专利名称：光学信息记录介质及其记录和再现方法
技术领域：
本发明涉及用于利用如激光照射等光学手段，使信息以高密度和高速度在其上记录、从其上擦除和再现以及在其上重写的光学信息记录介质；用于使用该光学信息记录介质执行信息记录、擦除和再现的方法；和用于执行在该光学信息记录介质上记录信息、从其上擦除和再现信息的装置。
这些具有当需要时可随机访问以及令人满意的可携带性等巨大优势的光学信息记录介质近来变得更加重要了。它们在各种领域有着更大的需求，例如用于记录和存储利用计算机获得的个人数据、视频信息等；用于医学和学术领域；作为便携式数字视频记录器的记录介质；或替代家用视频磁带记录器使用。随着应用和图象信息的性能的提高，相应地需要这样的光学信息记录介质具有更大容量(更高密度)并且能以更高速度操作。
下面，说明光学信息记录和再现介质的历史背景。当光学信息记录和再现介质最初出现时，采用的是仅在光学信息记录和再现介质的凸脊或凹槽中记录数据的系统。因为不需要光学信息记录和再现介质符合现在的大容量、高速度的记录的需求，所以其记录密度很低。因此，在凸脊中还是凹槽中记录数据是可任意选择的，并且实质上并不重要。但是随着时间的推移，需要更大容量、更高速度的记录，而只在凸脊或凹槽中记录数据的系统不能充分满足这种需求。为了解决这个问题，开发了在凸脊和凹槽中都记录数据的凸脊/凹槽系统。理论上这种凸脊/凹槽系统在具有相同间距(间距是凸脊的宽度和凹槽的宽度的总和)的盘上的记录密度可以达到最初使用的凸脊系统或凹槽系统的记录密度的两倍。另外，理论上随着凸脊/凹槽系统中间距的减小，记录密度可以相对容易地提高。但是在现实中，在凸脊/凹槽系统中，随着间距减小到一定程度，照射到记录介质的凸脊或凹槽上用来记录数据的激光可能对已经记录在与另一个标记将要记录到的区域相邻的区域中的标记产生热或光学上的不利影响。这个被称为“相邻擦除”的问题是一个需要在高密度记录介质的领域中解决的严重问题。
如上所述，当记录密度增加时，通过凸脊/凹槽系统稳定地记录数据变得非常困难。
为了在保持与凸脊/凹槽系统同样高的记录密度的同时防止相邻擦除，需要把间距减小到凸脊/凹槽系统的间距的一半并且通过系统或凹槽系统记录数据。在这种情况下由于间距特别小，因此必须减小用于记录的激光的波长或增大激光的数值孔径。激光的波长和激光最小光点的相应更小直径可以使记录标记更小，这增加了在记录介质的记录表面上的记录密度。但是，当记录密度特别高时，信号写入和重写变得不稳定。进一步，当以高密度重复地记录一个非常小的标记时，出现了在重复记录后信号质量有可能恶化的另一个问题。产生这种恶化的原因如下在重复记录标记后，记录材料的物质在记录表面发生轻微的移动。当再现一个具有特别小幅值的信号时，即使物质的这种轻微移动对信号质量也会产生相对大的影响。因此，在以高密度重复记录一个非常小的标记时，可能发现在这样的重复记录后信号质量在一个较短的时间周期内恶化。
日本公开文本No.11-195243公开了使用具有高数值孔径的光学系统在一个多层光盘上执行记录或从其再现，以实现更高容量的技术。这项技术减小透明基片的厚度以确保获得盘偏差极限(disc skewmargin)。
但是，日本公开文本No.11-195243没有公开任何用于解决由使用短波长光、或使用具有高数值孔径的光学系统执行高密度记录导致的相邻擦除问题的技术。同时，该文本也没有公开任何用于实现减少相邻擦除、高C/N比和高重复记录特性的技术。该文本在哪一种记录系统(凸脊系统、凹槽系统等)更适于解决上述问题方面也没有提供任何指示。
日本公开文本No.11-120565公开了使用薄基片和具有高数值孔径的光学系统执行信息记录和再现的技术。为了在不同波长的光或不同数值孔径的光学系统方面实现兼容性，这项技术根据光点直径和磁道宽度之间的关系，决定信息是只被记录在凸脊或凹槽中还是同时记录在凸脊和凹槽中。该文本说明了即使有了新的记录和再现的标准，这项技术仍然能使信息以更新前或更新后的标准来记录和再现。依据这个文本，当凸脊宽度和凹槽宽度的总和等于或大于光点直径的两倍时，信息被同时记录在凸脊和凹槽中。
然而，日本公开文本No.11-120565没有说明在采用具有高数值孔径的光学系统或采用短波长光执行高密度记录时产生的相邻擦除以及重复记录特性恶化的问题。在这个公开文本中公开的技术仅仅依据光点直径和磁道宽度之间的关系来决定记录系统。
日本公开文本No.5-128589公开了根据记录介质在记录前后相位变化的极性确定信息将被记录在凹槽还是凸脊中的技术。
但是，日本公开文本No.5-128589没有说明当执行高密度记录时产生的相邻擦除的问题。在该文本中公开的技术仅仅根据相位差的极性确定信息被记录在凸脊还是凹槽中。该公开文本没有说明哪一种系统对于减少相邻擦除或对于提高重复记录特性更有效。
如上所述，在现有技术中，理论上通过减小记录标记的尺寸进行高密度记录的处理技术已经被开发出来。但是，可获得足够的信号幅值而不产生相邻擦除的实用技术尚未创建。
当利用具有高数值孔径的光学系统或短波长激光实现高密度记录时，进一步减小相邻磁道之间的距离、即磁道间距是必需的。但是，磁道间距的减小产生了上述相邻擦除的严重问题，也就是当写入一个信号时，已经写入相邻磁道中的标记受热或光学的影响，甚至被擦除。即使理论上允许以更小的光点执行记录，产生相邻擦除的光学信息记录介质也不能实际用于高密度记录。
为了解决这个问题，可以考虑保持相邻磁道之间的距离相对地大以使得在磁道方向上增大记录密度是可以想到的。但是，这样的技术产生了另一个问题，即减小了记录标记的信号幅值，因而无法获得足够的C/N比。为了提高记录密度，可以考虑增大在磁道方向上的线性密度并且记录非常小的标记。但是，这样的技术在重复记录后很容易发生不希望出现的信号质量恶化。
本发明在考虑到上述问题的基础上提出，本发明的目的是提供一种即使在执行高密度记录时，也可以同时提供足够的C/N比、高重复记录特征和减少相邻擦除的光学信息记录介质。
在本发明的一个实施例中，当以用于再现的激光照射凹槽时，φ1和φ2之间的差φ1-φ2满足2nπ-π＜φ1-φ2＜2nπ-0.1π(n是任意整数)，其中φ1是由处于第一状态的凹槽的一部分所反射的光的相位，φ2是由处于第二状态的凹槽的一部分所反射的光的相位。这样，可以提供一个更可取的光学信息记录介质。
在本发明的一个实施例中，当以用于再现的激光照射凹槽时，φ1和φ2之间的差φ1-φ2满足2nπ-0.5π＜φ1-φ2＜2nπ-0.1π(n是任意整数)，其中φ1是由处于第一状态的凹槽的一部分所反射的光的相位，φ2是由处于第二状态的凹槽的一部分所反射的光的相位。这样，可以提供一个更好的光学信息记录介质。
在本发明的一个实施例中，第一基片具有大于或等于0.01mm并且小于或等于0.4mm的厚度，第二基片具有大于或等于0.4mm的厚度。这样，可以不受每一个基片的翘曲(tilt)或厚度不均匀的影响地实现令人满意的信号记录。
