(57)【要約】記録／再生感度の高い光情報記録担体を提供する。光情報記録担体１００は、基板５６と、基板５６の上に形成され、少なくとも１つの記録層５７を含む積層体４９とを備える。記録層５７はポリジアセチレンまたはメロシアニンを含み、かつアモルファスである。
2004030919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に形成され、少なくとも１つの記録層を含む積層体と
を備えた光情報記録担体であって、
前記少なくとも１つの記録層はポリジアセチレンまたはメロシアニンを含み、かつアモルファスである、光情報記録担体。
【請求項２】
前記積層体は、前記少なくとも１つの記録層の少なくとも一方の表面と接するように配置された熱可塑性樹脂層を備える、請求項１に記載の光情報記録担体。
【請求項３】
基板と、
前記基板の上に形成され、少なくとも１つの記録層を含む積層体と
を備えた光情報記録担体であって、
前記積層体は、前記少なくとも１つの記録層の少なくとも一方の表面と接するように配置された熱可塑性樹脂層をさらに備える、光情報記録担体。
【請求項４】
前記少なくとも１つの記録層は、酸化テルル、酸化亜鉛および硫化亜鉛からなる群から選択される少なくとも１種の化合物を含み、かつアモルファスである、請求項３に記載の光情報記録担体。
【請求項５】
前記少なくとも１つの記録層で発生した熱の伝達を抑制する断熱層をさらに備え、
前記熱可塑性樹脂層は前記少なくとも１つの記録層の一方の表面と接するように配置され、前記断熱層は前記少なくとも１つの記録層の他方の表面と接するように配置されている、請求項３または４に記載の光情報記録担体。
【請求項６】
前記断熱層は、熱硬化性樹脂、または前記少なくとも１つの記録層の材料と異なる無機酸化物もしくは無機硫化物を含む、請求項５に記載の光情報記録担体。
【請求項７】
前記少なくとも１つの記録層は、第１波長の書込み光および第２波長の読み出し光に対して略透明であり、かつ、前記書き込み光に対して多光子吸収を生じる、請求項１から６のいずれかに記載の光情報記録担体。
【請求項８】
前記少なくとも１つの記録層の材料の３次非線形定数は０．５×１０−１２ｅｓｕ以上である、請求項７に記載の光情報記録担体。
【請求項９】
前記第２波長は前記第１波長の約１／２である、請求項７または８に記載の光情報記録担体。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの記録層の厚さは、前記書込み光に対して無反射条件であり、かつ前記読み出し光に対して反射条件となるように設定されている、請求項７から９のいずれかに記載の光情報記録担体。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの記録層は複数であり、前記複数の記録層は、分離層によって互いに離れて配置されている、請求項１から１０のいずれかに記載の光情報記録担体。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの記録層には情報が多層に記録される、請求項１から１１のいずれかに記載の光情報記録担体。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれかに記載の光情報記録担体に情報を記録および／または再生する方法であって、
第１波長の書き込み光を前記光情報記録担体の前記少なくとも１つの記録層に集光し、それによって、前記少なくとも１つの記録層に局所的に多光子吸収を起こさせる工程を含む記録工程および／または
第２波長の読み出し光を前記光情報記録担体の前記少なくとも１つの記録層に集光し、反射光を検出する再生工程
を包含する方法。
【請求項１４】
請求項１から１２のいずれかに記載の光情報記録担体に情報を記録および／または再生する装置であって、
第１波長の書き込み光を前記光情報記録担体の前記少なくとも１つの記録層に集光し、それによって、前記少なくとも１つの記録層に局所的に多光子吸収を起こさせる工程を含む記録工程および／または
第２波長の読み出し光を前記光情報記録担体の前記少なくとも１つの記録層に集光し、反射光を検出する再生工程
を実行する装置。
【請求項１５】
前記第２波長は前記第１波長の約１／２である、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記書き込み光の１発光時間長は１５ピコ秒以上１５ナノ秒以下である、請求項１４または１５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、本発明は光情報記録担体、ならびに光情報記録担体に情報を記録／再生する方法および装置に関する。
【背景技術】  近年、情報量の大量化に伴って光情報記録担体（光ディスク）の高密度化が強く求められている。
光ディスクの記録密度は、記録再生光の波長（λ）および対物レンズの開口数（ＮＡ）に比例する。近年、λ：４０５ｎｍの光を出射するＧａＮレーザと、ＮＡ：０．８５の対物レンズとを用いることにより、直径が５インチの光ディスクの記録密度を２５ＧＢｙｔｅまで向上させることが可能になっている。これは、従来のＤＶＤディスクの記録密度の約６倍である。
しかし、対物レンズの開口数（ＮＡ）を可能な限り大きくし、また、記録再生光の波長λを可能な限り短くできる光源を用いることによって、光ディスクの記録密度を向上させるアプローチはほぼ限界に達してきた。光源から出射される光の波長が４０５ｎｍより短くなれば、光ディスクに通常用いられるディスク担体樹脂基板（ポリカーボネート基板）の光透過率は急速に低下する。光の波長が４００ｎｍより短くなると、樹脂基板の透過率の低下に加えて、そのような短波長の光で長時間照射されることによってディスク担体樹脂基板の組成分解が生じ、その結果、光透過率がさらに低下するという問題がある。
一方、対物レンズのＮＡが増大するにつれて、対物レンズの作動距離（ＷＤ）が小さくなる。ＷＤが小さくなれば、対物レンズがディスクと衝突しやすくなる。また、ＷＤが小さいと、十分な厚さを有する保護層を記録層の上に形成できなくなる。例えば、ＮＡを上記の値（０．８５）より大きくすると、ＷＤが小さくなるので、ディスクのチルトマージンも考慮すると、保護層の厚さは１００μｍ以下になってしまう。保護層の厚さが１００μｍ以下になると、ディスク表面（すなわち、保護層の表面）に付着した汚れが信号面である記録層からごく近くなるので、ディスク表面に付着した少しの汚れによってもディスク再生信号が劣化するおそれがある。
上述したように、単純に波長λをさらに短くし、対物レンズのＮＡをさらに大きくすると、本質的な問題が発生する可能性が高い。そのような本質的な問題を回避しつつ、光ディスクのさらなる高密度化を実現する重要なアプローチの１つが、記録層の多層化である。
図７は、多層化された記録層を有する光ディスクの構成例を示す。図７に示す構成では、保持基板５６の上に半透明記録層５１が形成され、さらにその上に断熱層５３と半透明記録層５１とが交互に形成されている。最上部の半透明記録層５１は保護層５０で覆われている。図７の光ディスクでは、記録しようとする半透明記録層５１に集光すると、光は半透明記録層５１で吸収される。光を吸収した半透明記録層５１は局所的に発熱して相転移や変形を生じるため、これを利用して半透明記録層５１上に信号を記録できる。従って、図７に示すように、複数の半透明記録層５１を積層することで、多層に情報を記録することができるので、記録密度を向上できる。
しかし、従来の半透明記録層５１を多層化する場合、記録しようとする半透明記録層５１に集光すると、その半透明記録層５１の光入射側にある他の半透明記録層５１にも光が照射され、他の半透明記録層５１においても光の吸収が起こる。その結果、記録しようとする半透明記録層５１に達する光が減衰されるという問題がある。そのため、積層する半透明記録層５１の数が４〜５以上になると、光の減衰が大きくなり、これより深い半透明記録層５１には記録することが困難になるので、記録容量が制限される。
この光の減衰の問題を克服するため、近年、「光誘起屈折率変化」を利用した記録方法が検討されている。
例えば、特許２９６１１２６号公報には、「ガラスマトリックス中にパルスレーザを集光照射し、欠陥に起因する荷電粒子の再配列によると考えられる光誘起屈折率変化を微小スポットで起こさせることにより、情報が空間的な屈折率分布として記録する」方法が記載されている。この光誘起屈折率変化は、ガラスに強度の強い光を照射することによって起こる多光子吸収を利用している。
多光子吸収は、その物質を強度の十分大きい光で照射されたときに起こり、その物質を通常の強度の光で照射しただけでは起こらない。従って、多光子記録を利用する記録層として、記録光の波長に対して透明である層（以下、「透明記録層」と呼ぶことがある。）を使用すると、記録しようとする透明記録層よりも光入射側にある他の透明記録層に光が照射されても、集光された光ではないためにその強度は比較的弱く、多光子吸収は起こらない。そのため、光は減衰されることなく、当該他の透明記録層を透過できる。一方、記録しようとする透明記録層のうち、光が集光された部分（焦点近傍）では、光強度が十分大きいので多光子吸収が起こり、光誘起屈折率変化が発生し、他の領域と屈折率が異なるスポットが形成される。
例えば、基板５６と保護膜５０との間に、上記特許文献で開示された記録層５７を設ける（図８）。記録層５７は、シリカガラスを主成分とした材料からなる。記録層５７では、光が集光される焦点３の近傍でのみ多光子吸収が起こり、光誘起屈折率変化が起こるので、焦点３の位置を調節すれば、複数層に記録できる。その結果、複数の記録信号列５５が形成される。
なお、本明細書において、「多光子吸収」とは、物質が複数の光子（同種または異種）を吸収する現象（複数の遷移を伴う吸収）を指し、これに対し、従来の光吸収（単一の遷移過程だけを伴う吸収）を「単光子吸収」ということがある。
光誘起屈折率変化を利用する従来の記録層の多くは、上記特許文献のように、シリカガラスなどの無機材料から形成されている。これは、無機材料の中には、光誘起屈折率変化を生じることにより比較的高感度に記録できる材料が多く、かつ、無機材料を用いれば、無機材料の酸化膜、窒化膜、硫化膜などを形成することにより比較的簡単に透明層が得られるからである。前述したように、記録層が記録波長の光に対し基本的に透明であれば、上記光の減衰の問題が生じないので、多層に良好に記録できる。
図８に示す多層記録の構成は非常に単純で量産化しやすいが、記録／再生感度が低いという問題がある。これは光誘起屈折率変化を利用する上述の方式は、屈折率が異なるスポットとして情報を記録するので、物理的なピットとして情報を記録する方式よりも、記録／再生感度が低いからである。
本発明は、上記諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、多光子吸収を利用した光情報記録担体の記録／再生感度を向上させることである。
【発明の開示】
本発明の光情報記録担体は、基板と、前記基板の上に形成され、少なくとも１つの記録層を含む積層体とを備えた光情報記録担体であって、前記少なくとも１つの記録層はポリジアセチレンまたはメロシアニンを含み、かつアモルファスである。
ある好ましい実施形態において、前記積層体は、前記少なくとも１つの記録層の少なくとも一方の表面と接するように配置された熱可塑性樹脂層を備える。
本発明の他の光情報記録担体は、基板と、前記基板の上に形成され、少なくとも１つの記録層を含む積層体とを備えた光情報記録担体であって、前記積層体は、前記少なくとも１つの記録層の少なくとも一方の表面と接するように配置された熱可塑性樹脂層をさらに備える。
ある好ましい実施形態において、前記少なくとも１つの記録層は、酸化テルル、酸化亜鉛および硫化亜鉛からなる群から選択される少なくとも１種の化合物を含み、かつアモルファスである。
前記少なくとも１つの記録層で発生した熱の伝達を抑制する断熱層をさらに備え、前記熱可塑性樹脂層は前記少なくとも１つの記録層の一方の表面と接するように配置され、前記断熱層は前記少なくとも１つの記録層の他方の表面と接するように配置されていてもよい。
前記断熱層は、熱硬化性樹脂、または前記少なくとも１つの記録層の材料と異なる無機酸化物もしくは無機硫化物を含んでいてもよい。
前記少なくとも１つの記録層は、第１波長の書込み光および第２波長の読み出し光に対して略透明であり、かつ、前記書き込み光に対して多光子吸収を生じることが好ましい。
前記少なくとも１つの記録層の材料の３次非線形定数は、０．５×１０−１２ｅｓｕ以上であることが好ましい。
ある好ましい実施形態において、前記第２波長は前記第１波長の約１／２である。
ある好ましい実施形態において、前記少なくとも１つの記録層の厚さは、前記書込み光に対して無反射条件であり、かつ前記読み出し光に対して反射条件となるように設定されていてもよい。
前記少なくとも１つの記録層は複数であり、前記複数の記録層は、分離層によって互いに離れて配置されていてもよい。
