专利名称：光学记录/再现方法和光学记录介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可用于目前广泛使用的磁光盘如MD(迷你盘)的光学记录和再现方法，具体涉及一种光学记录和再现方法及光学记录介质，其中用于记录和再现信息的光学系统具有在780nm±10nm的范围内选择的波长，和其数值孔径NA在0.45±0.01的范围内选择的物镜。
背景技术：
作为记录信息例如音乐信息的介质，磁光盘例如以MD形式被广泛采用，并在日本和国外越来越受欢迎。因此，记录在这些磁光盘上的信息量变得越来越大。从技术角度出发，在诸如MD的磁光盘从一开始就投放市场的时代背景下，和用于记录和再现磁光盘的装置一起使用的光系统采用波长为780nm的LD(激光二极管)作为光源，还采用数值孔径NA为0.45的物镜。
同样，在诸如ISO的磁光记录格式中已提出一种方法，其中将信息记录标记记录在形成于磁光记录介质基底上的引导凹槽中，也就是所谓的凹槽，还提出一种将信息记录标记记录在形成于凹槽间的凸区(land)上的方法。此外，在日本公开专利申请文献10-320780的公报中提出了一种将信息记录标记记录在凸区和凹槽上的方法。在MD中，信息记录在凹槽上，凹槽间的距离，也就是轨道间距Tp选择为大约1.6μm。
从可访问性的角度来说，要求这样的MD应当适用于可以记录运动图像等的系统。在修改系统的众多要点中，最重要一点就是增加磁光盘的记录密度。音乐信息需要大约100MB的记录密度，而运动图像则根据图像质量需要至少是上述记录密度10倍的记录密度。迄今为止提出了各种方法来达到这样的要求，一种先前提出的方法例如是磁感应超分辨率再现系统，也就是在日本专利2805746中提出的所谓MSR(磁感应超分辨率)。
下面简要描述MSR系统。根据该技术，磁光盘的记录和再现薄膜由多个具有适当抗磁力、适当交换耦合力、Curie(居里)温度等等的磁层组成，记录层和再现层或设置在记录层和再现层之间的中间层。该技术利用这一事实，即利用再现激光照射在磁光盘的记录和再现薄膜上产生的温度根据照射点内的位置而改变。记录层的磁化仅在一定的有限温度范围内才转移到再现层。在该温度区之外的温度范围内，不管记录层的磁化如何，再现层的磁化都按照一个方向排列，从而例如在所谓照射点的一部分内部区域上产生磁屏蔽。这样，即使在该点内形成多个标记，也可以再现一部分记录标记，从而提高分辨率。
参考上述MSR系统，下面描述已提出的各种系统。
已公开的日本专利申请1-143042的公报中提出一种所谓的FAD(前孔径检测)系统，其检测位于照射点移动方向前的记录标记。根据FAD系统，磁光记录层由三层结构的磁层组成，该三层结构包括由GdFeCo等制成的再现层、由TeFeCoAl等制成的中间转换层以及由TeFeCo等制成的再现层。当激光点照射到类似旋转盘的介质上时，由于热传导率而使高温区从该点中心向后稍稍移动。在该点内的高温区，由于中间转换层的温度超过Curie温度，因此再现层和记录层之间的交换耦合力减小，使得被选择为小抗磁力材料的再现层的磁化按照再现磁场排列，并由此擦除、即屏蔽了信息。结果，只能检测到作为低温区的前面部分的记录标记磁化被转移到再现层的状态，由此可以实现超分辨率。
同样，例如日本公开专利申请5-81717的公报、日本公开专利申请5-12731的公报等提出所谓的CAD(中心孔径检测)系统，其中仅在照射点中心部分的高温区内，再现层的磁化才从表面磁化改变为垂直磁化，从而只从该部分读取记录标记。
此外，例如日本公开专利申请3-90358的公报、日本公开专利申请4-271039的公报等提出了一种所谓的RAD(后方孔径检测)系统，用于检测照射点的后方记录标记。
另一方面，例如日本公开专利申请4-255946的公报和日本公开专利申请4-271039的公报等提出了一种所谓的D-RAD(双屏蔽后方孔径检测)系统，其中磁光记录层由记录层、中间层和再现层组成。当再现时，在再现层在一个方向磁化的状态下，沿着该磁化方向对再现层施加再现磁场，以便在用照射点照射的区域内产生低温区、可再现区和高温区，与通过再现层和刚好形成于再现层之下的中间层之间的磁壁产生的磁场相比，再现磁场和再现层的抗磁力的总和仅在可再现区变得较小，由此，可再现区中记录层的磁化转移到再现层，以便由此通过磁感应超分辨率系统再现信息。
