专利名称：光学记录和 /或再现装置、光学再现装置、光学记录和 /或再现介质、光学记录和 /或再 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如一种光学记录和/或再现装置、光学再现装置、光学记录和/或再现介质、光学记录和/或再现方法、光学记录方法、光学再现方法及光学层检测方法。
背景技术：
为了满足现代信息社会的需要，一直在试图增大与光学记录和/或再现相关的光学记录和/或再现介质的容量。
为增大光学记录和/或再现介质的容量，一种技术是层叠多个光学记录和/或再现层来提供多层光学记录和/或再现介质。通过层叠多个光学记录和/或再现层，可以在不增大各光学记录和/或再现层的记录容量的情况下增大光学记录和/或再现介质的记录容量。
例如，已提出这样一种方法通过对用作介质的非线性光学材料如在所用光源的波长下具有高透射率(透射系数)的铁电物质进行分层，并且检测通过汇聚光束在光学介质中展现的光学非线性现象，实现多个介质层。
发明内容
对于增大光学记录和/或再现介质的记录容量存在不断增长的需求。由于各种传统系统存在与形成光学记录和/或再现层的多层有关的问题，因此，最好开发一种允许增大记录容量的新技术。
鉴于现有技术的上述现状，本发明的目的是提供一种光学记录和/或再现装置、光学再现装置、光学记录和/或再现介质、光学记录和/或再现方法、光学记录方法、光学再现方法及光学层检测方法，由此可以实现多个光学记录和/或再现层，从而大幅增大记录容量。
本发明人设计出一种技术，其中，当将再现光束照射在作为残余偏振(residual polarization)记录在铁电记录和/或再现构件上的信号上时所产生的光谐波呈现与残余偏振方向相关的相差，并且通过与布置在与记录和/或再现构件的光径不同的光径中的统一偏振基准构件中所产生的光谐波进行相位比较来检测该相差。由于该技术能够使用传统光学记录和/或再现技术，因此本公开技术用作多层介质的价值高。光学记录和/或再现层可以容易地实现为多层结构以显著增大记录容量。
(1)本发明一方面的光学记录和/或再现装置，包括台架，用于在其上安置光学记录和/或再现介质，其中，光学记录和/或再现介质包括电光学材料层，在其中施加电场时可以改变偏振方向和残留并且以光照射时产生光谐波，以及布置在电光学材料层的前后表面上的电极层；光源，用于将光照射到安置在台架上的光学记录和/或再现介质上；电压施加部件，用于将电压施加于安置在台架上的光学记录和/或再现介质的电极层之间；以及检测部件，用于检测从安置在台架上的光学记录和/或再现介质产生的光谐波的相位。
通过将电压施加于电光学材料层并且通过控制偏振方向来引起偏振保留，可以将信息记录在光学信息记录和/或再现介质上。另一方面，当将光照射在电光学材料层上时，产生光谐波，其中，所产生的光谐波的相位根据偏振方向而改变。因此，通过检测相变，可以再现记录在光学记录和/或再现介质上的信息。
光学记录和/或再现装置还可以包括用于输出基准光的部件，基准光干涉从光学记录和/或再现介质产生的光谐波，从而使基准光叠加在光谐波上。检测部件检测叠加在基准光上的光谐波的强度，以检测光谐波的相位。
通过由光学记录和/或再现介质产生的光谐波干涉基准光，可以将光谐波的相位转换成较高或较低光强度值。
基准光强度大致等于从光学记录和/或再现介质产生的光谐波的强度。
所转换的较高或较低光强度值可以具有局部最大或局部最小值。
光学记录和/或再现介质由至少两个层组构成，其中，各层组均由电光学材料层和电极层组成。
通过层叠均能够记录信息的多个电光学材料层，可以增大所能存储的信息量。
光学记录和/或再现装置中的检测部件输出与从安置在台架上的光学记录和/或再现介质产生的谐波的强度相对应的强度信号，其中，该装置还包括电压控制部件，用于根据由强度检测部件输出的强度信号控制电压施加部件的输出电压。
由于照射光(激励光)与光谐波的波长相互不同，因此惯例是光学材料中的折射率即相位速度相互不同(折射率的波长色散)。由于该相位速度差异，从在光径上传播的激励光在不同位置所产生的两个谐波的相差随着与产生地点的距离增大而变大，从而，在大于所谓相关长度的距离，发生反相，结果，两个谐波相互抵消。因此，在采用谐波的光学记录和/或再现装置中，需要实现相位匹配来禁止谐波相互抵消。另外，介质(光学材料)的折射率随着波长和温度而改变。因此，稳定激励光的波长和介质温度以保持相位匹配状态可以是有效的。然而，如果稳定波长和温度的机构附属于光学记录和/或再现装置，则该装置的尺寸可能变大，或者价格变贵。本发明提供简化的谐波相位匹配。也就是说，通过根据由强度检测部件输出的前述强度信号来控制施加于电光学材料层的电场，改变电光学材料层的折射率，从而可以使由光源照射的基波的折射率与由电光学材料层产生的谐波的折射率相一致以保持相位匹配状态。
在此，从光源到光学记录和/或再现介质的入射光可以相对于光学记录和/或再现介质的平面表面的法线方向倾斜。
在此，可以通过向电光学材料层施加电场来向其提供双折射(电光学材料层可以呈现双折射)。通过双折射材料的内部传播的光分离成普通光和非普遍光。由于非普通光的折射率随着传播方向而改变，因此可以通过适当地相对于光学记录和/或再现介质的平面表面的法线倾斜光学记录和/或再现介质上的入射光来实现相位匹配。
电光学材料层可以呈现施加预设电场时改变偏振方向的铁电现象。
电化学材料层的偏振方向改变可以用来在光学记录和/或再现介质上记录信息。
电压控制部件可以控制电压施加部件的输出电压，从而使与从检测部件输出的强度信号相关联的谐波强度将大于预设值。
稳定信息再现通过使谐波强度大于预设值而变得可能。
光学记录和/或再现介质可以包括多个电化学材料层和夹在多个电化学材料层之间的多个电极。
通过采用多个电化学材料层，可以增大可记录信息的数量。
本发明的光学记录和/或再现装置的光学记录和/或再现介质，包括多个电光学材料层，各电光学材料层由当激励光入射到其上时产生光谐波且其厚度不大于相关长度的铁电非线性光学材料形成，其中，如果超过相关长度，则由于激励光的折射率与光谐波的折射率之间的差异而发生光谐波反相。光学记录和/或再现介质的电极层布置在多个电光学材料层之间。电压施加部件将在方向上交替反转的电场施加于安置在台架上的光学记录和/或再现介质的电光学材料层。
由于照射光(激励光)与光谐波的波长相互不同，因此惯例是光学材料中的折射率即相位速度相互不同(折射率的波长色散)。由于该相位速度差异，从在光径上传播的激励光在不同位置所产生的两个谐波的相差随着与产生地点的距离增大而变大，从而，在大于所谓相关长度的距离，发生反相，结果，两个谐波相互抵消。因此，在采用谐波的光学记录和/或再现装置中，需要实现相位匹配来禁止谐波相互抵消。本发明采用光谐波技术，使得实现足够的谐波强度成为可能。也就是说，通过施加电压于电极，可以控制各铁电非线性光学材料层的偏振方向来记录信息。由于铁电非线性光学材料层的厚度小于相关长度，因此不担心在各铁电非线性光学材料层的内部产生的光谐波相互削弱，从而可以高效地从各铁电非线性光学材料层产生光谐波来实现信息再现。
在此，光学记录和/或再现装置还可以包括基准光产生部件，用于从由光源照射的光产生干涉光谐波的基准光；混光部件，用于混合从光学记录和/或再现介质产生的光谐波与基准光以输出通过在光谐波与基准光之间干涉而获得的干涉光；以及检测部件，用于检测从混合部件输出的干涉光的强度。
通过检测混合从光学记录和/或再现介质产生的再现光谐波与基准光谐波时所产生的干涉光的强度，可以从光学记录和/或再现介质中再现信息。
‘基准光谐波产生部件’可以安置在从光源到光学记录和/或再现介质的光径上，或者可以安置在由光源照射的光的分支光径上。如果‘基准光谐波产生部件’安置在从光源到光学记录和/或再现介质的光径上，则该光径本身用作‘混光部件’。
本发明的光学记录和/或再现装置的光学记录和/或再现介质，包括多个电光学材料层，其中，当施加电场时改变电光学材料层的折射率，并且电压施加部件将电场施加于安置在台架上的光学记录和/或再现介质的电光学材料层中的一个可选层。该装置还包括层检测部件，用于检测其折射率通过电压施加部件施加电场而发生改变的电光学材料层。
在采用多层记录和/或再现介质实现光学记录和/或再现中，需要区分与记录或再现相关的光学记录和/或再现层。例如，在具有双记录和/或再现层的DVD中，将不同透射系数分配给各记录和/或再现层，从而允许从各记录和/或再现层反射光。从而，允许逐记录和/或再现层地根据反射光产生所谓的聚焦误差信号，以区分各记录和/或再现层。然而，采用该透射系数分配方法，如果增大所要层叠的记录和/或再现层数目，则到达低层的光的强度降低。而且，由于相邻记录和/或再现层之间的相互光干涉而造成麻烦。结果是对增大记录和/或再现层数目施加限制。
本发明能够有助于区分具有多个记录和/或再现层的光学记录和/或再现介质中的记录和/或再现层。
通过将电场施加于电光学材料层以改变其折射率，并且检测其折射率发生改变的电光学材料层，可以区分多个电光学材料层。
在此，光学记录和/或再现介质可以装备有布置在多个电光学材料层中的相邻层之间的电极层，并且在从光源照射的光的波长下具有与电光学材料层大致相等的折射率。
通过向各电光学材料层施加电场来改变其折射率，可以使电光学材料层与电极的折射率不同，从而导致在边界层处反射。可以检测该边界处的反射光来检测电光学材料层。
同时，光学记录和/或再现介质可以包括成对电极，布置在多个电光学材料层中的相邻层之间，并且在从光源照射的光的波长下具有与电光学材料层大致相等的折射率；以及中间层，布置在成对电极之间，并且在从光源照射的光的波长下具有与电光学材料层大致相等的折射率。
通过施加电场来改变各电化学材料层的折射率值，可以产生边界反射以允许检测电光学材料层。通过还提供中间层，可以增大电光学材料层间的距离，从而如果电光学材料层的厚度减小，则可以极其容易地区分各电光学材料层。
光学记录和/或再现装置还可以包括偏振部件，用于偏振入射在光学记录和/或再现介质上的光。
通过采用偏振，可以检测电光学材料层的折射率变化。该偏振部件可以与光源分开提供，或者可以与光源合成一体，也就是说，光源本身可以呈现偏振特性。
光学记录和/或再现介质还可以包括偏振光反射层，布置在电光学材料层之间，用于反射预设偏振光分量的至少一部分。
偏振光反射层反射由于通过折射率发生改变的电光学材料层而改变的偏振光分量，以允许区分折射率发生改变的电光学材料层。
光学记录和/或再现装置还可以包括光汇聚部件，布置在光源与台架之间，用于将从光源照射的光汇聚到电光学材料层的一个可选层。层检测部件还可以包括汇聚位置信号输出部件，用于输出与由光汇聚部件汇聚的光沿着分层方向的汇聚位置相对应的汇聚位置信号。
通过汇聚位置信号，可以区分多个电光学材料层。
偏振光反射层可以包括多个具有各自不同反射系数的区域。光学记录和/或再现装置还可以包括汇聚位置检测部件，用于根据多个区域反射系数的差异，检测汇聚在光学记录和/或再现介质上的光的平面内汇聚位置。
通过偏振光反射层的多个各自不同反射系数的区域，可以检测汇聚光的平面内汇聚位置。
电光学材料层的电光学材料可以是产生从光源照射的光的二次谐波的非线性光学介质，也可以是通过施加电场而改变其残余偏振方向的铁电材料。
通过施加电场来改变残余偏振方向，可以使用二次谐波来记录信息和再现信息。
光学记录和/或再现装置还可以包括再现信号输出部件，用于输出基于由电光学材料层产生的二次谐波的相位的再现信号。
根据通过残余偏振方向发生改变的二次谐波的相位，可以再现记录信息。
光学记录和/或再现装置还可以包括基准光产生部件，用于产生可以干涉由电光学材料层产生的光谐波的基准光。
通过使谐波干涉由基准光产生部件产生的基准波，可以将谐波相位转换成高光强度和低光强度。
将不同的透射系数分配给各记录和/或再现层，从而使光将从各记录和/或再现层反射。结果是可以逐记录和/或再现层地产生得自反射光的所谓聚焦误差信号，从而允许区分各记录和/或再现层。
光学记录和/或再现装置中的光学记录和/或再现介质还包括基准光产生层，与电光学材料层一起布置在从光源照射的光的焦点深度内，使得从光源照射的光落在基准光产生层上以产生可以干涉从电光学材料层产生的光谐波的基准光。
例如，基准光产生层可以相邻于电光学材料层来布置。
对于光学记录和/或再现，在利用铁电材料的残余偏振的情况下，例如需要执行相位比较的基准光产生部件。还需要在记录和/或再现构件(电光学材料层)中产生的光谐波和在基准光产生部件中产生的光谐波具有大致相同的光强度，并且各自不受从外界施加的相位变化的影响。然而，如果为了实现这一点而使基准光产生部件独立于分层记录和/或再现构件来布置，则难以匹配在基准光产生部件与记录和/或再现构件中产生的光谐波的强度，或者使从外界施加于各层的相位变化相等。根据本发明，通过匹配基准光的光强度与电光学材料层的光谐波的光强度，并且大致均衡偶然从外界施加于基准光的相位变化的影响与偶然从外界施加于电光学材料层光谐波的相位变化的影响，可以实现稳定的相位比较。
通过比较并检测当将来自光源的光照射在电光学材料层上时所产生的光谐波的相位与将来自光源的光照射在相邻于电光学材料层的基准光产生层上时所产生的基准光的相位，可以区分残余偏振方向来检测它作为记录信号。
需要注意的是，沿着光束传播方向的电光学材料层与基准光产生层的厚度之和可以等于或小于在其内在来自光源的光的波长(λ)和在各层产生的光谐波的波长(λ/2)下由于折射率差而导致的相位干涉可以不加以考虑的长度，即所谓的干涉长度。
假定电光学材料层和基准光产生层具有相同的材料，相关长度Lc可以由下面方程(1)来定义Lc＝λ/[4Δn]＝λ/[4(n(2ω)-n(ω))] …(1)其中，λ是光源的波长，并且n(ω)、n(2ω)分别是从光源照射的基波的折射率和在各层中产生的谐波的折射率。
通过将电光学材料层和基准光产生层的组合厚度设为等于或小于相关长度，或者将电光学材料层和基准光产生层的各自厚度均设为等于相关长度，可以省略用于减小由于折射率差而造成的相位干涉或者所谓相位匹配的部件。
安置在台架上的光学记录和/或再现介质可以包括中间层，位于电光学材料层与基准光产生层之间，在照射光的波长下，其折射率大致等于电光学材料层和基准光产生层中的至少一个的折射率。
安置在台架上的光学记录和/或再现介质可以包括至少两个层组，其中，各层组均由交替层叠在一起的电光学材料层和基准光产生层以及沿着分层方向在端面露出电极层的多个切口组成，其中，该装置还包括运动部件，用于引起台架与光学记录和/或再现介质一起运动；以及多个电极端子，安装在台架上，并且被配置用于电气连接到沿着安置在台架上的光学记录和/或再现介质的分层方向在端面露出的多个电极层。电压施加部件选择型地将电压施加于多个电极端子。
如果光学记录和/或再现介质可以从记录和/或再现装置移动，则需要提供用于例如在光学记录和/或再现介质的侧表面上将电流提供给各电极层的触点。然而，如果增大层数以提高记录和/或再现介质的记录密度，但还要减小介质的整体厚度，则需要减小各介质层的厚度，因此使介质的侧表面变窄，从而使得难以在其上提供电极层触点。
虽然可以考虑将电极层提供在沿着分层方向延展的侧表面上，但是存在一个问题是作为透明绝缘构件的介质层充当屏障(wall)，因此复杂化介质结构。如果当光学记录和/或再现介质相对于记录和/或再现装置移动或旋转时进行记录和/或再现，则需要提供用于将电流从光源提供到光学记录和/或再现介质的电极层的部件，因此复杂化电流导通部件的结构。本发明提供一种对可移动多层记录和/或再现介质的各层电极的稳定电流导通。也就是说，通过沿着分层方向在端面露出分层介质的多个电极层，可以极其容易地沿着分层介质的分层方向从端面将电流导通到分层移动或旋转介质的各电极层。
电压施加部件可以包括安置在台架上的电路单元；安置在台架之外的外部电路单元；以及传输部件，用于非接触性地将电源从外部电路单元传输到台架电路单元。外部电路单元包括用于将层标识信号叠加到电源以通过传输部件将结果信号传输到台架电路单元的部件。台架电路单元包括用于从由外部电路单元以非接触方式传输的电源中产生施加于光学记录和/或再现介质的电极的电压的部件，用于从由外部电路单元以非接触方式传输的电源中分离层标识信号的部件，以及用于根据所分离的层标识信号切换施加电压的电极端子的部件。
通过该结构，可以使用常用传输系统将用于将电场施加于介质层的电源和层标识信号传输到介质支架的电路单元，以简化电路结构。
