(57)【要約】【課題】フェムト秒光源を用いた２光子吸収記録は光源が高価であり、感度が悪い。【解決手段】記録光パルス幅は１ピコ秒より長く、１０ナノ秒よりも長くする。記録膜は記録光に対し透明で且つ少なくとも２成分から成る。第２の成分を添加することで膜の屈折率増加もしくは融点低下を起こす。膜厚は５０ｎｍ以下としアブレーション記録を行う。【選択図】図２
2008059616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズからの出射光が記録膜上に集光されることにより情報記録もしくは情報再生が行われ、前記出射光の波長に対し前記記録膜の一層内部での光損失は５％以下であり、且つ、前記出射光は１パルス長は１０ナノ秒よりも短くかつ１ピコ秒よりも長く、かつ前記記録膜は２層以上を有し他層記録膜と分離するため記録層材料とは異なる材料によって分離されている光情報記録担体において、記録膜は少なくとも２成分以上の無機化合物からなり第一の主成分は二酸化テルル、酸化ビスマス、硫化亜鉛、酸化亜鉛からなり第二の成分を前記第一の主成分に添加することにより前記記録膜の融点温度もしくは昇華温度を低下させるか、もしくは前記記録膜の屈折率を増加させられた記録膜を有することを特徴とする光情報記録担体。
【請求項２】
請求項１における記録膜において第一の主成分二酸化テルルの重量比が６０％以上であり第二の成分は酸化鉛、酸化ビスマス、硫化亜鉛、酸化バナジューム、酸化カドニューム、のいずれか一つ以上から成っていることを特徴とする光情報記録担体。
【請求項３】
請求項１における記録膜において第一の主成分酸化ビスマスの重量比が６０％以上であり第二の成分は酸化鉛、二酸化テルル、硫化亜鉛、酸化バナジューム、酸化カドニューム、のいずれか一つ以上から成っていることを特徴とする光情報記録担体。
【請求項４】
請求項１における記録膜において第一の主成分硫化亜鉛の重量比が６０％以上であり第二の成分は酸化鉛、二酸化テルル、酸化ビスマス、酸化バナジューム、酸化カドニューム、のいずれか一つ以上から成っていることを特徴とする光情報記録担体。
【請求項５】
請求項１における記録膜において第一の主成分酸化亜鉛の重量比が６０％以上であり第二の成分は酸化鉛、二酸化テルル、硫化亜鉛、酸化ビスマス、酸化バナジューム、酸化カドニューム、のいずれか一つ以上から成っていることを特徴とする光情報記録担体。
【請求項６】
対物レンズからの出射光が記録膜上に集光されることにより情報記録もしくは情報再生が行われ、前記出射光の波長に対し前記記録膜の一層内部での光損失は５％以下であり、且つ、前記出射光は１パルス長は１０ナノ秒よりも短くかつ１ピコ秒よりも長く、かつ前記記録膜は２層以上を有し他層記録膜と分離するため記録層材料とは異なる材料によって分離されている光情報記録担体において、記録膜は請求項１に記載された第一の主成分を少なくとも有し、かつ前記記録膜は２層以上を有し他層記録膜と分離するため前記記録層材料とは異なる材料によって分離されており、且つ前記記録層に穴あき、もしくは屈折率変化によりピット状信号が記録されている多層光ディスク担体であって、前記出射光が担体最下層記録面上に７０％以上透過するよう各層の前記記録膜厚が決定されていることを特徴とする光情報記録担体。
【請求項７】
対物レンズからの出射光が記録膜上に集光されることにより情報記録もしくは情報再生が行われ、前記出射光の波長に対し前記記録膜の一層内部での光損失は５％以下であり、且つ、前記出射光は１パルス長は１０ナノ秒よりも短くかつ１ピコ秒よりも長く、かつ前記記録膜は２層以上を有し他層記録膜と分離するため記録層材料とは異なる材料によって分離されている光情報記録担体において、記録膜は請求項１に記載された第一の主成分を少なくとも有し、かつ前記記録膜は２層以上を有し他層記録膜と分離するために前記記録層材料とは異なる材料によって分離されており、前記記録層上には前記記録層の穴あき、もしくは屈折率変化でピット状信号が記録されており、かつ前記記録層の膜厚が５０ｎｍ以下であることを特徴とする光情報記録担体。
