(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的性質を変化させて情報を記録する材料を備えた記録層を有する記録媒体に対し情報の再生を行う情報再生装置において、情報再生装置は、記録層に対向して配置されるプローブと、記録層にて全反射するよう波長（λ）の光を入射する手段と、記録層にて反射した光を検出する手段と、記録層とプローブとの距離（Ｌ）を０＜Ｌ＜λとする手段とを備えることを特徴とする情報再生装置。
【請求項２】
記録層の所望の位置にプローブを位置せしめる手段を備えることを特徴とする請求項１記載の情報再生装置。
【請求項３】
入射光は記録層に記録された情報の再生光であり、記録層の所望の位置の直下にプローブが位置したときに、入射光を記録層に照射し、該入射光の反射光を検出することによって記録媒体に記録された情報を再生することを特徴とする請求項２記載の情報再生装置。
【請求項４】
プローブの記録層に対向する部分の面積は、記録層の記録マークの面積以下であることを特徴とする請求項１記載の情報再生装置。
【請求項５】
光学的性質を変化させて情報を記録する材料を備えた記録層を有する記録媒体に対し情報の記録又は再生を行う情報記録装置において、情報記録装置は、記録層に対向して配置されるプローブと、記録層にて全反射するよう波長（λ）の光を入射する手段と、記録層とプローブとの距離（Ｌ）を０＜Ｌ＜λとする手段とを備えることを特徴とする情報記録装置。
【請求項６】
記録層の所望の位置にプローブを位置せしめる手段を備えることを特徴とする請求項５記載の情報記録装置。
【請求項７】
入射光は記録層に情報を記録する記録光であり、記録層の所望の位置にプローブが位置したときに、入射光がパルス状に変調して記録層に照射されることによって該位置に情報を記録することを特徴とする請求項６記載の情報記録装置。
【請求項８】
プローブの記録層に対向する部分の面積は、記録層の記録マークの面積以下であることを特徴とする請求項５記載の情報記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録媒体の情報の再生を行う情報再生装置、記録を行う情報記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のコンピュータの処理速度向上に伴って、情報の記憶・再生を行う情報記録／再生装置にも高速・高密度化が要求されている。従来の情報記録／再生装置は、磁気記録システムや光記録システムなどであるが、それぞれ、高密度化には限界が見えてきている。
【０００３】
磁気記録システムでは、高密度記録を行うには記録媒体の記録磁区を小さくする必要がある。小さな記録磁区を分別できるためには磁区の境界が滑らかであることが必要であり、そのためには構成する磁性粒子を微小化する必要がある。しかし、磁性粒子を微小化すると、磁気異方性エネルギー（磁気異方性エネルギー密度×磁性粒子体積）が熱揺らぎエネルギーよりも小さくなり、もはや磁区を保持することができなくなってしまう。したがって、記録磁区の縮小にも限界がある。
【０００４】
また、高密度記録のために記録媒体の磁化転移幅を小さくするためには、記録媒体の保磁力を大きくせざるを得ないが、それにより記録を行う磁気ヘッドに大きな磁界出力が要求されるようになる。大きな磁界を発生できる高飽和磁束密度を持つ材料を得ること、さらには、その磁気特性を維持したままその磁性体を微細加工することは非常に困難な問題であり、磁気ヘッドの磁界出力の拡大にも限界がある。
【０００５】
光記録システムでは、使用するレーザの波長によって決まる回折限界があり、それ以下の小さなスポットで記録・再生を行うことができない。
【０００６】
光記録システムのうち光磁気記録システムの場合、この問題は磁気超解像技術によってある程度は解決できる。しかし、超解像を起こす局所的な熱分布は照射するレーザによってもたらされるので、回折限界よりも極端に小さな局所的熱分布を得ることはできず、従って飛躍的な微小スポットの実現は困難である。
【０００７】
また光記録システムのうち相変化記録システムにも同様の超解像技術が提案されているが、レーザーによってもたらされる局所的熱分布、あるいは局所的な光化学反応によって超解像マスクを媒体上に形成する、という基本概念は同じであり、同様に飛躍的な微小スポットの実現は困難である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の磁気記録システム、光記録システムでは高密度記録の実現が困難である、という点が問題になっていた。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので従来の磁気記録システムや光記録システムでは不可能な高密度の情報の記録／再生を行うことのできる情報再生装置及び情報の記録装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光学的性質を変化させて情報を記録する材料を備えた記録層を有する記録媒体に対し情報の再生を行う情報再生装置において、情報再生装置は、記録層に対向して配置されるプローブと、記録層にて全反射するよう波長（λ）の光を入射する手段と、記録層にて反射した光を検出する手段と、記録層とプローブとの距離（Ｌ）を０＜Ｌ＜λとする手段とを備えることを特徴とする情報再生装置である。
【００１１】
また本発明は、光学的性質を変化させて情報を記録する材料を備えた記録層を有する記録媒体に対し情報の記録又は再生を行う情報記録装置において、情報記録装置は、記録層に対向して配置されるプローブと、記録層にて全反射するよう波長（λ）の光を入射する手段と、記録層とプローブとの距離（Ｌ）を０＜Ｌ＜λとする手段とを備えることを特徴とする情報記録装置である。
【００１２】
本発明の情報再生装置においては、入射光は記録層に記録された情報の再生光であり、記録層の所望の位置にプローブが位置したときに、入射光を記録層に照射し、該入射光の反射光を検出することによって記録媒体に記録された情報を再生する。
【００１３】
本発明の情報記録装置は入射光は記録層に情報を記録する記録光であり、記録層の所望の位置にプローブが位置したときに、入射光がパルス状に変調して記録層に照射されることによって該位置に情報を記録する。
【００１４】
本発明の情報再生装置及び情報記録装置においては、記録層の所望の位置の直下にプローブを位置せしめる手段を備えることが望ましい。
【００１５】
本発明の情報再生装置及び情報記録装置においては、プローブの記録層に対向する部分の面積は、記録層の記録マークの面積以下であることが望ましい。
【００１６】
本発明の情報記録装置及び情報再生装置（以下「情報記録／再生装置」と記載する。）は情報の記録媒体に対し情報の記録又は再生のみを行う装置であってもよいし、情報の記録及び再生の両方を行うものであってもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１を用いて本発明の情報記録／再生装置を説明する。
【００１８】
本発明の情報記録／再生装置の構成を示す図を図１に示す。記録媒体１７においては、光学的性質を変化させて情報を記録する材料を備えた記録層１１が、基板１２によって支持されている。記録層１１の一方の面の側には入射光１３を入射する手段例えばレーザー１０が設けられている。レーザー１０から照射された入射光１３は記録層１１にて反射され、光検出器１４によって反射光１５が受光される。一方、記録層１１と対向しているプローブ１６は、記録層１１の光の入射側とは反対側に位置しており、記録層１１とプローブ１６との距離（Ｌ）は０より大きくかつ入射光１３の波長（λ）より小さくなるよう設置されている。入射光１３の入射角度θは、仮にプローブ１６がない、あるいはプローブ１６が記録層１１から十分に離れて位置している状況においては入射光１３が全反射する角度以上の値としておく。
【００１９】
まお、記録層とプローブ表面までの距離（Ｌ）は記録層のプローブ側表面からプローブ表面までの距離である。
【００２０】
このように設置された情報記録／再生装置においては、仮にプローブ１６がない、あるいはプローブ１６が記録層１１から十分に離れて位置していたとすると、入射光１３は記録層１１と空気との界面で全て反射される。
【００２１】
しかしながら、記録層１１とプローブ１６との距離は入射光の波長より小さくなるよう設置された状況では、入射光１３が照射されると記録層１１と空気との界面に存在するエバネッセント波がプローブ１６に到達し、プローブ１６方向へのフォトンの流れが発生する。この現象はフォトントンネリングと呼ばれる。（J.P.Fillard,  Near  Field  Optics  and  Nanoscopy,  World  Scientific  Publishing,  Singapore,  1996）
フォトントンネリングが起こると、記録層１１からプローブ１６ヘと流れるエネルギーの流れに応じて、フォトントンネリングが起きない場合とは、反射光１５の状態が異なる。本発明においてはこの光の状態の違いを利用することによって情報の記録、再生を検出を行うものである。以下に更に詳細に説明する。
【００２２】
まず、本発明の情報記録／再生装置において、記録媒体に記録された情報を再生する場合について説明する。
【００２３】
一般に、従来の光記録システムは、記録媒体が光学的性質を変化させることによって情報を記録する材料からなる記録層を有し、例えば該記録層に「１」と「０」の情報が書き込まれている場合、該記録層に光を入射して「１」の部位と「０」の部位の光学的性質の違いを反射光の状態の違いとして検出することにより情報を再生する。
【００２４】
一方、本発明の情報記録／再生装置においては、該記録層に光を入射して「１」の部位と「０」の部位の光学的性質の違いを反射光の状態の違いとして検出する点においては従来の光記録システムと同様であるが、さらにプローブ１６を記録層１１に近づけることにより前記のフォトントンネリングを生じせしめ、それによりプローブが位置している部位のみの反射光１５の状態の違いを検出するものである。
【００２５】
図２にプローブと記録層との距離及び、反射光の状態との関係を示す特性図を示す。図２において横軸はプローブ１６と記録層１１との距離とであり、縦軸は反射光１５の状態の変化、例えば反射光量、偏光面の回転角、楕円率、位相などを示す。
【００２６】
プローブ１６が記録層１１に充分に近くなり、フォトントンネリングが起こっている状態では、反射光１５の状態はＡまたはＢとなる。Ａ、Ｂの違いは、記録層の状態が「１」「０」に対応する異なるものになっていることに対応する。
【００２７】
ところが、プローブ１６と記録層１１との距離が大きくなっていくとフォトントンネリングの程度が小さくなり、それにに応じて反射光１５の状態が変化する。それが図２のＡ−Ｃ、あるいはＢ−Ｄの曲線である。
【００２８】
このとき、記録層１１においてプローブ１６が対向していない個所での反射光が光検出器１４に入ったときはフォトントンネリングが生じていないため、反射光の状態はＣまたはＤで示したようにＡやＢとは異なるので、その影響を除去することができる。
【００２９】
一方、本発明の情報再生装置において情報を記録する場合について説明する。情報を記録する場合には、記録層上の記録すべき位置にプローブが来たときに、入射光のパワーをパルス状に大きくする。このとき、フォトントンネリングによって記録層を流れるエネルギーもパルス状に大きくなり、そのことによってプローブが対向している部分のみが選択的に加熱される。特定の部分のみを選択的に加熱することができれば、従来の相変化あるいは光磁気記録と同様の機構で情報を記録することが可能である。
【００３０】
このとき、記録層１１においてプローブ１６が対向していない個所での入射光はフォトントンネリングが生じていないため、プローブが対向している部分とは異なった状態となる。
【００３１】
したがって本発明の情報記録／再生装置における情報の記録・再生の分解能は、入射光１３の波長に基づく回折限界ではなく、反射光の変化が検出可能な範囲において、記録層１１に対向するプローブ１６の面積で決まる。
【００３２】
このように本発明の情報記録／再生装置においては、記録層１１においてプローブ１６が対向している個所において情報を記録・再生するため、プローブ１６の記録層１１に対向する部分の面積は、情報の記録領域すなわち記録マークの面積と同じかそれよりも小さい必要がある。もし情報の記録領域よりも大きいと記録領域以外の情報も検出してしまい、信号強度、分解能が低下する。
【００３３】
またプローブ１６に必要な機能は、均一なフォトントンネリングが起こるように表面が均一な状態であれば良い。
【００３４】
さらに、プローブ１６の記録層１１に対向する部分の面積を従来の磁気記録システムにおける記録／再生ギャップや従来の光記録システムにおけるレーザースポット径よりも小さくすれば従来の磁気記録システムや光記録システムよりも高密度な記録が可能となる。
【００３５】
前述の如くプローブ１６に必要な機能は、均一なフォトントンネリングが起こるように表面が均一な状態であれば良い。それ以外の例えば光を検出する等の機能は必要ない。したがって微少なプローブの作製が極めて容易である。
【００３６】
また、本発明に係るプローブ１５は磁性を有する必要はないため、従来の磁気記録システムの再生ヘッドのような、微細加工によるセンサ一部分の磁気特性の変化、加工端での磁気特性の変化により微小な磁区を有する媒体やヘッドが得られず、高密度記録に限界がある等の問題が発生しない。
【００３７】
また、従来の光記録媒体のようなレーザ光の回折限界よりも小さな記録マークを形成できず、高密度記録に限界があるという問題も発生しない。
【００３８】
以下に本発明を更に詳細に説明する。
【００３９】
［１］まず、本発明に係る記録層について説明する。
【００４０】
本発明に係る記録層を構成する材料は光学的性質を局所的に変化させて情報を記録する材料であればあれば何でも良い。
（１）記録層を構成する材料は物理的な形状の変化により光学的特性を変化させることによって情報を記録するものであってもよい。すなわち従来のCD-ROMのように「１」「０」の情報に従ってある深さの凸凹を形成するものでもよいし、「１」「０」の情報に従って表面粗さが異なるようなものでも良い。
