高记录密度光学记录媒体的读取方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN03146307.X

申请日:

2003.07.08

公开号:

CN1567442A

公开日:

2005.01.19

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

G11B7/005; G11B7/24

主分类号:

G11B7/005; G11B7/24

申请人:

铼德科技股份有限公司;

发明人:

张勋豪; 陈炳茂

地址:

中国台湾

优先权:

专利代理机构:

北京中原华和知识产权代理有限责任公司

代理人:

寿宁;张华辉

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内容摘要

本发明是关于一种高记录密度光学记录媒体的读取方法,其中该光学记录媒体至少包含:一基板;一第一介电层,设于基板上;一记录层,设于第一介电层上;一第二介电层,设于记录层上;一反射层,于第二介电层上;及当读取资料,光源读取功率、波长、数值孔径带入公式Pr/(λ/NA)其值介于1.15到8mW/um间时,在光学记录媒体上小于光学系统解析极限之下的记录点可被测得记录讯号。该光学记录媒体的记录层材料为含有金属材料的薄膜时,当记录资料小于解析极限的规范,可用满足公式Pr/(λ/NA),(Pr:读取功率,λ:光波长,NA:物镜的数值孔径)其值介于1.15到8mW/um间的读取功率Pr,读取出小于光学系统的解析极限(Resolving limit)下的记录点讯号,而可增加光学记录媒体储存密度。

权利要求书

1、一种高记录密度光学记录媒体的读取方法,其特征在于其中该光学
记录媒体至少包含:
一基板;
一第一介电层,设置于该基板上;
一记录层,设置于该第一介电层上;
一第二介电层,设置于该记录层上;
一反射层,于该第二介电层上;及
当读取资料,光源读取功率、波长、数值孔径带入公式Pr/(λ/NA)其值
介于1.15到8mW/um间时,在该光学记录媒体上小于光学系统解析极限之
下的记录点,可被测得记录讯号。
2、根据权利要求1所述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其特
征在于其中所述的记录层为相变化材料。
3、根据权利要求2所述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其特
征在于其中所述的相变化材料可为含金属的材料。
4、根据权利要求3所述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其特
征在于其中所述的记录层由Ge、Sb、Te、Ag、In、Sn、Se、Ga、Bi、V的
族群至少其中之一,及上述的氧化物或氮化物的组合。
5、根据权利要求1所述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其特
征在于其中所述的第一介电层与第二介电层的材质分别包括氮化硅
(SiNx)、硫化锌-氧化硅(ZnS-SiO2)、氮化铝(AlNx)、碳化硅(SiC)、氮化锗
(GeNx)、氮化钛(TiNx)、氧化钽(TaOx)、氧化钇(YOx)、GeCrN、AlNx等其
中的单一材料层,或一复合材料层。
6、根据权利要求1所述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其特
征在于其中所述的反射层的材质是选自金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、钛(Ti)、
铅(Pb)、铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W)、钽(Ta)、铜(Cu)、钯(Pd)与上述金属的
合金所组的族群。
7、根据权利要求1所述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其特
征在于其更包括一阻绝层介于第二介电层与反射层之间。
8、根据权利要求7所述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其特
征在于其中所述的阻绝层的材质可为SiC、SiO2、TiO2、Al2Ox、GeCrN、GeN、
AlNx其中之一。
9、根据权利要求1所述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其特
征在于其更包括一阻绝层介于第一介电层与记录层之间。
10、根据权利要求9所述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其特
征在于其中所述的阻绝层的材质可为SiC、SiO2、TiO2、Al2Ox、GeCrN、GeN、
AlNx其中之一。
11、根据权利要求1所述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其特
征在于其更包括一第一结晶加速层介于第一介电层与记录层之间。
12、根据权利要求11所述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其
特征在于其中所述的第一结晶加速层的材质可为SiC、GeCrN、GeN、AlN其
中之一。
13、根据权利要求11所述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其
特征在于其更包括一第二结晶加速层介于记录层与反射层之间。
14、根据权利要求13所述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其
特征在于其中所述的第二结晶加速层的材质可为SiC、GeCrN、GeN、AlN其
中之一。
15、根据权利要求1所述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其特
征在于其更包括一树脂保护层,设置于该反射层上。