采用该D-RAD系统的光记录介质已经在市场上作为光记录介质“GIGAMO”(商标并由索尼公司生产)销售。
此外，例如日本公开专利申请6-290469等提出了一种所谓的DWDD(畴壁(domain wall)移动检测)系统，其中与记录层相比，再现层是由一种畴壁抗磁力较小而畴壁移动程度较大的材料制成，与再现层和记录层相比，再现层和记录层之间的中间层的Curie温度选择为较小，并且在照射点内的中间层中，在其温度超过Curie温度的高温区中再现层的畴壁增大，以读取记录层的磁化。
此外，例如日本公开专利申请8-7350等提出了一种所谓的MAMMOS系统(磁增强MO系统)，其中通过有效利用外部磁场将记录层的畴壁转移到再现层，并且转移到该再现层的畴壁扩大，以读取记录层的磁化。
另一方面，存在有效利用和保持诸如通过磁光盘(例如传统MD)而传播到世界范围的信息的要求，并且希望出现这样一种装置或方法或介质，其采用能使用运动图像、同时使用上述信息特性的装置和方法。也就是说，在保持与现有MD兼容的同时，要求上述介质只增加约10倍的记录密度。
通常MD记录和再现装置采用如上所述使用波长选择为780nm的光源和数值孔径选择为0.45的物镜的光学系统。与其它光盘类似，聚焦光束点的形状实际上是由光源的波长和物镜的数值孔径来确定的。
在确定了光束点的形状之后，就确定了可以用于该点的轨道间距和对应于线性密度的最短比特长度。在MD的情况下，轨道间距实际上是1.6μm，最短比特长度是0.59μm。最短比特长度由该确定点的MTF(调制转移函数调制转移函数)和调制-解调确定。利用这一比特长度，当采用该光学系统时可以获得足够的再现信号。
同样，在可以由确定点完成跟踪的范围内选择轨道间距。跟踪采用凸区和凹槽间反射率的差异，并且不仅加上轨道间距条件，还加上凹槽深度条件。一篇题为“The Main Point of Setting of Optical Pickup System(光拾取系统的设置要点)”(在Noda先生领导下编辑，Electronics Essential SeriesNo.6，Japan Industry Engineering Center，1984)的报告描述了当光波长为λ、基底折射率为n时，如果凹槽深度设置为λ/4n则信号就会丢失。
尽管如上所述确定了轨道间距Tp和最短比特长度，两者都因为增加记录密度的要求而需要减小。可以将轨道间距减小到大约1.2μm，在该范围内用于进行跟踪的再现信号可以保持稳定。
但是，如果轨道间距减小到1.2μm，则再现时相邻磁道会受到热量的影响，信息会记录到该相邻磁道上，也就是说会不可避免的发生所谓交叉写入的现象。
尽管在记录标记没有形成到相邻磁道上时交叉写入不是个严重问题，但如果信息记录到相邻磁道上，则会打断这样记录的信息，因此从可靠性观点来看应当避免交叉写入的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种光记录和再现方法以及使用上述光记录和再现方法的光记录介质，其中可以解决上述问题，并与现有的和广泛使用的、其中可以进行高密度记录的磁光盘如MD兼容，也就是说，记录容量增加到可以记录和再现运动图像。此外，本发明的另一目的是提供光记录和再现方法及使用上述光记录和再现方法的光记录介质，其中可以避免出现交叉写入，并且具有很好的记录和再现性能。
根据本发明，提供了一种光记录和再现方法，用于通过采用其波长选择在780nm±10nm范围内的记录和再现光、以及其数值孔径NA选择在0.45±0.01范围内的物镜的光学系统，来记录和再现信息，其中记录和再现具有不同记录容量的第一和第二光学记录介质。通过使用具有在1.5μm到1.7μm的范围内选择的轨道间距和在70nm到90nm的范围内选择的凹槽深度的基底来构成第一光记录介质，通过使用具有在1.2μm到1.3μm的范围内选择的轨道间距和在150nm到180nm的范围内选择的凹槽深度的基底来构成第二光记录介质。
同样根据本发明，在上述光记录和再现方法中，第二光记录介质的最短记录比特长度选择为小于对应于该光学系统的调制传输函数的截止频率的比特长度。
此外，根据本发明，在上述各光记录和再现方法中，第一和第二光记录介质构造为磁光记录介质。
同样，根据本发明，在上述各光记录和再现方法中，第一光记录介质在基底上按照下列顺序至少沉积有第一介电层、磁光记录层、第二介电层和热扩散层。第二光记录介质在基底上按照下列顺序至少沉积有第一介电层、第一磁光记录层、第二磁光记录层、第三磁光记录层和第二介电层。与第一和第三磁光记录层相比，第二磁光记录层的Curie温度选择为较小。