【００４１】
それらの形状が異なる領域に光がそれぞれ照射され、フォトントンネリングが起こると、記録層を透過して空気側へと流れるフォトンの状態が異なる。このため反射光の状態も形状の違いを反映したものとなる。すなわち入射光から見た記録層／空気界面の反射率と透過率が異なった反射光になる、と考えることができ、それらの違いは例えば反射光量が増加／減少する、位相が変化する等といった形になる。それを検出することにより情報を識別することができる。
【００４２】
一方、フォトントンネリングが起こらない場合には、反射光は照射している全領域の全反射の条件に従ったものとなる。
（２）記録層を構成する材料は誘電率テンソルの変化により光学的特性を変化させることによって情報を記録する材料ものであってもよい。
【００４３】
誘電率テンソルの変化により光学的特性を変化させることによって情報を記録する材料の代表的なものとしては、１．誘電率テンソルの非対角成分の変化を利用する従来の光磁気記録媒体の記録層に用いられるような磁性体材料、２．屈折率nと消衰係数k（誘電率テンソルの対角成分）の変化を主に利用する従来の相変化媒体の記録層に用いられるような材料、などがある。
【００４４】
上記１の場合、例えば従来の光磁気記録媒体に用いられる垂直磁化膜、面内磁化膜あるいはこれらが混在した磁性体膜といったものが挙げられる。
【００４５】
上記２の場合、従来の相変化媒体の記録層に用いられる材料、例えば微小領域にエネルギーの異なるレーザ光を照射することによって、結晶状態の異なる相を形成することによって情報を記録する材料、あるいは例えば光化学反応で化学組成が変化することによって反射率が変化する材料や光照射によって構成元素の一部が昇華したり別の場所に移動することによって反射率が変化する材料などが挙げられる。
【００４６】
上記１、２のいずれの場合にせよ、誘電率テンソルが異なる領域に光がそれぞれ照射された場合、フォトントンネリングが起こると、記録層を透過して空気側へと流れるフォトンの状態が異なる。このため反射光の状態も誘電率テンソルの違いを反映したものとなる。単純には入射光から見た記録層／空気界面の反射率と透過率が異なった反射光になる、と考えることができ、それらの違いは例えば反射光量が増加／減少する、カー回転角やカー楕円率、あるいは位相が変化する等といった形になる。それを検出することにより情報を識別することができる。
【００４７】
一方、フォトントンネリングが起こらない場合には、反射光は照射している全領域の全反射の条件に従ったものとなる。
【００４８】
（２）−１−１  上述の１の如く記録層が誘電率テンソルの非対角成分の違いを利用することにより情報を記録するものである場合、反射光の偏光面の回転（カー効果）の違いを利用して情報を再生することができる。
【００４９】
例えば、記録膜が垂直磁化膜であり、垂直磁化膜における上／下向きのモーメントで２値の情報が記憶されている場合、それぞれのモーメントに対応する反射光の偏光面の回転の違いを検知することよって２値の情報を再生することができる。すなわち、入射光が記録層に照射されフォトントンネリングが起こると、記録層のプローブに対向する部分のみの記録層／空気界面の反射率が変わるため、基板や記録層での干渉の作用とも相まって、反射光のカー回転角は変化する。このときカー回転角の変化の仕方は垂直磁化膜の上／下向きのモーメントによって異なるために、２値の情報を識別できる。
【００５０】
従来の垂直磁気記録の場合、磁区が存在することがエネルギー的に安定であるために、記録層の外部に漏洩磁界が出てこず、信号再生が困難になる、と言う欠点があるが、本発明の情報記録／再生装置の場合、たとえ漏洩磁界がゼロとなったとしても情報を検出することができる。
【００５１】
また、記録層が垂直磁化膜である場合に限らず、記録層面内にモーメントを有するものを使用した場合にも反射光の偏光面の回転（カー効果）の検知によって情報を再生することができる。すなわち記録層面内に入射する光の方向に対して直行するモーメントを持つ場合にも反射光の偏光面の回転が起こるので（縦カー効果、横カー効果）、それを利用することができる。また、情報の記録部位の境界には磁壁が生じ、磁壁中にはモーメントが入射光と同じ向き、あるいは、近い向きを向く場所が存在するので、そこにプローブが位置した場合に大きな偏光面の回転が起こるのでそれを利用することもできる。（一般には、モーメントと光の向きとが一致する極カー効果がもっとも大きいため）。
【００５２】
記録層に磁壁がある場合の記録層の断面の模式図と再生時に得られるカー回転角の変化の模式図を図３に示す。磁壁で区切られた領域Ａ，Ｂ，Ｃのモーメントのうち、入射光と同じ向きであるＢにプローブが位置した場合に偏光面のカー回転角は大きくなる。この方法を用いれば、例えば、記録磁区の長さによって反磁界の影響が異なり、再生出力が変化してしまうような問題が発生しない。記録密度を増やしていって、記録層の大半を磁壁でしめるようになってしまった場合にも充分検出できるという利点がある。
【００５３】
（２）−１−２  記録層が誘電率テンソルの非対角成分の変化を利用することにより情報を記録するものである場合、反射光の磁気円二色性の違いを利用して情報を検出することができる。磁気円二色性とは、あるモーメントの向きに対して、右回り円偏光と左回り円偏光を照射した際に光の吸収量が異なる現象である。右回り円偏光あるいは左回り円偏光に対して例えば上／下の磁気モーメントが存在する場合も等価であり、吸収量が異なる。
【００５４】
例えば、記録層を光磁気記録媒体のように垂直磁化膜とし、垂直磁化膜の上／下向きのモーメントで２値の情報を記憶されている場合、例えば右回り円偏光を照射すれば、それぞれのモーメントの向きに対して光の吸収量が異なり、反射光の光量が異なることよって２値の情報を検出する。すなわち、プローブが記録層に近づいてきてフォトントンネリングが起こると、記録層のプローブに対向する部分のみの記録層／空気界面の反射率が変わるため、基板や記録層での干渉の作用とも相まって、反射光の光量は変化する。反射光量の変化の仕方は上／下向きのモーメントによって異なるために、２値の情報を識別できる。
【００５５】
従来の垂直磁気記録の場合、磁区が存在することがエネルギー的に安定であるために、記録層の外部に漏洩磁界が出てこず、信号再生が困難になる、と言う欠点があるが、本発明の情報記録／再生装置の場合、たとえ漏洩磁界がゼロとなったとしても情報を検出することができる。
【００５６】
また、記録層が垂直磁化膜である場合に限らず、記録層面内にモーメントを有するようなものにも適用できる。入射する光は記録層に対して垂直ではないため、モーメントに対して垂直となる成分が存在する。それに従って反射光量が変化するので、情報の検出は可能である。また、記録層が磁性体の情報の記録部位の境界には磁壁が生じ、磁壁中にはモーメントが入射光と同じ向き、あるいは、近い向きを向く場所が存在するので、そこにプローブが位置した場合に大きな反射光量の変化が起こる。このことを利用しても情報の検出はできる。この方法を用いれば例えば、記録磁区の長さによって反磁界の影響が異なり、再生出力が変化してしまう問題が発生しない。記録密度を増やしていって、記録層の大半を磁壁でしめるようになってしまった場合にも充分検出できるという利点がある。
【００５７】
（２）−２  上述の２の如く記録層が屈折率nと消衰係数k（誘電率テンソルの対角成分）の変化を主に利用することにより情報を記録するものである場合、プローブが記録層に近づいてきてフォトントンネリングが起こると、記録層のプローブに対向する部分のみの記録層／空気界面の反射率が変わるため、基板や記録層での干渉の作用とも相まって、反射光の光量は変化する。かつ、反射光量の変化の仕方は記録層の結晶状態の違いによって異なるために、２値の情報を識別できる。
【００５８】
［２］次に本発明に係る反射光を検出する手段について述べる。
【００５９】
前述の如く記録層に記録された情報は反射光の光量、カー回転角やカー楕円率、あるいは位相の違いとして現れるためそれを検出することにより情報を再生することができる。
【００６０】
反射光の光量の違いを検出するには、反射光量を検出する機構を持っていればよく、例えば図１に示す情報記録／再生装置を用いることができる。反射光１５を検出する光検出器１４は反射光量を検出する機構を有していればよい。
【００６１】
反射光の偏光面の回転（カー効果）の違いを検知するには、入射光は直線偏光あるいは楕円偏光であり、かつ、光検出器は偏光面を検出する機構を持っていなければならない。この条件を満たす本発明の情報記録／再生装置の構成を示す図を図４に示す。入射光１３は記録層１１にて反射され、光検出器１４によって反射された光が受光される。記録層１１と対向しているプローブ１６は、記録層１１の光の入射側とは反対側に位置しており、記録層１１とプローブ１６との距離（Ｌ）は０より大きく入射光の波長（λ）より小さくなっている。光検出器１４の直前には、偏光子４１を設置する。偏光子４１はある特定の向きの偏光のみを透過するようになっている。この向きをある位置に固定しておけば、偏光面の変化を光検出器１４における光量の変化として検出することができる。
【００６２】
また、磁気円二色性の違いを利用して情報を検出するには、入射光は円偏光あるいは楕円偏光であり、かつ、光検出器は反射光量を検出する機構を持っていなければならない。前述のカー回転角を検出する場合に比べて、偏光面を検出する機構が不要であるため装置の構成が簡単になるという利点がある。
【００６３】
反射光の光磁気効果の違いを検出することにより情報の再生を行う場合においては、音響光学（AO）素子を用いた交流法によっても行うことができる。詳細は文献（K．Sato,Jpn．J．App１Phys．２０．２４０３（１９８１））に述べられており、ここでは概略を説明する。
【００６４】
ＡＯ素子を用いた交流法により反射光の光磁気効果の違いを検出する本発明の情報記録／再生装置の構成を示す図を図５に示す。レーザ５１からの入射光１３の偏光面をＡＯ素子５２の光軸に対して４５度の方向に向くように設定すると、出てくる光１３はＡＯ素子５２の変調周波数fで円偏光と直線偏光とが変化する光となる。光検出器１４に入る光のf成分は磁性体のカー楕円率に相当し、２f成分はカー回転角に相当する。この交流法を用いることによってノイズの少ない高感度の再生ができるようになる。カー回転角とカー楕円率のどちらの周波数成分を検出するようにするかは、磁性体の特徴や装置の構成等の条件で決めればよい。光検出器１４の前には検光子４１を設置することができる。設置しない場合にはカー楕円率が、設置する場合にはカー楕円率とカー回転角とが検出できる。検光子４１の光軸の向きは、出力が最大になるように選ぶと効率の良い再生ができるようになる。また、後で述べるように、全反射条件の反射光を除去する向きに検光子４１の向きを設定しても良い。
【００６５】
次に反射光の位相の違いを検出する場合について述べる。プローブが記録層に近づくことにより、その位置での記録層／空気の界面の反射率や透過率が変化すると、反射される光の位相も影響を受けることがある。同時に、誘電率テンソルの違いもまた位相を変化させるので、位相の検出によってプローブと対向している記録層の部位とそれ以外の部位からの反射光を分別でき、さらに情報の違いをも検出できる。
【００６６】
反射光の位相の違いを検出する本発明の情報記録／再生装置を示す図を図６に示す。位相検出／調整装置６１は、レーザー５１から出力された入射光の位相を検知して、それに遅れ等の操作を付加して分流することのできるものである。入射光１３は記録層１１上で反射される。プローブ１６の位置は図１と同様である。
【００６７】
分流された参照光６２は光検出器１４において反射光と合成され、例えば、位相がある大きさだけずれているもののみを干渉によって増幅し、信号として取り出す。このとき全反射条件の反射光と干渉して打ち消しあうように設定すれば、情報の再生に関係のない光を除去することができ、ＳＮ比を向上させることができる。
【００６８】
この手法は反射光量を検出する方法、カー回転角やカー楕円率を検出する方法のいずれにおいても適用できる。位相検出／調整装置として、ある特定の位相に関して干渉を起こすような素子を光検出器の前段に設置してもよい。干渉を起こすような素子としては、誘電体膜の多層膜とか、鏡の多重反射によるものとかがある。位相検出／調整装置としてはこの他にもフェーズビームスプリッターを用いることができるし、単純な鏡の組合せても実現することができる。
【００６９】
［３］本発明の情報記録／再生装置においては、プローブの記録層に対向する部分の面積が、光の照射領域よりも小さい場合、光検出器には情報の再生に関係のない光が入ってくることになる。高いＳＮ比を得るにはこの光を除去できることが好ましい。
【００７０】
反射光の偏光面の回転（カー効果）の検知によって情報を再生を行う場合、光検出器の検光子の向きを全反射条件の反射光を受光した場合、その光量が最小となるように設置すれば、上記の再生に関係のない光の影響を小さくすることができ、大きな信号を得ることができるようになる。この方法を行う本発明の情報記録／再生装置の一部を示す図を図７に示す。光７１はプローブ１６直上の記録層１１で反射し、光７２はプローブ１６直上の記録層上以外で反射する。検光子４１は光７２に対して透過光が最も小さくなるように設定すると、検光子を透過した光の大部分は光７１となる。
【００７１】
また、記録層が磁性体の場合で、情報が記憶される領域以外の場所、例えば記録層に隣接トラックとの境界領域やサーボ用の領域などが設けられている場合、これらの領域を形成する最も多いモーメントの向きに対して、全反射条件の反射光を受光した場合の光検出器の検光子の向きを、その光量が最小となるように設置することによって、上記の再生に関係のない光の影響を小さくすることができ、大きな信号を得ることができるようになる。
【００７２】
検光子の向きを、特定の向きのモーメントに対して消光条件となるように設定する方法、平均的なモーメントに対して消光条件となるように設定する方法、のいずれの場合がより効率的に上記の再生に関係のない光の影響を小さくすることができるかということは、記録層の種類や情報の記録方式によって異なるので、それぞれの場合において最良の方式を選べばよい。