前記少なくとも１つの記録層には情報が多層に記録されることが好ましい。
本発明の方法は、上記の光情報記録担体に情報を記録および／または再生する方法であって、書込み光を前記光情報記録担体の前記少なくとも１つの記録層に集光し、それによって、前記少なくとも１つの記録層に局所的に多光子吸収を起こさせる工程を含む記録工程および／または読み出し光を前記光情報記録担体の前記少なくとも１つの記録層に集光し、反射光を検出する再生工程を包含する。
本発明の装置は、上記の光情報記録担体に情報を記録および／または再生する装置であって、書込み光を前記光情報記録担体の前記少なくとも１つの記録層に集光し、それによって、前記少なくとも１つの記録層に局所的に多光子吸収を起こさせる工程を含む記録工程および／または読み出し光を前記光情報記録担体の前記少なくとも１つの記録層に集光し、反射光を検出する再生工程を実行する。
ある好ましい実施形態において、前記第２波長は前記第１波長の約１／２倍である。
好ましくは、前記書込み光の１発光時間長は１５ピコ秒以上１５ナノ秒以下である。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明による実施形態の光情報記録担体を模式的に示す断面図である。
図２は、本発明による他の実施形態の光情報記録担体を模式的に示す断面図である。
図３は、本発明によるさらに他の実施形態の光情報記録担体を模式的に示す断面図である。
図４は、メロシアニンの分光特性を示す図である。
図５は、ポリジアセチレンの分光特性を示す図である。
図６は、本発明による実施形態の記録再生装置の構成を示す図である。
図７は、従来の多層構造を有する光情報記録担体の構成を示す断面図である。
図８は、多光子吸収を利用した光情報記録担体の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明者は、多光子吸収を利用した光記録および／または再生における感度を向上させるために、光誘起屈折率変化を利用するのではなく、多光子吸収によって効率的に発熱させ、熱変形を引き起こし、記録層に物理的な凹凸（ピット）を形成する記録方式を検討した。
従来の光誘起屈折率変化を利用する記録層は、多光子吸収は起こすものの、熱変形による物理的なピットを形成することが困難である。
図８に示す記録層５７は、無機酸化物、無機窒化物、無機硫化物などの無機ガラス材料（シリカガラス）から形成されている。このような材料からなる記録層５７には、熱変形によるピットが形成されにくい。すなわち、記録感度が低い。その主な理由として、以下の３点が考えられる。
第１に、上記材料からなる記録層５７は高い熱伝導率を有するので、焦点３で発生した熱が、記録層５７の焦点３の周辺部に拡散しやすい。そのため、焦点３での熱上昇が抑えられる結果、記録層５７の熱変形が起こりにくい。第２に、シリカガラスなどの無機化合物（ガラス）は、単光子吸収を生じる記録層に用いる金属化合物よりも高い熱変形温度を有しており、かつ硬い。そのため、記録層５７の焦点３で多光子吸収が生じて発熱しても、焦点３の近傍で変形が起こりにくい。第３に、シリカガラスの３次非線形定数は小さい（０．０１×１０−１２ｅｓｕ）ので、多光子吸収を生じても発熱しにくい（発熱効率が低い）。
無機化合物（ガラス）の熱変形温度と金属化合物の熱変形温度とを具体的に比較すると、次のようになる。単光子吸収を生じる従来の光記録材料として、Ｔｅ金属化合物（例えば６０Ｔｅ２０Ｇｅ１０Ａｂ）が良く用いられている。この金属化合物の溶融温度は２３０℃程度である。一方、多光子吸収を生じやすい記録材料、例えば酸化Ｔｅ化合物（２０モル％のＮａを含有する酸化テルル（２０Ｎａ８０ＴｅＯ２））の溶融温度は５００℃程度である。このように記録層の材料として無機化合物を用いると、Ｔｅ金属化合物を用いる場合と比べて、熱による溶融や変形が生じにくくなることが確認できる。
従って、無機ガラス材料の記録層に、多光子吸収を利用して物理的なピットを形成すること（以下、「多光子吸収記録」と呼ぶ）は困難であり、多吸収記録には極めて大きい光量を有する光を記録層に集光させる必要がある。そのため、光ディスクの記録光源として従来から用いられてきた半導体レーザの出力光量は、そのような記録層にピットを形成させるには十分でないことが多かった。半導体レーザよりも出力光量の大きい記録光源として、ＹＡＧレーザ等の高出力レーザを用いることができる。しかし、例えば、Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄａｔａ  Ｓｔｏｒａｇｅ  ｉｎ  Ｖｉｔｒｅｏｕｓ  Ｓｉｌｉｃａ  Ｗａｔａｎａｂｅ，Ｍｉｓａｗａ，ｅｔａｌ  ＪＪＡＰ  Ｖｏｌ．３７（１９９８）ＰＰ．Ｌ１５２７−Ｌ１５３０に示されているように、記録層の材料が石英の場合、１２０フェムト秒で尖頭レーザ出力：１．３３Ｍｗもの光量が記録時に必要とされる。このような光量を出力できるのは、チタンサファイアレーザのみである。
上述したように、従来の材料を用いて、多光子吸収記録を民生用途として実現することはほとんど不可能であると考えられる。すなわち、記録層の感度を高めて多光子吸収記録を実用化するためには、記録層が、より低い熱伝導率、およびより低い熱変形温度を有し、かつ３次非線形定数の大きい材料を含むとよいことがわかった。記録層の材料の熱伝導率が低いと、記録層の局所的な温度上昇率を高めることができる。記録層の材料の熱変形温度が低いと、多光子吸収による熱で記録層が容易に変形する。また、３次非線形定数が大きいと、多光子吸収による発熱の効率が高いからである。
そこで、これらを踏まえて、（Ａ）記録層に用いる材料および（Ｂ）光情報記録担体の構造の両面から検討を行った。なお、本明細書では、「光情報記録担体」は、光を利用して情報が記録／再生される担体を広く含み、典型的には光ディスクである。
まず、（Ａ）記録層に用いる材料の面から検討を行った。熱伝導率の低い材料として有機材料に着目し、多光子吸収を生じ得る種々の有機材料の特性を調べた。検討に際し、有機材料からなる記録層が、再生光および記録光に対し略透明であることも条件とした。これは、記録層に情報を多層に記録するためである。なお、本明細書では、「多層に記録する」（または「多層記録」）とは、光情報記録担体の基板と表面との間に多層に情報信号列を記録することを意味する。例えば、１つの記録層に情報信号列を多層に記録してもよいし、積層された複数の記録層のそれぞれに１層の情報信号列を記録してもよい。
ここでは、記録光（書込み光）の波長λｗを８００ｎｍ、再生光（読み出し光）の波長λｒを４００ｎｍと設定した。これらの波長の光はいずれも従来の半導体レーザで出射できる。このように、再生光の波長を記録光の波長よりも短く設定する理由を以下に説明する。
記録波長λｗ（μｍ）、記録対物レンズ開口数ＮＡとすると、単光子吸収を生じる従来の記録層では、記録層に形成されるピットの大きさ（ピット径）はλｗ／ＮＡ（μｍ）になる。これに対し、多光子吸収を生じる記録層では、記録層に形成されるピット径はλｗ２／ＮＡ（μｍ）となり、従来のピット径（λｗ／ＮＡ）よりも小さい。そのため、波長λｗの記録光を用いて記録層に形成されたピットから情報を再生するためには、記録光の波長λｗよりも短い波長λｒを有する光を用いる必要があるからである。
種々の有機材料を検討した結果、記録材料として、ポリジアセチレンもしくはメロシアニンを用いれば、記録感度をより有効に向上できることを見出した。これらの材料は、（ａ）比較的小さい熱伝導度を有する他、（ｂ）低い熱変形温度および（ｃ）大きい３次非線形定数を有する。
次に、（Ｂ）光情報記録担体の構造の面からも検討を行った。
特に、記録層の材料が上記（ａ）〜（ｃ）の全てを備えていない場合に、その記録層にピットを形成するためには、光情報記録担体の構造をどのように改善すればよいかを検討した。例えば、テルル酸化物（二酸化テルル）、酸化亜鉛、硫化亜鉛等の無機化合物は熱伝導率が高く、かつ熱変形しにくい（すなわち、上記（ａ）、（ｂ）を備えていない）ため、これらの無機化合物を用いても、記録／再生感度の高い記録層を得ることは困難と考えられる。しかし、これらの無機化合物は３次非線形定数が大きいことから、これらの無機化合物を用いることにより、より高感度な記録を実現できる可能性がある。さらに、これらの無機化合物からなる記録層をアモルファス状態とすれば、記録レーザ波長に対して透明であるため、多層記録による記録密度の向上も可能である。
検討の結果、記録層の表面と接するように熱可塑性樹脂層を配置することにより、熱変形によってピットが容易に形成でき、記録／再生感度を向上できることがわかった。
以下、図を参照しながら、本発明による実施形態の光情報記録担体を具体的に説明する。
（実施形態１）
本実施形態の光情報記録担体は、図８に示す従来の光ディスクと同様の構成を有している。異なる点は記録層５７の材料である。
本実施形態の光情報記録担体は、図８に示すように、基板５６と、基板５６の上に形成された記録層５７とを備えている。基板５６は、例えばポリカーボネートで形成されている。記録層５７は、メロシアニン（熱伝導率：０．０８〜０．２Ｗ／ｍ・Ｋ）を含む材料（メロシアニン系化合物）から形成されている。また、記録層５７はアモルファスであるため、上記再生光および記録光に対して透明である。記録層５７の厚さは、例えば５０μｍである。記録層５７の表面は、記録層５７を保護する保護膜５０で覆われていることが好ましい。
上記光情報記録担体に情報を記録する際には、光源などから出射された記録光（波長：８００ｎｍ）２を対物レンズ１によって記録層５７に集光する。記録層５７の集光された部分（焦点近傍）３は、多光子吸収を起こして発熱し、その熱により局所的に変形する。これにより、焦点近傍３にピットが形成される。
このようにして情報が記録された光情報記録担体から情報を再生する際には、光源などから出射された再生光２（波長：４００ｎｍ）を対物レンズ１によって記録層５７に集光し、その反射光を検出する。これにより、記録層５７に形成されたピットから情報を読み取ることができる。
光情報記録担体は、上記構成を有しているので、以下の理由により記録感度が高い。
第１に、記録層５７に含まれるメロシアンの熱伝導率（０．０８〜０．２Ｗ／ｍ・Ｋ）は、従来の記録材料、例えばシリカガラスの熱伝導率（１〜２Ｗ／ｍ・Ｋ）よりも小さいことから、焦点近傍３で生じた熱が周囲に拡大しにくいので、より高い効率で熱を利用できる。第２に、メロシアニン系化合物は、熱変形温度が比較的低いので、多光子吸収による熱でピットが形成されやすい。第３に、メロシアニンの３次非線形定数は大きい（８１×１０−１２ｅｓｕ）ので、多光子吸収による発熱の効率が高い。
また、上述したように、メロシアニン系化合物の熱伝導率は極めて小さいため、図８に示すように、単一の記録層５７の中に情報信号列５５を複数段に渡って記録することが可能になる。従って、高密度で記録できる。また、このような構造を有する光情報記録担体の生産性は極めて高い。
さらに、記録層５７は、記録光および再生光に対して透明で、かつ、アモルファス状態とできるので、記録光および再生光として異なる波長の光を用いても、減衰の問題は起こらない。
記録層５７の厚さは、上記に限定されないが、記録光（λｗ：８００ｎｍ）に対して無反射条件であり、かつ再生光（λｒ：４００ｎｍ）に対して反射条件となるように設定されていることが好ましい。これにより、記録光に対しては反射光がないので最大記録効率が得られ、かつ再生光に対しては反射条件となるので高品質の再生信号が検出できる。より好ましくは、記録層５７の厚さは、再生光に対して最大反射条件となるように設定される。
記録光および反射光の波長は上記に限定されないが、再生光の波長は、記録光の波長の約１／２であることが好ましい。これにより、記録層５７の厚さを、記録光に対して無反射条件、かつ再生光に対して最大反射条件となるように設定できるので、有利である。例えば、記録光の波長λｗを４０５ｎｍ、再生光の波長λｒを８１０ｎｍとしてもよい。
上記光情報記録担体の記録感度を調べるために、サンプルディスク１を、例えば以下の方法で作製する。
まず、メロシアニンをクロロホルムに溶解させてメロシアニン溶液を得る。次に、メロシアニン溶液をポリカーボネートからなる基板５６の上に付与する。メロシアニン溶液の付与量は、メロシアニンの層の厚さが例えば１μｍとなるように調整する。メロシアニン溶液の付与方法としては、例えば、スピンコート法などの公知の塗布方法を採用することができる。このようにして、基板５６の上にメロシアニン層が形成されたサンプルディスク１が得られる。
なお、クロロホルムはカーボネートの溶媒としても作用し得るので、ポリカーボネートからなる基板５６がダメージを受ける可能性がある。そのような基板５６の溶媒によるダメージが問題になるときは、これを防ぐために、メロシアニン溶液を付与する前に、基板５６の表面に保護膜を形成して置けばよい。保護膜は、例えば、ＵＶ硬化樹脂を用いて形成できる。