此外，根据本发明，在上述各光记录和再现方法中，第一光记录介质的磁光记录层由TbFeCo或TbFeCoCr制成，第二光记录介质的第一磁光记录层由GdFeCo、GdFe、GdFeCoCr、GdFeCoAl或GdFeCoSi中任一种制成，第二光记录介质的第二磁光记录层由TbFe、TbFeCo、TbFeAl、TbFeCr、TbFeSi、TbFeCoAl、TbFeCoCr或TbFeCoSi中任一种制成。第二光记录介质的第三磁光记录层由TbFeCo或TbFeCoCr制成。
同样，根据本发明，在上述各光记录和再现方法中，第二光记录介质构成为磁光记录介质，其中通过磁感应超分辨率系统再现信息，并且该磁光记录介质具有大于1GB的记录容量。
此外根据本发明，在上述各光记录和再现方法中，第二光记录介质构成为磁光记录介质，其中通过凹槽记录系统记录信息。
此外根据本发明，在上述各光记录和再现方法中，第二光记录介质构成为磁光记录介质，其中通过凸区-凹槽记录系统记录信息。
同样，根据本发明的光记录介质是通过这样一种光学系统记录和再现的光记录介质，该光学系统采用其波长在780nm±10nm范围内选择的记录和再现光、以及其数值孔径NA在0.45±0.01范围内选择的物镜，并且通过使用具有在1.2μm到1.3μm范围内选择的轨道间距和在150nm到180nm范围内选择的凹槽深度的基底来构造该光记录介质。
此外根据本发明，在上述光记录介质中，记录信息的最短记录比特长度选择为小于对应于上述光学系统的调制传输函数的截止频率的比特长度。
同样根据本发明，上述光记录介质构成为磁光记录介质。
此外根据本发明，上述光记录介质在基底上按照下列顺序至少沉积有第一介电层、第一磁光记录层、第二磁光记录层、第三磁光记录层和第二介电层，并且与第一和第三磁光记录层相比，第二磁光记录层的Curie温度选择为较小。
此外根据本发明，上述光记录介质的第一磁光记录层由GdFeCo、GdFe、GdFeCoCr、GdFeCoAl或GdFeCoSi中任一种制成，第二磁光记录层由TbFe、TbFeCo、TbFeAl、TbFeCr、TbFeSi、TbFeCoAl、TbFeCoCr或TbFeCoSi中任一种制成。第三磁光记录层由TbFeCo或TbFeCoCr制成。
此外根据本发明，上述光记录介质构成为磁光记录介质，其中通过磁感应超分辨率系统再现信息，并且该磁光记录介质具有大于1GB的记录容量。
同样根据本发明，上述光记录介质构成为磁光记录介质，其中通过凹槽记录系统记录信息。
此外根据本发明，上述光记录介质构成为磁光记录介质，其中通过凸区-凹槽记录系统记录信息。
如上所述，根据本发明，信息是通过这样一种光学系统记录和再现的，该光学系统类似于传统MD记录和再现系统中的光学系统，采用波长在780nm±10nm范围内选择的记录和再现光、以及数值孔径NA在0.45±0.01范围内选择的物镜，可以记录和再现广泛采用的现有光记录介质，例如所谓的MD，其中第一光记录介质通过使用具有在1.5μm到1.7μm范围内选择的轨道间距和在70nm到90nm范围内选择的凹槽深度的基底来构成，也就是说，本发明与其它合适的记录和再现介质如MD兼容。同时，也能记录和再现通过其记录容量不同于第一记录介质的第二光记录介质构成的光记录介质，也就是说，基底具有在1.2μm到1.3μm范围内选择的轨道间距和在150nm到180nm范围内选择的凹槽深度，由此可以通过具有相同光学系统的记录和再现装置记录和再现下一代能增加记录密度的光记录介质。
此外，由于如上所述光记录介质的凹槽深度在150nm到180nm范围内选择，在该光记录介质中，轨道间距减小为大约1.2μm到1.3μm以增加记录密度，因此可以抑制交叉写入的发生，同时用于跟踪的再现信号在记录和再现光记录介质时可以保持稳定，由此可以保持令人满意的记录和再现特性。
因此，利用可以由兼容的记录和再现装置稳定记录和再现的光记录介质，可以广泛使用传统信息，同时可以记录和再现需要大容量的运动图像信息等等。因此，可以提供在实际中非常有用的光记录和再现方法及光记录介质。