在本发明的一个实施例中，记录层具有大于等于3nm并且小于等于20nm的厚度。这样，在记录层的表面热扩散可以被限制，这样的限制可以实现更显著地减少相邻擦除的效果。
在本发明的一个实施例中，光学信息记录介质还包括一个激光引导凹槽，该凹槽位于第一基片和第二基片中至少一个基片的朝向记录层的表面上，引导凹槽的深度d2满足λ/20n1≤d2≤λ/8n1，其中λ是激光的波长，n1是激光首先入射到的基片的折射率。这样，可以同时实现相邻擦除的减少和信号幅值的增加。因此，可以消除传统技术中，当凹槽或凸脊深度相对小时相邻擦除恶化的问题。
在本发明的一个实施例中，记录层包含Sb、Te和Se中的至少一种。这样，可以增加不同光学特性的状态之间的差别，实现更高的记录密度。
在本发明的一个实施例中，包括至少两个记录层。这样信息可以被写入两个或更多的记录层，这可以增加记录介质的容量。
在本发明的一个实施例中，引导凹槽以小于等于0.40μm的间距形成。这样，可实现高记录密度，提高记录介质的容量。
在本发明的一个实施例中，光学信息记录介质满足Tp/4＜w＜Tp/2，其中w是通过激光照射在凹槽上形成的记录标记的宽度，Tp是凹槽的间距。这样，可以同时容易地实现减少相邻擦除和增大信号幅值。
在本发明的一个实施例中，光学信息记录介质满足0.50Tp≤Gw≤0.85Tp，其中Tp是凹槽的间距，Gw是凹槽的宽度。这样，稳定了伺服控制(servo control)并且因此可以获得大的信号幅值。
本发明提供了一种用于在光学信息记录介质上记录信息、以及从其上擦除和再现信息的方法，所述光学信息记录介质包括第一基片；第二基片；以及在第一基片和第二基片之间形成的记录层。光学信息记录介质包括凸脊和凹槽，照射光学信息记录介质的激光光源和凸脊之间的距离大于光源和凹槽之间的距离。从激光光源到凸脊的距离和从激光光源到凹槽的距离之间的差D处于0＜D＜λ/(4N)(N是基片的折射率)的范围内，其中λ是激光的波长。凹槽以小于等于0.40μm的间距形成在光学信息记录介质中。每个凹槽或者处于具有第一反射率的第一状态，或者处于具有低于第一反射率的第二反射率的第二状态，第一状态和第二状态通过激光的照射可以可逆地转变。当以用于再现的激光照射凹槽时，φ1和φ2之间的差φ1-φ2满足2nπ-π＜φ1-φ2＜2nπ(n是任意整数)，其中φ1是由处于第一状态的凹槽的一部分反射的光的相位，φ2是由处于第二状态的凹槽的一部分反射的光的相位。该方法包括如下步骤将激光的功率电平调制到P1和P2之间，以便在凹槽中记录信息或从凹槽中擦除信息；以及，用具有功率电平P3的用于再现的激光照射凹槽来再现记录在凹槽中的信息。P1是通过激光照射可将凹槽从第二状态转变为第一状态的激光的功率电平，P2是通过激光照射可将凹槽从第一状态转变为第二状态的激光的功率电平，P3是通过激光照射不改变凹槽的反射率但能提供足够量的用于再现所记录信息的反射光的激光的功率电平，P3低于P1和P2。这样，即使当磁道间距特别小时也可以减少由写入引起的相邻擦除并且可以获得足够的C/N比。因此，提供了在允许更高密度记录的光学信息记录介质上记录数据、从其上擦除和再现数据的方法。
在本发明的一个实施例中，第一基片具有小于等于0.4mm的厚度，第二基片具有大于等于0.4mm的厚度，激光通过大于等于0.70的数值孔径获得。这样，提供了在允许更高密度记录的光学信息记录介质上记录数据、从其上擦除和再现数据的方法。
在本发明的一个实施例中，激光具有小于等于450nm的波长。这样，可以记录更小的标记。因此，提供了在允许更高密度记录的光学信息记录介质上记录数据、从其上擦除和再现数据的方法。
本发明提供了一种用于在光学信息记录介质上记录数据、从其上擦除和再现数据的装置。该装置包括用于发射激光的光源；用于将由激光源发射的激光收集到光学信息记录介质上的光学系统；以及，用于控制激光源的激光控制部分。该光学信息记录介质包括第一基片；第二基片；以及在第一基片与第二基片之间形成的记录层。光学信息记录介质包括凸脊和凹槽，照射光学信息记录介质的激光的光源和凸脊之间的距离大于光源和凹槽之间的距离。从激光光源到凸脊的距离和从激光光源到凹槽的距离之间的差D处于0＜D＜λ/(4N)(N是基片的折射率)的范围内，其中λ是激光的波长。凹槽以小于等于0.40μm的间距形成在光学信息记录介质中。每个凹槽或者处于具有第一反射率的第一状态，或者处于具有低于第一反射率的第二反射率的第二状态，第一状态和第二状态可以通过激光的照射可逆地转变。当用于再现的激光照射凹槽时，φ1和φ2之间的差φ1-φ2满足2nπ-π＜φ1-φ2＜2nπ(n是任意整数)，其中φ1是由处于第一状态的凹槽的一部分反射的光的相位，φ2是由处于第二状态的凹槽的一部分反射的光的相位。为了记录或擦除信息，激光控制部分控制激光源将由光学系统收集到光学信息记录介质上的激光的功率电平调制在P1和P2之间。为了再现信息，激光控制部分控制激光源，使得由光学系统收集至光学信息记录介质上的激光的功率电平为P3。P1是通过激光照射可将凹槽从第二状态转变为第一状态的激光的功率电平，P2是通过激光照射可将凹槽从第一状态转变为第二状态的激光的功率电平，P3是通过激光照射不改变凹槽的反射率但能提供足够量的用于再现记录信息的反射光的激光的功率电平，P3低于P1和P2。这样，即使当磁道间距特别小时也可以减少由写入引起的相邻擦除并可以获得足够的C/N比。因此，提供了在允许更高密度记录的光学信息记录介质上记录数据、从其上擦除和再现数据的方法。
在本发明的一个实施例中，第一基片具有小于等于0.4mm的厚度，第二基片具有大于等于0.4mm的厚度，激光通过大于等于0.70的数值孔径获得。这样，提供了在允许更高密度记录的光学信息记录介质上记录数据、从其上擦除和再现数据的方法。
在本发明的一个实施例中，激光具有小于等于450nm的波长。这样，可以记录更小的标记。因此，提供了在允许更高密度记录的光学信息记录介质上记录数据、从其上擦除和再现数据的方法。
图2显示了常规记录系统和依据本发明的记录系统之间的区别。
图3显示了依据本发明的光学信息记录介质的层结构的一个示例。
图4是用于生产依据本发明的光学信息记录介质的层形成装置的示意图。
图5是依据本发明的光学信息记录介质的记录和再现装置的示意图。
图1显示了依据本发明的光学信息记录介质的层结构100的一个例子。光学信息记录介质包括第一基片1、第二基片2和在第一基片1和第二基片2之间形成的记录层5。第一基片1和第二基片2充当保护光学信息记录介质不被损坏或氧化的保护部分。第一基片1的厚度最好大于或等于0.01mm并且小于或等于0.4mm。当第一基片1相对厚时，由于激光穿过为提高记录密度而采用的具有高数值孔径的光学系统时会受到翘曲及第一基片1厚度不均匀的影响，因此难以实现令人满意的信号记录。按照惯例，具有大约0.60的数值孔径值的光学系统通常被用于激光。考虑到使用穿过具有更高数值孔径、例如大于或等于0.70的光学系统的激光，第一基片1的厚度最好小于或等于0.4mm。但是当第一基片1太薄时，第一基片1不能起到保护光学信息记录介质不被损坏或氧化的保护材料的作用。因此，第一基片1的厚度最好大于或等于0.01mm。