上記サンプルディスクを用いてメロシアニン層の分光特性を測定した結果を図４に示す。図４からわかるように、この記録層５７は、波長：８００ｎｍの光および波長：４００ｎｍの光に対する吸収率が低い。すなわち、これらの波長の光に対して、良好な透過特性を示す。この結果から、光情報記録担体１００において、下層にある記録層５７に記録光を集光したときに、それよりも上方にある記録層５７で記録光が吸収されないことがわかる。また、この層はアモルファスであり、記録光を散乱することもない。
上記サンプルディスク１に、尖頭出力：６００ｍｗ、出力パルス幅：５ナノ秒のパルス発振半導体レーザから出射された波長：８００ｎｍのレーザ光を、ＮＡ：０．８５の対物レンズで集光すると、良好な信号ピットをメロシアニン層に記録することができる。この結果、メロシアニン層の記録感度は高いので、従来の半導体レーザを用いてメロシアニン層に記録できることがわかる。
なお、半導体ディスクなどから出射される記録光の１発光時間長が１５ナノ秒以上１５ピコ秒以下であれば、最大感度が得られるので好ましい。
上記サンプルディスク１の厚さは１μｍであったが、同様のメロシアニン系化合物で厚さが５０μｍ程度の記録層を形成すると、上記の半導体レーザを用いて、単一の記録層５７の中に情報信号列５５を複数段に渡って記録できる。
本実施形態では、図８に示すように基板５６の上に１層の記録層５７を設けているが、代わりに、図１に示すように、複数の記録層５７を積層してもよい。この場合には、各記録層５７に１段ずつ情報信号列５５を記録してもよいし、２段以上の情報信号列５５を記録してもよい。なお、隣接する記録層５７の間に、熱伝導率の小さい分離層５３を設けて、互いに分離することが好ましい。分離層５３の材料として、分離層５３の上に形成される記録層５７の溶剤でダメージを受けない樹脂もしくは無機材料を選択することが好ましい。分離層５３は、例えばＵＶ硬化樹脂を用いて公知の方法で容易に形成できる。
本実施形態では、記録材料として有機材料を用いているが、本発明の記録材料は有機材料に限定されない。様々な無機材料についても、記録感度の観点から検討を行った結果、テルル酸化物（二酸化テルル）に、リチウム、ナトリウム、タングステン等を添加した材料を多光子吸収記録材料として用いても、高感度な記録層を形成できることが判明した。同様に、酸化亜鉛、硫化亜鉛等を用いても、高感度な記録層を形成できる。
（実施形態２）
本実施形態の光情報記録担体は、図８を参照して実施形態１で説明した光情報記録担体と同様の構成を有しているが、記録層５７の材料として、ポリジアセチレン（熱伝導率：０．０８〜０．２Ｗ／ｍ・Ｋ）を含む材料を用いる点で異なっている。ポリジアセチレンは、メロニアニンと同様に小さい熱伝導率を有し、熱変形を起こしやすいことから、本実施形態における記録層５７は、実施形態１のメロシアニン系化合物からなる記録層と同様の高い記録感度を示す。
本実施形態の記録感度を調べるために、以下の方法でサンプルディスク２を作製する。
まず、ポリジアセチレンモノマーをエチルアセテートに溶解することによって、ポリジアセチレン溶液を得る。このポリジアセチレン溶液を、スピンコート法によってポリカーボネート基板の上に付与する。次に、基板の温度を６０℃に熱しながら、付与されたポリジアセチレン溶液（厚さ１μｍ）を、紫外線に１時間露光することによりＵＶ硬化させる。これにより、基板の上にポリジアセチレン層が形成される（サンプルディスク２ａ）。ポリジアセチレンには赤相、青相、無色相の３相があるが、この方法で得られたポリジアセチレン層は青相である。
続いて、サンプルディスク２ｂおよび２ｃを作製する。ポリジアセチレン層はＵＶ硬化時間が長くなるにつれて、赤相、青相、無色相と変化してゆく。そこで、上記と同様にポリジアセチレン溶液を付与した後に、１時間よりも短い時間のＵＶ硬化を行うことにより、赤相のポリジアセチレンからなるサンプルディスク２ｂが得られる。同様にして、１時間よりも長い時間のＵＶ硬化を行うことにより、無色相のポリジアセチレンからなるサンプルディスク３ｃが得られる。
サンプルディスク２ａの分光特性を測定した結果を図５に示す。図５からわかるように、ポリジアセチレンからなる記録層５７は、波長：８００ｎｍの光および波長：４００ｎｍの光に対して、非常に良好な透過特性を有する。また、この層はアモルファスであり、これらの光を散乱することもない。
サンプルディスク２ａに、尖頭出力：６００ｍｗ、出力パルス幅：５ナノ秒のパルス発振半導体レーザから出射された波長：８００ｎｍのレーザ光を、ＮＡ：０．８５の対物レンズで集光すると、良好な信号ピットをサンプルディスク１に記録することができる。従って、サンプルディスク２ａは感度が高いため、従来の半導体レーザを用いてサンプルディスク２ａに記録できることがわかる。
また、サンプルディスク２ｂおよび２ｃの分光特性を測定すると、サンプルディスク２ｂ（赤相）は、波長：８００ｎｍの光及び波長：４００ｎｍの光に対し透明であり、サンプルディスク２ｃ（無色相）は、波長：９００ｎｍ〜４００ｎｍの略全範囲の光に対して完全に透明である。
サンプルディスク２ｃに、尖頭出力：８００ｍｗ、パルス幅：５ナノ秒のパルス発振半導体レーザから出射された波長：８００ｎｍのレーザ光を、ＮＡ：０．８５の対物レンズで集光すると、良好な信号ピットをサンプルディスク２ｃに記録することができる。従来、無色相のポリジアセチレン膜は、紫外線による化学結合の破壊が生じた劣化膜であると考えられていた。しかし、無色相のポリジアセチレンからなる記録層を用いると、かなり高感度な多光子吸収記録を行うことができることがわかる。
本実施形態の光情報記録担体も、実施形態１と同様に、図１に示すように複数の記録層５７を有していてもよい。
（実施形態３）
図１は、本実施形態の光情報記録担体１００の構成を示す模式図である。
光情報記録担体１００は、基板５６と、基板５６の上に形成された積層体４９とを備えている。基板５６は、例えばポリカーボネートで形成されている。積層体４９は、記録層５７（厚さ：例えば０．２５μｍ）を含んでいる。記録層５７は、メロシアニン（熱伝導率：０．０８〜０．２Ｗ／ｍ・Ｋ）またはポリジアセチレン（熱伝導率：０．０８〜０．２Ｗ／ｍ・Ｋ）を含む材料から形成されている。また、記録層５７はアモルファスであるため、上記再生光および記録光に対して透明である。本実施形態では、３１０層の記録層５７を設ける（図１では、簡単のため３層の記録層５７を示している）。なお、記録層５７の数は特に限定されず、少なくとも１層あればよい。記録密度を向上させるために、記録層５７の数を５以上にすることもできる。記録層５７は記録光や再生光に対して透明であることから、上述したような光の減衰の問題が起こらないからである。より好ましくは、記録層５７の数を１０以上にする。このように複数の記録層５７を用いる場合は、隣接する記録層５７の間に、例えばＵＶ硬化樹脂からなる分離層（厚さ：例えば約１０μｍ）５３を設けて、互いに分離することが好ましい。積層体４９の最上部には、記録層５７を保護するための保護膜５０が形成されていることが好ましい。保護膜５０は、例えばポリカーボネートのシート（厚さ：例えば約１００μｍ）である。
光情報記録担体１００に情報を記録する際には、光源などから出射された記録光（波長：８００ｎｍ）５を対物レンズ１によって、複数の記録層５７のうち記録しようとする１つの記録層５７に集光する。記録層５７の集光された部分（焦点近傍）３は、多光子吸収を起こして発熱し、その熱により局所的に変形する。これにより、焦点近傍３にピットが形成される。複数の記録層５７のそれぞれに順次集光して記録すれば、多層記録を行うことができる。
このようにして情報が記録された光情報記録担体１００から情報を再生する際には、光源などから出射された再生光（波長：４００ｎｍ）の平行光束５を対物レンズ１によって、再生しようとする記録層５７に集光し、その反射光を検出する。これにより、記録層５７に形成されたピットから情報を読み取ることができる。
光情報記録担体１００の記録層５７は、メロシアニンまたはポリジアセチレンを含む材料から形成されているので、実施形態１で説明したように、光情報記録担体１００の記録感度を向上できる。
また、光情報記録担体１００は、図１に示すように、厚さの比較的小さい記録層５７を積層した構造を有しているので、記録層５７の作製が容易である。このような構造は、メロシアニンやポリジアセチレンを含む材料を用いて、例えば図８に示すような厚さの大きい記録層５７を形成することが困難である場合に、特に有利である。
光情報記録担体１００のサンプル多層ディスク３は、例えば以下の方法で作製される。
まず、基板（ポリカーボネート樹脂基板）５６の上に、実施形態１で説明した方法と同様の方法でメロシアニン溶液を付与する。これにより、メロシアニン系化合物の記録層（厚さ：例えば０．２５μｍ）５７を形成する。次に、ＵＶ硬化樹脂を含む溶液を、厚さが約１０μｍとなるように付与した後、付与した溶液に紫外線で照射することによってＵＶ硬化樹脂を硬化させ、分離層５３（熱伝導率：０．０８Ｗ／ｍ・Ｋ以上０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以下）を形成する。その後、再びメロシアニン系化合物の記録層（厚さ：０．２５μｍ）５７を形成する。これを繰り返して、記録層５７を約１０層形成する。最上部の記録層５７を形成した後、厚さ：約１００μｍのポリカーボネートシートを貼り付けることにより、保護膜５０を設ける。これにより、サンプル多層ディスク３が得られる。
このサンプル多層ディスク３に含まれる１つの記録層５７に、半導体レーザから出射された波長λｗ：８００ｎｍの平行光束５をＮＡ：０．８５の対物レンズ１で集光すると、その記録層５７の焦点近傍３で多光子吸収が生じて、発熱する。この熱により、記録層５７の焦点近傍３にピットが形成される。ピットの形状は、選択する記録材料や記録光の強度などにより異なるが、熱歪みや穴あきなどである。このとき、記録層５７の厚さ（０．２５μｍ）は、記録光の波長λｗの約１／２となるので、記録層５７の上面および下面からの反射光は互いに打ち消し合い、記録光の記録層５７による反射光はほとんど観測されない。
次に、ピットが形成された記録層５７に、半導体レーザから出射された波長λｒ：４００ｎｍの平行光束５を対物レンズ１で集光し、反射光を検出する。このとき、記録層５７の厚さは、再生光の波長λｒと略等しいので、記録層５７の上面および下面からの反射光は強調され最大反射光が得られる。従って、記録層５７のピット（熱歪みや穴あきなど）が形成された部分の反射光変化は最大となる。このとき信号の最大変調率が得られる。
本実施形態では、記録材料としてメロシアニンまたはポリジアセチレンを用いているが、本発明の記録材料はこれらの有機材料に限定されない。実施形態１で例示した無機材料（テルル酸化物（二酸化テルル）、酸化亜鉛、硫化亜鉛等）から記録層５７を形成してもよい。
光情報記録担体１００に情報を記録し、および／または情報が記録された光情報記録担体１００からその情報を再生するためには、例えば図６に示す記録再生装置を用いることができる。
図６の記録再生装置は、直線偏光の光ビームを出射する半導体レーザ１１、半導体レーザ１４からの光ビームを収束して平行光にするコリメータレンズ１０、コリメータレンズ１０からの光ビームを２つの光に分岐させる偏光ビームスプリッター７、フォーカス検出レンズ８、信号検出フォトディテクター９、λ／４波長板４、立上ミラー６および対物レンズ１を備える。偏光ビームスプリッター７により分岐された光のうち一方は、フォーカス検出レンズを透過して信号検出フォトディテクター９に入射する。分岐された光のうち他方は、そのまま偏光ビームスプリッター７を透過し、λ／４波長板を経て、立ち上げミラー６によってその光路を変更し、この後、対物レンズ１により光情報記録担体１００の記録層５７に集光される。半導体レーザ１１から出射された光が記録光（波長：例えば８００ｎｍ）であれば、記録層５７の集光された点３に熱変形が生じ、ピットが形成される。一方、半導体レーザ１１から出射された光が再生光（波長：例えば４００ｎｍ）であれば、再生光は記録層５７で反射し、その反射光は、対物レンズ１および立ち上げミラー６によって、偏光ビームスプリッター７に戻される。この後、反射光は、偏光ビームスプリッター７によってその光路を変更し、フォーカス検出レンズ８で信号検出フォトディテクター９に集光され、信号検出フォトディテクター９で検出される。
（実施形態４）
本実施形態では、複数の記録層５７のそれぞれと接するように低い熱変形温度を有する熱可塑性樹脂層を配置する点で、図１に示す構成と異なっている。熱可塑性樹脂層を配置することにより、記録層５７に熱変形によるピットが容易に形成できる。従って、記録層５７の材料として、例えば熱伝導率が大きく、かつ熱変形しにくい無機化合物などを用いても、高い記録／再生密度が得られる。本実施形態の光情報記録担体の具体的な構成を以下に説明する。
