(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス幅がフェムト秒以上百ピコ秒以下である超短パルスレーザ光のパルス列を媒体の記録マークを形成する領域に照射して、前記媒体を光反応により励起状態又は過渡状態とし、
前記媒体の温度を調整するようにレーザ光の強度又周波数を変調して前記超短パルスレーザ光の照射時間と重なるように出力が連続的である連続波レーザ光を前記記録マークを形成する領域に照射して、前記媒体が励起状態又は過渡状態のときに前記連続波レーザ光の光吸収を増大させ熱反応を起こして記録マークを形成し、
前記超短パルスレーザ光の照射終了後にも前記連続波レーザ光の照射を継続すると共に、前記記録マークが所望形状となるように、前記連続波レーザ光の照射時間を制御する
光記録方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光記録方法であって、
前記超短パルスレーザ光の照射の開始後に前記連続波レーザ光を照射する光記録方法。
【請求項３】
請求項１に記載の光記録方法であって、
前記超短パルスレーザ光の照射の開始と同時に前記連続波レーザ光を照射する光記録方法。
【請求項４】
請求項１に記載の光記録方法であって、
前記超短パルスレーザ光の照射の開始前に前記連続波レーザ光の照射を開始する光記録方法。
【請求項５】
請求項１に記載の光記録方法であって、
前記超短パルスレーザ光と前記連続波レーザ光とを、同軸上で同じ向きから前記媒体に入射する光記録方法。
【請求項６】
請求項１に記載の光記録方法であって、
前記超短パルスレーザ光と前記連続波レーザ光とを、同軸上で反対向きに前記媒体に入射する光記録方法。
【請求項７】
パルス幅がフェムト秒以上百ピコ秒以下である超短パルスレーザ光のパルス列を媒体の記録マークを形成する領域に照射して、前記媒体を光反応により励起状態又は過渡状態とするモードロックレーザ光源と、
出力が連続的である連続波レーザ光を前記記録マークを形成する領域に照射し、前記媒体の励起状態又は過渡状態のときに前記連続波レーザ光の光吸収を増大させ熱反応を起こして記録マークを形成する連続波レーザ光源と、
前記超短パルスレーザ光の照射時間と前記連続波レーザ光の照射時間とが重なるように、前記超短パルスレーザ光及び連続波レーザ光を前記記録マークを形成する領域に照射し、前記超短パルスレーザ光の照射終了後にも前記連続波レーザ光の照射を継続すると共に、前記記録マークが所望形状となるように、前記連続波レーザ光の照射時間を制御する制御部と、
前記媒体の温度を調整するように前記連続波レーザ光の強度又周波数を変調する光学変調器と
を具備する光記録装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光記録装置であって、
前記制御部は、前記超短パルスレーザ光の照射の開始後に前記連続波レーザ光が前記媒体に照射されるように、前記モードロックレーザ光源と前記連続波レーザ光の照射タイミングを制御する光記録装置。
【請求項９】
請求項７に記載の光記録装置であって、
前記制御部は、前記超短パルスレーザ光の照射の開始と同時に前記連続波レーザ光が前記媒体に照射されるように、前記モードロックレーザ光源と前記連続波レーザ光の照射タイミングを制御する光記録装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の光記録装置であって、
前記制御部は、前記超短パルスレーザ光の照射の開始前に前記連続波レーザ光が前記媒体に照射されるように、前記モードロックレーザ光源と前記連続波レーザ光の照射タイミングを制御する光記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、媒体に光を照射し情報を記録する光記録方法及び光記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録媒体へのビットバイビット体積記録は様々なものがあり、例えば透明媒体中への３次元ピット記録などが提案されている(非特許文献１)。また、有機媒体中への非線形光学効果による発泡マーク形成も提案されている(特許文献１)。これらの体積記録方法は、一般的に超短パルスを用いた記録が主であり、記録マーク形成に至る反応過程は、アブレーションと全く同一の反応過程であると考えられている。レーザアブレーションによる穴形成は、光化学的反応および光熱反応の混合により発生すると考えられている(非特許文献２、Ｐ９１２)。
【０００３】
例えばＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕａｓ  Ｗａｖｅ）レーザを用いて物質にアブレーションを引き起こす場合、アブレーションの原理となる熱的分解を引き起こすためには数ワット級の高い平均光エネルギーが必要となるため、光源コストが問題となった。
【０００４】
これに対して、フェムト秒〜ピコ秒オーダーの超短パルスレーザを用いたアブレーションでは、高いピークパワーおよび短時間露光による光化学的な反応が支配的であるため、低い平均光エネルギーでアブレーションが可能となった。