图1是表示一种光记录介质示例的布置的示意图；图2是表示一种光记录介质示例的布置的示意图；图3是表示关于一种光记录介质示例的凹槽深度的载波和串扰特性；图4是表示一种光记录介质示例的记录特性的图；图5是表示一种光记录介质示例的记录特性的图；图6是表示一种光记录介质示例的记录特性的图；图7是表示一种光记录介质示例的记录特性的图；图8是表示一种光记录介质示例的记录特性的图；图9是表示一种光记录介质示例的再现特性的图；图10是表示一种光记录介质示例的再现特性的图；图11是表示一种光记录介质示例的再现特性的图；图12是表示一种光记录介质示例的再现特性的图；具体实施方式
下面参考附图描述一种光记录和再现方法及采用该光记录和再现方法的光记录介质。虽然在下面的各示例中，MD适用于第一光记录介质，MSR系统FAD和D-RAD系统磁光记录介质适用于第二光记录介质，但本发明不限于这些例子。例如，使用色素材料层作为记录层的光记录介质也可以用作第一光记录介质，或者基于MSR系统如CAD系统和RAD系统的光记录介质可以用作第二光记录介质。
图1和2是表示使用本发明光记录和再现方法的第一光记录介质示例的布置的示意图。在图1中，附图标记1表示基底，其上按照下列顺序通过物理薄膜沉积法如溅射法设置了第一介电层3、磁光记录层4、第二介电层5和热扩散层6。在热扩散层中，通过合适方法如旋转覆盖法沉积了保护薄膜7，并由此构成第一光记录介质10。
同样，如图2所示，在基底11上，通过物理薄膜沉积法如溅射法按照下列顺序沉积了第一介电层13、再现层14(即第一磁光记录层)、中间转换层15(即第二磁光记录层)、记录层16(即第三磁光记录层)、第二介电层17和热扩散层18。在热扩散层中，通过合适方法如旋转覆盖法沉积了保护层19，并由此构成第二光记录介质20。
将基底1和11浇铸为盘状基底，其通过合适方法如注入浇铸法用树脂材料如ZEONEX和聚碳酸酯制成。这些基底的折射率可以在1.45到1.65的范围内选择，其厚度可以在1.1到1.3mm的范围内选择，其双折射可以选择为约100nm。
通常，各介质10和20的第一介电层3和13由SiN、SiO2制成，并且折射率约为2.0。
第一光记录介质的磁光记录层4例如由TbFeCo、TbFeCoCr等制成，并且例如具有大约20nm的薄膜厚度。
为了增强再现信号，第二光记录介质20的再现层14由具有较大Kerr(克尔)旋转角的材料制成，例如具有过渡型金属优势的Gd22(FeCo20)，其Curie温度设置为大于300℃，例如为320℃，薄膜厚度例如选择为约30nm。GdFeCo可以含有添加物，例如Cr、Al、Si，并且该再现层还可以由GdFe制成。
第二光记录介质20的中间转换层15可以由Tb20(FeCo2)77Al13制成，其Curie温度Tc选择为低于再现层14和再现层16中任一种的Curie温度。例如选择为140摄氏度。Al、Si、Cr等等可以作为添加物加入，有时还可以使用TbFe、TbFeAl、TbFeCr、TbFeSi。该中间转换层的薄膜厚度例如选择为10nm。
第二光记录介质20的记录层16例如可以由Tb20(FeCo25)制成，如Tb20(FeCo25)、Tb20(FeCo25)78.5Cr15，其薄膜厚度选择为20nm。该记录层的Curie温度是270℃，其抗磁力在室温时是1.6MA/m。
类似于第一介电层，第一和第二光记录介质10和20的第二介电层5和17由合适材料如SiN或SiO2制成。提供这些层不仅为了增强再现信号，还为了防止潮气到达记录层。
此外，两种介质的热扩散层6和18都通过沉积诸如Al和AlTi的金属形成。提供这些层不仅为了造成光多元反射，还为了形成热校准，从而能稳定形成期望大小的记录标记。
保护层7和19例如由紫外线处理的树脂制成，并具有从大约10μm到20μm变化的薄膜厚度。提供保护层7和19不仅为了防止潮气进入介质，还为了使磁头能容易滑动，并防止记录层被磁头的可滑动式移动产生的机械刮擦损坏。如果保护层太薄，则保护层变得易脆。如果太厚，则变得很重，由此要控制其薄膜厚度以落在薄膜厚度的合理范围内。
然后，在第一光记录介质10的基底1上共中心或螺旋式地形成凹槽2。在1.5μm到1.7μm的范围内选择凹槽2的轨道间距Tp1，例如选择为约1.6μm，在70到90nm的范围内选择凹槽2的深度d1，例如选择为约70nm。通过摆动凹槽而将用于存储信息的地址信号记录在光记录介质上。在图1中，附图标记8表示凸区。