(2)本发明另一方面的光再现装置，包括台架，用于在其上安置光学记录和/或再现介质，其中，光学记录和/或再现介质包括施加电场时可以改变偏振方向和残留并且以光照射时产生光谐波的电光学材料层；光源，用于将光照射到安置在台架上的光学记录和/或再现介质上；以及检测部件，用于检测从安置在台架上的光学记录和/或再现介质产生的光谐波的相位。
如果将光照射在电光学材料层上，则产生光谐波。由于所产生光谐波的相位根据电场的施加而改变，因此可以检测该相位改变，从而再现记录在光学记录和/或再现介质上的信息。
(3)本发明另一方面的光学记录和/或再现介质也包括施加电场时可以改变偏振方向和残留并且以光照射时产生光谐波的电光学材料层。
通过将电压施加于电光学材料层并且在控制偏振方向下使其残留，可以将信息记录在光学记录和/或再现介质上。另一方面，当将光照射在电光学材料层上时产生光谐波，其中，所产生的光谐波的相位随着偏振方向而改变。可以检测该相位改变来再现记录在光学记录和/或再现介质上的信息。
还可以在电光学材料层的前后表面提供电极层。
虽然本发明的光学记录和/或再现介质可以用作只读器件，但是光学记录和/或再现介质本身可以包括电极层，在这种情况下，光学记录和/或再现介质证明是用于记录和/或再现装置的最佳介质。
电光学材料层可以由层叠在一起的多层组成。
通过层叠均能够记录信息的多个电光学材料层，可以增大所能存储的信息量。
还可以提供夹在层叠电极层之间且安置在最上和最下电光学材料层的表面上的电极层。
通过适当选择这些电极层以向其施加电压，可以将电场施加于电光学材料层中的所需一层。各电光学材料层可以通过已施加电场的电光学材料层的折射率的改变来识别。信息可以通过施加电场从而改变残余偏振方向来记录，同时，信息可以使用光谐波来再现。
各电光学材料层的厚度可以不大于相关长度。
还可以提供多个电光学材料层，其中，各电光学材料层是将激励光入射在其上时产生光谐波的铁电非线性光学材料，并且其厚度不大于相关长度，如果超过该长度，则由于激励光与光谐波的折射率差而反转光谐波的相位，其中，介质还包括布置在多个铁电非线性光学材料层之间的多个电极层。
通过将电压施加于电极之间，可以控制各铁电非线性光学材料层的偏振方向来记录信息。由于铁电非线性光学材料厚度不大于相关长度，因此不担心在铁电非线性光学材料层的内部产生的光谐波相互削弱，从而可以高效地从各铁电非线性光学材料层产生光谐波来再现信息。
各铁电非线性光学材料层的偏振方向可以沿着多个铁电非线性光学材料层的分层方向交替反转。
由于在相邻铁电非线性光学材料层之间反转偏振方向(反转偏振分布)，因此由各个相邻铁电非线性光学材料层产生的各个光谐波相互增强，以允许从层叠介质层高效产生光谐波。
光学记录和/或再现介质还可以包括电气线路，用于电气互连每两个电极。
通过将电压施加于电气线路，可以形成逐铁电非线性光学材料层反转方向的电场(反转电场)。这些反转电场可以通过施加于电气线路的电压的正负号来标识。结果是通过将正或负电压施加于电气线路，当铁电非线性光学材料层以例如激光局部加热时，可以在层叠介质层中形成与电压的正或负符号相关联的反转偏振分布，以实现信息记录。
作为光学记录和/或再现介质，可以提供多组，其中每组均包括前述分层介质。
通过层叠均能够记录信息的分层介质，可以增大所能存储的信息量。
各电光学材料层可以通过施加电场来使折射率发生改变。
通过适当选择多个电极层并且向其施加电压，可以将电场施加于可选电光学材料层。各电光学材料层可以通过已施加电场的电光学材料层的折射率改变来识别。而且，通过施加电场来改变残余偏振方向，可以记录信息，同时，可以使用二次谐波来再现所记录的信息。
在此，光学记录和/或再现介质还可以包括电极层，布置在多个电光学材料层之间，并且在预设光波长下具有与电光学材料层大致相同的折射率。
通过由于施加电场而改变各电光学材料层的折射率，可以使电光学材料层与电极层之间的折射率不同以产生边界反射。可以通过检测边界反射光来检测电光学材料层。
同时，光学记录和/或再现介质可以包括一对电极层，布置在多个电光学材料层之间，并且在预设光波长下具有与电光学材料层大致相等的折射率；以及中间层，布置在成对电极层之间，并且在预设光波长下具有与电光学材料层的折射率大致相等的光透射系数和折射率。
通过由于施加电场而改变各电光学材料层的折射率，可以产生边界反射来检测电光学材料层。通过还提供中间层，可以增大电光学材料层间的距离，从而即使在电光学材料层的厚度减小的情况下，也可以极其容易地区分各电光学材料层。
光学记录和/或再现介质还可以包括偏振光反射层，布置在相邻电光学材料层之间，用于反射预设偏振光分量的至少一部分。
偏振光反射层用来反射由于通过折射率发生改变的电光学材料层而改变的偏振光分量，以允许识别折射率发生改变的电光学材料层。
光学记录和/或再现介质可以包括多个具有各自不同反射系数的区域。
汇聚光的平面内汇聚位置可以通过偏振光反射层中多个具有不同反射系数的区域来检测。
基准光产生层可以与电光学材料层一起布置在照射光的焦点深度内，并且用于产生干涉当照射光时从电光学材料层产生的光谐波的基准光。
基准光产生层可以相邻于电光学材料层来布置。
通过比较并检测当将光从光源照射到电光学材料层时所产生的光谐波的相位与将光从光源照射到基准光产生层时所产生的基准光的相位，可以区分残余偏振方向以作为记录信号进行检测。
需要注意的是，沿着光束传播方向的电光学材料层和基准光产生层的厚度之和可以等于或小于在其内在来自光源的光的波长(λ)和在各层产生的光谐波的波长(λ/2)下由折射率差导致的相位干涉可以不加以考虑的长度，即所谓的干涉长度。可选地，电光学材料层与基准光产生层的厚度可以分别等于相关长度Lc。
假定电光学材料层和基准光产生层具有相同的材料，λ是光源的波长，并且n(ω)和n(2ω)分别是从光源照射的基波的折射率和在各层中产生的谐波的折射率，则相关长度Lc可以由上面方程(1)来定义。
通过将电光学材料层和基准光产生层的组合厚度设为等于或小于相关长度，或者将电光学材料层和基准光产生层的各自厚度均设为等于相关长度，可以省略用于减小由于折射率差而造成的相位干涉或者所谓相位匹配的部件。
安置在台架上的光学记录和/或再现介质还可以包括中间层，布置在层叠层之间，并且在照射光的波长下，其折射率近似等于电光学材料层和基准光产生层中的至少一个的折射率。
还可以提供至少两个分层组，其中，各分层组均由电光学材料层和基准光产生层以及用于沿着分层方向在端面露出多个电极层的多个切口组成。
通过沿着分层方向在分层介质的端面露出分层介质的多个电极，可以沿着分层方向从分层介质的端面容易地实现对各电极的电流导通。
(4)本发明另一方面的光学记录和/或再现方法，包括如下步骤当将电场施加于电化学材料层上时，将光照射在电化学材料层上，在电化学材料层中，施加电场时可以改变偏振方向并且使其残留，并且当照射光时它产生光谐波；将光照射到电化学材料层上以检测从电化学材料层产生的光谐波的相位；以及检测将光照射在电化学材料层上时从电化学材料层产生的光谐波的相位。
通过将电压施加于电光学材料层以控制偏振方向来引起偏振残留，可以将信息记录在光学记录和/或再现介质上。另一方面，由于当将光照射在电光学材料层上时，产生光谐波，并且所产生的光谐波的相位根据偏振方向而改变。因此，可以检测这些相变来再现记录在光学记录和/或再现介质上的信息。
在上述检测步骤中，可以输出干涉从光学记录和/或再现介质产生的光谐波的基准光，从而使其叠加在光谐波上，然后检测叠加在基准光上的光谐波的强度，以检测光谐波的相位。
通过以基准光干涉从光学记录和/或再现介质产生的光谐波，可以将光谐波的相位转换成高光强度和低光强度。
基准光的光强度可以近似等于从光学记录和/或再现介质产生的光谐波的光强度。
所转换的高或低光强度可以局部最大化或局部最小化。
本发明另一方面的光学记录和/或再现方法，包括照射步骤，当将电场施加于电光学材料层时，将光照射在电光学材料层上，电光学材料层在照射光时产生谐波，并且通过施加电场来改变其折射率；检测步骤，检测通过照射步骤的光照射从电光学材料层产生的谐波，以获得与谐波强度相对应的强度信号；以及控制步骤，根据在检测步骤获得的强度信号，控制施加于电光学材料层的电场。
通过根据强度信号控制施加于电光学材料层的电场，可以改变电化学材料层的折射率，以保持相位匹配状态。
(5)本发明另一方面的光学记录方法，包括如下步骤在将方向上交替反转的电场施加于多个铁电非线性光学材料层下，局部加热这些多个铁电非线性光学材料层，在铁电非线性光学材料层中，当施加电场时偏振方向发生改变，并且当将激励光入射在其上时产生光谐波，各层的厚度不大于相关长度，如果超过该长度，则由于激励光与光谐波之间的折射率差而发生光谐波的反相。
通过多个铁电非线性光学材料层的该局部加热，在施加交替反转方向的电场下，可以通过偏振反转来记录信息。
(6)本发明另一方面的光学再现方法，包括如下步骤将电光学材料层安置在台架上，在电光学材料层中，当施加电场时可以改变偏振方向和残留，并且当照射光时它产生谐波；以及将光照射在安置在台架上的电光学材料层上，从而检测从电光学材料层产生的光谐波的相位。
当将光照射在电化学材料层时所产生的光谐波的相位根据偏振方向而改变。从而，可以检测相位改变，以再现记录在光学记录和/或再现介质上的信息。
(7)本发明另一方面的光学层检测方法，包括将电场施加于施加电场时改变其折射率的多个电光学材料层之一；以及检测折射率发生改变的电光学材料层。
多个电光学材料层可以通过将电场施加于电光学材料层以改变折射率并且检测折射率发生改变的电光学材料层来区分。
附图简述图1是阐述本发明第一实施例的光学记录和/或再现方法中的信号记录原理的剖面图；图2是阐述再现记录信号的原理的剖面图；图3是示出多层结构记录介质的剖面图；图4是根据本发明第一实施例的光学记录和/或再现装置的结构剖面图；图5是示出根据本发明第二实施例的光学记录和/或再现装置的示意图；
图6是示出初始化光学记录介质的状态的局部放大剖面图；图7是示出在光学记录和/或再现介质上记录信息的状态的局部放大剖面图；图8是示出从光学记录和/或再现介质中再现信息的状态的局部放大侧视图；图9也是示出从光学记录和/或再现介质中再现信息的状态的局部放大侧视图；图10是示出铁电记录介质层中的折射率椭球(refractive index ellipsoid)的示意图；图11是示出沿着铁电记录介质的晶轴(crystal axis)方向施加电场的情况下折射率椭球的示意图；图12是示出沿着与铁电记录介质的晶轴方向不同的方向施加电场的情况下折射率椭球的示意图；图13是示出根据本发明第三实施例的光学记录和/或再现装置的示意图；图14是详细示出图13所示的光学记录和/或再现介质及其附近的示意图；图15是示出在光学记录和/或再现介质上记录信息的状态的剖面图；图16是示出在光学记录和/或再现介质上记录信息的状态的剖面图；图17是示出从光学记录和/或再现介质中再现信息的状态的示意图；图18也是示出从光学记录和/或再现介质中再现信息的状态的示意图；图19是根据本发明第四实施例的光学记录和/或再现装置的结构示意图；图20是根据本发明第四实施例的光学记录和/或再现介质、电源和层切换器件的结构示意图。
图21是示出本发明第四实施例的光学记录和/或再现介质的改进型的侧视图；图22是示出使用基准波再现本发明第四实施例的光学记录和/或再现介质的状态的侧视图；图23是示出初始化根据本发明第四实施例的光学记录和/或再现介质的状态的侧视图；图24是示出在本发明第四实施例的光学记录和/或再现介质上进行记录的状态的侧视图；
图25是根据本发明第五实施例的光学记录和/或再现介质的结构示意图；图26是示出本发明第五实施例的光学记录和/或再现介质、电源和层切换器件的示意图；图27是根据本发明第六实施例的光学记录和/或再现介质的结构示意图；图28是示出根据本发明第六实施例的光学记录系统的说明图；图29是示出根据本发明第六实施例的光学再现系统的说明图；图30也是示出根据本发明第六实施例的光学再现系统的说明图；图31是示出根据本发明第六实施例的由多层组成的结构的示意图；图32是根据本发明第六实施例的光学记录和/或再现装置的结构示意图；图33是光学记录和/或再现介质的示意图；图34是示出根据本发明第七实施例的光学记录和/或再现装置的透视图；图35是本发明的多层记录和/或再现介质的结构剖面图；图36是图34的光学记录和/或再现装置中的光学记录和/或再现单元的结构示意图；图37是示出由图35的介质支架支持多层记录和/或再现介质的状态的剖面图；图38是从介质一侧观看的由介质支架支持的多层记录和/或再现介质的平面图；图39是示出在图35的多层记录和/或再现介质的各层中提供的切口的平面图；图40是详细示出多层记录和/或再现介质的电极层与电极端子之间的连接的剖面图；图41是示出用于选择性地施加电压于多层记录和/或再现介质的各电极层的部件的结构的电路图；图42是示出光学记录和/或再现介质的另一结构的示意图。
具体实施例方式
将参照附图对本发明的多个优选实施例进行详细说明。
(光学记录和/或再现原理)图1(A)、(B)和图2(A)、(B)示出实施本发明的光学记录和/或再现方法。
具体地说，图1(A)、(B)示出信号记录过程，而图2(A)、(B)示出信号再现过程。
A.光学记录和/或再现介质1的结构光学记录和/或再现介质1由记录和/或再现层11和电极12、13组成，其中，记录和/或再现层11是电光学材料层，并且在记录和/或再现层11的两个表面形成电极12、13作为各自的电极层。
记录和/或再现层11由对来自照射光源的波长为λ的光束以及波长为λ/2的光束(光的二次谐波)具有足够光透射率(透射系数)的光学材料形成。该光学材料是产生电光学材料的光谐波的非线性光学材料，当向其施加电场时，其折射率发生改变，或者该光学材料是铁电材料，当向其施加电场时，其残余偏振的方向发生改变。该材料的例子包括铁电晶体薄片或薄膜，如铌酸锂(LiNbO3)、钛酸钡(BaTiO3)或KPT(KTiOPO4)、铁电聚合材料膜如聚偏二氟乙烯(PVDF)、偏二氟乙烯(VDF)或三氟乙烯(TrFE)以及有机非线性材料薄片或薄膜如甲基环复盐、基于硝基苯胺或硝基喹啉的有机晶体或者偶氮染料和单体的聚合物。关于光谐波(二次谐波)的产生，光学材料最好呈现相位匹配和角度匹配。光学材料不必在其用于记录和/或再现的整个区域中提供，从而可以在用于记录和/或再现的一部分光学材料区域中提供另一记录介质作为只读区域。
电极12、13是例如ITO(氧化铟锡)的薄膜，并且可以通过如汽相沉积和溅射的方法形成。
B.在光学记录和/或再现介质1上记录信息在光学记录和/或再现介质1上记录信息中，通过电源15将超过抗电场(anti-electrical field)的电场施加于电极12和13之间，如图1(A)所示。这使记录和/或再现层11的偏振方向一致以建立预记录状态。
然后，反转电源15的正负端子，如图1(B)所示。当在与残余偏振方向相反的方向上将不超过抗电场的电场施加于电极12和13之间时，汇聚并且照射作为激光光束的光源如记录光束16以局部加热记录和/或再现层11。这将反转加热部分的偏振方向以建立记录状态。通过将记录光束16设在预设位置，并且管理照射与非照射之间的控制，可以作为残余偏振方向形成并存储双值信号。
C.从光学记录和/或再现介质1中再现信息在再现以残余偏振方向记录的信号中，将再现光束17如激光光束汇聚并照射在记录和/或再现层11上，如图2(A)所示。在由再现光束17照射的记录和/或再现层部分中，产生第二光谐波18。如果在由光束照射的部分中存在残余偏振，则所产生的第二光谐波18的相位根据偏振方向以公知方式发生改变。如果区分相差，则可以检测所记录的残余偏振方向以再现与该方向匹配的信号。
在本实施例中，例如使用采用基准二次光谐波19的光干涉来将相位变化转换成可以更容易区分的光强度变化。该基准二次光谐波19可以在与记录和/或再现层11不同但在与记录和/或再现层11相同的光学记录和/或再现装置的光径上提供的铁电层中产生。也可以在不是同一光径的光径上产生基准二次光谐波，并且使用混光器件将所产生的基准二次光谐波引导到记录和/或再现层11。
在图2(A)所示的实施例中，由再现光束17产生的第二光谐波的相位与从另一源产生的基准二次光谐波19相同，从而产生具有与两个光束的干涉之和相对应的光强度的检测光束20A。另一方面，在图2(B)的实施例中，由再现光束14产生的第二光谐波18的相位与基准二次光谐波19相差180°，从而通过干涉减弱光强度以产生检测光束20B。