说明书

高记录密度光学记录媒体的读取方法

技术领域

本发明涉及一种信息存储领域的光学记录媒体的读取方法,特别是涉
及一种具有高记录密度光学记录媒体,可以提高光源读取功率,不需改变现
有习知的光学记录媒体结构,即可增加记录密度,而具有降低材料成本、提
高记录密度等优点的高记录密度光学记录媒体的读取方法。

背景技术

随着信息与多媒体时代的来临,包括计算机、通讯、消费性电子的3C
(Computer、Communication、Consumer electronics)产品对于储存媒体
的储存密度及容量的需求不断增加,由于光盘(Optical disc),例如CD
(Compact Disk)CD-R,CD-RW等,由于具有价格便宜、烧写速度快、携带方
便及与个人计算机兼容性高等优点,而成为记录媒体中的新宠儿,而光盘的
工作原理是利用激光经过物镜聚焦,且通过透明基板以读取利用坑洞(pit)
型态记录在盘片上的信息。

而现今大量信息的流通,更需要储存密度高、小型化、制作成本低的
储存媒体,650MB的光盘已无法符合市场需求,高记录密度光学记录媒体是
目前研究开发的目标,一般而言,增加记录密度的方法有:有效的资料编码、
缩小记录坑洞(点)及轨距(Trac k pitch)、提高光学头(pick up head)的
数值孔径(numerical aperture,NA)、使用短波长激光光源及多层膜技术。

DVD(Digital Versatile Disc,4.7GB)使用高数值孔径的光学透镜及
较短波长激光(波长635-660nm的红光激光)增加记录密度,将记录容量提
升至CD光盘的8倍以上,其关键技术在于,藉由缩短光盘片轨距及缩小光学
读写头的光点大小来提高记录密度,因此,DVD的轨距由1.6μm缩短为0.74
μm,光点大小由1μm缩小为0.65μm。

光点的缩小在于使用短波长激光与加大物镜的数值孔径的结果。时到
今日,光储存媒体又发展出更高储存容量的蓝光光盘,其容量有23.3-27
GB,相当于五片DVD的容量。其对高画质数字信息媒体电视,可录下2小时
以上的节目,而一般电视画质则可录到13小时。蓝光光盘的容量密度提升,
也在于缩小光点与提高透镜的数值孔径能力,现今已发表蓝光盘片的记录
点长度,已可缩小至140nm。

从以上的论述可以发现,光盘片的记录密度发展,皆是朝向缩小激光
聚焦后的光点大小。但是光点缩小,代表着激光光波长的缩短及物镜的数
值孔径(NA)增加,而物镜NA值的提高,势必造成物镜的工作距离(Working
distance)缩短,亦即读取头必须更靠近盘片。缺点在于盘片容易撞击到读
写头,所以其硬件的工艺技术必然比先前硬件高出许多,而且物镜的数值孔
径及激光光波长,并不能无限制的提高NA值及缩短波长。此外,光盘片制造
业在高记录密度的蓝光光盘片制程上,需要投入更高的设备成本,并无法就
现有DVD设备直接转换。