以下列方式在第二光记录介质20的基底11上形成凹槽12，其中通过在1.2到1.3μm的范围内选择其轨道间距Tp2，例如选择为1.3μm，并在150到180nm的范围内选择其深度d2，例如选择为170nm。附图标记21表示凸区。
在1.2到1.3μm的范围内选择第二光记录介质20的轨道间距Tp2的原因是为了增加记录密度。同样，上述原因在于这样的事实，如果该轨道间距小于1.2μm，则不能在波长λ为780nm、数值孔径NA为0.45的光学系统中实现跟踪。此外，上述原因还在于这样的事实，如果上述轨道间距超过1.3μm，则难以增加记录密度。
利用具有波长为780nm的光源及数值孔径NA为0.45的物镜的光学系统，在FAD系统中记录和再现第二光记录介质20，并测量关于凹槽深度的再现特性的变化。
具体地说，根据上述布置，在第二光记录介质20的第一磁光记录层中，即再现层14中，由于中间转换层15的温度在用来自光源的记录和再现光照射的点内的高温区上升超过Curie温度，因此再现层14和记录层15之间的交换耦合力(exchange-coupling force)实际上减小到0，并且再现层14的、由具有较小抗磁力(coercive force)的材料选择的磁化由再现磁场排列，由此擦除，即屏蔽了信息。结果，在只有作为低温区的前面部分的记录标记的磁化转移到再现层的状态下，可以检测出再现特性的变化。
在该例中，第二光记录介质20的再现层14是过渡金属优先薄膜，其抗磁力在室温下保持为8kA/m，其Curie温度设置为如上所述的320℃。中间转换层15是过渡金属优先薄膜，其Curie温度设置为如上所述的140℃。
在该例中，按照记录信息的最短记录比特长度选择为0.24μm的方式来构成第二光记录介质20，其中该最短记录比特长度小于对应于光学系统的调制传输函数的截止频率的比特长度，该第二光记录介质20的记录容量选择为670MB。
图3示出记录和再现凹槽(主磁道)关于第二光记录介质20的基底11上的凹槽深度的载波变化，以及来自相邻磁道(凸区)的泄漏信号的相对输出，也就是串扰。在图3中，实线a表示载波，实线b表示串扰。
串扰不出现在记录模式，而是出现在再现模式下，并且和前面所述交叉写入不同，无论凹槽深度如何，都无法完全消除串扰。但是，对图3的结果的研究表明串扰信号具有关于凹槽深度的确定趋势。具体地说，可以理解在某个凹槽深度的情况下，也就是大约100nm和大约140nm时，出现串扰的最小值。在其中串扰小的区域内，再现变得容易，并且可以提高再现性能。
另一方面，来自主磁道的信号在一定范围的凹槽深度内变小。从图3显示的结果来看，可以理解，当凹槽深度在大约120到130nm的范围内时输出变为最小值。
期望可以在将上述特性加在一起的区域内获得再现信号。如果来自主磁道的载波大，则即使串扰大一点也能使用再现信号。因此，不能从相对输出的简单比较就得出其评价指数，从本申请的发明人所作的实验结果来看，可以理解，70到90nm的小凹槽深度区，优选为大约70nm的小凹槽深度区以及150到180nm的小凹槽深度区，优选为大约160到175nm的小凹槽深度区都使用得比较令人满意。
考虑到载波和串扰的特性，期望实际中可以使用的较大凹槽深度区将间歇出现。但是，由于深度大于上述凹槽深度的凹槽难以通过诸如注入浇铸的现有技术产生，因此希望凹槽深度应当小于180nm。
同样，当记录信息的区域是基底的凸区或凹槽时，如果信息记录在凹槽上，则用于在凹槽上记录信息的该系统与现有MD记录和再现系统有很多相同的地方，这样有利于实现兼容性。
此外，作为使用上述第二光记录介质的光学系统的光源，可以使用具有不同波长的激光，例如680nm、660nm和410nm，而不是波长为780nm的激光二极管。由于波长为780nm的激光所具有的优点是其最初的激光输出较大，因此具有较小的功耗并且便宜，当使用波长为780nm的光源时，则具有为用户使介质的记录密度增加得很高的优点。
同样，很容易就希望这些大存储容量信息记录介质频繁用于记录运动图像。当光源的波长选择为780nm时，用于避免由记录运动图像时产生的振动导致的脱离跟踪(de-track)和盘倾斜的容限增加得更多。当光源的波长类似地选择为780nm时，该信息记录介质有利于保护其免受灰尘的污染等等。
在实际中，由于在普通精度的制造过程中产生的散射，波长为780nm的光源无法避免±10nm的波长起伏。同样，物镜的数值孔径也无法避免大约±0.01的起伏。为此，本发明使用波长为780nm±10nm并且物镜的数值孔径NA为0.45±0.01的光学系统。
