CN1826646A - 光学记录介质和制造该光学记录介质的方法、及针对该光学记录介质的数据记录和再现的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光学记录介质(10),它包括支撑基板(11)、透光层(12)、和插入到所述透光层(12)和所述支撑基板(11)之间的第一电介质层(31)、贵金属氮化物层(23)、第二电介质层(32)、光吸收层(22)、第三电介质层(33)、和反射层(21)。在本发明的光学记录介质中,激光束(40)从光入口面(12a)照射到基板上,来局部分解贵金属氮化物层(23),并且能够通过由此产生的气泡坑来形成记录标记。由于充满形成记录标记的气泡坑的气体是化学性质稳定的氮气(N2)。所以所述气体氧化或腐蚀其它层的几率极低,从而可实现很高的存储可靠性。

Description

光学记录介质和制造该光学记录介质的方法、及针对该光学记 录介质的数据记录和再现的方法
技术领域
本发明涉及一种光学记录介质和一种制造光学记录介质的方法,尤其是涉及一种通过气体的产生来形成记录标记的光学记录介质,以及一种制造该光学记录介质的方法。而且,本发明还涉及一种将数据记录在光学记录介质上和从光学记录介质再现数据的方法,以及一种通过气体的产生来形成记录标记从而将数据记录在光学记录介质上和从该种光学记录介质再现数据的方法。
背景技术
近年来,以CD(光盘)或DVD(数字多功能盘)为代表的光学记录介质已经被广泛地用作记录介质来记录大量数字数据。
在多种CD中,一种不允许附加地写或重写数据的CD(CD-ROM)具有将反射层和保护层叠在一个大约1.2mm厚的透光基板上的结构。将具有大约780nm波长的激光束从透光基板侧照射到反射层,从而再现数据。同时,一种允许附加写入数据的CD(CD-R)和一种允许重写数据的CD(CD-RW)具有在透光基板和反射层之间加入一个记录层的结构。通过将具有大约780nm波长的激光束从透光基板侧照射到记录层来对数据执行记录和再现。
就CD来说,将具有大约0.45数值孔径的物镜用于聚焦,因此,反射层或记录层上的激光束射束点尺寸缩小到大约1.6μm的值。因此,就CD来说,在标准线速度(大约1.2m/sec.)下可以达到大约700MB的记录容量,和大约1Mbps的数据传输速率。
在多种DVD中,一种不允许附加地写或重写数据的DVD(DVD-ROM)具有通过粘合层将多层体和大约0.6mm厚的模型(dummy)基板粘到一起形成的结构,其中,通过将反射层和保护层叠在大约0.6mm厚的透光基板上来形成多层体。可将具有大约635nm波长的激光束从透光基板侧照射到反射层来再现数据。同时,一种允许附加写入数据的DVD(DVD-R等)和一种允许重写数据的DVD(DVD-RW等)具有通过在透光基板和反射层之间额外插入一个记录层的结构。通过将具有大约635nm波长的激光束从透光基板侧照射到记录层来对数据执行记录和再现。
就DVD来说,将具有大约0.6数值孔径的物镜用于聚焦激光束,因此,反射层或记录层上的激光束射束点尺寸缩小到大约0.93μm。如上所述,用波长比用于CD的激光束的波长短的激光束和数值孔径比用于CD的物镜的数值孔径大的物镜将数据记录在DVD上或从DVD再现数据。从而,实现了所得射束点尺寸小于在CD上达到的射束点尺寸。因此,DVD达到了大约4.7GB/面的记录容量,并且在标准线速度(大约3.5m/sec.)下达到大约11Mbps的数据传输速率。
近来,已经提出了一种其数据记录容量大于DVD的数据记录容量且可实现超过DVD的数据传输速率的光学记录介质。就这样一种下一代光学记录介质而言,使用具有大约405nm波长的激光束和具有大约0.85数值孔径的物镜来实现大容量和高数据传输速率。因此,激光束射束点尺寸缩小到大约0.43μm,并且达到了大约25GB/面的记录容量,且可在标准线速度(大约4.9m/sec)下达到大约36Mbps的数据传输速率。
如上所述,由于将具有很高数值孔径的物镜用于下一代光学记录介质,所以,为了确保足够的倾斜裕度(tilt margin)并为了防止出现彗形象差,将作为激光束光路的透光层的厚度设置得极小,大约100μm。因此,对于下一代光学记录介质,在如CD、DVD、某种当前光学记录介质等中的透光基板上形成诸如记录层之类的各种功能层的过程中遇到了困难。当前描述了这样的方法,该方法用于在支撑基板上以薄膜形式形成反射层和记录层,通过旋涂方法等在这些层上形成薄树脂层,并且使用这样形成的树脂层作为透光层。与从光入口面开始顺序地形成薄膜的当前的光学记录介质的制造方式相比,在制造下一代光学记录介质的过程中,薄膜以与光入口面开始的顺序相反的顺序形成。
如上所述,主要通过将激光束的射束点尺寸减小来实现光学记录介质容量和数据传输速率的增加。因此,为了实现容量和数据传输速率的进一步提高,必须减小射束点尺寸。然而,如果激光束的波长进一步变短,则透光层吸收的激光束能量将突然增加,或者透光层的使用年限退化将变得更严重。为此,进一步缩短波长是困难的。另外,考虑到镜头设计或保证倾斜裕度等的困难,进一步增加物镜的数值孔径也是困难的。简言之,激光束的射束点尺寸的进一步减小可以说是极其困难的。
在此情况下,近来已经提出了一种超解析型光学记录介质作为实现容量的增加和数据传输速率的提高的另一尝试。超解析型光学记录介质指的是形成超过解析极限的微记录标记并可以从这种记录标记再现数据的光学记录介质。如果使用这种光学记录介质,则可实现容量和数据传输速率的提高,而不用减小射束点尺寸。
更具体地讲,当激光束的波长取λ并且物镜的数值孔径取NA时,衍射极限d1由下式给出
d1=λ/2NA
在一种用记录标记的长度和空白区域的长度,即边缘之间距离,表示数据的光学记录介质中,如CD或DVD,单频信号的解析极限d2由下式给出
d2=λ/4NA
具体地讲,在不是超解析型的普通光学记录介质中,如果最短记录标记的长度或最短空白区域的长度低于解析极限,则难以将记录标记和空白区域区分开。反之,在超解析型光学记录介质中,其长度低于解析极限的记录标记和空白区域是可利用的。因此,可实现容量的增加和数据传输速率的提高,而不用减小射束点尺寸。
迄今已经提出了一种称作“散射型超级RENS(超级RENS))”(超解析近场结构(Super Resolution Near-Field Structure))的超解析型光学记录介质作为超解析型光学记录介质(参见非专利文献1)。该光学记录介质采用由相变材料层和金属氧化物组成的再现层。有这样的认识,即,当暴露在激光束下时,在射束点中心的高能区域中构成再现层的金属氧化物被分解,由金属氧化物分解而得到的金属微粒会将激光束散射,从而导致近场光。对于实现超解析的解释为,由于将近场光局部地照射到相变材料层,所以,可利用相变来执行超解析记录和超解析再现。当激光束移走时,通过再现层分解得到的金属和氧会再次结合到一起,从而恢复为最初的金属氧化物。因此,重复进行重写被认为是可行的。
