专利名称：记录介质和再生设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及记录介质和用于该记录介质的再生设备,该记录介质包括记录层，其中，通过在用聚焦光照射的部分中删除或改变平行于记录介质的表面形成的干涉条纹来记录信息，或者使用在用聚焦光照射期间反射的光来再生信息。
背景技术：
在诸如⑶(光盘)、DVD (数字多功能盘)、以及BD (蓝光光盘 )的光盘系统中，像显微镜的物镜一样，以非接触方式读取在光盘的一面上发生的反射系数的细微变化。光盘上的光点的大小通过λ/NA获得(λ :照射光的波长，NA表示数值孔径)，并且分辨率与该值成比例。例如，直径为12厘米的蓝光光盘具有大约25千兆字节的容量。另外，多个记录层的重叠增加了一个光盘的容量。另一方面，已经提出了记录驻波的方法。在光聚焦于诸如其折射率取决于照射光的强度的光盘的记录介质内部之后，光通过设置在记录介质的背面的反射设备从反方向再次聚焦在同一焦点上。这形成了具有小亮点的全息图来记录信息。在再生期间，通过从光盘表面类似地读取照射光的反射光来识别信息。另外，通过在光学记录介质的多个层中记录信息，激活多层记录。然而，在该方法中，光学系统应当设置在诸如光盘的记录介质的每个上面和下面， 因此整个光学系统或驱动系统变得庞大而且复杂。在 "Three-dimensional optical disk data storage via the localized alteration of a format hologram" ,by R. R. Mcleod, A. J. Daiber, T. Honda, Μ. E. McDonald, T. L. Robertson, T. Slagle, S. L. Sochava, and L. Hesselink, AppI. Opt., Vol.47(2008)pp2696-2707中提出了在光盘的整个表面记录(预先格式化)干涉条纹以及删除或改变一部分干涉条纹以记录标记的方法。在 "Fabrication of multilayered photochromic memory media using pressure-sensitive adhesives" , by Y. Kawata,et. al. ,Appl. Opt. ,Vol. 46(2006)pp842 中提出了在不产生干涉条纹的情况下通过改变记录层的材料的折射率来记录标记的方法。
发明内容
在“Three-dimensional optical disk data storage via the localized alteration of a format hologram，，和“Fabrication of multilayered photochromic memory media using pressure-sensitive adhesives” 中提出的标记记录方法是有用的， 这在于光盘的两面的光路没有都布置在记录-再生拾取器(pickup)上。然而，该方法不确保获取更好的再生信号。期望在通过删除或改变记录介质中形成的干涉条纹来记录标记的方法中，以足够高的调制深度获得优选再生信号。
根据本发明的实施方式，提供了一种记录介质，包括感光层、非感光层、以及记录层形成区，感光层和非感光层在记录层形成区中层压。感光层包括记录层，在记录层中，通过在用聚焦光照射的部分中删除或改变平行于记录介质表面形成的干涉条纹来记录信息， 或者，使用在用聚焦光照射期间反射的光来再生信息。记录层的厚度d在SPf以上且30Pf以下，其中，PF表示上述干涉条纹的节距。更优选地，厚度d在8Pf以上且22Pf以下。根据本发明的实施方式，提高了一种再生设备，包括光学拾取器，用光照射记录介质的记录层并接收反射光；以及信号处理单元，基于由光学拾取器接收的反射光的信息， 再生记录层中记录的信息。在根据本发明的实施方式的记录介质中，感光层和非感光层交替层压，以形成干涉条纹，其中，例如，一个感光层被用作一个记录层。这使得能够产生包括许多记录层的多层记录介质。可选地，一个感光层可以包括多个记录层(干涉条纹形成部分)。该结构便于产生包括其中形成了干涉条纹的多个记录层的记录介质。另外，当记录层的厚度落入上述范围内时，能够从记录层获得优选的再生信号。根据本发明的实施方式，在通过删除或改变记录标记的方法中，可以在再生期间获得具有适当信号水平和调制深度的再生信号。