図２に示す光情報記録担体１０１は、基板５６と、基板の上に形成された積層体４９とを有している。積層体４９は、複数の記録層５７と、隣接する記録層５７を分離する分離層５３と有している。複数の記録層５７のそれぞれは、熱可塑性樹脂層５２に挟まれている。代わりに、記録層５７のそれぞれを囲むように、熱可塑性樹脂層５２を配置してもよい。記録層５７は、例えば酸化テルル化合物で形成されたアモルファス層である。なお、記録層５７の材料は特に限定されないが、記録層５７が略透明であることが望ましい。熱可塑性樹脂層５２は、熱可塑性を有し、かつ熱変形温度の低い樹脂材料から形成されていればよく、好ましくはスチレン、ポリスチレン、ポリウレタン等の樹脂層である。熱可塑性樹脂層５２の熱伝導率は、例えば０．０８〜０．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）である。図２では、簡単のため記録層５７の数は２つであるが、本発明はこれに限定されない。積層体４９は少なくとも１層の記録層５７を有していればよいが、記録密度の観点から、２以上の記録層５７を有することが好ましい。光情報記録担体１０１の各記録層５７には、図１を参照しながら説明した方法と同様の方法で記録または再生できる。
記録層５７の材料として、例えば無機酸化物や無機硫化物などを用いることができる。好ましい無機酸化物および無機硫化物は、例えば酸化テルル、酸化亜鉛および硫化亜鉛である。これらの無機材料は３次非線形定数が比較的大きいので有利である。また、これらの無機材料を用いる場合、記録層５７は、これらの無機材料のアモルファス層であることが好ましい。このようなアモルファス層は透光性を有するので、多光子吸収以外の光の吸収が生じにくく、良好に記録できる。また、多層記録を行う際には、層数を大きくできるので高い記録密度が得られる。無機酸化物として、例えば酸化テルルを用いる場合、酸化テルル単独ではガラス化（アモルファス化）しにくいが、酸化テルルにナトリウム（Ｎａ）、リン（Ｐ）、リチウム（Ｌｉ）などを１０重量％以上添加すると、酸化テルルのガラス化範囲を拡大できるので、アモルファス層を容易に形成できる。酸化テルルに各種添加物を加えた場合のガラス化範囲は、“Ｔｅｌｌｕｒｉｔｅ  Ｇｌａｓｓｅｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ”、Ｒａｏｕｆ  Ａ．Ｈ．Ｅｌ−Ｍａｌｌａｗａｎｙ  ｐ２０−２２に詳しく説明されている。
光情報記録担体１０１では、記録層５７の両面（または周り）に熱可塑性樹脂層５２が配置されているので、記録層５７の多光子吸収を生じた部分（焦点近傍）３で発熱した熱は、記録層５７を歪めると同時に、その両面（または周り）の熱可塑性樹脂層５２をも歪める。このようにして、多光子吸収の熱で、より確実にピットを形成できるため、記録感度をさらに向上できる。特に、記録材料として無機材料（酸化テルル、酸化亜鉛、硫化亜鉛等）を用いる場合には、記録層５７の熱伝導性が良いため、熱可塑性樹脂層５２をすることにより、記録感度を大幅に向上できる。
熱可塑性樹脂層５２は、対応する記録層５７に接していることが好ましい。これにより、記録層５７で発生した熱が、熱可塑性樹脂層５２に効率良く伝わるので、より効果的に記録感度を改善できる。
光情報記録担体１０１は、例えば以下の方法で作製される。
まず、ポリカーボネートからなる基板５６の上に、分離層（厚さ：例えば５〜１０μｍ、熱伝導率：０．０８Ｗ／ｍ・Ｋ以上０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以下）５３を形成する。分離層５３はＵＶ硬化樹脂を用いて形成できる。分離層５３の形成は、例えば、スピンコート法などの公知の塗布方法を用いて実行できる。
次に、ポリスチレンからなる熱可塑性樹脂層５２（厚さ：例えば０．５〜５μｍ）を形成する。熱可塑性樹脂層５２の形成は、例えばスピンコート法により行うことができる。続いて、熱可塑性樹脂層５２の上に、記録層５７（厚さ：例えば０．０５〜１μｍ）をスピンナー法または蒸着法により形成する。ここでは、記録層５７の材料として、酸化テルルに添加元素としてリチウムまたはＮａを添加した酸化テルル化合物を用いる。酸化テルルに添加元素を添加する方法は特に限定されない。例えば炭酸ナトリウムに酸化テルルを加えて混合した後、この混合物を溶融する。これにより、炭酸ナトリウムに含まれる炭酸がガス化して空気中に発散するので、Ｎａのみを酸化テルルに添加できる。添加量は、好ましくは１０重量％以上３０重量％以下であることが好ましい。
この後、さらに熱可塑性樹脂層５２を同様の方法で形成する。次いで、上記と同様の方法で分離層５３を形成した後、再び、熱可塑性樹脂層５２、記録層５７および熱可塑性樹脂層５２を順次形成する。
続いて、最上部の熱可塑性樹脂層５２を覆うように、厚さ：約１００μｍのポリカーボネートシートを貼り付けることにより、保護膜５０を設ける。これにより、光情報記録担体１０１が得られる。
次に、記録層５７自体の記録感度を調べるために、ポリカーボネート基板の上に、リチウムを添加した酸化テルル層（厚さ：０．２５μｍ）を形成した構成のサンプルディスク４を作製した。また、比較のため、ポリカーボネート基板の上にシリカガラス層（厚さ：０．２５μｍ）を形成した比較ディスクも作製した。なお、本実施形態では、「記録感度（または感度）」は、対物レンズのＮＡを一定としたとき、記録層に所定の形状のピットを形成するために記録層に集光される光の強度によって比較する。すなわち、所定の形状のピットの形成に必要な光の強度が小さいほど、記録感度は高い。上記２つのサンプルディスクの記録層の記録感度は、具体的には以下の方法で比較できる。
レーザ光（記録光）を対物レンズ（ＮＡ：０．８５）でそれぞれの記録層に集光すると、記録層にピットが形成される。このとき、レーザ光の強度を変えると、形成されるピットの大きさ（ピット径）も変化する。そこで、各記録層について、所定のピット径（０．１〜１μｍ）を有するピットが形成されるときのレーザ光の強度Ｉを測定し、これらを比較することにより、記録感度を比較することができる。ここでは、パルス幅：５ｎｓｅｃおよび繰り返し：１０ＨｚのパルスＹＡＧレーザを用いて、波長：５３３ｎｍの光を各記録層に集光した。
その結果、サンプルディスク４の酸化テルル層の光強度は１０ｎＪであるのに対し、比較ディスクのシリカガラス層の光強度は２００ｎＪであり、酸化テルルの記録層の記録感度は、従来の記録層の記録感度よりも１桁以上高いことが確認された。
光情報記録担体１０１では、記録層（厚さ：例えば０．０５〜１μｍ）５７の両面に熱可塑性樹脂層５２が配置されているが、本発明の光情報記録担体の構成はこれに限定されない。例えば、図３に示すように、熱可塑性樹脂層（厚さ：例えば２μｍ）５２を記録層５７の上面または下面にのみ設けてもよい。これにより、記録層５７で発生した熱および熱による応力は、記録層５７の片面方向にのみ伝達される。また、記録層５７の他の面には、酸化チタン等の断熱層（または熱遮断層）５８を設けてもよい。断熱層５８の材料として、酸化チタン等の高い熱変形温度を有し、かつ固い（変形しにくい）無機材料や、高硬度の熱硬化性樹脂やＵＶ硬化樹脂などの有機材料を用いることができる。断熱層５８の熱伝導率は、例えば０．０８Ｗ／ｍ・Ｋ以上０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。断熱層５８の厚さは、例えば０．５〜３μｍ程度である。記録層５７の片面と接するように断熱層５８を設けると、記録層５７で発生した熱は断熱層５８には熱および熱による歪み力は伝搬されない。このようにして、記録層５７で発生した熱の伝達を制御することにより、記録層５７のピットを形成したい部分の温度上昇率を高く維持しつつ、所望のピット形状が得られる。
図３の光情報記録担体で用いる分離層５３には断熱層５８が裏打ちされるため、分離層５３の材料として、熱では変形しにくい固いＵＶ硬化樹脂等を用いることが好ましい。分離層５３の厚さは、例えば５〜１０μｍ程度である。
熱可塑性樹脂層５２は、図２のように記録層５７の両面に設けられてもよいし、図３のように片面にのみ設けられてもよい。記録層５７に接する熱可塑性樹脂層５２の好ましい材料は、スチレン、ポリスチレン、ポリウレタン等の熱により容易に変形する樹脂である。従って、記録層５７の発熱と共に、熱可塑性樹脂層５２は容易に局所的に変形するので、膜変形として信号を記録できる。
熱可塑性樹脂層５２を設ける構成は、高い熱変形温度を有する記録層を備えた光情報記録担体に好適に用いられる。そのような記録層は、上記無機化合物からなる記録層に限らず、公知の無機材料や有機材料、またメロシアニンなどの本発明の他の実施形態で用いた材料からなる記録層であってもよい。特に、無機材料の記録層を備えた光情報記録担体に上記構成を適用すると、高い効果が得られる。
図２や図３に示すように、記録層５７の表面に熱可塑性樹脂層５２や断熱層５８を適宜配置すると、記録層５７で発生した熱によるピットの形成を容易にしたり、記録層５７で発生した熱の拡大を抑制したりすることができる。すなわち、記録層５７の特性を適宜補正することができる。そのため、記録層５７の材料の選択の幅が広がる。例えば、記録感度を上げるために、記録層５７の材料として３次非線形定数が大きい（好ましくは０．５×１０−１２ｅｓｕ以上）材料を自由に選定できる。記録層５７の好適な材料として、例えば、テルル酸化物（二酸化テルル）（３次非線形定数：１．３×１０−１２ｅｓｕ）、酸化亜鉛（３次非線形定数：０．８×１０−１２ｅｓｕ）などを用いることができる。これらの酸化化合物は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）などを適宜添加された材料であってもよい。具体的には、例えば７５ＴｅＯ２にリチウム２５を含んだ化合物（モルパーセントで７５％酸化テルルと２５％酸化テルルからなる化合物；以下「リチウム添加酸化テルル」と略すことがある）を用いてもよい。この化合物の３次非線形定数（１．４×１０−１２ｅｓｕ）は、ＴｅＯ２にモルパーセントで１５％酸化ナトリウムを含んだ化合物（「Ｎａ添加酸化テルル」と略すことがある）の３次非線型定数の約２倍である。
Ｌｉ添加酸化テルルは、Ｎａ添加酸化テルルよりも硬度が高いため、熱可塑性樹脂層５２を設けない構成（例えば図１）では、Ｌｉ添加酸化テルルの記録層の記録感度はＮａ添加酸化テルルの記録層の記録感度よりも低い。これに対し、Ｌｉ添加酸化テルルの記録層の片側または両側に柔らかい熱可塑性樹脂層５２を配置すると、Ｌｉ添加酸化テルルの記録層を含む光情報記録担体の記録感度は、Ｎａ添加酸化テルルの記録層を含む光情報記録担体の記録感度の約２倍程度まで向上する。なお、熱可塑性樹脂層５２には、Ｌｉ添加酸化テルルの記録層が固くて、他の層との密着力に乏しいことを補う作用もある。
本発明によれば、記録層の材料として、熱変形温度が低く、熱伝導率が小さく、発熱効率が高い（３次非線形定数が大きい）材料を用いているので、多光子吸収を利用して記録層に物理的なスポットを形成できる。従って、記録／再生感度を向上できる。また、多層記録を行うことにより、記録密度を向上できる。
また、本発明によれば、記録層の上面および／または下面に熱可塑性樹脂層が配置されるので、多光子吸収を利用して記録層に物理的なスポットを形成しやすい。従って、記録層の材料の選択の幅が広がる。記録層の材料として、３次非線形定数の大きい材料を選択すると、特に有利である。
【産業上の利用可能性】  本発明によれば、多光子吸収を利用して記録層に物理的なピットを形成できるので、記録／再生感度の高い光情報記録担体を提供できる。また、そのような光情報記録担体に情報を記録／再生する方法および装置を提供できる。この光情報記録担体を用いて多層記録を行うと、記録密度を向上できるので、有利である。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成16年4月9日(2004.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に形成され、少なくとも１つの記録層を含む積層体と
を備えた光情報記録担体であって、
前記少なくとも１つの記録層はポリジアセチレンまたはメロシアニンを含み、かつアモルファスである、光情報記録担体。
【請求項２】
前記積層体は、前記少なくとも１つの記録層の少なくとも一方の表面と接するように配置された熱可塑性樹脂層を備える、請求項１に記載の光情報記録担体。
【請求項３】
基板と、
前記基板の上に形成され、少なくとも１つの記録層を含む積層体と
を備えた光情報記録担体であって、
前記積層体は、前記少なくとも１つの記録層の少なくとも一方の表面と接するように配置された熱可塑性樹脂層をさらに備える、光情報記録担体。
【請求項４】
前記少なくとも１つの記録層は、酸化テルル、酸化亜鉛および硫化亜鉛からなる群から選択される少なくとも１種の化合物を含み、かつアモルファスである、請求項３に記載の光情報記録担体。
【請求項５】
前記少なくとも１つの記録層で発生した熱の伝達を抑制する断熱層をさらに備え、
前記熱可塑性樹脂層は前記少なくとも１つの記録層の一方の表面と接するように配置され、前記断熱層は前記少なくとも１つの記録層の他方の表面と接するように配置されている、請求項３または４に記載の光情報記録担体。
