WO2004107040A1

WO2004107040A1 - 情報記録媒体およびその製造方法、並びに記録再生方法、光学情報記録再生装置

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Publication number: WO2004107040A1
Application number: PCT/JP2004/007660
Authority: WO
Inventors: Teruhiro Shiono; Hiroaki Yamamoto; Seiji Nishino; Tatsuo Ito
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2004-05-27
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2005-11-28
Also published as: US20110090780A1; EP1630599A4; KR101098700B1; US20060246375A1; JPWO2004107040A1; KR20060036914A; CN1795417B; CN1795417A; JP4469336B2; EP1630599A1

Abstract

記録部(3)を含み、記録部(3)に記録光または再生光が照射されることにより情報が記録または再生される情報記録媒体であって、記録光の波長をλ１とすると、記録部(3)は、波長がλ１／ｎの第１の光を吸収して第１の光よりも長波長の第２の光を発生する第１の蛍光体と、第２の光を吸収して光学定数が変化するフォトンモードの感光材料とを含み、第１の蛍光体の記録光に対するｎ光子吸収感度が、感光材料の記録光に対するｎ光子吸収感度よりも大きい。だたし、ｎは２以上の整数である。

Description

情報記録媒体およびその製造方法、並びに記録再生方法、光学情報記

技術分野

明

本発明は、情報ビットを記録可能な情報記録媒体およびその製造方法並びに記録再生方法、光学情報記録再生装置に関する。特に、高感度 · 書

髙速記録可能なフォトンモードの情報記録媒体およびその製造方法、並びに記録再生方法、光学情報記録再生装置に関する。

背景技術

情報を 3次元的に記録することが可能な情報記録媒体として、従来、図 9に示す情報記録媒体があった（河田善正他： "多層膜構造を有する有機記録媒体を用いた 3次元光メモリ" 、 Opt i cs 〗apan 2000 講演予稿集 p. 95-96、 7pB12 (2000 年））。この記録媒体では、ガラス基板 1 0 4上に、フオトンモードの記録材料を用いた記録層 1 0 1 a〜 1 0 I dと、中間層 1 0 2 a〜 1 0 2 cとが交互に配置されている。フォトンモードの記録材料には、ウレタンーゥレア共重合体が、中間層には、 P V A (ポリビニルアルコール）膜または P MM A (ポリメチルメタァクリレート）膜が用いられている。

この情報記録媒体の複数の記録層 1 0 1 a〜 1 0 1 dのうち、所望の記録層に、対物レンズ 1 0 6でレーザ光 1 0 8を集光する（収束光 1 0 7を照射する）ことにより、情報を記録することができる。ここで用いられるレ一ザ光 1 0 8は、パルス幅が約 1 0 0フェムト秒でピ一クパヮ —が非常に高いパルスレ一ザ光である。このようなパルスレーザ光を記録層 1 0 1 a〜 l 0 1 dに集光することにより、非線形吸収現象の 1つである 2光子吸収を利用して記録層 1 0 1 a〜 l 0 1 dに情報を記録でさる。

具体的には、記録層 1 0 1 a〜 1 0 1 dにおける収束光 1 0 7の照射領域のうち、収束光のパワー密度の高い部分（集光点）で 2光子吸収が起こり、実際に照射された光（記録光）の波長の半分の波長を有する光が照射されたような現象が生じて情報ビット 1 0 5が書き込まれる。情報ビット 1 0 5に低パワーの光を集光し、その反射光を、対物レンズ 1 0 6を介して光検出器（図示せず）で検出することにより、信号再生を行うことができる。この情報記録媒体は、記録層が対物レンズの光軸方向（z軸方向）に複数積層されているので、 3次元的な情報の記録が可能となり、記録容量が大きい。

しかし、上記従来の情報記録媒体は、記録層の記録感度が良くないという問題があった。このため、 1パルスで 1つの情報ビットを形成する 1回書きをする場合、光源として、ピークパワーが非常に大きい（約 1 O O k W程度の）フェムト秒レーザを用いる必要があり、光源の構造が複雑になるという問題があった。または、ピークパワーがそれより小さい光源を用いる場合は、同じ場所を多数回（例えば数十〜数千回）繰り返し記録する必要があり（フォトンモード記録材料を用いているため蓄積記録が可能）、書き込み速度が遅くなるという問題があった。発明の開示