【０００５】
超短パルス光を照射された材料は光励起され、光化学的反応により解離・イオン化等を引き起こす。一般に、超短パルスレーザを材料に照射することにより光化学的な反応が発生した場合、材料の吸収スペクトルは過渡的に変化し、光吸収が起き易い状態になる。
【０００６】
例えば、金属材料において超短パルスレーザを照射すると、多光子吸収による電子系の励起が起こり、伝導電子・イオン・プラズマが発生する(非特許文献２、Ｐ９２６)。
【０００７】
また有機分子においても、高強度超短パルスが照射されたサビニルブルー有機材料は、光吸収による電子状態変化と共に励起子−励起子緩和が発生し、過渡的な吸収変化・増大を引き起こす（非特許文献３：第三章）。この吸収時間は数十ピコ秒以上である。
【特許文献１】、特開２００５−３７６５８（［段落０１６６］）
【非特許文献１】Hirao et al, "Three-Dimensional Optical Data Storage in Vitreous Silica", Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 37 (1998) pp. L1527-L1530
【非特許文献２】レーザーハンドブック第二版  レーザー学会(編)
【非特許文献３】銅フタロシアニン固体のフェムト秒レーザーアブレーションに関する動力学的研究"  平成１２年  大阪大学大学院工学研究科  博士論文、  細川陽一郎
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、光化学的反応は、ナノ秒〜数十ピコ秒オーダの反応である熱反応が進む前に（記録マークが形成される前に）終了してしまう。例えば、非特許文献２では、励起状態などのLife timeは数ピコ秒以上であるため、従来の超短パルスレーザでは次の照射までに何の光励起を引き起こすことができなかった(非特許文献２、Ｐ９２６)。また、非特許文献３では、高強度超短パルスレーザの有機材料への照射により過渡的な吸収を引き起こすことができるが、一般的な高強度超短パルスレーザのパルス幅はフェムト秒〜数ピコ秒であり、またパルス列の間隔は一般に数１００ｎｓｅｃであるため、この過渡的な吸収を利用することはできなかった。このため、材料に光反応を生じさせるために必要な光パワーの閾値付近のビームパワーでは極小な領域のみしか反応しない。
【０００９】
そのため、記録マークの形状を制御するためには光エネルギーを閾値よりも相当高い光エネルギーを投入し、超短パルス照射後に発生する熱の拡散のみで記録マークの形状をコントロールする必要があった。例えば特許文献１では、フェムト秒レーザによるアブレーションにおいて深くアブレーションを行うためには、１パルスあたりのエネルギーを相当高く取る必要があった。
【００１０】
このように、パルス幅、波長、繰り返し周波数が固定である超短パルス光源を用いて露光を実現する方式では、記録マーク形状を制御するためには、１パルスあたりのピーク強度を変える、若しくは照射時間を変える方法しかなかった。
【００１１】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、低光パワーで媒体に記録マークを形成可能な光記録方法及び光記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明に係る光記録方法は、レーザ光のパルス列を媒体の記録マークを形成する領域に照射し、出力が連続的である連続波レーザ光を前記記録マークを形成する領域に照射する。
【００１３】
本発明では、レーザ光のパルスによる媒体の光反応により媒体の極小な領域を励起状態（又は過渡的な状態）とし、光吸収が起き易い状態にすることができ、この励起状態（又は過渡的な状態）のときに、連続波レーザ光を媒体に照射することで、連続波レーザ光の光吸収を増大させ熱反応を起こし、媒体に記録マークを形成することができる。つまり、レーザ光のパワーを、媒体の極小な領域を励起状態（又は過渡的な状態）にすることが可能な閾値より大きくすることなく、この低パワーのレーザ光のパルスにより媒体の極小な領域を励起状態（又は過渡的な状態）とし、この励起状態（又は過渡的な状態）が終了する前に、連続波レーザ光を照射することで、媒体に熱反応を起こし、低光パワーで媒体に記録マークを形成することができる。
【００１４】
前記レーザ光は超短パルスレーザ光であり、前記連続波レーザ光の照射時間と前記超短パルスレーザ光の照射時間とが重なるように、前記超短パルスレーザ光と前記連続波レーザ光とを照射する。超短パルスとは、例えばパルス幅がフェムト秒〜ピコ百秒のオーダーであることを意味する。
【００１５】
これにより、超短パルスレーザ光により、媒体の極小な領域を励起状態（又は過渡的な状態）とし、光吸収が起き易い状態にすることができ、この励起状態（又は過渡的な状態）のときに、連続波レーザ光を媒体に照射し熱反応を起こし記録マークを形成することができる。