【００７３】
また、例えば記録層への情報の記録が上／下向きの２種類のモーメントのみで構成されるような場合、例えば２種類の検光子を組み合わせて検光子の向きをその両方の向きのモーメントに対して消光条件となるように設定することによって、より効率的に上記の再生に関係のない光の影響を小さくすることができ、大きな信号を得ることができるようになる。
【００７４】
この方法を行う本発明の情報記録／再生装置の一部を示す図を図８に示す。光検出器１４の前段に検光子８１と８２が設置されている。検光子８１、８２はそれぞれ、全反射条件での下向きモーメント、上向きモーメントに対して消光条件となるように設定されている。この結果、光検出器１４に入る反射光１５はプローブ１６上の記録層１１で反射されたものからのものがほとんどとなり、再生信号のＳＮ比の向上が得られる。この手法は２値以上のモーメントの向きで情報を記憶する媒体に対しても用いることができる。
【００７５】
また、情報の再生に関係のない光を除去する方法としては、入射光学系にレンズ作用をする光学素子を挿入することによって、記録層上の照射スポットを小さくする方法がある。このことにより、情報の再生に関係のない光を相対的に減少させることができる。レンズ作用をする素子としては、焦点距離の長い凸レンズを入射光学系のいずれかに入れても良いし、焦点距離の短い例えば半球レンズなどを、記録媒体のそばに設置しても良い。前者は、装置の設計作成が容易であるという利点があり、後者は、光学ロスの少ない効率的な集光ができる、また、集光スポットを小さくできると言う利点がある。
【００７６】
情報の再生に関係のない光を除去する別の方法としては、干渉層を記録層に積層することも挙げられる。従来の光磁気記録媒体や相変化媒体においてよく用いられる手法であるが、記録層と基板の間、記録層と空気との間の少なくとも一方に誘電体膜を積層し、そこで多重干渉を起こさせ、打ち消し合って反射光量を小さくする、というものである。
【００７７】
この方法を行う本発明の情報記録／再生装置の一部を示す図を図９に示す。記録層１１と基板１２との間に誘電体層９１が設けられている。この誘電体層９１によって多重干渉が起こるため、プローブ１６直上の記録層上で反射する光７１はそのまま光検出器へ向かうが、プローブ直上の記録層上以外で反射する光７２はほとんど誘電体層９１の外に出ることがなく、結果として、情報の再生に関係のない光が除去される。このような誘電体層は少なくとも一層あれば、多重干渉を起こさせることができる。より消去効率の良い多重干渉を起こさせるには、誘電率の異なる複数の誘電体層を積層するとか、薄い金属膜を積層するとか、あるいはこれらの組み合わせを用いることも可能である。この手法は、反射光量を検出する方法、カー回転角を検出する方法、カー楕円率を検出する方法、位相を検出する方法のいずれにおいても用いることができる。
【００７８】
また、再生信号のＳＮ比を向上させる別の手段としては、プローブを記録層に対してある一定の周波数で振動させることが挙げられる。プローブを記録層に対してある一定の周波数で振動させたときの反射光の状態を示す特性図を図１０に示す。１０２はプローブ直上の記録層部分からの反射光の状態の変化、１０１はそれ以外の部分からの反射光の状態の変化である。１０１には反射光以外の例えば機械的振動などによる反射光の状態の変化のノイズ分等も含まれる。
【００７９】
ここで状態の変化とはカー回転角、カー楕円率、反射光量、あるいは位相などの変化である。プローブと記録層との距離が周期的に変わるので、記録層／空気界面の反射率・透過率が周期的に変化し、従って反射光の状態である、カー回転角、カー楕円率、反射光量、あるいは位相も周期的に変化する。情報の再生信号はこの周波数に重畳された形で検出されるので、ＤＣ成分をカットするフィルターを通すことにより、再生に関係のない信号１０１を除去することができる。
【００８０】
フィルタリングはＤＣカットである必要はなく、情報の再生に必要のない周波数帯域をカットするものであればよい。この手法を用いることにより、情報の再生に関係のない部分からの反射光はもとより、情報記録／再生装置の各部の振動や、光源その他の部品・素子の不安定さからくる他の周波数成分を持つノイズを効率よく除去することができるようになる。
【００８１】
プローブを振動させる機構を有する本発明の情報記録／再生装置の一部を示す図を図１１に示す。プローブ１６は記録層１１に近接して設けられている。さらにプローブ１６は圧電素子１１１の上に設置され、圧電素子１１１は支持体１１２にて支持されている。ここで圧電素子１１１に交流電圧を印加することで実現できる。また、プローブのまわりに空気流を発生させ、その空気流によりプローブあるいはプローブの支持機構が振動あるいは共振するように構造を設計することによってもプローブの振動を実現できる。
【００８２】
また、再生信号のＳＮ比を向上させる別の手段としては、反転磁区やアモルファスマークなどの記録情報部位の形状とプローブの記録層に対向する部位の形状とが相似形とする方法がある。本発明の情報記録／再生装置においてはプローブの記録層に対向する部位の直上でフォトントンネリングが起こるため、プローブの記録層に対向する部位の形状と記録情報の形状とが相似形でない場合、再生信号に無効な信号成分が発生しＳＮ比を劣化させてしまう恐れがある。単純には、プローブの記録層に対向する部位と記録情報部位の形状とは同一のものがもっとも効率が良くなるが、光の拡散等のために、相似形にした場合の方がＳＮ比が大きくなる場合もある。
【００８３】
また、記録情報部位（記録マーク）の形状が異なるシステムによる記憶方式を採用した場合には、記録マークの端部の形状を持ったプローブを用いると再生信号のＳＮ比を向上させることができる。
【００８４】
例えば、従来の磁気記録の場合、記録マークの形状は、ヘッドの進行方向に伸びた長さの異なる矩形である。このような情報を再生する場合、ヘッドの進行方向と直行する方向の長さは同じで、ヘッドの進行方向の長さはもっとも短い記録マークの形状のものよりも同じかまたは短い長さをもった矩形、あるいはその矩形の相似形のプローブを用いると良い。
【００８５】
記録マークの形状とプローブの記録層に対向する面の形状を示す模式図を図１２に示す。１２１は記録マークの形状を表し、１２２はその中でも最短の記録マークの形状である。これに対し、プローブの記録層に対向する面の形状１２３は、図１２に示すように最短マーク１２２よりもマークの長さ方向（ヘッドの進行方向）に短く、それに直行する方にはほぼ同じ長さで矩形をしている。こうすることによって、プローブの記録層に対向する面の全てを使ってフォトントンネリングを起こさせることができ、大きな信号を得ることができる。
【００８６】
また、記録マークの情報の切り替わり点（記録マークの端部）を通過する際には、反射光の状態が例えば「１」の状態から「０」の状態に急峻に変化するため、変化点の情報を良いＳＮ比で検出することができ、ジッターやノイズを少なくすることができる。また高密度の記録の再生ができるようになる。
【００８７】
一方、例えば、従来の光ディスクの場合、記録マークの形状は、ヘッドの進行方向に長さの異なる楕円形である。本発明においてこのような情報を再生する場合、プローブの進行方向と直行する方向の長さは同じで、プローブの進行方向の長さはもっとも短い記録マークの形状のものよりも同じかまたは短い長さをもった楕円形、あるいはその楕円形の相似形のプローブを用いると良い。
【００８８】
記録マークの形状とプローブの記録層に対向する面の形状を示す模式図を図１３に示す。１３１は記録マークの形状を表し、１３２はその中でも最短の記録マークである。これに対し、プローブの記録層に対向する面の形状１３３は、図１３に示すように最短マークよりもマークの長さ方向（ヘッドの進行方向）に短く、それに直行する方にはほぼ同じ長さであり、プローブの移動方向の端部は記録マークと類似形の円弧状になっている。こうすることによって、プローブの記録層に対向する面の全てを使ってフォトントンネリングを起こさせることができ、大きな信号を得ることができる。
【００８９】
また、記録マークの情報の切り替わり点（記録マークの端部）を通過する際には、反射光の状態が例えば「１」の状態から「０」の状態に急峻に変化するため、変化点の情報を良いＳＮ比で検出することができ、ジッターやノイズを少なくすることができる。また高密度の記録の再生ができるようになる。
【００９０】
一方、例えば、従来の光磁気ディスクの磁界変調記録を行うものの場合、記録マークの形状は、ヘッドの進行方向に対し長さの異なる矢羽状の形状である。本発明においてこのような情報を再生する場合、ヘッドの進行方向と直行する方向の長さは同じで、ヘッドの進行方向の長さはもっとも短い記録部位の形状のものよりも同じかまたは短い長さをもった矢羽状の形状、あるいはその矢羽状の形状の相似形のプローブを用いると良い。
【００９１】
記録マークの形状とプローブの記録層に対向する面の形状を示す模式図を図１４に示す。記録マーク１４１のうち、記録マーク１４２はその中でも最短の記録マークである。これに対し、プローブの記録層に対向する面の形状１４３は、図１４に示すように最短マークよりもマークの長さ方向（ヘッドの進行方向）に短く、それに直行する方にはほぼ同じ長さであり、プローブの移動方向の端部は記録マークと相似形の円弧状になっている。こうすることによって、プローブの記録層に対向する面の全てを使ってフォトントンネリングを起こさせることができ、大きな信号を得ることができる。
【００９２】
また、記録マークの情報の切り替わり点（記録マークの端部）を通過する際には、反射光の状態が例えば「１」の状態から「０」の状態に急峻に変化するため、変化点の情報を良いＳＮ比で検出することができ、ジッターやノイズを少なくすることができる。また高密度の記録の再生ができるようになる。
【００９３】
また、記録マークの両側端部には、記録条件が不十分なためにおこる揺らぎを有している場合がある。例えば記録層が従来の磁気記録システムに用いられる材料からなる場合には、その揺らぎは磁化転移領域であり、記録層が従来の光磁気記録システムに用いられる材料からなる場合には磁壁あるいは磁壁の揺らぎが生じる。記録層が従来の相変化記録システムに用いられる材料からなる場合には中央部と異なる結晶組織や境界の揺らぎなどである。こういった揺らぎはノイズやジッタの原因となるので再生信号として検出しない方がＳＮ比を向上させられる場合がある。そのためには、プローブの記録層に対向する部位の面積が、記録層の記録マークの面積よりも小さければよい。
【００９４】
記録マークの形状とプローブの記録層に対向する面の形状を示す模式図を図１５に示す。記録マーク１５１は、プローブ移動方向と直行方向の端部で、揺らぎ部分１５２を有する。これに対し、プローブの記録層に対向する面の形状１５３は図１５に示すように、プローブ移動方向と直行方向の長さが記録マークより短く、揺らぎ部分を再生しないようになっている。また、プローブの移動方向の端部は記録マークと相似形となっており、上述のように、記録部位の情報の切り替わり点（記録マークの端部）を良いＳＮ比で検出することができる。
【００９５】
また、再生信号のＳＮ比を向上させる別の方法としては、入射光の状態が記録／再生する信号の最低周波数よりも低い周波数で変調されており、かつ少なくともその周波数成分を取り去ることのできる低周波カットフィルターが検出信号の処理回路に設置されている装置構成とすることにより達成できる。
【００９６】
本発明の情報記録／再生装置の反射光の状態を示す特性図を図１６に示す。１６２はプローブ直上の記録層部分で反射した光を再生した信号、１６１はそれ以外の部分からの反射した光を再生した信号である。
【００９７】
１６１には、反射光以外の例えば機械的振動などによる反射光の状態の変化のノイズ分等も含まれる。１６２には再生信号が重畳されている。１６１と１６２の両者合わさった信号を入射光の変調周波数を取り除くようなフィルターに通すと、プローブによって検出された情報成分のみが抽出される。こうすることによって、装置の各部分の振動等によるノイズや媒体そのものの性質に起因するノイズや、プローブが位置していない部分からの反射光成分をより効率的に除去することができる。このときの入射光の変調は強度や位相に対するもので良く、また、それ以外の光の性質例えば偏光軸や楕円率等でも構わない。
【００９８】
入射光が記録／再生する信号の最高周波数よりも高い周波数で変調されており、かつ少なくともその周波数成分を取り去ることのできる高周波カットフィルターが検出信号の処理回路に設置されている装置構成で、再生信号のＳＮ比を向上させることができる。動作原理は図１６にて説明したのと、フィルタリングの周波数を除いて同様である。この手法によって、装置の各部分の振動等によるノイズや媒体そのものの性質に起因するノイズや、プローブが位置していない部分からの反射光成分をより効率的に除去することができる。このときの入射光の変調は強度や位相に対するもので良く、また、それ以外の光の性質例えば偏光軸とか楕円率等でも構わない。
【００９９】
［４］本発明の情報記録／再生装置においては、記録層／空気界面にて全反射するように入射光を入射する必要がある。情報記録／再生装置の一部分を示す図を図１７に示す。記録層／空気界面で全反射を起こす角度で光を入射する方法としては、光の入射面をプローブ側の記録層／空気界面と平行でないようにする手法がある。
【０１００】
記録層が一層だけ空気中にある場合を考えると、記録層の両界面が平行な面となっている場合、記録層／空気界面で全反射を起こす角度で光を入射することはできない。
【０１０１】
しかし例えば、図１７に示すように記録層に臨界角以上の角度θ１で光１３を入射したい場合、記録層１１の光の入射面が例えば１０度だけ光の入射側に傾いていたら、記録層に入った光の角度θ２はθ１−１０度であり、これが臨界角以下であれば記録層内に光を入れることができる。
【０１０２】
このような記録層を形成する方法として、基板に凹凸パターンを形成して、その上に記録層を堆積させる方法がある。本発明の情報記録／再生装置に用いられる記録層と基板の構成を示す図を図１８に示す。凹凸を有する基板１２に同じく凹凸を有する記録層１１が形成されている。それにより光の入射面をプローブ側の記録層／空気界面と平行でないようにすることができる。