【請求項６】
前記断熱層は、熱硬化性樹脂、または前記少なくとも１つの記録層の材料と異なる無機酸化物もしくは無機硫化物を含む、請求項５に記載の光情報記録担体。
【請求項７】
前記少なくとも１つの記録層は、第１波長の書込み光および第２波長の読み出し光に対して略透明であり、かつ、前記書き込み光に対して多光子吸収を生じる、請求項１から６のいずれかに記載の光情報記録担体。
【請求項８】
前記少なくとも１つの記録層の材料の３次非線形定数は０．５×１０-12ｅｓｕ以上である、請求項７に記載の光情報記録担体。
【請求項９】
前記第２波長は前記第１波長の約１／２である、請求項７または８に記載の光情報記録担体。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの記録層の厚さは、前記書込み光に対して無反射条件であり、かつ前記読み出し光に対して反射条件となるように設定されている、請求項７から９のいずれかに記載の光情報記録担体。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの記録層は複数であり、前記複数の記録層は、分離層によって互いに離れて配置されている、請求項１から１０のいずれかに記載の光情報記録担体。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの記録層には情報が多層に記録される、請求項１から１１のいずれかに記載の光情報記録担体。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれかに記載の光情報記録担体に情報を記録および／または再生する方法であって、
第１波長の書き込み光を前記光情報記録担体の前記少なくとも１つの記録層に集光し、それによって、前記少なくとも１つの記録層に局所的に多光子吸収を起こさせる工程を含む記録工程および／または
第２波長の読み出し光を前記光情報記録担体の前記少なくとも１つの記録層に集光し、反射光を検出する再生工程
を包含する方法。
【請求項１４】
請求項１から１２のいずれかに記載の光情報記録担体に情報を記録および／または再生する装置であって、
第１波長の書き込み光を前記光情報記録担体の前記少なくとも１つの記録層に集光し、それによって、前記少なくとも１つの記録層に局所的に多光子吸収を起こさせる工程を含む記録工程および／または
第２波長の読み出し光を前記光情報記録担体の前記少なくとも１つの記録層に集光し、反射光を検出する再生工程
を実行する装置。
【請求項１５】
前記第２波長は前記第１波長の約１／２である、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記書き込み光の１発光時間長は１５ピコ秒以上１５ナノ秒以下である、請求項１４または１５に記載の装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は光情報記録担体、ならびに光情報記録担体に情報を記録／再生する方法および装置に関する。
【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（光ディスク）の高密度化が強く求められている。
【０００３】
光ディスクの記録密度は、記録再生光の波長（λ）および対物レンズの開口数（ＮＡ）に比例する。近年、λ：４０５ｎｍの光を出射するＧａＮレーザと、ＮＡ：０．８５の対物レンズとを用いることにより、直径が５インチの光ディスクの記録密度を２５ＧＢｙｔｅまで向上させることが可能になっている。これは、従来のＤＶＤディスクの記録密度の約６倍である。
【０００４】
しかし、対物レンズの開口数（ＮＡ）を可能な限り大きくし、また、記録再生光の波長λを可能な限り短くできる光源を用いることによって、光ディスクの記録密度を向上させるアプローチはほぼ限界に達してきた。光源から出射される光の波長が４０５ｎｍより短くなれば、光ディスクに通常用いられるディスク担体樹脂基板（ポリカーボネート基板）の光透過率は急速に低下する。光の波長が４００ｎｍより短くなると、樹脂基板の透過率の低下に加えて、そのような短波長の光で長時間照射されることによってディスク担体樹脂基板の組成分解が生じ、その結果、光透過率がさらに低下するという問題がある。
【０００５】
一方、対物レンズのＮＡが増大するにつれて、対物レンズの作動距離（ＷＤ）が小さくなる。ＷＤが小さくなれば、対物レンズがディスクと衝突しやすくなる。また、ＷＤが小さいと、十分な厚さを有する保護層を記録層の上に形成できなくなる。例えば、ＮＡを上記の値（０．８５）より大きくすると、ＷＤが小さくなるので、ディスクのチルトマージンも考慮すると、保護層の厚さは１００μｍ以下になってしまう。保護層の厚さが１００μｍ以下になると、ディスク表面（すなわち、保護層の表面）に付着した汚れが信号面である記録層からごく近くなるので、ディスク表面に付着した少しの汚れによってもディスク再生信号が劣化するおそれがある。
【０００６】
上述したように、単純に波長λをさらに短くし、対物レンズのＮＡをさらに大きくすると、本質的な問題が発生する可能性が高い。そのような本質的な問題を回避しつつ、光ディスクのさらなる高密度化を実現する重要なアプローチの１つが、記録層の多層化である。
【０００７】
図７は、多層化された記録層を有する光ディスクの構成例を示す。図７に示す構成では、保持基板５６の上に半透明記録層５１が形成され、さらにその上に断熱層５３と半透明記録層５１とが交互に形成されている。最上部の半透明記録層５１は保護層５０で覆われている。図７の光ディスクでは、記録しようとする半透明記録層５１に集光すると、光は半透明記録層５１で吸収される。光を吸収した半透明記録層５１は局所的に発熱して相転移や変形を生じるため、これを利用して半透明記録層５１上に信号を記録できる。従って、図７に示すように、複数の半透明記録層５１を積層することで、多層に情報を記録することができるので、記録密度を向上できる。
【０００８】
しかし、従来の半透明記録層５１を多層化する場合、記録しようとする半透明記録層５１に集光すると、その半透明記録層５１の光入射側にある他の半透明記録層５１にも光が照射され、他の半透明記録層５１においても光の吸収が起こる。その結果、記録しようとする半透明記録層５１に達する光が減衰されるという問題がある。そのため、積層する半透明記録層５１の数が４〜５以上になると、光の減衰が大きくなり、これより深い半透明記録層５１には記録することが困難になるので、記録容量が制限される。
【０００９】
この光の減衰の問題を克服するため、近年、「光誘起屈折率変化」を利用した記録方法が検討されている。
【００１０】
例えば、特許文献１には、「ガラスマトリックス中にパルスレーザを集光照射し、欠陥に起因する荷電粒子の再配列によると考えられる光誘起屈折率変化を微小スポットで起こさせることにより、情報が空間的な屈折率分布として記録する」方法が記載されている。この光誘起屈折率変化は、ガラスに強度の強い光を照射することによって起こる多光子吸収を利用している。
【００１１】
多光子吸収は、その物質を強度の十分大きい光で照射されたときに起こり、その物質を通常の強度の光で照射しただけでは起こらない。従って、多光子記録を利用する記録層として、記録光の波長に対して透明である層（以下、「透明記録層」と呼ぶことがある。）を使用すると、記録しようとする透明記録層よりも光入射側にある他の透明記録層に光が照射されても、集光された光ではないためにその強度は比較的弱く、多光子吸収は起こらない。そのため、光は減衰されることなく、当該他の透明記録層を透過できる。一方、記録しようとする透明記録層のうち、光が集光された部分（焦点近傍）では、光強度が十分大きいので多光子吸収が起こり、光誘起屈折率変化が発生し、他の領域と屈折率が異なるスポットが形成される。
【００１２】
例えば、基板５６と保護膜５０との間に、上記特許文献で開示された記録層５７を設ける（図８）。記録層５７は、シリカガラスを主成分とした材料からなる。記録層５７では、光が集光される焦点３の近傍でのみ多光子吸収が起こり、光誘起屈折率変化が起こるので、焦点３の位置を調節すれば、複数層に記録できる。その結果、複数の記録信号列５５が形成される。
【００１３】
なお、本明細書において、「多光子吸収」とは、物質が複数の光子（同種または異種）を吸収する現象（複数の遷移を伴う吸収）を指し、これに対し、従来の光吸収（単一の遷移過程だけを伴う吸収）を「単光子吸収」ということがある。
【００１４】
光誘起屈折率変化を利用する従来の記録層の多くは、特許文献１のように、シリカガラスなどの無機材料から形成されている。これは、無機材料の中には、光誘起屈折率変化を生じることにより比較的高感度に記録できる材料が多く、かつ、無機材料を用いれば、無機材料の酸化膜、窒化膜、硫化膜などを形成することにより比較的簡単に透明層が得られるからである。前述したように、記録層が記録波長の光に対し基本的に透明であれば、上記光の減衰の問題が生じないので、多層に良好に記録できる。
【特許文献１】特許２９６１１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
図８に示す多層記録の構成は非常に単純で量産化しやすいが、記録／再生感度が低いという問題がある。これは光誘起屈折率変化を利用する上述の方式は、屈折率が異なるスポットとして情報を記録するので、物理的なピットとして情報を記録する方式よりも、記録／再生感度が低いからである。
【００１６】
本発明は、上記諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、多光子吸収を利用した光情報記録担体の記録／再生感度を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の光情報記録担体は、基板と、前記基板の上に形成され、少なくとも１つの記録層を含む積層体とを備えた光情報記録担体であって、前記少なくとも１つの記録層はポリジアセチレンまたはメロシアニンを含み、かつアモルファスである。
【００１８】
ある好ましい実施形態において、前記積層体は、前記少なくとも１つの記録層の少なくとも一方の表面と接するように配置された熱可塑性樹脂層を備える。
【００１９】
本発明の他の光情報記録担体は、基板と、前記基板の上に形成され、少なくとも１つの記録層を含む積層体とを備えた光情報記録担体であって、前記積層体は、前記少なくとも１つの記録層の少なくとも一方の表面と接するように配置された熱可塑性樹脂層をさらに備える。
【００２０】
ある好ましい実施形態において、前記少なくとも１つの記録層は、酸化テルル、酸化亜鉛および硫化亜鉛からなる群から選択される少なくとも１種の化合物を含み、かつアモルファスである。
【００２１】
前記少なくとも１つの記録層で発生した熱の伝達を抑制する断熱層をさらに備え、前記熱可塑性樹脂層は前記少なくとも１つの記録層の一方の表面と接するように配置され、前記断熱層は前記少なくとも１つの記録層の他方の表面と接するように配置されていてもよい。
【００２２】
前記断熱層は、熱硬化性樹脂、または前記少なくとも１つの記録層の材料と異なる無機酸化物もしくは無機硫化物を含んでいてもよい。
【００２３】
前記少なくとも１つの記録層は、第１波長の書込み光および第２波長の読み出し光に対して略透明であり、かつ、前記書き込み光に対して多光子吸収を生じることが好ましい。
【００２４】
前記少なくとも１つの記録層の材料の３次非線形定数は、０．５×１０-12ｅｓｕ以上であることが好ましい。
【００２５】
ある好ましい実施形態において、前記第２波長は前記第１波長の約１／２である。
【００２６】
ある好ましい実施形態において、前記少なくとも１つの記録層の厚さは、前記書込み光に対して無反射条件であり、かつ前記読み出し光に対して反射条件となるように設定されていてもよい。
【００２７】
前記少なくとも１つの記録層は複数であり、前記複数の記録層は、分離層によって互いに離れて配置されていてもよい。
【００２８】
前記少なくとも１つの記録層には情報が多層に記録されることが好ましい。
【００２９】
本発明の方法は、上記の光情報記録担体に情報を記録および／または再生する方法であって、書込み光を前記光情報記録担体の前記少なくとも１つの記録層に集光し、それによって、前記少なくとも１つの記録層に局所的に多光子吸収を起こさせる工程を含む記録工程および／または読み出し光を前記光情報記録担体の前記少なくとも１つの記録層に集光し、反射光を検出する再生工程を包含する。
【００３０】
本発明の装置は、上記の光情報記録担体に情報を記録および／または再生する装置であって、書込み光を前記光情報記録担体の前記少なくとも１つの記録層に集光し、それによって、前記少なくとも１つの記録層に局所的に多光子吸収を起こさせる工程を含む記録工程および／または読み出し光を前記光情報記録担体の前記少なくとも１つの記録層に集光し、反射光を検出する再生工程を実行する。
【００３１】
ある好ましい実施形態において、前記第２波長は前記第１波長の約１／２倍である。