图IA和IB示出了根据实施方式的全息光盘。图2A和图2B示出了根据实施方式的通过平面波的预格式化。图3不出了介质的厚度和衍射效率之间的关系。图4A至图4D示出了根据实施方式的全息光盘中的记录。图5示出了根据实施方式的记录标记和记录层的厚度。图6示出了根据实施方式的用于全息光盘的预格式化设备。图7是示出根据实施方式的再生设备的框图。图8是示出根据实施方式的再生设备的光学系统的框图。图9A和图9B示出了根据实施方式的Il和12级的测量结果。图10示出了测量期间根据实施方式的再生系统。图IlA和图IlB示出了根据另一实施方式的再生信号幅度的测量结果。图12示出了根据另一实施方式的Il和12级的测量结果。图13A至图13C示出了根据又另一实施方式的全息光盘。图14示出了根据又另一实施方式的用于全息光盘的预格式化设备。
具体实施例方式现在，将以以下顺序描述本发明实施方式.〈I.根据实施方式的全息光盘>〈2.记录再生设备〉<3.记录层的厚度〉<4.根据另一实施方式的全息光盘>
<5.根据又另一实施方式的全息光盘>〈I.根据实施方式的全息光盘>图IA和IB示出了全息光盘I及其结构，全息光盘I是根据本发明的实施方式的记录介质。如图IA所示，全息光盘I是具有预定厚度的圆形光盘介质，诸如⑶、DVD、或BD。图IB示出了全息光盘I的厚度方向的截面结构。全息光盘I具有其上形成有层压结构的光盘衬底6。即，具有交替层压的中间层 4和记录层3的记录层形成区10设置在光盘衬底6上。覆盖层2形成在记录层形成区10 上。覆盖层2是在记录或再生期间激光入射到其上的表面。在记录层形成区10中，如图所示，中间层4和记录层3交替层压。记录层3是例如其中已经通过后面描述的预格式化形成了干涉条纹的感光树脂的感光层。中间层4是透明树脂材料等的非感光层。即，在制造全息光盘I期间，在光盘衬底6上交替层压感光层和非光敏层，并在顶上形成覆盖层2。然后，通过预格式化在感光层中形成干涉条纹，并且感光层成为记录层3。在实施方式中，干涉条纹形成在整个厚度的每个感光层中，使得一个感光层成为一个记录层3。如图所示，交替层压感光层和非感光层(中间层4)，然后在感光层中形成干涉条纹，以形成许多记录层3 (层LO至Ln)。例如，可以形成包括20个记录层3的20-层光盘或者包括30个记录层3的30-层光盘。在该实例中，在光盘衬底6中设置具有螺旋槽或凹凸坑行的凹凸图样的基准面5。 基准面5用作照射各个记录层3(层LO至Ln)的激光的聚焦伺服控制的基准，或者用于在记录或再生期间追踪伺服控制的基准。由于基准面5的凹凸图样包括基于地址信息摆动的摆动槽或基于地址信息的坑行，因此其能够用于在记录或再生期间读取光盘上的地址。可以在诸如覆盖层2和记录层形成区10之间的位置的另一位置，形成具有预定凹凸图样的基准面5。例如，覆盖层2具有大约50 μ m的厚度。中间层4(非感光层)具有大约5 μ m至15 μ m的厚度。假设记录层3 (感光层)的厚度为d。厚度d将随后描述。当干涉条纹的节距为Pf 时，d优选地落入从8Pf至30Pf的范围，并且更优选地，从8Pf到22Pf的范围。如上所述，根据本实施方式的全息光盘I具有记录层形成区10，在记录层形成区 10中感光层和非感光层交替层压。感光层具有记录层3，其中，通过在用聚焦光照射的部分中删除或改变平行于记录介质表面形成的干涉条纹来记录信息，或者，使用在用聚焦光照射期间反射的光来再生信息。特别地，在本实施方式中，干涉条纹形成在感光层的整个厚度中，使得一个感光层成为一个记录层3，记录层3的厚度d (也是感光层的厚度)在上述范围内设置。如上所述，在全息光盘I中，通过根据预格式化在感光层中形成干涉条纹来形成记录层3。当信息记录在全息光盘I上时，用聚焦光照射一面来删除或改变干涉条纹，以进行标记记录。以下将描述预格式化。将参照图6描述预格式化设备30的结构的实例。激光源31输出具有波长λ f的预格式化光。例如，假设波长λ f等于波长λΓ，波长λ r是全息光盘I的再生光的波长。例如，假设Xf= Ar = 405nm。通过包括镜头32和33的扩展器来扩展预格式化光的直径。空间滤波器34放置在扩展器中包括的镜头32和33的焦面位置。通过镜头35和36进一步扩展预格式化光的直径。然后，用从镜头36获得的平面波的平行光均匀地照射全息光盘I的一面。平面波的预格式化光穿过全息光盘I并被镜子37反射。由此，全息光盘I的另一面(对面)同时被平面波照射。因此，预格式化设备30包括第一照射光学系统(从激光源31到镜头36)，其从一面用具有波长λ f的平面波的预格式化光垂直照射全息光盘I的各个记录层3 ;以及第二照射光学系统(从激光源31到镜子37)，其用具有波长λ f的平面波的预格式化光照射全息光盘I的各个记录层3的另一面。