【０１０３】
光の入射面とプローブ側の記録層／空気界面とが平行である場合でも、記録層を支持する基板の光の入射面がその反対側の面に対して、平行でない部分をもつことによっても、上記と同じ効果を得ることができる。本発明の情報記録／再生装置に用いられる記録層と基板の構成を示す図を図１９に示す。基板１２において、入射光１３の入射面が記録層に対して平行でない部分を持つように構成されている。
【０１０４】
上記のような非平行の界面による全反射条件の光入射方法を用いる場合、入射する界面での過剰な反射を防ぎ、効率的な信号再生を行うために、記録層または基板の光の入射面が、少なくとも入射光に対して概ね垂直である面と、反射光に対して概ね垂直である面とから構成されているようにすれば良い。図２０は本発明に用いられる記録層または基板の形状を示す図である。記録層あるいは基板２０１は記録層または基板の光の入射面が、少なくとも入射光に対して概ね垂直である面と、反射光に対して概ね垂直である面とから構成されている。
【０１０５】
本発明の情報記録／再生装置に用いられる記録層の構成を示す図を図２１に示す。記録層の側面２１１から光を入射することによっても、記録層／空気界面で全反射を起こす角度で光を入射することができる。記録層の両界面では全反射条件が満たされるため光は外に出ないが、もう一方の側面から光が出てくるので情報の検出は行うことができる。この際、記録層１１の側面２１１が記録面に対して、光の入射側に傾いていると、入射光学系の設計マージンが大きく取れる。また、入射側面が少なくとも入射光に対して概ね垂直であり、出射側面が反射光に対して概ね垂直であるようにすれば、上記と同じ理由で効率を向上させることができる。
【０１０６】
上記の記録層の側面から光を入射する効果は、記録層が薄膜の場合には、それを支持している基板の側面から入射するようにしても同じ効果を得ることができる。この際、基板の側面が記録面に対して、光の入射側に傾いていると、入射光学系の設計マージンが大きく取れる。また、入射側面が少なくとも入射光に対して概ね垂直であり、出射側面が反射光に対して概ね垂直であるようにすれば、上記と同じ理由で効率を向上させることができる。
【０１０７】
記録層に全反射条件を満たすように光を入射する方法として、入射光学系に誘電体素子を入れる方法がある。この方法を行う本発明の情報記録／再生装置の一部を示す図を図２２に示す。誘電体素子２２１は、記録層１１対して平行ではない面を持ち、かつ記録層１１とは接していない。また誘電体素子２２は記録層１１との距離が入射光の波長以下となっている。前述したように、誘電体素子２２１は記録層１１に対して平行ではない面を持つので、記録層／空気界面において全反射を起こす角度を有した光をこの素子を通して入射することができる。そして、記録層１１とは入射光の波長以下の間隔しかないので、フォトントンネリングが起こり、入射光は記録層へとトンネルしていき（図２２においては光２２２で示す。）全反射条件の角度で記録層１１に積層されている層に入射する。記録層１１で反射された光は同様にフォトントンネリングが起こるために、誘電体素子に対向する記録層１１と空気の界面で全反射を起こすことがなく、反射光２２２は誘電体素子を通過していく。この誘電体素子は、記録層１１とは接していないので、記録媒体とは独立したヘッドの一部として装置に組み込むことが可能であり、記録層の任意の位置に高速に移動させることができるような構成を得ることができる。
【０１０８】
また、この誘電体素子２２１と記録層１１との間に、情報記録／再生装置のまわりにある気体あるいは液体よりも屈折率の大きい気体あるいは液体で満たしても良い。そうすれば、誘電体素子と記録層との間でどのような入射角に対しても全反射は起こらないので任意の角度で光を入射することができ、誘電体素子と記録層との間の距離に関わらず記録層／空気界面での全反射条件で光を入射することができるようになる。
【０１０９】
なお、誘電体素子２２１は、基板あるいは記録層に積層された層に対して平行ではない面を持ち、かつそれらとは接しないように設置しても同様の効果が得られる。
【０１１０】
上記の誘電体素子としては、プリズム、半球レンズを用いることができる。また、誘電体の球体の一部を平面で切り取った形状を用いることもできる。また、誘電体の回転楕円体の一部を平面で切り取った形状を用いることもできる。また、切り取り面は必ずしも平面である必要はない。
【０１１１】
［５］本発明においては記録層の所望の位置の直下にプローブを移動する手段を備えることが必要となる。本発明の情報記録／再生装置においてはプローブの所望位置への移動を高速に行うことができる機構を設けることが望ましい。
【０１１２】
本発明の情報記録／再生装置の構成を示す図を図２３に示す。記録層１１と基板１２の少なくとも一方はディスクの形状をしており、その中心軸を中心にして回転する機構になっている。入射光１３は記録層１１にて反射され、光検出器１４によって反射された光が受光される。記録層１１と対向しているプローブ１６は、記録層１１の光の入射側とは反対側に位置するようにしておく。記録層１１とプローブ１６との距離は入射光の波長より小さくなっている。このような情報記録／再生装置装置において、従来の光ディスクや磁気ディスクと同様に、プローブ１６の半径方向（図中矢印Ａの方向）の移動とディスクの回転によって、プローブを所望の位置に高速で移動することができる。
【０１１３】
このとき、入射光１３の入射方向は、プローブの移動方向でもプローブの移動方向と直行する方向でも、あるいはその中間でも構わない。プローブの移動方向であれば、円形のプロファイルを持ったレーザ光の照射量域は半径方向に伸びた楕円形となり、照射光の光軸のわずかな動きでディスク全体を照射することができて好ましい。照射量域をプローブの走査領域全部とすることもできる。この場合には、照射光の移動機構が不要で、装置の設計が容易であり、また、アクセスを高速に行える利点がある。
【０１１４】
一方、プローブの移動方向と直行する方向の場合には、ビーム強度の最も強い位置とプローブの位置とを合わせるのが容易であり、再生ＳＮ比を向上させることができ、また装置設計が容易になる利点がある。
【０１１５】
照射光の移動は光学系の途中に鏡を入れて、鏡の傾きのわずかな動きによって行わせても良い。鏡と同様な働きをするものとして音響光学素子を用いても良い。また、レンズや鏡からなる移動光学系を間に入れて行っても良い。
【０１１６】
［６］本発明の情報記録／再生装置においてはプローブと記録層との距離の制御が重要となる。プローブと記録層との距離を制御する方法として、プローブのまわりに空気流を発生させ、それによるプローブと記録層との間の反発力または吸引力とプローブの支持機構の弾性力とのつり合いをとる方法を用いることができる。
【０１１７】
この方法を行う本発明の情報記録／再生装置の一部を示す図を図２４に示す。プローブ１６は支持体２４４に支持されている。記録層１１とプローブ１６との距離は入射光の波長より小さく保持するために、記録層１１とプローブ１６の間を、矢印で示す向きに空気流２４１を流すことにより、プローブ１６やプローブの支持体２４４の形状によってプローブを記録層から遠ざける反発力２４２、あるいは吸引力２４３が生じせしめる。この力に対して、プローブの支持体２４４は、プローブ１６を記録層１１に近づける吸引力２４３、あるいはプローブ１６を記録層１１から遠ざける反発力２４２によってつり合い、ある一定の距離を記録層に対して保つことができるようになる。
【０１１８】
この空気流による反発・吸引力は必ずしもプローブに発生する必要はなく、プローブの支持機構に発生しても同様の効果を得ることができる。本発明の情報記録／再生装置に用いられるプローブの支持機構の構成を示す図を図２５に示す。
【０１１９】
プローブの支持体２５１は、通常の磁気記録装置に用いられているのと同様なスライダーである。スライダーは、記録層１１との間の空気流によって、その形状によって決まるある一定の浮上量を得ることができる。このスライダーにプローブ１６を取り付ければ良い。
【０１２０】
図２５では、プローブの支持体２５１において最も記録層１１に近づく部分にプローブ１６を取り付けている。こうすることによって、比較的大きなサイズのスライダーによって光の波長以下の程度の微小な距離を保つことができるようになる。
【０１２１】
［７］本発明の情報記録／再生装置は、複数のヘッドを用いた多重再生が可能である。従来の磁気記録システムで用いられてきたような、複数のプローブをそれぞれ別個に用いて独立に信号処理をすることによって、同時に情報を検出することが可能であるのはもちろんである。この方法に加えて、二つの記録媒体に対してプローブを複数設置し、それぞれのプローブと記録層との距離が異なるようにして多重再生を行うことができる。
【０１２２】
多重再生を行う場合の本発明の情報記録／再生装置の一部を示す図を図２６に示す。記録層１１に対向して３つのプローブ、それぞれプローブ２６１、プローブ２６２、プローブ２６３は距離が異なる。従って例えばカー回転角といった反射光の状態の変化はこの距離に応じて異なり、光検出器１４で検出される光の状態はそれぞれのプローブに応じた変化の合成となる。
【０１２３】
各プローブに対する再生信号の状態の各変化とそれらの合成信号との間に一対一の関係が保てるようにプローブや記録層やプローブと記録層の距離などを調整すれば、どのプローブによる信号が変化しているのかを識別することができる。つまり、独立した３つの再生系ではなく、ひとつの入射−反射光学系から複数のプローブに対応する情報を検出することができるのである。これは従来の磁気記録などに用いられてきた独立に信号処理するヘッドを単に複数並べただけのシステムに対して、構成が簡単になり、処理が速くなると言う利点がある。
【０１２４】
各プローブに対する再生信号の状態の各変化とそれらの合成信号との間に一対一の関係が保てる例として例えば、３つのプローブ２６１、２６２、２６３の担当する情報の「１」に対応するカー回転角の値がそれぞれ−０．１、−０．１５、−０．３度になるように、記録層とプローブとの距離を設定したとする。また、いずれのプローブも「０」の情報のときはカー回転角がゼロになるように設定されであるとする。このような設定はプローブの距離と検光子の調整で可能である。
【０１２５】
このとき、検出されたカー回転角の値と２６１、２６２、２６３のプローブの情報は下記のようになる。
【表１】
0003910742.tif 000002
従って、最小０．０５度分のカー回転角の差を識別できれば３ビットの多重再生が可能である。この手法は、実用的な指標である性能指数（反射率の平方根とカー回転角の積）でも同様に用いることができる。また、カー楕円率や反射光量や位相量に対しても適用できる。
【０１２６】
また、一つの記録媒体に対してプローブを複数設置し、それぞれのプローブがある一定の周波数で記録層に対して振動しており、かつ、振動数が各々のプローブに於いて異なるようにすれば、反射光をそれぞれの周波数でフィルタリングすることによって、ひとつの入射−反射光学系から複数のプローブに対応する情報を検出することができる。
【０１２７】
この手法は、従来の磁気記録などに用いられてきた独立に信号処理するヘッドを単に複数並べただけのシステムに対して、構成が簡単になり、処理が速くなると言う利点がある。また、上記の多重再生方式のようなひとつのＳＮ比を切り分けるもののではないので、フィルタリングの性能が許す限り、ＳＮ比の劣化なしにいくらでも多重化することができる利点がある。
【０１２８】
［８］次に本発明の記録装置において情報を記録する方法について説明する。
【０１２９】
本発明の情報記録／再生装置においては、所望の位置にプローブを移動したときに、入射光をパルス状に変調して高いパワー照射することによって、所望の位置に情報を記録することができる。
【０１３０】
本発明の情報記録／再生装置による記録の動作を示す模式図を図２７に示す。図２７の横軸は記録層に近接したプローブの位置で、時間と共に例えば左から右へと進行する。図２７には記録層に「１０１１」の情報を記録する場合について示してある。記録層とプローブとの距離はフォトントンネリングが起こる距離になっている。記録すべき位置にプローブが来たときには、入射光のパワーをパルス状に大きくする。このとき、フォトントンネリングによって記録層を流れるエネルギーもパルス状に大きくなり、そのことによってプローブが対向している部分のみが選択的に加熱される。特定の部分のみを選択的に加熱することができれば、従来の相変化あるいは光磁気記録と同様の機構で情報を記録することが可能である。この結果、図２７に示すように記録マーク１２１が形成される。
【０１３１】
なお、従来の磁気記録媒体においても、保磁力は一般に温度と共に減少するので、光磁気記録と同様の記録原理が適用できる。
【０１３２】
また、しきい値が存在する光化学反応によって記録層に情報を記録することも可能である。入射光のパワーのパルス状の変化を、しきい値の前後とすれぱよい。
【０１３３】
また、「１」または「０」の情報が続く場合、パルスをその数だけ続けて照射するのではなく、その間連続的に高パワーを照射し続けても良い。本発明の情報記録／再生装置による記録の動作を示す模式図を図２８に示す。「１０１１」の後半の「１１」の部分は連続したマークが形成される。この記録方式によって、いわゆるマーク長記録ができる。
【０１３４】
また、本発明の情報記録／再生装置において、フォトントンネリングが起これば記録層に情報を記録することが可能なパワーで入射光を入射しておき、所望の位置にプローブを移動したときにのみ、プローブと記録層の間隔をフォトントンネリングが起こる距離にまで短くすることによって、所望の位置に情報を記録することができる。
【０１３５】
本発明の情報記録／再生装置による記録の動作を示すの模式図を図２９に示す。図２９の横軸は記録媒体上のプローブの位置で、時間と共に例えば左から右へと進行する。図２９には「１０１１」の情報を記録する場合について示してある。記録すべき位置にプローブが来たときに、プローブと記録層との距離を、フォトントンネリングが起こる距離にまで小さくする。このとき、フォトントンネリングによって記録層に大きなエネルギーが流れ、プローブが対向している部分のみが選択的に加熱される。特定の部分のみを選択的に加熱することができれば、従来の相変化あるいは光磁気記録と同様の機構で情報を記録することが可能である。この結果、図２９に示すように記録マーク１２１が形成される。