【００３２】
好ましくは、前記書込み光の１発光時間長は１５ピコ秒以上１５ナノ秒以下である。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、多光子吸収を利用して記録層に物理的なピットを形成できるので、記録／再生感度の高い光情報記録担体を提供できる。また、そのような光情報記録担体に情報を記録／再生する方法および装置を提供できる。この光情報記録担体を用いて多層記録を行うと、記録密度を向上できるので、有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明者は、多光子吸収を利用した光記録および／または再生における感度を向上させるために、光誘起屈折率変化を利用するのではなく、多光子吸収によって効率的に発熱させ、熱変形を引き起こし、記録層に物理的な凹凸（ピット）を形成する記録方式を検討した。
【００３５】
従来の光誘起屈折率変化を利用する記録層は、多光子吸収は起こすものの、熱変形による物理的なピットを形成することが困難である。
【００３６】
図８に示す記録層５７は、無機酸化物、無機窒化物、無機硫化物などの無機ガラス材料（シリカガラス）から形成されている。このような材料からなる記録層５７には、熱変形によるピットが形成されにくい。すなわち、記録感度が低い。その主な理由として、以下の３点が考えられる。
【００３７】
第１に、上記材料からなる記録層５７は高い熱伝導率を有するので、焦点３で発生した熱が、記録層５７の焦点３の周辺部に拡散しやすい。そのため、焦点３での熱上昇が抑えられる結果、記録層５７の熱変形が起こりにくい。第２に、シリカガラスなどの無機化合物（ガラス）は、単光子吸収を生じる記録層に用いる金属化合物よりも高い熱変形温度を有しており、かつ硬い。そのため、記録層５７の焦点３で多光子吸収が生じて発熱しても、焦点３の近傍で変形が起こりにくい。第３に、シリカガラスの３次非線形定数は小さい（０．０１×１０-12ｅｓｕ）ので、多光子吸収を生じても発熱しにくい（発熱効率が低い）。
【００３８】
無機化合物（ガラス）の熱変形温度と金属化合物の熱変形温度とを具体的に比較すると、次のようになる。単光子吸収を生じる従来の光記録材料として、Ｔｅ金属化合物（例えば６０Ｔｅ２０Ｇｅ１０Ａｂ）が良く用いられている。この金属化合物の溶融温度は２３０℃程度である。一方、多光子吸収を生じやすい記録材料、例えば酸化Ｔｅ化合物（２０モル％のＮａを含有する酸化テルル（２０Ｎａ８０ＴｅＯ2））の溶融温度は５００℃程度である。このように、記録層の材料として無機化合物を用いると、Ｔｅ金属化合物を用いる場合と比べて、熱による溶融や変形が生じにくくなることが確認できる。
【００３９】
従って、無機ガラス材料の記録層に、多光子吸収を利用して物理的なピットを形成すること（以下、「多光子吸収記録」と呼ぶ）は困難であり、多吸収記録には極めて大きい光量を有する光を記録層に集光させる必要がある。そのため、光ディスクの記録光源として従来から用いられてきた半導体レーザの出力光量は、そのような記録層にピットを形成させるには十分でないことが多かった。半導体レーザよりも出力光量の大きい記録光源として、ＹＡＧレーザ等の高出力レーザを用いることができる。しかし、例えば、Three-Dimensional  Optical  Data  Storage  in  Vitreous  Silica  Watanabe,  Misawa,  etal  JJAP Vol.37(1998)  PP.L  1527-L1530に示されているように、記録層の材料が石英の場合、１２０フェムト秒で尖頭レーザ出力：１．３３Ｍｗもの光量が記録時に必要とされる。このような光量を出力できるのは、チタンサファイアレーザのみである。
【００４０】
上述したように、従来の材料を用いて、多光子吸収記録を民生用途として実現することはほとんど不可能であると考えられる。すなわち、記録層の感度を高めて多光子吸収記録を実用化するためには、記録層が、より低い熱伝導率、およびより低い熱変形温度を有し、かつ３次非線形定数の大きい材料を含むとよいことがわかった。記録層の材料の熱伝導率が低いと、記録層の局所的な温度上昇率を高めることができる。記録層の材料の熱変形温度が低いと、多光子吸収による熱で記録層が容易に変形する。また、３次非線形定数が大きいと、多光子吸収による発熱の効率が高いからである。
【００４１】
そこで、これらを踏まえて、（Ａ）記録層に用いる材料および（Ｂ）光情報記録担体の構造の両面から検討を行った。なお、本明細書では、「光情報記録担体」は、光を利用して情報が記録／再生される担体を広く含み、典型的には光ディスクである。
【００４２】
まず、（Ａ）記録層に用いる材料の面から検討を行った。熱伝導率の低い材料として有機材料に着目し、多光子吸収を生じ得る種々の有機材料の特性を調べた。検討に際し、有機材料からなる記録層が、再生光および記録光に対し略透明であることも条件とした。これは、記録層に情報を多層に記録するためである。なお、本明細書では、「多層に記録する」（または「多層記録」）とは、光情報記録担体の基板と表面との間に多層に情報信号列を記録することを意味する。例えば、１つの記録層に情報信号列を多層に記録してもよいし、積層された複数の記録層のそれぞれに１層の情報信号列を記録してもよい。
【００４３】
ここでは、記録光（書込み光）の波長λwを８００ｎｍ、再生光（読み出し光）の波長λrを４００ｎｍと設定した。これらの波長の光はいずれも従来の半導体レーザで出射できる。このように、再生光の波長を記録光の波長よりも短く設定する理由を以下に説明する。
【００４４】
記録波長λw（μｍ）、記録対物レンズ開口数ＮＡとすると、単光子吸収を生じる従来の記録層では、記録層に形成されるピットの大きさ（ピット径）はλw／ＮＡ（μｍ）になる。これに対し、多光子吸収を生じる記録層では、記録層に形成されるピット径はλw2／ＮＡ（μｍ）となり、従来のピット径（λw／ＮＡ）よりも小さい。そのため、波長λwの記録光を用いて記録層に形成されたピットから情報を再生するためには、記録光の波長λwよりも短い波長λrを有する光を用いる必要があるからである。
【００４５】
種々の有機材料を検討した結果、記録材料として、ポリジアセチレンもしくはメロシアニンを用いれば、記録感度をより有効に向上できることを見出した。これらの材料は、（ａ）比較的小さい熱伝導度を有する他、（ｂ）低い熱変形温度および（ｃ）大きい３次非線形定数を有する。
【００４６】
次に、（Ｂ）光情報記録担体の構造の面からも検討を行った。
【００４７】
特に、記録層の材料が上記（ａ）〜（ｃ）の全てを備えていない場合に、その記録層にピットを形成するためには、光情報記録担体の構造をどのように改善すればよいかを検討した。例えば、テルル酸化物（二酸化テルル）、酸化亜鉛、硫化亜鉛等の無機化合物は熱伝導率が高く、かつ熱変形しにくい（すなわち、上記（ａ）、（ｂ）を備えていない）ため、これらの無機化合物を用いても、記録／再生感度の高い記録層を得ることは困難と考えられる。しかし、これらの無機化合物は３次非線形定数が大きいことから、これらの無機化合物を用いることにより、より高感度な記録を実現できる可能性がある。さらに、これらの無機化合物からなる記録層をアモルファス状態とすれば、記録レーザ波長に対して透明であるため、多層記録による記録密度の向上も可能である。
【００４８】
検討の結果、記録層の表面と接するように熱可塑性樹脂層を配置することにより、熱変形によってピットが容易に形成でき、記録／再生感度を向上できることがわかった。
【００４９】
以下、図を参照しながら、本発明による実施形態の光情報記録担体を具体的に説明する。
【００５０】
（実施形態１）
本実施形態の光情報記録担体は、図８に示す従来の光ディスクと同様の構成を有している。異なる点は記録層５７の材料である。
【００５１】
本実施形態の光情報記録担体は、図８に示すように、基板５６と、基板５６の上に形成された記録層５７とを備えている。基板５６は、例えばポリカーボネートで形成されている。記録層５７は、メロシアニン（熱伝導率：０．０８〜０．２Ｗ／ｍ・Ｋ）を含む材料（メロシアニン系化合物）から形成されている。また、記録層５７はアモルファスであるため、上記再生光および記録光に対して透明である。記録層５７の厚さは、例えば５０μｍである。記録層５７の表面は、記録層５７を保護する保護膜５０で覆われていることが好ましい。
【００５２】
上記光情報記録担体に情報を記録する際には、光源などから出射された記録光（波長：８００ｎｍ）２を対物レンズ１によって記録層５７に集光する。記録層５７の集光された部分（焦点近傍）３は、多光子吸収を起こして発熱し、その熱により局所的に変形する。これにより、焦点近傍３にピットが形成される。
【００５３】
このようにして情報が記録された光情報記録担体から情報を再生する際には、光源などから出射された再生光２（波長：４００ｎｍ）を対物レンズ１によって記録層５７に集光し、その反射光を検出する。これにより、記録層５７に形成されたピットから情報を読み取ることができる。
【００５４】
光情報記録担体は、上記構成を有しているので、以下の理由により記録感度が高い。
【００５５】
第１に、記録層５７に含まれるメロシアンの熱伝導率（０．０８〜０．２Ｗ／ｍ・Ｋ）は、従来の記録材料、例えばシリカガラスの熱伝導率（１〜２Ｗ／ｍ・Ｋ）よりも小さいことから、焦点近傍３で生じた熱が周囲に拡大しにくいので、より高い効率で熱を利用できる。第２に、メロシアニン系化合物は、熱変形温度が比較的低いので、多光子吸収による熱でピットが形成されやすい。第３に、メロシアニンの３次非線形定数は大きい（８１×１０-12ｅｓｕ）ので、多光子吸収による発熱の効率が高い。
【００５６】
また、上述したように、メロシアニン系化合物の熱伝導率は極めて小さいため、図８に示すように、単一の記録層５７の中に情報信号列５５を複数段に渡って記録することが可能になる。従って、高密度で記録できる。また、このような構造を有する光情報記録担体の生産性は極めて高い。
【００５７】
さらに、記録層５７は、記録光および再生光に対して透明で、かつ、アモルファス状態とできるので、記録光および再生光として異なる波長の光を用いても、減衰の問題は起こらない。
【００５８】
記録層５７の厚さは、上記に限定されないが、記録光（λw：８００ｎｍ）に対して無反射条件であり、かつ再生光（λr：４００ｎｍ）に対して反射条件となるように設定されていることが好ましい。これにより、記録光に対しては反射光がないので最大記録効率が得られ、かつ再生光に対しては反射条件となるので高品質の再生信号が検出できる。より好ましくは、記録層５７の厚さは、再生光に対して最大反射条件となるように設定される。
【００５９】
記録光および反射光の波長は上記に限定されないが、再生光の波長は、記録光の波長の約１／２であることが好ましい。これにより、記録層５７の厚さを、記録光に対して無反射条件、かつ再生光に対して最大反射条件となるように設定できるので、有利である。例えば、記録光の波長λwを４０５ｎｍ、再生光の波長λrを８１０ｎｍとしてもよい。
【００６０】
上記光情報記録担体の記録感度を調べるために、サンプルディスク１を、例えば以下の方法で作製する。
【００６１】
まず、メロシアニンをクロロホルムに溶解させてメロシアニン溶液を得る。次に、メロシアニン溶液をポリカーボネートからなる基板５６の上に付与する。メロシアニン溶液の付与量は、メロシアニンの層の厚さが例えば１μｍとなるように調整する。メロシアニン溶液の付与方法としては、例えば、スピンコート法などの公知の塗布方法を採用することができる。このようにして、基板５６の上にメロシアニン層が形成されたサンプルディスク１が得られる。
【００６２】
なお、クロロホルムはカーボネートの溶媒としても作用し得るので、ポリカーボネートからなる基板５６がダメージを受ける可能性がある。そのような基板５６の溶媒によるダメージが問題になるときは、これを防ぐために、メロシアニン溶液を付与する前に、基板５６の表面に保護膜を形成して置けばよい。保護膜は、例えば、ＵＶ硬化樹脂を用いて形成できる。
【００６３】
上記サンプルディスクを用いてメロシアニン層の分光特性を測定した結果を図４に示す。図４からわかるように、この記録層５７は、波長：８００ｎｍの光および波長：４００ｎｍの光に対する吸収率が低い。すなわち、これらの波長の光に対して、良好な透過特性を示す。この結果から、光情報記録担体１００において、下層にある記録層５７に記録光を集光したときに、それよりも上方にある記録層５７で記録光が吸収されないことがわかる。また、この層はアモルファスであり、記録光を散乱することもない。
【００６４】
上記サンプルディスク１に、尖頭出力：６００ｍｗ、出力パルス幅：５ナノ秒のパルス発振半導体レーザから出射された波長：８００ｎｍのレーザ光を、ＮＡ：０．８５の対物レンズで集光すると、良好な信号ピットをメロシアニン層に記録することができる。この結果、メロシアニン層の記録感度は高いので、従来の半導体レーザを用いてメロシアニン層に記録できることがわかる。