【請求項８】
請求項６に記載された光情報記録担体を記録再生する装置であって、最下層記録面を記録再生する対物レンズからの出射光は最上層記録面を記録再生する時の、３０％以上増強したことを特徴とする記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光情報記録担体および担体に信号記録および信号読み出しを行う装置の分野に関わる物である。
【背景技術】
【０００２】
近年情報量の大量化に伴って光情報記録担体（ディスク担体）の高密度化が強く求められている。
【０００３】
光ディスク上の記録密度は、
（ＮＡ／λ）2
λ：記録再生光源波長
ＮＡ：対物レンズ開口数
に比例するから、近年λとしては４０５ｎｍＧａＮレーザ、対物レンズＮＡは０．８５を用いることで、５インチ直径ディスクでＤＶＤディスクの約６倍程度の記録密度２５ＧＢｙｔｅを達成しようとしている。
【０００４】
しかしこの様に対物レンズＮＡを可能な限り上げ、又記録再生光源波長を可能な限り短くし記録密度を上昇させる方法はほぼ限界に達してきた。
【０００５】
もし光源波長が４０５ｎｍより短くなると、従来用いられてきたディスク担体基板ポリカーボネイトの光透過率が急激に低下すると共に、光源の長時間照射に対して組成分解が起こり、これが原因で更に光透過率が下がるとの問題が発生する。
【０００６】
一方対物レンズのＮＡを０．８５以上増加させた場合、対物レンズとディスク担体間距離（ＷＤ）が更に小さくなるから、記録膜上に製作される保護層膜もＷＤの制限や、ディスク担体のチルトマージンの観点から１００μｍ以下にする必要がある。従って対物レンズはディスク担体と衝突しやすく、かつディスク保護層面と信号面の距離が非常に近いから、少しのディスク保護層面上汚れがディスク再生信号の劣化になる。
【０００７】
この様に単純に記録再生光源波長を更に短くし、対物レンズＮＡを更に大きくして高密度化を達成するには基本的な問題が大きく発生する。
【０００８】
従って今後光ディスクの更なる高密度化には記録膜の多層化が重要な方式となる。この為図４で示されるような多層光ディスク担体が発表されてきた。この構成では保護膜５０の下側に記録再生光波長に対し光吸収がある半透明記録膜５１を形成、その下側に記録膜分離層５０１、更にその下側に再び光吸収半透明記録膜５１、記録膜分離層５０１が存在し、この構成が繰り返され最後に保持基板５６になる。
【０００９】
この様な構造で記録膜を多層化することにより記録密度を向上しようとしている。
【００１０】
しかし従来の光吸収半透明記録膜は光を吸収しその発熱作用により記録膜の相転移を起こさせたり、記録膜の変形を利用したりして記録膜上にピット状信号を記録している。この様に従来の光吸収半透明記録膜は記録光は直接記録膜により吸収されるため記録膜の総数が４−５層以上になると光の減衰が大きくこれより多い層の記録膜には記録できなくなり記録容量の制限が起こる。
【００１１】
この問題を克服するため従来のごとく記録膜がそのまま光を吸収するのではなく２光子吸収を利用し記録膜に情報を記録する方法が注目を浴びている。
【００１２】
この記録メカニズムについては非特許文献１に詳しく記述されているがここで簡単に概要を述べておく。
【００１３】
２光子吸収記録用光源としては通常フェムト秒（１０−１５秒）パルスレーザが用いられる。このフェムト秒レーザは尖頭光出力が非常に高い超短パルス光を出力することが出来る。
【００１４】
今発振パルス幅を１００フェムト秒、パルスの繰り返し周波数を１００メガヘルツとすると、通常の連続発振出力より光を出している時間が短い分、発振キャビティー内に光子をため込むから、パルスの尖頭光出力は連続出力の１０５倍にもなる。
【００１５】
従ってヘムト秒レーザは非常に高い光子密度状態を作り出すことが出来る。
【００１６】
