(57)【要約】相変化ディスク、即ち相変化材料を具える光ディスクに２次元データパターンを書き込む光記録方法を開示する。熱クロスイレーズ効果を、回折限界レーザスポットの側部を用いて隣接トラックを照射することによって先に書き込まれたデータを部分的に消去するように利用する。この消去量を書込みストラテジによって精密に制御し、レーザスポットに面するマークの側部を消去して最終マークサイズを決定する。マークは最初に所望のサイズより大きいマークサイズを生ずるレーザスポットで書き込み、その後、このマークを、隣接トラックにマークを書き込む際に、隣接トラックにフォーカスされた回折限界レーザビームの側部で照射してこのマークの側部を消去することによってそのサイズを減少させることができる。
2006519458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクの第１領域を第１ドーズの光エネルギーで照射するステップと、該第１領域の第１部分を第２ドーズの光エネルギーによって、第２ドーズの光エネルギーで照射された第１領域の第１部分が第２ドーズの光エネルギーで照射されてない第１領域の第２部分と異なる状態になるように照射するステップを具える光ディスクに情報を記録する方法において、前記第１領域に隣接する第２領域の一部分が第３ドーズの光エネルギーで照射されるとき、前記第１領域の前記第２部分に含まれる部分であって前記第２領域に隣接する前記第１領域の第３部分を第３ドーズの光エネルギーによって、第３ドーズの光エネルギーで照射された第１領域の第３部分が第３ドーズの光エネルギーで照射されない第１領域の第２部分と異なる状態になるように照射することを特徴とする光ディスク記録方法。
【請求項２】
前記第３ドーズの光エネルギーは前記第１領域の前記第３部分のサイズを制御すべく調整することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第３ドーズの光エネルギーは前記第１領域の前記第２部分のサイズを制御すべく調整することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第２領域が前記第１領域に書込み方向に対して直角の方向に隣接して位置することを特徴とする請求項１、２、または３記載の方法。
【請求項５】
前記第１領域が第１トラック上に位置し、前記第２領域が第１トラックに隣接する第２トラック上に位置することを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
光ディスクの第１領域を第１ドーズの光エネルギーで照射するための第１光パルスと、該第１領域の第１部分を第２ドーズの光エネルギーで照射する光パルスであって第２ドーズの光エネルギーで照射された第１領域の第１部分が第２ドーズの光エネルギーで照射されてない第１領域の第２部分と異なる状態になるように照射する第２光パルスを規定するよう構成されたプロセッサを具えた、光ディスクにデータを書き込むための制御信号を発生するよう構成された書込ストラテジプロセッサにおいて、前記プロセッサは、前記第１領域に隣接する光ディスクの第２領域を、前記第１領域の前記第２部分に含まれる部分であって前記第２領域に隣接する前記第１領域の第３部分も第３ドーズの光エネルギーによって、第３ドーズで照射された前記第１領域の前記第３部分が第２ドーズの光エネルギーで照射されてない前記第１領域の前記第２部分と異なる状態になるように照射する第３光パルスを規定するように構成されていることを特徴とする書込みストラテジプロセッサ。
【請求項７】
請求項１〜５の何れかに記載の方法を用いて得られた光ディスク。
【請求項８】
請求項６に記載の書込みストラテジプロセッサを具えた光ディスク記録装置。
【請求項９】