【０１３６】
なお、従来の磁気記録媒体においても、保磁力は一般に温度と共に減少するので、光磁気記録と同様の記録原理が適用できる。また、しきい値が存在する光化学反応によって記録層に情報を記録することも可能である。入射光のパワーを、フォトントンネリングが起こったときにのみしきい値を超えるようなパワーに設定すればよい。
【０１３７】
また、「１」または「０」の情報が続く場合、記録層とプローブとの距離をパルス的にその数だけ変化させるのではなく、その間連続的に近づけても良い。図２８に示した例と同様に、「１０１１」の後半の「１１」の部分は連続したマークが形成される。この記録方式によって、いわゆるマーク長記録ができる。
【０１３８】
また、本発明の情報記録／再生装置において、入射光を所定の周波数で点滅させておき、所望の位置にプローブを移動したときにのみ、プローブと記録層の間隔をフォトントンネリングが起こる距離にまで短くすることによって、所望の位置に情報を記録することができる。
【０１３９】
本発明の情報記憶／再生装置による記録の動作を示す模式図を図３０に示す。図３０の横軸は記録媒体上のプローブの位置で、時間と共に例えば左から右へと進行する。３０１は照射パワー、３０２は記録層とプローブとの距離である。図３０には「１０１１」の情報を記録する場合について示してある。照射パワーは情報の記録すべき位置と同期してパルス状に変調されてある。記録すべき位置にプローブが来たときに、プローブと記録層との距離を、フォトントンネリングが起こる距離にまで小さくする。このとき、フォトントンネリングによって記録層に大きなエネルギーが流れ、プローブが対向している部分のみが選択的に加熱される。特定の部分のみを選択的に加熱することができれば、従来の相変化あるいは光磁気記録と同様の機構で情報を記録することが可能である。この結果、図３０に示すように記録マーク１２１が形成される。
【０１４０】
なお、従来の磁気記録媒体においても、保磁力は一般に温度と共に減少するので、光磁気記録と同様の記録原理が適用できる。また、しきい値が存在する光化学反応によって記録層に情報を記録することも可能である。パルス状に与える入射光のパワーを、フォトントンネリングが起こったときにのみしきい値を超えるようなパワーに設定すればよい。
【０１４１】
また、「１」または「０」の情報が続く場合、記録層とプローブとの距離をパルス的にその数だけ変化させるのではなく、その間連続的に近づけても良い。図２８に示した例と同様に、「１０１１」の後半の「１１」の部分は連続したマークが形成される。この記録方式によって、いわゆるマーク長記録ができる。この方式を用いれば、プローブを記録層に近づけるタイミングにノイズが入った場合などでも、照射パルスによってマーク位置が固定されるので、記録マークのジッターの少ない、ノイズの少ない記録を行うことができる。
【０１４２】
また、上記の記録方法において、入射光パワーのパルス変調の周波数を、情報の記録／再生の基準クロックに設定すれば、装置構成が簡単になり好ましい。
【０１４３】
特定のタイミングによるプローブの記録層への接近を行う手段としては、図１１に示すように、記録層１１に近接して設けられたプローブ１６を圧電素子１１１の上に設置するようにし、所望の時刻に圧電素子１１１に電圧を印加するようにすればよい。圧電素子に情報の記録／再生の基準クロックと同期した電圧を印加すれば装置構成が簡単になり好ましい。
【０１４４】
本発明の情報記録／再生装置において、プローブと記録層との距離が所定の周波数で変調されており、所望の位置にプローブを移動したときに、入射光をパルス状に変調して高いパワー照射することによって、所望の位置に情報を記録することができる。
【０１４５】
本発明の情報記録／再生装置による記録の動作を示す模式図を図３１に示す。図の横軸は記録媒体上のプローブの位置で、時間と共に例えば左から右へと進行する。３０１は照射パワー、３０２は記録層とプローブとの距離である。図には「１０１１」の情報を記録する場合について示してある。記録層とプローブとの距離は情報の記録すべき位置と同期してパルス状に変調されてある。記録すべき位置にプローブが来たときに、パルス状に高いパワーを照射する。
【０１４６】
このとき、フォトントンネリングによって記録層に大きなエネルギーが流れ、プローブが対向している部分のみが選択的に加熱される。特定の部分のみを選択的に加熱することができれば、従来の相変化あるいは光磁気記録と同様の機構で情報を記録することが可能である。この結果、図３１に示すように記録マーク２０１が形成される。
【０１４７】
なお、従来の磁気記録媒体においても、保磁力は一般に温度と共に減少するので、光磁気記録と同様の記録原理が適用できる。また、しきい値が存在する光化学反応によって記録層に情報を記録することも可能である。パルス状に与える入射光のパワーを、フォトントンネリングが起こったときにのみしきい値を超えるようなパワーに設定すればよい。また、「１」または「０」の情報が続く場合、記録層とプローブとの距離をパルス的にその数だけ変化させるのではなく、その間連続的に近づけても良い。図２８に示した例と同様に、「１０１１」の後半の「１１」の部分は連続したマークが形成される。この記録方式によって、いわゆるマーク長記録ができる。この方式を用いれば、光パルスの照射タイミングのずれや入射光学系やプローブ移動のずれなどによるジッターの発生を少なくすることができる。また、プローブを一定の周波数で振動させればいいので、共鳴点をその振動数に近づける、あるいは遠ざかることによって、プローブやプローブの支持機構の設計の際に、考えられる全てのプローブ移動タイミングに対する共振防止設計をすることが不要になり、設計を容易にすることができる。
【０１４８】
また、このプローブの振動の周波数を、情報の記録／再生の基準クロックと同期した周波数で振動すれば装置構成が簡単になり好ましい。
【０１４９】
このような、特定のタイミングによるプローブの記録層への接近を行う手段としては、図１１に示すように、記録層１１に近接して設けられたプローブ１６を圧電素子１１１の上に設置するようにし、所望の時刻に圧電素子１１１に電圧を印加するようにすればよい。圧電素子に情報の記録／再生の基準クロックと同期した電圧を印加すれば装置構成が簡単になり好ましい。
【０１５０】
以上、詳細に説明してきたすべての本発明の情報記録／再生装置による再生方法および記録方法は、光の入射側と同じ側にプローブを設置する構成でも実現することができる。図３２に本発明の情報記録／再生装置の一部を示す図を示す。記録層１１に入射光１３が入射される側と同じ側にプローブ１６と光検出器１４が設けられている。この場合には、入射された光の一部または全部は、記録層１１における光の入射側と反対側の界面において、反射されなければならない。記録層における光の入射側と反対側の界面において反射された光は入射面側の界面において全反射される。このようにすることによって、プローブを光の入射側に持ってくることが可能となる。
【０１５１】
光の入射側にプローブがあることの利点は、従来の磁気ディスクや光ディスクのようなディスク状の記憶媒体を用いる場合などにおいて両面記録が可能となる、プローブと入射光学系を一体化し、装置を小型化できる、等のことが挙げられる。
【０１５２】
入射された光の一部または全部を、記録層における光の入射側と反対側の界面において反射させる手段としては、基板の上に記録層を堆積して、あるいは、金属薄膜あるいは誘電体薄膜等から構成される反射層の上に記録層を堆積して、記録層側にプローブと入射光学系を設置すればよい。
【０１５３】
【実施例】
（実施例１）
図１に示す構成の情報記録／再生装置を作成した。記録媒体１７はガラス製プリズムからなる基板１２上に膜厚が５０ｎｍの領域と６０ｎｍの領域を有する金薄膜からなる記録層１１を堆積したものとした。すなわち記録層１１には凹凸を形成することにより情報が記録されている。
【０１５４】
まず、記録層１１に対し基板側１２からＨｅ−Ｎｅレーザー（波長（λ）６６３ｎｍ）１０を光源とした入射光１３を全反射条件で入射した。半導体光検出器１４で反射光１５を受光した。１００μm四方の平坦面を持つガラスからなるプローブ１６を平坦面の一つが記録層に対し平行になるよう薄膜側に近づけた。プローブ１６と記録層１１の距離と反射光量の関係を示す特性図を図３３に示す。図３３において反射光量が１というのは、プローブ１６がない場合の反射光量である。
【０１５５】
次に情報の再生を行った。記録層１１に対し基板側１２からＨｅ−Ｎｅレーザー１０を光源とした入射光１３を全反射条件で入射した。プローブ１６を金薄膜層から１００ｎｍ離した状態に保ち、プローブ１６を記録層１１の膜厚が５０ｎｍの領域の部分から６０ｎｍの領域の部分へスライドさせたところ、反射光量が１０％変化した。これにより記録層１１に凹凸によって記録された情報を再生できることが明らかとなった。
【０１５６】
（実施例２）
プローブ１６として直径１mmのガラス球からなるプローブを用いた以外は実施例１と同様な操作を行った。その場合にも同様な現象が観測された。
【０１５７】
（実施例３）
記録媒体１７として、ガラス板からなる記録層１１のみからなるものを用いた以外は実施例１と同様に情報の再生を行った。記録層１１には微小な刻印が施され凹凸が形成されていることにより情報が記録されている。記録層１１に対し基板側１２からＨｅ−Ｎｅレーザー１０を光源とした入射光１３を全反射条件で入射した。プローブ１６を記録層から１００ｎｍ離した状態に保ち、プローブ１６を記録層１１の刻印のあるところからないところへスライドさせたところ、反射光量が１０％変化した。
【０１５８】
（実施例４）
また、実施例１の情報記録／再生装置を用いて記録媒体に情報の記録を行った。記録媒体１７はガラス製プリズムからなる基板１２上に膜厚が５０ｎｍの領域を有する金薄膜からなる記録層１１を堆積したものとした。上記の金薄膜に直径数１０μmに集光したレーザを特定部分に照射することにより情報を記録した。
【０１５９】
次に実施例１と同様に情報の再生を行った。記録層１１に対し基板側１２からＨｅ−Ｎｅレーザー１０を光源とした入射光１３を全反射条件で入射した。集光したレーザを照射した部分とそうでない部分とで反射光量が５％変化した。集光したレーザを照射した部分を顕微鏡で観察したところ、表面の結晶状態が変わり、表面粗さが増加していた。
【０１６０】
（実施例５）
図４に示すような構成の情報記録／再生装置を作成した。記録媒体はガラス製プリズムからなる基板上に５０ｎｍのＴｂＦｅＣｏ薄膜からなる記録層１１を堆積したものである。記録層１１には小さな磁石を近づけ、磁化の向きが異なる反転磁区を形成させることにより情報が記録されている。入射光１３は偏光素子を通して直線偏光にしてあり、また、半導体光検出器１４の前にグラン−トムソン偏光素子４１を挿入し、偏光面の回転を検出できるようにした。
【０１６１】
次に情報の再生を行った。まず、記録層１１に対しＨｅ−Ｎｅレーザーを光源とした入射光１３を全反射条件で入射した。光検出器１４で反射光１５を受光した。１００μm四方の平坦面を持つガラスからなるプローブ１６を平坦面の一つが記録層１１に対し平行になるよう薄膜側に近づけた。プローブ１６を記録層１１から１００ｎｍ離した状態に保ち、異なる磁化の向きを持つ反転磁区間でプローブ１６をスライドさせたところ、光検出器１４で検出される光量が２％変化した。
【０１６２】
（実施例６）
プローブ１６として、直径１mmのガラス球からなるプローブを用いた以外は実施例５と同様に情報の再生をした場合にも同様の現象が観測された。
【０１６３】
（実施例７）
Ｈｅ−Ｎｅレーザーと記録層１１との間に偏光素子を入れないで、記録層１１への入射光１３を楕円偏光とした以外は実施例５と同様にして情報の再生をした場合、光検出器１４で検出される光量が１％変化した。
【０１６４】
（実施例８）
プローブ１６を記録媒体１７から１ｍｍ以上離した状態で、光検出器１４の出力が最低になるようにグラン−トムソン偏光素子４１の向きを調整した以外は実施例５と同様にして情報の再生を行った場合、光検出器で検出される光量が２．５％変化した。
（実施例９）
偏光素子４１を２つ用意し、それぞれ異なる磁化の向きを持つ反転磁区に対して、プローブ１６を媒体から１mm以上離した状態で、光検出器１４の出力が最低になるように各々の偏光素子４１の向きを調整した。その後、反射光を２つの偏光素子を通した後に受光するような構成にした。それ以外は実施例５と同様に情報の再生を行った。まず、記録層１１に対しＨｅ−Ｎｅレーザーを光源とした入射光１３を全反射条件で入射した。プローブ１６を概ね記録層１１から１００ｎｍ離した状態に保ち、異なる磁化の向きを持つ反転磁区間でスライドさせたところ、光検出器１４で検出される光量が４％変化した。
（実施例１０）
Ｈｅ−Ｎｅレーザーの出力端に１／４波長板を設置し、記録層１１に円偏光が照射されるようにした。また、記録媒体１７からの反射光を偏光素子４１を通さずに受光するようにした。それ以外は実施例５と同様に情報の再生を行った。まず、記録層１１に対しＨｅ−Ｎｅレーザーを光源とした入射光１３を全反射条件で入射した。プローブを概ね記録層から１００ｎｍ離した状態に保ち、異なる磁化の向きを持つ反転磁区間でスライドさせたところ、光検出器１４で検出される光量が１．５％変化した。
【０１６５】
また、Ｈｅ−Ｎｅレーザーの出力端に音響光学素子を設置し、それを周波数５０ｋＨｚで駆動させた。このことにより、記録層１１には円偏光と直線偏光が５０ｋＨｚで変調される光が照射される。また、記録層１１からの反射光を偏光素子４１を通して受光するようにした。受光後の信号を５０ｋＨｚ,１００ｋＨｚのバンドパスフィルターを通してその振幅を測定した。それ以外は実施例５と同様に情報の再生を行った。まず、記録層１１に対しＨｅ−Ｎｅレーザーを光源とした入射光１３を全反射条件で入射した。プローブ１６を概ね記録層から１００ｎｍ離した状態に保ち、異なる磁化の向きを持つ反転磁区間でスライドさせたところ、光検出器１４で検出される光量が、５０ｋＨｚのバンドパスフィルターを通した場合に４％、１００ｋＨｚのバンドパスフィルターを通した場合に３％変化した。それぞれの周波数の成分は、カー楕円率およびカー回転角に対応するものである。