第二基片2最好具有大于或等于0.4mm的厚度。第二基片2没有设置在用于在激光穿过高数值孔径的光学系统后接收该入射激光的那一面上。因此，不象第一基片1一样，没有必要为第二基片2的厚度设置上限。但是，第二基片2需具有足够的强度以形成光学信息记录介质的适当的层结构。为了达到这个目标，第二基片2的厚度需要大于或等于0.4mm。如上所述，第二基片2的厚度没有具体的上限。为了提供具有足够强度但又不太重并且具有令人满意的便携性的介质，第二基片2的厚度最好等于或大于0.4mm并且等于或小于1.2mm。
光学信息记录介质可以包括用于保护记录层5的保护层3和7、位于记录层5与保护层3和7之间的分界层4和6以及位于第二基片2和保护层7之间的反射层8。第二基片2可以具有在记录层5的表面形成的用于引导激光的引导凹槽。引导凹槽可以在第一基片1或者第二基片2中形成。引导凹槽可以同时在第一基片1和第二基片2中形成。例如，光学信息记录介质可以这样制作在第二基片2中形成引导凹槽、在第二基片2上形成光学信息记录介质的层结构、再把片状基片和第二基片2用紫外线可固化(ultraviolet-curable)树脂等贴合在一起。在这种情况下，第一基片1由片状基片和紫外线可固化树脂形成。一个具有两个记录层的两层光学信息记录介质可以这样制作在第一基片1和第二基片2中各形成一个引导凹槽、在每一个基片上形成光学信息记录介质的层结构、再把第一基片1和第二基片2合在一起使层结构彼此相对。
引导凹槽的深度d2最好满足0＜d2＜λ/(4n1)，满足λ/(20n1)≤d2≤λ/(8n1)则更好，其中λ是激光的波长，n1是第一基片的反射率。通常，由于凹槽深度d2小于λ/(4n1)，获得的反射光的总量增加了，这样可以增加信号幅值。但是，在这种条件下，磁道间热干扰的可能性增加了，这导致了相邻擦除的出现。依据本发明，可以减少相邻擦除。因此，使凹槽深度相对更小以增加信号幅值是可能的。为了这个目标，凹槽深度最好等于或小于λ/(8n1)。但是当凹槽深度太小时，执行正确的跟踪变得困难。在使用推挽式(push-pull)跟踪方法的情况中，当凹槽深度为λ/(8n1)时获得的跟踪误差信号最大，当凹槽深度为0或λ/(4n1)时获得的跟踪误差信号最小。当凹槽深度为λ/(4n1)时跟踪误差信号最小的原因是反射光的总量在这一点上减少了。在由发明人进行的实验中，当引导凹槽深度等于或大于λ/(20n1)并且等于或小于λ/(8n1)时获得了具有足够大幅值以实现稳定跟踪的跟踪误差信号。因此，引导凹槽的深度最好处于等于或大于λ/(20n1)并且等于或小于λ/(8n1)的范围内。
用于第一基片1和第二基片2的材料的例子包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸脂、聚烯烃树脂和玻璃。从记录层5看，在接收入射激光的那一面上的基片、也就是图1中的第一基片最好用对激光透明或仅仅吸收可以忽略的少量光(例如，等于或小于10％)的材料形成。这是因为当激光被基片吸收时可以使用的激光的有效总量减少了。在记录和再现时这样的减少不利于增加信号幅值。
依据本发明，至少第一基片1位于接收入射激光的那一面上。因此，第一基片1最好用对激光透明或仅仅吸收可以忽略的少量光的材料形成。
对于第一基片1，可以使用利用模塑法等事先生产的具有规定形状的基片，或可以将片状基片处理为规定的形状。当第一基片1采用紫外线可固化树脂时，紫外线可固化树脂只对用于记录和再现的激光是透明的，并且其厚度只能处于上述范围内。这里，第一基片1指从保护层(下面描述)看时位于接收入射激光的那一面上的整个透明层。例如，当透明的片状基片和层结构用透明的紫外线可固化树脂贴合在一起时，第一基片1指由透明片状基片和透明紫外线可固化树脂构成的整体。
保护层3和7主要为保护记录材料和调整介质的光学特性以使光可以被记录层有效地吸收的目的而提供。保护层3和7可使用的材料例如包括硫化物，比如ZnS等；硒化物，比如ZnSe等；氧化物，比如Si-O、Al-O、Ti-O、Ta-O、Zr-O等；氮化物，比如Ge-N、Cr-N、Si-N、Al-N、Nb-N、Mo-N、Ti-N、Zr-N、Ta-N等；氮氧化物，比如Ge-O-N、Cr-O-N、Si-O-N、Al-O-N、Nb-O-N、Mo-O-N、Ti-O-N、Zr-O-N、Ta-O-N等；碳化物，比如Ge-C、Cr-C、Si-C、Al-C、Ti-C、Zr-C、Ta-C等；氟化物，比如Si-F、Al-F、Ca-F等；及其衍生物；以及其任意组合(例如，ZnS-SiO2)。
分界层4和6具有防止记录层5被氧化、腐蚀、变形等功能，以及防止形成保护层3和7的原子例如S或O原子扩散到记录层5中的功能。这种防止原子扩散提高了重复记录特性并且进一步促进了记录层5的结晶。分界层4和6可以设置在记录层5的任意一个表面上，但是最好在记录层5的两面上都设置，以便充分利用分界层4和6的上述功能。在不容易使记录层5结晶的条件下，例如，当记录层5的厚度相对小时，在两个表面上同时设置是最好的。
分界层4和6可以用具有上述功能的材料形成。具体地，作为一种主要成分，可使用的示例性材料包括，氮化物，比如Ge-N、Ge-Si-N、Ge-Cr-N、Ge-Mn-N、Cr-N、Si-N、Al-N、Nb-N、Mo-N、Ti-N、Zr-N、Ta-N等；氮氧化物，比如Ge-O-N、Cr-O-N、Si-O-N、Al-O-N、Nb-O-N、Mo-O-N、Ti-O-N、Zr-O-N、Ta-O-N等；氧化物，比如Si-O、Al-O、Ti-O、Ta-O、Zr-O等；碳化物，比如Ge-C、Cr-C、Si-C、Al-C、Ti-C、Zr-C、Ta-C等；氟化物，比如Si-F、Al-F、Ca-F等；及其衍生物；以及其任意组合。特别是，使用氮化物或氮氧化物作为主要成分是最好的，因为这样的材料通常可以实现精细密致的层，这样就显著地提供了上述的效果。
记录层5由光学特性可以可逆地转变的材料形成。特别是，使用包括Sb、Te或Se中至少一种相位可变的材料效果更好，因为这样的材料在光学特性上提供了很大的差别。作为一种主要成分，可使用的示例性材料包括Ti-Sb-Ge、Ti-Sb-Ge-N、Te-Sb-In、Te-Sb-In-Ag、Te-Sb-Sn-Ge、Te-Sb-Zn-Ge、Te-Sn-Sb、Te-Sb-Au-Ge、In-Sb-Se和In-Te-Se。
记录层5的厚度最好等于或大于3nm并且等于或小于20nm。在厚度小于3nm时，记录材料很难形成为一层，进而难以获得满意的重写特性。当厚度等于或3nm时，记录材料可以结晶，这样可以获得满意的重写特性。在厚度大于20nm时，记录层上的热扩散过多，这样当执行高密度记录时很容易出现相邻擦除。等于或大于3nm并且等于或小于20nm的厚度是最好的，因为这样的厚度提供了满足依据本发明的下面描述的最佳相位差范围的更多优势。