从再现光束17产生第二光谐波18的转换效率值不大，从而，如果在再现光径中产生基准二次光谐波19作为基准光，则该第二光谐波作为基准光几乎不影响在再现光径中产生的第二光谐波18。也就是说，通过简单地在再现光径中产生具有预设相位和预设光强度的基准光束，并且混合基准二次光谐波19与在由铁电材料形成的记录和/或再现层11中产生的第二光谐波18，相位变化通过相位干涉转换成光强度变化。这意味着用于信号检测的光学系统可以在结构上大大简化。同时，再现光束14可以根据信号记录和/或再现的需要，直接用于位置设置和控制。
(多层光学记录和/或再现介质)图3示出通过对参照图1和2所说明的多个光学记录和/或再现介质分层而获得的多层结构。具体地说，均包括由铁电材料形成的记录和/或再现层11以及电极12、13的多层(在此为5)一起层叠在基片21上。多层光学记录和/或再现介质20的各记录和/或再现层11上的记录是通过当将预设电场施加于相邻于记录目标层的两个电极12、13之间时反转通过汇聚和照射记录光束如激光光束所产生的残余偏振。在再现时，将在别处或者由另一源产生的包括基准二次谐波的再现光束汇聚并照射在再现层上，并且检测所产生的第二光谐波与基准二次光谐波的干涉光的光强度。
对于该多层光学记录和/或再现介质20中用于根据信号记录和/或再现的需要进行位置设置和控制的信号，如果如图3所示在基片21上形成凸起和凹陷22并且通过利用再现光束的衍射读出信号作为控制信号就足够了。
(光学记录和/或再现装置)图4示出采用前述光学记录和/或再现方法的光学记录和/或再现装置的特定结构。
该光学记录和/或再现装置具有包括记录介质容纳部分31A的外壳31，其中，部分31A容纳光学记录和/或再现介质20。从附图的上方来看，在记录介质容纳部分31A之上面对光学记录和/或再现介质20的位置安装有光源32，用于产生激光；透镜33，用于校准由光源32产生的激光；基准光产生片34，用于从透过透镜33的光束产生其一部分作为基准光的第二光谐波；以及透镜35，用于将在基准光产生片34中产生的第二光谐波汇聚在光学记录和/或再现介质20上。另一方面，在记录介质容纳部分31A之下面对光学记录和/或再现介质20的位置安装有透镜36，用于汇聚在光学记录和/或再现介质20中产生的第二光谐波；以及光电检测器37，用于检测汇聚二次谐波。
在本光学记录和/或再现装置中，从光源32输出的激光由透镜33校准为大致平行的光束，它被引导到基准光产生片34。透过基准光产生片34的光束部分变成由透镜35汇聚的基准二次光谐波，从而聚焦在由铁电材料形成的光学记录和/或再现介质20上。这将产生根据光学记录和/或再现介质20的焦点处的残余偏振方向而相位不同的第二光谐波，这些第二光谐波经过与由基准光产生片34产生的用作基准光的二次谐波的相位干涉以产生依赖于残余偏振方向的明暗度，即检测光束20A、20B。这些光束由透镜36再次汇聚以到达光电检测器37，从而作为明暗度来检测。这就允许检测作为偏振方向记录在光学记录和/或再现介质20上的信号。
因此，在本实施例的光学记录和/或再现装置中，可以使用第二光谐波来区分由铁电材料形成的记录和/或再现层11中的偏振反转，与检测偏振反转中反射光的强度或者检测聚焦电流的传统方法不同，可以实现高记录密度和高度可靠的稳定读出特性。
(其他形式)仅作为示例，本发明的光学记录和/或再现介质当然可以是盘或卡。虽然在上述实施例中提供用于施加电场以进行信号记录的电极，但是也可以采用与上述不同的方法根据信号保存残余偏振方向。虽然所实现的功能是本发明的目的，但是前述结构不是限制性的。在上述实施例中，说明了检测透过光学记录和/或再现介质的第二光谐波的方法。可选地，可以反射透射时产生的第二光谐波以检测反射光。在所用方法比上述实施例具有更好效果的情况下，检测方法也不限于上述方法。
图5是示出本发明的光学记录和/或再现装置210的示意图。
参照图5，光学记录和/或再现装置210由光源211、准直透镜212、216、光学组件213、汇聚透镜212、218、用于在其上安置光学记录和/或再现介质230的台架215、波长滤光器217、检测器219、信号放大器220、自动功率控制器221以及供电单元222构成。
(光学记录和/或再现介质的详细结构)光学记录和/或再现介质230由基片231、电极232、234和铁电记录介质层233构成。铁电记录介质层233具有残余偏振235。需要注意的是，电极232、234通过电气路线225、226(线路)电气连接到供电单元222的输出。
如同上述第一实施例，构成铁电记录介质层233的材料是施加电场时改变残余偏振235的方向的铁电材料。另外，该材料是从光源211照射光束时产生以照射光为基波的谐波的非线性光学材料以及施加电场时改变折射率的电光学材料。铁电记录介质层233的组成材料对从光源211照射的再现光束241和在铁电记录介质层233内产生的光谐波呈现足够的透射率(透射系数)。
电极232、234被提供用于从其前后侧夹住铁电记录介质层233，从而施加电场以在铁电记录介质层233上记录信息(控制残余偏振235的方向)并且实现随后将要说明的相位匹配(控制折射率)。
对于电极232、234，可以使用导电透明电极如ITO(氧化铟锡)。而且，可以将薄电介质膜作为抗反射膜淀积在电极232、234的表面上，以用作光学多层膜，从而可以在不恶化电极232、234的电气特性的程度内改善光透射率。
(光学记录和/或再现装置的详细结构)
光源211例如是半导体激光器，并且照射具有波长 的光束241以再现光学记录和/或再现介质230。
准直透镜212、216校准光束241、244以产生平行光束。
汇聚透镜214、218分别将光束242、245汇聚在铁电记录介质层233和检测器219上。
光学组件213产生基准光谐波以将由光学记录和/或再现介质230产生的再现光谐波的相位信息转换成光强度。结果，照射在铁电记录介质层233上的光束243包含从光源211照射的再现基本分量(波长 )和由光学组件213产生的基准谐波分量(波长 )。需要注意的是，虽然除波长等于基波波长一半的二次谐波之外，第三或更高谐波也可以包含在谐波中，但是第三或更高谐波的强度一般比二次谐波低，因此没有必要重视第三或更高谐波的存在。
台架215用于在其上安置和固定光学记录和/或再现介质230，并且安置有一个用于通光的中心通孔。
波长滤光器217吸收从光源211照射的基波分量，以分离在光学记录和/或再现介质230中产生的谐波分量以进行信号检测。结果，通过波长滤光器217的光束244包含再现谐波分量和基准谐波分量，而没有再现基本分量。
检测器219检测光束246以进行信号检测，并且输出与检测光束246的强度相对应的光强度信号。
信号放大器220放大从检测器219输出的光强度信号。
自动功率控制器221控制从信号放大器220输入的光强度信号，从而使光强度信号具有预设强度。
供电单元222将电压(电势差)施加于电极232和234之间以施加电场于铁电记录介质层233。
互连光源211和检测器219的轴相对于光学记录和/或再现介质230的表面的法线倾斜角度è。该结构用来实现作为一种相位匹配的角度匹配。该角度匹配随后将进行说明。
(光学记录和/或再现装置的操作)下面说明光学记录和/或再现装置210的操作。
光学记录和/或再现装置210对光学记录和/或再现介质230进行信息记录和/或再现，并且在再现信息中实现相位匹配。下面说明对光学记录和/或再现介质230记录和/或再现信息和实现相位匹配的方法。
A.在光学记录和/或再现介质230上记录信息光学记录和/或再现介质230上的信息记录通过照射光和施加电场来实现。在记录信息之前，对光学记录和/或再现介质230进行初始化。
图6和7分别是示出初始化光学记录和/或再现介质230的状态和信息记录的状态的剖面图。
(1)在记录信息之前，使铁电记录介质层233的残余偏振方向对齐。使用供电单元222，将电压(电势差)施加于电极232、234，以将大于允许反转残余偏振的抗电场的电场施加于铁电记录介质层233(图6)。
结果，产生与电场方向对齐的残余偏振。该残余偏振的统一方向意味着光学记录和/或再现介质230的一种初始化。
(2)对于经过初始化的光学记录和/或再现介质230上的记录(写入)，当在与想要在铁电记录介质层233上记录的比特相对应的方向上施加电场(图7)时，将来自光源的光束248汇聚于铁电记录介质层233内想要进行记录的位置。需要注意的是，所施加的电场小于抗电场。
由于所施加的电场小于抗电场，因此残余偏振235的方向在光束248不汇聚的位置不改变。也就是说，从信息的角度，不产生比特反转。
相反，在光束248汇聚的位置产生局部温度升高，从而降低抗电场以改变残余偏振235的方向。
加热处的残余偏振235的方向可以采用这种方式通过在施加小于周围温度下的抗电场的电场的情况下，进行局部加热来控制(信息记录)。
虽然光束248在图7中与图5一致相对于光学记录和/或再现介质230的平面表面的法线倾斜，但是光束248也可以从平面表面的法线方向进行照射。
B.从光学记录和/或再现介质230中再现信息(1)图8和9是示出从光学记录和/或再现介质230中进行信息再现的状态的局部放大侧视图，其中，光束243汇聚在具有不同的残余偏振235的方向的铁电记录介质层233内的不同位置。如前所述，光束243包含再现基波分量和基准谐波分量。
(2)通过光束243中的再现基波分量汇聚在铁电记录介质层233上，从铁电记录介质层233产生再现光谐波。这些再现光谐波的相位根据铁电记录介质层233的残余偏振235的方向而不同。
结果是不仅再现基波分量而且再现谐波分量251(251a、251b)和基准谐波分量252(252a、252b)包含在从铁电记录介质层233射出的光束244中。
(3)当光束244穿过波长滤光器217时，消除包含在光束244中的基波分量。结果是仅有再现谐波分量251和基准谐波分量252包含在穿过波长滤光器217的光束245(245a、245b)中。在光束245中，再现谐波分量251的相位信息通过再现谐波分量251与基准谐波分量252的干涉而转换成光强度信息。
在图8中，再现谐波分量251a与基准谐波分量252a同相，因此，光束244a表示再现谐波分量251a与基准谐波分量252a相互加强的光束。
相反，在图9中，再现谐波分量251b与基准谐波分量252b反相，光束244b表示再现谐波分量251b与基准谐波分量252b相互减弱的光束。
该光束244由汇聚透镜218进行汇聚以作为光束246落在检测器219上，其中，对它的强度进行检测。结果是从检测器219输出的光强度信号可以用作再现信号以再现光学记录和/或再现介质230上的记录。
可以根据与铁电记录介质层233的残余偏振235的方向相关联而改变的光束246的强度来从光学记录和/或再现介质230再现信息。
C.相位匹配对于从光学记录和/或再现介质230中产生足够强度的谐波，相位匹配是关键性的。
也就是说，由于基波与谐波之间的波长差异，惯例是基波与谐波在铁电记录介质层233中的折射率即相位速度(折射率的波长色散)相互不同。由于该相位速度差异，在基波穿过铁电记录介质层233的各自不同地点产生的两个谐波随着距离的增大而相差变大，从而，当距离大于所谓的相关长度时，各自的相位相反，其中，两个谐波相互抵消。
现在说明实现基波与谐波之间的相位匹配以实现足够强度的谐波的技术。存在两种相位匹配角度匹配，与铁电记录介质层233的晶轴偏移预设角度输入基波；以及相位匹配控制，防止角度匹配状态由于温度或光源211的波长变化而遭到作废。
(1)角度匹配在角度匹配中，使用适于铁电记录介质层233的双折射，使激励光(基波)的折射率与光谐波的折射率一致。
入射在呈现双折射的介质上的光束分离成普通光和非普通光而传播。普通光的折射率不随着其传播方向即入射角度发生改变，而非普通光的折射率随着其传播方向发生改变。在角度匹配中，利用非普通光的折射率与入射角度的相关性来使激励光的折射率与谐波的折射率一致。
同时，普通光与非普通光的折射率和传播方向之间的关系通过所谓的折射率椭球来再现。
图10示意性地示出铁电记录介质层233中的该折射率椭球。激励光的普通光折射率椭球262、非普通光折射率椭球263，光谐波的普通光折射率椭球264和非普通光折射率椭球265相对于晶轴261示出。图10以包含光轴的平面图示出再现激励光和光谐波的普通光和非普通光的角度(传播方向)与折射率之间的关系，其中，假定铁电记录介质层233是负单轴晶体。同时，由于铁电记录介质层233是单轴晶体，因此折射率椭球关于晶轴261旋转对称。
相位匹配方向266是偏离晶轴261的方位角è的方向，并且表示激励光的普通光折射率椭球262与光谐波的非普通光折射率椭球265的相交方向，也就是说，激励光的普通光的折射率与光谐波的非普通光的折射率一致的方向。
也就是说，在相位匹配方向266上传播的激励光(非普通光)具有与根据该激励光产生的光谐波(普通光)相同的折射率。从而，由正在传播的激励光的非普通光分量在铁电记录介质层233的各个部分产生的光谐波的普通光分量相互相位匹配，从而不存在由于相位干涉而减弱的危险。
因此，使用激励光的非普通光分量和光谐波的普通光分量，并且控制激励光的入射角度，从而实现激励光与谐波之间的相位匹配(角度匹配)。
例如，如果铁电记录介质层233的晶轴261与铁电记录介质层233的表面的法线方向相一致，则图5所示的角度θ被调整为使激励光的非普通光分量以方位角θ0传播。
在前面，使用激励光的非普通光分量和光谐波的普通光分量。然而，根据晶体光学特性的正负号或者折射率波长色散的正负号，要使用激励光和光谐波的普通光分量和非普通光分量中的哪一个可以改变。
(2)相位匹配状态控制当激励光和光谐波通过角度匹配达到相位匹配时，可能出现在光源21中激励光的波长发生改变或者铁电记录介质层233的折射率随着温度而发生改变。
在这种情况下，激励光的非普通光分量的折射率与光谐波的普通光分量的折射率相一致的相位匹配方向266发生改变。因此，光谐波由于在不同位置产生的谐波的相位干涉而减弱(相位匹配状态的取消)。
为防止匹配状态由于波长或折射率的变化而作废，检测并控制相位匹配状态。通过施加电场于铁电记录介质层233来控制折射率，对相位匹配状态进行控制。
相位匹配状态使用由检测器219获得的强度信号来检测。如上所述，该强度信号不仅根据再现谐波分量251的强度而且根据其相位即铁电记录介质层233的残余偏振235的方向而变化。然而，由于扫描铁电记录介质层233以再现信息是常规的，因此可以推测通过在预设时间周期内平均而获得的由强度信号表示的再现信号强度依赖于良好或不良的相位匹配状态。
还可以使用仅包含再现谐波分量251(不包含基准谐波分量252)的光束来获取表示再现谐波分量251的强度的强度信号。例如，在光束241穿过图5的光学组件213的情况下，不产生基准谐波分量252，从而使再现谐波分量251的强度可以由检测器219进行检测。
相位匹配状态还可以根据由于基准谐波分量252的相位变化而导致的强度信号变化度来检测。也就是说，如果尽管基准谐波分量252的相位发生变化但强度信号不发生变化，则可以推测再现谐波分量251的强度低，也就是说，相位匹配状态已被作废(annul)。相反，如果来自检测器219的强度信号响应基准谐波分量252的相位变化而发生变化的范围值大，则可以推测相位匹配状态最佳。
用于表示光谐波强度的在铁电记录介质层233中产生的信号如从检测器219输出的强度信号(表示相位匹配状态程度的信号)由信号放大器220进行放大，并且输入到自动功率控制器221。该自动功率控制器221根据表示相位匹配状态程度的信号，控制施加于电极232、234的电压，即施加于铁电记录介质层233的电场。如果相位匹配状态由于该电场的施加而变化，则相位匹配状态的变化再次反映在来自检测器219的强度信号中，并且输入到自动功率控制器221。也就是说，该控制是一种反馈控制。
当将电场施加于铁电记录介质层233时，该层的折射率在电光效应下发生改变，结果，相位匹配状态如后所述受到控制。
通过适当设置输入到自动功率控制器221的强度信号与输出电压之间的关系，即一种反馈系数，阴极有源材料的相位匹配方向266可以保持不变。结果是再现谐波分量251的强度得到稳定。