第１光ビームを用いて前記第１領域を照射し、第２光ビームを用いて前記第２領域を照射することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記第１光ビームを前記第２光ビームから書込み方向にオフセットさせることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記第１光ビームと前記第２光ビームとの間のオフセットは前記第１領域と前記第２領域との間の熱干渉に関連させることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクの第１領域を第１ドーズの光エネルギーで照射するステップと、該第１領域の第１部分を第２ドーズの光エネルギーによって、第２ドーズの光エネルギーで照射された第１領域の第１部分が第２ドーズの光エネルギーで照射されてない第１領域の第２部分と異なる状態になるように照射するステップを具える光ディスクに情報を記録する方法に関し、また光ディスクの第１領域を第１ドーズの光エネルギーで照射するための第１光パルスと、該第１領域の第１部分を第２ドーズの光エネルギーで照射する光パルスであって第２ドーズの光エネルギーで照射された第１領域の第１部分が第２ドーズの光エネルギーで照射されてない第１領域の第２部分と異なる状態になるように照射する第２光パルスを規定するよう構成されたプロセッサを具えた、光ディスクにデータを書き込む制御信号を発生する書込ストラテジプロセッサに関し、該書込ストラテジプロセッサを具えた光ディスクレコーダ、及び光ディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
このような方法はＷＯ 01/13365から既知であり、これには、光ディスクの領域に供給する２つのレベルのレーザエネルギーの精密制御によりマルチレベル情報を記録することが開示されている。第１レベルのレーザエネルギーを供給して記録媒体の第１領域を溶融させ、第２レベルのレーザエネルギーを用いて第１領域の一部分を再結晶させる。これは、再結晶された第２部分が第１領域のアモルファス部分を有効に小さくするため、第１領域内に該領域より小さいアモルファスマークを形成することができる。これはアモルファス領域の長さの制御によってマルチレベルデータの記録を可能にする。しかし、ＷＯ 01/13365の方法では達成し得ないもっと高いデータ密度が要求されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は長さ制御により可能なデータ密度より高いデータ密度を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、この目的を達成するために、前記第１領域に隣接する第２領域の一部分が第３ドーズの光エネルギーで照射されるとき、前記第１領域の前記第２部分に含まれる部分であって前記第２領域に隣接する前記第１領域の第３部分を第３ドーズの光エネルギーによって、第３ドーズの光エネルギーで照射された第１領域の第３部分が第３ドーズの光エネルギーで照射されない第１領域の第２部分と異なる状態になるように照射することを特徴とする。
【０００５】
前記第３部分は、アモルファスマークのサイズの第１部分による制御に加えて、該マークのサイズの更なる制御を可能にする。第１部分は、第２ドーズの光エネルギーをアモルファスマークの一部分に供給してアモルファス領域の第１部分の再結晶による部分的消去を可能にすることでアモルファスマークの書込み直後の制御に使用される。これはマークの長さ制御に限定される。第３部分はマークのエッジに沿う部分である。このことは隣接領域に供給される光エネルギーにより第３部分の消去すなわち再結晶を可能にする。この光エネルギーは隣接領域に精密に限定しないでアモルファスマークと僅かにオーバラップさせる。隣接領域を再結晶化する間、その再結晶のためのエネルギーレベルは、第３部分が該部分も再結晶化するのに十分なドーズで同時に照射されるように調整することができる。このことは第１領域のサイズの更に精密な制御を可能にする。その理由は、第１領域と第２領域を独立に使用してアモルファス領域のサイズを２つのサイドから減少させることができるためである。この場合、アモルファスマークを、アモルファス領域のサイズの制御が第１領域を介してのみ実行される場合に比較して小さくことができ、より多くのデータを光ディスク上に書き込むことができる。
【０００６】
最近導入されている新しい方法は一つの面に２次元データ記録するものである。予想されるデータ容量利得は少なくとも１．５倍であると推定されている。この方法は符号化データを表すプレマスタピットの２次元パターンに基づくものである。この情報の読取りにはマルチスポット読取り装置が使用される。
【０００７】
本発明の方法はこのような２次元パターンを記録するのに使用することができ、従って２次元データ記憶により得られるような高いデータ密度を有するディスクを提供することができる。