接下来，由上述FAD系统记录和再现上述第二光记录介质20，并检查其记录和再现特性。
图4和5示出当信息记录在凹槽和凸区上时获得的记录和再现特性，其中基底11的轨道间距Tp2选择为1.3μm，其凹槽深度d2选择为170nm。在图4所示的当信息记录在凹槽上时获得的记录和再现特性以及如图5所示的当信息记录在凸区上时获得的记录和再现特性中，实线c和e表示重写(overwrite)特性的测量结果，也就是当信息记录在主磁道上而同时激光的功率增加时所获得的抖动特性的测量结果。虚线d和f表示交叉写入(cross-write)特性的测量结果，也就是由该功率将信息记录在相邻磁道上之后的主磁道上的抖动测量结果。具体地说，这些图表表示从相邻磁道到主磁道产生的交叉写入特性的测量结果。测量条件是线性速度为2.0m/s，最短比特长度如上所述为0.16μm。
由图4和5所示的结果，可以理解凸区和凹槽具有足够的记录功率容限。
另一方面，已检查过当凹槽深度类似于第一光记录介质10选择为70nm，同时轨道间距Tp2保持为较小(即1.3μm)时获得的记录和再现特性。在图6和7中，实线g和I表示重写特性的测量结果，虚线h和j表示在信息分别记录到凹槽和凸区上之后获得的交叉写入特性的测量结果。测量条件选择为与图4和5的上述例子的条件类似。
从图6和7所示的结果来看，很清楚当第二光记录介质20的凹槽深度d2选择为与第一光记录阶级10的凹槽深度d1相同时，对主磁道的记录功率和来自相邻磁道的交叉写入功率非常接近，并且记录功率容限较小。这样，很可能该系统将由于某些外部干扰而变得不能工作。或者，也可能信息将被擦除，因此存在不能稳定保持记录和再现特性的风险。
因此，在本发明中，在150nm到180nm的范围内选择其记录容量相对增加的第二光记录介质20的凹槽深度d2。优选地，应当在160nm到175nm的范围内选择该凹槽深度，由此可以使记录和再现特性更为稳定。
下面，以使用图1和2所示的上述布置为例描述可以用超分辨率D-RAD系统记录和再现系统记录和再现的第二光记录介质20的材料和布置，并且第一光记录介质10具有与上述例子相同的材料和布置。
在该例中，与上述例子类似，第二基底是盘状基底，其通过诸如ZEONEX和聚碳酸酯的树脂材料的注入浇铸法浇铸而成。在1.45到1.65的范围内选择第二基底的折射率，在1.1到1.3mm的范围内选择第二基底的厚度，并且其双折射选择为小于30nm。
在该例中，基底11具有有1.2μm的轨道间距Tp2和175nm的凹槽深度d2的凹槽12。
将该基底放置在运送式溅射系统中，其中在大于1×10-4Pa的高真空条件下将薄膜沉积在基底上。
首先，例如沉积SiN薄膜作为第一介电层13。该薄膜是从Si电极(target)通过氩(Ar)气和氮(N2)气的混合气体的反应溅射法沉积而成。氩气和氮气的气流率选择为40∶20。在可以防止超分辨率的磁光记录特性恶化的范围内选择该薄膜的薄膜厚度，例如在76nm到88nm的范围内，如80nm。与上述例子类似，该层不仅在光学上增强了磁光记录层的信号，而且防止潮气从基底到达记录层。
接着，沉积再现层14作为第一磁光记录层。该再现层的成分是Gd24Fe63Co13，并且其薄膜厚度选择为40nm。溅射气体是氩气。只要薄膜厚度在35nm到48nm的范围内，就可以防止磁光记录特性恶化。具有较大Kerr旋转角的薄膜用作再现层14。
沉积第二磁光记录层。在图2的例子中将中间转换层15表示为第二磁光记录层，在这种情况下，中间转换层由可以被称为中间层的材料制成，例如Gd29Fe60Co2Si9，并且其薄膜厚度选择为大约30nm。溅射气体是氩气。只要该中间转换层的薄膜厚度选择在29nm到36nm的范围内，就可以防止磁光记录特性恶化。
接着，沉积记录层16作为第三磁光记录层。该记录层的成分是Tb22Fe63Co15，并且其薄膜厚度选择为46nm。只要该记录层的薄膜厚度选择在约42nm到60nm的范围内，就可以防止磁光记录特性恶化。
此后，沉积第二介电层17。用于沉积该第二介电层的材料和条件可以选择为与沉积第一介电层13时相同，并且第二介电层的薄膜厚度例如选择为25nm。
接着，沉积薄膜厚度为9nm的AlTi薄膜作为热扩散层18。在最后过程中，通过合适方法例如旋转覆盖法沉积例如由紫外线处理的树脂制成的、并且薄膜厚度在大约10到20μm的范围内的保护层19，并制备来构成第二光记录介质20。