预格式化设备30的该结构仅仅是一个实例，并允许另一结构。例如，可以使用独立于第一照射光学系统的光学路径的光学路径来形成第二照射光学系统。图2A和2B中指示了通过该类型的预格式化设备10的预格式化。图2A示意性示出了使用例如上述预格式化设备30用具有波长λ f的平面波的预格式化光均匀照射全息光盘I的一侧和另一侧。用具有波长λ f的平面波照射全息光盘I的双面，均匀地形成如图2B所示的间距为Pf = λ f/2N的平面干涉条纹作为全息光盘I的各个记录层3。这里，N表示记录层的材料的折射率。这意味着形成折射率的分布在厚度方向改变的光栅作为全息光盘I的各个记录层3 (图IB中的层LO至Ln)。这些光栅具有基折射率N以及折射率变化量Λ N。由于中间层4是非感光层，因此不形成干涉条纹。因此，当平面光入射到全息光盘 I的上面和下面时，在所有感光层中形成干涉层。即，如果执行一次预格式化光的照射，则形成许多记录层3。在记录期间，用聚焦光照射其中已经以这种方法形成干涉条纹的全息光盘I的记录层3的一面，以形成标记。图4Α示出了当用光在全息光盘的深度方向(厚度方向)照射具有节距PF的干涉条纹的记录层3时执行的标记记录。当记录光被聚焦在全息光盘I的特定记录层3上并对其进行照射时，在该部分中删除或改变(扩展或收缩)干涉条纹，并如图所示形成标记。图4Α示出了干涉条纹在激光聚焦的部分中扩展，并且在记录之后干涉条纹的间距Pm变得大于原始间距Pf的实例。图4B、4C、和4D示出了假定将在记录期间形成的标记的实例。图4B示出了以下扩展类型，其中，形成有以比记录层3的干涉条纹的初始间距Pf 大的记录之后的间距Pm的标记。图4C示出了收缩类型，其中，形成有比记录层3的干涉条纹的原始间距Pf小的记录之后的间距Pm的标记。图4D示出了消失类型，其中，形成有记录层3的干涉条纹消失的标记。这些记录标记的类型是假定的。通过记录激光的功率设置和记录层3的材料可以确定使用扩展、收缩、以及消失类型中的哪个。图5示出了当记录层3的厚度改变时形成记录标记的实例。图5示出了当记录层 3的厚度为5PF、10PF、20PF、或30Pf时对于扩展类型形成的记录标记。如上所述，通过用记录激光照射可在记录层3内形成标记，使得信息可以记录为一行标记。在再生期间，再生光聚焦在形成了一行标记的记录层3上并对记录层3进行照射。 由于标记部分(干涉条纹变形或消失的部分)和原始干涉条纹保持不变的部分之间的折射率的差异，当检测到再生光的反射光时，获得与该行标记对应的再生信号。根据本实施方式的全息光盘I具有以下优点。在全息光盘I中，感光层和非感光层交替层压，并且使用一个感光层作为一个记录层来形成干涉条纹。这便于创建包括许多记录层3的多层记录介质。特别地，当通过预格式化形成干涉条纹时，如图2A所示的用预格式化光照射仅在各个感光层中形成干扰条纹， 从而形成包括多个记录层的多层记录介质。由于该层压结构，可以在层压处理中容易地控制记录层3的厚度。记录层3的厚度对于获得良好的再生信号是重要的。这里将假设在没有干涉条纹的记录层中形成具有变化的折射率的标记的方法。例如，假设图IB中示出的层结构在其记录层中不包含干涉条纹，记录层的折射率在记录之前为NI,在记录之后为Ν1+ΔΝ。例如，假设NI为I. 6，ΛΝ*0. 01，且相当于覆盖层或中间层的该部分的折射率NO 为 I. 55。在该情况下，记录之前的反射系数为O. 025%，记录之后的反射系数为O. 036%, 并且标记记录部分中的反射系数的变化为O. 011%，这非常小。这表示作为再生信号的不足 S/N比，并使得难以有良好再生。另一方面，在该实例的全息光盘I中，通过使用全息记录介质材料作为各个记录层3来形成光栅。通过形成光栅能够增大反射系数。通过以下表达式获得衍射效率η。η = tanh2(Π· ΔΝ·(1/λ)图3示出了在竖轴上绘制衍射效率并在横轴上绘制介质的厚度d的图表。S卩，如果适当地设置了记录层3的厚度，则获得了足够的反射系数，并获得了具有良好的S/N比的再生信号。在该实施方式中，为了获得良好的再生信号，确定记录层3 (感光层)的厚度d满足8PF< d彡30Pf，优选地8Pf< d彡22PF，其中，PF表示干涉条纹的节距。随后将描述厚度d的范围的原因。<2.记录再生设备〉图7和8示出了根据实施方式的用于在该实例的全息光盘I上执行记录或再生的记录再生设备的结构。
