（屈折率の制御）のための電界を印加する。
電極２３２、２３４には、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの導電性透明電極を使用できる。また、電極２３２、２３４の表面上に反射防止膜として誘電体薄膜を形成して光学多層膜として、電極２３２、２３４の電気的特性を劣化させない範囲で光透過率を向上できる。
（光学的記録再生装置の構成の詳細）
光源２１１は、例えば半導体レーザであり、光学的記録再生媒体２３０の再生用の光束２４１（波長ё）を放射する。
コリメートレンズ２１２、２１６は、光束２４１、２４４それぞれをコリメートし平行光を生成する。
集束レンズ２１４、２１８は、光束２４２、２４５をそれぞれ強誘電体記録媒体層２３３、検出器２１９に集束させる。
光学部材２１３は、光学的記録再生媒体２３０から発生した再生用光高調波の位相情報を光の強度に変換するための参照用光高調波を発生する。この結果、強誘電体記録媒体層２３３に照射される光束２４３には、光源２１１から放射された再生用基本波成分（波長ё）と光学部材２１３から発生した参照用高調波成分（波長ё／２）の双方が含まれる。なお、高調波には基本波の波長の１／２の２次高調波以外に３次以上の高調波成分も含まれうるが、一般に３次以上の高調波は２次高調波に比べて強度が弱いので、通常はその存在を問題にしなくても差し支えない。
ステージ２１５は、光学的記録再生媒体２３０を載置、固定するものであり、その中央に光を通過するための通過孔が設けられている。
波長フィルター２１７は、光源２１１から照射された再生用基本波成分を吸収することで、光学的記録再生媒体２３０中で励起された再生用高調波成分を信号検出のために分離する。この結果、波長フィルター２１７を通過した光束２４４は、再生用高調波成分と参照用高調波成分の双方を含み、再生用基本波成分が除去されている。
検出器２１９は、信号検出用の光束２４６を検出し、その光強度に対応した光強度信号を出力する。
信号増幅器２２０は、検出器２１９から出力された光強度信号を増幅する。
オートパワーコントロール部２２１は、信号増幅器２２０から入力された光強度信号が一定の強度となるように制御する。
電源部２２２は、電極２３２、２３４間に電圧（電位差）を与えることにより、強誘電体記録媒体層２３３に電界を印加する。
光源２１１と検出器２１９を結ぶ軸は、光学的記録再生媒体２３０の面
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を行うためである。なお、角度整合の詳細は後述する。
（光学的記録再生装置の動作）
次に光学的記録再生装置２１０の動作について説明する。
光学的記録再生装置２１０は、光学的記録再生媒体２３０に対する情報の記録、再生を行い、この再生に際して位相整合を行っている。以下に、光学的記録再生媒体２３０への情報の記録、再生、位相整合の方法を説明する。
Ａ．光学的記録再生媒体２３０への情報の記録
光学的記録再生媒体２３０への情報の記録は、光の照射および電界の印加によって行う。ここで、情報の記録の前に光学的記録再生媒体２３０の初期化を行う。
図６、７が光学的記録再生媒体２３０の初期化、および情報記録のそれぞれに対応する状態を表す断面図である。
（１）情報の記録の前に、強誘電体記録媒体層２３３の残留分極の方向を揃える。電源部２２２を用いて、電極２３２、２３４に電圧（電位差）を印加し、強誘電体記録媒体層２３３に残留分極の反転が可能な抗電場よりも大きな電場を印加する（図６）。
この結果、印加した電場の方向に揃った残留分極が形成される。この残留分極方向の均一化は、光学的記録再生媒体２３０の一種の初期化を意味する。
（２）初期化された光学的記録再生媒体２３０に記録（書き込み）を行うには、強誘電体記録媒体層２３３に記録したいビットに応じた方向の電場を印加させつつ、強誘電体記録媒体層２３３内の記録を行いたい箇所に光源からの光束２４８を集束させる（図７）。このとき抗電界よりも小さい電界が印加される。
印加される電界が抗電界よりも小さいため、光束２４８が集束しない箇所では残留分極２３５の方向が変化しない。即ち、情報からいえばビットの反転が生じない。
これに対して、光束２４８が集束した箇所では局部的な温度上昇が起こり、抗電界が低下することにより、残留分極２３５の方向が変化する。
このようにして、常温における抗電界より小さな電界を印加させつつ、局部的な加熱を行うことで加熱箇所の残留分極の方向を制御できる（情報の記録）。
なお、図７では図５に対応して光束２４８を光学的記録再生媒体２３０の面法線に対して傾けているが、光束２４８を面法線方向から照射しても差し支えない。
Ｂ．光学的記録再生媒体２３０からの情報の再生
（１）図８、９は、光学的記録再生媒体２３０からの情報の再生を行う状態を表す一部拡大側面図であり、それぞれ強誘電体記録媒体層２３３内の異なる箇所（残留分極２３５の方向が相違）に光束２４３が集束している。既に述べたように、光束２４３には再生用基本波成分と参照用高調波成分の双方を含んでいる。
（２）光束２４３中の再生用基本波成分が強誘電体記録媒体層２３３に集束させることで、強誘電体記録媒体層２３３中から再生用光高調波が発生する。この再生用光高調波は、強誘電体記録媒体層２３３の残留分極２３５の方向に対応して位相が異なる。
この結果、強誘電体記録媒体層２３３から出射する光束２４４は、再生用基本波成分の他に、再生用高調波成分２５１（２５１ａ、２５１ｂ）、参照用高調波成分２５２（２５２ａ、２５２ｂ）が含まれる。
（３）光束２４４が波長フィルター２１７を通過することにより、光束２４４に含まれる再生用基本波成分が除去される。この結果、波長フィルター２１７を通過した光束２４５（２４５ａ、２４５ｂ）は、再生用高調波成分２５１と参照用高調波成分２５２のみが含まれる。光束２４５は、再生用高調波成分２５１と参照用高調波成分２５２の干渉により再生用高調波成分２５１の位相情報が光の強度情報に変換される。
図８では、再生用高調波成分２５１ａと参照用高調波成分２５２ａの位相が一致していることから、光束２４４ａは再生用高調波成分２５１ａと参照用高調波成分２５２ａが強め合った光束となっている。
一方図９では、再生用高調波成分２５１ｂと参照用高調波成分２５２ｂの位相が逆転していることから、光束２４４ｂは再生用高調波成分２５１ｂと参照用高調波成分２５２ｂが弱め合った光束となっている。
この光束２４４は集束レンズ２１８により光束２４６として検出器２１９に入射され、その強度が検出される。この結果、検出器２１９から出力された光強度信号を光学的記録再生媒体２３０上の記録を再生する再生信号として利用できる。
このように強誘電体記録媒体層２３３の残留分極２３５の方向に対応して、光束２４６の強度が変化することに基づき、光学的記録再生媒体２３０からの情報の再生が行える。
Ｃ．位相整合
光学的記録再生媒体２３０から充分な強度の高調波を発生するには、位相整合が重要である。
即ち、基本波と高調波の波長の相違により強誘電体記録媒体層２３３中での屈折率、即ち位相速度が互いに異なることが通例である（屈折率の波長分散）。この位相速度の相違により、強誘電体記録媒体層２３３中を通過する基本波より異なる箇所で発生した高調波は、距離が離れるほど互いの位相の相違が大きくなり、いわゆるコヒーレント長よりも大きい距離では互いの位相が逆転し高調波同士が打ち消し合うことになる。
以下に基本波と高調波の位相を整合させて、充分な強度の高調波を得るための手法を説明する。この位相整合は、強誘電体記録媒体層２３３の結晶軸から所定の角度ずらして基本波を入力する角度整合と、角度整合状態が温度や光源２１１の波長の変動によって解除されるのを防止するための位相整合制御の双方が含まれる。
（１）角度整合
角度整合では、強誘電体記録媒体層２３３が有する複屈折を用いて励起光（基本波）と光高調波の屈折率を一致させる。
複屈折性を有する媒体内に入射した光束は、常光と異常光に分離して伝搬する。常光はその伝搬方向、即ち入射角によって屈折率が変わることはないが、異常光はその伝搬方向によって屈折率が変化する。角度整合では、異常光での屈折率に入射角依存性があることを利用して、励起光および光高調波の屈折率を互いに一致させる。
なお、これら常光および異常光の屈折率とその伝搬方向の関係は、いわゆる屈折率楕円体として表される。
図１０は、強誘電体記録媒体層２３３における屈折率楕円体を表した模式図である。結晶軸２６１に対応して、励起光の常光屈折率楕円体２６２と異常光屈折率楕円体２６３、光高調波の常光屈折率楕円体２６４と異常光屈折率楕円体２６５が表されている。図１０では、強誘電体記録媒体層２３３が負の一軸性結晶であるとして、再生用励起光と光高調波の常光および異常光について、その角度（伝搬方向）に対応する屈折率を光軸を含む面で平面的に図示している。なお、強誘電体記録媒体層２３３が一軸性結晶であることから、屈折率楕円体は結晶軸２６１について回転対称である。
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光の常光屈折率楕円体２６２と光高調波の異常光屈折率楕円体２６５の面が交わる方向、即ち再生用励起光の常光と光高調波の異常光の屈折率が一致する方向を表す。
即ち、位相整合方向２６６に伝搬する励起光（異常光）は、この励起光に基づき発生する光高調波（常光）と同一の屈折率を有する。このため、伝搬する励起光の異常光成分により強誘電体記録媒体層２３３内各部で発生する光高調波の常光成分は位相が互いに一致し位相干渉により減衰することがない。
このように、励起光の異常光成分および光高調波の常光成分を用い、励起光の入射角を制御することで、励起光と高調波の位相を整合している（角度整合）。
例えば、強誘電体記録媒体層２３３の結晶軸２６１が強誘電体記録媒体層２３３の面法線方向と一致していれば、方位角θ０に励起光から異常光成分が伝搬するように、図５に示す角θを調整する。
なお、上記では励起光の異常光成分および光高調波の常光成分を用いているが、励起光と光高調波それぞれが常光成分と異常光成分のいずれを用いるかは、結晶の光学特性の正負および屈折率の波長分散の正負により変わりうる。
（２）位相整合状態の制御
角度整合により励起光と光高調波の位相を整合させた場合に、光源２１１で励起光の波長が変化したり、強誘電体記録媒体層２３３の屈折率が温度等により変化する場合がある。
このときには励起光の異常光成分と光高調波の常光成分の屈折率が互いに一致する位相整合方向２６６が変化する。この結果、異なる箇所で発生した高調波同士が位相干渉することで光高調波が減衰する（位相整合状態の解除）。
このような波長や屈折率の変化等による整合状態の解除を防止するために、位相整合状態の検知および制御を行う。この位相整合状態の制御は、強誘電体記録媒体層２３３への電界印加による屈折率の制御により行われる。