通过有效利用基于上述D-RAD系统的超分辨率再现记录和再现这样制造的第二光记录介质20，并检查该光记录介质的记录和再现特性。
具体地说，当再现记录信息时，在再现层14磁化在一个方向的状态下，沿着其磁化的方向对该再现层施加再现磁场Hr，以便在用照射点照射的区域内产生低温区、可再现区和高温区，与再现层和毗邻再现层1的中间层(即第二磁光记录层15)之间的磁壁的磁场HW1相比，再现层14的再现磁场Hr和抗磁力HCA的总和只在可再现区内减小，记录层16的磁化只在可再现区内的可再现区中才转移到再现层14并在那里被检测到，由此执行了高分辨率再现。
在该例中，再现磁场Hr在室温下是32kA/m，再现层14的抗磁力HCA在室温下是16kA/m，由再现层14和第二磁光记录层15之间的磁壁产生的磁场HW1在室温下是24kA/m。
此外，在该例中，记录信息的最短记录比特长度选择为0.16μm，其小于对应于光学系统的调制传输函数的截止频率的比特长度，并且记录容量选择为1.0GB。
图8示出当记录功率改变时，对应于凹槽12和凸区21上的记录信息的字节误差率。实线k表示记录在凹槽12上的信息，虚线1表示记录在凸区上的信息。点划线M表示容限水平。从图8可以理解能获得足够的记录功率容限。
接着，图9和10示出再现功率容限的测量结果。图9示出从凹槽再现所记录信息时获得的测量结果。实线m表示从有串扰的凹槽再现所记录信息时获得的测量结果，虚线n表示从没有串扰的凹槽再现所记录信息时获得的测量结果。图10示出从凸区再现所记录信息时获得的测量结果。实线o表示从有串扰的凸区再现所记录信息时获得的测量结果，虚线p表示从没有串扰的凸区再现所记录信息时获得的测量结果。在图9和10中，点划线M表示再现功率容限电平。从这些测量结果可以理解，有或没有串扰都不会使字节误差率的幅度改变太大，并且可以获得较宽的再现功率容限。
接着，图11和12示出脱离跟踪容限的测量结果。图11示出从凹槽和凸区再现所记录信息时获得的脱离跟踪(de-track)容限的测量结果。实线q表示从凹槽再现所记录信息时获得的脱离跟踪容限的测量结果，虚线r表示从凸区再现所记录信息时获得的脱离跟踪容限的测量结果。图12表示当信息记录在凹槽和凸区上时获得的脱离跟踪容限的测量结果。实线s表示信息记录在凹槽上时获得的脱离跟踪容限的测量结果，虚线t表示信息记录在凸区上时获得的脱离跟踪容限的测量结果。点划线M表示脱离跟踪容限水平。从这些测量结果可以理解，上述情况的任何一种都可以获得足够的脱离跟踪容限。
虽然在上述例子中本发明使用由MSR的D-RAD系统和FAD系统记录和再现的第二光记录介质20，但本发明不限于这些例子，即使本发明用于其中磁域转移并由此扩大的其它系统以及其中磁壁位移的其它系统，本发明仍然可以获得稳定的记录和再现特性。
特别地，本发明使用磁壁位移和域扩大类型MSR系统，从记录和再现的观点来看，这些系统具有其中不需要当这些系统起作用时所需的再现磁场的特性。因此，如果这些系统用于本发明，则在获得与MD的兼容的同时，可以简化该装置的布置，因此，可以使该装置更为紧凑和轻便，并进一步减小了装置的成本。
如上所述，根据本发明，由于可以使用目前广泛使用的MD，因此可以有效地使用所记录的信息，并且可以由具有相同光学系统的装置使用具有高记录密度的大存储容量光记录介质，该高记录密度是记录和再现其需求将增加更多的运动图像信息所需要的。同时，该光记录介质的记录和再现特性可以保持稳定，并由此可以提供一种特别有利于实际应用的光记录和再现方法及光记录介质。
权利要求
1.一种光记录和再现方法，用于通过采用其中具有波长选择在780nm±10nm范围内的记录和再现光、以及数值孔径NA选择在0.45±0.01范围内的物镜的光学系统，来记录和再现光记录介质，该光记录和再现方法的特征在于，记录和再现具有不同记录容量的第一和第二光记录介质，通过利用具有在1.5μm到1.7μm的范围内选择的轨道间距和在70nm到90nm的范围内选择的凹槽深度的基底来构造所述第一光记录个质，通过利用具有在1.2μm到1.3μm的范围内选择的轨道间距和在150nm到180nm的范围内选择的凹槽深度的基底来构造所述第二光记录介质。
2.根据权利要求1所述的光记录和再现方法，其中所述第二光记录介质所记录信息的最短记录比特长度小于对应于所述光学系统的调制传输函数的截止频率的比特长度。