然而,本发明的发明人的研究表明,在称作“散射型超级RENS”的超解析型光学记录介质中相变材料层的相位改变难以作为信号出现,并且再现层的分解是不可逆的。即,该研究表明,称作“散射型超级RENS”的超解析型光学记录介质不是允许在相变材料层中形成可逆记录标记的可重写光学记录介质,该超解析型光学记录介质能够被实现为允许在再现层(贵金属的金属氧化物层)中形成不可逆记录标记的一次性写入光学记录介质(参见非专利文献2)。
能够在贵金属氧化物层中形成小于解析极限的微记录标记的原因在于,贵金属氧化物层在射束点中心的高能区域中被局部分解,并且由分解导致的气泡坑使分解的区域塑性变形。将塑性变形区域用作记录标记,并且将没有塑性变形的区域用作空白区域。然而,能够从这样形成的微记录标记再现数据的原因还不清楚。
【非专利文献1】“A near-field recording and readout technologyusing a metallic probe in an optical disk,”Jap.J.Appl.Phys.,日本Society of Applied Physics,2000,39卷,980-981页。
【非专利文献2】“Rigid bubble pit formation and huge signalenhancement in super-resolution near-field structure disk withplatinum-oxide layer,”Applied Physics Letters,American Institute ofPhysics,2002年12月16日,81卷,Number 25,4697-4699页。
如上所述,在当前提出的超解析型光学记录介质中,通过贵金属氧化物层分解产生的氧气(O2)导致了局部区域塑性变形,并且将这样变形的区域用作记录标记。因此,考虑将具有更高化学稳定性的气体用作期望产生的气体。这也以类似方式应用于不是超解析型光学记录介质的光学记录介质。
将超解析技术应用于光学记录介质意味着达到更高的容量和更高的数据传输速率。因此,非常期望能够通过使用波长更短的激光束和数值孔径更大的物镜来记录和再现数据。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种能够借助于产生化学性质稳定的气体来形成记录标记的光学记录介质,特别是提供一种超解析型光学记录介质和一种制造该超解析型光学记录介质的方法。
本发明的另一目的在于提供一种通过使用波长更短的激光束和数值孔径更大的物镜来将数据记录在借助于产生化学性质稳定的气体来形成记录标记的光学记录介质上和从该光学记录介质再现数据的方法。
本发明的光学记录介质的特征在于,包括基板和设置在基板上的贵金属氮化物层。在本发明的光学记录介质中,从光入口面将激光束照射到基板上,从而局部分解贵金属氮化物层,以便能够借助由贵金属氮化物层分解而产生的气泡坑来形成记录标记。在此情况下,充满形成记录标记的气泡坑的气体是化学性质稳定的氮气(N2)。该气体氧化或腐蚀其它层的风险是很小的,从而可实现很高的存储可靠性。
在此,该光学记录介质还优选地包括第一电介质层,当从所述贵金属氮化物层看时其设置在所述基板的光入口面一侧上;以及第二电介质层,当从所述贵金属氮化物层看时其设置在与所述基板的光入口面相对的基板的一侧上。只要所述贵金属氮化物层夹在所述第一和第二电介质层之间,就能够将所述贵金属氮化物层分解而产生的氮气(N2)长时间稳定地密封,从而能够获得较高的存储可靠性。
所述光学记录介质还优选地包括光吸收层和第三电介质层,当从所述第二电介质层看时它们设置在基板上与所述光入口面相对的一侧上,并且当从所述第二电介质层看时按此顺序排列。通过这种结构,将在记录操作期间照射的激光束的能量有效地转换为热量,从而能够获得优良的记录特性。
而且,所述光学记录介质还优选地包括反射层,当从所述第三电介质层看时所述反射层设置在基板上与所述光入口面相对的一侧上。只要设置有这种反射层,再现信号的强度就会提高,并且再现稳定性也会显著提高。这里,术语“再现稳定性”指的是对再现质量恶化现象的抵抗能力,即在再现操作中贵金属氮化物层的状态被激光束照射的能量改变的现象,会使噪音增加和载波数减少,从而导致了CNR降低。优选地是,所述反射层的厚度范围自5nm到200nm,更优选地是,其范围自10nm到150nm。只要如上所述那样设置所述反射层的厚度,就能获得再现稳定性充分提高的优点,而不会使生产率有大的下降。
所述贵金属氮化物层优选地包括氮化铂(PtNx)。在此情况下,最优选地是,整个贵金属氮化物层都充分地由氮化铂(PtNx)形成。然而,所述贵金属氮化物层可能包含不可避免地混入的其它材料或杂质。只要将氮化铂(PtNx)用作所述贵金属氮化物层的材料,那么就可以获得优良的信号特性和足够的稳定性。
优选地是,本发明的光学记录介质还包括从所述第一电介质层看时设置在与所述基板相对一侧的透光层,并具有光入口面。在此情况下,优选地是,所述基板的厚度范围自0.6mm到2.0mm;优选地是,所述透光层的厚度范围自10μm到200μm;优选地是,所述贵金属氮化物层的厚度范围自2nm到75nm;优选地是,所述第二电介质层的厚度范围自5nm到100nm;优选地是,所述光吸收层的厚度范围自5nm到100nm;并且优选地是,所述第三电介质层的厚度范围自10nm到140nm。借助于该结构,可通过使用波长(λ)小于大约635nm的激光束和数值孔径(NA)在大约0.6以上的物镜来将λ/NA设置为640nm或更小来实现超解析记录和超解析再现。尤其是,通过使用用于下一代光学记录介质的波长大约为405nm的激光束和数值孔径大约为0.85的物镜来进行超解析记录和超解析再现,从而可获得优良的特性。
一种制造本发明的光学记录介质的方法的特征在于,包括:第一步骤,在支撑基板上,按照反射层、第三电介质层、光吸收层、第二电介质层、贵金属氮化物层、和第一电介质层的顺序形成各层;以及第二步骤,在所述第一电介质层上形成透光层。根据本发明,可形成这样一种光学记录介质,其通过使用波长小于大约635nm的激光束和数值孔径在大约0.6以上的物镜来将λ/NA设置为640nm或更小,从而实现超解析记录和超解析再现。而且,在这样制造的光学记录介质中,由化学性质稳定的氮气(N2)形成的气泡坑将形成记录标记。因此,可实现很高的存储可靠性。优选地是,通过汽相蒸镀方法执行属于第一步骤的处理,并且优选地是,通过旋涂方法执行属于第二步骤的处理。