下面，示出相位匹配状态可以通过将电场施加于铁电记录介质层233来进行控制。为此，仅需表示相位匹配方向266通过施加电场于铁电记录介质层233来改变。
a.在晶轴261的方向上施加电场图11示出以在与铁电记录介质层233的晶轴261平行的方向上施加电场为例的情况下的折射率椭球。如果铁电记录介质层233的晶轴平行于铁电记录介质层233的平面表面的法线方向，则通过施加电压于如图5所示在铁电记录介质层233的前后侧形成的电极232、234，可以沿着晶轴261施加电场。
在图11中，通过在平行于晶轴261的方向上施加电场，激励光和光谐波的非普通光折射率椭球263a、265a的椭球率均发生改变。由于晶轴261的方向此时与电场的施加方向一致，因此光学单轴属性保持不变。
可以看出，由于通过施加电场而导致的该折射率变化，再现激励光的普通光的折射率与光谐波的非普通光的折射率相一致的相位匹配方向266a(方位角为è1)从图10的相位匹配方向266(方位角为è0)改变。
图10和11所示的折射率椭球关于晶轴261旋转对称，从而使相位匹配方向266和266a仅通过相对于晶轴261的方位角è0和è1来规定。也就是说，即使椭球围绕作为旋转轴的晶轴261自由旋转，也保持相位匹配状态。
也就是说，如果晶轴261与光学记录和/或再现介质230的表面的法线方向相一致，则当光学记录和/或再现介质230在图1中旋转时可以再现记录信息。
b.在与晶轴261的方向不同的方向上施加电场图12是示出将可选方向的电场施加于图10所示的单轴晶体的情况下折射率椭球的示意图。通过在可选方向上将电场施加于单轴晶体，提供光学双轴属性，也就是说，折射率椭球的单轴对称毁坏，从而在垂直于晶轴的平面内产生双折射，如同双轴晶体的情况。图12示出包括晶轴261和垂直于晶轴261的平面内的预设轴方向的平面中光传播方向与折射率之间的关系。
相对于晶轴261，示出激励光的普通光折射率椭球262b和非普通光折射率椭球263b以及光谐波的普通光折射率椭球264b和非普通光折射率椭球265b。需要注意的是，相位匹配方向266b表示激励光的普通光折射率椭球262b的平面与光谐波的非普通光折射率椭球265b的平面的相交方位角è2的方向，也就是说，再现激励光的普通光折射率与光谐波的非普通光折射率相一致的方向，并且它不同于图10的相位匹配方向266。
同时，对于图12中的普通光折射率椭球262b和264b，折射率随着传播方向而发生改变，因此这些椭球表示非普通光折射率椭球。然而，考虑到与图10和11进行对比，这些椭球称作普通光折射率椭球。也就是说，在赋有光学双轴属性的晶体中，入射光分离成两个非普通光线而传播，而不存在呈现不依赖于传播方向的恒定折射率的普通光。
对于图12所示的折射率椭球，不保证关于晶轴261的旋转对称。因此，在相位匹配及其控制中，光谐波的传播方向考虑晶轴261的方向以及施加电场的方向来规定。也就是说，最好相对于这两个轴方向确定光入射角度。
(其他结构)在上述实施例中，在假定已实现角度匹配的情况下，将电场施加于铁电记录介质层以改变其折射率来控制相位匹配状态。也就是说，角度匹配和施加电场分别扮演相位匹配的粗调和细调的角色。
可选地，相位匹配可以在不进行角度匹配的情况下，仅通过施加电场于铁电记录介质层来实现。
虽然检测光的强度在上述实施例中使得不变，但是检测光的强度也可以任意改变。
多个铁电记录介质层可以安置在光学记录和/或再现介质上以实现多层信息记录。在这种情况下，最好在各个铁电记录介质层之间提供电极以将电场施加于各层之间。
在上面实施例中所说明的光学记录和/或再现介质仅作为示例，它可以是光盘或光卡。
图13是示出本发明的光学记录和/或再现装置310的示意图。
参照图13，光学记录和/或再现装置310由光源311、准直透镜312、316、偏转组件313、317、汇聚透镜314、319、在其上安置光学记录和/或再现介质330的台架315、波长滤光器318、光电检测器320、电源321、光束偏转镜面322、323以及谐波产生构件324构成。电源321通过电气路径(电气线路)325、326电气连接到光学记录和/或再现介质330。
(光学记录和/或再现介质的详细结构)图14是示出光学记录和/或再现介质330、电源321及附近的细节的示意图。
参照图14，光学记录和/或再现介质330由基片331、多个电极332(332(1)到332(6))和多个铁电记录介质层333(333(1)到333(5))构成。各铁电记录介质层333均包括残余偏振335，其偏振方向在垂直方向上逐层反转，并且其两个表面被电极332夹住。
电极332(1)、332(3)和332(5)以及电极332(2)、332(4)和332(6)通过电气线路325和326互连并电气连接到电源321。
形成铁电记录介质层333的材料与上述实施例相同。
为防止从各铁电记录介质层333内部的各个位置产生的光谐波之间的相位干涉，铁电记录介质层333的各层厚度最好等于或小于相关长度Lc。该相关长度Lc根据下面方程(1)由光源311的波长λ以及铁电记录介质层333分别对于基波和Lc谐波的折射率n(ω)和n(2ω)来确定Lc＝λ/[4Δn]＝λ/[4(n(2ω)-n(ω))] …(1)通过层叠多个铁电记录介质层333，其中各层的厚度不大于相关长度Lc，并且通过逐层交替反转残余偏振335(偏振反转结构)，可以实现相位匹配来产生足够强度的谐波，随后将对此进行详细说明。
电极332施加电场以对铁电记录介质层333进行初始化和信号记录。
对于电极332，可以使用例如ITO(氧化铟锡)的导电透明电极。可以在电极332的表面上形成作为抗反射膜的薄电介质膜以用作光学多层膜，以在不恶化电极332的电气性能的程度内改善光透射系数。
(光学记录和/或再现装置的详细结构)光源311例如是半导体激光器，并且照射光束341(波长λ)以对光学记录和/或再现介质330进行光学记录和/或再现。
准直透镜312、316校准光束341、345以形成准直光束342、346。
偏转组件313、317将光束342分离成光束343、351，同时将光束342、346组合成光束347。
汇聚透镜314、319汇聚光束343、348以产生光束344、349。
光学记录和/或再现介质330安置在台架315上，从而根据需要进行旋转。
波长滤光器318吸收从光源311发出的激励光，以分离光谐波。
光电检测器320输出与由波长滤光器318分离的光谐波的强度相对应的强度信号。
电源321产生电压来施加电场，以对铁电记录介质层333进行初始化和记录。
光束偏转镜面322、323改变光束351的方向。
谐波产生构件324从入射在其上的光束351产生基准谐波，以射出包含该基准谐波的光束352。
(光学记录和/或再现装置的操作)现在说明光学记录和/或再现装置310的操作。光学记录和/或再现装置310初始化光学记录和/或再现介质330，并且记录和/或再现信息。
下面说明初始化光学记录和/或再现介质330以及记录和/或再现信息的方法。
A.初始化光学记录和/或再现介质330在将信息记录在光学记录和/或再现介质330上之前，对光学记录和/或再现介质330进行初始化。
图15是示出初始化光学记录和/或再现介质330的状态的剖面图。
通过电源321，将大于反转残余偏振335所需的抗电场的电场施加于各铁电记录介质层333。结果，各层叠铁电记录介质层333的残余偏振335与电场方向保持一致而对齐。即使在终止施加电场之后，电介质偏振的该对齐状态也保持不变。
由于电场在垂直方向上逐铁电记录介质层333地交替反转其方向，因此产生残余偏振335的偏振反转结构。
B.在光学记录和/或再现介质330上记录信息图16是示出在光学记录和/或再现介质330上记录信息的状态的剖面图。
电源321将在垂直方向上逐层交替反转其方向且小于抗电场的电场施加于铁电记录介质层333。在图16中，将正负电压提供给电气线路325、326，以在从图15的初始化状态反转残余偏振335的方向上施加电场。施加该电压或电场的方向根据所要记录的信息比特的‘0’或‘1’而改变。
用于信息记录的光束351汇聚在光学记录和/或再现介质330上。光束351局部照射在铁电记录介质层333(1)到333(5)的相应地点(记录地点)上。同时，光束351可以使用光源311或与光源311不同的信息记录光源来照射。
通过将光束351汇聚在铁电记录介质层333的记录地点上，记录地点被局部加热，结果，在记录地点抗电场降低从而反转残余偏振335。
如果当残余偏振335已被反转时停止光束351的照射，则记录地点的温度降低，此处的残余偏振335保持反转。
信息以这种方式采用残余偏振335的方向的形式记录在光学记录和/或再现介质330上。
C.从光学记录和/或再现介质330中再现信息下面将参照
从光学记录和/或再现介质330中再现信息。
图17和18是示出从光学记录和/或再现介质330中再现信息的状态的示意图，并且示出再现光束344汇聚在铁电记录介质层333中的残余偏振335的方向已从一个状态反转到另一个状态的记录地点的状态。
(1)在层叠在一起的各铁电记录介质层333中，光谐波由再现光束344激励。
由于铁电记录介质层333的厚度等于或小于相关长度Lc，因此在各铁电记录介质层333的内部所产生的光谐波不相互减弱。结果，从各铁电记录介质层333射出各个光谐波。
(2)这些各个谐波由通过各层叠铁电记录介质层333的再现激励光来产生。可能出现由于激励光与谐波之间的折射率差而产生相差。
另一方面，光谐波的相位由于残余偏振335的偏振方向而反转。
结果是由折射率差产生的各个光谐波的相差通过铁电记录介质层333中残余偏振335的反转而取消，从而各个光谐波相互加强，并且合计在一起形成再现光谐波361a、361b。
再现光谐波361a、361b的相位由铁电记录介质层333的残余偏振335的状态来确定。在图17和18中光束已被汇聚的地点，在图17和18中残余偏振335的方向反转。因此，再现光谐波361a、361b的相位相互反转，并且以这种状态从光学记录和/或再现介质330射出。
通过该铁电记录介质层333的偏振反转结构，可以产生其相位与铁电记录介质层333的残余偏振335的方向相对应的再现光谐波361a、361b。
(3)再现光谐波361a、361b由偏转组件17与包含在光束352中的基准谐波362a、362b组合，以分别形成干涉光束363a、363b。这样，再现光谐波361a、361b的相位可以根据干涉光束363a、363b的强度来检测。
也就是说，包含干涉光束363a、363b的光束347随同再现激励光一起透过波长滤波器318以消除再现激励光，并且由汇聚透镜319使结果光束落在光电检测器320上，以产生与干涉光束363a、363b的强度成比例的强度信号。
以这种方式，作为铁电记录介质层333的偏振方向记录的信息可以作为来自光电检测器320的强度信号来再现。
因此，通过使用偏振反转，可以提高光谐波的强度，而无需通过执行所谓的角度匹配来使激励光束相对于铁电记录介质层333的光轴倾斜入射。
信息可以通过控制铁电记录介质层333中的残余偏振335来记录，而信息可以通过比较从铁电记录介质层333产生的再现光谐波与基准光谐波的相位来再现。
在这种情况下，与作为致密单元的层叠铁电记录介质层333相对应的层叠介质层执行信息记录和再现。
(其他结构)在上述实施例中，由相位比较基准光谐波362产生的光径与由再现光谐波361产生的光径相分开。可选地，可以在同一光径上产生基准光谐波362和再现光谐波361。在这种情况下，如果谐波产生构件324代替例如偏转组件313然后省略偏转组件317，就足够了。
在上面实施例中，从光源311到光电检测器320的光径全部由光传递光径形成。可选地，也可以提供反射光径来反射从铁电记录介质层333产生的谐波。
在上面实施例中，使用五个铁电记录介质层333。可选地，可以使用两层或更多层或者单层。
还可以层叠更多层作为层叠介质层来用作信息记录和再现单元，然后各层均负责信息记录和再现以增大光学记录和/或再现介质330的记录容量。
同时，在上面实施例中说明的光学记录和/或再现介质仅作为示例，它可以是光盘或光卡。
图19是本发明的光学记录和/或再现装置410的示意图。
参照图19，实施本发明的光学记录和/或再现装置410包括光源411、其上安置负责光学记录和/或再现的光学记录和/或再现介质412的台架413、光电检测器415、准直透镜416、418、汇聚透镜417、419、偏振器420、光径分支光学组件421、分色滤光器422、焦点检测汇聚透镜423、柱面透镜424、焦点检测光电检测器425、电源426和层切换器件427。
图20是示出光学记录和/或再现介质412、电源426和层切换器件427的剖面图。参照图19和20，光学记录和/或再现介质412由基片431和在基片431上形成的光学记录和/或再现介质432构成。在光学记录和/或再现介质432上进一步形成介质层433(1)到433(5)、光偏振半透射层434(1)到434(5)和用于施加电场的电极435(1)到435(6)。
(光学记录和/或再现装置的详细结构)光源411例如是半导体激光器，并且照射光束441(波长λ)以对光学记录和/或再现介质412进行光学记录和/或再现。
台架413可以沿着在其上安置的光学记录和/或再现介质412旋转。
光电检测器415用作通过检测入射光束445的光量从光学记录和/或再现介质412输出再现信号的再现部件。
准直透镜416、418将光束校准成平行光束。汇聚透镜417、419用作光束汇聚部件。从光源411照射的光束441由汇聚透镜417汇聚在介质层433(i)上，以形成汇聚光束444。通过引起汇聚透镜417运动的运动机构(未示出)，汇聚光束444的汇聚位置(聚焦位置)可以适当地沿着介质层433的分层方向和平面方向扫过。
偏振器420用作对齐光束441的偏振方向的偏振部件。同时，如果光源411是半导体激光器，则可以省略偏振器420，因为来自光源411的光束411已经具有接近于线性偏振的特性。
光径分支光学组件421是所谓的分束器，并且将从光偏振半透射层434反射的光束向焦点检测光电检测器425分支以形成光束446，随后将对此进行说明。
分色滤光器422吸收从光源411照射的波长λ的光(基波)，以分离具有波长λ/2的谐波。
焦点检测汇聚透镜423、柱面透镜424和焦点检测光电检测器425是构成适用于区分各介质层433(i)的层检测部件的组成元件。
焦点检测光电检测器425是用于将光束445汇聚在焦点检测光电检测器425上的汇聚部件。
柱面透镜424向穿过焦点检测汇聚透镜423的光束446提供象散(astigmatism)。该象散是通过柱面透镜424仅汇聚垂直于柱轴的方向上的光而不汇聚沿着柱轴的光来产生的。结果是入射在焦点检测光电检测器425上的光束448的形状为椭球形或圆形。该形状根据汇聚光束443的位置而改变。
焦点检测光电检测器425例如是四光电检测器组。通过相加和相减这些光电检测器的输出，输出与光束448的形状相对应的信号，即输出与沿着分层方向的光束444的焦点位置相对应的聚焦误差信号。各介质层433(i)可以根据该聚焦误差信号来区分。
电源426将电场施加于电极之间以施加电场435。层切换器件427是用于响应来自外界的电流供应命令信号选择施加电场的介质层433的转换开关。在图20中，通过选择用于施加电场的电极435(2)和435(3)并且将电场施加于所选电极来施加电场于介质层433(2)。
(光学记录和/或再现介质的详细结构)基片431是用于支持分层记录和/或再现介质432的光学透明基片。
介质层433由对于波长为λ和λ/2的来自光源411的光束可选地具有足够光透射率(透射系数)的光学材料形成。
同时，各介质层433的厚度最好等于或小于相关长度Lc，从而防止从介质层433的内部的各地点发出的各光谐波的相位干涉以保持谐波的强度。
如果使用用于施加电场的电极435(i)和435(i+1)将电场施加于分层记录和/或再现介质432中的介质层433(i)，则介质层435(i)中的折射率在电光效应下发生改变。在电光效应中，鲍克尔(Pockles)效应是与所施加电场成正比产生折射率变化的效应。鲍克尔效应在不呈现点对称的所谓压电材料中发生，并且例如施加于控制光透射率(光透射系数)的鲍克尔单元。
没有必要在基片431中用于记录和/或再现的整个区域内提供介质层433。例如，一部分区域可以用于提供另一记录介质来用作只读存储器区域。