【００１６】
この場合において、前記超短パルスレーザ光の照射の開始後に前記連続波レーザ光を照射する。
【００１７】
これにより、超短パルスレーザ光による媒体の光反応により媒体の極小な領域を確実に励起状態（又は過渡的な状態）にした後に、連続波レーザ光を媒体に照射し、確実に記録マークを形成することができる。
【００１８】
この場合において、前記超短パルスレーザ光の照射の開始と同時に前記連続波レーザ光を照射する。
【００１９】
これにより、超短パルスレーザ光と、連続波レーザ光との照射タイミングを容易に同期して、両レーザ光を媒体に照射することができる。
【００２０】
この場合において、前記超短パルスレーザ光の照射の開始前に前記連続波レーザ光の照射を開始する。
【００２１】
これにより、予め連続波レーザ光を媒体に照射しておき、その後、連続波レーザ光と共に超短パルスレーザ光により記録マークを形成することができる。
【００２２】
ここで、前記連続波レーザ光の照射前に、前記連続波レーザ光の強度を変調してもよい。これにより、媒体に供給される連続波レーザ光のエネルギー量を制御し、励起状態（又は過渡的な状態）の媒体の極小な領域で効率的に光吸収を起こし、熱反応を起こすことができる。
【００２３】
ここで、前記連続波レーザ光の照射前に、前記連続波レーザ光の周波数を変調してもよい。これにより、媒体に供給される連続波レーザ光のエネルギー量を制御し、例えば媒体が熱くなり過ぎないように媒体の温度を制御することができる。
【００２４】
前記超短パルスレーザ光と前記連続波レーザ光とを、同軸上で同じ向きから前記媒体に入射する。これにより、超短パルスレーザ光と連続波レーザ光との光路が一部重なることになり、光学系の小型化及び低コスト化を図ることができる。
【００２５】
前記超短パルスレーザ光と前記連続波レーザ光とを、同軸上で反対向きに前記媒体に入射する。これにより、媒体を挟んで一方側から超短パルスレーザ光を媒体に入射し、他方側から連続波レーザ光を媒体に入射し記録マークを形成することができる。
【００２６】
前記超短パルスレーザ光は、パルス幅がフェムト秒以上百ピコ秒以下である。これにより、媒体の極小な領域を短時間で励起状態（又は過渡的な状態）にすることができる。ここで、超短パルスレーザ光は、パルス幅がフェムト秒以上数百ピコ秒（例えば５００ピコ秒）以下であってもよい。
【００２７】
前記超短パルスレーザ光は、パルスのパワーが１ｋＷ以下である。これにより、従来のようにパルスのパワーが１００ｋＷの超短パルスレーザ光を媒体に照射する必要がなくなるため、低コストの光学システムを用いて記録マークを形成することができる。
【００２８】
本発明に係る光記録装置は、レーザ光のパルス列を媒体の記録マークを形成する領域に照射するレーザ光源と、出力が連続的である連続波レーザ光を前記記録マークを形成する領域に照射する連続波レーザ光源とを具備する。
【００２９】
本発明では、レーザ光のパルスによる媒体の光反応により媒体の極小な領域を励起状態（又は過渡的な状態）とし、光吸収が起き易い状態にすることができ、この励起状態（又は過渡的な状態）のときに、連続波レーザ光を媒体に照射することで、連続波レーザ光の光吸収を増大させ熱反応を起こし、媒体に記録マークを形成することができる。つまり、レーザ光のパワーを、媒体の極小な領域を励起状態（又は過渡的な状態）にすることが可能な閾値より大きくすることなく、この低パワーのレーザ光のパルスにより媒体の極小な領域を励起状態（又は過渡的な状態）とし、この励起状態（又は過渡的な状態）が終了する前に、連続波レーザ光を照射することで、媒体に熱反応を起こし、低光パワーで媒体に記録マークを形成することができる。
【００３０】
この場合において、前記レーザ光源は、超短パルスレーザ光を照射するモードロックレーザ光源であり、前記超短パルスレーザ光の照射時間と前記連続波レーザ光の照射時間とが重なるように、前記超短パルスレーザ光と前記連続波レーザ光との照射のタイミングを制御する制御部を更に具備する。
【００３１】
これにより、超短パルスレーザ光により、媒体の極小な領域を励起状態（又は過渡的な状態）とし、光吸収が起き易い状態にすることができ、この励起状態（又は過渡的な状態）のときに、連続波レーザ光を媒体に照射し超短パルスレーザ光と、連続波レーザ光とが重なるようにして、熱反応を起こし記録マークを形成することができる。
【００３２】
この場合において、前記制御部は、前記超短パルスレーザ光の照射の開始後に前記連続波レーザ光が前記媒体に照射されるように、前記モードロックレーザ光源と前記連続波レーザ光の照射タイミングを制御する。
【００３３】
これにより、超短パルスレーザ光による媒体の光反応により媒体の極小な領域を確実に励起状態（又は過渡的な状態）にした後に、連続波レーザ光を媒体に照射し、確実に記録マークを形成することができる。
【００３４】
この場合において、前記制御部は、前記超短パルスレーザ光の照射の開始と同時に前記連続波レーザ光が前記媒体に照射されるように、前記モードロックレーザ光源と前記連続波レーザ光の照射タイミングを制御する。