图7示出了根据该实施方式的记录再生设备60的整体结构。假定记录再生设备 60用于家庭用户，以在具有其中形成了干涉条纹的记录层3的全息光盘I上记录信息或从中再生信息。如图7所示,记录再生设备60包括控制单元61、驱动控制单元62、信号处理单元 63、主轴电动机64、线电动机65、以及光学拾取器66。控制单元61完全控制整个记录再生设备60。控制单元61具有未示出的CPU(center processing unit,中央处理单元)作为主单元，从未示出的R0M(read only memory,只读存储器)读取诸如操作系统程序和信息记录程序的程序，并将这些程序加载到未示出的RAM(random access memory,随机存取存储器) 中，以执行诸如信息处理的各种处理。该驱动控制单元62处理将被提供的信号，或者生成将被供应到执行器的供应信号，这将在随后描述。驱动控制单元62还执行各种驱动控制处理。信号处理单元63执行诸如编码、解码、调制、以及解调的信号处理。线电动机64在驱动控制单元62的控制下旋转驱动全息光盘I。光学拾取器66基于从驱动控制单兀62提供的记录信号执行激光输出，以在全息光盘I上执行记录。在再生期间，光学拾取器66检测由全息光盘I反射的激光的信息。线电动机65在移动轴65上可滑动地移动光学拾取器66。S卩，光学拾取器66在全息光盘I的径向可移动。光学拾取器66可以在驱动控制单元62的控制下，通过诸如聚焦控制和追踪控制的位置控制，在所需的位置聚焦激光。接近或远离全息光盘I的方向称为聚焦方向。全息光盘I的径向(朝向圆周内部或外部的方向)称为追踪方向。在记录期间，例如，当控制单元61从外部装置等(未示出)接收信息记录命令、待记录的信息、在加载全息光盘I的状态下信息被记录的地址时，控制单元61根据信息记录程序等将驱动命令提供到驱动控制单元62。驱动控制单元62根据驱动命令可控地驱动线电动器64，以旋转全息光盘1，例如， 使得其线速度恒定。驱动控制单元62根据驱动命令可控地驱动线电动机65，以沿移动轴 65移动光学拾取器66。信号处理单元63应用诸如编码或调制待记录的信息的预定处理，以生成由码O或 I指示的记录信号。驱动控制单元62基于由信号处理单元63提供的记录信号生成激光驱动信号，并将激光驱动信号提供到光学拾取器66。在执行后面描述的聚焦控制和追踪控制的同时，光学拾取器66基于记录信号用光束照射全息光盘I的一面，并基于记录信号形成一行标记来记录信息。在再生期间，例如，当控制单元61从外部装置等(未示出)接收信息再生指令以及在加载全息光盘I的状态下信息被再生的地址时，控制单元61根据信息再生程序等向驱动控制单元62提供驱动命令。驱动控制单元62根据驱动命令可控地驱动线电动机64，以旋转全息光盘1，例如， 使得其线速度恒定。驱动控制单元62根据驱动命令可控地驱动线电动机65，以沿移动轴65移动光学拾取器66。在执行聚焦控制和追踪控制的同时，驱动控制单元62让光学拾取器66用光束照射全息光盘I的一面。将反射的光的检测信息提供到信号处理单元63，并通过二值化、解码、错误校正等再生全息光盘I中记录的数据。如上所述，记录-再生设备60在执行诸如聚焦控制和追踪控制的位置控制的同时，记录初始化的全息光盘I中的信息，或者由记录了信息的全息光盘I再生信息。下面将描述光学拾取器66的结构。如图8中不意性不出的,光学拾取器66用光束(记录-再生光)照射全息光盘I的一面。全息光盘I具有记录层3，在记录层3中通过以上预格式化形成了干扰条纹。在图8中，用于获得用于伺服控制的参考的参考面5用虚线指示。参考面5是聚焦伺服参考面，并具有用作追踪导轨的螺旋或同心槽(或凹坑行)。光学拾取器66主要具有伺服光学系统70和记录-再生光学系统80。伺服光学系统70用伺服光LZl照射全息光盘1，或者从全息光盘I接收作为伺服光LZl的反射结果获得的反射伺服光LZ2。伺服光学系统70的伺服激光21是例如半导体激光。伺服激光21在图7中的控制单元61的控制下发射包括发散光的预定光量的伺服光LZ1。伺服光LZl通过准直镜22 由发散光转换成平行光，并进入分束器23。分束器23具有波长选择性(分色特性)，其中，反射系数取决于光束的波长，并且分束器23基本上反射100%例如具有波长λ s的伺服光。如果将在后面描述的由记录-再生激光81输出的记录-再生光LZll的波长为λ r，则具有波长λ r的光基本上100 %穿过分束器23。伺服光LZl的波长λ s长于记录-再生光LZll的波长λ r。作为一个实例，伺服光LZl的波长λ s为650nm，记录-再生光LZll的波长λ r为405nm。由分束器23反射的伺服光LZl进入下一分束器24。分束器24允许大约50%的伺服光LZl穿过，并反射剩余部分。穿过分束器24的伺服光LZl通过物镜25聚焦，并照射全息光盘I的一面。