3.根据权利要求1所述的光记录和再现方法，其中所述第一和第二光记录介质是磁光记录介质。
4.根据权利要求3所述的光记录和再现方法，其中所述第一光记录介质在所述基底上按照下列顺序至少沉积有第一介电层、磁光记录层、第二介电层和热扩散层，所述第二光记录介质在所述基底上按照下列顺序至少沉积有第一介电层、第一磁光记录层、第二磁光记录层、第三磁光记录层和第二介电层，所述第二磁光记录层的居里温度选择为小于所述第一和第三磁光记录层的居里温度。
5.根据权利要求4所述的光记录和再现方法，其中所述第一光记录介质的磁光记录层由TbFeCo或TbFeCoCr制成，所述第二光记录介质的第一磁光记录层由GdFeCo、GdFe、GdFeCoCr、GdFeCoAl或GdFeCoSi中任一种制成，所述第二光记录介质的第二磁光记录层由TbFe、TbFeCo、TbFeAl、TbFeCr、TbFeSi、TbFeCoAl、TbFeCoCr或TbFeCoSi中任一种制成，所述第二光记录介质的第三磁光记录层由TbFeCo或TbFeCoCr制成。
6.根据权利要求1所述的光记录和再现方法，其中所述第二光记录介质是磁光记录介质，其通过磁感应超分辨率系统再现，所述第二光记录介质具有大于1GB的记录容量。
7.根据权利要求6所述的光记录和再现方法，其中所述第二光记录介质是通过凹槽记录系统在其上记录信息的磁光记录介质。
8.根据权利要求6所述的光记录和再现方法，其中所述第二光记录介质是通过凸区-凹槽记录系统在其上记录信息的磁光记录介质。
9.一种由光学系统记录和再现的光记录介质，该光学系统采用波长在780nm±10nm范围内选择的记录和再现光、以及数值孔径NA在0.45±0.01范围内选择的物镜，该光记录介质的特征在于，所述光记录介质通过利用具有在1.2μm到1.3μm范围内选择的轨道间距和在150nm到180nm范围内选择的凹槽深度的基底来构造。
10.根据权利要求9所述的光记录介质，其中所述第二记录介质所记录信息的最短记录比特长度小于对应于所述光学系统的调制传输函数的截止频率的比特长度。
11.根据权利要求9所述的光记录介质，其中所述光记录介质是磁光记录介质。
12.根据权利要求11所述的光记录介质，其中所述光记录介质在基底上按照下列顺序至少沉积有第一介电层、第一磁光记录层、第二磁光记录层、第三磁光记录层和第二介电层，所述第二磁光记录层的居里温度选择为小于所述第一和第三磁光记录层的居里温度。
13.根据权利要求12所述的光记录介质，其中所述光记录介质的第一磁光记录层由GdFeCo、GdFe、GdFeCoCr、GdFeCoAl或GdFeCoSi中任一种制成，所述光记录介质的第二磁光记录层由TbFe、TbFeCo、TbFeAl、TbFeCr、TbFeSi、TbFeCoAl、TbFeCoCr或TbFeCoSi中任一种制成，所述光记录介质的第三磁光记录层由TbFeCo或TbFeCoCr制成。
14.根据权利要求9所述的光记录介质，其中所述光记录介质是通过磁感应超分辨率系统再现的磁光记录介质，所述光记录介质具有大于1GB的记录容量。
15.根据权利要求14所述的光记录介质，其中所述光记录介质是通过凹槽记录系统在其上记录信息的磁光记录介质。
16.根据权利要求14所述的光记录介质，其中所述光记录介质是通过凸区-凹槽记录系统在其上记录信息的磁光记录介质。
全文摘要
一种光记录/再现方法，可以在具有波长选择在780nm±10nm范围内的记录和再现光、以及物镜的数值孔径NA选择在0.45±0.01范围内的光学系统中使用，其中记录和再现具有不同记录容量的第一和第二光记录介质。通过利用具有至少1.5μm直到1.7μm的轨道间距Tp1和至少70nm直到90nm的凹槽深度d1的基底来形成所述第一光记录介质(10)，通过利用具有至少1.2μm直到1.3μm的轨道间距Tp2和至少150nm直到180nm的凹槽深度d2的基底(11)来构成所述第二光记录介质(20)。这样，第二光记录介质能与现有光盘(第一光记录介质)兼容，并以高记录密度记录运动图像。
文档编号G11B11/00GK1643589SQ03806230
公开日2005年7月20日 申请日期2003年2月6日 优先权日2002年2月6日
发明者官田一智, 太田辉之, 渡辺诚, 福岛义仁 申请人:索尼株式会社