记录层5的光学特性的可逆转变包括记录层5在高反射率状态和低反射率状态之间的可逆转变。当使用反射率的差作为光学特性来执行记录时，依据本发明获得了大的反射率差，因此容易地获得大的信号幅值。当使用反射率的差作为光学特性来执行记录时，还获得了与ROM盘容易兼容的优势。
设置反射层8是为了释放热量及提供例如记录层5的有效光吸收等光学效果。反射层8由诸如Au、Ag、Cu、Al、Ni、Cr或Ti的金属或包括适当选择的金属、例如Ag-Pd-Cu、Ag-Ca、Al-Cr、Al-Ti或Al-Ta，的合金构成。当设置了反射层8时，其最佳的厚度等于或大于1nm。当反射层8的厚度小于1nm时，难以形成一个均匀的层，结果降低了热和光学效果。
用于执行信息记录、擦除和再现的激光入射在第一基片1。由于这样的一个结构，即使当可以使用穿过具有高数值孔径的光学系统的激光时，相对于直接照射到记录层5的激光，翘曲或基片厚度不均匀的影响也降低了。
依据本发明，通过仅仅照射在光学信息记录介质中形成的凸区和凹槽之中的凹槽以便在凹槽上形成记录标记来执行信息记录和擦除。
光学信息记录介质包括凹面部分和凸面部分。当从激光入射面看时为凸面的部分被称为凸脊，当从激光入射面看时为凹面的部分被称为凹槽。照射光学信息记录介质的激光光源与凸脊之间的距离大于光源与凹槽之间的距离。凹槽以小于等于0.4μm的间距形成在光学信息记录介质中。凸脊宽度和凹槽宽度的总和被称为磁道间距。下面，将参考图2详细描述在凸脊和凹槽的记录或擦除。
图2显示了常规的记录系统和依据本发明的记录系统之间的差别。如图2(a)中所示，实现高密度记录的技术之一是将记录标记10同时写入凸脊11和凹槽12中。但是，这种凸脊/凹槽记录导致了相邻擦除问题的出现。也就是，当记录新的标记时，对已经写入的相邻标记产生了热或光学上的不利影响甚至擦除。这种情况的出现是由于在凸脊11和凹槽12之间几乎没有物理距离，从而通过记录层5等很容易发生热传导所致。
在图2(b)中，磁道间距是图2(a)中所示的间距的一半，记录标记10仅仅被写入到凸脊11中或凹槽12中。以这种方式，在仍然获得类似于图2(a)中的记录密度的同时，可以有效缓解相邻擦除的问题。这是因为记录标记之间提供了特定的距离，防止了相邻标记之间的热干扰。
对比凸脊记录和凹槽记录可以得出下列结论。就相邻擦除的减少而言，凹槽记录虽然比凸脊记录的效果略差，但同样显示出令人满意的效果，。就重复记录特性而言，凹槽记录显示出比凸脊记录更好的效果。从发明人的研究中可以了解，凹槽记录同时提供了相邻擦除的减少和良好的重复记录特性。可以理解的原因如下。，热在凸脊中和在凹槽中沿着其内壁扩散的方式不同。在凹槽中执行记录时热的扩散速度略高于在凸脊中执行记录时的扩散速度。结果，在凹槽中执行记录时重复记录后的热负荷略小于在凸脊中执行记录时的热负荷。但是这方面详细的机理尚不清楚。
只在凸脊中进行记录还是只在凹槽中进行记录可以根据介质的要求条件来确定。例如，当同时需要减少相邻擦除和即使在很多次重复后仍保持高的重复记录特性时，可以在凹槽中执行记录。当不是特别需要这样一个高的重复记录特性但是需要有效减少相邻擦除时可以在凸脊中进行记录。
发明人新近发现(i)当同时在间距等于或小于0.4μm的的凸脊和凹槽中执行记录时相邻擦除的问题是一个重要问题，并且(ii)即使在这样一种情况中，通过仅仅在凹槽中执行记录，在保持高的重复记录特性的同时，相邻擦除的问题也被显著地缓解。特别是，当激光的数值孔径值较高(例如等于或大于0.70)并且磁道间距等于或小于0.33μm时本发明特别有效。
如上所述，当仅仅在凹槽中执行记录时，解决了在凸脊/凹槽记录的情况下出现的相邻擦除的问题。但是，总体上，凹槽记录稍微不利于获得高的C/N比。这是因为当仅仅在凹槽中以与凸区/凹槽记录中相同的密度执行记录时，磁道间距是凸脊/凹槽记录时所需间距的一半。从而，由于遇到磁道内壁，记录标记的宽度不能增加。
为了解决这个问题，在本发明中，当用用于再现的激光照射凹槽时满足下列条件。φ1是由处于第一状态(例如，处于具有低反射率的非晶状态)的凹槽的一部分所反射的光的相位，φ2是由处于第二状态(例如，处于具有高反射率的结晶状态)的凹槽的一部分所反射的光的相位。两个相位之间的差，即φ1-φ2满足2nπ-π＜φ1-φ2＜2nπ(n是任意整数)。为了满足上述的条件，需要对光学信息记录介质设定合适的光学常数和/或记录层和保护层的厚度。由于分界层非常薄并且对光学状态没有任何实质性的影响，分界层的厚度在设计光学信息记录介质时不需要考虑。两个相位之间的差，即φ1-φ2最好处于2nπ-π＜φ1-φ2＜2nπ-0.1π的范围内(n是任意整数)，处于2nπ-0.5π＜φ1-φ2＜2nπ-0.1π的范围内(n是任意整数)时更佳。
通过满足上述条件，即使当信息仅仅记录在凹槽中时，也能通过写入了记录标记的凹槽和相邻凸脊之间的相位差的干涉来增加信号幅值。结果是，可以获得高的C/N比。该结论的依据将在下文中使用简单的模型作为一个例子来说明。
首先，求得当用于再现的激光分别扫描凸脊和凹槽时获得的反射率的幅值。
用激光扫描凸脊时参数给定如下。当凸脊处于高反射率状态时仅从凸脊反射的光的总量为RH1。当凸脊处于低反射率状态时仅从凸脊反射的光的总量为RL1。不论凸脊处于何种状态，从与凸脊相邻的两个凹槽反射的光的总量的和为RH2。当用激光扫描凹槽时参数给定如下。RH1是当凹槽处于高反射率状态时仅从凹槽反射的光的总量。RL1是当凹槽处于低反射率状态时仅从凹槽反射的光的总量。RH2是不论凹槽处于何种状态，从与凹槽相邻的两个凸脊反射的光的总量的和。
这里，为了简单起见，假设形成凸脊和凹槽，使得从它们反射的光的总量几乎彼此相等(形成凸脊和凹槽以具有几乎相同的宽度)。
RLH是当用激光照射的凸脊的一部分处于高反射率状态时反射光的总量，RLL是当用激光照射的凸脊的一部分处于低反射率状态时反射光的总量。使用凹槽作为相差的基础来考虑相位的延迟。
RLH＝RH1exp(-2πi·2dn1/λ)·exp(iΔφ)+RH2exp(iΔφ)RLL＝RL1exp(-2πi·2dn1/λ)+RH2exp(iΔφ)类似地，其中RGH是当用激光照射的凹槽的一部分处于高反射率状态时反射光的总量，RLL是当用激光照射的凹槽的一部分处于低反射率状态时反射光的总量。
RGH＝RH1exp(iΔφ)+RH2exp(-2πi·2dn1/λ)·exp(iΔφ)