【００３５】
これにより、超短パルスレーザ光と、連続波レーザ光との照射タイミングを容易に同期して、両レーザ光を媒体に照射することができる。
【００３６】
この場合において、前記制御部は、前記超短パルスレーザ光の照射の開始前に前記連続波レーザ光が前記媒体に照射されるように、前記モードロックレーザ光源と前記連続波レーザ光の照射タイミングを制御する。
【００３７】
これにより、予め連続波レーザ光を媒体に照射しておき、その後、連続波レーザ光と共に超短パルスレーザ光により記録マークを形成することができる。
【発明の効果】
【００３８】
以上のように、本発明によれば、低光パワーで媒体に記録マークを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。  
図１は本発明の一実施形態に係る光記録装置のブロック図である。
【００４０】
図１に示すように、光記録装置１は、モードロックレーザ２、レンズ３，３´、偏光ビームスプリッタ４、ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕａｓ  Ｗａｖｅ）レーザ５、リレーレンズ６、対物レンズ７、サーボ専用レーザ８、レンズ９、ビームスプリッタ１１、ビームスプリッタ１２、集光レンズ１３、フォーカスサーボ用のフォトディテクタ１４、対物レンズフォーカスサーボ装置１５、対物レンズアクチュエータ１６及びスピンドル１７を備えている。
【００４１】
モードロックレーザ2は、所定の時間間隔の超短パルスレーザ光を発生するレーザである。超短パルスとは、例えばパルス幅がフェムト秒〜百ピコ秒のオーダーであることを意味する。この超短パルスレーザ光は、例えば周波数が５００ＭＨｚ、波長が４０５ｎｍの記録用のレーザ光である。レーザ媒質として、例えばＴｉ:Ｓ（チタンドープサファイア）結晶が用いられている。モードロックレーザ２から射出された超短パルスレーザ光は、直線偏光状態のレーザ光である。
【００４２】
レンズ３は、モードロックレーザ２から射出された超短パルスレーザ光を平行光にして、偏光ビームスプリッタ４に入射する。
【００４３】
偏光ビームスプリッタ４は、レンズ３からの直線偏光の超短パルスレーザ光を透過し、リレーレンズ６に入射すると共に、レンズ３´からの超短パルスレーザ光に直交する偏光状態のＣＷレーザ光をリレーレンズ６に向けて反射する。
【００４４】
ＣＷレーザ５は、連続波レーザ光をレンズ３´に向けて射出する。ＣＷレーザ光は、例えば平均パワーが１００ｍＷ、照射時間がほぼ３０ｎｓｅｃ（最短記録マークを形成するために確保することができる露光時間）の連続波である。ＣＷレーザ光は、モードロックレーザ２から射出された超短パルスレーザ光と直交する偏光状態のレーザ光である。
【００４５】
制御部Ｓは、モードロックレーザ２の超短パルスレーザ光の射出タイミングと、ＣＷレーザ５のＣＷレーザ光の射出タイミングとを後述するように制御する。
【００４６】
リレーレンズ６は、偏光ビームスプリッタ４からのレーザ光を、ビームスプリッタ１１及び１２を介して対物レンズ７に照射する。リレーレンズ６は、記録媒体１０の厚さ方向にレーザ光の焦点位置を調整するためにも用いられる。
【００４７】
対物レンズ７は、例えば入射した超短パルスレーザ光と、入射したＣＷレーザ光がとが記録媒体１０内の同じ位置で焦点を結ぶように集光する。対物レンズ７のＮＡは０．８５である。
【００４８】
サーボ専用レーザ８は、例えば波長が６３０ｎｍのフォーカスサーボ専用の（図８では点線で示す）フォーカスサーボ光Ｆをレンズ９に向けて射出する。
【００４９】
レンズ９は、フォーカスサーボ光Ｆをビームスプリッタ１１に照射する。
【００５０】
ビームスプリッタ１１は、フォーカスサーボ光Ｆをビームスプリッタ１２に向けて反射する。
【００５１】
ビームスプリッタ１２は、ビームスプリッタ１１からのフォーカスサーボ光Ｆを透過する。ビームスプリッタ１２を透過したフォーカスサーボ光Ｆは、対物レンズ７で集光され、記録媒体１０の基準面で反射する。記録媒体１０の基準面は、フォーカスサーボ光Ｆは反射するが、記録用の超短パルスレーザ光及びＣＷレーザ光を透過する波長選択膜である。基準面で反射したフォーカスサーボ光Ｆは、対物レンズ７を透過してビームスプリッタ１２に入射する。ビームスプリッタ１２は、入射したフォーカスサーボ光Ｆを集光レンズ１３に向けて反射する。
【００５２】
集光レンズ１３は、ビームスプリッタ１２で反射されたフォーカスサーボ光Ｆをフォトディテクタ１４に集光する。
【００５３】
フォトディテクタ１４は、集光レンズ１３からのフォーカスサーボ光Ｆに基づき、例えば非点収差法により対物レンズフォーカスサーボ装置１５に信号を出力する。
【００５４】
対物レンズフォーカスサーボ装置１５は、フォトディテクタ１４からの信号に基づき、対物レンズアクチュエータ１６を制御するための制御信号を出力する。
【００５５】
対物レンズアクチュエータ１６は、対物レンズフォーカスサーボ装置１５からの制御信号に基づき、対物レンズ７をフォーカス制御するために移動させる。
【００５６】