【０００８】
本発明の一実施例では、第３ドーズの光エネルギーを第１領域の第３部分のサイズを制御すべく調整する。アモルファスマークのサイズの減少のみに加えて、精度の増大によりもっと多くのレベルをマルチレベル記録に付与することができる。第３部分はマルチレベル記録に必要なアモルファスマークのサイズのより精密なトリミングを可能にする。
【０００９】
本発明の他の一つの実施例では、第３ドーズの光エネルギーは第１領域の第２部分のサイズを制御すべく調整する。
【００１０】
第３部分の再結晶によって、アモルファスマークのサイズが減少する。アモルファスマークのサイズの減少のみに加えて、増大した精度を用いてマルチレベル記録のためにもっと多くのレベルを提供し、もっと多くのデータを記録することができる。第３部分はマルチレベル記録に必要なアモルファスマークのサイズのより精密なトリミングを可能にする。
【００１１】
本発明の他の一つの実施例では、第２領域が第１領域に、書込み方向に対して直角の方向に隣接して位置する。第２領域が第１領域に書込み方向に対して直角の方向に隣接して位置するとき、第２領域は第１領域より後の時点で書き込む。これにより、アモルファスマークが書き込まれた後のアモルファスマークの再結晶化が可能になる。第１領域は第２領域に隣接するため、光ビームを第１領域と部分的にオーバラップさせることで第１領域の第３部分を第２領域の一部分の再結晶化中に再結晶化することができる。
【００１２】
本発明の他の一つの実施例では、第１領域が第１トラック上に位置し、第２領域が第１トラックに隣接する第２トラック上に位置する。第１領域と第２領域は光ディスク上の別々のトラック上に位置させることができる。光ディスク上に単一のトラックが存在する場合には、該トラックの各区分を局所的に見て個別のトラックとみなすことができる。
【００１３】
本発明の他の一つの実施例では、第１光ビームを用いて第１領域を照射するとともに、第２光ビームを用いて第２領域を照射する。複数のビームを用いることによって、高い記録速度を得ることができる。加えて、第１光ビームによるアモルファス領域の書込みの熱効果を、隣接領域を再結晶化する際の第１領域の第３部分の再結晶化時に利用することができる。例えば、第１領域に残存する熱は第１領域の第３部分を再結晶化するのに必要とされる第２光ビームの光パワードーズの低減を可能にする。
【００１４】
本発明の他の一つの実施例では、第１光ビームを第２光ビームから書込み方向にオフセットさせる。この第１光ビームと第２光ビームとの間のオフセットは、第２光ビームによる第３部分の再結晶が起こる前に第１領域をオフセットの量に依存する所定の量だけ冷却することを可能にする。
【００１５】
本発明の他の一つの実施例では、第１光ビームと第２光ビームとの間のオフセットは第１領域と第２領域との間の熱干渉に関連させる。このオフセットは記録媒体の熱特性に対して静的にまたは動的に調整することができる。今書き込まれた一つの領域からの熱がまだ書き込まれていないまたは消去すべき領域へ移動する隣接領域間には熱干渉がある。このように決定された最適なオフセットは第２光ビームにより供給される光エネルギーを最適にすることができる。
【００１６】
本発明の書込みストラテジプロセッサは、前記プロセッサが、光ディスクの前記第１領域に隣接する第２領域を、前記第１領域の前記第２部分に含まれる部分であって前記第２領域に隣接する前記第１領域の第３部分も第３ドーズの光エネルギーによって、第３ドーズの光エネルギーで照射された第１領域の第３部分が第２ドーズの光エネルギーで照射されてない第１領域の第２部分と異なる状態になるように照射する第３光パルスを規定するように構成されていることを特徴とする。書込みストラテジプロセッサの使用は適切な第１光パルス、光書込みパルス、及び第２光パルス、光消去パルス、の発生を可能にする。書込みストラテジプロセッサは、書き込むべき領域に隣接する領域に何が書き込まれたか知っているので、書込み及び消去パルスのレベル及び持続時間を記録すべき現領域に所望のアモルファスマークを書き込むのみならず隣接領域のアモルファスマークのサイズを減少させるように調整することができる。
【００１７】