此时， 伺服光LZl在全息光盘I的参考面5上聚焦,并被参考面5反射。由于伺服光LZl是会聚光、被物镜25转换成平行光，因此被参考面5反射的反射伺服光LZ2变成发散光,并进入分束器24。然后，反射的伺服光LZ2被分束器24反射大约 50%，并进入聚焦透镜26。聚焦透镜26让反射的伺服光LZ2会聚，并用伺服光LZ2照射光电检测器27。光电检测器27具有用于以非点聚焦方法获得聚焦错误信号或以推挽方法追踪错误信号的检测区，并将检测区的光电转换信号提供到伺服控制电路29。伺服控制电路29使用来自光电检测器27的光电转换信号生成聚焦错误信号和追踪错误信号，并基于这些信号将聚焦伺服驱动信号和追踪伺服驱动信号提供到执行器28。执行器28被设置在支持物镜25的镜头支架(未不出)和光学拾取器16之间，并基于聚焦驱动信号在聚焦方向上驱动物镜25。执行器28还基于追踪驱动信号在追踪方向上驱动物镜25。这样，执行物镜25的反馈控制，使得伺服光LZl聚焦在全息光盘I的参考面5中的槽(参考目标轨)中。
当参考面5中的槽基于地址信息摇摆或者地址信息被记录作为一行坑等时，伺服控制电路29能够从反射的伺服光LZ2的检测信息提取地址信息，并将其提供到图7中的控制电路61等。例如，在记录期间，可以使用地址信息来执行记录操作。在再生期间，除了来自参考面5的地址信息，还可以使用连同记录数据一起从记录层3中形成的一行标记读取的地址信息。记录-再生光学系统80用记录-再生光LZll照射全息光盘I的一面，或者检测反射的记录-再生光LZ12。记录-再生光学系统80的记录-再生激光81是例如半导体激光，并发射具有波长λ r的激光。当在全息光盘I中记录信息时，记录-再生激光81在控制单元61 (图7) 的控制下发射包括具有相对高强度的发散光的记录-再生光LZl I，并让记录-再生光LZll 进入准直镜82。准直镜82将记录-再生光LZll从发散光转换成平行光，并让其进入分束器83。 分束器83允许预定比例的记录-再生光LZll穿过，并让光进入中继透镜84。在中继透镜84中，可移动透镜84A将记录-再生光LZll从平行光转换成会聚光或发散光，并且固定透镜84B改变记录-再生光LZll的发散状态，并让其进入分束器23。分束器23允许具有波长λ Γ的记录-再生光LZl I穿过，并让该光进入分束器24。 分束器24允许预定比例的记录-再生光LZll穿过，并让该光进入物镜25。物镜25聚焦记录-再生光LZlI，并用该光照射全息光盘I。通过在从中继透镜84的固定镜头84B的输出期间假定的发散状态，来确定记录-再生光LZll的焦点位置。因此，在控制单元61的控制下，记录-再生光LZll的焦点被定为在取决于移动透镜84A的位置的特定记录层3 (图IB中的层LO至Ln中的一个)的深度位置。即，在执行物镜25的聚焦控制使得伺服光LZl在参考面5上聚焦的情况下，记录-再生光LZll聚焦在在全息光盘I的深度方向从伺服光LZl移动预定偏移的位置。因此，在可移动透镜84A的控制下，可以执行任意一个记录层3中的记录-再生光 LZll的聚焦控制。在记录期间，记录-再生光LZll被聚焦在特定记录层3上，以执行标记记录。焦点位置处的记录-再生光LZll的诸如光能量和热能量的能量会聚热或光化学地破坏或修改焦点位置附近的干涉条纹，从而在本地形成已经失去了全息特性(或退化了)的记录标记。因此，记录-再生设备60输出已经基于记录信号被调制的记录-再生光LZ11，该记录信号已经使用信号处理单元63对待记录的信息执行了预定调制，使得能够形成基于记录信号的一行标记。在其中没有形成标记行的记录期间，执行上述反射的伺服光LZ2的追踪控制。因此，在二维视图中，记录层3中形成的一行标记可以沿参考面5中形成的螺旋或通信槽(或一行坑)螺旋或同心。如上所述，可以通过移动透镜84A控制记录-再生光LZll聚焦的位置(聚焦位置)。因此，改变成为聚焦位置的深度位置在每个记录层3(层LO至Ln)中形成了一行标记。即，能够进行跨越多个层的标记记录。