図２は超短パルスレーザ光のパワー、ＣＷレーザ光のパワーと、時間との関係を示す図である。図２に示すように、モードロックレーザ２から射出された記録媒体１０に照射される超短パルスレーザ光は、パルス幅ｗ（ｔ２−ｔ１）がフェムト秒〜百ピコ秒のオーダー、周波数が５００ＭＨｚ（超短パルスの照射周期（ｔ３−ｔ１））、パワーＰがｐ１（例えば１ｋＷ以下）、波長が４０５ｎｍの記録用のレーザ光である。
【００５７】
ここで、ｔ１は例えば第１の超短パルスの照射開始時刻、ｔ２は第１の超短パルスの照射終了時刻、ｔ３はモードロックレーザ２から第１の超短パルスに続いて射出された第２の超短パルスの照射開始時刻である。
【００５８】
記録媒体１０に照射されるＣＷレーザ光は、パワーＰが例えばｐ２（１００ｍＷ＜ｐ１）、照射開始の時刻ｔ４（ｔ１＜ｔ４≦ｔ２）、照射時間（ｔ５−ｔ４）が例えば３０（ｎｓｅｃ）である記録用のレーザ光である。例えば時刻ｔ１〜ｔ５は制御部Ｓにより制御されている。
【００５９】
この結果、超短パルスレーザ光による照射エネルギーは、１ｎＪであり、ＣＷレーザ光による照射エネルギーは、３ｎＪとなり、これらのパワーを合計すると、４ｎＪのエネルギーを投入することができる。
【００６０】
次に、図１の光記録装置１を用いた記録媒体１０への情報の光記録方法を説明する。  
図３は図１の光記録装置１を用いた光記録方法を示すフローチャート、図４（Ａ）は超短パルスレーザ光を照射した状態を示す図、図４（Ｂ）はＣＷレーザにより記録マークが形成された状態を示す図である。  
図１に示すように、スピンドル１７に記録媒体１０をセットし図示しない駆動機構により記録媒体１０を回転させる（ＳＴ３０１）。例えば、線速度が５ｍ／ｓとなるようにする。
【００６１】
モードロックレーザ２から例えば所定の時間間隔（ｔ３−ｔ１）、所定のパルス幅ｗ（図２参照）の超短パルスレーザ光を射出する（ＳＴ３０２）。
【００６２】
これにより、例えば図２に示すように、時刻ｔ１に第１の超短パルスの照射が開始し時刻ｔ２にパルス照射が終了する。この結果、図４（Ａ）に示すように、例えば記録媒体１０は、光励起され、光化学的反応により解離、イオン化などを引き起こす。つまり、光化学的反応により吸収スペクトルが過渡的に変化し記録媒体１０の極小な領域ｇで光吸収が起き易い状態（励起状態、過渡状態）となる。
【００６３】
より具体的には、例えば記録媒体１０が多光子吸収材料である場合には、多光子吸収による電子系の励起が起こり、伝道電子、イオン、プラズマが発生する励起状態となる。これらのライフタイム（Ｌｉｆｅ  ｔｉｍｅ）は、数ピコ秒程度である。
【００６４】
また、例えば記録媒体１０が有機材料であるときには、光吸収による電子状態変化と共に励起子―励起子緩和が発生し、過渡的に吸収スペクトルが変化・増大する状態（過渡状態）を引き起こす。この吸収の時間は、数十ピコ秒（以上）である。
【００６５】
次いで、ＣＷレーザ５から時刻ｔ４にＣＷレーザの照射を開始する（ＳＴ３０３）。このとき、ＣＷレーザ光の焦点が超短パルスレーザ光の焦点と重なり、かつＣＷレーザ光の照射時間（ｔ５−ｔ４）が超短パルスレーザ光の照射時間（ｔ２−ｔ１）に時刻ｔ４〜時刻ｔ２の間で重なるようにする（図２参照）。
【００６６】
これにより、超短パルスレーザ光による記録媒体１０の励起状態（又は過渡状態）のときに、連続波レーザ光を記録マークを形成する領域に照射することで、連続波レーザ光の光吸収を増大させ熱反応を起こし、熱的なアブレーションを制御（促進）し、図４（Ｂ）に示すように記録媒体１０に記録マークＧ（例えばボイド）を形成する（ＳＴ３０４）。
【００６７】
このように本実施形態によれば、パワーが１ｋＷの低パワーの超短パルスレーザ光のパルスにより記録媒体１０の極小な領域ｇを光反応により励起状態（又は過渡的な状態）とし、光吸収が起き易い状態にすることができ、この励起状態（又は過渡的な状態）のとき（例えば図２の時刻ｔ１〜時刻ｔ２）に、ＣＷレーザ光を照射することで、記録媒体１０に熱反応を起こし、図４（Ｂ）に示すように低光パワーで記録媒体１０の記録面内方向Ｘの長さが所望の長さＬ１、記録媒体１０の厚さ方向Ｚの長さが所望の長さＬ２の記録マークＧ（例えばボイド）を形成することができる。
【００６８】
例えば記録媒体１０に２光子吸収材料を用いる場合には、この材料への超短パルスレーザ光の照射により、焦点の近傍の領域ｇでエネルギーが大きくなるため２光子吸収が起こり、領域ｇにボイド（穴）が形成されるが、この照射だけでは、焦点から外れた領域ではエネルギーが低いため２光子吸収が起こらず所定の大きさの記録マークＧ（ボイド）が形成されない。
【００６９】
しかし、本実施形態では、図２に示すように、超短パルスレーザ光の照射の開始（時刻ｔ１）後にＣＷレーザ光を照射を開始し（時刻ｔ４＞時刻ｔ１）、超短パルスレーザ光とＣＷレーザ光とが（ｔ４−ｔ２の間で）時間的かつ空間的に重なる。この結果、確実に上述した超短パルスレーザ光により励起状態を引き起こし、この状態でＣＷレーザ光を供給し熱化学的反応により記録マークＧを形成することができる。
【００７０】