【００６５】
なお、半導体ディスクなどから出射される記録光の１発光時間長が１５ナノ秒以上１５ピコ秒以下であれば、最大感度が得られるので好ましい。
【００６６】
上記サンプルディスク１の厚さは１μｍであったが、同様のメロシアニン系化合物で厚さが５０μｍ程度の記録層を形成すると、上記の半導体レーザを用いて、単一の記録層５７の中に情報信号列５５を複数段に渡って記録できる。
【００６７】
本実施形態では、図８に示すように基板５６の上に１層の記録層５７を設けているが、代わりに、図１に示すように、複数の記録層５７を積層してもよい。この場合には、各記録層５７に１段ずつ情報信号列５５を記録してもよいし、２段以上の情報信号列５５を記録してもよい。なお、隣接する記録層５７の間に、熱伝導率の小さい分離層５３を設けて、互いに分離することが好ましい。分離層５３の材料として、分離層５３の上に形成される記録層５７の溶剤でダメージを受けない樹脂もしくは無機材料を選択することが好ましい。分離層５３は、例えばＵＶ硬化樹脂を用いて公知の方法で容易に形成できる。
【００６８】
本実施形態では、記録材料として有機材料を用いているが、本発明の記録材料は有機材料に限定されない。様々な無機材料についても、記録感度の観点から検討を行った結果、テルル酸化物（二酸化テルル）に、リチウム、ナトリウム、タングステン等を添加した材料を多光子吸収記録材料として用いても、高感度な記録層を形成できることが判明した。同様に、酸化亜鉛、硫化亜鉛等を用いても、高感度な記録層を形成できる。
【００６９】
（実施形態２）
本実施形態の光情報記録担体は、図８を参照して実施形態１で説明した光情報記録担体と同様の構成を有しているが、記録層５７の材料として、ポリジアセチレン（熱伝導率：０．０８〜０．２Ｗ／ｍ・Ｋ）を含む材料を用いる点で異なっている。ポリジアセチレンは、メロニアニンと同様に小さい熱伝導率を有し、熱変形を起こしやすいことから、本実施形態における記録層５７は、実施形態１のメロシアニン系化合物からなる記録層と同様の高い記録感度を示す。
【００７０】
本実施形態の記録感度を調べるために、以下の方法でサンプルディスク２を作製する。
【００７１】
まず、ポリジアセチレンモノマーをエチルアセテートに溶解することによって、ポリジアセチレン溶液を得る。このポリジアセチレン溶液を、スピンコート法によってポリカーボネート基板の上に付与する。次に、基板の温度を６０℃に熱しながら、付与されたポリジアセチレン溶液（厚さ１μｍ）を、紫外線に１時間露光することによりＵＶ硬化させる。これにより、基板の上にポリジアセチレン層が形成される（サンプルディスク２ａ）。ポリジアセチレンには赤相、青相、無色相の３相があるが、この方法で得られたポリジアセチレン層は青相である。
【００７２】
続いて、サンプルディスク２ｂおよび２ｃを作製する。ポリジアセチレン層はＵＶ硬化時間が長くなるにつれて、赤相、青相、無色相と変化してゆく。そこで、上記と同様にポリジアセチレン溶液を付与した後に、１時間よりも短い時間のＵＶ硬化を行うことにより、赤相のポリジアセチレンからなるサンプルディスク２ｂが得られる。同様にして、１時間よりも長い時間のＵＶ硬化を行うことにより、無色相のポリジアセチレンからなるサンプルディスク３ｃが得られる。
【００７３】
サンプルディスク２ａの分光特性を測定した結果を図５に示す。図５からわかるように、ポリジアセチレンからなる記録層５７は、波長：８００ｎｍの光および波長：４００ｎｍの光に対して、非常に良好な透過特性を有する。また、この層はアモルファスであり、これらの光を散乱することもない。
【００７４】
サンプルディスク２ａに、尖頭出力：６００ｍｗ、出力パルス幅：５ナノ秒のパルス発振半導体レーザから出射された波長：８００ｎｍのレーザ光を、ＮＡ：０．８５の対物レンズで集光すると、良好な信号ピットをサンプルディスク１に記録することができる。従って、サンプルディスク２ａは感度が高いため、従来の半導体レーザを用いてサンプルディスク２ａに記録できることがわかる。
【００７５】
また、サンプルディスク２ｂおよび２ｃの分光特性を測定すると、サンプルディスク２ｂ（赤相）は、波長：８００ｎｍの光及び波長：４００ｎｍの光に対し透明であり、サンプルディスク２ｃ（無色相）は、波長：９００ｎｍ〜４００ｎｍの略全範囲の光に対して完全に透明である。
【００７６】
サンプルディスク２ｃに、尖頭出力：８００ｍｗ、パルス幅：５ナノ秒のパルス発振半導体レーザから出射された波長：８００ｎｍのレーザ光を、ＮＡ：０．８５の対物レンズで集光すると、良好な信号ピットをサンプルディスク２ｃに記録することができる。従来、無色相のポリジアセチレン膜は、紫外線による化学結合の破壊が生じた劣化膜であると考えられていた。しかし、無色相のポリジアセチレンからなる記録層を用いると、かなり高感度な多光子吸収記録を行うことができることがわかる。
【００７７】
本実施形態の光情報記録担体も、実施形態１と同様に、図１に示すように複数の記録層５７を有していてもよい。
【００７８】
（実施形態３）
図１は、本実施形態の光情報記録担体１００の構成を示す模式図である。
【００７９】
光情報記録担体１００は、基板５６と、基板５６の上に形成された積層体４９とを備えている。基板５６は、例えばポリカーボネートで形成されている。積層体４９は、記録層５７（厚さ：例えば０．２５μｍ）を含んでいる。記録層５７は、メロシアニン（熱伝導率：０．０８〜０．２Ｗ／ｍ・Ｋ）またはポリジアセチレン（熱伝導率：０．０８〜０．２Ｗ／ｍ・Ｋ）を含む材料から形成されている。また、記録層５７はアモルファスであるため、上記再生光および記録光に対して透明である。本実施形態では、１０層の記録層５７を設ける（図１では、簡単のため３層の記録層５７を示している）。なお、記録層５７の数は特に限定されず、少なくとも１層あればよい。記録密度を向上させるために、記録層５７の数を５以上にすることもできる。記録層５７は記録光や再生光に対して透明であることから、上述したような光の減衰の問題が起こらないからである。より好ましくは、記録層５７の数を１０以上にする。このように複数の記録層５７を用いる場合は、隣接する記録層５７の間に、例えばＵＶ硬化樹脂からなる分離層（厚さ：例えば約１０μｍ）５３を設けて、互いに分離することが好ましい。積層体４９の最上部には、記録層５７を保護するための保護膜５０が形成されていることが好ましい。保護膜５０は、例えばポリカーボネートのシート（厚さ：例えば約１００μｍ）である。
【００８０】
光情報記録担体１００に情報を記録する際には、光源などから出射された記録光（波長：８００ｎｍ）５を対物レンズ１によって、複数の記録層５７のうち記録しようとする１つの記録層５７に集光する。記録層５７の集光された部分（焦点近傍）３は、多光子吸収を起こして発熱し、その熱により局所的に変形する。これにより、焦点近傍３にピットが形成される。複数の記録層５７のそれぞれに順次集光して記録すれば、多層記録を行うことができる。
【００８１】
このようにして情報が記録された光情報記録担体１００から情報を再生する際には、光源などから出射された再生光（波長：４００ｎｍ）の平行光束５を対物レンズ１によって、再生しようとする記録層５７に集光し、その反射光を検出する。これにより、記録層５７に形成されたピットから情報を読み取ることができる。
【００８２】
光情報記録担体１００の記録層５７は、メロシアニンまたはポリジアセチレンを含む材料から形成されているので、実施形態１で説明したように、光情報記録担体１００の記録感度を向上できる。
【００８３】
また、光情報記録担体１００は、図１に示すように、厚さの比較的小さい記録層５７を積層した構造を有しているので、記録層５７の作製が容易である。このような構造は、メロシアニンやポリジアセチレンを含む材料を用いて、例えば図８に示すような厚さの大きい記録層５７を形成することが困難である場合に、特に有利である。
【００８４】
光情報記録担体１００のサンプル多層ディスク３は、例えば以下の方法で作製される。
【００８５】
まず、基板（ポリカーボネート樹脂基板）５６の上に、実施形態１で説明した方法と同様の方法でメロシアニン溶液を付与する。これにより、メロシアニン系化合物の記録層（厚さ：例えば０．２５μｍ）５７を形成する。次に、ＵＶ硬化樹脂を含む溶液を、厚さが約１０μｍとなるように付与した後、付与した溶液に紫外線で照射することによってＵＶ硬化樹脂を硬化させ、分離層５３（熱伝導率：０．０８Ｗ／ｍ・Ｋ以上０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以下）を形成する。その後、再びメロシアニン系化合物の記録層（厚さ：０．２５μｍ）５７を形成する。これを繰り返して、記録層５７を約１０層形成する。最上部の記録層５７を形成した後、厚さ：約１００μｍのポリカーボネートシートを貼り付けることにより、保護膜５０を設ける。これにより、サンプル多層ディスク３が得られる。
【００８６】
このサンプル多層ディスク３に含まれる１つの記録層５７に、半導体レーザから出射された波長λｗ：８００ｎｍの平行光束５をＮＡ：０．８５の対物レンズ１で集光すると、その記録層５７の焦点近傍３で多光子吸収が生じて、発熱する。この熱により、記録層５７の焦点近傍３にピットが形成される。ピットの形状は、選択する記録材料や記録光の強度などにより異なるが、熱歪みや穴あきなどである。このとき、記録層５７の厚さ（０．２５μｍ）は、記録光の波長λｗの約１／２となるので、記録層５７の上面および下面からの反射光は互いに打ち消し合い、記録光の記録層５７による反射光はほとんど観測されない。
【００８７】
次に、ピットが形成された記録層５７に、半導体レーザから出射された波長λr：４００ｎｍの平行光束５を対物レンズ１で集光し、反射光を検出する。このとき、記録層５７の厚さは、再生光の波長λrと略等しいので、記録層５７の上面および下面からの反射光は強調され最大反射光が得られる。従って、記録層５７のピット（熱歪みや穴あきなど）が形成された部分の反射光変化は最大となる。このとき信号の最大変調率が得られる。
【００８８】
本実施形態では、記録材料としてメロシアニンまたはポリジアセチレンを用いているが、本発明の記録材料はこれらの有機材料に限定されない。実施形態１で例示した無機材料（テルル酸化物（二酸化テルル）、酸化亜鉛、硫化亜鉛等）から記録層５７を形成してもよい。
【００８９】
光情報記録担体１００に情報を記録し、および／または情報が記録された光情報記録担体１００からその情報を再生するためには、例えば図６に示す記録再生装置を用いることができる。
【００９０】
図６の記録再生装置は、直線偏光の光ビームを出射する半導体レーザ１１、半導体レーザ１４からの光ビームを収束して平行光にするコリメータレンズ １０、コリメータレンズ １０からの光ビームを２つの光に分岐させる偏光ビームスプリッター７、フォーカス検出レンズ８、信号検出フォトディテクター９、λ／４波長板４、立上ミラー６および対物レンズ１を備える。偏光ビームスプリッター７により分岐された光のうち一方は、フォーカス検出レンズを透過して信号検出フォトディテクター９に入射する。分岐された光のうち他方は、そのまま偏光ビームスプリッター７を透過し、λ／４波長板を経て、立ち上げミラー６によってその光路を変更し、この後、対物レンズ１により光情報記録担体１００の記録層５７に集光される。半導体レーザ１１から出射された光が記録光（波長：例えば８００ｎｍ）であれば、記録層５７の集光された点３に熱変形が生じ、ピットが形成される。一方、半導体レーザ１１から出射された光が再生光（波長：例えば４００ｎｍ）であれば、再生光は記録層５７で反射し、その反射光は、対物レンズ１および立ち上げミラー６によって、偏光ビームスプリッター７に戻される。この後、反射光は、偏光ビームスプリッター７によってその光路を変更し、フォーカス検出レンズ８で信号検出フォトディテクター９に集光され、信号検出フォトディテクター９で検出される。
【００９１】
（実施形態４）
本実施形態では、複数の記録層５７のそれぞれと接するように低い熱変形温度を有する熱可塑性樹脂層を配置する点で、図１に示す構成と異なっている。熱可塑性樹脂層を配置することにより、記録層５７に熱変形によるピットが容易に形成できる。従って、記録層５７の材料として、例えば熱伝導率が大きく、かつ熱変形しにくい無機化合物などを用いても、高い記録／再生密度が得られる。本実施形態の光情報記録担体の具体的な構成を以下に説明する。
【００９２】