在介质层433的前后表面上均提供用于施加电场的电极435。电场是通过将电势差施加于这些电极之间来施加于层叠介质层433的。
检测光束可以通过采用光学透明导电材料如ITO(氧化铟锡)薄膜来有效利用。透明导电材料薄膜可以例如通过汽相淀积和溅射来形成。通过在用于施加电场的电极435的表面上提供电介质薄膜，可以减小在其与介质层433或空气(抗反射膜)的边界处发生的反射。
在各介质层433的下表面上提供的偏振半透射层434是反射可选设定偏振光分量的一部分，透射其剩余部分并且还透射不同于可选设定偏振光分量的偏振光分量的光学膜。因此，反射系数和透射系数根据入射在偏振半透射层434上的光束的偏振状态而改变。
偏振半透射层434由一种衍射光栅组成，该衍射光栅由相互平行排列在平面表面上的大量细金属丝构成。平行于细金属丝的偏振方向上偏振光分量的反射和透射特性与垂直于细金属丝的偏振方向不同。
偏振半透射层434可以包括例如具有不同半透射特性的部分，用于指定信号记录和/或再现部分。信号记录和/或再现部分也可以使用焦点检测光电检测器425来区分。这在图21中示出，其中，偏振半透射层434a包括呈现不同半透射特性的两个交替排列区域。当以平面图观看时，具有不同半透射特性的多个区域可以例如以格子图案来排列。
(光学记录和/或再现装置的操作)参照
光学记录和/或再现装置410的操作。
A.再现层的检测和再现层的光汇聚控制(1)从光源411输出的光束441由准直透镜416校准成平行光束，然后它通过偏振器420，从而变成线性偏振光。此时处于线性偏振状态的光束442透过光径分支光学组件421，并且由汇聚透镜417汇聚到分层记录和/或再现介质432。
在这种情况下，通过电源426和层切换器件427将电场施加于介质层433中的可选一层。透过已施加电场的介质层433(i)的光束在电光效应下其偏振状态发生改变，具体地说，其偏振光分量的比率发生改变。
(2)偏振光半透射层434(i)布置在光束444所穿过的介质层433(i)的后面，并且设为使其反射系数增大来应付由于电场施加而产生的偏振分量变化的偏振特性。结果，光束444的一部分由已施加电场的提供给介质层433(i)的偏振光半透射层434(i)反射。
在这种情况下，最好是使得因偏振状态变化而产生的反射光分量在数量上充分大于因其他介质层433与电极或偏振光半透射层434之间的折射率差而产生的反射光分量，同时最好是使得透过偏振光半透射层434的光的强度降低足够小，从而不妨碍信息再现。这可以通过适当设置偏振光半透射层434(i)的偏振特性来实现。
(3)由已施加电场的偏振光半透射层434(i)反射的光束在与前向光路的方向相反的方向即朝向光源411的方向通过介质层433(i)的内部返回。此时，产生与在前向光径上所产生相反的偏振状态变化。因此，不同于偏振光半透射层434(i)的偏振光半透射层434对由偏振光半透射层434(i)反射的光束的再反射基本上可以忽略。也就是说，当反射光束透过其他偏振光半透射层434时，由偏振光半透射层434(i)反射的光束仅受到小量的强度降低。
(4)由偏振光半透射层434(i)反射的光束透过汇聚透镜417和光径分支光学组件421到达焦点检测汇聚透镜423以形成汇聚光束447。
通过布置在汇聚光束447的光径中的柱面透镜424，在汇聚光中产生象散象差。焦点检测光电检测器425布置在遭受象散的汇聚光束447的焦点附近，输出与汇聚光444的焦点位置相对应的聚焦误差信号(通过象散法检测聚焦误差)。使用该聚焦误差信号，焦点位置可以受到控制，从而使来自光源411的光束444汇聚在已施加电场的提供给介质层433(i)的偏振光半透射层434(i)上或其附近。
通过将电场施加于可选介质层433(i)，可以区分并控制介质层433(i)作为记录或再现对象。
需要注意的是，透过已施加电场的提供给介质层433(i)的偏振光半透射层434(i)的光束中的偏振分量比率可能偶尔发生改变。当偏振分量比率发生改变的光束到达位于偏振光半透射层434(i)之下的提供给介质层433(i-1)的偏振光半透射层434(i-1)时，它被部分反射。而且，该部分反射的反射系数可以具有与偏振光半透射层434(i)的反射系数相同的数量级。结果是降低到达光电检测器415的光束445的光量，从而当透射光用于检测信息信号时产生一个问题。
为了克服这一问题，可以将在幅度上与施加于介质层433(i)的电场相等但在方向上相反的电场施加于直接位于所要区分或设为焦点的介质层433(i)之下的介质层433(i-1)以将偏振光分量的比率变化回复到原始值。这允许抑制偏振光半透射层434中的下一层的反射。
然而，如果偏振光半透射层434全部反射预设偏振光分量，则偏振分量在其偏振分量比率上不发生改变，从而无需将在幅度上与相邻介质层433相等但在方向上相反的电场施加于介质层433(i-1)。
通过在偏振光半透射层434中提供半透射特性不同的部分，并且检测适于光束448的半透射特性差异，其中，光束448由偏振光半透射层434反射从而入射在焦点检测光电检测器425上，可以识别用于记录和/或再现的介质层433上的信号记录和/或再现位置。
B.信息再现使用从作为基波的来自光源411的波长λ的光束产生的二次谐波(波长λ/2)执行从分层记录和/或再现介质432的信息再现。
(1)从光源411照射的光束41由汇聚透镜417汇聚在分层记录和/或再现介质432的介质层433(i)上。假定信息已根据铁电材料的残余偏振方向是向上还是向下记录在各介质层433中。
图22是示出光束451汇聚在介质层433(i)上以产生二次谐波461的状态的侧视图。
由于光汇聚在介质层433(i)上，因此在介质层433(i)上产生二次谐波461。由于二次谐波461的强度依赖于光能密度，因此倘若足够数量的光汇聚在介质层433(i)上，则可以忽略从不同于介质层433(i)的介质层433产生二次谐波。二次谐波461的相位根据汇聚位置的残余偏振是向上还是向下而不同。因此，通过检测二次谐波461的相位，可以再现可选地记录在分层记录和/或再现介质432上的信息。
(2)所产生的二次谐波451由准直透镜418进行校准以穿过分色滤光器422。该分色滤光器422吸收基波(从光源411照射的具有波长λ的光)以分离谐波461。结果是仅有谐波461包含在由汇聚透镜419汇聚到光电检测器415的光束448中。
为了检测谐波461的相位，如果使具有与谐波451相同的波长的基准波462与谐波461干涉以产生干涉波463，则由光电检测器415检测干涉波463的光量就足够了。为了产生基准波462，如果将当入射来自光源411的光束时产生谐波的谐波产生元件插入在从光源411到分色滤光器422的光径例如准直透镜416与偏振器420之间的光径上就足够了。
C.信息记录分层记录和/或再现介质432上的信息记录通过光照射和施加电场。
图23和24分别是示出初始化分层记录和/或再现介质432的状态和信息记录的状态的剖面图。
(1)在进行信息记录之前，对齐介质层433的残余偏振方向。如果例如对齐介质层433(2)中的残余偏振方向，则使用电源426和层切换器件427将电压施加于用于施加电场的电极435(2)和435(3)，以将大于能够反转残余偏振的抗电场的电场施加于介质层433(2)。
结果是形成与所施加电场的方向对齐的残余偏振。该残余偏振方向的对齐意味着分层记录和/或再现介质432的一种初始化，并且根据需要为各介质层433执行。
对于经过初始化的介质层433(2)上的记录(写入)，当将与所要记录的比特相对应的方向上的电场施加于介质层433(2)时，光源411的光束汇聚到所要进行记录的地点(介质层433(2)中的预设地点)。所施加的电场小于抗电场。
由于所施加的电场小于抗电场，因此残余偏振方向在光束不汇聚的地点不改变。也就是说，从信息的角度，不产生比特反转。
相反，在光束所汇聚的地点，发生局部温度升高以降低抗电场，从而改变残余偏振方向。
因此，通过施加小于周围温度下的抗电场的电场，并且实现局部加热，可以确定残余偏振的方向。
该电场和光束的汇聚显然类似于层检测的操作。然而，由于这两个操作是针对完全不同的目标来执行的，因此采用适于这些目标的电场或光束强度。对于写入，作为一个例子，可以单独使用具有适于加热介质层433的波长的光源。
图25是根据本发明一个实施例的光学记录和/或再现装置410b的结构示意图。
图25所示的光学记录和/或再现装置410b由光源411b、其上安置光学记录和/或再现介质412b的台架413b、光电检测器415b、准直透镜416b、418b、汇聚透镜417b、419b、光径分支光学组件421b、分色滤光器422b、焦点检测汇聚透镜423b、柱面透镜424b、焦点检测光电检测器425b、电源426b和层切换器件427b构成。
光学记录和/或再现装置410b无须包括如同光学记录和/或再现装置410中的偏振部件如偏振器420。
图26是示出光学记录和/或再现介质412b、电源426b和层切换器件427b的放大剖面图。参照图25和26，光学记录和/或再现介质412b由基片431b和在基片431b上提供的分层记录和/或再现介质432b构成。分层记录和/或再现介质432b又由介质层433b(1)到433b(5)、电极551(1)到551(4)和552(1)到552(4)以及中间层436(1)到436(4)构成。
需要注意的是，用于施加电场的电极551(1)到551(5)和552(1)到552(5)在介质层433b(1)到433b(5)的两侧形成，而中间层436(1)到436(4)安置在用于施加电场的电极551(1)到552(4)与用于施加电场的电极551(2)到552(5)之间。
光学记录和/或再现介质412b无须配置为如同偏振光半透射层434根据偏振状态改变反射系数。这与光学记录和/或再现装置410b无须包括偏振部件的情形相一致(随后将对此进行说明)。
(光学记录和/或再现装置410b的详细结构)光学记录和/或再现装置410b不如同光学记录和/或再现装置410那样需要偏振部件(偏振器420)，因此光源11b本身可以是非偏振光源。
电源426b在用于施加电场的电极551、552之间施加电场。层切换器件427b是响应来自外界的电流供应命令信号选择电场的转换开关。在图26中，通过将电压施加于用于施加电场的电极551(4)和552(4)之间来将电场施加于介质层433b(4)。
(光学记录和/或再现介质的详细结构)介质层433b由对于具有波长λ和λ/2的来自光源411b的光束具有足够透射系数的光学材料形成。该光学材料是施加电场时改变其折射率的电光学材料，产生照射光的二次谐波的非线性光学材料以及施加电场时改变其偏振方向的铁电材料。
同时，各介质层433b的厚度最好等于或小于相关长度Lc，从而如同第一实施例的介质层433保持谐波的强度。
如果使用用于施加电场的电极551(i)和552(i)将电场施加于要从其再现记录信息的分层记录和/或再现介质432b的介质层433b(i)，则在电光效应如鲍克尔效应下在介质层433b(i)中产生折射率变化。结果是介质层433b(i)与用于施加电场的电极551(i)以及介质层433b(i)与用于施加电场的电极552(i)之间的折射率差发生变化从而导致介质层433b(i)的上下边界处的光反射系数变化。各介质层433b可以通过这些反射系数变化来选择(区分)。
用于施加电场的电极551、552安装在介质层433b的前后侧。当将电势差施加于这些电极之间时，将电场施加于介质层433b。
用于施加电场的电极551、552均由在从光源411b照射的光的波长下光学透明的透明导电材料形成。
最好，在从光源411b照射的光的波长下，该透明导电材料的折射率与施加电场之前的介质层433b近似相等。原因是将电场施加介质层433b之前，介质层433b与用于施加电场的电极551之间的层边界处以及介质层433b与用于施加电场的电极552之间的层边界处的光反射量从改善S/N比的角度最好较小。
因此，要谨慎选择用于施加电场的电极551、552和介质层433b的组成材料的组合，从而使这两种材料的折射率值大致相等。
作为该组合的一个例子，可以推荐使用ITO(氧化铟锡)作为用于施加电场的电极551、552，并且使用铌酸锂(LiNbO3)作为介质层433b。
中间层436用来扩大各介质层433b之间的距离以帮助相互区分介质层433b。提供中间层436有助于采用象散法检测聚焦误差，并且将光汇聚在各介质层433b上。
最好，中间层436在从光源411b照射的光的波长下是光学透明的，并且在折射率上与用于施加电场的电极551、552近似相等，从而减少中间层436与用于施加电场的电极551、552之间的层边界处的反射以改善S/N比。
(光学记录和/或再现装置410b的操作)参照附图，说明光学记录和/或再现装置410b的操作。
A.再现层的检测和对再现层的光汇聚控制(1)从光源411b输出的光束441b由准直透镜416b校准成平行光束。作为平行光束的光束442b透过光径分支光学组件421b，并且由汇聚透镜417b汇聚到分层记录和/或再现介质432b。
由电源426b和层切换器件427b将电场施加于任意介质层433b(i)。通过该电压施加，改变介质层433b(i)的折射率。
(2)当介质层433b(i)的折射率以这种方式改变时，在介质层433b(i)与用于施加电场的电极551(i)、552(i)之间产生折射率变化。由于该折射率差，在已施加电场的介质层433b(i)与用于施加电场的电极551(i)、552(i)之间的边界处反射光束444b的一部分。
如前所述，尚未施加电场的介质层433b(i)与用于施加电场的电极551(j)、552(j)之间的边界处(其中，i≠j)的反射最好小(减少证实是噪声的反射光)，也就是说，在不存在电场的情况下，尚未施加电场的介质层的折射率与用于施加电场的电极的折射率最好近似相等。
另外，用于施加电场的电极551、552和中间层436最好也由折射率近似相等的材料形成，从而减少从边界处反射的光。
(3)在已施加电场的介质层433b(i)与用于施加电场的电极551(i)和552(i)之间的边界处反射的光束沿着与介质层433b(i)的前向路线相反的路径即朝向光源411b返回。
(4)在已施加电场的介质层433b(i)与用于施加电场的电极551(i)和552(i)之间的边界处反射的光束穿过汇聚透镜417b，经光径分支光学组件421b到达焦点检测汇聚透镜423b，从而成为汇聚光束447b。由柱面透镜424b在汇聚光中产生象散，从而使焦点检测光电检测器425输出与汇聚光束444b的汇聚点相对应的聚焦误差信号(采用象散法检测聚焦误差)。使用该聚焦误差信号输出，可以控制焦点位置，从而如上所述使来自光源411b的光束444b汇聚在已施加电场的介质层433(i)上。
通过将电场施加于可选介质层433(i)，可以区分并控制介质层433(i)作为记录或再现对象。
信息记录和再现的原理与第一实施例变化不大，因此不作具体说明。
(其他结构)(1)在上述实施例中，反射光束用于检测聚焦误差以区分或设置所要记录和/或再现的介质层，同时透射光用于检测信息信号(信息再现)。然而可以都使用反射光束来进行聚焦误差检测和信息信号检测。
同时，在上面实施例中所说明的分层记录和/或再现介质仅作为示例，它可以是光盘或光卡。
(2)虽然在本实施例中没有使用中间层，则即使在如同本实施例采用通过偏振状态改变其反射系数的层(偏振半透射层)的情况下，也可以使用该中间层。例如，中间层与在中间层的上下两侧形成的用于施加电场的成对电极的组合可以代替偏振光半透射层和介质层用作其下面层。
也就是说，通过当在偏振光半透射层与用于施加电场的成对电极中的无论哪一个之间的边界层上发生光反射时提供中间层，中间层可以有助于区分各介质层。
图27是根据本发明一个优选实施例的光学记录和/或再现介质601的结构剖面图。
参照图27，光学记录和/或再现介质601包括记录和/或再现构件602，作为电光层；一对电极604a、604b，布置在记录和/或再现构件602的前后两侧；以及基准构件603，作为基准光产生层，相邻于结果组合件的一个表面。
在图中，分别位于记录和/或再现构件602和基准构件603中的箭头605、606示意性地表示残留在各自构件中的自然偏振方向。自然偏振方向605、606根据在已记录记录和/或再现构件602的信号且已与基准光进行相位比较的部分中产生的光谐波的强度是高于还是低于在非记录部分中产生，且同样已与基准光进行相位比较的光谐波的强度来确定。