短波长及高数值孔径如何提升记录密度?因为光学系统,都会受到一
光学上的绕射极限(Diffraction limit)的限制,而无法分辨出较聚焦光点
半径还小的两相近记录点大小,这是因为激光光经物镜聚焦后,读取两相近
微小记录点会有绕射极限的限制,而无法分辨清楚两记录点,根据Rayleigh
准则,在远大于波长的距离下观察物品永远会受绕射极限的影响无法解析
出半个波长以下的世界,这样的现象称为光的绕射极限;意即传统的光学
显微镜受限于绕射极限的影响,最佳仅能获得约半个波长(λ/2)的空间分
辨率。所谓的Rayleigh准则:意即两物体的距离必须大于或等于
1.22λ/2nsinθ才能被清楚的分辨出来,其中λ为所使用的光波长,n为所在
的光学介质折射系数,而θ则为用来收集或聚光至侦测器所用的物镜光孔穴
(aperture)的半角(nsinθ=NA)。而计算光点大小的公式则为λ/2NA相近
于绕射极限公式,以DVD红光系统为例,波长=637.7nm、NA=0.6,带入上
式进行计算后值为531nm,意即聚焦光点的大小为531nm。

实际上,目前DVD的最小记录点是400nm,可察觉出其比聚焦光点还小,
应该会受限于绕射极限而无法读取出讯号,这是因为光盘片的讯号记录方
式,采用一周期性的调节记录方法,记录点与记录点间会有一固定大小的
非记录区(约400nm),让光盘读取头在读取记录点链时,形成有不同周期
性的近似方波讯号,如此光驱伺服系统处理讯号上,才会有0与1的数字
信息产生。所以,以两记录点的中心距离为800nm来看(记录点-非记录区
-记录点),其比实际激光聚焦光点还来的大,因此也就不受绕射极限的限
制了。而真正符合光盘片记录点大小的极限公式为λ/4NA,为聚焦光点大小
的一半,称为解析极限。所以DVD红光系统的记录点大小解析极限为265nm
(波长及NA值同上所述),意即小于此极限下的记录点无法被光驱的读取头
测量出CNR讯号。

为了能克服此一问题,开始有人提出近场超解析结构的构想,在既有的
DVD读写系统下,利用近场光学的原理,提升光盘片的储存容量至2-20倍。

近场光学为一新兴光学理论,1928年,英国的E.H.Synge便首先提出
在近场的范围(电磁波尚未产生干涉与绕射之前的距离)内取得光学讯息,
来获得超越绕射极限的高空间分辨率(即解析度);接着,1956年美国的
O’keefe亦提出了一相同的想法,利用一远小于光源波长的孔洞,极贴近待
测物体的表面,探测光学讯息,但是都受限于当时的工程技艺,无法证实此
一概念。而首次以实验来证实这样的理论是E.A.Ash与G.Nicholes在
1972年以波长为3cm的微波,在光的波动行为尚未产生绕射现象的距离内
观察物体,而得到约为1/60波长的空间分辨率,此为近场光学的理论得到首
次验证。

接着1992年美国AT&T及贝尔实验室首先于磁光铂钴(CoPt)多层膜上,
利用近场光学的方式来获得超高密度的表面记录。其方式为利用光纤熔拉
出纳米量级的探针进行送光及收光行为,在磁光铂钴(CoPt)多层膜上写下
了约60nm的记录点,并且可读取出记录点讯号,在他的实验结果显示出在
每平方英  约可记录45Gbits的超高记录密度,但此记录方式有着严重的
困难点,因为纳米量级的光纤探针,容易受外力撞击而损坏,并且需要高
精密的控制设备维持探针在一定的工作距离内,而且读取及记录的速度都
过于缓慢,这对于现今讲求快速存取、移动性高、不易损坏的光储存记录
媒体来说,是一大致命伤。