本发明的数据记录方法是将数据记录在上述光学记录介质上的数据记录方法,其通过从所述光入口面照射激光束来记录数据,其特征在于,当激光束的波长取λ并且用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径取NA时,通过将λ/NA设置为640nm或更小来记录包括长度为λ/4NA或更小的记录标记的记录标记串。而且,本发明的数据再现方法是从上述光学记录介质再现数据的数据再现方法,其通过将激光束从所述光入口面照射到上述光学记录介质上来再现数据,其特征在于,当激光束的波长取λ并且用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径取NA时,通过将λ/NA设置为640nm或更小来从包括长度为λ/4NA或更小的记录标记的记录标记串再现数据。在任何情况下,最优选地是,将激光束的波长设置为大约405nm并且将物镜的数值孔径设置为大约0.85。通过这些设置,可使用与用于下一代光学记录介质的记录/再现设备相类似的记录/再现设备,因此,可节约开发和制造所述记录/再现设备的成本。
如上所述,本发明的光学记录介质具有设置在基板上的贵金属氮化物层,并且将分解所述贵金属氮化物层而形成的气泡坑用作记录标记。为此,填充将要成为记录标记的气泡坑的气体是化学性质稳定的氮气(N2)。因此,填充气泡坑的氮气(N2)氧化或腐蚀基板其它层等的风险极小,并且可获得很高的存储可靠性。
而且,本发明的光学记录介质通过使用波长小于大约635nm的激光束和数值孔径在大约0.6以上的物镜来将λ/NA设置为640nm或更小,从而实现超解析记录和超解析再现。尤其是,通过使用用于下一代光学记录介质的波长大约为405nm的激光束和数值孔径大约为0.85的物镜来进行超解析记录和超解析再现,从而可获得优良的特性。因此,可使用与用于下一代光学记录介质的记录/再现设备相类似的记录/再现设备,从而可节约开发和制造所述记录/再现设备的成本。
附图说明
图1(a)是示出本发明优选实施例的光学记录介质10的外形的剖面透视图,并且图1(b)是图1(a)所示的断面A的放大的局部剖视图;
图2是示意性示出暴露在激光束40下的光学记录介质10的状态的示图;
图3(a)是示出贵金属氮化物层23上的激光束40的射束点的平面图,并且图3(b)是用于示出射束点的强度分布的示图;
图4是用于描述气泡坑23a(记录标记)的尺寸的示图;
图5是示出在记录操作期间获得的激光束40的强度调制图形的示例的波形图;
图6是示出在记录操作期间获得的激光束40的强度调制图形的另一示例的波形图;
图7是示意性示出激光束40的记录功率和通过随后执行的再现操作形成的再现信号的CNR之间的关系的示图;
图8是示意性示出激光束40的再现功率和CNR之间的关系的示图;
图9是示出在特性评估1中获得的测量结果的示图;
图10是示出在特性评估2中获得的测量结果的示图;以及
图11是示出在特性评估3中获得的测量结果的示图。
具体实施方式
下面将参照附图来详细描述本发明的优选实施例。
图1(a)是示出本发明优选实施例的光学记录介质10的外形的剖面透视图,并且图1(b)是图1(a)所示的断面A的放大的局部剖视图。
如图1(a)所示,本实施例的光学记录介质10呈盘形。如图1(b)所示,光学记录介质10包括支撑基板11,透光层12、反射层21、光吸收层22、和贵金属氮化物层23,它们按此顺序插入支撑基板11和透光层12之间,另外包括插入到贵金属氮化物层23和透光层12之间的电介质层31、插入到光吸收层22和贵金属氮化物层23之间的电介质层32、和插入到反射层21和光吸收层22之间的电介质层33。在光学记录介质10旋转的同时,可通过将激光束40照射到光入口面12a来执行数据的记录和再现。可将激光束40的波长设置为小于635nm。尤其是,最优选地将所述波长设置为用于下一代光学记录介质的大约405nm的波长。而且,可将用于将激光束40聚焦的物镜的数值孔径设置为0.6以上的值。尤其是,将所述数值孔径设置为用于下一代光学记录介质的大约0.85。
支撑基板11是用于保证光学记录介质10需要的机械强度的盘形基板。在支撑基板11的一面上,从基板的中心附近向着外沿或从支撑基板的外沿向着中心附近螺旋地形成用于引导激光束40的沟槽11a和槽岸11b。只要能够保证足够的机械强度,就不对支撑基板11的材料和厚度施加任何特别的限制。例如,可将玻璃、陶瓷、树脂等用作支撑基板11的材料。考虑到易于成型,优选地使用树脂。这种树脂的例子包括聚碳酸酯树脂、烯烃树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚苯乙烯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、硅树脂、氟树脂、ABS树脂、聚氨酯树脂。在这些树脂中,就益于处理而言,特别优选地使用聚碳酸酯树脂和烯烃树脂。由于支撑基板11没有形成激光束40的光路,所以,不需要选择在波长范围内有高透光性的材料。
优选地将支撑基板11的厚度设置为对于保证机械强度必需且足够的厚度,例如,范围自0.6mm到2.0mm。考虑到当前光学记录介质和下一代光学记录介质之间的互换性,优选地将厚度设置为范围自1.0mm到1.2mm,尤其是将其设置为大约1.1mm的值。尽管不对支撑基板11的直径施加任何特别的限制,但是考虑到当前光学记录介质和下一代光学记录介质之间的互换性,优选地将直径设置为120mm。
透光层12是成为在记录和再现操作过程中照射的激光束40的光路的层。只要材料显示出在所使用的激光束40的波长范围内有足够的高透光性,就不对透光层12的材料施加任何特别的限制,例如,可以使用透光树脂等。在本实施例的光学记录介质10中,将透光层12的厚度设置为范围自10μm到200μm。其原因在于,当透光层12的厚度小于10μm时,光入口面12a上射束尺寸变得极小,因此,光入口面12a上的瑕疵和灰尘会对记录和再现操作产生过多的影响。当厚度为200μm或更高时,在保证倾斜裕度或抑制彗形象差上会遇到困难。考虑到当前光学记录介质和下一代光学记录介质之间的互换性,优选地将厚度设置为范围自50μm到150μm,尤其优选地将其设置为范围自70μm到120μm。