このような高光子密度状態になれば、簡単に非線形光効果を発生させることが可能である。例えば、２個の光子が物質に同時に吸収されて物質を励起する２光子吸収発生効率は、光パルスの尖頭出力の２乗に比例する。このため、１０5倍先頭出力の高い短パルスレーザを用いれば、２光子吸収の発生効率が１０１０倍高くなる。
【００１７】
ビットデータを多層に記録する光メモリーでは、フェムト秒レーザによる２光子吸収を利用して、データを多層に記録する。通常の光吸収では、基底状態の電子は光の角周波数ωのフォトンを一つ吸収して、励起状態に励起される。この励起状態から基底状態に戻る時によって発生する熱によって生じる記録材料の構造の変化による屈折率変化、相変化、熱気化を利用した穴あけ等でデータを記録する。一方２光子過程では、角周波数ω２（ω２＝ω／２）のフォトンを2つ同時に吸収して、基底状態の電子が励起される。この時ω２のフォトン１つで励起されるところには、エネルギー準位が存在しないから透明である。
【００１８】
従って２光子吸収を利用した光ディスク構造は図４に示される多層光ディスク担体構造と同じであるが記録膜は透明であり、対物レンズの集光点６以外の他層の記録膜で光は吸収されない。従ってこの様な２光子吸収を利用して透明記録膜に記録する記録方式を用いた場合、従来の半透明記録膜を用いた多層ディスク担体よりも遙かに記録膜層数の多い光情報記録担体を構成することが可能となる。例えば従来の多層ディスク担体では最大８層程度であるが、２光子吸収記録材料を用いた光ディスクでは２０−５０層程度のものが可能だと考えられる。
【非特許文献１】“フェムト秒レーザを用いた３次元光メモリー”, 川田義正, OPTRONICS (2001) No.11pp138-142
【非特許文献２】"Three -Dimensional Optical Data Storage in Vitreous Silica" Watanabe,Misawa,etal JJAP Vol.37(1998) PP.L 1527-L1530
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
文献１に示されるごとく２光子吸収記録では記録材料として有機材料・無機材料が検討されてきた。しかしこの内無機材料は簡単な装置で記録膜を試作することが可能であり、かつ２光子吸収記録に対し比較的高感度である材料が多く活発に研究開発がなされて来た。
【００２０】
しかし２光子吸収記録の最大の欠点として従来の光吸収記録と異なり単純に光を吸収し発熱させ記録する方法ではないから、２光子吸収発熱記録は感度が非常に悪く前述したごとく記録光源としてＹＡＧレーザ等の高出力、光尖頭光出力レーザが光源として必要とされる。
【００２１】
これは多光子吸収自身が従来の光吸収記録と異なり単純に光を吸収し発熱させ記録するのではなく、光の電界強度の２乗に比例するから出来るだけ尖頭光出力を上げる必要がある。このため光の発振パルス時間幅を短くし、その発振していない間、光を共振器中にため込んで強い光を一瞬に取り出す、フェムト秒パルス発振レーザの様な特殊なレーザが良いとされている。例えば記録時に必要な光量は非特許文献２等に広く記載されているが石英の場合、１２０フェムト秒パルス幅で尖頭レーザ出力が１．３３Ｍｗも必要とされ、チタンサファイアレーザでのみ記録可能であって民生用途としてはほとんど実用性の無い記録方式である。なぜならフェムト秒パルスレーザは発振時間は短いが発振時の光電界強度はきわめて強烈であるから（尖頭光出力４−５ＭＷ）、その電界強度では半導体レーザ自身が簡単に壊れてしまうので、この様な光源を従来の光ディスクで用いられていた半導体光源のように安価に構成、供給することは不可能である。
【００２２】
そこで我々は光源として従来の半導体レーザがもっとも得意とする発振パルス長（０．１−１０ナノ秒）で、且つ記録光パワーが記録膜上で数百ｍＷ程度で記録できる透明膜を見いだすため種々の検討を行った。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