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另一方面，当从全息光盘I再生信息时，控制单元61让记录-再生激光81发射具有较高强度的记录-再生光LZll。通过控制可移动透镜84A，将记录-再生光LZll的聚焦位置调整到相当于待再生的预定记录层3的深度位置。这样，用记录-再生光LZll照射待再生的记录层3。此时，获得具有与标记的存在或不存在对应的反射光分量的反射的记录-再生光LZ12，作为由记录层3反射的光。反射的记录-再生光LZ12在反方向遵循记录-再生光LZll的光路。S卩，反射的记录-再生光LZ12顺序穿过物镜25、分束器24、分束器23、以及中继透镜84，然后进入分束器83。 分束器83反射一部分反射的记录-再生光LZ12，并让反射光进入聚焦透镜86。聚焦透镜86让反射的记录-再生光LZ12会聚，并用该光照射光电检测器87。光电检测器87接收反射的记录-再生光LZ12，并根据检测的光量生成电子信号 (再生信号)。然后，光电检测器87将电子信号发送到图7中示出的信号处理单元63。信号处理单元63执行来自光电检测器87的再生信号的二值化、解码、错误校正、 和其他处理，以再生全息光盘I中记录的信息，并将再生的信息提供到控制单元61。控制单元61相应地将再生的信息发送到外部装置。如上所述，当在全息光盘I中记录信息时，记录-再生设备60根据待记录的信息打破(修改)或保持初始全息图。当再生全息光盘I的信息时，记录和再生设备60检测由其上聚焦记录-再生光LZll的一行标记反射的光(反射的记录-再生光LZ12)，并基于检测结果再生信息。在该实施方式中使用了记录-再生设备60，但是通过基本上相同的结构也能实现不具有记录功能的再生设备。<3.记录层的厚度〉在以上描述中，记录层3的厚度d设置为满足8PF<d彡30Pf,更优选地， 8PF< d彡22PF，其中，PF表示干涉条纹的节距。这将在下面描述。为了确定记录层3的最佳厚度，使用每个都具有不同厚度的全息光盘I来计算再生号的水平。在光穿过图10中示意性示出的针孔201之后，使用考虑的检测系统，针孔201的直径D用4 λ /NA表示，其中，NA为聚焦系统200的数值孔径。例如，聚焦系统200为在如图 7所示的记录-再生设备60中反射的记录-再生光LZ12的光学系统。在光穿过针孔201 之后，聚焦系统200使用光电检测器87执行检测。基于全息光盘I中的(l,7)RLL(run length limited,游程长度受限)调制的记录信号，假定以O. 36 μ m的轨道节距Tp形成一行标记(IT = 112nm)。假定物镜25的NA为O. 85，并假定再生光波长λ r为405nm。图9A表示当使用每个都具有不同厚度的记录层3时的再生信号水平(最低水平 Il和峰值水平12)。例如，最低水平Il和峰值水平12分别是如图9B所示实例中的再生信号波形中的最低水平和峰值水平。由于DC分量被添加到再生信号，因此最低水平Il可以认为是DC分量的水平，并且峰值水平12至最低水平Il是调制深度。指示峰值水平12和最低水平Il的信号水平绘制在图9A中的纵轴上。记录层3的厚度绘制在横轴上。横轴表示d · λ f/N，其中，d表示厚度。在该实施方式中，预格式化光波长Xf为405nm,这等于再生光波长λι·。在每个扩展、收缩、或消失类型的形成标记中执行测量。例如，如果测量结果如 11(1. 1)、Ι2(1. I)所示，则(I. I)表示PM/PF的值，其中，标记形成之后的干涉条纹节距为Pm， 并且初始干涉条纹节距为PF。因此，(I. I)或(I. 2)所遵循的峰值水平12和最低水平Il测量结果是扩展型的，其中，用扩展的干涉条纹形成标记。(O. 91)或(O. 83)所遵循的测量结果是收缩型的，其中，用干涉条纹收缩来形成标记。(uni.)所遵循的测量结果是消失型的，其中，用干涉条纹消失来形成标记。当预格式化光的波长为λ f时，在预格式化期间形成的干涉条纹的节距Pf为 λ f/2N(N表示记录层3的材料的折射率)。因此，当图9A中横轴上的值X用干涉条纹的节距Pf表示时，足以使用(X · λ /N)/ (λ /2Ν)。例如，横轴上的厚度5是IOPf，厚度15是30PF。从图9A中的结果可以看出，在任意的扩展、收缩和消失类型中，随着记录层3厚度的增大，信号水平也增大。峰值水平12和最低水平Il在扩展、收缩和消失类型之间几乎相同。由于最低水平Il相当于DC电平，并且应当获得足够的调制深度(12-11)，因此确定了适当的厚度范围。—般地，随着记录层3的厚度变薄，调制深度(12-11)变小。特别地，当横轴上的值小于4时，调制深度减小。另一方面，随着记录层3的厚度增大，调制深度(12-11)与DC分量(最低水平II) 的比例减小。即，随着记录层3的厚度增大，S/N比降低。因此，由范围Al指示的从4至15的范围(8PF彡d彡30PF)，适合作为记录层3的厚度d。当满足8Pf ( d时，调制深度几乎没有减小。当满足d彡3(^时，保持(12-11)/{(12+11)/2} >0.5。这意味着调制深度等于或大于再生信号的平均幅度水平的一半的范围，是良好的S/N比的指示。