(光学记录和/或再现介质601上的信号记录)图28示出光学记录和/或再现介质601上的信号记录。
参照图28，电源611通过线路612连接到上述光学记录和/或再现介质601的各电极604a、604b。电场可以通过将电压施加于电极604a、604b之间来施加于记录和/或再现构件602。
需要注意的是，如果施加场强小于所谓抗电场的电场，其中，抗电场在方向上与记录和/或再现构件602中的偏振605相反，并且在幅度上足够反转偏振，则偏振605不反转。
如果来自光源的光束集中于记录和/或再现构件602的可选位置，则光束汇聚部分的温度升高，从而降低抗电场值以反转偏振605。如果光束停止汇聚，则通过记录信号，反转偏振保持为图28所示的残余偏振605b。
同时，由于没有电场施加于基准构件603，因此不改变抗电场值，从而即使集中来自光源的光束，偏振606也不反转。
(从光学记录和/或再现介质601中再现信号)A.基准构件603与记录和/或再现构件602的厚度均近似等于相关长度的情况图29和30示出从光学记录和/或再现介质601的信号再现。
参照图29，当将再现光束608a照射在基准构件603的一处以及记录和/或再现构件602的反转偏振605a的附近时，从记录和/或再现构件602产生光谐波662，同时也从基准构件603发出光谐波661。
假定基准构件603与记录和/或再现构件602的厚度均大致等于相关长度。因而，在基准构件603中产生的光谐波661在到达记录和/或再现构件602之前相位反转180°。记录和/或再现构件602的偏振605a处的偏振方向与基准构件603的偏振方向606相反，从而使在该处产生的光谐波662在相位上反转180°。结果是在反转偏振605a处，在基准构件603中产生的光谐波661与在记录和/或再现构件602中产生的光谐波662同相，从而产生具有通过在强度增强方向上叠加而获得的光强度的检测光束663。
相反，如果再现光束608a照射在基准构件603的一处以及记录和/或再现构件602中偏振605b不反转的一处(其中基准构件603的偏振方向与记录和/或再现构件602一致)，则类似地从记录和/或再现构件602产生光谐波662，同时也从基准构件603产生光谐波661。在基准构件603中产生的光谐波661在到达记录和/或再现构件602之前相位反转180°。另一方面，记录和/或再现构件602的偏振605b处的偏振方向与基准构件603的偏振方向606相同，从而在该处产生的光谐波662的相位不反转。结果是在该非反转偏振605b处，在基准构件603中产生的光谐波661在相位上与从记录和/或再现构件602发出的光谐波662相反，其中，光强度相互抵消，从而不产生任何检测光。
B.记录和/或再现构件602与基准构件603的合计厚度不大于相关(coherence)长度的情况另一方面，如果记录和/或再现构件602和基准构件603的合计厚度不大于相关长度，则在基准构件603中产生的光谐波在穿过记录和/或再现构件602之前不发生相位反转180°，同时再现光束608a中的偏振方向605a在方向上与基准构件603的偏振方向606相反，从而，在构件602、603中产生的光谐波反相，其中，光谐波的光强度因而相互抵消，因此，不能产生任何检测光。
相反，在再现光束608b的情况下，通过类似地产生光谐波，基准构件603的偏振方向606与记录和/或再现构件602的偏振方向605b相同。从而，在各构件中产生的光谐波相互同相，因此产生具有通过在光强度增强方向上叠加而产生的光强度的检测光束663。
在图29和30中，示出再现光束608a和608b作为在记录和/或再现构件602的偏振605a、605b不同处汇聚的不同光束。可选地，可以使用单一再现光束，然后移动光学记录和/或再现介质601。
(光学记录和/或再现介质601的层叠)图31是示出本发明的光学记录和/或再现介质601的多层结构的示意图。
光学记录和/或再现介质601可以由多个层组601a组成，其中，各组601a均由记录和/或再现构件602、布置在记录和/或再现构件602的上下表面的成对电极604a、604b以及相邻于结果分层组合件的一个表面的基准构件603构成，例如图31所示。
在相邻层组601a之间，可以布置在来自光源的光的光波长和在各构件中产生的光谐波的波长下具有足够高的透射系数的中间层610。中间层610的作用是增大层组601a之间的距离以帮助相互区分分层组601。例如，可以有助于采用象散法检测聚焦误差或者将光汇聚于层组601a之间的空隙处。
如上所述，中间层610最好是光学透明的，同时其折射率近似相等于电极604a、604b，从而减小中间层610与电极604a、604b之间的层边界处的反射以改善S/N比。
提供中间层不是强制性的。当可以通过对光学记录和/或再现介质601分层来增大记录容量时，可以通过消除中间层来进一步增大层数。
(光学记录和/或再现装置的零件)图32是示出采用本发明的光学记录和/或再现介质的光学记录和/或再现装置的示意图。
参照图32，光源621例如是半导体激光器，并且照射光束608(具有波长λ)以对光学记录和/或再现介质601进行光学记录和/或再现。
台架629在其上安置有光学记录和/或再现介质601时是可移动的。
光电检测器628通过检测入射光束609的光量，用作从光学记录和/或再现介质601输出再现信号的再现部件。
一对准直透镜622、625将光束校准成平行光束。一对汇聚透镜624、627用作汇聚光束的光汇聚部件。从光源621发出的光束608由汇聚透镜624汇聚在光学记录和/或再现介质601上。通过引起汇聚透镜617运动的运动机构(未示出)，该光束的汇聚位置(聚焦位置)可以适当地在垂直于和沿着光学记录和/或再现介质601的方向上扫过。
光径分支光学组件623是所谓的分束器，并且向焦点检测光电检测器632分支从光学记录和/或再现介质表面部分反射的光束以形成光束633。
分色滤光器626是用于吸收从光源621照射的波长λ的光(基波)以分离具有波长λ/2的谐波的滤光器。
焦点检测汇聚透镜630、柱面透镜631和焦点检测光电检测器632代表用于检测光学记录和/或再现介质表面上的汇聚光的焦点的部件的组成元件。
焦点检测汇聚透镜630代表用于将光束645汇聚在焦点检测光电检测器625上的汇聚部件。
柱面透镜631向穿过焦点检测汇聚透镜630的光束633提供象散。该象散是通过柱面透镜631不汇聚沿着柱轴的光而仅汇聚垂直于柱轴的方向上的光来产生的。结果，入射在焦点检测光电检测器632上的光束633的形状为椭球形或圆形。该形状根据汇聚光在光学记录和/或再现介质601中的汇聚位置而改变。
焦点检测光电检测器632例如是四光电检测器元件组。通过相加和相减处理这四个光电检测器的输出，以获得并输出与光束633的形状相一致的信号，即与光学记录和/或再现介质601的焦点位置相对应的聚焦误差信号。
(光学记录和/或再现介质601的详细结构)参照图27，光学记录和/或再现介质601由对于从光源611发出的波长λ和λ/2的光束呈现足够光透射系数的记录和/或再现构件602和基准构件603构成。记录和/或再现构件602和基准构件603的光学材料是施加电场时其折射率发生变化的电光学材料、产生照射光的光谐波的非线性光学材料以及施加电场时其残余偏振的偏振方向发生变化的铁电材料。组成材料的例子包括铁电晶体薄片或薄膜，如铌酸锂(LiNbO3)、钛酸钡(BaTiO3)或KPT(KTiOPO4)、铁电聚合材料膜如聚偏二氟乙烯(PVDF)、偏二氟乙烯(VDF)或三氟乙烯(TrFE)以及有机非线性材料薄片或薄膜如甲基环复盐、基于硝基苯胺或硝基喹啉的有机晶体或者偶氮染料和单体的聚合物。
同时，基准构件603与记录和/或再现构件602的厚度最好等于或小于相关长度Lc，从而防止在各构件中产生的光谐波的相位干涉并且保持光谐波的强度。
而且，由于基准构件603与记录和/或再现构件602彼此相邻并且在信号再现中由相同汇聚光通过，因此在各构件中产生的光谐波以类似的方式响应外部影响，并且对于强度变化或光学象差保持稳定。
用于施加电场的电极604a、604b布置在记录和/或再现构件602的前后侧，并且将电势施加于电极之间，以将电场施加于记录和/或再现构件602。
用于施加电场的电极604a、604b由薄膜形式的光学透明且导电的材料如ITO(氧化铟锡)形成，以保证有效利用检测光束。透明导电材料薄膜可以例如通过汽相淀积或溅射来形成。通过在用于施加电场的电极604a、604b的表面上提供电介质膜，可以减少否则在电极与基准构件603或空气(抗反射膜)之间的边界处产生的反射。
(其他结构)(1)在上述实施例中，反射光束用于检测聚焦误差以区分或设置所要记录和/或再现的介质层，同时透射光用于检测信息信号(信息再现)。可选地，反射光束也可以用来既检测聚焦误差又检测信息信号。
同时，在上面实施例中所说明的分层记录和/或再现介质仅作为示例，它可以是光盘或光卡。
(2)在上述实施例的前面说明中，信号记录之前基准构件与记录和/或再现构件的残余偏振假定具有相同的方向。可选地，残余偏振的方向可以彼此相反。作为原理，通过所谓的多值记录，对于记录和/或再现构件还可以是，在记录之前不呈现残余偏振，并且当施加电场时具有两个记录值即正负记录值。
(3)在上述实施例中，基准构件与记录和/或再现构件彼此相邻来安装。还可以将基准构件603和记录和/或再现构件602布置在汇聚光681相对于光学记录和/或再现介质601的焦点深度682内，如图33所示。原因是如果这些构件布置在超过汇聚光681的焦点深度682的区域内，则汇聚光以不同的入射角度入射在这些构件上从而产生相位失配。而且，从基准构件603发出的光谐波和从记录和/或再现构件602发出的光谐波的波前对称毁坏，从而产生相位比较扰乱(即偏差)。
(光学记录和/或再现装置的结构)图34示出实施本发明的光学记录和/或再现装置的结构。
如图所示，光学记录和/或再现装置700，包括多层记录和/或再现介质701，作为分层介质；马达702，作为用于运动如旋转多层记录和/或再现介质701的驱动源；介质支架704，将多层记录和/或再现介质701保持在其与静止构件703之间，并且与多层记录和/或再现介质701一起运动例如旋转；以及光学记录和/或再现单元705，用于例如通过将光照射在随同介质支架704一起运动例如旋转的多层记录和/或再现介质701的光学记录和/或再现介质的可选层上来记录和/或再现信息。
光学记录和/或再现单元705从光源如半导体激光器照射光束，以对多层记录和/或再现介质701进行光学记录和/或再现从而实现对多层记录和/或再现介质701的信息记录和/或再现。如果多层记录和/或再现介质701是旋转介质，则光学记录和/或再现单元705包括可以在沿着多层记录和/或再现介质701的旋转方向的法线方向上移动的部件。
(多层记录和/或再现介质701的零件)图35是多层记录和/或再现介质701的示例结构剖面图。
如图所示，多层记录和/或再现介质701包括光学透明基片711和安置在基片711上的分层介质712。分层介质712又由多个光学记录和/或再现介质层713(1)到713(4)，以下称作层叠介质层、多个电极层714(1)到714(8)以及多个中间层715(1)到715(3)构成。电极层714布置在层叠介质层713的前后表面。通过电流供应切换单元717从电源716将电压(电势差)施加于布置在层叠介质层713的两个表面上的各电极层714之间，以将电场施加于层叠介质层713。
各层叠介质层713由施加电场时改变其光学属性如折射率的电光学材料构成。参照图35，将电势差施加于安置在介质层713(3)的前后表面上的电极层714(5)和714(6)之间，以将电场施加于介质层713(3)，从而在电光效应下改变介质层713(3)的折射率。结果是介质层713(3)与上面电极层714(6)之间以及介质层713(3)与下面电极层714(5)之间的折射率差发生变化，从而改变介质层713(3)的上下边界处的光反射系数。
各层叠介质层713由施加电场时改变其光学特性如折射率的电光学材料、产生照射光的二次谐波的非线性光学材料以及施加电场时改变其偏振方向的铁电材料形成。同时，从保持谐波强度的角度，各层叠介质层713的厚度等于或小于相关长度Lc。
电极层714由导电且在从光源721照射的光的波长下光学透明的材料形成。最好，在施加电场之前，用于电极层714的透明导电材料在折射率上近似等于层叠介质层713。原因是从改善S/N比的角度，在施加电场之前，层叠介质层713与电极层714之间的层边界处的反射量最好较小。因此，适当选择电极层714与层叠介质层713的组成材料的组合，从而使电极层714的折射率近似等于层叠介质层713。
作为该组合的示例，可以分别使用ITO(氧化铟锡)和铌酸锂(LiNbO3)作为电极层714和层叠介质层713。
中间层715用于增大各层叠介质层713之间的距离以帮助区分各层叠介质层713。例如，中间层715有助于采用象散法检测聚焦误差，并且将光汇聚在各层叠介质层713上。
最好，中间层715是光学透明的，并且在从光源721照射的光的波长下其折射率近似等于电极层714，以便减少中间层715与电极层714之间的层边界处的反射以改善S/N比。
(光学记录和/或再现装置700的光学记录和/或再现单元705的零件)A.光学记录和/或再现单元705的结构图36示意性地示出光学记录和/或再现装置700中光学记录和/或再现单元705的结构。
如图所示，光学记录和/或再现单元705由光源721、光电检测器722、准直透镜723、724、汇聚透镜725、726、光径分支光学组件727、分色滤光器728、焦点检测汇聚透镜729、柱面透镜730、焦点检测光电检测器731、电源716以及电流供应切换单元717构成。
B.光学记录和/或再现装置700的操作。
现在说明光学记录和/或再现装置700的操作。
从光源721照射的光束741由准直透镜723校准成平行光束742，它通过光径分支光学组件727，并且由汇聚透镜725汇聚到多层记录和/或再现介质701。
在这种情况下，由电源716和电流供应切换单元717将电场施加于可选介质层713(i)。现在假定，在图35中，将电场施加于介质层713(3)。通过该电场施加，介质层713(3)的折射率发生改变从而产生介质层713(3)与布置在介质层713(3)的两侧的电极层714(5)、714(6)之间的折射率差。通过该折射率差，在已施加电场的介质层713(3)与电极层714(5)、714(6)之间的边界处反射光束744的一部分。
在已施加电场的介质层713(3)与电极层714(5)、714(6)之间的边界处反射的光束沿着与前向路线相反的路径即朝向光源721的方向上在介质层713(3)内返回。在已施加电场的介质层713(3)与电极层714(5)、714(6)之间的边界处反射的光束通过汇聚透镜725和光径分支光学组件727到达焦点检测汇聚透镜729，从而形成汇聚光束747。通过柱面透镜730，在汇聚光中产生象散，焦点检测光电检测器731输出与汇聚光束744的汇聚位置相对应的聚焦误差信号(采用象散法检测聚焦误差)。使用该聚焦误差信号输出，可以控制焦点位置，从而使来自光源721的光束汇聚在已施加电场的介质层713(3)上。
如上所述，通过将电场施加于可选介质层713(i)，可以区分和控制介质层713(i)作为记录或再现对象。
C.该光学记录和/或再现装置700的信息再现操作下面说明该光学记录和/或再现装置700的信息再现操作。
光学记录和/或再现装置700的信息再现通过采用从作为基波的来自光源721的波长λ的光束产生的二次谐波(波长λ/2)来实现。
从光源721照射的光束741由汇聚透镜725汇聚在多层记录和/或再现介质701的可选介质层713(i)上。在这种情况下，假定信息根据铁电材料的残余偏振方向是向上还是向下已记录在各层叠介质层713上。
当光汇聚在介质层713(i)时，从介质层713(i)产生二次谐波。二次谐波的强度依赖于光能密度，从而，通过在介质层713(i)中充分集中光，可以忽略从与正被再现的介质层713(i)不同的层叠介质层产生二次谐波。二次谐波的相位根据汇聚位置的残余偏振是向上还是向下而不同。因此，通过检测二次谐波的相位，可以再现光学记录在分层记录和/或再现介质701上的信息。所产生的二次谐波由准直透镜724进行校准以通过分色滤光器728。分色滤光器728吸收基波(从光源721照射的具有波长λ的光)以分离谐波。结果，仅有谐波包含在由汇聚透镜726汇聚到光电检测器722的光束745中。