相変化ディスク、即ち相変化材料を具える光ディスクに２次元データパターンを書き込む光記録方法を開示する。この方法は相変化技術に基づくものであるから、データをダイレクトオバーライトモードで多数回書き込むことができる。２次元データパターンは１つのレーザスポットで書き込むのが好ましいが、独立に変調しうる複数の光源の使用は排除されず、等しく本発明に適用可能である。単一レーザスポットの場合には、熱クロスイレーズ効果を利用する。この効果は旧ランド／グルーブ記録媒体(例えば旧ＤＶＤまたはブルーレイディスク技術)では半径方向密度制限因子であった。これらの技術と異なり、本発明では熱クロスイレーズ効果を、回折限界レーザスポットの側部を用いて隣接トラックを加熱することによって先に書き込まれたデータを部分的に消去するように利用する。この消去量は供給する書込みストラテジによって精密に制御され、最終マークサイズを決定することができる。マークは最初に所望のサイズより大きいマークサイズを生ずるレーザスポットで書き込み、その後、このマークを、隣接トラックにマークを書き込む際に、隣接トラックにフォーカスされた回折限界レーザビームの側部で照射してこのマークの側部を消去することによりこのマークのサイズを減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は中心トラックへの書込みにより部分的に消去された隣接トラックのマークを示す。
【００１９】
本発明の要旨は、中心トラックＮにマーク４，５を書き込むと同時に隣接トラックＮ−１，Ｎ＋１のマークを部分的に消去することにある。マークは媒体材料の第１状態である。このように、トラックＮにデータを書き込むとともに隣接トラックＮ−１に書き込まれたデータを部分的に消去する。トラックＮからの測定反射値は隣接トラックＮ−１，Ｎ＋１からの寄与(光クロストーク)も含む。スポット強度は典型的にはガウス分布（ガウスとエアリーの中間）である。従って、スタックレスポンスはこの強度分布と現データのコンボリューションとみなす必要がある。典型的には、中心トラックＮのマーク４，５は隣接トラックＮ−１，Ｎ＋１のマーク６，７よりも総合反射信号に大きく寄与する。殆どの光記録応用では、サイドトラックＮ−１，Ｎ＋１からの寄与は不所望であるが、本発明のシステムは、例えばチャネルコーディングを用いて光クロストークに対処できるように設計される。光クロストークの量はトラックピッチ８により決まる。トラックピッチは回折限界よりはるかに小さい（慣例の熱クロスイレーズ(クロスライト)限界を超える値に選択される）結果としてデータキャパシティが更に増大するとともに、増大した光クロストークを生ずる。隣接トラックＮ−１のマーク７の側部９の消去を使用すると、完全な二次元データパターンを書き込むことができる。データをトラックＮに書き込む際にトラックＮ−１のマーク７の側部９の消去がマーク７の部分的消去になり、この消去は連結プロセスになる。従って、書込みストラテジは複数の隣接トラックＮ−１，Ｎ＋１に対して最適化する必要がある。光(熱)スポットは接線方向(長さ方向)にもオーバラップする事実のために、複数(少なくとも３)の順次のセルに対する最適化も必要とされる。マーク４，５，６，７の書込みに使用する光スポットは、円形または楕円形にすることができ、従ってセルは半径及び接線方向にまたはその逆方向に対称になる。円形スポットの場合には、書込みストラテジは３×３の対称パターンを考慮すれば十分である。
【００２０】
隣接トラックＮ−１，Ｎ+１のマーク６，７は中心トラックＮのマークに対して高い空間精度で配置する必要があるため、マーク４，５，６，７の同期化は極めて重要である。この同期化は、高い空間精度を達成する既知の技術：
１．  同期用のプレマスタランドまたはスパイク
２．  同期パターンの再構成を可能にする書込み済みの長い(例えば１２０)マーク
を用いて解決することができる。
【００２１】
同期化は隣接トラックの長い同期信号を光クロストークによって測定することにより行われる。トラックピッチは光スポットサイズ(回折限界)よりはるかに小さいため、中心トラックのフォーカシング時に隣接マークが検出されることが期待される。
【００２２】
図２は２Ｄマルチレベル記録のスキームを示す。
慣例の光記録システムでは、典型的には２つの反射レベル、即ち非書込み状態（高反射状態）の反射レベル、即ちランドと、書込み状態(低反射状態)の反射レベル、即ちマークに遭遇する。完全変調は２つの明確に区別できる反射レベルを生ずるが、不完全変調が特に最短マークに対して生ずる。この場合、情報はマークとスペースのランレングスに組み込まれる(即ちランレングス変調)。