因此，记录层3的厚度的适当范围是8Pf< d彡30Pf。另外，由范围A2(8Pf彡d彡22Pf)表示的从4至11的范围，更适合作为记录层3 的厚度。当满足8Pf ( d时，如上所述，调制深度几乎没有减少。接下来，通过条件(12-11)彡Il确定d彡22Pf。该条件意味着调制等于或大于DC 电平。该条件提高了再生信号的S/N比。另外，对于22Pf以下的厚度，记录层3相对于待形成的标记的厚度系数是适当的。图5示出了当厚度d取不同厚度时形成的标记。在图中可以看出，当厚度d为30Pf， 其中形成有干涉条纹的记录层3的厚度相对于记录标记的垂直长度过多地较大。即，一个记录层3的厚度是冗余的。另一方面，当厚度d为20匕时，冗余没有这么多。厚度的冗余影响能够在整体厚度设置为预定厚度的全息光盘I中形成的记录层的数量。因此，最好减
小厚度。考虑到这一点和以上条件(12-11)彡II，条件d彡22P更合适。如上所述，在该实施方式中，通过将记录层3的厚度设置为以上范围中的值，可以获得高质量的再生信号。〈4.根据另一实施方式的全息光盘〉下面将描述根据另一实施方式的全息光盘I。根据另一实施方式的全息光盘I具有与图IA和IB的结构相同的结构，但是待记录的标记的全息间距是恒定的。在首先描述的实施方式中，预格式化波长λ f等于再生光波长λ r，并且预格式化状态下的干涉条纹的节距为λ ·/2Ν，其等于由再生信号波长λΓ表示的λΓ/2Ν。因此，在再生期间没有形成标记的部分(保留初始干涉条纹的部分)中发生布拉格匹配，并在标记部分中发生布拉格不匹配。结果，用再生光照射期间在标记部分中获得的再生信号与在非标记部分中获得的不同。可选地，相对于再生光，可以在标记部分发生布拉格匹配，并在非标记部分中发生布拉格不匹配。在其他实施方式中，实现了该情形，并且预格式化光波长λ f不同于再生光波长λΓ。另外，标记部分中的干涉条纹节距Pm等于λΓ/2Ν。图IlA示出了当预格式化光波长Af是再生光波长λΓ乘以O. 91、乘以O. 83、以及乘以O. 77时，相对于记录层3的厚度的信号幅度水平。如图IlB所示，纵轴上的信号幅度水平的在从峰值水平到最低水平的范围内变动。在其他实施方式中，由于在非标记部分中可发生布拉格不匹配，因此几乎没有DC 光分量。因此，可以假设信号幅度水平等于调制深度。图IlA中的横轴如同9Α中一样表示d · λ f/N，其中，d为记录层3的厚度。检测系统与图10中不出的相同。图12示出了与图IlA中的那些对应的峰值水平12和最低水平II。在图IlA和12中可以看出，因为即使在预格式化光波长λ f不同于再生光波长时 Ar，如果厚度d落入由范围Al表示的从4至15的范围(8PF彡d彡30PF)以及从4至11 的范围(8Pf ( d ( 22Pf)，则获得了特定水平的调制深度，因此记录层3的厚度d是适当的。〈5.根据又另一实施方式的全息光盘〉将参照图13A至13C描述根据又另一实施方式的全息光盘I。图13A示出了初始化之前的全息光盘I ;图13B示出了初始化之后的全息光盘I。根据又另一实施方式的全息光盘I与首先和其次描述的实施方式的相同点在于， 全息光盘I具有记录层形成区10，在记录层形成区10中层压了感光层和非感光层，但是全息光盘I的不同在于一个感光层包括多个记录层，每个记录层都在其厚度方向的部分中具有干涉条纹。如图13A所示，全息光盘I具有记录层形成区10，在记录层形成区10中非感光层 (中继层4)和感光层7在光盘衬底6上交替层压。激光入射的面是覆盖层2。例如，覆盖层2具有大约50 μ m的厚度。中继层4 (非感光层)具有大约5至15 μ m的厚度。
例如，感光层7 (非初始化感光层，其上没有形成记录层)具有30 μ m的厚度。在该类型的全息光盘I中，如图13B所示，通过预格式化在每个感光层7上形成了两个记录层3。即，部分地在每个感光层7中形成了干涉条纹并且包括干涉条纹的部分称为了记录层3。例如，在感光层7中，在与上非感光层(中继层4或覆盖层2)接触的部分以及与下非感光层接触的部分中形成了包括干涉条纹的部分，并且包括干涉条纹的部分成为了记录层3。图13C示出了通过记录层3中干涉条纹的变形形成的标记的实例。在该情况下， 通过作为记录层3的干涉条纹扩展、收缩、或消失来形成标记。如同在最先描述的实施方式中，记录层3的厚度d设置为满足8Pf ^ 30PF，更优选地，8Pf彡d彡22Pf，其中，Pf表示干涉条纹的节距。在该类型的全息光盘I中，如同在最先描述的实施方式中，获得了具有良好S/N比的再生信号。