図２に示す光情報記録担体１０１は、基板５６と、基板の上に形成された積層体４９とを有している。積層体４９は、複数の記録層５７と、隣接する記録層５７を分離する分離層５３と有している。複数の記録層５７のそれぞれは、熱可塑性樹脂層５２に挟まれている。代わりに、記録層５７のそれぞれを囲むように、熱可塑性樹脂層５２を配置してもよい。記録層５７は、例えば酸化テルル化合物で形成されたアモルファス層である。なお、記録層５７の材料は特に限定されないが、記録層５７が略透明であることが望ましい。熱可塑性樹脂層５２は、熱可塑性を有し、かつ熱変形温度の低い樹脂材料から形成されていればよく、好ましくはスチレン、ポリスチレン、ポリウレタン等の樹脂層である。熱可塑性樹脂層５２の熱伝導率は、例えば０．０８〜０．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）である。図２では、簡単のため記録層５７の数は２つであるが、本発明はこれに限定されない。積層体４９は少なくとも１層の記録層５７を有していればよいが、記録密度の観点から、２以上の記録層５７を有することが好ましい。光情報記録担体１０１の各記録層５７には、図１を参照しながら説明した方法と同様の方法で記録または再生できる。
【００９３】
記録層５７の材料として、例えば無機酸化物や無機硫化物などを用いることができる。好ましい無機酸化物および無機硫化物は、例えば酸化テルル、酸化亜鉛および硫化亜鉛である。これらの無機材料は３次非線形定数が比較的大きいので有利である。また、これらの無機材料を用いる場合、記録層５７は、これらの無機材料のアモルファス層であることが好ましい。このようなアモルファス層は透光性を有するので、多光子吸収以外の光の吸収が生じにくく、良好に記録できる。また、多層記録を行う際には、層数を大きくできるので高い記録密度が得られる。無機酸化物として、例えば酸化テルルを用いる場合、酸化テルル単独ではガラス化（アモルファス化）しにくいが、酸化テルルにナトリウム（Ｎａ）、リン（Ｐ）、リチウム（Ｌｉ）などを１０重量％以上添加すると、酸化テルルのガラス化範囲を拡大できるので、アモルファス層を容易に形成できる。酸化テルルに各種添加物を加えた場合のガラス化範囲は、"Ｔｅｌｌｕｒｉｔｅ  Ｇｌａｓｓｅｓ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ"、Ｒａｏｕｆ  Ａ．  Ｈ．  Ｅｌ−Ｍａｌｌａｗａｎｙ  ｐ２０−２２に詳しく説明されている。
【００９４】
光情報記録担体１０１では、記録層５７の両面（または周り）に熱可塑性樹脂層５２が配置されているので、記録層５７の多光子吸収を生じた部分（焦点近傍）３で発熱した熱は、記録層５７を歪めると同時に、その両面（または周り）の熱可塑性樹脂層５２をも歪める。このようにして、多光子吸収の熱で、より確実にピットを形成できるため、記録感度をさらに向上できる。特に、記録材料として無機材料（酸化テルル、酸化亜鉛、硫化亜鉛等）を用いる場合には、記録層５７の熱伝導性が良いため、熱可塑性樹脂層５２をすることにより、記録感度を大幅に向上できる。
【００９５】
熱可塑性樹脂層５２は、対応する記録層５７に接していることが好ましい。これにより、記録層５７で発生した熱が、熱可塑性樹脂層５２に効率良く伝わるので、より効果的に記録感度を改善できる。
【００９６】
光情報記録担体１０１は、例えば以下の方法で作製される。
【００９７】
まず、ポリカーボネートからなる基板５６の上に、分離層（厚さ：例えば５〜１０μｍ、熱伝導率：０．０８Ｗ／ｍ・Ｋ以上０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以下）５３を形成する。分離層５３はＵＶ硬化樹脂を用いて形成できる。分離層５３の形成は、例えば、スピンコート法などの公知の塗布方法を用いて実行できる。
【００９８】
次に、ポリスチレンからなる熱可塑性樹脂層５２（厚さ：例えば０．５〜５μｍ）を形成する。熱可塑性樹脂層５２の形成は、例えばスピンコート法により行うことができる。続いて、熱可塑性樹脂層５２の上に、記録層５７（厚さ：例えば０．０５〜１μｍ）をスピンナー法または蒸着法により形成する。ここでは、記録層５７の材料として、酸化テルルに添加元素としてリチウムまたはＮａを添加した酸化テルル化合物を用いる。酸化テルルに添加元素を添加する方法は特に限定されない。例えば炭酸ナトリウムに酸化テルルを加えて混合した後、この混合物を溶融する。これにより、炭酸ナトリウムに含まれる炭酸がガス化して空気中に発散するので、Ｎａのみを酸化テルルに添加できる。添加量は、好ましくは１０重量％以上３０重量％以下であることが好ましい。
【００９９】
この後、さらに熱可塑性樹脂層５２を同様の方法で形成する。次いで、上記と同様の方法で分離層５３を形成した後、再び、熱可塑性樹脂層５２、記録層５７および熱可塑性樹脂層５２を順次形成する。
【０１００】
続いて、最上部の熱可塑性樹脂層５２を覆うように、厚さ：約１００μｍのポリカーボネートシートを貼り付けることにより、保護膜５０を設ける。これにより、光情報記録担体１０１が得られる。
【０１０１】
次に、記録層５７自体の記録感度を調べるために、ポリカーボネート基板の上に、リチウムを添加した酸化テルル層（厚さ：０．２５μｍ）を形成した構成のサンプルディスク４を作製した。また、比較のため、ポリカーボネート基板の上にシリカガラス層（厚さ：０．２５μｍ）を形成した比較ディスクも作製した。なお、本実施形態では、「記録感度（または感度）」は、対物レンズのＮＡを一定としたとき、記録層に所定の形状のピットを形成するために記録層に集光される光の強度によって比較する。すなわち、所定の形状のピットの形成に必要な光の強度が小さいほど、記録感度は高い。上記２つのサンプルディスクの記録層の記録感度は、具体的には以下の方法で比較できる。
【０１０２】
レーザ光（記録光）を対物レンズ（ＮＡ：０．８５）でそれぞれの記録層に集光すると、記録層にピットが形成される。このとき、レーザ光の強度を変えると、形成されるピットの大きさ（ピット径）も変化する。そこで、各記録層について、所定のピット径（０．１〜１μｍ）を有するピットが形成されるときのレーザ光の強度Ｉを測定し、これらを比較することにより、記録感度を比較することができる。ここでは、パルス幅：５ｎｓｅｃおよび繰り返し：１０ＨｚのパルスＹＡＧレーザを用いて、波長：５３３ｎｍの光を各記録層に集光した。
【０１０３】
その結果、サンプルディスク４の酸化テルル層の光強度は１０ｎＪであるのに対し、比較ディスクのシリカガラス層の光強度は２００ｎＪであり、酸化テルルの記録層の記録感度は、従来の記録層の記録感度よりも１桁以上高いことが確認された。
【０１０４】
光情報記録担体１０１では、記録層（厚さ：例えば０．０５〜１μｍ）５７の両面に熱可塑性樹脂層５２が配置されているが、本発明の光情報記録担体の構成はこれに限定されない。例えば、図３に示すように、熱可塑性樹脂層（厚さ：例えば２μｍ）５２を記録層５７の上面または下面にのみ設けてもよい。これにより、記録層５７で発生した熱および熱による応力は、記録層５７の片面方向にのみ伝達される。また、記録層５７の他の面には、酸化チタン等の断熱層（または熱遮断層）５８を設けてもよい。断熱層５８の材料として、酸化チタン等の高い熱変形温度を有し、かつ固い（変形しにくい）無機材料や、高硬度の熱硬化性樹脂やＵＶ硬化樹脂などの有機材料を用いることができる。断熱層５８の熱伝導率は、例えば０．０８Ｗ／ｍ・Ｋ以上０．３Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。断熱層５８の厚さは、例えば０．５〜３μｍ程度である。記録層５７の片面と接するように断熱層５８を設けると、記録層５７で発生した熱は断熱層５８には熱および熱による歪み力は伝搬されない。このようにして、記録層５７で発生した熱の伝達を制御することにより、記録層５７のピットを形成したい部分の温度上昇率を高く維持しつつ、所望のピット形状が得られる。
【０１０５】
図３の光情報記録担体で用いる分離層５３には断熱層５８が裏打ちされるため、分離層５３の材料として、熱では変形しにくい固いＵＶ硬化樹脂等を用いることが好ましい。分離層５３の厚さは、例えば５〜１０μｍ程度である。
【０１０６】
熱可塑性樹脂層５２は、図２のように記録層５７の両面に設けられてもよいし、図３のように片面にのみ設けられてもよい。記録層５７に接する熱可塑性樹脂層５２の好ましい材料は、スチレン、ポリスチレン、ポリウレタン等の熱により容易に変形する樹脂である。従って、記録層５７の発熱と共に、熱可塑性樹脂層５２は容易に局所的に変形するので、膜変形として信号を記録できる。
【０１０７】
熱可塑性樹脂層５２を設ける構成は、高い熱変形温度を有する記録層を備えた光情報記録担体に好適に用いられる。そのような記録層は、上記無機化合物からなる記録層に限らず、公知の無機材料や有機材料、またメロシアニンなどの本発明の他の実施形態で用いた材料からなる記録層であってもよい。特に、無機材料の記録層を備えた光情報記録担体に上記構成を適用すると、高い効果が得られる。
【０１０８】
図２や図３に示すように、記録層５７の表面に熱可塑性樹脂層５２や断熱層５８を適宜配置すると、記録層５７で発生した熱によるピットの形成を容易にしたり、記録層５７で発生した熱の拡大を抑制したりすることができる。すなわち、記録層５７の特性を適宜補正することができる。そのため、記録層５７の材料の選択の幅が広がる。例えば、記録感度を上げるために、記録層５７の材料として３次非線形定数が大きい（好ましくは０．５×１０-12ｅｓｕ以上）材料を自由に選定できる。記録層５７の好適な材料として、例えば、テルル酸化物（二酸化テルル）（３次非線形定数：１．３×１０-12ｅｓｕ）、酸化亜鉛（３次非線形定数：０．８×１０-12ｅｓｕ）などを用いることができる。これらの酸化化合物は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）などを適宜添加された材料であってもよい。具体的には、例えば７５ＴｅＯ2にリチウム２５を含んだ化合物（モルパーセントで７５％酸化テルルと２５％酸化テルルからなる化合物；以下「リチウム添加酸化テルル」と略すことがある）を用いてもよい。この化合物の３次非線形定数（１．４×１０-12ｅｓｕ）は、ＴｅＯ2にモルパーセントで１５％酸化ナトリウムを含んだ化合物（「Ｎａ添加酸化テルル」と略すことがある）の３次非線型定数の約２倍である。
【０１０９】
Ｌｉ添加酸化テルルは、Ｎａ添加酸化テルルよりも硬度が高いため、熱可塑性樹脂層５２を設けない構成（例えば図１）では、Ｌｉ添加酸化テルルの記録層の記録感度はＮａ添加酸化テルルの記録層の記録感度よりも低い。これに対し、Ｌｉ添加酸化テルルの記録層の片側または両側に柔らかい熱可塑性樹脂層５２を配置すると、Ｌｉ添加酸化テルルの記録層を含む光情報記録担体の記録感度は、Ｎａ添加酸化テルルの記録層を含む光情報記録担体の記録感度の約２倍程度まで向上する。なお、熱可塑性樹脂層５２には、Ｌｉ添加酸化テルルの記録層が固くて、他の層との密着力に乏しいことを補う作用もある。
【０１１０】
本発明によれば、記録層の材料として、熱変形温度が低く、熱伝導率が小さく、発熱効率が高い（３次非線形定数が大きい）材料を用いているので、多光子吸収を利用して記録層に物理的なスポットを形成できる。従って、記録／再生感度を向上できる。また、多層記録を行うことにより、記録密度を向上できる。
【０１１１】
また、本発明によれば、記録層の上面および／または下面に熱可塑性樹脂層が配置されるので、多光子吸収を利用して記録層に物理的なスポットを形成しやすい。従って、記録層の材料の選択の幅が広がる。記録層の材料として、３次非線形定数の大きい材料を選択すると、特に有利である。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明によれば、多光子吸収を利用して記録層に物理的なピットを形成できるので、記録／再生感度の高い光情報記録担体を提供できる。また、そのような光情報記録担体に情報を記録／再生する方法および装置を提供できる。この光情報記録担体を用いて多層記録を行うと、記録密度を向上できるので、有利である。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明による実施形態の光情報記録担体を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明による他の実施形態の光情報記録担体を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明によるさらに他の実施形態の光情報記録担体を模式的に示す断面図である。
【図４】メロシアニンの分光特性を示す図である。
【図５】ポリジアセチレンの分光特性を示す図である。
【図６】本発明による実施形態の記録再生装置の構成を示す図である。
【図７】従来の多層構造を有する光情報記録担体の構成を示す断面図である。
【図８】多光子吸収を利用した光情報記録担体の構成を示す断面図である。
【国際調査報告】
2004030919.tif 000011
2004030919.tif 000012
2004030919.tif 000013
2004030919.tif 000014
2004030919.tif 000015
2004030919.tif 000016
2004030919.tif 000017
2004030919.tif 000018
2004030919.tif 000019
2004030919.tif 000020