RGL＝RL1+RH2exp(-2πi·2dn1/λ)·exp(iΔφ)因此，来自凸脊的再现信号幅值CL为CL∝|RLH|2-|RLL|2＝|RH1exp(iA)+RH2|2-|RL1exp(iA)+RH2exp(iΔφ)|2＝(RH12-RL12)+2RH2(RH1cosA-RL1cos(A-Δφ))(其中A＝-2πi·2dn1/λ)类似地，来自凹槽的再现信号幅值CG为CG∝|RGH|2-|RGL|2＝(RH12-RL12)+2RH2(RH1cosA-RL1cos(A+Δφ))因此，CL和CG之间的差，也就是CL-CG为CL-CG＝2RH2RL1{cos(A+Δφ)-cos(A-Δφ)}＝-4RH2RL1·sinA·sinΔφ为了使来自凹槽的再现信号幅值大于来自凸脊的再现信号振幅，即CL-CG＜0，需要满足下面的表达式。
sinA·sinΔφ＝sin(-4πdn1/λ)·sin(Δφ)＞0满足上述表达式的Δφ的范围是2nπ-π＜Δφ＜2nπ(n为任意整数)，因为其中d在λk/(2n1)＜d＜λ/(4n1)+λk/(2n1)的范围内(k为任意整数)，sinA为负。当d在上述范围之外时，2nπ＜Δφ＜2nπ+π(n为任意整数)。
实际上，难以形成非常深的凸脊或凹槽。凸脊或凹槽的深度d一般为0＜d＜λ/(4n1)。在这种情况下，当相差Δφ为2nπ-π＜Δφ＜2nπ(n为任意整数)时，由于相差的影响，来自凹槽的再现信号幅值可以大于来自凸脊的再现信号幅值。
相差Δφ最好处于0＜Δφ＜0.5π的范围内。这是因为当实际进行选择多层结构的每一层的最佳厚度和光学常数的光学设计时太大的Δφ不是最好的，因为Δφ过大时带来相差的急剧变化，其结果是，即使当在每一层的厚度或光学常数中有微小变化时光学特性也会相对变化很大。为了寻求对这一问题的解决方案，发明人制造了大量的介质，每个介质具有在相同的条件下不同的Δφ值。结果，发现当Δφ处于0＜Δφ＜0.5π的范围内时，在相同条件下生产的介质的特性几乎不分散，因此容易提高产品合格率。
在上面的模型中，凸脊的宽度和凹槽的宽度基本上彼此相等，使得由凸脊反射的光的总量与由凹槽反射的光的总量基本上彼此相等。凹槽的宽度Gw相对于间距Tp最好为0.50Tp≤Gw≤0.85Tp，其原因如下。当凹槽宽度大于间距的0.85倍时，无法实现足够的伺服控制；当凹槽宽度小于间距的0.50倍时，信号的幅值太小。
如上所述，通过只在凹槽进行记录并将来自己记录部分的反射光和来自未记录部分的反射光之间的相差调整到合适的范围内，防止热干扰的效果和使用未记录信息的空凸脊来增加信号幅值的效果，由于相差的作用都可以实现。这样，即使进行高密度记录时，也可以同时实现减少相邻擦除、极好的重复记录特性和高C/N比。
记录层5最好使用至少包含Sb、Te或Se的材料，因为在这样一种情况下容易满足相差的上述范围。并且记录层5厚度最好等于或大于3nm并且等于或小于20nm，因为此时容易满足相差的上述范围。
依据本发明，使用一种计算方法来确定相差。即，使用光谱分析仪、椭率计等实际测量包括在光学信息记录介质中的每一层的光学常数，并采用每一层的所产生的光学常数和厚度根据多层结构的所有界面上光能守恒定律导出一个表达式。通过求解联立方程，可以得出整个多层结构的反射率和透射率，以及记录层5处于第一状态的情况和处于第二状态的情况之间的相差。
评价实际相差的一种例示方法是通过实际记录来测量信号幅值。该方法如下使用具有近似相等宽度的凸脊和凹槽的基片，在相同的条件下分别将信息记录在凸脊和凹槽中。然后测量信号幅值差。之后，确定在凸脊中记录和在凹槽中记录中哪一个提供了更有利的结果。当介质满足上述最佳相差范围时，由凹槽记录获得的信号幅值比由凸脊记录获得的信号幅值大，两者的差等于或大于1dB。
本发明不局限于图1中显示的结构。可以删去分界层4、分界层6、或分界层4和6。或者，反射层8可以包括两个反射子层，或另一个设置在与反射层8的激光入射面相对一面上的反射层。再或者，如图3中所示，在第一基片和第二基片之间的包括两个或更多信息记录层的结构200是有用的。这个结构进一步提高了介质容量，因此特别可取。在图3中，附图标记101和201分别代表第一基片和第二基片，附图标记103和203代表记录层，附图标记102、104、202和204代表保护层，附图标记105和205代表反射层。附图标记106代表用于将第一信息记录层和第二信息记录层在光学上分开的透光中间过渡层。
中间过渡层106的厚度应该足够大，以便将第一和第二信息记录层分开，并且处于入射在两个信息记录层上的光可以被物镜收集的厚度范围内。在接收入射激光的那一面上提供的第一信息记录层需要是透光的，以便实现在第二信息记录层上的记录和再现。因此，记录层103和反射层105最好相对薄。第二信息记录层使用已穿过第一信息记录层的光进行记录，因此最好将其设计为具有高的记录灵敏度。图3显示了包括两个记录层的例子，但是也可以包括多于两个信息记录层。本发明可应用于多种其它结构。
下面，将说明依据本发明的用于生产光学信息记录介质的方法。上述光学信息记录介质中包括的多层结构可以通过使用溅射(sputtering)、真空沉积(vacuum deposition)、CVD等方法来生产。这里，作为一个例子，将描述使用溅射法的方式。
图4是依据本发明用于生产光学信息记录介质的层形成装置300的示意图。层形成装置300具有如下结构。真空罐13通过排气口19连接到真空泵(未显示)，使得真空罐的内部可以保持高度真空。特定流量的惰性气体、氮气、氧气或其混合气体可以通过气体供给口18供给。附图标记14代表第二基片或第一基片，其连接到用于旋转和转动基底的驱动装置15上。附图标记16代表连接到阴极17的溅射目标。阴极17通过开关连接到直流电源或高频电源(未显示)。通过将真空罐13接地，真空罐13和基片14的保持为阳极。
作为形成层的气体，可以使用惰性气体或在需要时使用包含惰性气体和微量的氮气、氧气等的混合气体。其中惰性气体可以使用Ar、Kr等。
为了形成记录层5和保护层3和7，可以使用包含惰性气体和微量的氮气或氧气的混合气体。使用这样的混合气体进一步减少了每一个形成的层的热传导率，这样更有效地减少了相邻擦除。使用这样的混合气体的另一个优势是当在介质上进行重复记录时限制物质移动，这样提高了重复记录特性。
当主要用氮化物、氧化物或氮氧化物形成分界层4和6时，反应溅射法可以得到令人满意的层。例如，当分界层采用Ge-Cr-N分界层时，最好使用至少包含Ge和Cr的材料作为目标，并使用惰性气体和氮气的混合气体作为层形成气体，以便获得符合要求的层。可以使用包含惰性气体和具有氮原子的气体、例如N2O、NO2、NO、N2等的混合气体，或由惰性气体和具有氮原子的任意化合物形成的气体的混合气体。作为分界层的材料，C和Ge-Si-N例如是合适的。
为了形成反射层8，最好使用惰性气体例如Ar、Kr等。
各层最好形成如下。第二基片2用作以图4中的标号14表示的层，然后从反射层8到保护层3顺序地形成各层。原因是第二基片2比第一基片1更厚并且更硬，这样不容易受由层的形成而产生的热的影响。通过(i)把包括从反射层8到保护层3的各层的介质和具有一个带有粘合树脂的表面的基片贴合在一起，(ii)把包括从反射层8到保护层3的各层的介质和片状基片用紫外线可固化树脂贴合在一起，或(iii)用透明树脂、例如紫外线可固化树脂执行规定厚度的旋涂，第一基片1可以与第二基片2组合在一起。