【０１６６】
また、記録層１１からの反射光を偏光素子４１を通さずに受光するようにした。受光後の信号を５０ｋＨｚのバンドパスフィルターを通してその振幅を測定した。それ以外は実施例５と同様に情報の再生を行った。まず、記録層１１に対しＨｅ−Ｎｅレーザーを光源とした入射光１３を全反射条件で入射した。プローブを概ね記録層から１００ｎｍ離した状態に保ち、異なる磁化の向きを持つ反転磁区間でスライドさせたところ、光検出器１４で検出される光量が５．３％変化した。
【０１６７】
（実施例１１）
図６に示す情報記録／再生装置を作製した。記録媒体はガラス製プリズムからなる基板に３０ｎｍのＧｅＳｂＴｅ薄膜からなる記録層１１を堆積したものとした。記録層１１には直径数１０μmに集光したレーザを照射し、アモルファス状態の部分と、結晶状態の部分とを作ることにより情報が記録されている。位相検出機構６１を組み込んだ以外は（実施例１）と同様の情報記録／再生装置であった。
【０１６８】
位相検出機構６１の位相検出／調整素子としては、フェースビームスプリッターを用い、光路調整をして受光素子に入射する媒体からの反射層と重なって干渉を起こすようにし、プローブ１６を記録層１１から１mm以上が離した状態で検出素子の出力が最小になるように調整した。
【０１６９】
次に情報の再生を行った。記録層１１に対しＨｅ−Ｎｅレーザーを光源とした入射光１３を全反射条件で入射した。半導体光検出器１４で反射光１５を受光した。プローブ１６を概ね記録層１１から１００ｎｍ離した状態に保ちつつ、アモルファス状態の部分と、結晶状態の部分間でスライドさせたところ、光検出器１４で検出される光量が５％変化した。
【０１７０】
（実施例１２）
（実施例５）と同様の情報記録／再生装置を作製した。ただし記録媒体は図９に示すようなガラス製プリズムからなる基板１２と５０ｎｍのＴｂＦｅＣｏ薄膜からなる記録層１１との間に１３０ｎｍのＳｉN誘電体層９１を含む多層構造とした。
【０１７１】
まず、記録層１１に対しＨｅ−Ｎｅレーザを光源とした入射光１３を全反射条件で入射した。半導体光検出器１４で反射光を受光した。プローブ１６を概ね記録層１１から１００nｍ離した状態に保った場合の反射光量とプローブ１６がない場合の反射光量とを比較したところ、誘電体層内の多重干渉の効果で、プローブ１６がない場合はある場合の約１／１０に低下した。
【０１７２】
次に、情報の再生を行った。まず、記録層１１に対しＨｅ−Ｎｅレーザーを光源とした入射光１３を全反射条件で入射した。プローブ１６を概ね記録層１１から１００nｍ離した状態に保ちつつ異なる磁化の向きを持つ反転磁区間を移動させたところ、光検出器１４で検出される光量が５％変化した。
【０１７３】
（実施例１３）
（実施例１１）と同様の情報記録／再生装置を作製した。ただし記録媒体は図９に示すようなガラス製プリズムからなる基板１２と３０ｎｍのＧｅＳｂＴｅ薄膜からなる記録層１１との間に１３０ｎｍのＳｉＮ誘電体層９１を含む多層構造とした。
【０１７４】
（実施例１２）と同様にプローブ１６を概ね記録層１１から１００nｍ離した状態に保った場合の反射光量とプローブ１６がない場合の反射光量とを比較したところ、誘電体層内の多重干渉の効果で、プローブがない場合の反射光量はある場合の約１／１５に低下した。
【０１７５】
次に情報の再生を行った。まず、記録層１１に対しＨｅ−Ｎｅレーザーを光源とした入射光１３を全反射条件で入射した。プローブ１６を概ね記録層１１から１００ｎｍ離した状態に保ち、アモルファス状態の部分と結晶状態の部分との間で移動させたところ、光検出器１４で検出される光量が８％変化した。
【０１７６】
（実施例１４）
図１８に示すような記録媒体を作製した。板状のガラス基板に鋸型の溝を形成したものを基板１２として、溝のある面に記録層１１を堆積するようにした。このような記録媒体を用いた以外は、（実施例５）および（実施例１１）と同様の情報記録／再生装置を作製した。鋸状の溝の頂角を６０度としたところ、全反射条件の光を入射できた。その結果（実施例５）および（実施例１１）と同様の結果が得られた。
【０１７７】
（実施例１５）
板状のガラス基板に図２０に示すような鋸型の溝を形成したものを基板２０１として、その平らな面に記録層を堆積することにより、（実施例５）および（実施例１１）と同様の情報記録／再生装置を作製した。鋸状の溝の頂角を６０度としたところ、全反射条件の光を入射できた。その結果、（実施例５）および（実施例１１）と同様の結果が得られた。また、基板２０１の溝にほぼ垂直になるように光を入射したところ、反射光も基板２０１の溝にほぼ垂直になるようになった。その結果、基板２０１の溝にほぼ垂直に光を入射しない場合に比べて乱反射が減少し、反射光量変化が２０％向上した。
【０１７８】
（実施例１６）
板状のガラス基板上に（実施例５）及び（実施例１１）と同様の記録層を堆積することにより記録媒体とした。一方、（実施例５）および（実施例１１）と同様の情報記録／再生装置を作製した。図２１に示すように、光１３を基板の側面２１１から斜め下に入射した。入射光は基板／記録層内で全反射を繰り返し、反対側の基板の側面から出てきた。それを検出するように、検出素子を設置した。その結果、（実施例５）および（実施例１１）と同様の結果が得られた。
【０１７９】
またガラス基板の光の入射側の側面を加工し、光の入射角度が鉛直方向より測って９０度に近くなるようにした。その結果、所望の記録層／空気界面の入射角を得るための調整が容易に行えるようになった。
【０１８０】
また、記録媒体を膜厚１０μmのガーネット磁性体の記録層のみとした。記録層には異なる磁化の向きを持つ反転磁区を形成した。一方、（実施例５）と同様の情報記録／再生装置を作成した。図２１に示すように、光１３を記録層２０１の側面から斜め下に入射し、反対側の記録層の側面から出てきた。それをを検出するように、検出素子を設置した。まず、記録層１１に対しＨｅ−Ｎｅレーザーを光源とした入射光１３を全反射条件で入射した。記録層から１００ｎｍ離した状態に保ち異なる磁化の向きを持つ反転磁区間でプローブを概ね移動させたところ、光検出器で検出される光量が１％変化した。
【０１８１】
（実施例１７）
情報記録／再生装置を図２３に示したような構成にした。記録媒体は、基板１２に記録層１１が堆積された構造で、かつディスク形状のものとした。記録層は従来の光磁気記録システムの記録層に用いられる材料と相変化記録システムの記録層に用いられる材料を用いた。前記ディスクを中心を軸として回転するようにし、記録層１１に近接して設置されたプローブ１６はディスクの半径方向に移動するようにした。記録媒体は（実施例１５）と同様に基板に鋸状の溝を形成したものを用い、その平らかな面の上に記録層を堆積した。光の出射系・検出系は（実施例１５）と同様であるが、光の入射方向はディスクの半径方向とした。レンズ系を用いて照射ビームがプローブの走査領域全体を覆うようにした。（実施例１５）と同様に情報の再生を行ったところ、検出される光量が光磁気記録媒体の材料の場合で２％、相変化記録媒体の材料の場合で３％の変化が得られた。
【０１８２】
図３４、図３５、図３６に本発明による情報記録／再生装置に用いる入射光学系の構成の一部を示す図を示す。
【０１８３】
また、図３４に示すように、照射光１３を鏡３４１を用いて反射して記録層１１を形成したディスクに照射するようにし、その鏡３４１をプローブ１６の移動方向に移動させる機構を用いて、小さいスポットの照射領域をディスク半径方向に移動させるようにした。その結果再生信号のＳＮ比が約３０％向上した。
【０１８４】
同様な照射光の移動機構を、図３５に示すように、ガルバノミラー３５２と凹面鏡３５１を用いて構成した。ディスク側から平行光を凹面鏡３５１に照射したときに焦点ができる位置にガルバノミラー３５２を設置し、そこに光１３を当てるようにした。ガルバノミラー３５２の回転により、ディスクヘの照射角度を一定に保ったまま光１３を移動することができる。この機構を用いることにより照射光の移動速度を高速化できた。
【０１８５】
また、照射光をディスクの半径方向とおおむね直行する方向に入射するような本発明による情報記録／再生装置を作成した。照射光の移動は、図３６に示したような光学系を用いて行った。すなわち、プローブの移動方向と同じ方向に照射光が来るようにし、鏡３４１はそれをディスク回転方向に反射すると共に、ディスク面上に光を反射するように角度を設定する。受光側もこれと対称に設定し、プローブの移動方向と同じ方向に光が進むようにする。この機構を用いることによって、再生ＳＮ比を１０％向上することができた。
【０１８６】
また、上記の場合と同じように、ガルバノミラーと凹面鏡を用いても同様の機構を作製することができた。この機構を用いることにより照射光の移動速度を高速化できた。
【０１８７】
（実施例１８）
記録層とプローブとの距離を制御するために、図２４に示すように、プローブ１６及びプローブの支持体２４４と記録層１１との間に空気流２４１を発生させる構造の本発明による情報記録／再生装置を作成した。プローブ１６及ぴプローブの支持体２４４はＳｉを加工して作製した。プローブの空気流の入射側（図２４において右側）の角にテーパーをつけて、反発力が働くようにした。このことにより、プローブに作用する反発力とプローブ支持体からの抑圧力とがつり合い、５m／sの風速に対して記録層とプローブとの距離を３０ｎｍに保持することができた。
【０１８８】
なお、プローブの構造を変えることによって、プローブとプローブの支持体の少なくとも一方に対して、空気流によって吸引力を発生させることが可能である。
【０１８９】
また、（実施例１７）のディスク状記録媒体を用いた本発明による情報記録／再生装置に用いることを目的として、図２５に示すような構造の浮上ヘッドを作製した。スライダー２５１は従来の磁気記録に用いられているものと同様の構造を持ち、最もディスク媒体に近づく部分に、Ｓｉを加工して作製した矩形のプローブ１６を設置した。ディスク媒体の線速度２０m／sに対し、ディスク媒体とプローブ１６との距離を４０ｎｍの一定に保つことができた。
【０１９０】
（実施例１９）
図１１に示す構造のヘッドを作製した。Ｓｉ製の支持体１１２の上に、圧電素子１１１が接着され、圧電素子１１１の上にＳｉ製のプローブ１６を設置した。圧電素子１１１にはプローブ１６側と支持体側１１２に電極が設置され交流電源と接続されている。交流電源から３００Ｈｚの交流電圧を印加し、プローブを３００Ｈｚで振幅４０ｎｍで振動をさせた。この状態でプローブ１６を記録層１１に近づけ、記録層１１とプローブ１６との距離が最も近づいた場合で２０ｎｍ、最も遠ざかる場合で６０ｎｍとなるようにした。
【０１９１】
また、ガラス製プリズム上に３０ｎｍのＧｅＳｂＴｅ薄膜記録層１１を堆積したものを記録媒体とした。記録層にはアモルファス状態の部分と、結晶状態の部分を形成した。以上のヘッドと記録媒体以外は（実施例１）と同様の構成である情報記録／再生装置を作成した。
【０１９２】
反射光は、図１０に示すように３００Hzの交流成分からなるプローブ１６直上の記録層１１からの光１０２と、それ以外の部分からのDC光１０１からなる。３００Hzを透過させる高周波透過フィルターを用いてこれらを分離し、交流は成分のみを検出するようにした。その結果、アモルファス状態の部分と、結晶状態の部分との間で、光検出器で検出される光量が３５％変化した。
【０１９３】
（実施例２０）
（１）  ２０ｎｍのＣｏＣｒＴａＰｔからなる記録層をディスク状のガラス基板上に堆積して記録媒体とした。（実施例１８）に示したスライダーをプローブの支持体としたヘッドを用いた。以上の記録媒体とヘッド以外は（実施例１７）に示したのと同様な情報記録／再生装置を作成した。
【０１９４】
Ｈｅ−Ｎｅレーザを光源とした光を全反射条件で入射し、半導体光検出器でその反射光を受光した。入射する光は偏光素子を通して直線偏光にしてあり、また、半導体光検出器の前にグラン−トムソン偏光素子を挿入し、偏光面の回転を検出できるようにした。
【０１９５】
次にヘッドを変え、通常の磁気記録で用いられるヘッドを用いて情報の記録をおこなった。記録マークは幅２μm、長さ０．２μmから１μmの矩形とした。
【０１９６】
次に情報の再生を行った。ヘッドを元に戻し、プローブとしてＳｉを加工して、幅２μm長さ０．１５μmの矩形の平坦面を持つものを作製し、スライダーが浮上している状態で平坦面が記録層に平行に向くように設置した。ディスク媒体の線速度を２０m／sとし、情報の再生を行った。プローブの記録層対向面の形状を半径２μmの円形としたものに比べて、ＳＮ比が５dB向上し、また、ジッターが約８０％低減された。
（２）  同様に、２０ｎｍのＧｅＳｂＴｅからなる記録層をディスク状のガラス基板上に堆積して記録媒体とした。また、（実施例１７）と同様の情報記録／再生装置を作成した。
【０１９７】
まず情報の記録を行った。まずヘッドを従来の相変化記録システムに用いられるものを用いて記録マークを作製した。記録マークは半径０．６μmの半円弧を両端に持つ、図１３に示すようなものとなった。長さは最大３μm、最小１μmであった。
【０１９８】
次に情報の再生を行った。幅０．５μm、長さ０．８μmの長方形に曲率０．６μmの円弧を両端につけた形の形状を記録層対向面に持つプローブをＳｉを加工して作製した。（実施例１８）に示したスライダーをプローブの支持体としたヘッドを用い、スライダーが浮上している状態で平坦面が記録層に平行に向くように設置した。ディスク媒体の線速度を２０m／sとし、情報の再生を行った。プローブの記録層対向面の形状を半径１μmの円形としたものに比べて、ＳＮ比が８ｄＢ向上し、また、ジッターが約８０％低減された。
（３）  同様に、２０ｎｍのＴｂＦｅＣｏからなる記録層をディスク状のガラス基板上に堆積して記録媒体とした。また、（実施例１７）と同様の情報記録／再生装置を作成した。
【０１９９】
まず、情報の記録を行った。通常の磁界変調光磁気記録に用いられるヘッドを用いて記録マークを作製した。記録マークは半径０．６μmの同じ向きの半円弧と直線からなる、図１４に示すような矢羽根型となった。長さは最大３μm、最小１μmであった。