反射层21是用于使再现信号强度和再现稳定性增强的层。可将诸如金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铂(Pt)、铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、镁(Mg)、锌(Zn)、锗(Ge)之类的单一金属或合金用作反射层21的材料。不对反射层21的厚度施加任何特别的限制。然而优选地是,将厚度设置为范围自5nm到200nm,更优选地是,将其设置为范围自10nm到150nm。这是因为,当反射层21的厚度小于5nm时,不能充分地得到提高再现稳定性的优点。当反射层21的厚度超过200nm时,薄膜生成消耗了太多时间从而影响了生产率,并且不能实质上增强再现稳定性。相反,当将反射层21的厚度设置为范围自10nm到150nm时,就可以在不使生产率有很大下降的情况下充分增强再现稳定性。在本发明中,在光学记录介质上设置反射层21不是绝对必要的。但是,当设置反射层时,可获得上述优点。
光吸收层22主要用于吸收激光束40的能量并且将吸收的能量转换为热量。将这样的材料优选地用作光吸收层的材料,其在所使用的激光束40的波长范围内显示了很高的吸收能力并具有相对低的硬度,该硬度不会在记录操作过程中防止贵金属氮化物层23变形。一种用作可重写光学记录介质中的记录层材料的相变材料作为满足波长小于635nm的激光束40的这种需求的材料。优选地使用锑(Sb)、碲(Te)、或锗(Ge)的合金、或者通过将添加剂加入所述合金中而形成的材料作为相变材料。
具体地讲,如果形成光吸收层22的相变材料的原子比表示为
(SbaTe1-a)1-bMAb或者
{(GeTe)c(Sb2Te3)1-c}dMB1-d
[其中,MA表示除锑(Sb)、和碲(Te)之外的元素;并且MB表示除锑(Sb)、碲(Te)、和锗(Ge)之外的元素],
那么,优选地将原子比设置为在这样的范围内
0≤a≤1,并且0≤b≤0.25或者
1/3≤c≤2/3,并且0.9≤d。
尤其是,当值“b”超过0.25时,光吸收系数可能变得比光吸收层22所需的强度低,并且导热性也可能变得比光吸收层22所需的值低。因此,“b”的值优选地不超过0.25。
尽管不对元素MA的类型施加特别的限制,但是,优选地从由以下元素构成的组中选择一种元素、或两种或多种元素,构成所述组的元素是锗(Ge)、铟(In)、银(Ag)、金(Au)、铋(Bi)、硒(Se)、铝(Al)、磷(P)、氢(H)、硅(Si)、碳(C)、钒(V)、钨(W)、钽(Ta)、锌(Zn)、锰(Mn)、钛(Ti)、锡(Sn)、钯(Pd)、铅(Pb)、氮(N)、氧(O)、和稀土金属[钪(Sc)、钇(Y)、和镧系元素]。尤其是,当使用波长为390nm到420nm的激光束时,优选地从由银(Ag)、锗(Ge)、铟(In)和稀土元素组成的组中选择一种元素或两种或更多种元素作为元素MA。结果,当激光束的波长为390nm到420nm时,尤其是当使用大约405nm波长的激光束时,可获得优良的信号特性。
尽管不对元素MB的类型施加特别的限制,但是,优选地从由以下元素构成的组中选择一种元素、或两种或多种元素,构成所述组的元素是铟(In)、银(Ag)、金(Au)、铋(Bi)、硒(Se)、铝(Al)、磷(P)、氢(H)、硅(Si)、碳(C)、钒(V)、钨(W)、钽(Ta)、锌(Zn)、锰(Mn)、钛(Ti)、锡(Sn)、钯(Pd)、铅(Pb)、氮(N)、氧(O)、和稀土金属[钪(Sc)、钇(Y)、和镧系元素]。尤其是,当使用波长为390nm到420nm的激光束时,优选地从由银(Ag)、铟(In)和稀土元素组成的组中选择一种元素或两种或更多种元素作为元素MB。结果,当激光束的波长为390nm到420nm时,尤其是当使用大约405nm波长的激光束时,可获得优良的信号特性。
即使当使用相变材料作为光吸收层22的材料时,由于记录而产生的相变也难以表现为信号。这就是为什么使用相变材料作为光吸收层22的材料并非必不可少的原因。然而,本发明的发明人已经确定,当使用相变材料,尤其是使用具有上述成分的相变材料作为光吸收层22的材料时,获得了最佳信号特性。
当将相变材料用作为光吸收层22的材料时,优选地是,将光吸收层22的厚度设置为范围自5nm到100nm,更优选地是,将其设置为范围自10nm到80nm,最优选地是,将其设置为范围自10nm到60nm。其原因在于,当光吸收层22的厚度小于5nm时,可能不能实现对激光束能量的充分吸收,并且当光吸收层22的厚度超过100nm时,薄膜生成会消耗太多时间并且导致生产率下降。反之,当将光吸收层22的厚度设置为范围自10nm到80nm,尤其是将其设置为范围自10nm到60nm时,能够在保证高生产率的同时充分吸收激光束40的能量。
在本发明中,在光学记录介质中设置光吸收层22不是必不可少的。然而,如上所述,设置光吸收层能够使激光束40的能量更高效地转换为热量。
贵金属氮化物层23是随着暴露在激光束40下而形成记录标记的层,并且包含贵金属氮化物作为主要成分。尽管对贵金属的类型没有施加特别的限制,但是,铂(Pt)、银(Ag)、和钯(Pd)中的至少一种是优选的。铂(Pt)是特别优选的。具体地讲,氮化铂(PtNx)特别优选地作为贵金属氮化物层23的材料。只要将氮化铂(PtNx)用作贵金属氮化物层23的材料,获取优良的信号特性和足够的稳定性就成为可能。当将氮化铂(PtNx)用作贵金属氮化物层23的材料时,优选地设置“x”的值,从而在所使用的激光束40的波长范围内消光系数(k)变得小于3(k<3)。
贵金属氮化物层23的厚度对信号特性施加了很大影响。为了获得优良的信号特性,优选地是,将贵金属氮化物层的厚度设置为范围自2nm到75nm,更优选地是,将其设置为范围自2nm到50nm。尤其是,为了针对不高于衍射极限的信号获得特别优良的信号特性,优选地是,将贵金属氮化物层23的厚度设置为范围自2nm到15nm。在贵金属氮化物层23的厚度小于2nm或超过75nm的情况下,即使当贵金属氮化物层暴露在激光束40下时,也不能形成具有优良的几何形状的记录标记,并且可能得不到足够的载波噪声比(CNR)。反之,只要将贵金属氮化物层23的厚度设置为范围自2nm到15nm,就能针对不高于衍射极限的信号以及不低于衍射极限的信号获得优良的CNR。
电介质层31、32、和33主要用于在物理上和化学上保护各个相邻层并调整光学特性。在本说明书和权利要求中,电介质层31、32、和33通常分别称作第一电介质层、第二电介质层、和第三电介质层。氧化物、硫化物、氮化物、或其组合用作电介质层31、32、和33的材料的主要成分。具体地讲,优选地使用铝(Al)、硅(Si)、铈(Ce)、钛(Ti)、锌(Zn)、或钽(Ta)的氧化物,硫化物,氮化物,或碳化物,诸如,Al2O3、AlN、ZnO、ZnS、GeN、GeCrN、CeO2、SiO、SiO2、Si3N4、SiC、La2O3、TaO、TiO2、SiAlON(SiO2、Al2O3、Si3N4、和AlN的混合物)、LaSiON(La2O3、SiO2、和Si3N4的混合物等),或它们的混合物。尤其是,更优选地使用ZnS和SiO2构成的混合物。在这种情况下,优选地将ZnS的比率设置为范围自70mol百分比到90mol百分比;优选地将SiO2的比率设置为范围自10mol百分比到30mol百分比;并且最优选地是,将ZnS和SiO2的摩尔比率设置为大约80∶20。