位相整合状態の検知は、検出器２１９で得られる強度信号を用いて行える。既に述べたように、この強度信号は、再生用高調波成分２５１の強度以外にその位相、即ち強誘電体記録媒体層２３３での残留分極２３５の方向によって変動する。しかしながら、強誘電体記録媒体層２３３上を走査して情報の再生を行うことが通例であるから、一定時間の平均としての強度信号によって表される再生信号の強度は位相整合状態の良否に対応すると考えられる。
これに対して、再生用高調波成分２５１のみを含む（参照用高調波成分２５２を含まない）光束を用いて再生用高調波成分２５１の強度を表す強度信号を得ることもできる。例えば、図５の光学部材２１３を光束２４１が通過しなければ参照用高調波成分２５２は発生せず、検出器２１９によって再生用高調波成分２５１の強度を検出できる。
位相整合状態の検知は、参照用高調波成分２５２の位相を変化させ、それによる強度信号の変動の度合いにより行ってもよい。即ち、参照用高調波成分２５２の位相を変化させても強度信号が変化しないなら、再生用高調波成分２５１の強度が弱いこと、即ち位相整合状態が解除されていると考えられる。これに対して、参照用高調波成分２５２の位相の変化に対応する、検出器２１９からの強度信号の変動幅が大きければ位相整合状態が良好といえる。
検出器２１９から出力される強度信号等の強誘電体記録媒体層２３３で発生した光高調波の強度に対応する信号（位相整合状態の程度を表す信号）は、信号増幅器２２０で増幅され、オートパワーコントロール部２２１に入力される。オートパワーコントロール部２２１は、位相整合状態の程度を表す信号に基づき、電極２３２、２３４に印加する電圧、即ち強誘電体記録媒体層２３３に印加する電界を制御する。この電界印加により位相整合状態が変動すると、この変動は再び検出器２１９からの強度信号に反映し、オートパワーコントロール部２２１に入力される。即ち、この制御は一種の帰還制御である。
強誘電体記録媒体層２３３に電界が印加されることによって、その屈折率が電気光学効果により変化する。この結果、後述するように位相整合状態が制御される。
オートパワーコントロール部２２１に入力される強度信号と出力する電圧との関係、即ち一種の帰還係数を適宜に設定することで、位相整合方向２６６を一定に保つことができる。この結果、再生用高調波成分２５１の強度の安定化が図られる。
以下に強誘電体記録媒体層２３３への電界印加により位相整合状態の制御ができることを示す。これには強誘電体記録媒体層２３３への電界印加により位相整合が行われる位相整合方向２６６が変化することを示せばよい。
ａ．結晶軸２６１方向への電界の印加
図１１は、その１例として強誘電体記録媒体層２３３の結晶軸２６１に平行な方向に電界を印加した場合の屈折率楕円体を表している。強誘電体記録媒体層２３３の結晶軸が強誘電体記録媒体層２３３の面法線方向に平行であれば、図５のように強誘電体記録媒体層２３３の表裏に形成した電極２３２、２３４への電圧印加により結晶軸２６１方向への電界印加を実現できる。
図１１では、結晶軸２６１に平行な方向への電界印加により、励起光および光高調波それぞれの異常光屈折率楕円体２６３ａ、２６５ａの楕円率が変化している。このとき結晶軸方向２６１と電界印加方向が一致することから、光学的な１軸性はそのまま保たれる。
このような電界印加による屈折率の変化により、再生用励起光の常光と
2002073612.tif 000005
2002073612.tif 000006
図１０、あるいは図１１に示した屈折率楕円体は結晶軸２６１に対し回転対称であり、位相整合方向２６６、２６６ａは、結晶軸２６１に対する
2002073612.tif 000007
自由に回転しても位相整合状態は保たれる。
この結果、結晶軸２６１と光学的記録再生媒体２３０の面法線方向が一致していれば、図１で光学的記録再生媒体２３０を回転しながら記録の再生を行える。
ｂ．結晶軸２６１方向とは異なる方向への電界の印加
図１２はさらに、図１０に示した一軸性結晶に任意の方向の電界を印可したときにおける屈折率楕円体を表した模式図である。一軸性結晶の任意方向への電界印加により光学的な二軸性が付与され（屈折率楕円体の一軸対称性の崩れ）、二軸性結晶と同様に結晶軸に直交する面内での複屈折性が生じる。図１２では、結晶軸２６１と結晶軸２６１と直交な面内での所定の軸方向とを含む面内における光の伝搬方向と屈折率の関係が表されている。
結晶軸２６１に対して、励起光の常光屈折率楕円体２６２ｂと異常光屈折率楕円体２６３ｂ、光高調波の常光屈折率楕円体２６４ｂと異常光屈折率楕円体２６５ｂが表されている。ここで、位相整合方向２６６ｂは、励起光の常光屈折率楕円体２６２ｂと光高調波の異常光屈折率楕円体２６
2002073612.tif 000008
異常光の屈折率が一致する方向を表し、図１０における位相整合方向２６６とは異なる方向となる。
なお、図１２における常光屈折率楕円体２６２ｂ、２６４ｂは、伝搬方向によって屈折率が変化することから、正確には異常光屈折率楕円体を意味するが、図１０、１１との対比の関係で常光屈折率楕円体の用語を用いている。即ち、光学的な二軸性が付与された結晶内では、入射光は２つの異常光に分離して伝搬するのであり、伝搬方向によらず屈折率が一定の常光は存在しない。
図１２に示した屈折率楕円体は結晶軸２６１を中心とする回転対称性が保証されない。このため、位相整合およびその制御に際して、結晶軸２６１の方向と電界印加方向の双方を考慮して、光高調波の伝搬方向を規定する。即ち、この２つの軸方向に対して光の入射角度を規定することが好ましい。
（他の形態）
上記実施形態では、角度整合を前提として、強誘電体記録媒体層への電界印加によりその屈折率を変化して、位相整合状態を制御している。いわば、角度整合と電界印加がそれぞれ位相整合の粗調整、微調整という位置づけとなっている。
これに対して、角度整合を行わずに、強誘電体記録媒体層への電界の印加のみで位相整合を実現することも可能である。
また、上記実施形態では、検出光強度を一定にする場合を示したが、この検出光強度を任意に変更しても差し支えない。
光学的記録再生媒体上の強誘電体記録媒体層を多層として、情報の記録を多層で行うこともできる。このときには多層の強誘電体記録媒体層それぞれの間に電極を形成し、各層に適宜電界を印加するようにしておくのが好ましい。
なお、上記実施形態で説明した光学的記録再生媒体の形態は光ディスク、光カードなどにすることも可能であるが、特にこれに限定されるものでもない。
［第３の実施形態］
図１３は、本発明に係る光学的記録再生装置３１０を表した模式図である。
図１３に示すように光学的記録再生装置３１０は、光源３１１、コリメートレンズ３１２、３１６、偏向部品３１３、３１７、集束レンズ３１４、３１９、光学的記録再生媒体３３０を載置するステージ３１５、波長フィルター３１８、光検出器３２０、電源３２１、光束偏向ミラー３２２、３２３、高調波発生部材３２４から構成される。電源３２１は光学的記録再生媒体３３０と電路（配線）３２５、３２６で電気的に接続されている。
（光学的記録再生媒体の構成の詳細）
図１４は、光学的記録再生媒体３３０および電源３２１付近の詳細を表す模式図である。
図１４に示すように、光学的記録再生媒体３３０は、基板３３１、複数の電極３３２（３３２（１）〜３３２（６））、複数の強誘電体記録媒体層３３３（３３３（１）〜３３３（５））から構成される。強誘電体記録媒体層３３３はそれぞれ、上下層で交互に分極方向が反転する残留分極３３５を有し、電極３３２によってその両面が挟まれている。
電極３３２（１）、３３２（３）、３３２（５）および電極３３２（２）、３３２（４）、３３２（６）はそれぞれ互いに接続され、さらに配線３２５、３２６で電源３２１に電気的に接続される。
強誘電体記録媒体層３３３を構成する材料は、上記の実施形態と同様である。
各強誘電体記録媒体層３３３内部の各箇所から発生する光高調波同士の位相干渉防止のために、強誘電体記録媒体層３３３それぞれの厚さはコヒーレント長Ｌｃと同等以下であることが好ましい。このコヒーレント長Ｌｃは、光源３１１の波長λ、基本波および高調波それぞれにおける強誘電体記録媒体層３３３の屈折率ｎ（ω）、ｎ（２ω）により前述した式（１）のように定まる。
Ｌｃ＝λ／［４Δｎ］＝λ／［４（ｎ（２ω）−ｎ（ω））］  ……式（１）
厚さがコヒーレント長Ｌｃ以下の強誘電体記録媒体層３３３を積層し、さらにその残留分極３３５を層間で交互に反転することにより（分極反転構造）、位相整合が達成され充分な強度の高調波を得ることができる。なお、この詳細は後述する。
電極３３２は、強誘電体記録媒体層３３３に初期化および信号記録用の電界を印加する。
電極３３２には、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの導電性透明電極を使用できる。また、電極３３２の表面上に反射防止膜として誘電体薄膜を形成して光学多層膜として、電極３３２の電気的特性を劣化させない範囲で光透過率を向上できる。
（光学的記録再生装置の構成の詳細）
光源３１１は、例えば半導体レーザであり、光学的記録再生媒体３３０に光学的記録および再生のための光束３４１（波長λ）を放射する。
コリメートレンズ３１２、３１６は、光束３４１、３４５をそれぞれコリメートし平行な光束３４２、３４６を生成する。
偏向部品３１３、３１７はそれぞれ、光束３４２を光束３４３、３５１に分離し、光束３４６、３５２を光束３４７として結合する。
集束レンズ３１４、３１９はそれぞれ、光束３４３、３４８を集束して光束３４４、３４９を生成する。
ステージ３１５は、光学的記録再生媒体３３０を載置し、必要に応じ回転する。
波長フィルター３１８は、光源３１１から発した励起光を吸収して、光高調波を分離する。
光検出器３２０は、波長フィルター３１８で分離された光高調波の強度に対応した強度信号を出力する。
電源３２１は、初期化および記録用の電界を強誘電体記録媒体層３３３に印加するための電圧を発生する。
光束偏向ミラー３２２、３２３は、光束３５１の方向を変化させる。
高調波発生部材３２４は、光束３５１の入射により参照用高調波を発生し、この参照用高調波を含む光束３５２を出射する。
（光学的記録再生装置の動作）
次に光学的記録再生装置３１０の動作について説明する。光学的記録再生装置３１０は、光学的記録再生媒体３３０の初期化、情報の記録、再生を行う。
以下に、光学的記録再生媒体３３０の初期化、情報の記録、再生の方法を順に説明する。
Ａ．光学的記録再生媒体３３０の初期化
光学的記録再生媒体３３０への情報の記録の前に、光学的記録再生媒体３３０の初期化を行う。
図１５は、光学的記録再生媒体３３０の初期化を行う状態を表す断面図である。
電源３２１により強誘電体記録媒体層３３３のそれぞれに残留分極３３５の反転に必要な抗電界よりも大きな電界を印加する。この結果、積層された各強誘電体記録媒体層３３３それぞれの誘電分極３３５は電界の向きに従って同一方向に揃い、電界の印加を停止してもそのまま保持される。
このとき強誘電体記録媒体層３３３には、その上下層間で方向が交互に逆転する電界が印加されることから、残留分極３３５の分極反転構造が生成される。