【００２３】
このランレングス変調スキームは２Ｄデータパターンを書き込むのに使用することができるが、可能な反射レベルが多すぎる。もっと良い記録スキームはセル長を固定し、セル内のマークサイズを変調してセルの反射を変化させる。セルはマークを書き込むことができる場所として定義される。これは改良された振幅変調方法として既知である。
【００２４】
２Ｄマルチレベル記録スキームを図２ａ−２ｄに示す。図２ａは方形格子を示すが、６角形構造、即ちハニカム構造としてもよい。図２ａに示す初期フェーズでは、９セルのマトリクス（トラックＮ−１，Ｎ，Ｎ＋１とセルＭ−１，Ｍ，Ｍ＋１とで示されている）は書き込まれていない（トラックＮ−２も書き込まれていない）。図２ｂに示すステップ１では、パルスストラテジに従ってデータがトラックＮ−１に書き込まれ、図２ｂに示す結果を生ずる。マークの尾部の再結晶により書込み方向のマークサイズ、即ちマークの長さが制御され、その結果生ずる反射レベルが制御される点に注意されたい。これは、各セル内に書き込まれたマークが等しい長さを持たなくなるためである。トラックＮ−１のセルＭ−１ではマークはセルの約５０％を占めるが、セルＭではマークはセルの約７５％を占める。図２ｃに示すステップ２では、データがトラックＮに書き込まれる。熱クロスイレーズがトラックＮ−１に前サイクルで書き込まれたデータの部分的消去を生ずる。その結果、書込み方向に直角方向のマークサイズの減少を生じ、得られる反射レベルが変化する。この変化量はトラックＮの書込み中の供給パワーの関数である。図２ｄに示すステップ３では、データがトラックＮ＋１に書き込まれる。再結晶が書き込まれたマークの尾部に生ずるとともに隣接トラックＮのマークにも生ずる。この例は、マークサイズを書込みストラテジの適切な選択によりマークの幅と長さの両方を制御できることを説明している。従って、マークのサイズを制御するパラメータは、トラックにマークを記録するのに用いるパルス時間及びパルスパワー，Ｐwrite,Ｐeraseなどのみならず、隣接トラックにマークを記録するのに用いるパルス時間及びパルスパワー，Ｐwrite,Ｐeraseなども含む。熱クロスイレーズは１つの前トラックにのみ及ぶ。
従って、書込みストラテジは３つの隣接トラックＮ−１，Ｎ，Ｎ＋１と少なくとも３つの順次セルＭ−１，Ｍ，Ｍ＋１（結局図２ａ―２ｄに示す９セル）に対して最適化する必要がある。
【００２５】
また、トラックＮ＋１の書込みはトラックＮの最終反射レベルを見積もって行う必要がある。さもなければ、トラックＮ＋１の無消去マークがトラックＮと異なる反射レベルを生ずることになる。
【００２６】
本例では、列Ｎ−１，Ｎ，Ｎ＋１がデータトラックを示し、行が分離されたセルを示す方形格子に関連する。９個のセルのマトリクス（コンステレーション）は初期フェーズでは書き込まれていない(フェーズａ)。最初に、データは上述したマルチレベル法に従ってトラックＮ−１に書き込まれる。ステップ２において、データはトラックＮに書き込まれ、トラックＮ−１のデータが部分的に消去される。ステップ３において、データはトラックＮ＋１に書き込まれ、トラックＮのデータが部分的に消去される。
【００２７】
図３は固定のセル長に異なるサイズのマークを書き込むのに使用する書込みストラテジを示す。
【００２８】
図３には２つのセルを書き込む書込みストラテジが示されている。周期Ｔcellは８０ｎｓの固定値であり、セル長はＬＶ＝２．３ｍ/ｓの線速度で１８３ｎｍである。計算量を低減するために、３つのマルチレベルセルをシミュレーションで考察するのみとし、３つのセルの前と後に熱補償（所謂プレヒート及びポストヒート効果）のための消去パワーＰeraseが位置するものとする。中心セルのマークはセル１及びセル３を書き込むためのレーザスポットにより直接加熱されるが、スタックを経る熱拡散は隣接トラック内セル以上に広がる点に注意されたい。従って、中心マークは本シミュレーションに最も関連するセルである。書込みパルス３０の長さは４ｎｓに選択し、消去パルス３１の長さは４６ｎｓに選択し、バイアス３２の長さは３０ｎｓに選択した。書込みパルス３０の書込みパワーは６ｍＷに固定したが、消去パルス３１の消去レベルは種々のシミュレーションの実行のために変化させた。
【００２９】