电介质层31、32、和33可由相同的材料形成,或者,它们中的一些或全部可由不同的材料形成。而且,可由包括多个层的多层结构形成电介质层31、32、和33中的至少一层。
优选地是,将电介质层33的厚度设置为范围自10nm到140nm,更优选地是,将其设置为范围自20nm到120nm。其原因在于,当电介质层33的厚度小于10nm时,恐怕不能充分保护光吸收层22,并且当电介质层33的厚度超过140nm时,由于薄膜生成消耗太多时间会导致生产率下降。反之,只要将电介质层33的厚度设置为范围自20nm到120nm,就能在保证高生产率的同时有效地保护光吸收层22。然而,当在光学记录介质中不设置光吸收层22时,可省略电介质层33。
优选地是,将电介质层32的厚度设置为范围自5nm到100nm,更优选地是,将其设置为范围自20nm到100nm。其原因在于,当电介质层32的厚度小于5nm时,在贵金属氮化物层23分解的过程中电介质层32可能会被破坏,从而不能保护贵金属氮化物层23,并且当电介质层32的厚度超过100nm时,在记录过程中贵金属氮化物层23可能不能充分变形。反之,只要将电介质层32的厚度设置为范围自20nm到100nm,电介质层就不会过度地妨碍在记录操作过程中出现的贵金属氮化物层23的变形,同时充分地保护贵金属氮化物层23。而且,电介质层32的厚度也对在数据再现过程中获得的信号特性产生影响。只要将电介质层32的厚度设置为范围自50nm到70nm,特别是将其设置为大约60nm,就能够获得高CNR。
只要能够充分保护贵金属氮化物层23,基本要求就变成了根据所需反射特性设置电介质层31的厚度。例如,优选地是,将电介质层31的厚度设置为范围自30nm到120nm,更优选地是,将其设置为范围自50nm到100nm,最优选地是,将其设置为大约70nm的值。其原因在于,当电介质层31的厚度小于30nm时,可能会出现不能充分保护贵金属氮化物层23的情况,并且当电介质层31的厚度超过120nm时,由于薄膜生成消耗太多时间会导致生产率下降。反之,只要将电介质层31的厚度设置为范围自50nm到100nm,尤其是将其设置为大约70nm的值,就能在保证高生产率的同时充分地保护贵金属氮化物层23。
上述内容为光学记录介质10的结构。
在制造具有这种结构的光学记录介质10的过程中,首先要制成支撑基板11,其后,在形成有沟槽11a和槽岸11b的支撑基板11的面上顺序地形成反射层21、电介质层33、光吸收层22、电介质层32、贵金属氮化物层23、电介质层31、和透光层12。具体地讲,在制造光学记录介质10的过程中,就像下一代光学记录介质的情况下那样,从与光入口面12a相对的一面顺序地形成薄膜。
可将包含其组成元素的化学物质通过汽相蒸镀(vapor phasedeposition)方法,例如通过喷镀(sputtering)方法或真空镀膜(vacuumevaporation)方法,来形成反射层21、电介质层33、光吸收层22、电介质层32、贵金属氮化物层23、和电介质层31。首先,优选地使用喷镀方法。同时,可通过旋涂方法,由例如其粘性已被调整的丙烯酸或环氧基(epoxy-based)的紫外线固化树脂形成涂层来形成透光层12,并且在氮保护气氛中将该涂层暴露于紫外线下从而固化该涂层。作为选择,可以不通过旋涂方法,而是通过使用包含透光树脂作为主要成分以及各种粘合剂和压敏胶的透光薄层来形成透光层12。。
可在透光层12的表面上提供一硬涂层,以保护透光层12的表面。在此情况下,该硬涂层的表面形成了光入口表面12a。例如,将包含环氧丙烯酸酯低聚物(二官能低聚物)、多功能丙烯酸单体、单功能丙烯酸单体、和光致聚合作用引发剂的紫外线固化树脂,或者铝(Al)、硅(Si)、铈(Ce)、钛(Ti)、锌(Zn)、钽(Ta)的氧化物、氮化物、硫化物、或碳化物、或者其混合物用作该硬涂层的材料。当将紫外线固化树脂用作该硬涂层的材料时,优选地是,通过旋涂方法使紫外线固化树脂形成在透光层12上。当使用氧化物、氮化物、硫化物、碳化物、或者其混合物时,可使用包括上述组成元素的化学物质来进行汽相蒸镀,例如喷镀方法或真空镀膜方法。其中,优选地使用喷镀方法。
由于该硬涂层用于防止在光入口面12a上出现瑕疵,所以,优选地是,该硬涂层同时具备光滑和硬度。
为了使该硬涂层光滑,一个有效的措施是将润滑剂加入到作为该硬涂层基本材料的材料(例如,SiO2)中。优选地是,该润滑剂是硅系(silicon-based)润滑剂、氟系(fluorine-based)润滑剂、或脂肪酸酯系(fatty-acid-ester-based)润滑剂。优选地是,将润滑剂含量设置为范围自0.1质量百分比到5.0质量百分比。
现在将描述在本实施例的光学记录介质10上记录数据的方法和所采用的原理。
在旋转光学记录介质10的同时,通过光入口面12a将贵金属氮化物层23暴露在波长小于635nm的激光束40下,该激光束40的波长优选地为用在下一代光学记录介质中的大约405nm,从而将数据记录在光学记录介质10上。在此情况下,可将大于0.6数值孔径的物镜,尤其是用于下一代光学记录介质的大约0.85数值孔径的物镜用作对激光束40进行聚焦的物镜。具体地讲,通过使用与用于下一代光学记录介质的光学系统相似的光学系统来记录数据。
图2是示意性示出暴露在激光束40下的光学记录介质10的状态的基本剖面图。图2所示的光学记录介质10的剖面与沿着沟槽11a和槽岸11b的剖面相对应。
如图2所示,通过具有上述数值孔径的物镜50将具有上述波长的激光束40聚焦,并且将所述激光束40照射到光学记录介质10上,因此,在射束点的中心,贵金属氮化物层23分解,并且产生了被氮气(N2)充满的气泡坑23a。原金属的微粒23b散布在气泡坑23a中。此时,气泡坑23a周围的层由于气泡坑的压力而塑性变形,因此,可将气泡坑23a用作不可逆的记录标记。例如,当贵金属氮化物层23的材料是氮化铂(PtNx)时,在射束点中心,氮化铂(PtNx)分解为铂(Pt)和氮气(N2),因此,铂(Pt)微粒散布在气泡坑23a中。在贵金属氮化物层23中,没有产生气泡坑23a的区域作为空白区域。由于通过分解产生的氮气(N2)具有很高的化学稳定性,所以氮气氧化或腐蚀其它层的可能性极低,因此可达到很高的存储可靠性。