有了上述的经验,在1998年日本通产省工业研究院的富永淳二博士
(Dr.Junji Tominaga),发表超解析结构(super-resolution optical
near-filed structure;Super-RENS)的近场光学记录方法,彻底的简化近
场记录所需的设备。这个方法的概念很简单,却是研究近场光学记录领域的
一大革命性进展,他的想法便是将做近场记录所需的光纤探针、纳米级光学
孔穴,以及控制探针与样品表面于固定的近场距离的回馈机制,全部由一层
纳米量级的非线性光学薄膜及一层介电层来取代,藉由非线性光学层的材
料特性(例如Sb、AgOx、WOx)及与记录层间隔一固定距离,膜层结构为基
板、下介电层、非线性光学层、中间间隔层、记录层、上介电层,并利用
激光光点中心高温区来有效控制写入小于绕射极限下的记录点(mark size)
大小,并用近场光学的作用原理来读取小于绕射极限以下的记录点讯息,以
达到超高密度近场光学记录的结果。这样的想法可以更有效地将使用近场
光驱或光纤探针所遇到的困难一一排除。其读取原理为一高功率激光光源
经过基板、下介电层之后,在非线性光学薄膜层上,使氧化物薄膜分解析出
金属颗粒,形成一强烈的光散射,在与记录层间隔出的近场光学距离下,避
免绕射极限产生,让散射光源与记录层的记录区及无记录区做吸收与反射
的交互作用,分辨出记录点大小。

利用此技术发展出的近场光盘片,可以在不改变现有光驱读取设备,仅
改变光驱韧体设备、光盘片的沟轨宽度、记录点大小以及光盘片的膜层结
构,就能提高光盘片的记录密度,可提升原有光盘片2-20倍的储存容量。

然而,近场光盘片虽然容量可以提升原有光盘片2-20倍的容量,但它
还需外加一非线性光学层及一介电层。

本发明揭露了一种不同于现有技术以非线性光学层达到超解析现象的
方法,利用简单但不同于一般商业光记录媒体(如CD、DVD等)的读取方
法,应用于一般不具有非线性光学层的记录媒体。

目前的光驱在进行读取时,不论是预录媒体或记录媒体,光驱使用低于
1mW的功率进行读取,所能读取的最小记录点都大于光学解析极限下的记录
点,从未有光驱使用大于1mW的功率进行读取作业,而一般的预录媒体与
记录媒体(如CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD-RW、DVD-RAM)也都不含有上述的非
线性光学层,因此在此系统下,超解析的现象从未被发现与报导。

而目前超解析的研究一直有一种迷思,也就是光盘片必须具有非线性
光学层,才可以经由提高读取的功率去活化非线性光学层,产生表面电浆
而产生超解析现象,从未有人思考过其它的可能性。

本发明以一种不同于传统光学与超解析光学记录媒体的思维,证明了
不具有非线性光学记录媒体也可以藉由提高读取功率而达到超解析的功
能。

在实验上可以发现非线性光学层,经光照射所析出的物质是一金属材
料,才能产生非线性的光学特性,而相变化记录层也是一金属性材料,如果
单就金属材料也能有此非线性光学的特性,将可省略两道制程条件及能够
避免非线性光学层与记录层间交互作用的不稳定性(因为控制一层材料的
最佳化,比两层来的容易)。实验发现,在仅有相变化记录材料的膜层解构,
写入小于解析极限下的记录点,也能读取出小于解析极限下的记录点讯号。

一般的研究没有发现此一现象,是因为目前一般光储存记录媒体,在解
析极限以上的记录点长度的CNR值,当调整其读取功率并不会过度的增加
其CNR值,其会维持在一固定值上下,或是随着读取功率的提高而降低CNR
值(因能量过高,而使记录点被些许的破坏,降低了CNR值)。

由此可见,上述现有的高记录密度光学记录媒体的读取方法仍存在有
缺陷,而亟待加以进一步改进。

为了解决现有的高记录密度光学记录媒体的读取方法的缺陷,相关厂
商莫不费尽心思来谋求解决的道,但长久以来一直未见适用的设计被发展
完成,此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的高记录密度光学记录媒体的读取方法存在的缺陷,
本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识,积
极加以研究创新,以期创设一种新的高记录密度光学记录媒体的读取方法,
能够改进现有的高记录密度光学记录媒体的读取方法,使其更具有实用性。
经过不断的研究、设计,并经反复试作样品及改进后,终于创设出确具实
用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于,克服上述现有的高记录密度光学记录媒体的
读取方法存在的缺陷,而提供一种新的高记录密度光学记录媒体的读取方
法,所要解决的主要技术问题是使其具有在当记录点长度小于光学系统的
解析极限下,也能够读取记录点的光学讯号,克服解析极限的效果,并可
增加媒体记录密度。