对于检测谐波的相位，如果使波长与谐波相同的基准波与谐波干涉以产生干涉波，则由光电检测器722检测干涉波的光量就足够了。对于产生基准波，如果将适用于当从光源721入射光束时产生谐波的元件安放在从光源721到分色滤光器728的光径上就足够了。
D.光学记录和/或再现装置700的信息记录操作下面说明该光学记录和/或再现装置700的操作。
多层记录和/或再现介质701上的信息记录通过照射光和施加电场来实现。
在进行信息记录之前，对齐层叠介质层713的残余偏振方向。对于对齐介质层713(3)中的残余偏振方向，施加电压于各电极层714(5)和714(6)，以将大于能够反转残余偏振的抗电场的电场施加于介质层713(3)。
结果是形成在所施加电场的方向上对齐的残余偏振。该残余偏振方向对齐意味着多层记录和/或再现介质701的一种初始化，并且根据需要为各层叠介质层713执行。
在记录经过初始化的介质层713(3)中，当将与所要记录的比特相对应的方向上的电场施加于介质层713(3)时，光源721的光束汇聚到所需记录地点(介质层713(3)中的预设位置)。在这种情况下，施加在幅度上小于抗电场的电场。由于所施加的电场小于抗电场，因此残余偏振方向在光束不汇聚的位置不改变。也就是说，不产生信息技术意义的比特反转。相反，在光束所集中的位置，产生局部温度升高并且抗电场降低，从而改变残余偏振方向。
以这种方式，通过在施加在幅度上小于周围温度下的抗电场的电场下实现局部加热，可以确定加热处的残余偏振方向。
该电场施加和光束汇聚显然类似于层检测的操作。然而，这些操作是针对完全不同的目标来执行的，从而根据考虑目标，选择性地使用最佳电场和光束强度。例如，可以单独使用具有适于加热层叠介质层713的波长的光源来进行记录。
(触点结构)下面说明该光学记录和/或再现装置700中用于将电场施加于电极层714的触点结构。
参照图34，用于将电流提供给多层记录和/或再现介质701的各电极层714的多个电极端子751提供给介质支架704，介质支架704将多层记录和/或再现介质701保持在其与静止构件703之间，并且由马达702进行驱动以与多层记录和/或再现介质701一起运动例如旋转。
中央通孔752沿着分层方向穿通多层记录和/或再现介质701。通过该中央通孔752，静止构件703的插入凸起部位703a耦合到介质支架704的凹进部位704a，从而使多层记录和/或再现介质701的两个表面夹在静止构件703的凸缘703b与介质支架704的凸缘704b之间。因此，多层记录和/或再现介质701被介质支架704支持。
图37是多层记录和/或再现介质701被介质支架704支持的状态的剖面图，并且图38是示出从多层记录和/或再现介质701的一个表面即从其朝向介质支架704的表面的被介质支架704支持的多层记录和/或再现介质701的平面图。
从这些图中可以看到，当多层记录和/或再现介质701被介质支架704支持时，提供给介质支架704的多个电极端子751插入到与多层记录和/或再现介质701的中央通孔752连为一体形成的多个切口753。
图39是示出在多层记录和/或再现介质701的各层中形成的切口753的平面图。图39(a)示出在多层记录和/或再现介质701的最上介质层713(4)和下方电极层714(7)中形成的通孔752和切口753(1)。该切口753(1)贯穿整个下层(电极层、层叠介质层、中间层和基片)来形成。图39(b)示出在多层记录和/或再现介质701的最上中间层715(3)和下方电极层714(6)中形成的通孔752和切口753(1)与753(2)。在该结构中，将一个切口即切口753(2)加到图39a的结构。该切口753(2)类似地贯穿整个下层(电极层、层叠介质层、中间层和基片)来形成。如图39(c)到39(g)所示，在下降的方向上，向下侧层叠介质层713或下侧中间层715和下侧电极层714提供个数递增的切口，从而，在图39(h)的基片711中，形成个数等于电极端子751的切口753(1)到753(8)。
通过层叠形成有切口753(1)到753(8)的各层，电极层714(1)到714(8)可以在各切口753(1)到753(8)的位置露出于多层记录和/或再现介质701的一个表面(其朝向介质支架704的表面)。提供给介质支架704的各个电极端子751插入到这些切口753(1)到753(8)中，从而使电极端子751的最前部分与电极层714(1)到714(8)的表面接触。电极端子751的长度根据电极端子751所要接触的电极层714(1)到714(8)来设为最佳值。
对于电极端子751，可以在要与电极层714接触的端子的末梢端提供导电部分754，然后以绝缘部分755环绕电极端子751的外围部分，以与其他电极层714绝缘，如图40所示。
虽然在本实施例中切口753是与中央通孔752连为一体形成的，但是也可以单独提供各自的切口753。
通过该触点结构，可以以简化结构将电流提供给可移动多层记录和/或再现介质701的各电极层714。另外，由于各电极端子751以面对的方式与电极层714接触，因此可以增大接触面积以改善接触可靠性。而且，由于向支持和旋转多层记录和/或再现介质701的介质支架704提供各电极端子751，因此，可以将电流提供给旋转多层记录和/或再现介质701的各电极层714。
(选择性地施加电压于多层记录和/或再现介质701的各电极层714)下面说明用于选择性地施加电压于多层记录和/或再现介质701的各电极层714的部件的结构。
图41示出该电压施加部件的结构，其中，761表示提供给可与多层记录和/或再现介质701一起移动的部分即介质支架704的电路，并且762表示介质支架704之外的电路。可移动部分的电路761和外部电路762通过非接触变压器763如旋转变压器互连。外部电路762由如下部件构成DC电源764；DC-AC转换器765，用于将DC电源764的直流转换成AC；以及叠加电路766，用于将经过频率调制的记录介质标识信号作为谐波叠加在由DC-AC转换器765产生的AC上。作为谐波叠有经过频率调制的记录介质标识信号的AC通过用作传输部件的非接触变压器763传输到可移动部分的电路部分761。可移动部分的电路部分761由如下部件构成稳定电源电路767，用于对非接触变压器763的次侧输出进行整流以产生可选DC；电流供应切换单元717，用于切换向其提供电流的电极层714；以及解调切换控制单元768，用于从非接触变压器763的次侧输出提取记录介质标识信号，对提取信号进行解调，并且根据解调记录介质标识信号控制电流供应切换单元717。标号769表示到各电极层714的电流路径。
也就是说，为了以非接触方式将电源从外部电路762传输到可移动部分的电路部分761，电源716通过DC-AC转换器765将DC电源764的DC转换成AC，并且通过叠加电路766将经过频率调制的记录介质标识信号作为谐波叠加在该AC上，以将结果信号发送到非接触变压器763的主侧线路。
传输到非接触变压器763的次侧绕组的AC由稳定电源电路767转换成适于施加于电极层714的恒定电压。而且，解调切换控制单元768从传输到非接触变压器763的次侧绕组的AC提取作为谐波分量的频率调制记录介质标识信号，并且对所提取的信号进行解调以根据所解调的记录介质标识信号控制电流供应切换单元717。这将对与各电极层714相关联的各电流路径设置电流供应接通/断开，从而将电场施加于层叠介质层713的可选一层。
通过电压施加部件的上述结构，可以将用于施加电场的电源从与多层记录和/或再现介质701一起旋转的介质支架704提供给多层记录和/或再现介质701的各层叠介质层713，并且执行选择要施加电场的层叠介质层713的切换控制。
(其他结构)在上述实施例中，根据当前考虑层叠介质层的上下边界处的光反射系数变化，区分已施加电场的层叠介质层之一作为记录或再现对象。然而也可以在层叠介质层与下方电极层之间提供偏振反射层来通过偏振反射层反射由于透过施加电场时其折射率发生变化的层叠介质层而改变的偏振分量，并且根据反射光的数量区分该层作为记录或再现对象。
在上述实施例中，各介质层由产生照射光的二次谐波的非线性光学材料以及施加电场时改变其偏振方向的铁电材料形成。然而，这只是示例性的，例如还可以使用采用双光子吸收的磷光读出型光折射材料。
而且，在多层记录和/或再现介质中，使用中间层不是强制性的。对于基底也是这样。
同时，在上面实施例中所说明的分层记录和/或再现介质仅作为示例，它可以是光盘或光卡。
在上述实施例中，在多层记录和/或再现介质中以与电极层一对一的关系提供切口。可选地，由中间层相互分开的上下电极层可以由层间连接部分如通孔相互电气耦合。在这种情况下，可以在各层叠介质层中提供切口，从而安置在各介质层的两个表面上的电极层仅有一个露出在多层记录和/或再现介质的一个表面，其中，安置在介质支架上的电极端子插入到切口中，以供应电流。
图42是根据本发明另一个实施例的光学记录和/或再现介质801的结构示意图。
参照图42，光学记录和/或再现介质801由交替层叠在一起的多个记录和/或再现构件802和多个中间层810构成。中间层810在来自光源的光的波长和在各构件中产生的光谐波的波长下呈现足够高的透射系数。
作为记录和/或再现构件802，可以使用与结合上述实施例所述相同的构件。
然而，使用中间层不是强制性的。当通过使用多层光学记录和/或再现介质801来增大记录容量的时候，可以通过消除中间层来进一步增大层数。
在本实施例中，多层光学记录和/或再现介质801可以用作只读介质。
作为用于再现光学记录和/或再现介质801的装置，可以使用上述实施例的光学记录和/或再现装置。需要注意的是，可以从该装置去除记录功能。
工业应用如上所述，本发明使得实现高记录密度和高可靠稳定读出特性成为可能。
根据本发明，可以根据从电光学材料层产生的谐波的强度控制所施加的电场，从而实现来自光源的基波的折射率与电光学材料层的谐波的一致以保持相位匹配状态。
根据本发明，厚度均不大于相关长度的各铁电记录介质层的残余偏振可以交替反转，从而产生谐波以从光学记录和/或再现介质进行足够强度的再现。
根据本发明，可以检测施加电场时改变其折射率的电光学材料层，从而极其容易地区分多个电光层。
根据本发明，施加电场时改变其折射率的电光学材料层可以彼此相邻来布置，并且信号可以通过同一汇聚光来同时检测，从而有助于设备结构和降低否则由于光干扰而导致的信号恶化。
根据本发明，可以采用极其简化的结构将电流提供给可移动多层记录和/或再现介质的各电极。另外，可以采用简化结构将电流稳定地提供给运动例如旋转多层记录和/或再现介质。
权利要求
1.一种光学记录和/或再现装置，包括台架，用于在其上安置光学记录和/或再现介质，所述光学记录和/或再现介质包括电光学材料层，在其中施加电场时可以改变偏振方向和残留并且以光照射时产生光谐波，以及布置在所述电光学材料层的前后表面上的电极层；光源，用于将光照射到安置在所述台架上的所述光学记录和/或再现介质上；电压施加部件，用于将电压施加于安置在所述台架上的所述光学记录和/或再现介质的所述电极层之间；以及检测部件，用于检测从安置在所述台架上的所述光学记录和/或再现介质产生的光谐波的相位。
2.如权利要求1所述的光学记录和/或再现装置，还包括用于输出基准光的部件，基准光干涉从所述光学记录和/或再现介质产生的光谐波，从而使所述基准光叠加在所述光谐波上；所述检测部件检测叠加在所述基准光上的所述光谐波的强度，以检测所述光谐波的相位。
3.如权利要求2所述的光学记录和/或再现装置，其中，所述基准光的强度大致等于从所述光学记录和/或再现介质产生的光谐波的强度。
4.如权利要求1所述的光学记录和/或再现装置，其中，所述光学记录和/或再现介质由至少两个层组构成，其中，各层组均由所述电光学材料层和所述电极层组成。
5.光学记录和/或再现装置，其中，所述检测部件输出与从安置在所述台架上的所述光学记录和/或再现介质产生的谐波的强度相对应的强度信号，所述装置还包括电压控制部件，用于根据由所述强度检测部件输出的所述强度信号控制所述电压施加部件的输出电压。
6.如权利要求5所述的光学记录和/或再现装置，其中，从所述光源到所述光学记录和/或再现介质的入射光相对于所述光学记录和/或再现介质的平面表面的法线方向倾斜。
7.如权利要求5所述的光学记录和/或再现装置，其中，所述电光学材料层呈现施加预设电场时改变偏振方向的铁电现象。
8.如权利要求5所述的光学记录和/或再现装置，其中，所述电压控制部件控制所述电压施加部件的输出电压，从而使与从所述检测部件输出的所述强度信号相关联的所述谐波的强度大于预设值。
9.如权利要求1所述的光学记录和/或再现装置，其中，所述光学记录和/或再现介质包括多个所述电光学材料层；各电光学材料层由当激励光入射到其上时产生光谐波且其厚度不大于相关长度的铁电非线性光学材料形成，其中，如果超过所述相关长度，则由于激励光与光谐波的折射率差而反转光谐波的相位；所述光学记录和/或再现介质的所述电极层布置在多个电光学材料层之间；所述电压施加部件将在方向上交替反转的电场施加于安置在所述台架上的所述光学记录和/或再现介质的所述电光学材料层。
10.如权利要求9所述的光学记录和/或再现装置，还包括基准光产生部件，用于从由所述光源照射的光产生干涉所述光谐波的基准光；混光部件，用于混合从所述光学记录和/或再现介质产生的光谐波与基准光以输出通过在所述光谐波与基准光之间干涉而获得的干涉光；以及检测部件，用于检测从所述混合部件输出的所述干涉光的强度。
11.如权利要求1所述的光学记录和/或再现装置，其中所述光学记录和/或再现介质包括多个所述电光学材料层；当施加电场时，所述电光学材料层的折射率发生改变；所述电压施加部件将电场施加于安置在所述台架上的所述光学记录和/或再现介质的电光学材料层中的一个可选层；所述装置还包括层检测部件，用于检测其折射率通过所述电压施加部件施加电场而发生改变的电光学材料层。
12.如权利要求11所述的光学记录和/或再现装置，其中光学记录和/或再现介质的电极层布置在所述多个电光学材料层中的相邻层之间，并且在从所述光源照射的光的波长下具有与电光学材料层大致相等的折射率。
13.如权利要求11所述的光学记录和/或再现装置，其中光学记录和/或再现介质的电极层是成对电极，布置在所述多个电光学材料层中的相邻层之间，并且在从所述光源照射的光的波长下具有与电光学材料层大致相等的折射率；所述装置还包括中间层，布置在所述成对电极之间，并且在从所述光源照射的光的波长下具有与电光学材料层大致相等的折射率。
14.如权利要求11所述的光学记录和/或再现装置，还包括偏振部件，用于偏振入射在所述光学记录和/或再现介质上的光。
15.如权利要求14所述的光学记录和/或再现装置，其中，光学记录和/或再现介质还包括偏振光反射层，布置在所述电光学材料层之间，用于反射预设偏振光分量的至少一部分。
16.如权利要求11所述的光学记录和/或再现装置，还包括光汇聚部件，布置在所述光源与台架之间，用于将从所述光源照射的光汇聚到电光学材料层的一个可选层。
17.如权利要求16所述的光学记录和/或再现装置，其中，层检测部件包括汇聚位置信号输出部件，用于输出与由所述光汇聚部件汇聚的光沿着分层方向的汇聚位置相对应的汇聚位置信号。
18.如权利要求16所述的光学记录和/或再现装置，其中，所述光学记录和/或再现装置还包括偏振光反射层，布置在电光学材料层中的相邻层之间，用于反射预设偏振光分量的至少一部分，所述偏振光反射层包括多个具有各自不同反射系数的区域；所述装置还包括汇聚位置检测部件，用于根据所述多个区域的反射系数差异，检测汇聚在光学记录和/或再现介质上的光的平面内汇聚位置。
19.如权利要求11所述的光学记录和/或再现装置，其中，所述电光学材料层的电光学材料是产生从所述光源照射的光的光谐波的非线性光学材料，并且也是通过施加电场而改变其偏振方向的铁电材料。
20.如权利要求19所述的光学记录和/或再现装置，还包括再现信号输出部件，用于输出基于由电光学材料层产生的光谐波的相位的再现信号。
21.如权利要求20所述的光学记录和/或再现装置，还包括基准光产生部件，用于产生可以干涉由所述电光学材料层产生的光谐波的基准光。