対物レンズからの出射光が記録膜上に集光されることにより情報記録もしくは情報再生が行われる光情報記録担体において、前記出射光の波長に対し前記記録膜の一層内部での光損失は５％以下であり、前記出射記録光の１パルス長は１０ナノ秒よりも短くかつ１ピコ秒よりも長く、且つ、前記記録膜は少なくとも２成分以上の化合物からなり第一の主成分は二酸化テルル、酸化ビスマス、硫化亜鉛、酸化亜鉛からなり第二の成分を前記第一の成分に添加することにより前記記録膜の融点温度もしくは昇華温度を低下させるか、もしくは前記記録膜の屈折率を増加させられた記録膜を有することを特徴とする多層光情報記録担体。また、この情報記録担体は多層記録膜に記録された信号ピットによる回折損失を低減化し、ディスク担体最下面記録膜上へ達する光量が７０％以上になるように記録膜一層の厚味が決定されているか、もしくは記録膜から発生する応力によりディスク担体のひずみを低減化する為に、記録膜の厚さが５０ｎｍ−５ｎｍであるよう構成される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の光透明記録膜記録膜、及び多層光情報記録担体を用いることにより、小型の半導体レーザを用い、従来の光ディスクと互換性の高い光ヘッドで、記録再生できることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
我々は従来の２光子吸収記録で行われていたフェムト秒レーザを用いること無しに、半導体レーザで容易に実現できる尖頭光出力は膜面上で１Ｗ以下、１パルス長は１ピコ秒から１０ナノ秒の発振光源で容易に記録できる透明記録膜構成を得るための実験を行った結果、本発明がなされた。
【００２６】
図１に本発明に関わる多層光情報記録担体のディスク構造と記録するための記録用光学系を示す。多層光情報記録担体は図１に示されるごとく、多層の透明記録膜５２（〜２０層）とその記録膜を分離するためのＵＶ樹脂層（２−１０μｍ）からなる記録膜分離用ＵＶ樹脂層５０１の繰り返しとなる。
【００２７】
一方本実験では半導体レーザの代わりに記録光源としてパルス幅６ｎｓｅｃ、繰り返し１０ＨｚのＹＡＧ２次高調波５３２ｎｍ光を用いた。更にこのレーザから出射された平行光束５を、ＮＡ０．８の対物レンズ１で、種々の透明記録膜５２に集光６、照射し、記録膜面上に種々の記録光強度でピットを記録後、膜面上でのピット記録状況を観測することで各材料の記録感度測定を行った。
【００２８】
又、透明記録膜への記録メカニズムを明確にするため、図５に示すごとく２５０ｎｍ厚みの二酸化テルル膜上に録膜分離用ＵＶ樹脂層５０１の代わりにＳｉＯ２膜２００ｎｍを形成し、上記記録光源で記録後、ＳｉＯ２膜表面の電子顕微鏡観察を行った。図６にこの時の電子顕微鏡写真を示す。中央＋形状ピット列は過剰記録光で記録された領域を示し、上部の−形状部は最適光記録での記録ピット列部の膨らみを示している。最適光記録部分で見られるＳｉＯ２膜の膨らみは約３０ｎｍ凸であった。
【００２９】
この結果から、光源として光パルス幅６ナノ秒で、記録膜に対して透明である波長（本例の場合５３２ｎｍ光）で薄膜透明記録膜に信号を記録した場合、記録膜が熱によって飛散するアブレーション現象発生し、これによってピット状信号が記録されることが判った。かつこのアブレーション現象はＳｉＯ２膜を歪めるほどの力を持っていることが電顕写真より理解される。従って従来アブレーション現象による記録膜への信号記録は膜表面物質が強力な光パワーにより飛散される現象であるから記録膜の上に記録膜分離層５０１があると飛散が押さえられ記録感度が低下すると思われていたが、我々の実験から記録膜上に記録膜分離用ＵＶ樹脂層５０１が存在しても記録感度低下は起こらず、このアブレーション記録は多層ディスク記録方法として十分実用性があることが判った。
【００３０】