Ｂ．光学的記録再生媒体３３０への情報の記録
図１６は、光学的記録再生媒体３３０への情報の記録を行う状態を表す断面図である。
強誘電体記録媒体層３３３には、その上下層間で方向が交互に逆転し、かつ抗電界よりも小さい電界が電源３２１により印加される。図１６では、配線３２５、３２６それぞれに正負の電圧を供給し、残留分極３３５が図１５の初期化された状態から反転する向きに電界を印加している。この電圧あるいは電界の印加方向は、記録する情報のビットの０または１に応じて変化される。
光学的記録再生媒体３３０に情報記録用の光束５１が集束される。光束５１は、強誘電体記録媒体層３３３３（１）〜３３３（５）それぞれの対応する箇所（記録箇所）へ局部的に照射される。なお、光束５１は、光源３１１を用いて照射してもよいし、光源３１１とは別個の情報記録用の光源を利用しても差し支えない。
光束５１が強誘電体記録媒体層３３３上の記録箇所に集束されることにより、記録箇所が局部的に加熱される。この結果、記録箇所で抗電界が低下し、残留分極３３５が反転する。
残留分極３３５が反転した状態で光束３５１の照射を停止すると、記録箇所の温度が低下し、そこの残留分極３３５が反転したまま保持される。
以上のようにして、残留分極３３５の方向として、光学的記録再生媒体３３０への情報の記録が行われる。
Ｃ．光学的記録再生媒体３３０からの情報の再生
光学的記録再生媒体３３０からの情報の再生につき、図を参照して説明する。
図１７、１８は光学的記録再生媒体３３０からの情報の再生を行っている状態を表した模式図であり、それぞれ強誘電体記録媒体層３３３内の残留分極３３５の方向が反対方向となった記録箇所に再生用の光束３４４を集光させた状態を表している。
（１）積層された強誘電体記録媒体層３３３のそれぞれから、再生用の光束３４４により光高調波が励起される。
このとき強誘電体記録媒体層３３３の厚みがコヒーレント長Ｌｃと同等もしくはそれよりも小さいことから、各強誘電体記録媒体層３３３内部で発生した光高調波同士が互いに弱め合うことはない。この結果、各強誘電体記録媒体層３３３それぞれから、個別光高調波が出射される。
（２）それぞれの個別高調波は、再生用の励起光が積層された各強誘電体記録媒体層３３３を伝播することで生じたものであり、励起光と高調波での屈折率の相違により位相が相違しうる。
一方、光高調波の位相は、残留分極３３５の分極方向によってその位相が逆転する。
このため、屈折率差によって生じる個別高調波での位相の相違が、各強誘電体記録媒体層３３３での残留分極３３５の反転により打ち消される。この結果、個別光高調波は互いに強め合い、加算結合して、再生用光高調波３６１ａ、３６１ｂが生じる。
再生用光高調波３６１ａ、３６１ｂの位相は、強誘電体記録媒体層３３３の残留分極３３５の状態で決定される。図１７、１８のそれぞれで光束３４４が集束された箇所において、残留分極３３５の方向が逆であるから、再生用光高調波３６１ａ、３６１ｂの各々は互いに逆の位相となって光学的記録再生媒体３３０から出射する。
このように、強誘電体記録媒体層３３３を分極反転構造とすることで、強誘電体記録媒体層３３３の残留分極３３５の方向に対応した位相を有する再生用光高調波３６１ａ、３６１ｂを得ることができる。
（３）再生用光高調波３６１ａ、３６１ｂは、偏向部品３１７によって光束３５２に含まれる参照用高調波３６２ａ、３６２ｂと結合され、それぞれ干渉光３６３ａ、３６３ｂとなる。この結果、干渉光３６３ａ、３６３ｂの強度に基づき、再生用光高調波３６１ａ、３６１ｂの位相を検出できる。
即ち、干渉光３６３ａ、３６３ｂが再生用励起光と共に含まれる光束３４７を、波長フィルター３１８を通過させて再生用励起光を除去し、集束レンズ３１９によって光検出器３２０に入射することで、干渉光３６３ａ、３６３ｂの強度に対応した強度信号が得られる。
このようにして、強誘電体記録媒体層３３３の分極方向として記録された情報を光検出器３２０からの強度信号として再生できる。
以上のように、分極反転を用いることで、強誘電体記録媒体層３３３の光学軸に対して励起光束を斜めに入射（いわゆる角度整合）することなく、光高調波の強度を高めることが可能となる。
そして、強誘電体記録媒体層３３３内の残留分極３３５を制御することにより情報を記録し、強誘電体記録媒体層３３３から発生した再生用光高調波の位相を参照用光高調波と比較することにより情報を再生できる。
このときの情報の記録、再生は、積層した強誘電体記録媒体層３３３を一つのまとまりとした積層媒体層を単位として行われる。
（他の形態）
例えば、上記実施形態では位相を比較するための参照用光高調波３６２が発生する光路を再生用光高調波３６１が発生する光路と分離しているが、参照用光高調波３６２と再生用光高調波３６１を同一の光路内で発生させてもよい。この場合には、例えば偏向部品３１３に代えて高調波発生部材３２４を配置し、偏向部品３１７を除去すればよい。
また上記実施形態では、光源３１１から光検出器３２０に至る光路は全て透過光路で形成されているが、強誘電体記録媒体層３３３から発生した高調波を反射する反射光路を含んでも差し支えない。
上記実施形態では強誘電体記録媒体層３３３は５層であるが、２層以上あるいは単層でも差し支えない。
情報の記録、再生の単位となる積層媒体層（積層した強誘電体記録媒体層３３３）をさらに積層し、それぞれの積層媒体層毎に情報の記録再生を行えるようにして、光学的記録再生媒体３３０の記憶容量の増加を図ることもできる。
なお、光学的記録再生媒体３３０の形態は光ディスク、光カードなどにすることももちろん可能であるが、特にこれに限定されるものでもない。
［第４の実施形態］
図１９は、本発明の実施形態に係る光学的記録再生装置４１０の構成を表す模式図である。
図１９に示すように光学的記録再生装置４１０は、光源４１１、光学的な記録、再生を行う光学的記録再生媒体４１２を載置するステージ４１３、光検出器４１５、コリメータレンズ４１６、４１８、集光レンズ４１７、４１９、偏光子４２０、光路分岐光学素子４２１、色分離フィルター４２２、焦点検出用集光レンズ４２３、円筒状レンズ４２４、焦点検出用光検出器４２５、電源４２６、および層切替装置４２７から構成される。
図２０は、光学的記録再生媒体４１２、電源４２６、および層切替装置４２７を拡大して表した断面図である。図１９および図２０に示すように光学的記録再生媒体４１２は、基板４３１、基板４３１上に形成された積層記録再生媒体４３２から構成され、積層記録再生媒体４３２はさらに媒体層４３３（１）〜４３３（５）、偏光半透過層４３４（１）〜４３４（５）、および電界印加用電極４３５（１）〜４３５（６）が積層して構成される。
（光学的記録再生装置の構成の詳細）
光源４１１は、例えば半導体レーザであり、光学的記録再生媒体４１２の光学的記録および再生のための光束４４１（波長λ）を放射する。
ステージ４１３は、光学的記録再生媒体４１２を載置して回転可能である。
光検出器４１５は、入射する光束４４５の光量を検出することにより、光学的記録再生媒体４１２からの再生信号を出力する再生手段として機能する。
コリメータレンズ４１６、４１８は光束をコリメートし平行光束とする。集光レンズ４１７、４１９は、光束を集束するための光集束手段として機能する。光源４１１から発した光束４４１は集光レンズ４１７によって媒体層４３３（ｉ）に集束し集束光４４４となる。この集束光４４４の集束位置（焦点位置）は、移動機構（図示せず）が集光レンズ４１７を移動することにより媒体層４３３の層方向および媒体層４３３の面方向に適宜に走査できる。
偏光子４２０は光束４４１の偏光を揃えるための偏光手段として機能する。なお、光源４１１が半導体レーザの場合は、光源４１１からの光束４４１がすでに直線偏光に近い特性であることから偏光子４２０を省略することも可能である。
光路分岐光学素子４２１は、いわゆるビームスプリッターであり、後述するように偏光半透過層４３４から反射される光束を焦点検出用光検出器４２５の方に分岐して光束４４６とする。
色分離フィルター４２２は、光源４１１から出射された波長λの光（基本波）を吸収して波長λ／２の高調波を分離するフィルターである。
焦点検出用集光レンズ４２３、円筒状レンズ４２４、焦点検出用光検出器４２５は、それぞれ各媒体層４３３（ｉ）を識別する層検出手段の構成要素である。
焦点検出用集光レンズ４２３は、焦点検出用光検出器４２５に光束４４５を集束する集束手段である。
円筒状レンズ４２４は前記焦点検出用集光レンズ４２３を通過した光束４４６に非点収差を持たせる。この非点収差は、円筒状レンズ４２４が円筒軸方向には光を集束せず、円筒軸に垂直な方向にのみ集束することによりもたらされる。この結果、焦点検出用光検出器４２５に入射する光束４４８の形状は楕円形、あるいは円形となる。この形状は、集束光４４３の集束位置に対応して変化する。
焦点検出用光検出器４２５は例えば４つの光検出素子の集合体であり、これらの光検出素子の出力を加減算することで、光束４４８の形状に対応した信号、即ち集束光４４４の層方向焦点位置に対応する焦点誤差信号（フォーカスエラー信号）を出力する。この焦点誤差信号に基づき、各媒体層４３３（ｉ）の識別が可能となる。
電源４２６は、電界印加用電極４３５間に電界を印加する。層切替装置４２７は、外部からの通電指示信号により電界を印加する媒体層４３３を選択するための切り替えスイッチである。図２０では、電界印加用電極４３５（２）、４３５（３）を選択して電圧を印加することにより、媒体層４３３（２）に電界を印加している。
（光学的記録再生媒体の構成の詳細）
基板４３１は積層記録再生媒体４３２を保持するための光学的に透明な基板である。
媒体層４３３は、光源４１１からの波長λおよびλ／２の光束に対して光学的に充分な透過率をもつ光学材料から構成される。
なお、媒体層４３３それぞれの厚さはコヒーレント長Ｌｃと同等以下であることが好ましい。媒体層４３３内部の各箇所から発生する光高調波同士の位相干渉を防止し、高調波の強度を保つためである。
積層記録再生媒体４３２中で記録の再生をしようとする媒体層４３３（ｉ）に電界印加用電極４３５（ｉ）、４３５（ｉ＋１）を用いて電界を印加すると、電気光学効果により媒体層４３３（ｉ）では屈折率の変化が生じる。電気光学効果のうち、ポッケルス効果は加える電界に比例して屈折率が変化する。ポッケルス効果は、点対称をもたないいわゆる圧電性材料に存在し、例えば透過率を制御するポッケルスセルなどに応用されている。
媒体層４３３は基板４３１上記録再生に用いる領域全部に配設する必要は無く、例えば領域の一部を読出し専用の部分として他の記録媒体を設けることも可能である。
電界印加用電極４３５は、媒体層４３３の表裏双方に配置され、これらの間に電位差が印加されることで媒体層４３３に電界を印加する。
電界印加用電極４３５は、光学的に透明であると共に導電性をも有する透明導電材料、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）の薄膜を用いることで、検出用光束の有効利用が可能となる。透明導電材料の薄膜は、例えば蒸着、スパッタリングなどで形成できる。電界印加用電極４３５の表面に誘電体膜を配設することで、媒体層４３３あるいは空気との境界で生じる反射を低減することもできる（反射防止膜）。