本发明的另一目的在于,提供一种高记录密度光学记录媒体的读取方
法,所要解决的技术问题是使其可以降低生产成本,利用原先盘片结构提高
读取功率,而不需另外在记录媒体上增加非线性光学层,即可读取小于解
析极限下的记录点,而具有产业上的利用价值。。

本发明的再一目的在于,提供一种高记录密度光学记录媒体的读取方
法,所要解决的技术问题是使其具有可以使用目前的光学记录媒体装置的
烧录规格进行烧录,而不需要再重新订定规格,从而更适于实用的优点。

本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下的技术方案来实现
的。依据本发明提出的一种高记录密度光学记录媒体的读取方法,其中该
光学记录媒体至少包含:一基板;一第一介电层,设置于该基板上;一记
录层,设置于该第一介电层上;一第二介电层,设置于该记录层上;一反
射层,于该第二介电层上;及当读取资料,光源读取功率、波长、数值孔
径带入公式Pr/(λ/NA)其值介于1.15到8mW/um间时,在该光学记录媒体
上小于光学系统解析极限之下的记录点,可被测得记录讯号。

本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步
实现。

前述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其中所述的记录层为相
变化材料。

前述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其中所述的相变化材料
可为含金属的材料。

前述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其中所述的记录层由Ge、
Sb、Te、Ag、In、Sn、Se、Ga、Bi、V的族群至少其中之一,及上述的氧化
物或氮化物的组合。

前述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其中所述的第一介电层
与第二介电层的材质分别包括氮化硅(SiNx)、硫化锌-氧化硅(ZnS-SiO2)、
氮化铝(AlNx)、碳化硅(SiC)、氮化锗(GeNx)、氮化钛(TiNx)、氧化钽(TaOx)、
氧化钇(YOx)、GeCrN、AlNx等其中的单一材料层,或一复合材料层。

前述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其中所述的反射层的材
质是选自金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、钛(Ti)、铅(Pb)、铬(Cr)、钼(Mo)、
钨(W)、钽(Ta)、铜(Cu)、钯(Pd)与上述金属的合金所组的族群。

前述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其更包括一阻绝层介于
第二介电层与反射层之间。

前述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其中所述的阻绝层的材
质可为SiC、SiO2、TiO2、Al2Ox、GeCrN、GeN、AlNx其中之一。

前述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其更包括一阻绝层介于
第一介电层与记录层之间。

前述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其中所述的阻绝层的材
质可为SiC、SiO2、TiO2、Al2Ox、GeCrN、GeN、AlNx其中之一。

前述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其更包括一第一结晶加
速层介于第一介电层与记录层之间。

前述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其中所述的第一结晶加
速层的材质可为SiC、GeCrN、GeN、AlN其中之一。

前述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其更包括一第二结晶加
速层介于记录层与反射层之间。

前述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其中所述的第二结晶加
速层的材质可为SiC、GeCrN、GeN、AlN其中之一。

前述的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其中其更包括一树脂保
护层,设置于该反射层上。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案
可知,为了达到前述发明目的,本发明的主要技术内容如下:

本发明提供一种高记录密度光学记录媒体的读取方法,其中该光学记
录媒体至少包含一基板、一第一介电层,设置于该基板上、一记录层,该记
录层受到激光光源照射加热后,产生局部的反应与吸热而形成有一反射率
不同的记录点,设置于该第一介电层上、一第二介电层,设置于该记录层上;
一反射层,在该第二介电层上,更包括一树脂保护层,设置于反射层上;当
读取资料时,一光源经由一分光装置,穿过一透镜,投至光学记录媒体上
的记录点时,依不同的反射率反射光源,再透过分光装置折射至一光侦测
器将反射后光强度转成电讯号,再由一译码装置转译成可判读的讯号,当光
源读取功率、波长,数值孔径带入公式Pr/(λ/NA)(此为一经验公式)其值
介于1.15到8mW/um间时,小于光学系统解析极限之下的记录点,可被测
得此记录讯号,Pr为读取功率,单位mW,λ为光源波长,单位um,NA为数值孔
径。当用Pr1大于Pr2且Pr1/(λ/NA)>1.15时,测量小于解析极限下记录点,
所得的CNR值大于Pr2的CNR值,因此可判断Pr1的记录讯号较Pr2佳。

