[发明专利]高数据密度光记录介质

说明书

技术领域

本发明涉及高数据密度光记录介质。本发明还涉及从此类光记录介质读 的方法和设备以及母板制作(mastering)此类光记录介质的方法。

背景技术

对高数据密度光记录介质的需求很广。提高数据密度的一种可能是利用 某些可获得超过读光束的衍射极限的分辨率的物理效应。近来，已经示出金 属尖端的电场强度能强烈地增强。参见，例如，A.Bouherlier等：“Near Field Second Harmonic Generation Induced by Local Field Enhancement”，Phys.Rev. Lett.90，Num.3(2003)013903-1。E.J.Sanchez等：“Near-field Fluorescence Microscopy Based on Two-photon Excitation with Metal Tips”，Phys.Rev.Lett. 82，Num.20(1999)，在页4014报导了比率为1000比3000的增强效应。为有 效地激发这些电场，优选采用径向偏振的圆环形状的光束。此类圆环形状光 束具有缩小的光点尺寸。例如，当NA＝0.9时，由纵向场生成的光点尺寸(直 径)以1.22的比率缩减。参见J.Stradler等：“Tighter focusing with a parabolic mirror”，Opt.Lett.33，Num.7(2008)，页681。

发明内容

本发明的目的是：提出一种光记录介质结构以及相应的拾取装置，以将 上述效应运用于光数据存储。

根据本发明，光记录介质有标记，这些标记具有尖端，被在强电场的影 响下生成可测效应的材料覆盖。此类材料的例子为荧光材料、二次谐振生成 的材料、或者引起偏振随强度变化的材料。标记优选具有角锥形或圆锥形。

当光学记录介质上的标记由经聚焦的、优选是圆环形状的光束照射时， 标记将主要放大光束电场的纵向分量，并在尖端生成强烈增强的电场。有利 地，标记被金属材料覆盖。这使尖端处的电场增强得更多。而且，用适合的 材料覆盖尖端，将生成二次谐振光，即，为最初波长的一半的光。二次谐振 的强度取决于电场的平方。因而，在高斯形状强度分布的情形，有效光点尺 寸则以1.41的比率缩减。当使用圆环形状光束读取时，光点尺寸则以1.22 的附加比率缩减。将两个比率合起来，达到1.41×1.22＝1.72的光点尺寸缩 减率。这让容量增加至3倍。这个值仅为偏小估计。因为场加强效应还有非 线性部分，容量的增加还要大。作为二次谐振生成的材料的替代，标记也可 以相似地用荧光材料覆盖，这是因为荧光也优先生成于强电场处。此外，还 可采用其他在强电场的影响下在光记录介质的尖端处生成可测效应的措施， 例如，依赖于强度的偏振变化。

优选地，较长的标记，即2T、3T等，由相邻或部分交叠的标记的序列 组成。这简化了制造光记录介质的母板，后面将参照用于光记录介质的母板 制作方法解释。替换地，较长的坑由拉长的基底部分组成，这些基底部分上 面设有几个相邻的或者交叠的角锥或者圆锥形状标记。

根据本发明的另一特征，用来从本发明的光记录介质读的设备具有生成 读光束的光源和将读光束转化成为圆环形状光束的束成形器。同诸如近场存 储的高容量存储方法所需的拾取装置相比，该设备仅需要相对简单的拾取装 置。同时，拾取装置很容易向下兼容诸如蓝光(BluRay)或DVD的其他格 式。

相似地，从本发明的光记录介质读的方法具有步骤：

-生成读光束，

-将读光束转化成为圆环形状光束，优选使用束成形器，

-用所述圆环形状光束照射位于所述光记录介质上的标记，以及，

-探测在光记录介质处生成的二次谐振光或者荧光。

圆环形状光束使得光记录介质上的光束的光点尺寸缩减，从而使得在标 记尖端的电场更强。当使用抛物柱面镜聚焦光束时，光点尺寸能进一步缩减。

有利地，二向色性或者偏振束分离器将在光记录介质处生成的二次谐振 光、荧光或者偏振方向旋转的光与反射的读光线分离。这允许容易地分离将 由标记生成的光与反射读光束分离。此外，束分离器允许使用反射读光束进 行聚焦和跟踪控制。