偏光半透過層４３４は、各媒体層４３３の下面に設けられ、任意に設定された偏光成分の一部を反射し残りを透過するとともに、前記設定された以外の偏光成分は透過する特性を有する光学膜であり、偏光反射層として機能する。このため、偏光半透過層４３４に入射する光束の偏光状態により反射率および透過率が変化する。
偏光半透過層４３４は、例えば平面上に金属の細線を平行に並べた一種の回折格子から構成できる。金属細線に平行な方向と垂直な方向それぞれの偏光方向の偏光成分で反射、透過特性が異なる。
ここで、偏光半透過層４３４には、信号の記録再生する部分を特定するために例えば半透過特性の異なる部分を設けると共に、焦点検出用光検出器４２５を用いて信号の記録再生部分を識別することも可能である。これを図２１に示す。図２１に示す偏光半透過層４３４ａは半透過特性の異なる２つの領域が交互に配置されている。平面的には例えば格子状に半透過特性の異なる領域を配置できる。
（光学的記録再生装置の動作）
以下、図に基づき本発明に係る光学的記録再生装置４１０の動作を説明する。
Ａ．再生層の検出、再生層への集光制御
（１）光源１１を出射した光束４１はコリメータレンズ４１６で平行光となり、偏光子４２０を通過することで直線偏光となる。直線偏光となった光束４４２は、光路分岐光学素子４２１を通過し集光レンズ４１７で集光され積層記録再生媒体３２に達する。
このとき電源４２６および層切替装置４２７により任意の媒体層４３３に電界を印加しておく。電界を印加した媒体層４３３（ｉ）を透過することにより光束の偏光状態、具体的には偏光成分の比率が電気光学効果により変化する。
（２）偏光半透過層４３４（ｉ）は、媒体層４３３（ｉ）で光束４４４が通過した後の部分に配設され、電界を印加したことにより生じる偏光成分の変化に対応して反射率が増加するような偏光特性に設定されている。その結果、電界を印加した媒体層４３３（ｉ）に設けられた偏光半透過層４３４（ｉ）で光束４４の一部が反射される。
この場合、偏光状態の変化に起因する反射光成分を、他の媒体層４３３と電極もしくは偏光半透過層４３４との界面との屈折率差に起因する反射光成分に比べて充分大きくし、なおかつ偏光半透過層４３４を透過する透過光の強度低下を情報の再生に支障ない程度に小さくするのが好ましい。これは、偏光半透過層４３４（ｉ）の偏光特性を適宜に設定しておくことで実現できる。
（３）電界が印加された媒体層４３３（ｉ）に設けられた偏光半透過層４３４（ｉ）で反射された光束は媒体層４３３（ｉ）内を往路と逆に（光源４１１に向かって）戻る。このとき、往路で生じた偏光状態の変化と逆の変化が電気光学効果により生じる。このため、偏光半透過層４３４（ｉ）による反射光束が、偏光半透過層４３４（ｉ）以外の偏光半透過層４３４により再び反射されることはほぼ無視できる。即ち、偏光半透過層４３４（ｉ）による反射光束が他の偏光半透過層４３４を通過したときの強度低下は小さい。
（４）偏光半透過層４３４（ｉ）による反射光束は集光レンズ４１７を経由し光路分岐光学素子４２１で焦点検出用集光レンズ４２３に達し集束光４４７になる。
この集束光４４７の光路中に配置された円筒状レンズ４２４により、集束光には非点収差が生じる。この非点収差を含む集束光４４７の焦点付近に配置された焦点検出用光検出器４２５が、集束光４４４の集束位置に対応した焦点誤差信号を出力する（非点収差法による焦点誤差の検出）。この焦点誤差信号出力を用いて、電界を印加した媒体層４３３（ｉ）に設けられた偏光半透過層４３４（ｉ）もしくはその近傍に光源４１１からの光束４４４が集束するように焦点位置を制御できる。
以上のように、任意の媒体層４３３（ｉ）に電界を印加することで、その媒体層４３３（ｉ）を記録もしくは再生の対象として識別および制御できる。
ここで、電界を印加した媒体層４３３（ｉ）に設けられた偏光半透過層４３４（ｉ）を通過した光束は偏光成分の比率が変化する可能性がある。偏光成分の比率が変化した光束が偏光半透過層４３４（ｉ）の下層の媒体層４３３（ｉ−１）に設けられた偏光半透過層４３４（ｉ−１）に達すると光束の一部を反射する。しかも、この反射は、偏光半透過層４３４（ｉ）と同程度の反射率である可能性がある。この結果、光検出器４１５に到達する光束４４５の光量が低下し、透過光を情報信号の検出に用いる場合に問題となる可能性がある。
これに対しては、識別あるいは焦点に設定すべき媒体層４３３（ｉ）のすぐ下層の媒体層４３３（ｉ−１）に媒体層４３３（ｉ）に印加された電界と方向が逆で同じ大きさの電界を印加することで偏光成分の比率変化を元に戻すことができる。このようにして、より下層の偏光半透過層４３４での反射を抑えることが可能である。
但し、偏光半透過層４３４がいずれも所定の偏光成分を全て反射するのであれば、偏光成分の比率は変化しないので、媒体層４３３（ｉ−１）に前の媒体層４３３（ｉ）に印加された電界と方向が逆で同じ大きさの電界を印加する必要はない。
さらに偏光半透過層４３４に半透過特性の異なる部分を設けておくことで、例えば偏光半透過層４３４で反射し焦点検出用光検出器４２５に入射する光束４４８に含まれる半透過特性の差異を検出することにより、記録再生に用いる媒体層４３３上における信号の記録再生箇所を特定できる。
Ｂ．情報の再生
積層記録再生媒体４３２からの情報の再生は、光源４１１からの波長λの光束を基本波として発生する２次高調波（波長λ／２）を用いて行う。
（１）光源４１１を出射した光束４１は集光レンズ４１７により積層記録再生媒体４３２の媒体層４３３（ｉ）に集束される。このとき媒体層４３３それぞれは強誘電体の残留分極の方向が上向きか下向きかに基づき情報が記録されているとする。
図２２は、媒体層４３３（ｉ）に光束４５１が集光し、２次高調波４６１が発生する状態を表す側面図である。
媒体層４３３（ｉ）に光が集束することから媒体層４３３（ｉ）中から２次高調波４６１が発生する。２次高調波４６１の強度は光のエネルギー密度に依存することから。媒体層４３３（ｉ）に充分光を集束させることで、媒体層４３３（ｉ）以外の媒体層４３３からの２次高調波の発生は無視できる。２次高調波４６１は、集光位置の残留分極が上向きか下向きかに応じて位相が異なる。従って、２次高調波４６１の位相を検出することにより、積層記録再生媒体４３２に光学的に記録された情報を再生できる。
（２）発生した２次高調波４５１は、コリメータレンズ４１８で平行光となり色分離フィルター４２２を通過する。色分離フィルター４２２が、基本波（光源４１１から照射された波長λの光）を吸収して高調波４６１を分離する。この結果、集光レンズ４１９により集光されて光検出器４１５に到達する光束４４８には高調波４６１のみが含まれる。
高調波４６１の位相を検出するには、例えば高調波４５１と同一波長の参照波４６２を高調波４６１と干渉させて干渉波４６３を発生させ、干渉波４６３の光量を光検出器４１５で検出すれば良い。参照波４６２の発生には例えば、光源４１１から色分離フィルター４２２に至る光路中（一例として、コリメータレンズ４１６と偏光子４２０の間）に光源４１１からの光束の入射により高調波を発生する高調波発生素子を挿入すれば良い。
Ｃ．情報の記録
積層記録再生媒体４３２への情報の記録は、光の照射および電界の印加を用いて行う。
図２３、２４が積層記録再生媒体４３２の初期化、および情報記録のそれぞれに対応する状態を表す断面図である。
（１）まず、情報の記録の前に、媒体層４３３の残留分極の方向を揃える。例えば、媒体層４３３（２）中の残留分極の方向を揃えるには、電源４２６およぶ層切替装置２７を用いて、電界印加用電極４３５（２）、４３５（３）のそれぞれに電圧を印加し、媒体層４３３（２）に残留分極の反転が可能な抗電場よりも大きな電場を印加する。
この結果、印加した電場の方向に揃った残留分極が形成される。この残留分極方向の均一化は、積層記録再生媒体４３２の一種の初期化を意味し、必要に応じて媒体層４３３それぞれに対して行われる。
（２）初期化された媒体層４３３（２）に記録（書き込み）を行うには、記録を行う媒体層４３３（２）に記録したいビットに応じた方向の電場を印加させつつ、記録を行いたい箇所（媒体層４３３（２）内の所定の箇所）に光源４１１の光束を集束させる。このとき抗電界よりも小さい電界を印加する。
印加される電界が抗電界よりも小さいため、光束が集束しない箇所では残留分極の方向が変化しない。即ち、情報からいえばビットの反転が生じない。
これに対して、光束が集束した箇所では局部的な温度上昇が起こり、抗電界が低下することから、残留分極の方向が変化する。
このようにして、常温における抗電界より小さな電界を印加させつつ、局部的な加熱を行うことで加熱箇所の残留分極の方向を決定できる。
この電界および光束の集束は、見かけ上は層検出のための操作と近似している。しかしながらこれら両者は目的が全く異なるので、これらの目的に応じて適切な電界、および光束強度等が採用される。例えば、書き込みのときには媒体層４３３の加熱に適した波長の光源を別途用いることができる。
［第５の実施形態］
図２５は、本発明の実施形態に係る光学的記録再生装置４１０ｂの構成を表す模式図である。
図２５に示すように光学的記録再生装置４１０ｂは、光源４１１ｂ、光学的な記録、再生を行う光学的記録再生媒体４１２ｂを載置するステージ４１３ｂ、光検出器４１５ｂ、コリメータレンズ４１６ｂ、４１８ｂ、集光レンズ４１７ｂ、４１９ｂ、光路分岐光学素子４２１ｂ、色分離フィルター４２２ｂ、焦点検出用集光レンズ４２３ｂ、円筒状レンズ４２４ｂ、焦点検出用光検出器４２５ｂ、電源４２６ｂ、および層切替装置４２７ｂから構成される。
ここで、光学的記録再生装置４１０ｂは、光学的記録再生装置４１０における偏光子４２０のような偏光手段を有する必要がない。
図２６は、光学的記録再生媒体４１２ｂ、電源４２６ｂ、および層切替装置４２７ｂを拡大して表した断面図である。図２５および図２６に示すように光学的記録再生媒体４１２ｂは、基板４３１ｂ、基板４３１ｂ上に形成された積層記録再生媒体４３２ｂから構成され、積層記録再生媒体４３２ｂはさらに媒体層４３３ｂ（１）〜４３３ｂ（５）、電界印加用電極５５１（１）〜５５１（４）、５５２（１）〜５５２（４）、および中間層４３６（１）〜４３６（４）から構成される。
ここで、電界印加用電極５５１（１）〜５５１（５）、５５２（１）〜５５２（５）は、媒体層４３３ｂ（１）〜４３３ｂ（５）の両面にそれぞれ形成され、中間層４３６（１）〜４３６（４）は、電界印加用電極５５２（１）〜５５２（４）と電界印加用電極５５１（２）〜５５２（５）それぞれの間に形成されている。
光学的記録再生媒体４１２ｂは、光学的記録再生媒体４１２の偏光半透過層４３４のような偏光状態に応じて反射率が変化する構成を有する必要がない。これは後述のように、光学的記録再生装置４１０ｂが偏光手段を有する必要がないことと対応する。