其中,记录层的材质包括由Ge、Sb、Te、Ag、In、Sn、Se、Ga、Bi、V
的族群至少其中之一,及上述的氧化物或氮化物的组合,第一介电层与该
第二介电层的材质分别包括氮化硅(SiNx)、硫化锌-氧化硅(ZnS-SiO2)、氮
化铝(AlNx)、碳化硅(SiC)、氮化锗(GeNx)、氮化钛(TiNx)、氧化钽(TaOx)、
氧化钇(YOx)、GeCrN、AlNx等的其中之一材料层,或一复合材料层,反射层
的材质是选自金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、钛(Ti)、铅(Pb)、铬(Cr)、钼(Mo)、
钨(W)、钽(Ta)、铜(Cu)、钯(Pd)与上述金属的合金所组成的族群。

本发明一种高记录密度光学记录媒体的读取方法,其主要技术内容是
该光学记录媒体的记录层材料为含有金属材料的薄膜时,当记录资料小于
解析极限的规范,可用一满足公式Pr/(λ/NA),(Pr:读取功率,λ:光波长,NA:
物镜的数值孔径)其值介于1.15到8mW/um间的读取功率Pr,读取出小于
光学系统的解析极限(Resolving limit)下的记录点讯号,而可增加光学记
录媒体的储存密度。

借由上述的技术方案,本发明一种高记录密度光学记录媒体的读取方
法,在使用时完全没有现有的高记录密度光学记录媒体的读取方法所存在
的缺陷,因此可达到相当的实用性,并具有产业上的广泛利用价值,兹将
本发明的优点具体说明如下:

1、本发明具有在当记录点长度小于光学系统的解析极限下,也能够读
取记录点的光学讯号,克服解析极限的优良效果,并且可以增加媒体的记
录密度。

2、本发明另还可以降低生产成本,仅是利用原先盘片结构提高读取功
率,而不需再另外在记录媒体上增加非线性光学层,即可读取小于解析极限
下的记录点,而具有产业上的广泛利用价值。

3、本发明具有可以使用目前的光学记录媒体装置的烧录规格进行烧
录,而不需要再重新订定规格,从而更加适于实用的优点。

综上所述,本发明新的高记录密度光学记录媒体的读取方法,可以提
高光源读取功率,不需改变现有习知的光学记录媒体结构,即可增加记录
密度,而具有降低材料成本、提高记录密度等优点。其具有上述诸多的优
点及实用价值,在方法上确属创新,较现有的高记录密度光学记录媒体的
读取方法具有增进的多项功效,更加适于实用,并具有产业的广泛利用价
值。其不论在方法上或功能上皆有较大改进,且在技术上有较大进步,并产
生了好用及实用的效果,而确实具有增进的功效,从而更加适于实用,诚为
一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的
技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例
并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明高记录密度光学记录媒体的读取方法的示意图。

图2A-2D是本发明的光学信息记录媒体的各种结构的部分剖面图。

图3是第一实施例读取功率1.4mW时,与记录点大小、CNR值关系示意
图。

图4是读取功率2.4mW时,在连续读取模式下的经过Equalier EQ讯
号示意图。

图5是第二实施例读取功率与记录点大小、CNR值关系示意图。

图6是第三实施例读取功率2.5mW时,在连续读取模式下的经过
Equalier EQ讯号示意图。

10激光光源                   11分光装置

12透镜                       13光学记录媒体

14光侦测器                   31基板

32第一介电层                 33记录层

34第二介电层                 35反射层

36阻绝层                     371第一结晶加速层

372第二结晶加速层

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的高记录密度光学记
录媒体的读取方法其具体方法、步骤、特征及其功效,详细说明如后。