【０２００】
次に情報の再生を行った。幅０．５μm、長さ０８μm、曲率０．６μmの矢羽根形状を記録層対向面に持つプローブをＳｉを加工して作製した。（実施例１８）に示したスライダーをプローブの支持体としたヘッドを用い、スライダーが浮上している状態で平坦面が記録層に平行に向くように設置した。ディスク媒体の線速度を２０m／sとし、情報の再生を行った。プローブの記録層対向面の形状を半径１μmの円形としたものに比べて、ＳＮ比が８dB向上し、また、ジッターが約８０％低減された。
【０２０１】
（実施例２１）
（実施例２０）の（１）にて形成した記録マークを磁気力顕微鏡（MFM）で観察したところ、記録マークの両サイドは図１５に示すように、ジグザグ形状の揺らぎ部分が存在した。この揺らぎ部分は幅が約０．１μmであった。そこで、幅１．６μm、長さ０．１５μmの矩形の平坦面を持つものをプローブとして作製し、それ以外は（実施例２０）の一番目に示したものと同じ情報記録／再生装置を用い、情報の再生を行った。その結果、ＳＮ比が２dB増加した。
【０２０２】
（実施例２２）
（実施例１８）で説明した、図２５に示すような構造の浮上ヘッドを作製した。スライダー２５１は従来の磁気記録に用いられているものと同様の構造を持ち、最もディスク媒体に近づくスライダー末尾の部分に、３つのプローブを設置した。これらのプローブＡ，Ｂ，Ｃは図２６で示したプローブ２６１、２６２、２６３のような位置関係、すなわち、ディスク媒体の線速度２０m／sに対し、記録層とプローブの記録層対向面との距離がそれぞれ、２０ｎｍ、４０ｎｍ、６０ｎm、となるように設置した。線速に対するスライダーの浮上量は決まっているので、取り付け位置を調整するだけでこのような設置が可能であった。
【０２０３】
このヘッド以外は（実施例１７）と同様な情報記録／再生装置を作製した。従来の光磁気記録システムの記録層に用いられる材料を記録層として用いた場合のプローブ記録層距離とカー回転角との関係は図３７に示すようになっており、A,B,C各プローブの「１」「０」に対するカー回転角は、Aが０．６度と０．５度、Bが０．４度と０．３２度、Cが０．２５度と０．１度となっている。このプローブを用いて情報を再生した場合の合計のカー回転角（信号強度）と各プロープのビットの関係は下記のようになる。
【表２】
0003910742.tif 000003
このように、各プローブの信号を個別に検出することなく、図２６に示すように、全部のプローブからの反射光１３３をひとつの光検出器１４で受光しても、各プローブの再生する情報を識別することができた。
【０２０４】
一方、従来の相変化光記録システムの記録層に用いられる材料を記録層として用いた場合のプローブ記録層距離と反射光量との関係は図３７に示したものと同様であった。すなわち、Ａ，Ｂ，Ｃ各プローブの「１」「０」に対する反射光量は、Ａが１．０と０．８２、Ｂが０．６５と０．５、Ｃが０．４と０．１６となっている（Aで規格化した値）。このプローブを用いて情報を再生した場合の合計の反射光量と各プローブのビットの関係は下記のようになる。
【表３】
0003910742.tif 000004
このように、各プローブの信号を個別に検出することなく、図２６に示すように、全部のプロープからの反射光１３をひとつの光検出器１４で受光しても、各プローブの再生する情報を識別することができた。
【０２０５】
（実施例２３）
（実施例１８）で説明した、図２５に示すような構造のヘッドを作製した。スライダー２５１は従来の磁気記録に用いられているものと同様の構造を持ち、最もディスク状の記録媒体に近づくスライダー末尾の部分に、３つのプローブを設置した。これらのプローブＡ，Ｂ，Ｃはそれぞれ、図１１で示したような圧電素子の上に設置されている。このヘッド以外は（実施例１７）と同様な情報記録／再生装置を作製した。再生の際に、プローブＡ，Ｂ，Ｃに対して、それぞれ、２．３ｋＨｚ、５ｋＨｚ、７．１ｋＨｚの交流電圧を印加した。印加電圧の振幅は、各プローブと記録層との距離が４０±５ｎｍになるようにした。従来の光磁気記録システムの記録層に用いられている材料を記録層として用いた場合のプローブと記録層との距離とカー回転角との関係は図３７に示すようになっており、検出されるカー回転角は、「１」「０」の情報に対して、それぞれ０．４度と０．３２度を中心として、各プローブに印加された電圧の振動数で振動する。図２６に示すように、全部のプローブからの反射光１３をひとつの光検出器１４で受光して、得られた信号をそれぞれ、２．３ｋＨｚ、５ｋＨｚ、７．１ｋＨｚのバンドパスフィルターを通して得られた信号より、各プローブの再生する情報を識別することができた。
【０２０６】
従来の相変化媒体に用いられる材料を記録層として用いた場合のプローブと記録層距離と反射光量との関係は（実施例１１）と同様で、検出される反射光量は、「１」「０」の情報に対して、それぞれ０．６５と０．５を中心として、各プローブに印加された電圧の振動数で振動する。図２６に示すように、全部のプローブからの反射光１３をひとつの光検出器１４で受光して、得られた信号をそれぞれ、２．３ｋＨｚ、５ｋＨｚ、７．１ｋＨｚのバンドパスフィルターを通して得られた信号より、各プローブの再生する情報を識別することができた。
【０２０７】
（実施例２４）
入射光が、片面が平面である半球レンズの球面側に入射するようにし、平面側は記録媒体のプローブと反対側の面に平行に対向するようにし、本発明の情報記録／再生装置の入射光学系を構成した。記録媒体と平面との距離は波長の半分の長さとした。このことにより、両側が平面である記録媒体を用いても、記録層に対する全反射条件の光を入射することができるようになった。
【０２０８】
また、上記の効果は、作成が容易な直方体のガラスを用い、ひとつの面を記録媒体に対向するようにし、光を、対向面と直行する面から入射するようにした同様の構成の本発明による情報記録／再生装置によっても得ることができた。
【０２０９】
また、上記の効果は、作成が容易なプリズムを用い、ひとつの面を記録媒体に対向するようにし、光を、残りの面から入射するようにした同様の構成の本発明による情報記録／再生装置によっても得ることができた。
【０２１０】
また、上記の効果は、ガラス球を平面で切った形の誘電体素子を用い、平面部を記録媒体に対向するようにし、光を、曲面部から入射するようにした同様の構成の本発明による情報記録／再生装置によっても得ることができた。ガラス球を切る位置を中心よりも深い位置とした場合、入射光の角度の許容度が増え、光学系の設計が容易になった。
【０２１１】
また、上記の効果は、ガラスの回転楕円体を平面で切った形の誘電体素子を用い、平面部を記録媒体に対向するようにし、光を、曲面部から入射するようにした同様の構成の本発明による情報記録／再生装置によっても得ることができた。
【０２１２】
また、回転楕円体の長軸を光の入射する方向に合わせたことにより、光学系の調整が容易になり、照射光のスキャンの一部を誘電体素子を動かさずに行うことができるようになった。
【０２１３】
（実施例２５）
（実施例２４）と同様の、本発明の情報記録／再生装置の入射光学系を作成した。ただし、入射光学系を構成する誘電体素子と記録層との間に、屈折率が１．５のイマルジョンオイルを設置した。このことにより、誘電体素子と記録媒体との間の距離が波長よりも大きくても全反射条件の光を入射することができるようになった。
【０２１４】
また、イマルジョンオイルの代わりに、高圧の空気を誘電体素子と記録媒体との間に噴射することによって、同様の効果を得ることができた。また、イマルジョンオイルの代わりに、高温の空気を誘電体素子と記録媒体との間に噴射することによって、同様の効果を得ることができた。
【０２１５】
（実施例２６）
（実施例１７）と同様の本発明による情報記録／再生装置において、入射光の強度を、記録信号の最低周波数５００ｋＨｚよりも低い、１ｋＨｚで変調した。この結果、反射光の状態は図１６に模式的に示すようになった。受光素子が受光した信号を、カットオフ周波数１０ｋＨｚの低周波カットフィルターを通した。その結果、プローブ直上から来る光のみを検出することが可能になり、ＳＮ比が６ｄＢ向上した。
【０２１６】
また、（実施例１７）と同様の本発明による情報記録／再生装置において、入射光の強度を、記録信号の最高周波数１０ＭＨzよりも高い、２５ＭＨzで変調した。受光素子が受光した信号を、カットオフ周波数２０MHzの高周波カットフィルターを通した。その結果、プローブ直上から来る光のみを検出することが可能になり、ＳＮ比が６dB向上した。
【０２１７】
（実施例２７）
（実施例１）と同様の本発明による情報記録／再生装置において記録媒体に情報の記録を行った。プローブをある位置に移動したときに、再生時の１０倍の強度のパワーを１msの間照射した。このことにより、金薄膜に直径数１０μmに集光したレーザを照射したときと類似した現象が起こり、金薄膜のプローブが位置した場所のみが結晶変化を起こし、その位置にプローブが来たときの反射光量の変化と、それ以外の位置にプローブが来たときの反射光量の変化とに違いが起こった。すなわち、金薄膜上に記録マークを形成することができた。プローブを一定方向に移動させながら、あるタイミングで、上記の動作を繰り返すことによって、図２７に示すような記録パターンを形成することができた。
【０２１８】
また、図２８に示すように、高パワー照射の条件が連続する場合には、照射パワーをそのたびに下げることなく連続して照射するようにし、図２８に示すような、記録パターンを形成した。このパターンからも図２７と同様の情報を再生できる。
【０２１９】
また、（実施例５）と同様の本発明による情報記録／再生装置において、プローブをある位置に移動したときに、ある向きの磁界下で再生時の５倍の強度のパワーを１msの間照射した。このことにより、記録層には小さな磁石を近づけたときと同様の、磁化の向きが異なる反転磁区が形成された。この反転磁区の形成原理は、従来の光磁気記録システムにおけるそれと同じものである。
【０２２０】
また、（実施例１１）と同様の本発明による情報記録／再生装置において、プローブをある位置に移動したときに、再生時の１０倍の強度のパワーを１msの間照射した。このことにより、直径数１０μmに集光したレーザを照射したときと同様な、アモルファス状態の部分を記録層に形成することができた。アモルファスマークの形成原理は、従来の相変化記録システムにおけるそれと同じものである。
【０２２１】
（実施例２８）
（実施例２７）と同様の本発明による情報記録／再生装置において、プローブと記録層との距離を入射光の波長の３倍の距離に保っておいて、プローブをある位置に移動したときに、再生時よりも大きな強度のパワーを照射する代わりに、パワーはそのままで、プローブと記録層との距離を入射光の波長の１／３倍の距離まで近づけた。このことにより、（実施例２７）における高パワーのパルス状照射と類似した現象が起こり、記録層上に記録マークを形成することができた。プローブを一定方向に移動させながら、あるタイミングで、上記の動作を繰り返すことによって、図２９に示すような記録パターンを形成することができた。
【０２２２】
（実施例２９）
（実施例２７）と同様の本発明による情報記録／再生装置において、再生時の５倍の強度のパワーの１msの間の照射をくり返し行うようにし、同時に、プローブと記録層との距離を入射光の波長の３倍の距離に保っておいて、プローブをある位置に移動したときにプローブと記録層との距離を入射光の波長の１／３倍の距離まで近づけた。このことにより、（実施例２７）における高パワーのパルス状照射と類似した現象が起こり、記録層上に記録マークを形成することができた。プローブを一定方向に移動させながら、あるタイミングで、プローブの記録層への移動を繰り返すことによって、図３０に示すような記録パターンを形成することができた。
【０２２３】
また、（実施例２７）と同様の本発明による情報記録／再生装置において、プローブと記録層との距離を入射光の波長の３倍の距離と１／３倍の距離との間をある周期で往復するようにし、同時に、プローブをある位置に移動したときに再生時の５倍の強度のパワーの１msの間の照射を行うようにした。このことにより、（実施例２７）における高パワーのパルス状照射と類似した現象が起こり、記録層上に記録マークを形成することができた。プローブを一定方向に移動させながら、あるタイミングで、高パワーパルスの照射を繰り返すことによって、図３１に示すような記録パターンを形成することができた。
【０２２４】
（実施例３０）
（実施例１７）に示したものと同様の本発明による情報記録／再生装置を作製した。ただし、プローブは常時、入射光の波長の３倍の距離に保たれており、また、プローブは支持体に圧電素子を介して支持されており、圧電素子には交流電圧が印加されるようになっており、照射光は１ｋＨｚで再生時のパワーとその５倍のパワーとに変調されている。この装置において、所望の信号パターンで変調された交流電圧を圧電素子に印加した。このときの交流電圧の振幅は、プローブと記録層との距離が、入射光の波長の３倍の距離と１／３の距離との間を振動するように設定された。このことにより、ディスク状の記録層上に、圧電素子を変調した信号に従った記録マークが形成され、それを（実施例１７）に示したものと同じ方法で再生することができた。また、照射パワーの変調周波数を情報の記録／再生のクロック周波数とすることによって、装置の設計が容易になった。
【０２２５】
また、（実施例１７）に示したものと同様の本発明による情報記録／再生装置を作製した。ただし、プローブは支持体に圧電素子を介して支持されており、プローブは１ｋＨｚで入射光の波長の３倍の距離と１／３の距離との間を振動しており、圧電素子には交流電圧が印加されるようになっている。
【０２２６】
この装置において、照射光は、所望の信号パターンで再生時のパワーとそれの５倍のパワーとに変調されるように設定された。このことにより、ディスク状の記録層上に、照射光のパワーを変調した信号に従った記録マークが形成され、それを（実施例１７）に示したものと同じ方法で再生することができた。また、プローブの変調周波数を情報の記録／再生のクロック周波数とすることによって、装置の設計が容易になった。