（光学的記録再生装置４１０ｂの構成の詳細）
光学的記録再生装置４１０ｂには、光学的記録再生装置４１０のような偏光手段（偏光子４２０）を必要とせず、従って光源１１ｂ自体も非偏光光源で差し支えない。
電源４２６ｂは、電界印加用電極５５１、５５２間に電界を印加する。層切替装置４２７ｂは、外部からの通電指示信号により電界を印加する媒体層４３３ｂを選択するための切り替えスイッチである。図２６では、電界印加用電極５５１（４）、５５２（４）間に電圧を印加することにより、媒体層４３３ｂ（４）に電界を印加している。
（光学的記録再生媒体の構成の詳細）
媒体層４３３ｂは、光源４１１ｂからの波長λおよびλ／２の光束に対して光学的に充分な透過率をもつ光学材料から構成される。この光学材料は、電界を印加すると屈折率が変化する電気光学材料、照射光の２次高調波を発生する非線形光学材料、かつ電界を印加することで残留分極の分極方向が変化する強誘電体材料である。
なお、媒体層４３３ｂそれぞれの厚さは、第１実施形態の媒体層４３３と同様に高調波の強度を維持する観点から、コヒーレント長Ｌｃと同等以下であることが好ましい。
積層記録再生媒体４３２ｂ中で記録の再生をしようとする媒体層４３３ｂ（ｉ）に電界印加用電極５５１（ｉ）、５５２（ｉ）を用いて電界を印加すると、ポッケルス効果等の電気光学効果により媒体層４３３ｂ（ｉ）では屈折率の変化が生じる。その結果、媒体層４３３ｂ（ｉ）と電界印加用電極５５１（ｉ）、５５２（ｉ）間の屈折率差が変化し、媒体層４３３ｂ（ｉ）の上下の境界での光の反射率が変化する。この反射率の変化によって、各媒体層４３３ｂが選択（識別）される。
電界印加用電極５５１、５５２は、媒体層４３３ｂの表裏双方に配置され、これらの間に電位差が印加されることで媒体層４３３ｂに電界を印加される。
電界印加用電極５５１、５５２は、導電性を有し、かつ光源４１１ｂから照射される光の波長において光学的に透明性な透明導電材料から構成される。
ここで、この透明導電材料は、光源１１ｂから照射される光の波長において、電界印加前の媒体層４３３ｂと屈折率が略等しいことが好ましい。これは、後述するように、媒体層４３３ｂに電界を印加以前では、媒体層４３３ｂと電界印加用電極５５１、５５２間の層境界での反射が少ない方がＳ／Ｎ比向上の観点から好ましいことによる。
このため、電界印加用電極５５１、５５２と媒体層４３３ｂは、互いに屈折率がほぼ等しくなるように、適宜に構成材料の組み合わせが選択される。
この組み合わせの一例として、透電界印加用電極５５１、５５２にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を、媒体層４３３ｂにニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）を用いることが挙げられる。
中間層４３６は各媒体層４３３ｂ間の距離を大きくして各媒体層４３３ｂ同士の識別を容易にするためのものである。例えば、非点収差法による焦点誤差の検出、ひいては各媒体層４３３ｂへの光の集束が容易になる。
中間層３６は、光源４１１ｂから照射される光の波長において、光学的に透明であると共に電界印加用電極５５１、５５２と屈折率が略等しいことが好ましい。これは、中間層４３６と電界印加用電極５５１、５５２との層境界での反射を低減して、Ｓ／Ｎ比の向上を図るためである。
（光学的記録再生装置４１０ｂの動作）
以下、図に基づき本発明に係る光学的記録再生装置１０ｂの動作を説明する。
Ａ．再生層の検出、再生層への集光制御
（１）光源４１１ｂを出射した光束４４１ｂはコリメータレンズ４１６ｂで平行光となり、平行光となった光束４４２ｂは、光路分岐光学素子４２１ｂを通過し集光レンズ４１７ｂで集光され積層記録再生媒体４３２ｂに達する。
このとき電源４２６ｂおよび層切替装置４２７ｂにより任意の媒体層４３３ｂ（ｉ）に電界を印加しておく。電圧の印加により、媒体層４３３ｂ（ｉ）は、屈折率が変化する。
（２）媒体層４３３ｂ（ｉ）の屈折率変化により、媒体層４３３ｂ（ｉ）と電界印加用電極５５１（ｉ）、５５２（ｉ）との間に屈折率の相違が生じる。この屈折率の相違により、電界を印加した媒体層４３３ｂ（ｉ）と電界印加用電極５５１（ｉ）、５５２（ｉ）の境界で光束４４４ｂの一部が反射される。
既述のように、電界を印加しない媒体層４３３ｂ（ｊ）（ｉ≠ｊ）と電界印加用電極５５１（ｊ）、５５２（ｊ）は、その境界での反射が小さいこと（雑音となる反射光の低減）、即ち、電界を印加しない状態では屈折率が略等しい方が好ましい。
また、電界印加用電極５５１、５５２と中間層４３６もその境界からの反射光の低減のため、屈折率が略等しい材料から構成される方が好ましい。
（３）電界が印加された媒体層４３３ｂ（ｉ）と電界印加用電極５５１（ｉ）、５５２（ｉ）との境界で反射された光束は媒体層４３３ｂ（ｉ）内を往路と逆に（光源４１１ｂに向かって）戻る。
（４）電界が印加された媒体層４３３ｂ（ｉ）と電界印加用電極５５１（ｉ）、３５２（ｉ）との境界での反射光束は集光レンズ４１７ｂを経由し光路分岐光学素子４２１ｂで焦点検出用集光レンズ４２３ｂに達し集束光４４７ｂになる。円筒状レンズ４２４ｂにより集束光には非点収差が生じ、焦点検出用光検出器４２５が集束光４４４ｂの集束位置に対応した焦点誤差信号を出力する（非点収差法による焦点誤差の検出）。この焦点誤差信号出力を用いて、電界を印加した媒体層４３３（ｉ）に光源４１１ｂからの光束４４４ｂが集束するように焦点位置を制御できる。
以上のように、任意の媒体層４３３（ｉ）に電界を印加することで、その媒体層４３３（ｉ）を記録もしくは再生の対象として識別および制御できる。
情報の再生、記録については、第１の実施形態と原理的に大きく変わるところがないので、記載を省略する。
（その他の形態）
（１）例えば、上記実施形態では、記録再生すべき媒体層の識別あるいは設定するための焦点誤差検出に反射光束を用い、情報信号の検出（情報の再生）に透過光束を用いているが、焦点誤差検出と情報信号検出の双方に反射光束を用いることもできる。
積層記録媒体の形態は光ディスク、光カードなどにすることももちろん可能であるが、特にこれに限定されるものでもない。
（２）上記施形態では中間層を用いていないが、実施形態のような偏光状態によって反射率が変化する層（偏光半透過層）を用いた場合でも中間層を利用することができる。例えば、偏光半透過層とその下層の媒体層間に配置された電界印加用電極に換えて、中間層とその中間層の上下面に形成された一対の電界印加用電極の組み合わせを用いることができる。
即ち、光の反射が偏光半透過層、電界印加用電極いずれもの境界面で生じる場合であっても、中間層を設けることで各媒体層の識別を容易にすることは可能である。
［第６の実施形態］
図２７は、本発明の実施形態に係る光学的記録再生媒体６０１の構成を表す断面図である。
図２７に示すように光学的記録再生媒体６０１は、電気光学材料層としての記録再生部材６０２の表裏に電極６０４ａ及び６０４ｂを配置すると共に、その一方の面に隣接するように参照光発生層としての参照部材６０３を配置して構成される。
記録再生部材６０２と参照部材６０３に示す図中矢印６０５と６０６は、各部材に残留する自発分極の方向を模式的に表している。ここで記録再生部材６０２の信号が記録された部分で発生し参照光と位相比較後の光高調波の強度が、未記録部分で発生し同じく参照光と位相比較された光高調波の強度に対して大又は小となるかにより、自発分極方向６０５、６０６は決定される。
（光学的記録再生媒体１への信号の記録）
図２８は光学的記録再生媒体６０１に対する信号の記録を説明するための図である。
図２８に示すように、上記の光学的記録再生媒体６０１の各電極６０４ａ、６０４ｂに配線６１２を介して電源６１１が接続されている。電極６０４ａ、６０４ｂ間に電圧を印加することで記録再生部材６０２に電界を印加することができる。
ここで、記録再生部材６０２内の分極６０５の方向と反対の方向で、その大きさが分極を反転できる電界いわゆる抗電界よりも小さい電界強度で電界を印加しても、分極６０５は反転しない。
一方、記録再生部材６０２の任意の個所に光源からの光束を集中すると集束部位の温度が上昇し、抗電界の値が低下することにより、分極６０５は反転する。その後光束の集中が無くなっても反転分極は図２８に示した残留分極６０５ｂとして保持され、信号が記録される。
なお、参照部材６０３には電界が印加されないので、抗電界の値は変化しない。従って、光源からの光束を集中させても分極６は反転しない。
（光学的記録再生媒体６０１からの信号の再生）
Ａ．参照部材６０３と記録再生部材６０２がそれぞれコヒーレント長と略同一の厚さの場合
図２９および図３０は光学的記録再生媒体６０１からの信号の再生を説明するための図である。
図２９に示すように、再生用光束６０８ａを参照部材６０３および記録再生部材６０２の反転した分極６０５ａ位置に照射すると、記録再生部材６０２から光高調波６６２を発生し、これと共に参照部材６０３からも光高調波６６１を発生する。
ここで、参照部材６０３と記録再生部材６０２がそれぞれコヒーレント長と略同一の厚さで形成されているものとすると、参照部材３で発生した光高調波６６１は記録再生部材６０２に達するまでに位相が１８０度反転している。記録再生部材６０２の分極６０５ａ位置における分極の方向が参照部材６０３の分極６０６の方向と逆方向であり、この位置で発生した光高調波６６２の位相は１８０度反転する。この結果、反転した分極６０５ａの位置においては、参照部材６０３で発生した光高調波６６１の位相と記録再生部材６０２で発した光高調波６６２の位相とが揃うことから、互いに強めあうように重畳した光強度の検出光６６３が得られる。
これに対し、図３０に示すように、再生用光束６０８ａを参照部材６０３および記録再生部材６０２の反転しない分極６０５ｂ位置（参照部材６０３の分極方向と記録再生部材６０２の分極方向が一致）に照射すると、同様に記録再生部材６０２から光高調波６６２を発生し、これと共に参照部材６０３からも光高調波６６１を発生する。参照部材６０３で発生した光高調波６６１は記録再生部材６０２に達するまでに位相が１８０度反転しているが、記録再生部材６０２の分極６０５ｂ位置における分極の方向が参照部材６０３の分極６０６の方向と同方向であり、この位置で発生した光高調波６６２の位相は反転しない。この結果、この反転していない分極６０５ｂの位置においては、参照部材６０３で発生した光高調波６６１の位相と記録再生部材６０２で発した光高調波６６２の位相とが逆になり光強度が相殺されることから検出光を得ることができない。
Ｂ．記録再生部材６０２および参照部材６０３の合算された厚みがコヒーレント長以下である場合
一方、記録再生部材６０２および参照部材６０３の合算された厚みがコヒーレント長以下である場合は、参照部材６０３で発生した光高調波は記録再生部材６０２を通過するまで位相が１８０度反転せず、その一方で再生用光束６０８ａにおいて再生部材６０２の分極方向６０５ａが参照部材６０３の分極方向６０６と逆方向であることから、各々の部材６０２、６０３で発生する光高調波の位相は逆となり、光強度は相殺されることから検出光を得ることができない。