光記録装置１のモードロックレーザ２のパワーＰのピークが１ｋＷと小さくなるので、低コストで光学系を構成することができる。
【００７１】
偏光ビームスプリッタ４は、レンズ３からの直線偏光の超短パルスレーザ光を透過し、リレーレンズ６に入射すると共に、レンズ３´からの直線偏光に直交する偏光状態のＣＷレーザ光をリレーレンズ６に向けて反射する。これにより、エネルギーロスなく、超短パルスレーザ光とＣＷレーザ光とを合波することができる。本実施形態では、超短パルスレーザ光の波長とＣＷレーザ光との波長が同一であっても適用することができるので大変有用である。
【００７２】
なお、超短パルスレーザ光と、ＣＷレーザ光との波長は、超短パルスレーザ光が励起状態（又は過渡状態）を形成でき、ＣＷレーザ光が光吸収による熱化学的反応を引き起こすことができれば、必ずしも同一である必要はない。
【００７３】
超短パルスレーザ光の波長とＣＷレーザ光の波長とが異なる場合には、図１に示す偏光ビームスプリッタ４の代わりに、例えば偏光ビームスプリッタ４と同形状のダイクロックミラーを用いるようにしてもよい。ダイクロックミラーは、特定の波長の光を反射し（例えばＣＷレーザ光）、この特定の波長とは異なる波長の光（例えば超短パルスレーザ光）を透過するミラーである。このような構成によっても、このダイクロックミラーにより、超短パルスレーザ光と、ＣＷレーザ光とを合波することができる。
【００７４】
図５は第１の変形例の超短パルスレーザ光のパワー、ＣＷレーザ光のパワーと、時間との関係を示す図である。なお、本変形例以降においては上記実施形態と同様の構成等には同様の符号を付しその説明を省略し、異なる箇所を中心に説明する。  
第１の変形例では、上記実施形態に比べて、モードロックレーザ２による記録媒体１０への超短パルスレーザ光の照射タイミングと、ＣＷレーザ５による記録媒体１０へのＣＷレーザ光の照射タイミングとが異なっている。
【００７５】
図５に示すように、ＣＷレーザ５は、モードロックレーザ２の第１の超短パルスの照射開始時刻ｔ１と同時（時刻ｔ４）に、第１のＣＷレーザ光の照射を開始する。なお、例えば第１の超短パルスに続く第ｎ（≧２）の超短パルスと、第ｎ（ｎ≧２）の連続波パルス光についても同様の関係を有するようにしてもよい。
【００７６】
これにより、例えば第１の超短パルスレーザ光と、第１のＣＷレーザ光との照射タイミングを例えば制御部Ｓにより容易に同期して、両レーザ光を記録媒体１０に時間的に重なるように照射することができる。
【００７７】
図６は第２の変形例の超短パルスレーザ光のパワー、ＣＷレーザ光のパワーと、時間との関係を示す図である。  
第２の変形例では、上記実施形態に比べて、モードロックレーザ２による記録媒体１０への超短パルスレーザ光の照射タイミングと、ＣＷレーザ５による記録媒体１０へのＣＷレーザ光の照射タイミングとが異なっている。
【００７８】
図６に示すように、モードロックレーザ２から記録媒体１０への超短パルスレーザ光の照射開始の時刻ｔ１より前に、ＣＷレーザ５から記録媒体１０へのＣＷレーザ光の照射が開始するように（ｔ４＜ｔ１）、制御部Ｓによりタイミングが制御されている。
【００７９】
これにより、予め時刻ｔ４−ｔ１の間ＣＷレーザ光を記録媒体１０に照射しておき、その後、超短パルスレーザ光を照射することにより、記録マークＧを形成することができる。
【００８０】
図７は第３の変形例の超短パルスレーザ光のパワー、ＣＷレーザ光のパワーと、時間との関係を示す図である。  
第３の変形例は、上記実施形態に比べて、ＣＷレーザ光の照射時間（ｔ６−ｔ４）が異なっている。
【００８１】
図７に示すように、ＣＷレーザ光の照射の終了時刻ｔ６が、実施形態のＣＷレーザ光の照射終了時刻ｔ５より後（ｔ６＞ｔ５）になっている。つまり、ＣＷレーザ光の照射時間（ｔ６−ｔ４）が実施形態のＣＷレーザ光の照射時間（ｔ５−ｔ４）に比べて長くなっている。
【００８２】
図８は第３の変形例のＣＷレーザ光の照射による記録マークを示す記録媒体の断面図である。  
図８に示すように、第３の変形例で形成された記録マークＧｂは、記録媒体１０の記録面内方向Ｘの長さＬ３が、実施形態で形成された記録マークＧの記録面内方向Ｘの長さＬ１より長くなっている。
【００８３】
このように第３の変形例によれば、ＣＷレーザ５からのＣＷレーザ光の照射時間（ｔ６−ｔ４）（図７参照）を制御部Ｓにより適宜制御することで、記録マークＧｂの形状を容易に適切な形状に制御することができる。
【００８４】
また、例えば記録媒体１０等に比べて光反応性の悪い材料を用いて記録マークを形成する場合でも、材料に供給するエネルギーの総量を容易に増加することができるので、確実かつ容易に反応させることができる。
【００８５】
図９は第４の変形例の光記録装置の光学系の構成を示す図である。  
第４の変形例の光記録装置１００の光学系は、上記実施形態に比べて、超短パルスレーザ光とＣＷレーザ光とを、同軸Ａ上で反対向きに記録媒体１０に入射する点が異なる。軸Ａは、例えば光学系を構成する一連の光学素子の一致した主軸によってできた線である。