22.如权利要求1所述的光学记录和/或再现装置，其中，安置在所述台架上的光学记录和/或再现介质还包括基准光产生层，与电光学材料层一起布置在从所述光源照射的光的焦点深度内，使得从所述光源照射的光落在所述基准光产生层上，以产生可以干涉从所述电光学材料层产生的光谐波的基准光。
23.如权利要求22所述的光学记录和/或再现装置，其中，在安置在所述台架上的光学记录和/或再现介质中，所述基准光产生层相邻于所述电光学材料层来布置。
24.如权利要求23所述的光学记录和/或再现装置，其中，在安置在所述台架上的光学记录和/或再现介质中，沿着光束传播方向的所述电光学材料层与基准光产生层的厚度之和不大于相关长度。
25.如权利要求23所述的光学记录和/或再现装置，其中，在安置在所述台架上的光学记录和/或再现介质中，沿着光束传播方向的电光学材料层的厚度与沿着相同光束传播方向的基准光产生层的厚度均大致等于相关长度。
26.如权利要求23所述的光学记录和/或再现装置，其中，安置在所述台架上的所述光学记录和/或再现介质还包括中间层，位于电光学材料层与所述基准光产生层之间，在照射光的波长下，其折射率大致等于电光学材料层和所述基准光产生层之一的折射率。
27.如权利要求1所述的光学记录和/或再现装置，其中安置在所述台架上的所述光学记录和/或再现介质包括至少两个层组，各层组均由交替层叠在一起的所述电光学材料层和所述基准光产生层以及沿着分层方向在端面露出所述电极层的多个切口组成；所述装置还包括运动部件，用于引起所述台架与所述光学记录和/或再现介质一起运动；以及多个电极端子，安装在所述台架上，并且被配置用于电气连接到沿着安置在所述台架上的所述光学记录和/或再现介质的分层方向在端面露出的所述多个电极层；所述电压施加部件选择性地将电压施加于所述多个电极端子。
28.如权利要求27所述的光学记录和/或再现装置，其中所述电压施加部件包括安置在所述台架上的电路单元；安置在所述台架之外的外部电路单元；以及传输部件，用于非接触性地将电源从所述外部电路单元传输到所述台架电路单元；所述外部电路单元包括用于将层标识信号叠加到电源以通过所述传输部件将结果信号传输到所述台架电路单元的部件；所述台架电路单元包括用于从由所述外部电路单元以非接触方式传输的电源中产生施加于所述光学记录和/或再现介质的所述电极的电压的部件，用于从由所述外部电路单元以非接触方式传输的电源中分离所述层标识信号的部件，以及用于根据所分离的层标识信号切换施加所述电压的电极端子的部件。
29.一种光学记录和/或再现装置，包括台架，在其上安置光学记录和/或再现介质，其中，所述光学记录和/或再现介质包括施加电场时改变折射率的多个电化学材料层；光源，用于将光照射到安置在所述台架上的所述光学记录和/或再现介质上；电场施加部件，用于将电场施加于安置在所述台架上的所述光学记录和/或再现介质的电化学材料层中的一个可选层；以及层检测部件，用于检测其折射率通过所述电场施加部件施加电场而发生改变的电化学材料层。
30.如权利要求29所述的光学记录和/或再现装置，其中所述光学记录和/或再现介质包括电极层，布置在所述电化学材料层的相邻层之间，并且在从所述光源照射的光的波长下具有与所述电化学材料层近似相等的折射率。
31.如权利要求29所述的光学记录和/或再现装置，其中所述光学记录和/或再现介质包括一对电极层，布置在所述电化学材料层的相邻层之间，并且在从所述光源照射的光的波长下具有与所述电化学材料层近似相等的折射率；以及中间层，布置在所述成对电极层之间，并且在从所述光源发射的光的波长下具有与所述光学记录和/或再现介质大致相等的折射率。
32.如权利要求29所述的光学记录和/或再现装置，还包括偏振部件，用于偏振入射在所述光学记录和/或再现介质上的光。
33.如权利要求29所述的光学记录和/或再现装置，其中，所述光学记录和/或再现介质还包括偏振光反射层，布置在电化学材料层之间，用于反射预设偏振光分量的至少一部分。
34.如权利要求29所述的光学记录和/或再现装置，还包括光汇聚部件，布置在所述光源与台架之间，用于将从所述光源照射的光汇聚到光学记录和/或再现介质的电化学材料层的一个可选层。
35.如权利要求34所述的光学记录和/或再现装置，其中，所述层检测部件包括汇聚位置信号输出部件，用于输出与由所述光汇聚部件汇聚的光沿着分层方向的汇聚位置相关联的汇聚位置信号。
36.如权利要求34所述的光学记录和/或再现装置，其中，所述光学记录和/或再现介质还包括偏振光反射层，布置在所述电化学材料层之间，适用于反射预设偏振光分量的至少一部分，并且包括多个具有各自不同反射系数的区域；所述装置还包括汇聚位置检测部件，用于根据所述多个区域的反射系数差异，检测汇聚在所述光学记录和/或再现介质上的光的平面内汇聚位置。
37.如权利要求29所述的光学记录和/或再现装置，其中，形成所述电化学材料层的所述电化学材料是产生从所述光源照射的光的二次谐波的非线性光学材料以及通过施加电场而改变其偏振方向的铁电材料。
38.如权利要求37所述的光学记录和/或再现装置，还包括再现信号输出部件，用于输出基于由所述电化学材料层产生的二次谐波的相位的再现信号。
39.如权利要求38所述的光学记录和/或再现装置，还包括基准光产生部件，用于产生可以干涉由所述电化学材料层产生的二次谐波的基准光。
40.一种光学记录和/或再现装置，包括介质支架，用于支持具有分层介质和多个切口的光学记录和/或再现介质，所述分层介质包括多个光学记录和/或再现介质层和用于将电场施加于所述光学记录和/或再现介质层的多个电极，所述切口沿着分层方向在所述分层介质的一个端面露出所述多个电极；运动部件，用于引起所述介质支架与所述光学记录和/或再现介质一起运动；以及多个电极端子，提供给所述介质支架，并且电气连接到沿着被所述介质支架支持的所述光学记录和/或再现介质的分层方向在端面露出的所述多个电极；以及电压施加部件，用于选择性地将电压施加于所述多个电极端子。
41.如权利要求40所述的光学记录和/或再现装置，其中，所述电压施加部件包括提供给所述介质支架的电路单元；安置在所述介质支架之外的电路单元；以及传输部件，用于以非接触方式将电源从所述外部电路单元传输到介质支架电路单元；所述外部电路单元包括用于将层标识信号叠加到电源以通过所述传输部件将结果信号传输到所述介质支架电路单元的部件；所述介质支架电路单元包括用于从由所述外部电路单元以非接触方式传输的电源中产生施加于所述分层介质的所述电极的电压的部件，用于从由所述外部电路单元以非接触方式传输的电源中分离所述层标识信号的部件，以及用于根据所分离的层标识信号切换要施加电压的电极端子的部件。
42.一种光学再现装置，包括台架，用于在其上安置光学记录和/或再现介质，所述光学记录和/或再现介质包括电光学材料层，在其中施加电场时可以改变偏振方向和残留并且以光照射时产生光谐波的电光学材料层；光源，用于将光照射到安置在所述台架上的所述光学记录和/或再现介质上；以及检测部件，用于检测从安置在所述台架上的所述光学记录和/或再现介质产生的光谐波的相位。
43.如权利要求42所述的光学再现装置，还包括用于输出基准光的部件，基准光干涉由所述光学记录和/或再现介质产生的光谐波，从而使基准光叠加在所述光谐波上；所述检测部件检测叠有所述基准光的光谐波的强度，以检测所述光谐波的相位。
44.如权利要求43所述的光学再现装置，其中，所述基准光的强度大致等于从所述光学记录和/或再现介质产生的光谐波的强度。
45.如权利要求42所述的光学再现装置，其中，所述光学记录和/或再现介质包括层叠在一起的多个所述光学记录和/或再现介质层。
46.如权利要求42所述的光学再现装置，其中，安置在所述台架上的所述光学记录和/或再现介质还包括基准光产生层，与所述电光学材料层一起布置在从所述光源照射的光的焦点深度内，用于当从所述电光学材料层射出的光入射在其上时，产生干涉从所述光学记录和/或再现介质产生的光谐波的基准光。
47.如权利要求46所述的光学再现装置，其中，在安置在所述台架上的所述光学记录和/或再现介质中，所述基准光产生层相邻于所述电光学材料层来布置。
48.如权利要求47所述的光学再现装置，其中，在安置在所述台架上的所述光学记录和/或再现介质中，所述电光学材料层与所述基准光产生层的厚度之和不大于相关长度。
49.如权利要求47所述的光学再现装置，其中，在安置在所述台架上的所述光学记录和/或再现介质中，沿着光束传播方向的所述电光学材料层与所述基准光产生层的厚度均大致等于相关长度。
50.如权利要求47所述的光学再现装置，其中，安置在所述台架上的所述光学记录和/或再现介质还包括中间层，位于电光学材料层与所述基准光产生层之间，在照射光的波长下，其折射率大致等于电光学材料层和所述基准光产生层中的至少一个的折射率。
51.一种光学记录和/或再现介质，包括施加电场时可以改变偏振方向和残留并且以光照射时产生光谐波的电光学材料层。
52.如权利要求51所述的光学记录和/或再现介质，还包括电极层，布置在所述电光学材料层的前后侧。
53.如权利要求51所述的光学记录和/或再现介质，其中，所述电光学材料层由层叠在一起的多层组成。
54.如权利要求53所述的光学记录和/或再现介质，还包括多个电极层，夹在层叠在一起的电光学材料层之间，所述电极层安置在最上和最下电光学材料层的表面上。
55.如权利要求53所述的光学记录和/或再现介质，其中，各电光学材料层的厚度不大于相关长度。
56.如权利要求53所述的光学记录和/或再现介质，其中，电光学材料层的偏振方向沿着所述电光学材料层的分层方向交替反转。
57.如权利要求54所述的光学记录和/或再现介质，还包括电气线路，用于电气互连每两个电极层。
58.如权利要求51所述的光学记录和/或再现介质，还包括多个电光学材料层；各电光学材料层是将激励光入射在其上时产生光谐波的铁电非线性光学材料，并且其厚度不大于相关长度，如果超过所述相关长度，则由于所述激励光与光谐波的折射率差而反转光谐波的相位；所述介质还包括布置在所述多个铁电非线性光学材料层之间的多个电极层。
59.如权利要求58所述的光学记录和/或再现介质，其中，各铁电非线性光学材料层的偏振方向沿着所述多个铁电非线性光学材料层的分层方向交替反转。
60.如权利要求58所述的光学记录和/或再现介质，还包括电气线路，用于电气互连每两个电极层。
61.如权利要求58所述的光学记录和/或再现介质，其中，均包括所述电光学材料层和电极层的多个层叠介质层层叠在一起。
62.如权利要求54所述的光学记录和/或再现介质，其中，各电光学材料层的折射率在施加电场时发生改变。
63.如权利要求62所述的光学记录和/或再现介质，其中，在预设光波长下，所述电极层的折射率大致等于电光学材料层的折射率。
64.如权利要求62所述的光学记录和/或再现介质，还包括一对电极层，布置在所述多个电光学材料层之间，并且在预设光波长下具有与所述电光学材料层大致相等的折射率；以及中间层，布置在所述成对电极层之间，并且在所述预设光波长下具有与电光学材料层的折射率大致相等的光透射系数和折射率。
65.如权利要求58所述的光学记录和/或再现介质，还包括偏振光反射层，布置在电光学材料层之间，并且用于反射预设偏振光分量的至少一部分。
66.如权利要求65所述的光学记录和/或再现介质，其中，所述偏振光反射层包括多个具有不同光反射系数的区域。
67.如权利要求51所述的光学记录和/或再现介质，还包括基准光产生层，与所述电光学材料层一起布置在所述照射光的焦点深度内，并且用于产生干涉当照射所述光时从所述电光学材料层产生的光谐波的基准光。
68.如权利要求67所述的光学记录和/或再现介质，其中，所述基准光产生层相邻于所述电光学材料层来布置。
69.如权利要求67所述的光学记录和/或再现介质，还包括电极层，用于施加电压于所述电光学材料层。
70.如权利要求67所述的光学记录和/或再现介质，其中，基准光产生层关于照射光的折射率近似等于电光学材料层关于所述照射光的折射率。
71.如权利要求67所述的光学记录和/或再现介质，其中，基准光产生层和所述电光学材料层的折射率近似相等，但材料类型不同。
72.如权利要求67所述的光学记录和/或再现介质，其中，沿着光束传播方向的所述电光学材料层与基准光产生层的厚度之和不大于相关长度。
73.如权利要求67所述的光学记录和/或再现介质，其中，沿着光束传播方向的所述电光学材料层的厚度与基准光产生层的厚度均大致等于相关长度。
74.如权利要求67所述的光学记录和/或再现介质，其中，提供均包括所述电光学材料层和基准光产生层的多个层叠层。
75.如权利要求74所述的光学记录和/或再现介质，还包括中间层，布置在所述层叠层之间，并且在照射光的波长下，其折射率近似等于电光学材料层和基准光产生层中的至少一个的折射率。
76.如权利要求52所述的光学记录和/或再现介质，包括至少两个分层组，其中，各分层组均由电光学材料层和基准光产生层以及用于沿着分层方向在端面露出所述多个电极层的多个切口组成。
77.一种光学记录和/或再现介质，包括分层介质，由多个光学记录和/或再现介质层和用于施加电场于所述光学记录和/或再现介质层的多个电极构成；以及多个切口，用于沿着分层方向在所述分层介质的端面露出所述多个电极层。
78.如权利要求77所述的光学记录和/或再现介质，其中，用于施加电场于所述光学记录和/或再现介质层的所述多个电极是布置在所述光学记录和/或再现介质层的两侧的多个电极层。
79.如权利要求77所述的光学记录和/或再现介质，其中，所述光学记录和/或再现介质层由施加电场时改变其折射率的电化学材料形成。
80.一种光学记录和/或再现方法，包括如下步骤当将电场施加于电化学材料层上时，将光照射在所述电化学材料层上，其中，在所述电化学材料层中，施加电场时可以改变偏振方向和残留，并且当照射光时它产生光谐波；以及将光照射到电光学材料层上，以检测从电光学材料层产生的光谐波的相位。
81.如权利要求80所述的光学记录和/或再现方法，其中，所述检测步骤输出干涉从所述光学记录和/或再现介质射出的光的基准光，从而使其叠加在所述光谐波上，并且检测叠加光谐波的强度，以检测所述光谐波的相位。
82.如权利要求81所述的光学记录和/或再现方法，其中，基准光的强度近似等于从所述光学记录和/或再现介质产生的光谐波的强度。
83.如权利要求81所述的光学记录和/或再现方法，其中，当通过布置在所述电光学材料层的前后侧的电极层将电压施加于所述电光学材料层时，所述照射步骤照射光。
84.一种光学记录和/或再现方法，包括照射步骤，当将电场施加于电光学材料层时，将光照射在所述电光学材料层上，所述电光学材料层在照射光时产生谐波，并且通过施加电场来改变其折射率；检测步骤，检测通过所述照射步骤的光照射从所述电光学材料层产生的谐波，以获得与所述谐波的强度相对应的强度信号；以及控制步骤，根据在所述检测步骤获得的所述强度信号，控制施加于所述电光学材料层的电场。
85.一种光学记录方法，包括如下步骤在将方向上交替反转的电场施加于多个铁电非线性光学材料层下，局部加热所述多个铁电非线性光学材料层，在所述铁电非线性光学材料层中，当施加电场时偏振方向发生改变，并且当将激励光入射在其上时产生光谐波，各层的厚度不大于相关长度，如果超过所述相关长度，则由于所述激励光与所述光谐波之间的折射率差而发生所述光谐波的反相。
86.一种光学再现方法，包括如下步骤将电光学材料层安置在台架上，在电光学材料层中，当施加电场时可以改变偏振方向和残留，并且当照射光时它产生谐波；以及将光照射在安置在所述台架上的电光学材料层上，从而检测从电光学材料层产生的光谐波的相位。
87.一种光学层检测方法，包括将电场施加于施加电场时改变其折射率的多个电光学材料层之一，以及检测折射率发生改变的电光学材料层。
全文摘要
通过在相位上比较光谐波与例如布置在不同于记录和/或再现构件的光径上的统一偏振基准构件中所产生的另一光谐波，检测残余偏振方向所对应的光谐波相差。前一光谐波是通过将信号作为残余偏振记录在铁电记录和/或再现构件上并且以再现光通量照射该构件来产生的。利用传统光学记录和/或再现技术，以使得光学记录和/或再现构件作为多层介质的可利用性高。因此，容易倍增光学记录和/或再现层，并且显著增大记录容量。
文档编号G11B9/02GK1511319SQ0280925
公开日2004年7月7日 申请日期2002年3月14日 优先权日2001年3月14日
发明者久米英广, 新谷贤司, 吉田忠雄, 司, 雄 申请人:索尼公司