図４は中心トラックにおけるマルチレベル記録のシミュレーション結果を示す。図４は一つの記録スキームに対する計算されたマークの形状を示し、図においてセル４４，４５，４６の長さは固定であり、反射レベルは異なるサイズのマーク４０，４２，４３の書込みにより変化する。
【００３０】
図４及び図５は両図とも再結晶が行われる隣接トラックに面する実際のマーク形状の半分のみを示す。本例では、アモルファスマーク４０の尾部における再結晶を異なるサイズのマークを生ずるように制御すべく消去パワーを変化させた。図にはＬＶ＝２．３ｍ/ｓの記録(線)速度で計算されたマーク形状が示されている。
【００３１】
上述したように、マーク４０が記録される中心セル４５における再結晶現象に焦点をあてる。図４は、消去レベルの増大は中心セル４５内のマーク４０の尾部４１に大きな再結晶を生ずることを示す。この再結晶は相変化記録から公知の現象であり、一般に接線方向、即ち記録方向に光スポットサイズより小さいマークを書き込むために使用されている。シミュレーションから、消去パワーの変化はマーク４０の尾部４１における再結晶に大きな差を生じさせること明らかである。同様の効果を消去パルス長の変化により達成することができる。書込みパルスのパワー及び持続時間の変化も書き込まれるマーク４０サイズを制御するのに使用することができる。弱い書込みパワーは小さい溶融領域、従って小さいマーク４０を生ずるが、スタックの冷却フェーズにおける再結晶を用いてマーク４０のサイズ及び形状を制御することもできる。図４から、光及び熱スポットは前及び次のセルまで延在すること明らかである。従って、セル４４，４５，４６のクラスタに対する書込みストラテジをトラックに沿う少なくとも３つのセル、できればそれ以上のセルを考慮して最適化する必要がある。図４では消去パワーが変化しても、セル４５内のマーク４０の長さのみが減少し、マークの幅は実際上一定にとどまり、幅はもっと高い消去パワーレベルに対してのみ減少する点に注意されたい。その理由は、このような高い消去パワーレベルでは最初に書き込まれたマークの円形形状がマークの終端幅を決定し始めるからである。
【００３２】
１つの記録トラックに対して、複数の別個の反射レベルは検出可能レベルに依存する。マークの長さに加えてマークの幅も変化させることができる場合には、マークの長さのみを等距離単位で変化させることができる場合によりも多数のレベルが可能になる。更にマークを隣接トラックに書き込む場合には、これはマルチレベル記録にもっと有効なレベルを生ずる別個の反射レベルの変化をもたらす。
【００３３】
図５は、隣接トラックにマークを書き込むのに使用するレーザスポットにより生ずる部分的再結晶による隣接トラック内の計算されたマーク形状のシミュレーション結果を示す。図には初期マーク形状５０、種々の消去パワーに対する計算されたマーク形状５１，５２、種々の書込みパワー及び固定の消去レベルに対する計算されたマーク形状５３，５４が示されている。
【００３４】
熱クロスイレーズの影響、即ち中心トラックの書込みによる隣接トラック内のマークの部分的再結晶を検討するために数値シミュレーションを行った。初期マーク５０は図３に示す書込みストラテジを用いて前実行ステップで計算されたものである。これらのマーク５０がＴＰ＝２００ｎｍのトラックピッチの隣接トラック内に存在するものと仮定した。次の書込みサイクルにおいて、データが図２ａ−２ｄに示す書込みスキームに従って中心トラックに書き込まれた。部分的再結晶(熱クロスイレーズ)後における隣接トラック（ＴＰ＝２００ｎｍにある）内の計算されたマーク形状５１，５２，５３，５４が図５に示されている。中心トラックに書き込まれたマークは示されていないが図４に示す結果に類似する。初期マーク形状５０は図５に方形マーカが付与された実線曲線で示されている。マーク５１，５２は消去パワー（２．４〜１．５ｍＷのＰerase）の関数であり、実線及び細かい点線曲線により示されている。可変書込みパワー（６．０ｍＷ〜４．０ｍＷのＰwrite）及び固定消去パワーに対して生ずるマーク形状５３，５４は粗い点線曲線と一点鎖線で示されている。書込みパワーと消去パワーの双方が隣接トラックのマークの側部の再結晶に大きな影響を及ぼす、従って隣接トラックのマークの最終マーク形状に大きな影響を及ぼすことが明らかである。所望の結果を得るために変えることができるパラメータは書込みパルス及び消去パルスの長さと可能な冷却ギャップ(バイアスレベル)である。トラックピッチ、パワーレベル及びパルス持続時間は密接に関連するので、クラスタ最適化アルゴリズムで最適化する必要がある。