请参阅图1所示,是本发明一种高记录密度光学记录媒体的读取方法
的示意图,本发明较佳实施例的高记录密度光学记录媒体的读取方法,其主
要包括:一光源10经由一分光装置11,分光装置11穿过一透镜12,投至
光学记录媒体上13的记录点(图中未示)时,依不同的反射率反射光源10,
再透过分光装置20折射至一光侦测器14,将反射后光强度转电讯号经由一
译码装置(图中未示)转译成可判读的讯号。

请参阅图2A至图2D所示,是本发明的光学信息记录媒体的各种结构
的部分剖面图,分别绘示了本发明的高记录密度光学记录媒体的读取方法
的各种盘片的结构。该光学记录媒体,是由一基板31、设置于基板31上的
第一介电层32、设置于第一介电层32上的记录层33,该记录层33受到激
光光源照射加热后,产生局部的反应与吸热而形成有一反射率不同的记录
点、设置于记录层33上的第二介电层34及设置于第二介电层34上的反射
层35,更包括一树脂保护层(图中未示),设置于反射层35上。

上述的基板31,包括具有一讯号表面的透明基板,其材料例如可以是玻
璃、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚甲基丙烯酸甲酯
(Polymethylmethacrylate,PMMA)或环聚烃共聚物(Metallocene Catalyzed
Cyclo Olefin Copolymer,MCOC)等。

上述的第一介电层32,设置于基板31上,其材质包括介电材料,例如
是氮化硅(SiNx)、硫化锌-氧化硅(ZnS-SiO2)、氮化铝(AlNx)、碳化硅(SiC)、
氮化锗(GeNx)、氮化钛(TiNx)、氧化钽(TaOx)、氧化钇(YOx)、GeCrN、AlNx
等的其中之一,该第一介电层32包括单一介电材料层或者是由一层以上的
介电材料层所组成的复合介电材料层。

上述的记录层33,设置于第一介电层32上,其中记录层33的材质为
相变化材料的金属材料,由Ge、Sb、Te、Ag、In、Sn、Se、Ga、Bi、V的
族群至少其中其一,及其氧化物或氮化物所组成,该第二介电层34的材质
分别包括氮化硅(SiNx)、硫化锌-氧化硅(ZnS-SiO2)、氮化铝(AlNx)、碳化
硅(SiC)、氮化锗(GeNx)、氮化钛(TiNx)、氧化钽(TaOx)、氧化钇(YOx)、
GeCrN、AlNx等的其中之一,该第二介电层34包括单一介电材料层或者是
由一层以上的介电材料层所组成的复合介电材料层。

上述的反射层35,其材质是选自金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、钛(Ti)、
铅(Pb)、铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W)、钽(Ta)、铜(Cu)、钯(Pd)与上述金属的
合金所组成的族群,一树脂保护层(图中未示),设置于反射层35上。

当光源读取功率、波长、数值孔径带入公式Pr/(λ/NA)其值介于1.15
到8mW/um间时,小于光学系统解析极限之下的记录点,可被测得该记录
讯号;Pr为读取功率,单位mW,λ为光源波长,单位um,NA为数值孔径。

请参阅图2B所示,本发明高记录密度的光学记录媒体的读取方法,其光
学记录媒体的结构,可包括一阻绝层36介于第二介电层34与反射层35之
间,如图2C所示,该一阻绝层36亦可介于第一介电层32与记录层33之
间,该阻绝层36材料可为SiC、SiO2、TiO2、Al2Ox、GeCrN、GeN、AlNx其
中之一。

请参阅图2D所示,本发明高记录密度的光学记录媒体的读取方法,其
光学记录媒的体结构,可包括一介于记录层33及第一介电层32之间的第
一结晶加速层371,及一介于反射层35及记录层33之间的第二结晶加速层
372,该第一结晶加速层371及第二结晶加速层372的材质可为SiC、GeCrN、
GeN、AlN其中之一。