也可以以与上述相反的方向从保护层3开始形成各层。然而，在这种情况下，第一基片1需要具有足够的刚性以经受层形成所带来的热。第一基片1还需要具有一个引导凹槽。出于这些目的，第一基片1最好具有特定或更大的厚度(例如，0.2至0.4mm)。从批量生产的角度考虑，第一基片1中的引导凹槽最好通过模塑法来形成。然而，当第一基片1相对薄(例如，小于或等于0.2mm)时，难以在第一基片1中通过模塑法形成所希望的引导凹槽。在这样一种情况下，最好在第二基片2中形成一个引导凹槽并从第二基片2开始形成后续各层。
以上述方式生产的介质一般受到能量辐射、例如强激光照射等以便把记录层5置于结晶状态。这样，即使从第一次重写信息起也能够容易地重写信息。为了省略结晶过程，诸如对于记录层5使用容易结晶的材料是有效的，这样在刚刚形成之后，记录层5处于结晶状态，或者形成一薄层记录材料，该记录材料可以在记录层5形成以前结晶。
下面，将说明依据本发明在光学信息记录介质上记录信息或从其上再现信息的例示方法。
图5是依据本发明用于光学信息记录介质的记录和再现装置400的示意图。记录和再现装置400包括用于发射激光的激光源20、用于将激光源发射的激光收集到光学信息记录介质上的光学系统26、以及用于控制激光源的激光控制部分24。光学系统26包括物镜21和分束器25。由信号代表的信息记录在光学信息记录介质上，并且使用下面的元件来执行从光学信息记录介质的再现和擦除具有安放在其上的激光源20和物镜21的光头(未显示)，用于引导激光到规定照射位置的驱动设备22，用于分别控制跟踪方向和光在垂直于光学信息记录介质的表面的方向上的位置的跟踪控制设备(未显示)和聚焦控制设备(未显示)，用于控制激光功率的激光控制部分24，以及用于旋转光学信息记录介质的旋转控制设备23。
首先，说明在光学信息记录介质上记录信号信息、从光学信息记录介质上擦除信号信息、或重写光学信息记录介质上的信号信息的方法。光学信息记录介质由旋转控制设备23旋转，由光学系统26收集激光来形成一个小光点，以便用照射光学信息记录介质。在下面的描述中，P1是可以可逆地将光学信息记录介质的记录层的局部从第二状态(例如，结晶状态)改变为第一状态(例如非晶状态)的激光的功率电平，P2是可以可逆地将光学信息记录介质的记录层的局部从第一状态(例如非晶状态)改变为第二状态(例如，结晶状态)的激光的功率电平。通过在P1和P2之间调制激光的功率电平，可以形成记录标记或无记录部分。这样，可以执行信息的记录、擦除和重写。用具有P1功率电平的激光照射的部分区域通常是脉冲状区域串，也就是所谓的多脉冲。
下面，说明再现信息的方法。用P3功率电平的激光照射光学信息记录介质。P3不改变光学信息记录介质的光学特性(例如，反射率)，但能提供足够的用于再现所记录信息的反射光。P3低于P1也低于P2。当具有P3功率电平的激光照射光学信息记录介质时，光学信息记录介质反射激光。检测器读取反射光。这样，实现了信息的再现。
信息仅仅被记录在光学信息记录介质的凹槽中。原因是，如上所述，当仅仅在凹槽中进行记录时，可以同时获得减少相邻擦除的和改进重复记录特性的效果。
当用于再现的激光照射凸脊时，满足2nπ-π≤φ1-φ2≤2nπ(n为任意整数)的条件。φ1是由处于第一状态(例如，具有低反射率的非晶状态)的凸区的一部分反射的光的相位，φ2是由处于第二状态(例如，具有高反射率的结晶状态)的凸区的一部分反射的光的相位。这样，即使当信息仅仅记录在凹槽中时，利用其中写有记录标记的凹槽和相邻凸脊之间的相差的干涉，也可以增大信号幅值。于是可以获得高C/N比。
由于上文所述原因，磁道间距最好等于或小于0.40μm，并且最好等于或小于0.33μm。
如果形成的记录标记的宽度为w并且凹槽的间距为Tp，，最好满足关系Tp/4＜w＜Tp/2，理由如下。当标记宽度w小于或等于Tp/4时，难以获得大的信号幅值。当w大于或等于Tp/2时，记录将在预定的凹槽的外面执行。因此，在不满足上述关系的情况下，即使想仅仅在凹槽中进行记录时，也会出现相邻擦除的问题。
第一基片的厚度小于或等于0.4mm，并且第二基片的厚度大于或等于0.4mm。激光的数值孔径(NA)最好大于或等于0.70。在这样的条件下，由于可进行更高密度的记录，因此可以更显著地实现本发明的效果。
激光的波长最好小于或等于450nm。当然，也可以采用波长大于450nm的激光在依据本发明的光学信息记录介质上记录数据。但是，对于诸如依据本发明的光学信息记录介质的高密度记录介质，采用更短波长的激光能获得更好的效果。换句话说，在允许高密度记录的光学记录介质上采用波长大于或等于450nm的激光进行高密度记录不是最可取的。其原因在于这样一种记录方式将导致相邻擦除恶化并且重复记录特性降低的问题。
波长在小于或等于450nm范围内的激光的一个例子是近来已经被积极开发出的GaN基半导体激光。GaN基半导体激光的波长大约为400nm。随着激光研究的进一步发展，使用更便宜的激光将成为可能。
下面，将根据具体实施例对本发明进行更详细的说明。
(实施例1)生产具有如图1所示的层结构的光学信息记录介质。第一基片1和第二基片2分别由直径为120mm的聚碳酸酯树脂盘形成。第一基片1的厚度为0.1mm，第二基片2的厚度为1.1mm。保护层3和7均由包含ZnS和20mol％的SiO2的材料形成。分界层4和6由GeCrN形成。记录层5由Ge29Sb15Te54N2形成。反射层8由AgPdCu合金形成。保护层3和7的厚度分别为70nm和11nm。分界层4和6的厚度均为5nm。记录层5的厚度为12nm。反射层8的厚度为80nm。已记录部分和未记录部分之间的相差通过光学计算获得。来自低反射率状态的光的相位φ1和来自高反射率状态的光的相位φ2之间的相差、即φ1-φ2为-0.17π。
激光的引导凹槽在第二基片2中形成。引导凹槽的深度为35nm，磁道间距为0.37μm。
通过供给包含Ar和2.5％的氮气的混合气体使得总的压力达到0.13Pa然后提供功率为DC1.27W/cm2的阴极来生产记录层5。通过供给包含Ar和1.0％的氧气的混合气体使得总的压力达到0.13Pa并且提供功率为RF5.10W/cm2的阴极来生产保护层3和7。通过供给Ar气体使得总的压力达到0.26Pa并且提供DC4.45W/cm2的功率来生产反射层8。分界层4和6都是使用GeCr作为目标并使用Ar和氮气的混合气体作为溅射气体来生产。溅射气体压力为1.33Pa，溅射气体中氮气的压力占40％，溅射功率密度为RF6.37W/cm2。通过上述方法生产出的介质将被称为介质(1)。