【００３５】
結論として、マークの尾部における再結晶は書込みストラテジで実際のデータをトラックに書き込む際に主として制御される（書込み中の再結晶）。マークの側部の再結晶は隣接トラックにマークが書き込まれる際に誘起される（熱クロスイレーズ）。
【００３６】
この原理の実現可能性を証明するために実験を行った。慣例の単層ブルーレイディスクを使用し、ここではランド（オングルーブ）とグルーブ（イングルーブ）の両方を記録に使用した。このグルーブオンリーディスクのデータトラックピッチは３２０ｎｍであるが、本発明では１６０ｎｍのデータトラックピッチを得るためにランドとグルーブプラトウの両方を用いた。ランドとグルーブの半径方向オフセットを調整することにより、トラックピッチを実験の実行に十分な約１８０−１９０ｎｍに引き伸ばすことができた。１８５ｎｍはマルチレベルスキームで使用される接線方向のセル長でもあることを思い出されたい。
【００３７】
光クロストークは中心トラックに書き込まれたキャリアパターンから調べ、キャリア信号は隣接トラックで測定した。その結果、Ｉ３キャリアに対しては−６ｄＢの信号減少（−７．３ｄＢから−１３．３ｄＢに減少）、Ｉ１１キャリアに対しては−７．８ｄＢの信号減少（０から−７．８ｄＢに減少）が生じた。これらの値はスペクト分析器で測定した。両実験から、隣接トラック内のマークは２００ｎｍのデータトラックピッチで光スポットにより良好に見えることが明らかになった。書き込まれた同期信号、例えば長いマークと短いマークからなるデータパターンを用いてマークを空間的に整列させることができた。これらの同期信号は前書込みサイクルにおいて書き込まれ、中心トラックの書込み準備時に隣接トラック内に見えている必要がある。このことは、スポットの側部が光クロストークの結果として同期信号を見える必要があることを意味する。
【００３８】
図６は隣接トラックの連続加熱による中心トラックに書き込まれたＩ３及びＩ１１キャリアの信号減少を示す。
【００３９】
図６は隣接トラックの書込みによる中心トラック内のマークの部分的再結晶の結果を示す。ショート（Ｉ３）及びロング（Ｉ１１）キャリアを中心トラックに書き込んだ後に、連続消去(または書込み)パワーを隣接トラック（２００ｎｍトラックピッチに位置する）に供給した。Ｉ３及びＩ１１キャリアの信号減少は図６に隣接トラックに供給された消去パワーの関数として示されている。信号減少（ｄＢ単位）の直線的増大は、隣接トラックの高い消去パワーは中心トラック内に存在するマークにより大きな部分的再結晶を生ずることを明らかにしている。このような信号減少の顕著な変化は、消去パワーの変化はマークの部分的再結晶、従ってマークのサイズを制御する方法をもたらすことを示している。
【００４０】
図７はＢＤディスクの中心トラックに書き込まれたＩ３−Ｉ１１データパターンの測定初期反射を示し、Ｉ３マークはデータを表し、Ｉ１１マークは同期信号を表す。
【００４１】
更に、隣接トラックにおける２つの消去レベルによる中心トラックに書き込まれたマークの部分的再結晶について調べた。同期パターン（Ｉ１１）と交互にＩ３キャリアからなるデータパターンを中心トラックに書き込んだ。Ｉ３−Ｉ１１データパターンを有する中心トラックの初期反射を図７に示す。その後、隣接トラックをブロック状のレーザパワーで加熱し、２つの消去レベルはＰerase＝１．５ｍＷ及びＰerase＝２．５ｍＷとした。得られたトラック反射を図８に示す。
【００４２】
図８は２つの異なる消去パワーレベルで隣接トラックにブロック状消去を付与した後のＩ３−Ｉ１１データパターンの測定反射を示す。隣接トラックが高い消去パワーで加熱された場合には、中心トラック内のマークに大きい再結晶が生じた。その結果として小さいマーク、従って低い反射信号８２を生じた。隣接トラックが低い消去パワーで加熱された場合には、小さい再結晶が生じ、高い反射信号８１が生じた。１３パターンのこの信号変調は測定反射信号に明確に見ることができる。この実験は、原理的に、熱クロスイレーズによるマークの意図的変更によってマルチレベル記録が可能であることを明らかにしている。
【００４３】
Ｉ１１同期パターンのある程度の再結晶も観測された。２Ｄマルチレベル相変化記録では、同期信号をマスタリングする必要があり、また同期信号の悪化は厳しく禁止されているために部分的再結晶はデータパターンの同期化により避ける必要がある。