図２に本実験のため選定した代表的な膜材料の記録感度評価結果３次元的に示す。ＭｇＦ２膜はＴｅＯ２膜とほぼ同じ低いエネルギーで膜破壊が起こるとされた報告も有ったが、我々の実験ではそのような現象は見られず、もっとも高感度な膜はＺｎＳであった。ＺｎＳは選定材料の中で屈折率が最も高くかつ融点は高い（１７００℃）が昇華温度（１１８０℃）は低い特徴がある。尚、図中ＺｎＳの融点として昇華温度を示した。
【００３１】
今回の実験結果図２から無機質膜のアブレーション記録では明らかに高屈折率・低融点材料が高感度化する傾向が見られる。高屈折率材料が高感度化傾向を示すのは主たる吸光発熱源は２光子吸収励起による熱緩和でないかと推測される。５３２ｎｍ入射光に対する２光子吸収断面積の発表例は少ないが、５３２ｎｍ入射レーザ光が３次非線形定数χ(3)に比例する強度でＴＨＧを発生しそれが膜自身で吸収され発熱すると仮定すると、Ｍｉｌｌｅｒの式よりχ(3)＝（χ(1)）4×１０−10ｅｓｕであるから高屈折率材料を選定することは結果的に高２格子吸収断面積材料を選定していると考えられる。
【００３２】
一方本実験で行った様に光源のパルス幅を１ピコ秒より長く、１０ナノ秒以下に選定した場合、従来行われていたフェムト秒レーザ光源を用いたフェムト秒パルス記録より２光子吸収で励起された自由電子が、さらに継続的に光電界で加速されこのエネルギーをもって不純物順位にある電子と衝突するからフェムト秒パルス記録よりも、さらに自由電子を増殖すると考えられる。従って本気録モードは従来のフェムト秒レーザ光源で行う透明記録膜への記録よりナノ秒光パルスを用いた記録の方が、遙かに高感度であり、且つ実現可能な方式だと考えられる。そしてさらに本実験の結果からこの様な記録方式において、高感度化に対し望ましい材料として、気化されやすい材料（低融点・蒸気圧の高い材料）を選定することも重要であることが判明した。
【００３３】
従って本発明の請求項に記載したごとく多層光情報記録担体用透明記録膜５２の感度改善のためには、二酸化テルル、酸化ビスマス、硫化亜鉛、酸化亜鉛に融点低下を引き起こし、屈折率を高める材料を添加することが必要であることが判明した。
【００３４】
しかしこの様な高屈折率材料を記録膜とする場合、記録膜から発生する膜応力は無視することが出来ない。たとえば今回の実験では記録膜の感度決定の主要因を探るため実験の容易さから記録膜の厚さを２００−３００ｎｍ程度に選んで実験を行ったが、もし多層光ディスクとしてこの様な厚さを記録膜厚とし、記録層数を２０層とするばあい場合、記録膜厚は最大６０００ｎｍ（６μｍ）にもなる。これだけの厚い膜をスパッター等で作成したとするとその応力だけでディスクがそり実用化に至らないことが推定された。
【００３５】
一方多層光情報記録担体に本記録方式アブレーション記録のように光屈折透明記録膜５２に穴を開けピット状信号を記録する場合、この穴あき記録ピットによる回折損失も考慮する必要がある。
【００３６】
一方、多層情報記録担体を記録再生する装置を考えた場合、最上面記録膜と最下面記録膜の必要尖頭光記録光及び再生光強度変化が７０％以内になるように設定しておくと、従来の光ディスク記録再生装置ではこの範囲の記録光量のばらつきと、再生光量の変化は十分吸収できるのでこの様に多層光情報記録担体の膜厚を決定しておけば、従来の光ディスクとの完全互換が得られ、従来のＤＶＤディスク、ブルーディスクとの記録再生装置互換が得られる。
【００３７】
従ってこれ等の観点から、各層の記録膜厚を決定すれば従来のディスクの記録再生も行え、かつ膜の応力から多層光ディスク担体が大きくひずまない条件をも満足することが出来る。
【００３８】
図３（ａ）、（ｂ）は透明記録膜にアブレーション記録を行った場合の回折損失を示す。図３（ａ）は透明記録膜の屈折率が２．３５で記録層分離膜のＵＶ樹脂の屈折率が１．５５の場合、記録層の厚さにより穴あけピットによりどの程度の回折損失と反射損失が１層当たり発生するかを表示したものである。多層光情報記録担体の場合２０層程度の記録層は必要であるから、一番下の記録層５２１に光が到達する場合、上面記録層群５２による記録膜内損失と記録層分離層と記録膜との界面で発生する反射損失と穴あけピットによる回折損失の合計となるからこの損失の合計を３０％以下すなわち２０層での透過率を７０％にすれば良いことが分かる。