虽然在最先描述的实施方式中一个感光层具有一个记录层3,但是在该实施方式中，一个感光层7具有多个记录层3。因此，在层压期间，一个感光层7的厚度增加，但是通过采用获得所需数量的记录层的层压结构，可以减少层压的数量。这提高了光盘制造过程的效率。层压数量的减少还具有减少记录层3和中继层4之间的界面处的不必要反射的优例如，可以通过图14中示出的预格式化设备来执行预格式化，用于在图13B所示的感光层7中形成包括干涉条纹(记录层3)的部分。激光源41输出具有波长λ f (例如，405nm)的预格式化光。激光的相干性为10 μ m 或以下。该预格式化光穿过透镜42、空间滤波器44、以及透镜43，并到达分束器45。由分束器45分散的一个光分量穿过偏振分束器46、四分之一波长板47、调节镜子48、四分之一波长板47、偏振分束器46、以及镜头53,并且其光直径被镜头53和镜头54放大。全息光盘 I的一面用从镜头54获得的平面波的平行光照射。由分束器45分散的其他光分量穿过半波长板49、镜子50、镜子51,并且其光直径被透镜52和55放大。全息光盘I的另一面用从镜头55获得的平面波的平行光照射。在该类型的结构中，由于调节镜子48可以在光轴方向移动，因此移动调节镜子48 改变形成干涉条纹处的深度。因此，通过在根据记录层3在图13A的感光层7中形成的位置控制调节镜子48的同时，顺序形成干涉条纹，可以制造图13B示出的实例中的全息光盘I。在根据又另一实施方式的全息光盘I中，通过图7和8中描述的记录-再生设备可以记录和再生信息。虽然上面已经描述了实施方式，但是本技术不限于实施方式中的实例，并可以考虑各种修改。记录介质的层结构不限于图IB和图13A至13C中示出的那些。记录介质应当仅具有其中至少层压了感光层和非感光层的记录层形成区，记录层包括在感光层中形成的干涉条纹。如上所述，根据本发明实施方式的全息光盘I或记录介质基于光量的变化再生信息，但是其能够再生记录为所谓的全息检测的信息，其中，光量取决于标记部分和非标记部分(初始状态)之间的折射率的差异。例如，干涉条纹被扩展成标记，从而在用再生光照射期间在反射光中引起标记部分和非标记部分之间的相差。可以检测该相差以获得再生信息O本公开包含于2011年I月20日在日本专利局提交的日本优先权专利申请 JP2011-009731中所公开的相关的主题，其全部内容结合与此作为参考。
权利要求
1.一种记录介质，包括感光层；非感光层；以及记录层形成区，所述感光层和所述非感光层在所述记录层形成区中层压；其中，所述感光层包括记录层，在所述记录层中，通过在用聚焦光照射的部分内删除或改变平行于记录介质表面形成的干涉条纹来记录信息，或者，使用在用聚焦光照射期间反射的光来再生信息。
2.根据权利要求I所述的记录介质，其中，所述记录层具有8Pf以上且30Pf以下的厚度，其中，Pf表示所述干涉条纹的节距。
3.根据权利要求2所述的记录介质，其中，所述记录层具有SPf以上且22Pf以下的厚度。
4.根据权利要求2所述的记录介质，其中，形成有所述干涉条纹的所述记录层在所述感光层的整个厚度方向延伸。
5.根据权利要求2所述的记录介质，其中，所述感光层包括多个所述记录层，在所述记录层中，所述干涉条纹形成在所述感光层的厚度方向上的一部分中。
6.根据权利要求2所述的记录介质，进一步包括参考面，所述参考面用于在记录或再生期间照射所述记录层的光的聚焦控制或追踪控制。
7.根据权利要求I所述的记录介质，其中，所述感光层和所述非感光层交替层压。
8.一种用于记录介质的再生设备，所述介质包括感光层；非感光层；以及记录层形成区，所述感光层和所述非感光层在所述记录层形成区中层压，其中，所述感光层包括记录层，在所述记录层中，通过在用聚焦光照射的部分内删除或改变平行于记录介质表面形成的干涉条纹来记录信息，或者，使用在用聚焦光照射期间反射的光来再生信息，所述再生设备包括光学拾取器，用光照射所述记录层并接收反射光；以及信号处理单元，基于关于所述光学拾取器接收的所述反射光的信息，再生记录在所述记录层中的信息。
全文摘要
一种记录介质和再生设备，所述记录介质包括感光层、非感光层、以及记录层形成区，在记录层形成区中感光层和非感光层层压。感光层包括记录层，在记录层中，通过在用聚焦光照射的部分中删除或改变平行于记录介质表面形成的干涉条纹来记录信息，或者，使用在用聚焦光照射期间反射的光来再生信息。
文档编号G11B7/004GK102610245SQ201210011509
公开日2012年7月25日 申请日期2012年1月13日 优先权日2011年1月20日
发明者小林诚司, 角洋次郎, 齐藤公博 申请人:索尼公司