[发明专利]光学存储介质和用于读取各个数据的装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学存储介质，具体地涉及包括用于在只读区域中以高数据 密度存储数据的超分辨率近场(super resolution near field)结构的光盘、以及 用于从存储介质读取相应数据的装置。

背景技术

光学存储介质是以光学可读方式例如利用拾取器存储数据的介质，该拾 取器包括用于照亮(illuminate)光学存储介质的激光器、以及用于在读取数 据时检测激光束的反射光的光电检测器。同时已知许多种光学存储介质，它 们以不同的激光波长操作，并具有不同的尺寸以提供从一千兆字节(GB)以 下到高达50千兆字节的存储容量。格式包括诸如音频CD和视频DVD之类 的只读格式、一次写入的光学介质、以及像例如CD-RW、DVD-RW、DVD+RW 以及DVD-RAM之类的可重写格式。在这些介质中，沿着介质的一层或多层 中的轨道存储数字数据。

当前具有最高的数据容量的存储介质是蓝光盘(BD)，其允许在双层盘 上存储50GB。当前可用的格式为只读BD-ROM、可重写BD-RE、以及一次 写入BD-R盘。为了读取和写入蓝光盘，使用利用405nm的激光波长的光学 拾取器。在蓝光盘上，使用320nm的轨距(track pitch)、以及从2T到8T最 大9T的标记长度(mark length)，其中T是通道比特长度(channel bit length)， 该通道比特长度对应于138nm到160nm的最小标记长度。有关蓝光盘系统的 其它的信息可以例如经由因特网www.blu-raydisc.com从蓝光组得到。

与蓝光盘相比，具有超分辨率近场结构(超RENS)的新的光学存储介 质提供在一维中将光学存储介质的数据密度增大三或四倍的可能。通过使用 所谓的超RENS结构或者层，这是可能的，该超RENS结构或者层被置于光 学存储介质的信息层之上，并显著减小被用于从光学存储介质读取或者向光 学存储介质写入的光斑的有效尺寸。该超分辨率层也被称为掩模(mask)层， 这是因为其置于数据层之上，并且只有激光束的高强度的中心部分能够穿透 该掩模层。

超RENS作用(effect)允许记录和读取在光盘的标记中存储的数据，该 标记具有小于被用于读取或写入盘上的数据的激光束的分辨率极限的尺寸。 如已知的，激光束的分辨率的衍射极限大约为lambda/(2×NA)，其中lambda 是波长，NA是光学拾取器的物镜的数值孔径。

从WO 2005/081242和US 2004/0257968已知包括以下的超RENS光盘： 超分辨率近场结构，其由金属氧化物或聚合体化合物组成；以及相变层，其 由基于GeSbTe或AgInSbTe的结构组成，用于记录数据和再现数据。超分辨 率光学介质的其它示例在WO 2004/032123以及Tominaga等人在Appl.Phys. Lett.Vol.73、No.15、1998年10月12日的论文中有所描述。

超RENS作用允许增大用于读取光盘上的标记的光学拾取器的分辨率， 但是不允许减小轨距。

在Journal of Opt.Soc.Am.A/Vol.14、No.6、1997年6月Marx和Psaltis 的“Optical diffraction of focused spots and sub-wavelength structures”中，讨论了 所提出的新的数字视频盘格式的凹坑(pit)的衍射行为。根据数值分析，光 盘的凹坑的相位深度(phase depth)很大程度上取决于入射光束的极化。对 于在λ/2和λ之间的凹坑宽度(其中λ是入射光的波长)，TM极化光的相位 深度基本保持恒定，但是表现出对TE极化光的凹坑宽度的很强的依赖性。 与波导模型(wave guide model)相一致地解释结果，其中对于d＜λ/2的情况， 只有瞬逝(evanescent)TE波能够存在，并且只有TM 0模能够传播。为了单 独测量每个极化TE、TM，提出一种光学机构(set up)，其包括返回部分中 的极化分光器以及每个极化分量的标准检测器阵列。

发明内容