【００８６】
図９に示すように、第４の変形例の光記録装置１００の光学系は、ＣＷレーザ５´を含む光学系１０１を備えている。光学系１０１は、ＣＷレーザ５´、レンズ３´、対物レンズ１０２及び対物レンズアクチュエータ１０３等を備えている。
【００８７】
ＣＷレーザ５´は、例えば１００ｍＷ、照射時間がほぼ３０ｎｓｅｃである連続波のＣＷレーザ光をレンズ３´に向けて照射する。
【００８８】
レンズ３´は、ＣＷレーザ５´から入射したＣＷレーザ光を平行光にし対物レンズ１０２に向けて照射する。
【００８９】
対物レンズ１０２は、レンズ３´から入射したＣＷレーザ光を記録マークを形成する領域に集光する。
【００９０】
この結果、上記実施形態と同様に、記録媒体１０の記録マークを形成しようとする領域に軸Ａに平行な方向に入射した超短パルスレーザ光と、軸Ａに平行に超短パルスレーザ光とは反対向きに入射したＣＷレーザ光とが空間的かつ時間的に重なりボイドである記録マークが形成される。
【００９１】
このような構成によれば、記録媒体１０を挟んで一方側（図９の上側）から超短パルスレーザ光を記録媒体１０の記録マークを形成する領域に対物レンズ７等により入射し、他方側（図９の下側）からＣＷレーザ光を記録媒体１０の記録マークを形成する領域に対物レンズ１０２等により入射し、実施形態と同様に、記録マークを形成することができる。
【００９２】
図１０は第５の変形例の光記録装置の光学系の構成を示す図である。  
第５の変形例の光記録装置２００の光学系は、図１０に示すように、上記実施形態に比べて、ＣＷレーザ光の強度を変調するための電気光学変調器１３０を備える点などが異なる。
【００９３】
図１０に示すように、光記録装置２００の光学系は、ＣＷレーザ５と、レンズ３´との間に、電気光学変調器１３０及びポラライザ（偏向ビームスプリッタ）１３２を備えている。
【００９４】
制御部Ｓは、ＣＷレーザ５から電気光学変調器１３０に入射したＣＷレーザ光の振幅を制御するための制御信号を、電気光学変調器１３０に出力する。
【００９５】
図１１は電気光学変調器１３０の構成を示す図、図１２は変調されたＣＷレーザ光の波形を示す図である。  
電気光学変調器１３０は、図１１に示すように、例えば制御部Ｓからの制御信号に基づき、非線形光学結晶（例えばリン酸二水素カリウムＫＤＰ結晶）１３１に電圧を所定時間間隔で印加することができるように構成されている。これにより、非線形光学結晶１３１に電圧を所定時間間隔で印加することで、例えばＣＷレーザ５から射出された出力が連続的なＣＷレーザ光の偏光状態を制御し、非線形光学結晶１３１を透過する光の強度を例えば図１２に示すように変調することができる。ポラライザ（偏向ビームスプリッタ）１３２は、非線形光学結晶１３１を透過した特定の偏向成分のみ出力する。
【００９６】
このような構成によれば、ＣＷレーザ光の記録媒体１０への照射前に、電気光学変調器１３０により図１２に示すようにＣＷレーザ光の強度を変調して記録媒体１０に照射することができる。この結果、記録媒体１０に供給されるＣＷレーザ光のエネルギー量を制御し、例えば記録媒体１０が熱くなり過ぎないように記録媒体１０の温度を制御することができる。
【００９７】
この例では、ＣＷレーザ光の強度を変調する例を示した。しかし、同様の構成の電気光学変調器１３０を用いてＣＷレーザ光の周波数（時間）を変調するようにしてもよい。この場合にも同様に、例えば記録媒体１０が熱くなり過ぎないように記録媒体１０の温度を制御することができる。
【００９８】
なお、本発明は以上説明した実施の形態には限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。
【００９９】
上記実施形態では、ＣＷレーザ５から射出されたＣＷレーザ光を変調するために電気光学変調器１３０を用いる例を示した。しかし、電気光学変調器１３０等に限らず、例えば電気光学変調器１３０等の代わりに音響光学変調器等を用いてもよい。
【０１００】
図１３は音響光学変調器を用いた光記録装置の光学系を示す図である。  
図１３に示すように、音響光学変調器１４０及びレンズ１４６は、図１２の電気光学変調器１３０及びポラライザ１３２の代わりにＣＷレーザ５とレンズ３´との間に挿入されている。
【０１０１】
音響光学変調器１４０は、例えばＣＷレーザ５からのＣＷレーザ光が入射する位置に配置されたガリウムリンや水晶結晶などの音響光学材１４１と、オシレータ１４２と、オシレータ１４２からの信号をＡＭ変調するミキサ１４３と、ミキサ１４３からの信号を増幅する増幅器１４４と、この増幅した信号に基づき駆動する圧電素子１４５とを備えている。レンズ１４６は、ＣＷレーザ５と音響光学材１４１との間に設けられている。圧電素子１４５の駆動により音響光学材１４１に音響波を入力することができるように構成されている。音響光学材１４１に入力する音響波の強度に基づいて、音響光学材１４１を透過する光（回折光）の強度を変調することができる。レンズ１４６は、ＣＷレーザ５からのＣＷレーザ光を音響光学材１４１に集光する。
【０１０２】