【０２２７】
（実施例３１）
（実施例５）と同様の情報記録／再生装置において、入射光学系の途中に、焦点距離２０cmの凸レンズを挿入した。この挿入位置は、集光スポットがちょうど記録層上に来るような位置である。このことにより、記録層上のビーム径は１／１０になった。記録層に対しＨｅ−Ｎｅレーザーを光源とした入射光を全反射条件で入射した。異なる磁化の向きを持つ反転磁区間でプローブを概ね記録層から１００ｎｍ離した状態に保ち移動させたところ、光検出器で検出される光量が１５％変化した。
【０２２８】
また、（実施例１１）と同様の情報記録／再生装置において、入射光学系の途中に、焦点距離２０cmの凸レンズを挿入した。この挿入位置は、集光スポットがちょうど記録層上に来るような位置である。このことにより、記録層上のビーム径は１／１０になった。記録層に対しＨｅ−Ｎｅレーザーを光源とした入射光を全反射条件で入射した。結晶状態の部分との間でプローブを概ね記録層から１００ｎｍ離した状態に保ち移動させたところ、光検出器で検出される光量が２０％変化した。
【０２２９】
また、（実施例２４）に記載の入射光学系において、半球レンズの焦点距離と取り付け位置を調整することによって、平行光を入射したときの焦点位置がちょうど記録層上となるように設定した。この機構を用いたヘッドを（実施例５）記載の情報記録／再生装置に用いたところ記録層上のビーム径は１／５０になり、異なる磁化の向きを持つ反転磁区間でプローブを概ね記録層から１００ｎｍ離した状態に保ち移動させたところ、光検出器で検出される光量が２５％変化した。
【０２３０】
また、この機構を用いたヘッドを（実施例１１）に記載の情報記録／再生装置に用いたところ、記録層上のビーム径は１／５０になった。記録層に対しＨｅ−Ｎｅレーザーを光源とした入射光を全反射条件で入射した。結晶状態の部分との間でプローブを概ね記録層から１００ｎｍ離した状態に保ち移動させたところ、光検出器で検出される光量が３０％変化した。
【０２３１】
（実施例３２）
図３８にその一部を示す構成の情報記録／再生装置を作成した。記録層１１は基板１２の上に積層されており、記録層１１の表面は一部くさび形に欠けたグルーブ部分がある。それ以外は（実施例１）および（実施例５）および（実施例１１）と同様の入射光学系、反射光検出系、プローブ、および記録膜、記録マークを用いて、情報の再生実験を行ったところ、同様の反射光の状態変化が検出された。
【０２３２】
（実施例３３）
図３９に本発明の情報記録／再生装置に用いられる入射光学系、反射光検出系、及びプローブの構成を示す。記録層１１と基板１２との間には金属薄膜からなる反射層３９１が積層されている。また、（実施例２４）で述べたものと同様な、誘電体素子２２１が入射光学系と反射光検出系に挿入されており、かつ、誘電体素子の平面部は記録層の入射面側に対向しており、かつ、その距離は入射光の波長以下に保ってある。こうすることによって、（実施例２４）と同じ作用を行うことができた。
【０２３３】
また、（実施例１８）に示したスライダーに誘電体素子とプローブを設置した。図４０に本発明の情報記録／再生装置に用いられる入射光学系、反射光検出系、及びプローブの構成を示す。４０１はスライダーの端面であり、誘電体素子２２１とプローブ１６はその端面に設置されている。スライダーが発生する一定の浮上力によって、記録層１１と誘電体素子２２１、プローブ１６は一定の距離に保たれる。このことにより、（実施例１８）と同じ作用が生じた。
（実施例３４）
図４１に本発明の情報記録／再生装置に用いられる入射光学系、反射光検出系、及びプローブの構成を示す。半球上の誘電体素子２２１の中央部にへこみを設け、その位置にプローブ１６を設置する。誘電体素子２２１とプローブ１６とは一体となってスライダー等によって記録層１１との間に入射光の波長以下の一定の距離を保つ。入射光１３は誘電体素子２２１のへこみのない端部から入射され、反対側の端部から検出手段へと向かう。プローブ１６は同じ誘電体素子からなるものでもＳｉで作製したプローブを接着したものでも同様の効果が得られた。
【０２３４】
また、この入射光学素子に光を入射する手段として、図４３に示す構成の装置を用いた。図４３は（実施例３４）における本発明による情報記録／再生装置に用いられる、入射／反射光学系の構成を示す図である。すなわち、半球状の誘電体素子２２１のへこみのない外縁部４２２のみに光が集光するような光学系４３５を入射光学系に挿入した。こうすることによって、プローブ位置でのフォトントンネリングを経験した反射光は同様の光路をたどり戻ってくる。入射光４３２と反射光４３３とをフェーズビームスプリッター４３４で分離することにより、情報の再生ができた。この構成を用いることにより、より小型の入射／検出光学系を作製することができた。光学系４３５は例えば円錐形レンズで実現でき、また、ホログラム素子でも実現できた。
【０２３５】
図４２に（実施例３４）における本発明による情報記録／再生装置に用いられる、入射／反射光学系と照射される光の領域の関係を示す模式図である。図４２において４２２は光の照射領域であり、４２１はへこみ部である。
【０２３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の情報記録／再生装置における情報の再生の分解能は、入射光の波長ではなく、反射光の変化が検出可能な範囲において、記録層に対向するプローブ面積で決まる。したがって本発明に係るプローブは均一なフォトントンネリングが起こるように表面が均一な状態であれば良く、それ以外の例えば光を検出する等の機能は必要ない。したがって作製が極めて容易である。
【０２３７】
また、本発明に係るプローブは磁性を有する必要はないため、従来の磁気記録システムの再生ヘッドのような、微細加工によるセンサー部分の磁気特性の変化、加工端での磁気特性の変化により微小な磁区を有する媒体やヘッドが得られず、高密度記録に限界がある等の問題が発生しない。
【０２３８】
また、従来の光記録媒体のような、レーザ光の回折限界よりも小さなマークを形成できず、高密度記録に限界があるという問題も発生しない。
【０２３９】
したがって、本発明によれば、従来の磁気記録システムや光記録システムでは不可能な高密度の情報の記録／再生を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の情報記録／再生装置の構成を示す図。
【図２】プローブと記録層との距離と、反射光の状態との関係を示す特性図。
【図３】記録層に磁壁がある場合の記録層の断面の模式図と、再生時に得られるカー回転角の変化を示す特性図。
【図４】本発明の情報記録／再生装置の構成を示す図。
【図５】本発明の情報記録／再生装置の構成を示す図。
【図６】本発明の情報記録／再生装置の構成を示す図。
【図７】本発明の情報記録／再生装置の一部を示す図。
【図８】本発明の情報記録／再生装置の一部を示す図。
【図９】本発明の情報記録／再生装置の一部を示す図。
【図１０】プローブを記録層に対してある一定の周波数で振動させたときの反射光の状態を示す特性図。
【図１１】本発明の情報記録／再生装置の一部を示す図。
【図１２】記録マークの形状とプローブの記録層に対向する面の形状を示す模式図。
【図１３】記録マークの形状とプローブの記録層に対向する面の形状を示す模式図。
【図１４】記録マークの形状とプローブの記録層に対向する面の形状を示す模式図。
【図１５】記録マークの形状とプローブの記録層に対向する面の形状を示す模式図。
【図１６】低周波カットフィルタを設置したときの反射光の状態を示す特性図。
【図１７】本発明の情報記録／再生装置の一部を示す図。
【図１８】本発明の情報記録／再生装置に用いられる記録層と基板の構成を示す図。
【図１９】本発明の情報記録／再生装置に用いられる記録層と基板の構成を示す図。
【図２０】本発明の情報記録／再生装置に用いられる記録層あるいは基板の構成を示す図。
【図２１】本発明の情報記録／再生装置に用いられる記録層の構成を示す図。
【図２２】本発明の情報記録／再生装置の一部を示す図。
【図２３】本発明の情報記録／再生装置の構成を示す図。
【図２４】本発明の情報記録／再生装置の一部を示す図。
【図２５】本発明の情報記録／再生装置に用いられるプローブの支持機構の構成を示す図。
【図２６】本発明の情報記録／再生装置の一部を示す図。
【図２７】本発明の情報記録／再生装置による記録の動作を示す模式図。
【図２８】本発明の情報記録／再生装置による記録の動作を示す模式図。
【図２９】本発明の情報記録／再生装置による記録の動作を示す模式図。
【図３０】本発明の情報記録／再生装置による記録の動作を示す模式図。
【図３１】本発明の情報記録／再生装置による記録の動作を示す模式図。
【図３２】本発明の情報記録／再生装置の一部を示す図
【図３３】（実施例１）における、プローブと記録層間の距離と反射光量との関係を示す特性図。
【図３４】本発明による情報記録／再生装置に用いる入射光学系の構成の一部を示す図。
【図３５】本発明による情報記録／再生装置に用いる入射光学系の構成の一部を示す図。
【図３６】本発明による情報記録／再生装置に用いる入射光学系の構成の一部を示す図。
【図３７】（実施例２２）におけるプローブと記録層間の距離とカー回転角との関係を示す特性図。
【図３８】（実施例３２）における情報記録／再生装置の構成の一部を示す図。
【図３９】本発明の情報記録／再生装置に用いられる入射光学系、反射光検出系、及びプローブの構成を示す図。
【図４０】本発明の情報記録／再生装置に用いられる、入射光学系、反射光検出系、及びプローブの構成を示す図。
【図４１】本発明の情報記録／再生装置に用いられる、入射光学系、反射光検出系、及びプローブの構成を示す図。
【図４２】（実施例３４）における本発明による情報記録／再生装置に用いられる、入射／反射光学系と照射される光の領域の関係を示す模式図。
【図４３】（実施例３４）における本発明による情報記録／再生装置に用いられる、入射／反射光学系の構成を示す図。
【符号の説明】
１０…レーザー
１１…記録層
１２…基板
１３…入射光
１４…光検出器
１５…反射光
１６…プローブ
１７…記録媒体
４１…偏光子、検光子
５１…レーザー
５２…ＡＯ素子
６１…位相検出／調整装置
６２…参照光
７１…光
７２…光
８１…検光子
８２…検光子
９１…誘電体層
１０１…記録層のプローブ直上位置以外の部分を反射した光を再生した信号
１０２…記録層のプローブ直上位置の部分を反射した光を再生した信号
１１１…圧電素子
１１２…支持体
１２１…記録マークの形状
１２２…最短記録マークの形状
１２３…プローブの記録層に対向する面の形状
１３１…記録マークの形状
１３２…最短の記録マークの形状
１３３…プローブの記録層に対向する面の形状
１４１…記録マークの形状
１４２…最短の記録マークの形状
１４３…プローブの記録層に対向する面の形状
１５１…記録マークの形状
１５２…記録マーク端部のゆらぎ部
１５３…プローブの記録層に対向する面の形状
１６１…記録層のプローブ直上の記録層以外で反射した光を再生した信号
１６２…記録層のプローブ直上の記録層で反射した光を再生した信号
２０１…記録層あるいは基板
２１１…記録層の側面
２２１…誘電体素子
２２２…誘電体素子と記録層との問でフォトントンネリングしている光
２４１…空気流
２４２…反発力
２４３…吸引力
２４４…プローブの支持体
２５１…プロープの支持体（スライダー）
２６１…プローブ
２６２…プローブ
２６３…プローブ
２９１…フォトントンネリングを起こすプローブー記録層間の距離
３０１…照射パワー
３０２…プローブ−記録層間の距離
３４１…鏡
３５１…凹面鏡
３５２…ガルバノミラー
３９１…反射層
４０１…スライダーの端部
４２１…へこみ部
４２２…光の照射領域
４３２…入射光
４３３…反射光
４３４…フェーズビームスプリッター
４３５…外縁部に集光する光学系
【図１】
0003910742.tif 000005
【図２】
0003910742.tif 000006
【図３】
0003910742.tif 000007
【図４】
0003910742.tif 000008
【図５】
0003910742.tif 000009
【図６】
0003910742.tif 000010
【図７】
0003910742.tif 000011
【図８】
0003910742.tif 000012
【図９】
0003910742.tif 000013
【図１０】
0003910742.tif 000014
【図１１】
0003910742.tif 000015
【図１２】
0003910742.tif 000016
【図１３】
0003910742.tif 000017
【図１４】
0003910742.tif 000018
【図１５】
0003910742.tif 000019
【図１６】
0003910742.tif 000020
【図１７】
0003910742.tif 000021
【図１８】
0003910742.tif 000022
【図１９】
0003910742.tif 000023
【図２０】
0003910742.tif 000024
【図２１】
0003910742.tif 000025
【図２２】
0003910742.tif 000026
【図２３】
0003910742.tif 000027
【図２４】
0003910742.tif 000028
【図２５】
0003910742.tif 000029
【図２６】
0003910742.tif 000030
【図２７】
0003910742.tif 000031
【図２８】
0003910742.tif 000032
【図２９】
0003910742.tif 000033
【図３０】
0003910742.tif 000034
【図３１】
0003910742.tif 000035
【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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【図４３】
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