これに対し、再生用光束６０８ｂにおいては同様な光高調波発生において、参照部材６０３の分極方向６０６と記録再生部材６０２の分極方向６０５ｂが同一であることから、各々の部材で発生する光高調波の位相は同一になり、互いに強めあうように重畳した光強度の検出光６６３が得られる。
なお、図２９および図３０において、再生用光束６０８ａおよび６０８ｂは各々前記記録再生部材６０２の異なる分極個所６０５ａおよび６０５ｂに収束し異なる光束で示しているが、一つの再生用光束を用い、光学的記録再生媒体６０１が移動することでもよい。
（光学的記録再生媒体６０１の積層化）
図３１は、本発明の光学的記録再生媒体６０１を複数積層した構造の模式図である。
光学的記録再生媒体６０１は、例えば図３１に示すように、記録再生部材６０２の表裏に電極６０４ａ及び６０４ｂを配置すると共に、その一方の面に隣接するように参照部材６０３を配置した積層体６０１ａを多層にして構成することが可能である。
積層体６０１ａ間には、光源からの光波長と各々の部材で発生する光高調波長において充分に高い透過率を有する中間層６１０を配置してもよい。中間層６１０は積層体６０１ａ間の距離を大きくして各積層体６０１ａ間同士の識別を容易にするためのものである。例えば、非点収差法による焦点誤差の検出、ひいては積層体６０１ａ間への光の集束が容易になる。
中間層６１０は、上記のように光学的に透明であると共に電極６０４ａ及び６０４ｂと屈折率が略等しいことが好ましい。これは、中間層６１０と電極６０４ａ及び６０４ｂとの層境界での反射を低減して、Ｓ／Ｎ比の向上を図るためである。
ただし、中間層を必ず配置する必要はない。光学的記録再生媒体６０１の多層化により記録容量の増加を図ることができるが、中間層をなくすことで更なる多層化が可能となる。
（光学的記録再生装置の詳細）
図３２は、本発明の光学的記録再生媒体を用いた光学的記録再生装置の説明図である。
図３２に示すように、光源６２１は、例えば半導体レーザであり、光学的記録再生媒体６０１の光学的記録および再生のための光束６０８（波長λ）を放射する。
ステージ６２９は、光学的記録再生媒体６０１を載置して移動可能である。
光検出器６２８は、入射する光束６０９の光量を検出することにより、光学的記録再生媒体６０１からの再生信号を出力する再生手段として機能する。
コリメータレンズ６２２、６２５は光束をコリメートし平行光束とする。集光レンズ６２４、６２７は、光束を集束するための光集束手段として機能する。光源６２１から発した光束６０８は集光レンズ６２４によって光学的記録再生媒体６０１に集束する。この光束の集束位置（焦点位置）は、移動機構（図示せず）が集光レンズ６１７を移動することにより光学的記録再生媒体媒体層６０１に垂直および面方向に適宜に走査できる。
光路分岐光学素子６２３は、いわゆるビームスプリッターであり、光学的記録再生媒体の表面から一部反射される光束を焦点検出用光検出器６３２の方に分岐して光束６３３とするものである。
色分離フィルター６２６は、光源６２１から出射された波長λの光（基本波）を吸収して波長λ／２の高調波を分離するフィルターである。
焦点検出用集光レンズ６３０、円筒状レンズ６３１、焦点検出用光検出器６３２は、それぞれ光学的記録再生媒体表面で集束光の焦点を検出する手段の構成要素である。
焦点検出用集光レンズ６２３は、焦点検出用光検出器６２５に光束６４５を集束する集束手段である。
円筒状レンズ６３１は前記焦点検出用集光レンズ６３０を通過した光束６３３に非点収差を持たせる。この非点収差は、円筒状レンズ６３１が円筒軸方向には光を集束せず、円筒軸に垂直な方向にのみ集束することによりもたらされる。この結果、焦点検出用光検出器６３２に入射する光束６３３の形状は楕円形、あるいは円形となる。この形状は、光学的記録再生媒体１における集束光の集束位置に対応して変化する。
焦点検出用光検出器６３２は例えば４つの光検出素子の集合体であり、これらの光検出素子の出力を加減算することで、光束６３３の形状に対応した信号、即ち光学的記録再生媒体６０１における焦点位置に対応する焦点誤差信号（フォーカスエラー信号）を出力する。
（光学的記録再生媒体６０１の構成の詳細）
図２７に示したように、光学的記録再生媒体６０１は、光源６１１からの波長λおよびλ／２の光束に対して光学的に充分な透過率をもつ記録再生部材６０２および参照部材６０３から構成される。記録再生部材６０２および参照部材６０３の光学材料は、電界を印加すると屈折率が変化する電気光学材料、照射光の光高調波を発生する非線形光学材料、かつ電界を印加することで残留分極の分極方向が変化する強誘電体材料である。具体的な構成材料は、例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ４）等の強誘電性結晶薄板あるいは薄膜、もしくはボリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）、三フッ化エチレン（ＴｒＦＥ）等の強誘電性高分子膜、もしくはメトロシアニン錯塩、ニトロアニリン系・ニトロピリジン系有機結晶、アゾ色素とポリマーの重合体等の有機非線形材料の薄板あるいは薄膜が挙げられる。
なお、参照部材６０３と記録再生部材６０２それぞれの厚さはコヒーレント長Ｌｃと同等以下であることが好ましい。各部材内部で発生する光高調波の位相干渉を防止し、光高調波の強度を保つためである。
また、参照部材６０３と記録再生部材６０２が隣接し信号の再生時に同一の集束光が透過することから、各々の部材で発生する光高調波は外部からの影響に対し同じように挙動することになり、例えば光学的収差あるいは強度などの変化に対し安定している。
電界印加用電極６０４ａ、６０４ｂは、記録再生部材６０２の表裏双方に配置され、これらの間に電位差が印加されることで記録再生部材６０２に電界を印加する。
電界印加用電極６０４ａ、６０４ｂは、光学的に透明であると共に導電性をも有する透明導電材料、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）の薄膜を用いることで、検出用光束の有効利用が可能となる。透明導電材料の薄膜は、例えば蒸着、スパッタリングなどで形成できる。電界印加用電極６０４ａ、６０４ｂの表面に誘電体膜を配設することで、参照部材６０３あるいは空気との境界で生じる反射を低減することもできる（反射防止膜）。
（その他の形態）
（１）例えば、上記実施形態では、記録再生すべき媒体層の識別あるいは設定するための焦点誤差検出に反射光束を用い、情報信号の検出（情報の再生）に透過光束を用いているが、焦点誤差検出と情報信号検出の双方に反射光束を用いることもできる。
光学的記録再生媒体の形態は光ディスク、光カードなどにすることももちろん可能であるが、特にこれに限定されるものでもない。
（２）さらに、上記実施形態では、参照部材と記録再生部材の残留分極を信号未記録時に同一方向として説明したが、逆方向になっていてもなんら差し支えはなく、記録再生部材が未記録時に残留分極を持たず電界の印加によって２つの正負の記録値をもつ、いわゆる多値記録にすることも原理的に可能である。
（３）上述した実施形態では、参照部材と記録再生部材とを隣接するように配置したが、図３３に示すように、参照部材６０３と記録再生部材６０２とを光学的記録再生媒体１に対する集束光６８１の焦点深度６８２内に配置すればよい。これらの部材を焦点深度６８２を越えた位置に配置すると、これら部材に対する集束光６８１の入射角度が相違し、位相不整合を生じるからであり、また参照部材６０３から発生する光高調波と記録再生部材６０２から発生する光高調波の波面対称性がくずれ、これらの位相比較に際して外乱（つまりオフセット）を生じてしまうからである。
［第７の実施形態］
（光学的記録再生装置の構成）
図３４は、本発明の実施形態に係る光学的記録再生装置の構成を表す図である。
同図に示すように、この光学的記録再生装置７００は、多層化された光学的記録再生媒体（積層媒体）である多層記録再生媒体７０１と、多層記録再生媒体７０１を移動たとえば回転させるための駆動源であるモータ７０２と、固定部材７０３との間で多層記録再生媒体７０１を保持し、かつモータ７０２の駆動によって多層記録再生媒体７０１と一体で移動たとえば回転する媒体保持部７０４と、媒体保持部７０４とともに移動たとえば回転する多層記録再生媒体７０１の任意の光学的記録再生媒体の層に光を照射するなどして情報の記録および再生を行う光学的記録再生部７０５とを備えて構成される。
光学的記録再生部７０５は、半導体レーザなどの光源より、多層記録再生媒体７０１の光学的記録および再生のための光束を放射して多層記録再生媒体７０１に対する情報の記録と再生を行う。また、光学的記録再生部７０５は、多層記録再生媒体７０１が回転する媒体である場合、その多層記録再生媒体７０１の回転方向に対して法線方向に移動させる手段を持つ。
（多層記録再生媒体７０１の詳細）
図３５は、多層記録再生媒体７０１の一例を示す構造断面図である。
同図に示すように、多層記録再生媒体７０１は、光学的に透明な基板７１１と、この基板７１１上に積層された積層媒体７１２から構成される。積層媒体７１２は、さらに、複数の光学的記録再生媒体層（以下、媒体層と呼ぶ。）７１３（１）〜７１３（４）、複数の電極層７１４（１）〜７１４（８）、および複数の中間層７１５（１）〜７１５（３）から構成される。電極層１４は媒体層１３の表裏両面に配設され、この媒体層７１３の両面に配設された各電極層７１４の間に、電源７１６から通電切替部７１７を通じて電圧（電位差）が付与されることによって、媒体層７１３に電界が印加されるようになっている。
媒体層７１３には、たとえば、電界が加わることで屈折率などの光学特性が変化する電気光学材料が用いられている。図３５に示すように、たとえば、媒体層７１３（３）の表裏両面に配設された電極層７１４（５）、７１４（６）に電位差を付与して媒体層７１３（３）に電界を印加することにより、電気光学効果によって媒体層７１３（３）の屈折率が変化する。この結果、媒体層７１３（３）とその上の電極層７１４（６）との屈折率と、媒体層７１３（３）とその下の電極層７１４（５）との屈折率との差が変化し、媒体層７１３（３）の上下の境界での光の反射率が変化する。
さらに、媒体層７１３は、上記のように電界が加わることで屈折率などの光学特性が変化する電気光学材料ならなるとともに、照射光の２次高調波を発生する非線形光学材料であって、かつ電界を印加することで残留分極の分極方向が変化する強誘電体材料からなるものである。なお、媒体層７１３それぞれの厚さは、高調波の強度を維持する観点から、コヒーレント長Ｌｃと同等以下であることが好ましい。
