[發明專利]光學元件,光學頭和信號重放方法

無效

• 申請號: 01119641.6
• 申請日: 2001-04-14
• 公開（公告）號: CN1336651A
• 公開（公告）日: 2002-02-20
• 發明（設計）人: 渡邊健次郎;玉田仁志
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: G11B7/12
• 分類號: G11B7/12;G11B7/13;G02B13/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張志醒

本發明涉及一種能夠檢測比光斑小的標記的新型光學元件，應用該光學元件的光學頭和應用該光學頭的信號重放方法。

在光學記錄領域中，要求在高密度下記錄信號。為達到這樣的要求，提出了各種記錄和重放方法。

例如，在用讀取光束照明光學記錄介質以讀取信號的光學頭的技術領域中，已設計出用固體浸沒式透鏡(下面將表示為“SIL”)或者固體浸沒式反射鏡(下面將表示為“SIM”)作為在高密度下記錄和/或讀取信號的光學元件，并且采用近場邊緣光束讀取比以前具有更高數值孔徑(NA)的信號。

另一方面，為了測量待測物體的形狀，已提出在干涉顯微鏡的端部設置金屬針。

金屬針是尖端銳利至具有大約100nm的頂點。該尖端與待測物體表面上非常薄的Cr涂層產生電磁相互作用。該相互作用的大小取決于尖點和Cr涂層之間的距離。

聚焦在尖點的光由于上述電磁作用而產生相位偏移。波動相移約等于10-8/，但是該相移可用尖點和來自遠端位置光之間的相差干涉加以檢測。(參照作者為F.Zenhausern，M.P.O’Boyle和H.K.Wickeramasinghe，在1994年9月2日Appl?Phys.Lett.65(13)上發表的題為“Apertureless?near-field?OpticalMicroscope’和作者為Y.Martin，S.Rshton和H.K.Wickeramasinghe，在1997年7月7日Appl.Phys.Lett.71(1)上發表的題為“Optical?Data?Storage?Read?Out?at256Gbits/sq.in.”的文章，)。

希望上述理論能夠用于檢測比SIL和SIM所檢測的更高分辨率的信號。可是，該理論還沒有在光學記錄領域中實際采用。例如，為有效實現該理論，懸臂不得不總是距光盤表面一恒定的距離。在上述文獻已公開的方法中，對光盤照明的激光并不是來自懸臂后面的讀取光束，并且按照激光束的運動進行伺服控制，以控制尖點和光盤之間的距離為數十nm。但是，由于懸臂移動緩慢，不可能進行高速讀取。

本發明的目的是克服上述現有技術的不足，在光記錄領域中簡便地引入上述理論。

更具體地說，本發明的目的是提供一種能夠檢測比由光學系統聚焦光斑小的標記的光學元件，應用該光學元件的光學頭和應用該光學頭的信號重放方法。

上述目的可通過提供一種光學元件來實現，該光學元件具有埋入透鏡表面基本上與之垂直的導電元件，并且導電元件的直徑和寬度比透鏡表面上光斑的直徑和寬度小。

上述目的也可以通過提供一種光學頭來實現，該光學頭具有設置在滑動器上的光學元件，通過用讀取光束照射光學記錄介質來讀取信號，光學元件包括埋入透鏡表面基本上與之垂直的導電元件，該導電元件的直徑或寬度小于透鏡表面光斑的直徑。

另外，上述目的可通過提供信號重放方法來實現，按照本發明該方法包括步驟為：分離來自相同光源的激光束，使其入射到光學元件上，在光學元件的焦平面上形成兩個光斑，在其中一個光斑的相應位置處設置一個導電元件，其直徑或寬度小于光斑的直徑，并且拾取入射在導電元件上的光斑作為檢測光束，同時拾取另一光斑作為參考光束，以及在從光記錄介質返回光束之間的干涉效應下讀取信號。

替代地，上述目的也可通過提供信號重放方法達到，按照本發明的方法包括如下步驟：用激光束照射光學元件，在由激光束產生的光斑中心位置設置導電元件，并向導電元件提供高頻電流，以及通過提取與該高頻同等的信號并讀取記錄在光記錄介質中的信號來檢測在光記錄介質上的導電材料和導電元件之間的相互作用。

本發明的基本原理是檢測由埋入光學元件中的導電元件和光學記錄介質表面上的導電材料之間產生的電磁相互作用引起的光束的微小相位改變。

導電元件具有比透鏡表面上光斑直徑小的直徑或寬度。因此，能夠檢測出比光斑小的標記。

另外，埋入的導電元件與光學元件結合為一體。這樣，光學頭不需要復雜的伺服控制結構，并且能夠實現高速讀取信號。

本發明的這些目的和其他的目的、特點和改進將通過下面結合附圖詳加描述的光學元件、光學頭和信號重放方法的最佳實施例更多地顯示出來。?

圖1是埋入金屬的SIL實例的結構簡圖；

圖2是埋入金屬的SIL另一實例的結構簡圖；

圖3是摻入精細Si的SIL實例的結構簡圖；

圖4是埋入透明導電材料的SIL實例的結構簡圖；

圖5是超SIL實例的結構簡圖；

圖6是SIM實例的結構簡圖；

圖7是埋入導電元件的SIL實例的結構簡圖；