【００３９】
従って一層あたりの透過率は２０√０．７となるから透過率は９８．２３％以上必要となる。これを図３（ａ）から算出すると１０ｎｍ以下の膜厚にする必要がある。従って記録膜にＺｎＳを用いアブレーション記録を行う場合記録膜の厚さは１０ｎｍ以下にする。こうした場合２０層分の記録膜厚さは２００ｎｍとなるが、スパッター成膜でこの膜を作成した場合の膜内損失はほとんど無視出来、且つディスク担体の記録膜残留応力からのディスクひずみもほとんど無視できることが判った。
【００４０】
一方図３（ｂ）では記録膜の屈折率２．１５、記録層分離膜のＵＶ樹脂の屈折率が１．５５の場合、アブレーション記録後一層あたりに発生する回折損失、反射損失を計算図表している。
【００４１】
この場合２０層記録膜を通過後の膜損失を７０％以下にする場合、一層あたりの透過率は前述例と同様に９８．２３％以上必要となるから一層当たりの透過率は図４より約１５ｎｍ以下の膜厚にする。
【００４２】
次の実施例１で示すように重量比８２ＴｅＯ２・１８Ｐｂ３Ｏ４で混合した材料を蒸着した場合屈折率は２．１５となるからこの膜で２０層の記録膜を有する多層光情報記録担体を構成する場合、記録膜の一層あたりの膜厚は１５ｎｍ以下にすればよい。
【００４３】
この様に一層あたりの膜厚を非常に薄くすることで従来の光ディスクとの互換を保ちつつ、記録膜の残留応力から発生するディスク歪みを回避出来、且つ、従来のスパッター成膜法や、蒸着成膜法などの安価な方法で高感度な２光子吸収感度を有する膜が構成できることを可能とした。
【００４４】
（実施の形態１）
本発明を用いた具体的な実施例を説明する。
【００４５】
透明記録膜として純粋の二酸化テルル膜を形成するため、酸化テルル材料をターゲットに用い、且つ成膜時の酸素欠損を防ぐため酸素リアクティブスパッター成膜法で、５３２ｎｍ光に対して膜内光損失が無視でき、屈折率が２．０７の膜を２０分の成膜時間でガラス基板上に製作した。このときの膜厚は実験の容易さから２００ｎｍであった。
【００４６】
更にこの二酸化テルル記録膜の上に１０μｍのＵＶ樹脂層を記録膜分離層として形成した。次に前記ＵＶ樹脂側からＹＡＧレーザ第二高調波５３２ｎｍ、パルス幅６ｎ秒、繰り返し１０Ｈｚ光を記録光とし対物レンズＮＡ０．８を用い前記二酸化テルル膜に集光し、記録実験を行った。
【００４７】
このとき必要な尖頭光出力は２Ｗであった。
【００４８】
次に二酸化テルル記録膜を更に高感度化するため、重量比８２％のＴｅＯ２材料に１８％のＰｂ３Ｏ４を混ぜ乳鉢で良く混合した。
【００４９】
この混合材料をアルミナの１０ＣＣルツボ容器に入れ、タングステンコイルを用い真空中で加熱し、ガラス基板上に毎秒約０．１ｎｍの割合で蒸着による成膜を行い約３０分で２００nm厚の記録膜を試作した。この膜をエリプソ分光器で屈折率、膜損失を測定し、波長５３２ｎｍ光に対し屈折率は従来の二酸化テルル膜よりも屈折率が０．８増加し、２．１５であり、膜損失は０．００２で有ることが判った。
【００５０】
この後、この試作膜上に１０μｍのＵＶ樹脂層を記録膜分離層として形成し、この膜構成で上記と同一の光源を用い記録実験を行った。この結果記録に必要な尖頭光出力は０．９Ｗ迄低下しＺｎＳ膜とほぼ同等の感度を示した。これは二酸化テルル膜にＰｂ３Ｏ４を添加したため膜内に酸化鉛が添加され屈折率が約０．８増加し、融点も低下したために起こったと考えられる。
【００５１】
残念ながらこの膜厚で融点がどの程度低下したかは現時点では明確ではないが一般的にガラス材料に酸化鉛を添加すれば融点が下がることはよく知られておりこれと同様の現象は起こっているものの考えられる。
【００５２】
全く同様の実験をＰｂ３Ｏ４から第二添加物を酸化ビスマスに変更し、蒸着を行った。この結果からも屈折率は２．１４迄上昇し、記録感度も０．９ｗ迄低下できることが判明した。