并未在与整个射束点对应的区域中出现贵金属氮化物层23分解的情况。如上所述,只在射束点中心出现分解。因此,这样产生的气泡坑23a(记录标记)小于射束点,从而实现超解析记录。能够执行这种超解析记录的原因如下所述。
图3(a)是示出贵金属氮化物层23上的激光束40的射束点的平面图,并且图3(b)是示出射束点的强度分布的示图。
如图3(a)所示,射束点41的平面几何形状基本为圆形。然而,在射束点41上激光束40的强度分布不是均匀的,而是呈现图3(b)所示的高斯分布。具体地讲,随着接近射束点41的中心,能量变强。因此,只要将预定阈值A设置为足够超过最大强度1/e2,达到大于阈值A的强度的区域42的直径W2就变得足够小于射束点41的直径W1。这意味着,只要贵金属氮化物层23具有随着暴露在强度大于阈值A的激光束40下而分解的特性,就仅在暴露在激光束40下的范围内的区域中选择性地形成气泡坑23a(记录标记),所述区域与射束点41中的区域42相对应。
因此,如图4所示,足够小于射束点直径W1的气泡坑23a(记录标记)可在贵金属氮化物层23中形成,并且气泡坑的直径变得基本上等于W2。具体地讲,显示出的射束点的直径W2和实际射束点的直径W1之间的关系变成W1>W2,从而实现了超解析记录。
因此,只要在光学记录介质10旋转的同时沿着沟槽11a和/或槽岸11b将具有调整的强度的激光束40照射到光学记录介质10上,就可在贵金属氮化物层23上所期望的位置形成小于解析极限的微记录标记。
图5是示出在记录操作期间获得的激光束40的强度调制图形的示例的波形图。如图5所示,在将要形成记录标记M1、M2、M3、...的区域内,将记录操作过程中所需的激光束40的强度40a设置为记录功率(=Pw),并且在不会形成记录标记的区域(空白区域)内,将其设置为基本功率(=Pb)。结果,通过在暴露在记录功率为Pw的激光束40下的区域内进行的分解,在贵金属氮化物层23中形成气泡坑23a。因此,可形成其每一个均具有期望的长度的记录标记M1、M2、M3、...。不将记录操作过程中所获得的激光束40的强度调制图形限制为图5所示的图形。例如,如图6所示,可通过使用分开的脉冲串形成记录标记M1、M2、M3、...。
图7是示意性示出激光束40的记录功率和通过随后的再现操作获得的再现信号的CNR之间的关系的示图。
如图7所示,如果激光束40的记录功率小于Pw1,那么,即使随后执行再现操作,也不能从光学记录介质10获得有效的再现信号。其可能的原因在于,当激光束40的记录功率小于Pw1时,贵金属氮化物层23并未充分分解。在激光束40的记录功率为从Pw1到小于Pw2(>Pw1)的区域中,随着记录功率提高,通过随后的再现操作获得了更高的CNR。其可能的原因在于,在激光束40的记录功率在从Pw1到小于Pw2的区域中贵金属氮化物层23已经部分地出现了分解,而且随着记录功率的提高,分解的范围变得更大。在激光束40的记录功率为Pw2或更高的区域中,即使进一步提高记录功率,通过随后的再现操作而获得的CNR也不会出现实质的改变。其可能的原因在于,当激光束40的记录功率为Pw2或更高时,贵金属氮化物层23充分地完全分解。考虑到上述原因,优选地是将激光束40的记录功率设置为Pw2或更高。
Pw2的值根据光学记录介质10的结构(各层的材料或厚度等)或记录条件(记录线速度、激光束40的波长等)改变。当记录线速度大约为6.0m/s,激光束40的波长大约为405nm,且物镜50的数值孔径大约为0.85时,可得到
7.0mW≤Pw2≤11.0mW,并且
还可得到Pw2与Pw1的关系
Pw1×1.4≤Pw2≤Pw1×2.0。
在记录功率的实际设置中,考虑到制造光学记录介质10过程中的变化、和激光束40的功率波动等因素,优选地是将记录功率设置为高于Pw2至少0.3mW的值。这是因为,即使实际记录功率比Pw2高也不会有实际损害,并且应该保证Pw2有足够的余量。然而,记录功率高过所需的值也是一种浪费,因此,不必将记录功率设置为比Pw2高2.0mW或更多的值。如上所述,可以说仅需要将实际记录功率设置为7.3mW(=7.0mW+0.3Mw)到13.0mW(=11.0mW+2.0Mw)。
上述内容是在光学记录介质10上记录数据的方法和采用的原理。
当再现这样记录的数据时,基本要求是在旋转光学记录介质10的同时,将强度固定为预定强度(再现功率=Pr)的激光束40沿沟槽11a和/或11b照射到光学记录介质10。只要对获得的反射光进行光电转换,就能够获得与记录标记串相对应的电信号。我们并不十分清楚可进行这种超解析再现的原因。据推断,其原因在于,当用设定到再现功率的激光束40照射时,在激光束40和散布在气泡坑23a中的金属微粒23b之间出现某种相互作用,从而能够进行超解析再现。
图8是示意性示出激光束40的再现功率和CNR之间的关系的示图。
如图8所示,当激光束40的再现功率低于Pr1时,难以得到有效的再现信号。然而,当将再现功率设置为Pr1或更高时,CNR快速提高。当再现功率提高到Pr2(>Pr1)时,CNR变得饱和。出现这种现象的原因我们还不十分清楚。其可能的原因在于,作为设置为Pr1或更高的激光束40照射的结果,金属微粒23b和光之间发生相互作用或该相互作用变得显著。因此,必须将激光束40的再现功率设置为Pr1或更高,并且优选地是,将该再现功率设置为Pr2或更高。
然而,如果将再现功率设置得太高,则在空白区域中可能会出现贵金属氮化物层23分解的情况。当出现这种分解时,将会出现严重的再现失真,或在某些情况下可能出现数据丢失。考虑到这一点,优选地将激光束40的再现功率设置为Pr2到小于Pw1。
Pr2的值根据光学记录介质10的结构(每层的材料或厚度等)或再现条件(再现的线速度、激光束40的波长等)改变。当再现的线速度大约为6.0m/s,激光束40的波长大约为405nm,且物镜50的数值孔径大约为0.85时,可得到
1.0mW≤Pr2≤3.0mW,并且
还可得到Pr2与Pr1的关系
Pr1×1.05≤Pr2≤Pr1×1.6。
在再现功率的实际设置中,优选地是,将再现功率设置为比Pr2高0.1mW到0.3mW。其原因在于,当再现功率超过Pr2时,即使将再现功率进一步提高CNR也不会提高,并且可能出现再现失真。因此,为了抑制再现失真的出现,应该将实际再现功率设置为稍高于Pr2的强度。在正常条件下,在实现从1mW至3mW的输出范围内,激光束40的功率波动通常低于0.1mW。因此,即使考虑到在制造光学记录介质的过程中出现变化等,将记录功率设置为比Pr2高0.1mW到0.3mW也被认为是足够的。因此,可以将实际再现功率设置为1.1mW(=1.0mW+0.1mW)到3.3mW(=3.0mW+0.3mW)。