これにより、図１２に示す例と同様に、ＣＷレーザ光を変調しＣＷレーザ光のエネルギー量を制御し、記録媒体に照射することができる。
【０１０３】
上記実施形態では、図２に示すように超短パルスレーザ光のパワーＰが例えば１ｋＷの例を示した。しかし、パワーＰの値はこれは限定されず、例えばパワーＰをより大きくして、パルス幅ｗを小さくするようにしてもよい。
【０１０４】
上記実施形態では、図１では、超短パルスレーザ光とＣＷレーザ光とを、記録媒体１０に対して、同軸Ａに平行に同じ向きから照射する例を示し、図９では、超短パルスレーザ光とＣＷレーザ光とを、記録媒体１０に対して、同軸Ａに平行に反対向きに照射する例を示した。しかし、超短パルスレーザ光と、ＣＷレーザ光との記録媒体１０への入射方向は、超短パルスレーザ光とＣＷレーザ光とが所定の記録マークを形成する領域で一致すれば、これらに限定されず、例えばあらゆる方向からこれらのレーザ光を絞り記録マークを形成してもよい。
【０１０５】
図１４は第６の変形例の光記録装置の光学系を示す図である。  
図１４に示すように、上記実施形態に比べて、第６の変形例は、ビームスプリッタ３００、外部摂動供給部３０１を備える点などが異なっている。
【０１０６】
図１４に示すように、モードロックレーザ２から射出された超短パルスレーザ光は、レンズ３を介して、ビームスプリッタ３００に入射する。ビームスプリッタ３００に入射した超短パルスレーザ光は、ビームスプリッタ３００より外部摂動供給部３０１方向と、ミラー３０２方向とに分離する。ビームスプリッタ３００で分離した一方の超短パルスレーザ光は、外部摂動供給部３０１により例えば光や電場や磁場などの外部摂動などが加えられることで、モードロックが意図的に外されＣＷレーザ光となる。制御部Ｓは、外部摂動供給部３０１の例えば光や電場や磁場などを制御する制御信号を外部摂動供給部３０１に出力する。外部摂動供給部３０１を通過したＣＷレーザ光は、対物レンズ７で集光し記録媒体１０に入射する。一方、ビームスプリッタ３００で分離した他方の超短パルスレーザ光は、ミラー３０２、３０３、３０４で反射し、対物レンズ７で集光され記録媒体１０に入射する。
【０１０７】
このような構成によっても、超短パルスレーザ光と、ＣＷレーザ光との照射タイミングを例えば制御部Ｓにより容易に上述したように制御して（図２参照）、両レーザ光を記録媒体１０に時間的に重なるように照射することができる。
【０１０８】
なお、短パルスレーザ光を発振可能な半導体レーザを用いて、この半導体レーザの利得領域に短パルスを注入することで、オーバーシュートを引き起こし、超短パルスレーザ光を得るようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の一実施形態に係る光記録装置のブロック図である。
【図２】レーザ光のパワーと時間との関係を示す図である。
【図３】図１の光記録装置を用いた光記録方法を示すフローチャートである。
【図４】（Ａ）は超短パルスレーザ光を照射した状態を示す図、（Ｂ）はＣＷレーザにより記録マークが形成された状態を示す図である。
【図５】第１の変形例の超短パルスレーザ光とＣＷレーザ光との照射タイミングを示す図である。
【図６】第２の変形例の超短パルスレーザ光とＣＷレーザ光との照射タイミングを示す図である。
【図７】第３の変形例の超短パルスレーザ光、ＣＷレーザ光のパワーと、時間との関係を示す図である。
【図８】第３の変形例のＣＷレーザ光の照射による記録マークを示す記録媒体の断面図である。
【図９】第４の変形例の光記録装置の光学系の構成を示す図である。
【図１０】第５の変形例の光記録装置の光学系の構成を示す図である。
【図１１】電気光学変調器の構成を示す図である。
【図１２】変調されたＣＷレーザ光の波形を示す図である。
【図１３】音響光学変調器を用いた光記録装置の光学系を示す図である。
【図１４】第６の変形例の光記録装置の光学系を示す図である。
【符号の説明】
【０１１０】
Ｇ、Ｇｂ  記録マーク
Ｓ  制御部
Ａ  同軸
１、１００、２００  光記録装置
２  モードロックレーザ
７  対物レンズ
１０  記録媒体
５  ＣＷレーザ
１３０  電気光学変調器
１４０  音響光学変調器
１４１  音響光学材
【図１】
0004935736.tif 000002
【図２】
0004935736.tif 000003
【図３】
0004935736.tif 000004
【図４】
0004935736.tif 000005
【図５】
0004935736.tif 000006
【図６】
0004935736.tif 000007
【図７】
0004935736.tif 000008
【図８】
0004935736.tif 000009
【図９】
0004935736.tif 000010
【図１０】
0004935736.tif 000011
【図１１】
0004935736.tif 000012
【図１２】
0004935736.tif 000013
【図１３】
0004935736.tif 000014
【図１４】
0004935736.tif 000015