为了评价盘特性，使用波长为405nm并穿过具有0.85数值孔径的物镜的激光。最短的标记长度被设置0.185μm，并且盘的旋转速度设置为线速度5.0m/s。根据信号的C/N比、相邻擦除特性和重复记录特性来评价盘的特性。C/N比通过使用一个(8-16)调制系统在凹槽中利用合适的激光功率记录一个3T标记(标记长度0.185μm)、然后测量从该3T标记获得的信号的C/N比来评价。相邻擦除评价方法如下。将10个3T标记以合适的激光功率记录在凹槽的磁道中并且测量对应于3T标记的信号幅值。之后，将50个3T标记和50个11T标记(总共100个标记)交替地记录在与第一个凹槽相邻的两个凹槽的磁道中。然后用执行擦除的激光扫描盘，以擦除两个凹槽的磁道中的所有标记。之后，再次测量对应于第一个中间凹槽的磁道中的3T标记的信号幅值。将擦除操作之前的信号幅值和擦除操作之后的信号幅值之间的差(也就是，由擦除操作引起的信号幅值的减小)作为相邻擦除的总量。重复记录特性评价方法如下。首先，在与评价C/N比所用的类似条件下记录3T标记。然后，用11T标记擦除3T标记，并测量擦除比。重复地记录3T标记并用11T标记擦除，每次测量擦除比。将获得了等于或大于20dB的擦除比的记录周期数设置为一个重复记录次数。在重复记录特性的评价中，将记录一个3T标记或一个11T标记的操作计数为一个操作周期。
作为一个比较例，生产了一个除了如图2(a)中所示磁道间距是介质(1)的两倍以外与介质(1)具有相同结构的介质。该介质被称为介质(2)。根据C/N比、相邻擦除特性和重复记录特性来评价介质(2)的盘特性。以与介质(1)相似的方式来评价C/N比和重复记录特性。相邻擦除的评价方法如下。10个3T标记以合适的激光功率记录在凹槽的磁道中并且测量对应于3T标记的信号幅值。然后，将50个3T标记和50个11T标记(总共100个标记)交替地记录在与凹槽相邻的两个凸区的磁道中。然后用执行擦除的激光扫描盘，以擦除两个凸脊的磁道中的所有标记。之后，再次测量对应于中间凹槽的磁道中的3T标记的信号幅值。将擦除操作之前的信号幅值和擦除操作之后的信号幅值之间的差(也就是，由擦除操作引起的信号幅值的减小)作为相邻擦除的总量。即，记录信号，使得介质(1)和介质(2)具有相等的记录容量。关于介质(2)，在凸脊和凹槽互换的情况下也按与上面类似的方式进行评价。
作为另一个比较例，生产了一种除了信息只记录在凸脊中以外与介质(1)具有相同结构的介质。该介质被称为介质(3)。表1显示了介质(1)、介质(2)和介质(3)的评价结果。
表1
表1中显示的结果说明如下。对于C/N比，○意味着大于或等于50dB，△意味着大于或等于48dB并且小于50dB，×意味着小于48dB。相邻擦除由信号幅值的减少来评价。◎意味着0dB，○意味着大于0dB并且小于或等于2dB，×意味着大于2dB。重复记录特性由可以记录的重复周期数来评价。○意味着等于或大于10,000次，△意味着等于或大于5,000次并且小于10,000次，×意味着小于5,000次。
根据表1，介质(1)同时实现了高C/N比、令人满意的相邻擦除特性和令人满意的重复记录特性。认为实现了令人满意的相邻擦除特性是因为记录只在不直接彼此相邻的凹槽中进行，因此很好地屏蔽了热。认为实现了高C/N比是因为本发明的光学信息记录介质采用了有利于凹槽记录的层结构。认为实现了令人满意的重复记录特性是因为热在凹槽中的扩散速度比在凸脊中快。
介质(2)在凹槽中的C/N比和重复记录特性上令人满意，但在凸脊中的C/N比和重复记录特性上不令人满意。在凹槽和凸脊中都出现了相邻擦除。
只在凸脊中进行记录的介质(3)在减少相邻擦除的效果上优于介质(1)，但在C/N比和重复记录特性上不是非常好。可以想到的原因是本发明的光学信息记录介质采用了有利于凹槽记录的层结构。
从上述内容可知，通过采用有利于凹槽记录的层结构并只在凹槽中进行记录，可以同时达到高C/N比、令人满意的相邻擦除特性和令人满意的重复记录特性。
(实施例2)在本发明的另一个实施例中，除了记录层5的厚度分别为3.0nm、5.0nm、8.0nm、10.0nm、12.0nm、15.0nm、17.0nm和20.0nm外，介质(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)和(11)与介质(1)具有相同结构。以与介质(1)类似的方式计算这些介质中的每一个的相差。以与介质(1)类似的方式评价盘特性。结果如表2所示。
表2
根据表2，介质(7)到介质(11)在C/N比和相邻擦除特性上与介质(1)一样都令人满意。这是由于这些介质的相差满足有利于凹槽记录的-π到-0.10π的范围。相差超出上述范围的介质(4)、介质(5)和介质(6)在凹槽中无法实现高的C/N比。然而，当记录层5相对薄(等于或小于10.0nm)时，介质(4)、介质(5)和介质(6)可以实现非常好的相邻擦除特性，因为热在记录层的表面以较低的速度扩散。
即使当记录层5的厚度小于8.0nm时，通过调节保护层3和7中每一个的厚度，也可以使相差处于-π到-0.10π的范围内。进一步，相差例如可以处于-0.50π到-0.10π的更精确的范围内。特别是当保护层3相对厚时，上述范围可以容易地满足。这样的介质，就C/N比来说，略低于包括具有等于或大于10.0nm的厚度的记录层的介质，但是可以实现非常好的相邻擦除特性，因此，这些介质可以被采用。
工业应用如上所述，本发明提供了一种光学信息记录介质，包括第一基片；第二基片；和在第一基片和第二基片之间形成的记录层。光学信息记录介质包括凸脊和凹槽，照射光学信息记录介质的激光的光源和凸脊之间的距离大于光源和凹槽之间的距离。激光光源到凸脊之间的距离和激光光源到凹槽之间的距离之差D处于0＜D＜λ/(4N)的范围内(N为基片的折射率)，其中λ是激光的波长。凹槽以小于或等于0.40μm的间距形成在光学信息记录介质中。每个凹槽或者处于具有第一反射率的第一状态，或者处于具有低于第一反射率的第二反射率的第二状态，第一状态和第二状态可以通过激光的照射可逆地转变。当一个凹槽被用于再现的激光照射时，φ1和φ2之差φ1-φ2满足2nπ-π≤φ1-φ2≤2nπ(n为任意整数)，其中φ1是由处于第一状态的凸区的一部分反射的光的相位，φ2是由处于第二状态的凸区的一部分反射的光的相位。由于具有上述结构，即使在进行高密度记录时，光学信息记录介质也能防止相邻擦除，并可实现高的重复记录特性和足够的C/N比。本发明还提供了一种采用这样一个光学信息记录介质进行信息记录、擦除和再现的方法；以及用于在这样的光学信息记录介质上执行信息记录、擦除和再现的装置。
权利要求
1.一种光学信息记录介质，包括第一基片；第二基片；以及在第一基片和第二基片之间形成的记录层，其中光学信息记录介质包括凸脊和凹槽，照射光学信息记录介质的激光光源和凸脊之间的距离大于光源和凹槽之间的距离，激光光源到凸脊之间的距离和激光光源到凹槽之间的距离之差D处于0＜D＜λ/(4N)的范围内(N为基片的折射率)，其中λ是激光的波长，凹槽以小于或等于0.40μm的间距在光学信息记录介质中形成，每个凹槽或者处于具有第一反射率的第一状态，或者处于具有低于第一反射率的第二反射率的第二状态，第一状态和第二状态通过激光的照射可以可逆地转变，以及当以用于再现的激光照射凹槽时，φ1和φ2之间的差φ1-φ2满足2nπ-π＜φ1-φ2＜2nπ(n是任意整数)，其中φ1是由处于第一状态的凹槽的一部分反射的光的相位，φ2是由处于第二状态的凹槽的一部分反射的光的相位。