传统的光学记录介质的再现功率通常为大约0.1mW至0.5mW。即使在一侧上有两层记录面的下一代光学记录介质中,也极少会将再现功率设置为高于大约0.8mW。考虑到这些,应该理解,在本实施例中使用的再现功率的强度比传统光学记录介质使用的再现功率的强度要高很多。
根据实际的记录功率,优选地是,将实际再现功率设置为
Pw×0.1≤Pr≤Pw×0.5,
更优选地是,将实际再现功率设置为
Pw×0.1≤Pr≤Pw×0.4。
通过这些关系,应该理解,在本实施例中使用的再现功率的强度比传统的光学记录介质中使用的再现功率要高很多。
优选地是,将实际设置为记录功率和再现功率的值存储在光学记录介质10中作为“设置信息”。只要将这种设置信息存储在光学记录介质10中,当用户实际记录或再现数据时,就可通过光学记录/再现设备读取该设置信息,从而可根据这样读取的设置信息来设置记录功率和再现功率。
更优选地是,该设置信息包括对于规定将数据记录到光学记录介质10或从光学记录介质10再现数据所需的各种条件(线速度等)来说必需的信息,还包括记录功率和再现功率。还可将该设置信息记录为摆动(wobble)或预制凹坑(pre-pit)的形式,或者是记录在贵金属氮化物层23中的数据。而且,该设置信息还可以是通过表示预先存储在光学记录/再现设备中的各种条件中任一种来间接规定记录功率和再现功率的信息,还可以是直接示出记录和再现数据所需的各种条件的信息。
如上所述,本实施例的光学记录介质具有贵金属氮化物层23和将贵金属氮化物层23夹在其间的电介质层31和32。因此,通过使用波长小于大约635nm的激光束和数值孔径在大约0.6以上的物镜来将λ/NA设置为640nm或更小,从而进行超解析记录和超解析再现。尤其是,通过使用用于下一代光学记录介质的波长大约为405nm的激光束和数值孔径大约为0.85的物镜来进行超解析记录和超解析再现,从而可获得优良的特性。因此,可使用与用于下一代光学记录介质的记录/再现设备相类似的记录/再现设备。因此,可节约开发和制造所述记录/再现设备的成本。充满成为记录标记的气泡坑23a的气体是化学性质稳定的氮气(N2)。因此,该气体氧化或腐蚀其它层的风险是很小的,从而可实现很高的存储可靠性。
显然,本发明不限于上述实施而且容许在权利要求中描述的本发明的范围内进行各种变形,并且这些变形在本发明的范围内。
例如,图1所示的光学记录介质10的结构仅仅是本发明的光学记录介质的优选结构,而且本发明的光学记录介质的结构不限于该结构。例如,当从光吸收层22看时,可在靠近支撑基板11的光学记录介质的一部分上设置另一贵金属氮化物层,或者,当从贵金属氮化物层23看时,可在靠近透光层12的光学记录介质的一部分上加上另一光吸收层。而且,尽管图1所示的光学记录介质10的结构与所谓下一代光学记录介质有很高的兼容性,但是,所述光学记录介质还可设置有与所谓DVD类光学记录介质或所谓CD类光学记录介质有很高兼容性的结构。
而且,诸如光吸收层22、贵金属氮化物层23等的各个功能层可设置在支撑基板11的两侧,从而实现在两侧都有记录面的结构。可选地,通过将各种功能层经由透明的中间过渡层在支撑基板11的一侧上叠成两层或多层,从而在单侧上实现具有两层或多层记录表面的结构。
在本实施例中,通过使用波长小于大约635nm的激光束和数值孔径在大约0.6以上的物镜来执行超解析记录和超解析再现。然而,使用这种激光束和物镜对于将数据记录在本发明的光学记录介质上或从本发明的光学记录介质再现数据来说并非绝对必要。可通过使用波长大约为635nm或更大的激光束和/或数值孔径大约为0.6或更小的物镜来执行记录和再现。优选地使用波长小于大约635nm的激光束和数值孔径在大约0.6以上的物镜,因为这样能够形成更精细的记录标记。而且,在本发明中,使用小于解析极限的记录标记和空白区域并非绝对必要。仅使用大于解析极限的记录标记和空白区域可进行记录和再现。简言之,执行超解析记录和超解析再现并非绝对必要。然而,本发明的光学记录介质在本质上允许超解析记录和超解析再现。因此,优选地是,通过使用小于解析极限的记录标记和空白区域来获得更大的容量和更高的数据传输速率。
在本实施例中,将贵金属氮化物层23夹在电介质层31和32之间。然而,当通过贵金属氮化物层23的分解而形成的标记部分的过分变形能够被抑止时,可省略电介质层31和32二者或其中之一。
(实施例)
下面将描述本发明的实施例。然而,本发明不限于这些实施例。
[样品制造]
第一实施例
通过以下方法制造与图1所示的光学记录介质10结构相同的光学记录介质样品。
首先,通过注射成型法,用聚碳酸酯形成厚度为大约1.1mm、直径大约为120mm、具有在基板的正面形成的沟槽11a和槽岸11b的盘形支撑基板11。
接下来,将支撑基板11放置在喷镀系统中。在形成有沟槽11a和槽岸11b的支撑基板的一侧上,存在有通过喷镀顺序形成的以下各层:基本上由铂(Pt)形成且其厚度约为20nm的反射层21;基本上由ZnS和SiO2构成的混合物(其摩尔比大约80∶20)形成且其厚度约为80nm的电介质层33;基本上由AgaInbSbcTed(a=5.9,b=4.4,c=61.1,d=28.6)形成且其厚度约为60nm的光吸收层22;基本上由ZnS和SiO2构成的混合物(其摩尔比大约80∶20)形成且其厚度约为60nm的电介质层32;基本上由氮化铂(PtNx)形成且其厚度约为2nm的贵金属氮化物层23;以及基本上由ZnS和SiO2构成的混合物(其摩尔比大约80∶20)形成且其厚度约为70nm的电介质层31。
在此,在形成贵金属氮化物层23时,将铂(Pt)用作为目标,并且将氮气(N2)和氩气(Ar)用作喷镀气体(气流比1∶1)。将燃烧室内部气压设置为0.72Pa,并且将喷镀功率设置为100W。在这些设置下形成的氮化铂(PtNx)针对波长约为405nm的光的消光系数(k)约为1.74。
通过旋涂用丙烯酸紫外线固化树脂涂覆电介质层31,并将涂层暴露在紫外线照射下,以便形成厚度约为100μm的透光层12。这样,就完成了第一实施例的光学记录介质样品。
第二实施例
将电介质层33的厚度设置为大约100nm;将贵金属氮化物层23的厚度设置为大约4nm。在其它方面,以与生产第一实施例中的光学记录介质样品相同的方式生产第二实施例中的光学记录介质样品。
[第一特性评估]
首先,将第一实施例的光学记录介质样品和第二实施例的光学记录介质样品放置在光盘评估系统(由Pulstec Industrial有限公司制造的DDU1000)中。在以6.0m/s的线速度旋转光学记录介质的同时,通过大约0.85数值孔径的物镜从光入口面12a将波长为大约405nm的激光束照射到贵金属氮化物层23上,以便记录具有预定记录标记长度和空白长度的单频信号。将所述记录标记长度和空白长度设置为自37.5nm到320nm范围内的各种值。当使用上述光学系统时,下面的等式给出的解析极限约为120nm。