【００５３】
次にこのままの記録膜厚さでは前述したごとく記録後のアブレーション記録後のピットによる回折損失が大きくなりすぎ、記録膜を多層化した場合、最下層の記録膜上への光到達が弱くなる。そこで、記録膜厚を薄くした場合記録に必要な尖頭光出力がどの様に変化するかの実験を行った。この場合の実験結果を図７に示す。
【００５４】
本実験では基板として記録時の熱拡散損失を小さくするため、ポリカーボネイト基板を使用した。
【００５５】
本実験から次のことが判明した。記録膜厚を５０ｎｍまで薄くするにつれては大幅な感度上昇は見られるが、５０ｎｍ以上薄くなると今度は感度低下が起こる。記録膜厚が５０ｎｍまで薄くなる時には、膜厚が薄くなるにつれて膜の発熱量も低下するが、膜アブレーションの閾地エネルギーも膜が薄くなるから低下し、どちらかと言えば閾地エネルギーの低下の方が大きい為、感度上昇となると考えられる。しかし５０ｎｍより以上記録膜厚が薄くなった場合、膜での発生熱エネルギーの低下と、膜のアブレーションエネルギーが小さくなり、記録膜両面に存在する樹脂層のアブレーションを押さえるエネルギーの方が大となるため、記録膜の感度低下を引き起こすと考えられる。
【００５６】
従って本実験から記録膜厚を２００ｎｍから１５ｎｍ迄薄くした場合、約３倍程度の感度上昇しか起こらなかった。
【００５７】
従って樹脂基板に１５ｎｍ厚の酸化鉛入り、二酸化テルル記録膜を形成し、この上に２μｍの記録膜分離層をつけた構成の、多層光情報記録担体にアブレーション記録を行う多もの必要尖頭光出力は３００ｍＷが必要であった。しかしここまで感度上昇がはかられたので半導体レーザ光源で１Ｗ出力の素子を入手出来れば、光ヘッド内での通過経路損失を考えたとしてもここ数年のうちに半導体レーザを搭載した光ディスクヘッドで、本発明で行われた記録膜を有する記録担体を用い、従来の光ディスクと十分互換のある装置で多層ディスク担体に安価に、記録再生を行うことは十分に可能であろう。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明にかかる光情報記録担体およびそれを用いた記録再生装置は、本発明の光透明記録膜記録膜、及び多層光情報記録担体を用いることにより、小型の半導体レーザを用い、従来の光ディスクと互換性の高い光ヘッドで、記録再生できることが可能となり、光情報記録担体および担体に信号記録および信号読み出しを行う装置の分野に関わる物として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一つの実施例を示す図
【図２】本発明による透明光記録膜の高感度化、定数方向を示す図
【図３】本発明による多層光ディスク担体の透明光記録膜最適厚さ算出を示す図
【図４】従来の光吸収記録膜を用いた多層光情報担体の一例を示す図
【図５】透明記録膜ＴｅＯ２膜の記録原理を確認する実験の図
【図６】図５で行った記録後のＳｉＯ２膜面から見た電子顕微鏡写真を示す図
【図７】酸化ビスマス添加二酸化テルル膜厚を薄くした場合の記録時に必要となる記録尖頭高出力を示す図
【符号の説明】
【００６０】
１    対物レンズ
３    集光束
５    光源からの平行光束
６    集光点
５０    保護層
５１    光吸収半透明記録膜／２光子吸収透明材料
５２    本発明に関わる記録膜
５２１    本発明に関わる記録最下層膜
５６    多層光ディスク担体基板
５０１    記録膜分離層
【図１】
2008059616.tif 000003
【図２】
2008059616.tif 000004
【図３】
2008059616.tif 000005
【図４】
2008059616.tif 000006
【図５】
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【図７】
2008059616.tif 000008
【図６】
2008059616.tif 000009