電極層７１４は、導電性を有し、かつ光源７２１から照射される光の波長において光学的に透明性な透明導電材料から構成される。電極層７１４に用いられる透明導電材料は、光源７２１から照射される光の波長において、電界印加前の媒体層７１３と屈折率が略等しいことが好ましい。これは、媒体層７１３に電界を印加以前では、媒体層７１３と電極層７１４間の層境界での反射が少ない方がＳ／Ｎ比向上の観点から好ましいことによる。このため、電極層７１４と媒体層７１３とは、互いに屈折率がほぼ等しくなるように、適宜に構成材料の組み合わせが選択される。
この組み合わせの一例として、電極層７１４にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を、媒体層７１３にニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）を用いることが挙げられる。
中間層７１５は各媒体層７１３間の距離を大きくして各媒体層７１３同士の識別を容易にするためのものである。たとえば、非点収差法による焦点誤差の検出、ひいては各媒体層７１３への光の集束が容易になる。
中間層７１５は、光源７２１から照射される光の波長において、光学的に透明であると共に電極層７１４と屈折率が略等しいことが好ましい。これは、中間層７１５と電極層７１４との層境界での反射を低減して、Ｓ／Ｎ比の向上を図るためである。
（光学的記録再生装置７００における光学的記録再生部７０５の詳細）
Ａ．光学的記録再生部７０５の構成
図３６は、この実施形態の光学的記録再生装置７００における光学的記録再生部５の構成を表す模式図である。
同図に示すように、光学的記録再生部７０５は、光源７２１、光検出器７２２、コリメータレンズ７２３、７２４、集光レンズ７２５、７２６、光路分岐光学素子７２７、色分離フィルター７２８、焦点検出用集光レンズ７２９、円筒状レンズ７３０、焦点検出用光検出器７３１、電源７１６、および通電切替部７１７から構成される。
Ｂ．光学的記録再生装置７００の動作
この光学的記録再生装置７００の動作を説明する。
光源７２１を出射した光束７４１はコリメータレンズ７２３で平行光となり、平行光となった光束７４２は、光路分岐光学素子７２７を通過し集光レンズ７２５で集光され多層記録再生媒体７０１に達する。
このとき電源７１６および通電切替部７１７によって任意の媒体層７１３（ｉ）に電界を印加しておく。たとえば、図３５において媒体層７１３（３）に電界を印加したものとする。電界の印加により、媒体層７１３（３）の屈折率が変化し、この媒体層７１３（３）とその両面に配設された電極層７１４（５）、７１４（６）との間に屈折率の相違が生じる。この屈折率の相違により、電界を印加した媒体層７１３（３）と電極層７１４（５）、７１４（６）の境界で光束７４４の一部が反射される。
電界が印加された媒体層７１３（３）と電極層７１４（５）、７１４（６）との境界で反射された光束は媒体層７１３（３）内を往路と逆に（光源７２１に向かって）戻る。電界が印加された媒体層７１３（３）と電極層７１４（５）、７１４（６）との境界での反射光束は集光レンズ７２５を経由し光路分岐光学素子７２７で焦点検出用集光レンズ７２９に達し集束光７４７になる。円筒状レンズ７３０により集束光には非点収差が生じ、焦点検出用光検出器７２５が集束光７４４の集束位置に対応した焦点誤差信号を出力する（非点収差法による焦点誤差の検出）。この焦点誤差信号出力を用いて、電界を印加した媒体層７１３（３）に光源７２１からの光束７４４が集束するように焦点位置を制御できる。
以上のように、任意の媒体層７１３（ｉ）に電界を印加することで、その媒体層７１３（ｉ）を記録もしくは再生の対象として識別および制御できる。
Ｃ．光学的記録再生装置７００の情報の再生動作
次に、この光学的記録再生装置７００の情報の再生動作を説明する。
多層記録再生媒体７０１からの情報の再生は、光源７２１からの波長λの光束を基本波として発生する２次高調波（波長λ／２）を用いて行う。
光源７２１を出射した光束７４１は集光レンズ７２５により多層記録再生媒体７０１の任意の媒体層７１３（ｉ）に集束される。このとき媒体層７１３それぞれは強誘電体の残留分極の方向が上向きか下向きかに基づき情報が記録されているとする。
媒体層７１３（ｉ）に光が集束することから媒体層７１３（ｉ）中から２次高調波が発生する。２次高調波の強度は光のエネルギー密度に依存することから。媒体層７１３（ｉ）に充分光を集束させることで、再生しようとする媒体層７１３（ｉ）以外の媒体層７１３からの２次高調波の発生は無視できる。２次高調波は、集光位置の残留分極が上向きか下向きかに応じて位相が異なる。従って、２次高調波の位相を検出することにより、多層記録再生媒体７０１に光学的に記録された情報を再生できる。
発生した２次高調波は、コリメータレンズ７２４で平行光となり色分離フィルター７２８を通過する。色分離フィルター７２８は基本波（光源７２１から照射された波長λの光）を吸収して高調波を分離する。この結果、集光レンズ７２６により集光されて光検出器７２２に到達する光束７４５には高調波のみが含まれることになる。
高調波の位相を検出するには、たとえば高調波と同一波長の参照波を高調波と干渉させて干渉波を発生させ、干渉波の光量を光検出器７２２で検出すればよい。参照波の発生には、たとえば、光源２１から色分離フィルター７２８に至る光路中に光源７２１からの光束の入射により高調波を発生する高調波発生素子を挿入すればよい。
Ｄ．光学的記録再生装置７００の情報の記録動作
次に、この光学的記録再生装置７００の情報の記録動作を説明する。
多層記録再生媒体７０１への情報の記録は、光の照射および電界の印加を用いて行われる。
まず、情報の記録の前に、媒体層７１３の残留分極の方向を揃える。たとえば、媒体層７１３（３）中の残留分極の方向を揃えるには、電源７１６およぶ通電切替部７１７を用いて、電極層７１４（５）、７１４（６）のそれぞれに電圧を印加し、媒体層７１３（３）に残留分極の反転が可能な抗電場よりも大きな電場を印加する。
この結果、印加した電場の方向に揃った残留分極が形成される。この残留分極方向の均一化は、多層記録再生媒体７０１の一種の初期化を意味し、必要に応じて媒体層７１３それぞれに対して行われる。
初期化された媒体層７１３（３）に記録を行うには、記録を行う媒体層７１３（３）に記録したいビットに応じた方向の電場を印加させつつ、記録を行いたい箇所（媒体層７１３（３）内の所定の箇所）に光源７２１の光束を集束させる。このとき抗電界よりも小さい電界を印加する。印加される電界が抗電界よりも小さいため、光束が集束しない箇所では残留分極の方向が変化しない。すなわち、情報からいえばビットの反転が生じない。これに対して、光束が集束した箇所では局部的な温度上昇が起こり、抗電界が低下することから、残留分極の方向が変化する。
このようにして、常温における抗電界より小さな電界を印加させつつ、局部的な加熱を行うことで加熱箇所の残留分極の方向を決定できる。
この電界および光束の集束は、見かけ上は層検出のための操作と近似している。しかしながらこれら両者は目的が全く異なるので、これらの目的に応じて適切な電界、および光束強度等が採用される。たとえば、記録時には媒体層７１３の加熱に適した波長の光源を別途用いることができる。
（接点構造）
次に、この光学的記録再生装置７００において電極層７１４に電界を印加するための接点構造について説明する。
図３４に示したように、固定部材７０３との間で多層記録再生媒体７０１を保持し、かつモータ７０２の駆動によって多層記録再生媒体７０１と一体で移動たとえば回転する媒体保持部７０４には、多層記録再生媒体７０１の各層の電極層７１４に通電するための複数の電極端子７５１が設けられている。
一方、多層記録再生媒体７０１には、その中央部分に貫通開口部７５２が積層方向に貫通して設けられており、この貫通開口部７５２を通じて固定部材７０３の挿入部７０３ａと媒体保持部７０４の凹部７０４ａとが結合されることで、多層記録再生媒体７０１の両面が固定部材７０３のフランジ部７０３ｂと媒体保持部７０４のフランジ部７０４ｂとの間に挟持されて、多層記録再生媒体７０１が媒体保持部７０４に保持されるようになっている。
図３７は多層記録再生媒体７０１が媒体保持部７０４に保持された状態の断面図、図３８は媒体保持部７０４に保持された多層記録再生媒体７０１を一方面（媒体保持部７０４側の面から見た平面図である。
これらの図に示すように、多層記録再生媒体７０１が媒体保持部７０４に保持された状態において、媒体保持部７０４に設けられた上記複数の電極端子７５１は、多層記録再生媒体７０１の貫通開口部７５２とたとえば一体に設けられた複数の切り欠き部７５３にそれぞれ挿入される。
図３９は多層記録再生媒体７０１の各層に設けられた切り欠き部７５３を示す平面図である。（ａ）は多層記録再生媒体７０１の最上層の媒体層７１３（４）とその下層側の電極層７１４（７）に設けられた貫通開口部７５２と１つの切り欠き部７５３（１）を示している。この切り欠き部７５３（１）はそれより下層側のすべての層（電極層、媒体層、中間層、基板）にわたって貫通して設けられている。（ｂ）は多層記録再生媒体１の最上層の中間層７１５（３）とその下層側の電極層７１４（６）に設けられた貫通開口部７５２と切り欠き部７５３（１）（２）を示しており、（ａ）の構成に対して１つの切り欠き部７５３（２）が追加されている。この切り欠き部７５３（２）も同様にそれより下層側のすべての層（電極層、媒体層、中間層、基板）にわたって貫通して設けられている。（ｃ）から（ｇ）に示すように、さらに下層側の媒体層７１３または中間層７１５とその下層側の電極層７１４との組み合わせについても同様に一つずつ異なる数の切り欠き部７５３が設けられ、（ｈ）に示す基板７１１には電極端子７５１の数の切り欠き部７５３（１）−７５３（８）が設けられている。
このように切り欠き部７５３（１）−７５３（８）が設けられた各層を積層することによって、図３８に示すように、多層記録再生媒体７０１の一方面（媒体保持部４側の面）の個々の切り欠き部７５３（１）−７５３（８）の位置に各電極層７１４（１）−７１４（８）を表出させることができ、これら個々の切り欠き部７５３（１）−７５３（８）の中に媒体保持部７０４に設けられた個々の電極端子７５１を挿入して、各電極端子７５１の先端を各電極層７１４（１）−７１４（８）の面に接触させることができるようになっている。各電極端子７５１の長さは接触させる電極層７１４（１）−７１４（８）に応じて最適に設定されている。
なお、電極端子７５１は、たとえば、図４０に示すように、電極層７１４に接触する端子先端に導体部７５４を配置し、電極端子７５１の周囲は他の電極層７１４との絶縁のため絶縁部７５５で囲うように構成すればよい。
また、この例では、切り欠き部７５３が貫通開口部７５２と一体に設けられているが、個々の切り欠き部７５３が独立して設けられていてもよい。