d2=λ/4NA。
就在记录操作过程中采用的激光束40的功率而言,将该激光束的记录功率(Pw)设置为在任一光学记录介质样品中均实现最高CNR的强度(最佳记录功率)。将基本功率(Pb)基本上设置为0mW。将图5所示的图形用作激光束40的脉冲图形。
再现这样记录的单频信号,并且测量再现的信号的CNR。将激光束40的再现功率(Pr)设置为在各个光学记录介质样品中均获得最高CNR的强度(最佳再现功率)。就光学记录介质样品1而言,获得8.5mW的最佳记录功率和2.4mW的最佳再现功率。就光学记录介质样品2而言,获得10.0mW的最佳记录功率和2.4mW的最佳再现功率。
图9示出了CNR的测量结果。
如图9所示,在第一和第二实施例的任一光学记录介质样品中,即使记录标记长度和空白长度小于解析极限(大约120nm),也能肯定获得高CNR。例如,即使在记录标记长度和空白长度为80nm的情况下,也能够从第一实施例的光学记录介质样品获得大约为41dB的CNR,并且从第二实施例的光学记录介质样品获得大约为40dB的CNR。结果,只要使用第一实施例和第二实施例的光学记录介质样品,就确定可进行超解析记录和超解析再现。
[第二特性评估]
接下来,将第一和第二实施例的光学记录介质样品放置在上述光盘评估系统中。在与用于上述“第一特性评估”的条件相同的条件下,记录了记录标记长度和空白长度为80nm的单频信号。就记录操作过程中采用的激光束40的记录功率(Pw)而言,将记录功率设置为6.0mW到10.5mW范围内的各种值。将基本功率(Pb)基本上设置为0mW。将图5所示的图形用作激光束40的脉冲图形。
再现这样记录的单频信号,并且测量这样再现的信号的CNR。将激光束40的再现功率(Pr)设置为2.4mW。图10示出了测量结果。
如图10所示,就第一实施例的光学记录介质样品而言,在小于8.5mW的记录功率范围内,CNR与记录功率同步增加。然而,在记录功率在8.5mW或更高的范围内,CNR饱和,并且未发现进一步提高。即,对于第一实施例的光学记录介质样品而言,可获得以下的记录功率。
Pw2=8.5mW
就第二实施例的光学记录介质样品而言,在小于10.0mW的记录功率范围内,CNR与记录功率同步增加。然而,在记录功率在10.0mW或更高的范围内,CNR饱和,并且未发现进一步提高。简言之,对于第二实施例的光学记录介质样品而言,可获得以下的记录功率。
Pw2=10.0mW
[第三特性评估]
在记录在“第二特性评估”中的单频信号中,通过使用不同的再现功率来再现以设置为8.5mW的记录功率记录在第一实施例的光学记录介质样品中的单频信号和以设置为10.0mW的记录功率记录在第二实施例的光学记录介质样品中的单频信号,并测量再现数据的CNR。图11示出了所得到的CNR的测量结果。
如图11所示,在任一光学记录介质样品中,在小于2.0mW的再现功率范围内获得的CNR小于10dB。当再现功率达到2.0mW或更高时,CNR突然增加。具体地讲,在第一和第二实施例的光学记录介质样品中,所需的再现功率均为
Pr2=2.0mW。
工业实用性
本发明的光学记录介质具有设置在基板上的贵金属氮化物层,并且将通过所述贵金属氮化物层的分解而形成的气泡坑用作记录标记。为此,充满将要变成记录标记的气泡坑的气体是化学性质稳定的氮气(N2)。因此,充满气泡坑的氮气(N2)氧化或腐蚀基板的其它层等的风险是极小的,从而可实现很高的存储可靠性。
而且,通过使用波长小于大约635nm的激光束和数值孔径在大约0.6以上的物镜可将λ/NA设置为640nm或更小,从而本发明的光学记录介质允许超解析记录和超解析再现。尤其是,通过使用用于下一代光学记录介质的波长大约为405nm的激光束和数值孔径大约为0.85的物镜进行超解析记录和超解析再现,可获得优良的特性。因此,可使用与用于下一代光学记录介质的记录/再现设备相似的记录/再现设备,从而可以节约开发和制造所述记录/再现设备的成本。

Claims (11)

1.一种光学记录介质包括:
基板;以及
设置在所述基板上的贵金属氮化物层。
2.如权利要求1所述的光学记录介质,还包括:
第一电介质层,当从所述贵金属氮化物层看时其设置在所述基板的光入口面侧上;以及
第二电介质层,当从所述贵金属氮化物层看时其设置在与所述基板的光入口面相对的基板的一侧上。
3.如权利要求2所述的光学记录介质,还包括:
光吸收层和第三电介质层,当从所述第二电介质层看时它们设置在基板上与所述光入口面相对的一侧上,并且当从所述第二电介质层看时按此顺序排列。
4.如权利要求3所述的光学记录介质,还包括:
反射层,当从所述第三电介质层看时所述反射层设置在基板上与所述光入口面的相对的一侧上。
5.如权利要求1至4任一所述的光学记录介质,其中,所述贵金属氮化物层包括氮化铂(PtNx)。
6.如权利要求2至5任一所述的光学记录介质,还包括:
透光层,当从所述第一电介质层看时其设置在与所述基板相对一侧,并具有所述光入口面。
7.如权利要求6所述的光学记录介质,其中,所述基板的厚度范围自0.6mm到2.0mm;所述透光层的厚度范围自10μm到200μm;所述贵金属氮化物层的厚度范围自2nm到75nm;所述第二电介质层的厚度范围自5nm到100nm;所述光吸收层的厚度范围自5nm到100nm;并且所述第三电介质层的厚度范围自10nm到140nm。
8.一种制造光学记录介质的方法,包括:
第一步骤,在支撑基板上,按照反射层、第三电介质层、光吸收层、第二电介质层、贵金属氮化物层、和第一电介质层的顺序形成各层;以及
第二步骤,在所述第一电介质层上形成透光层。
9.如权利要求8所述的制造光学记录介质的方法,其中,通过汽相蒸镀方法执行属于所述第一步骤的处理,并且通过旋涂方法执行属于第二步骤的处理。
10.一种将数据记录在权利要求1至7任一所限定的光学记录介质上的数据记录方法,其通过从所述光入口面照射激光束来记录数据,其中,
当激光束的波长取λ并且用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径取NA时,通过将λ/NA设置为640nm或更小来记录包括长度为λ/4NA或更小的记录标记的记录标记串。
11.一种从权利要求1至7任一所限定的光学记录介质再现数据的数据再现方法,其通过从所述光入口面照射激光束来再现数据,其中,
当激光束的波长取λ并且用于聚焦所述激光束的物镜的数值孔径取NA时,通过将λ/NA设置为640nm或更小来从包括长度为λ/4NA或更小的记录标记的记录标记串再现数据。
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