2.如权利要求1所述的光学信息记录介质，其中，当以用于再现的激光照射凹槽时，φ1和φ2之间的差φ1-φ2满足2nπ-π＜φ1-φ2＜2nπ-0.1π(n是任意整数)，其中φ1是由处于第一状态的凹槽的一部分反射的光的相位，φ2是由处于第二状态的凹槽的一部分反射的光的相位。
3.如权利要求1所述的光学信息记录介质，其中，当以用于再现的激光照射凹槽时，φ1和φ2之间的差φ1-φ2满足2nπ-0.5π＜φ1-φ2＜2nπ-0.1π(n是任意整数)，其中φ1是由处于第一状态的凹槽的一部分所反射的光的相位，φ2是由处于第二状态的凹槽的一部分所反射的光的相位。
4.如权利要求1所述的光学信息记录介质，其中，第一基片具有大于或等于0.01mm并且小于或等于0.4mm的厚度，第二基片具有大于或等于0.4mm的厚度。
5.如权利要求1所述的光学信息记录介质，其中，记录层具有大于等于3nm并且小于等于20nm的厚度。
6.如权利要求1所述的光学信息记录介质，还包括一个激光引导凹槽，该激光引导凹槽位于第一基片和第二基片中至少一个基片的朝向记录层的一个表面中，引导凹槽的深度d2满足λ/20n1≤d2≤λ/8n1，其中λ是激光的波长，n1是激光首先入射到的基片的折射率。
7.如权利要求1所述的光学信息记录介质，其中，记录层包含Sb、Te和Se中的至少一种。
8.如权利要求1所述的光学信息记录介质，其中，包括至少两个记录层。
9.如权利要求6所述的光学信息记录介质，其中，引导凹槽以小于或等于0.40μm的间距形成。
10.如权利要求1所述的光学信息记录介质，满足Tp/4＜w＜Tp/2，其中w是通过激光照射在凹槽上形成的记录标记的宽度，Tp是凹槽的间距。
11.如权利要求1所述的光学信息记录介质，满足0.50Tp≤Gw≤0.85Tp，其中Tp是凹槽的间距，Gw是凹槽的宽度。
12.一种用于在光学信息记录介质上记录信息、以及从其上擦除和再现信息的方法，所述光学信息记录介质包括第一基片；第二基片；以及在第一基片和第二基片之间形成的记录层，其中光学信息记录介质包括凸脊和凹槽，照射光学信息记录介质的激光光源和凸脊之间的距离大于光源和凹槽之间的距离，从激光光源到凸脊的距离和从激光光源到凹槽的距离之间的差D处于0＜D＜λ/(4N)(N是基片的折射率)的范围内，其中λ是激光的波长，凹槽以小于等于0.40μm的间距形成在光学信息记录介质中，每个凹槽或者处于具有第一反射率的第一状态，或者处于具有低于第一反射率的第二反射率的第二状态，第一状态和第二状态可以通过激光的照射可逆地转变，当以用于再现的激光照射凹槽时，φ1和φ2之间的差φ1-φ2满足2nπ-π＜φ1-φ2＜2nπ(n是任意整数)，其中φ1是由处于第一状态的凹槽的一部分所反射的光的相位，φ2是由处于第二状态的凹槽的一部分所反射的光的相位，所述方法包括如下步骤将激光的功率电平调制在P1和P2之间，以在凹槽中记录信息或从凹槽中擦除信息；以及，用具有功率电平P3的用于再现的激光照射凹槽来再现记录在凹槽中的信息，其中P1是通过激光照射可以将凹槽从第二状态转变为第一状态的激光的功率电平，P2是通过激光照射可以将凹槽从第一状态转变为第二状态的激光的功率电平，P3是通过激光照射不改变凹槽的反射率但能提供足够量的用于再现所记录信息的反射光的激光的功率电平，P3低于P1和P2。
13.如权利要求12所述的用于在光学信息记录介质上记录信息、以及从其上擦除和再现信息的方法，其中，第一基片具有小于或等于0.4mm的厚度，第二基片具有大于或等于0.4mm的厚度，激光通过大于或等于0.70的数值孔径获得。
14.如权利要求12所述的用于在光学信息记录介质上记录信息、以及从其上擦除和再现信息的方法，其中，激光的波长小于或等于450nm。
15.一种用于在光学信息记录介质上记录数据、从其上擦除和再现数据的装置，所述装置包括用于发射激光的光源；用于收集由激光源发射到光学信息记录介质上的激光的光学系统；以及，用于控制激光源的激光控制部分，其中光学信息记录介质包括第一基片；第二基片；以及在第一基片与第二基片之间形成的记录层，光学信息记录介质包括凸脊和凹槽，照射光学信息记录介质的激光的光源和凸脊之间的距离大于光源和凹槽之间的距离，从激光光源到凸脊的距离和从激光光源到凹槽的距离之间的差D处于0＜D＜λ/(4N)(N是基片的折射率)的范围内，其中λ是激光的波长，凹槽以小于等于0.40μm的间距形成在光学信息记录介质中，每个凹槽或者处于具有第一反射率的第一状态，或者处于具有低于第一反射率的第二反射率的第二状态，第一状态和第二状态可以通过激光的照射可逆地转变，以及当以用于再现的激光照射凹槽时，φ1和φ2之间的差φ1-φ2满足2nπ-π＜φ1-φ2＜2nπ(n是任意整数)，其中φ1是由处于第一状态的凹槽的一部分所反射的光的相位，φ2是由处于第二状态的凹槽的一部分所反射的光的相位，其中为了记录或擦除信息，激光控制部分控制激光源使得把由光学系统在光学信息记录介质上收集的激光的功率电平调制在P1和P2之间，为了再现信息，激光控制部分控制激光源使得由光学系统在光学信息记录介质上收集的激光的功率电平为P3，以及P1是通过激光照射可以将凹槽从第二状态改变为第一状态的激光的功率电平，P2是通过激光照射可以将凹槽从第一状态改变为第二状态的激光的功率电平，P3是通过激光照射不改变凹槽的反射率但能提供足够量的用于再现记录信息的反射光的激光的功率电平，P3低于P1和P2。
16.如权利要求15所述的用于在光学信息记录介质上记录数据、从其上擦除和再现数据的装置，其中，第一基片具有小于或等于0.4mm的厚度，第二基片具有大于或等于0.4mm的厚度，激光通过大于或等于0.70的数值孔径获得。
17.如权利要求15所述的用于在光学信息记录介质上记录数据、从其上擦除和再现数据的装置，其中，激光的波长小于或等于450nm。
全文摘要
一种光学信息记录介质包括第一基片；第二基片；以及在第一基片和第二基片之间形成的记录层。光学信息记录介质包括凸脊和凹槽，照射光学信息记录介质的激光光源和凸脊之间的距离大于光源和凹槽之间的距离。激光光源到凸脊之间的距离和激光光源到凹槽之间的距离之差D处于0＜D＜λ/(4N)的范围内(N为基片的折射率)，其中λ是激光的波长。凹槽以小于或等于0.40μm的间距在光学信息记录介质中形成。
文档编号G11B7/24GK1466749SQ01816626
公开日2004年1月7日 申请日期2001年9月25日 优先权日2000年9月29日
发明者宇野真由美, 山田升 申请人:松下电器产业株式会社