为了证明本发明提出的一种高记录密度光学记录媒体的读取方法的记
录性质,以下特别依照上述的一种高记录密度光学记录媒体的读取方法,特
例举较佳实施例,并配合所附的图表,详细说明如下。

请参阅图3所示,是本发明一种高记录密度光学记录媒体的读取方法的
第一实施例读取功率1.4mW时,与记录点大小、CNR值关系的示意图,其光学
记录媒体的结构为:PC/ZnS-SiO2/AgInSbTe/ZnS-SiO2/SiC/Ag,从图3可
以发现,其在记录点为200nm,读取功率(readout power,Pr)=1.4mW时,CNR
有38dB的超解析能力。再看它的读取功率值,约1.4mW即可以激活超解析
能力的机制,观察350nm以上的记录点可以发现热效应的影响较少,
Pr=1&1.4mW的CNR curve是重叠在一起,则证明Pr=1&1.4mW的读取能量对
记录层的影响不大,并不会擦拭掉记录点。当读取功率为1.4mW其Pr/(λ/NA)
=1.317且记录点200nm的CNR=38dBP;Pr=1mW其Pr/(λ/NA)=0.941且
记录点200nm的CNR=21dB,符合先前所述的条件(λ=637.7nm;NA-0.6)。

请参阅图4所示,是读取功率2.4mW时,在连续读取模式下的经过
Equalier EQ讯号示意图。在光盘片上写入大范围的200nm记录点,约5mm
宽的记录带,采用连续读取的模式,也就是读取头会一直往下一轨道连续
读取,不再是单一轨道上的重复读取,此方式将避免热过渡积累而擦拭记
录点前,将CNR完整的读取出来,此方式也为光驱的正常读取模式。在连
续读取的模式下,测得200nm在Pr=2.2mW所得的CNR为42dB。

请参阅图5所示,是本发明一种高记录密度光学记录媒体的读取方法
的第二实施例光学记录媒体结构测试结果示意图,该光学记录媒体的结构
为:PC/ZnS-SiO2/GeCrN/GeSbTe/GeCrN/AgCr,采用连续读取的方式所得到
的记录点与CNR的结果,很明显的可以看出,GeSbTe材料在连续读取的模
式下,可以得到非常好的CNR,在读取功率为4mW且记录点为200nm的CNR
可以测得46dB。

请参阅图6所示,是本发明一种高记录密度光学记录媒体的读取方法的
读取功率2.5mW时,在连续读取模式下的经过Equalier EQ讯号示意图,
该光学记录媒体结构为:PC/ZnS-SiO2/GeCrN/Ge2Sb2Te5/GeCrN/AlCr,采用
连续读取的方式所得到的记录点与CNR的结果,在读取功率为2.5mV且记
录点为200nm的CNR可以测得46dB。

综上所述,在红光光学系统下,当光源读取功率、波长、数值孔径带
入公式Pr/(λ/NA)其值介于1.15到8mW/um间时,小于光学系统解析极限
之下的记录点,可被测得其记录讯号,突破解析极限的限制,增加光学记录
媒体的记录密度,且仅需调整读取功率,不必改变光学记录媒体的结构,亦
可节省成本。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式
上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发
明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可
利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效
实施例,但是凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质
对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技
术方案的范围内。

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本发明是关于一种高记录密度光学记录媒体的读取方法,其中该光学记录媒体至少包含:一基板;一第一介电层,设于基板上;一记录层,设于第一介电层上;一第二介电层,设于记录层上;一反射层,于第二介电层上;及当读取资料,光源读取功率、波长、数值孔径带入公式Pr/(/NA)其值介于1.15到8mW/um间时,在光学记录媒体上小于光学系统解析极限之下的记录点可被测得记录讯号。该光学记录媒体的记录层材料为含有金属材。

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