この接点構造によれば、着脱が可能な多層記録再生媒体７０１の各電極層７１４に簡単な構成で通電することが可能である。また、各電極端子７５１が電極層７１４と面で接触するので、接触面積を広くとることができ、接続信頼性を高めることができる。また、各電極端子７５１を多層記録再生媒体７０１を保持しつつ回転させる媒体保持部７０４に設けたことで、回転する多層記録再生媒体７０１の各電極層７１４に通電を行うことができる。
（多層記録再生媒体７０１の各電極層７１４への選択的な電圧の印加）
次に、多層記録再生媒体７０１の各電極層７１４に選択的に電圧を印加する手段の構成について説明する。
図４１はこの電圧印加手段の構成を示す図である。７６１は多層記録再生媒体７０１と一体で移動する部分（媒体保持部７０４）に配設された回路部、７６２は媒体保持部７０４の外部の回路部である。移動部の回路部７６１と外部の回路部７６２とはたとえばロータリートランスなどの非接触型トランス７６３を介して接続されている。外部の回路部７６２は、直流電源７６４、直流電源７６４の直流を交流に変換するＤＣ−ＡＣ変換器７６５、ＤＣ−ＡＣ変換器７６５によって生成された交流に周波数変調された記録媒体識別信号を高調波として重畳する重畳回路７６６などから構成される。周波数変調された記録媒体識別信号を高調波として重畳された交流は、伝達手段である非接触型トランス７６３を通じて移動部の回路部７６１へ伝達される。移動部の回路部７６１は、非接触型トランス７６３の２次側出力を整流して任意の直流を生成する安定化電源回路７６７、通電する電極層７１４を切り替える通電切替部７１７、非接触型トランス７６３の２次側出力から記録媒体識別信号を抽出して復調し、復調した記録媒体識別信号に基づいて通電切替部７１７を制御する復調・切替制御部７６８などから構成される。７６９は各電極層７１４に通じる電路である。
すなわち、電源部７１６では、外部の回路部７６２から移動部の回路部７６１に非接触型トランス７６３を介して非接触で電源を伝達するために、直流電源７６４の直流をＤＣ−ＡＣ変換器７６５にて交流に変換し、さらに重畳回路７６６にて、この交流に周波数変調された記録媒体識別信号を高調波として重畳して非接触型トランス７６３の一次側巻線に供給する。
非接触型トランス７６３の２次側巻線に伝達された交流は安定化電源回路７６７にて電極層７１４に加えるのに適した定電圧に変換される。さらに復調・切替制御部７６８は、非接触型トランス７６３の２次側巻線に伝達された交流から高調波成分である周波数変調された記録媒体識別信号を抽出、復調し、復調した記録媒体識別信号に基づいて通電切替部７１７を制御する。これにより、任意の媒体層７１３に電界を印加するように、各電極層７１４に対応する各電路７６９への通電のオン／オフが設定される。
この電圧印加手段の構成により、多層記録再生媒体１と一体で回転する媒体保持部７０４から多層記録再生媒体７０１の個々の媒体層７１３に電界を印加するための電力供給を行うことが可能になるとともに、電界を印加する媒体層７１３を選択する切替制御を行うことができる。
（その他の形態）
たとえば、上記実施形態は、電界を印加した媒体層の上下の境界での光の反射率の変化に基づいて、その媒体層を記録もしくは再生の対象として識別するようにしたものであるが、媒体層とその下側の電極層との間に偏光反射層を設けておき、電界を印加されて屈折率の変化した媒体層を通過することで変化した偏光成分を偏光反射層にて反射させ、その反射光量に基づいて、記録もしくは再生の対象となる層を識別するようにしてもよい。
また、上記実施形態は、媒体層の材料が、照射光の２次高調波を発生する非線形光学材料であって、かつ電界を印加することで残留分極の分極方向が変化する強誘電体材料を用いたものであるが、これに限らず、たとえば、二光子吸収を用いた蛍光読出しのフォトリフラクティブ材料などを用いることも可能である。
また、多層記録再生媒体において、中間層はこの発明において必ずしも必要としない。基板も同様である。
さらに、記録媒体の形態は光ディスク、光カードなどにすることももちろん可能であるが、特にこれに限定されるものでもない。
また、上記実施形態は、多層記録再生媒体における切り欠き部を電極層に１対１に対応させて設けたが、中間層により隔てられた上下の電極層どうしをスルーホールなどの層間接続部により電気的に結合しておくことで、各媒体層について、その媒体層の両面に配設された電極層のうち一方の電極層のみ多層記録再生媒体の一方面に表出させるように切り欠き部を設け、媒体保持部に設けられた電極端子を切り欠き部に挿入して通電を行うように構成してもよい。
［第８の実施形態］
図４２は本発明の実施形態に係る光学的記録再生媒体８０１の構造のの模式図である。
図４２に示すように、光学的記録再生媒体８０１は、記録再生部材８０２と光源からの光波長と各々の部材で発生する光高調波長において充分に高い透過率を有する中間層８１０とを相互に積層して構成される。
ここで、記録再生部材８０２は、上述した実施形態と同様の部材を用いることができる。
ただし、中間層を必ず配置する必要はない。光学的記録再生媒体８０１の多層化により記録容量の増加を図ることができるが、中間層をなくすことで更なる多層化が可能となる。
本実施形態では、再生専用の光学的記録再生媒体８０１として用いることが可能である。
光学的記録再生媒体８０１を再生する装置としては、上述した実施形態に係る光学式記録再生装置を用いることができるが、これらの装置から記録のための機能を省いた装置構成としても構わない。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明によれば、高記録密度と信頼性の高い安定した読出し特性を実現することが可能となる。
本発明では、電気光学材料層から発生した高調波の強度に基づき印加電界を制御することで、光源からの基本波と電気光学材料層からの高調波それぞれの屈折率を一致させ、位相整合状態を保持できる。
本発明では、コヒーレント長以下の厚さの強誘電体記録媒体層の残留分極を交互に反転することで、光学的記録再生媒体から充分な強度の再生用高調波を得ることができる。
本発明では電界の印加により屈折率が変化した電気光学材料層を検出することによって、容易に複数の電気光学材料層を識別できる。
本発明では、電気光学材料層と参照光発生層とを隣接して配置し、同一の集束光により同時に信号検出することで、機器の構造を簡易にするとともに、光学的な外乱による信号の劣化を低減できる。
本発明では、着脱が可能な多層記録再生媒体の各電極に簡単な構成で安定に通電することが可能である。また、移動たとえば回転する多層記録再生媒体の各電極に簡単な構成で安定に通電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光学的記録再生方法における信号記録の原理を説明するための断面図である。
図２は、記録された信号の再生原理を説明するための断面図である。
図３は、多層構造の記録媒体を説明するための断面図である。
図４は、本発明の第１の実施形態に係る光学的記録再生装置の構成を表す断面図である。
図５は、本発明の第２の実施形態に係る光学的記録再生装置を表した模式図である。
図６は、光学的記録再生媒体の初期化を行う状態を表す一部拡大断面図である。
図７は、光学的記録再生媒体への情報の記録を行う状態を表す一部拡大断面図である。
図８は、光学的記録再生媒体からの情報の再生を行う状態を表す一部拡大側面図である。
図９は、光学的記録再生媒体からの情報の再生を行う状態を表す一部拡大側面図である。
図１０は、強誘電体記録媒体層における屈折率楕円体を表した模式図である。
図１１は、強誘電体記録媒体層の結晶軸方向に電界を印加した場合における屈折率楕円体を表した模式図である。
図１２は、強誘電体記録媒体層の結晶軸方向と異なる方向に電界を印加した場合における屈折率楕円体を表した模式図である。
図１３は、本発明の第３の実施形態に係る光学的記録再生装置を表した模式図である。
図１４は、図１３に示した光学的記録再生媒体付近の詳細を表す模式図である。
図１５は、光学的記録再生媒体の初期化を行う状態を表す断面図である。
図１６は、光学的記録再生媒体への情報の記録を行う状態を表す断面図である。
図１７は、光学的記録再生媒体からの情報の再生を行っている状態を表した模式図である。
図１８は、光学的記録再生媒体からの情報の再生を行っている状態を表した模式図である。
図１９は、本発明の第４の実施形態に係る光学的記録再生装置の構成を表す模式図である。
図２０は、本発明の第４の実施形態に係る光学的記録再生媒体、電源、および層切替装置の構成を表す模式図である。
図２１は、本発明の第４の実施形態に係る光学的記録再生媒体の変形例を表す側面図である。
図２２は、本発明の第４の実施形態に係る光学的記録再生媒体を参照波を用いて再生する状態を表す側面図である。
図２３は、本発明の第４の実施形態に係る光学的記録再生媒体を初期化する状態を表す側面図である。
図２４は、本発明の第４の実施形態に係る光学的記録再生媒体に記録する状態を表す側面図である。
図２５は、本発明の第５の実施形態に係る光学的記録再生装置の構成を表す模式図である。
図２６は、本発明の第５の実施形態に係る光学的記録再生媒体、電源、および層切替装置の構成を表す模式図である。
図２７は、本発明の第６の実施形態に係る光学的記録再生媒体の構成を表す模式図である。
図２８は、本発明の第６の実施形態に係る光学的記録方式を表す説明図である。
図２９は、本発明の第６の実施形態に係る光学的再生方式を表す説明図である。
図３０は、本発明の第６の実施形態に係る光学的再生方式を表す説明図である。
図３１は、本発明の第６の実施形態に係るを複数積層した構成を表す模式図である。
図３２は、本発明の第６の実施形態に係る光学的記録再生装置の構成を表す模式図である。
図３３は、光学的記録再生媒体の他の構成を表す模式図である。
図３４は、本発明の第７の実施形態に係る光学的記録再生装置の構成を表す斜視図である。
図３５は、本発明に係る多層記録再生媒体の一例を示す構造断面図である。
図３６は、図３４の光学的記録再生装置における光学的記録再生部の構成を表す模式図である。
図３７は、図３５の多層記録再生媒体が媒体保持部に保持された状態の断面図である。
図３８は、媒体保持部に保持された多層記録再生媒体を一方面から見た平面図である。
図３９は、図３５の多層記録再生媒体の各層に設けられた切り欠き部を示す平面図である。
図４０は、多層記録再生媒体の電極層と電極端子との接続の詳細を示す断面図である。
図４１は、多層記録再生媒体の各電極層に選択的に電圧を印加する手段の構成を示す回路図である。
図４２は、光学的記録再生媒体の他の構成を表す模式図である。
【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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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【国際調査報告】
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