【００４４】
マークをディスクに書き込み得る精度は書込みエネルギーのタイミング精度と回転するディスクの線速度の偏差（ドリフトまたは他の変動）に関連する。線速度（ｖ）は角速度(ω)に関連し、ｖ＝ωＲである（Ｒは半径）。角速度は所謂“タコパルス”の供給により制御することがき、２５０インクレメント／回転のタコパルスはｄｖ＝０．０５ｍ/ｓの精度になる。ディスク内の同期信号（マスタ化されたピットまたは書き込まれたマーク）はデータトラックの同期化に使用される精密な相対時間を取り出すのに使用することができる。この不確実性の推定値はｄｔ＝０．５ｎｓである。場所位置の不確実性はｄｘ＝ｄｘ/ｄｔ ｄｔ＋ｄｘ/ｄｖ ｄｖ＝ｖ ｄｔ＋ｔ ｄｖであり、ここでｖ及びｄｖは線速度及びその誤差、ｔ及びｄｔは経過時間及びその誤差である。ｄｔ＝０．５ｎｓ，ｄｖ＝０．０５ｍ/ｓ及び１００ｎｓの経過時間であるものと仮定すると、１０ｍ/ｓの線速度でｄｘ＝１０ｎｍの誤差が得られた。表１は２つのタコパルス（２５０パルス／回転）間の距離（メートル単位）と１８５ｎｍ単位のセル数を示す。３０Ｔ長の同期パターン及び５％の同期による最大キャパシティ損と仮定すれば、２つの隣接トラック内のセルの所要可干渉距離は６００セルになる。１０ｎｍのアライメント精度のためには、速度変化は１０ｎｍ／（６００＊１８５ｎｍ）＝９Ｅ−５即ち０．０００９ｍ/ｓ（１０ｍ/ｓにおいて）以下にする必要がある。タイミング精度は１ｎｓ以上にする必要がある。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
媒体への２次元マークパターンの書込みを可能にするためには異なるレーザスポットを個別に変調する必要がある。チャネルビット長は１６０−１８０ｎｍに選択できる。書込みパルスの長さ及びパワーの適切な選択はトラック内の制御されたマークの書込みを可能にする。消去パルスの長さとパワーは接線方向の制御された再結晶を生成する。こうして、２次元マルチレベルでパターンを書き込むことができる。
【００４７】
格子を用いて複数のスポットを生成することができる。異なるスポットのレーザパワーを変調するためには格子の背後に置かれた遠視野変調器が依然として必要とされる。精密近似でアラインされた数個のキャビティを有するレーザダイオードを用いることもできる。これらの異なるレーザソースを個別に付勢して、１つの発光現を有するレーザダイオードで行われるのと同様に、変調されたレーザビームを発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】中心トラックの書込みにより部分的に消去される隣接トラックのマークを示す図である。
【図２】２Ｄマルチレベル記録のスキームを示す図である。
【図３】中心トラックのマルチレベル記録の書込みストラテジを示す図であり、横軸は時間、縦軸はレーザパワーを示す。
【図４】中心トラックのマルチレベル記録のシミュレーション結果を示す図であり、横軸はトラック平行方向座標、縦軸はトラック横断方向座標を示す。
【図５】部分的再結晶による隣接トラック内の計算されたマーク形状のシミュレーション結果を示す図であり、横軸はトラック平行方向座標、縦軸はトラック横断方向座標を示す。
【図６】隣接トラックの連続加熱による中心トラックに書き込まれたＩ３及びキャリアとＩ１１キャリアの信号減少を示す図であり、横軸は消去パワー、縦軸は信号減少を示す。
【図７】ＢＤディスクの中心トラックに書き込まれた１３−Ｉ１１データパターンの測定された初期反射を示す図であり、横軸は時間、縦軸は反射を示す。
【図８】２つの異なる消去パワーレベルで隣接トラックにブロック状消去を付与した後のＩ３−Ｉ１１データパターンの測定反射を示す図であり、横軸は時間、縦軸は反射を示す。
【図１】
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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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【国際調査報告】
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