本発明の情報記録媒体は、記録部を含み、前記記録部に記録光または再生光が照射されることにより情報が記録または再生される情報記録媒体であって、前記記録光の波長を λェとすると、前記記録部は、波長 λ ェ/ ηの第 1の光を吸収すると第 2の光を発生する第 1の蛍光体と、前記第 2の光を吸収して光学定数が変化する、フォ卜ンモードの感光材料とを含み、前記第 1の蛍光体の前記記録光に対する n光子吸収感度が、前記感光材料の前記記録光に対する n光子吸収感度よりも大きいことを特徴とする。だだし、 nは 2以上の整数である。

本発明の記録再生方法は、本発明の情報記録媒体に対して情報を記録または再生する記録再生方法であって、前記記録光を前記記録部に照射し、前記第 1の蛍光体から発生した前記第 2の光により前記感光材料の光学定数を変化させる工程を含み、前記工程において、前記第 2の光の波長は、前記記録光および前記再生光の波長よりも短いことを特徴とする。

本発明の情報記録媒体の製造方法は、 1層以上の記録層を含む記録部を含み、前記記録部に記録光または再生光が照射されることにより情報が記録または再生される情報記録媒体の製造方法であって、第 1の蛍光体と感光材料とを含む塗料を塗布することにより前記記録層を形成する工程を含み、前記記録光の波長を λ 3_とすると、前記第 1の蛍光体は、波長 λェ/ ηの第 1の光の吸収により第 2の光を発生し、前記感光材料は、前記第 2の光の吸収により光学定数が変化し、前記第 1の蛍光体の前記記録光に対する η光子吸収感度は、前記感光材料の前記記録光に対する η光子吸収感度よりも大きいことを特徴とする情報記録媒体の製造方法。

本発明の光学情報記録再生装置は、本発明の情報記録媒体に対して情報の記録および再生を行う光学情報記録再生装置であって、記録光を出射する光源と、再生光を出射する光源と、前記記録光および前記再生光を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記録媒体で反射した光を検出する光検出器と、を備え、前記情報記録媒体の前記記録部の光学定数の変化を利用して、前記記録部に情報ビットを形成することを特徴とする。図面の簡単な説明

図 1 Aは、本発明の実施の形態 1における情報記録媒体の断面構成および情報を記録/再生する様子を示す説明図であり、図 I Bは、図 1 A に示す情報記録媒体の記録層の拡大図である。

図 2 A〜図 2 Dは、本発明の実施の形態 1における情報記録媒体の各製造工程における断面図である。

図 3は、本発明の実施の形態 1における光学情報記録再生装置の光学ヘッドを示す略構成図ある。

図 4 Aは、本発明の実施の形態 2における情報記録媒体の断面構成および情報を記録 Z再生する様子を示す説明図であり、図 4 Bは、図 4 A に示す情報記録媒体の記録層の拡大図である。

図 5 Aは、本発明の実施の形態 3における情報記録媒体の断面構成および情報を記録/再生する様子を示す説明図であり、図 5 Bは、図 5 A に示す情報記録媒体の記録層の拡大図である。

図 6 Aは、本発明の実施の形態 4における情報記録媒体の断面構成および情報を記録/再生する様子を示す説明図であり、図 6 Bは、図 6 A に示す情報記録媒体の記録層の拡大図である。

図 7は、本発明の実施例の情報記録媒体における 1ビット記録時のェネルギー閾値およびピークパワー閾値とレ一ザ光のパルス幅との関係を示す図である。

図 8は、比較例の情報記録媒体における 1ビット記録時のエネルギー閾値およびピークパワー閾値とレーザ光のパルス幅との関係を示す図である。

図 9は、従来の情報記録媒体の一例の断面構成および信号を記録 Z再生する様子を示す説明図である。発明を実施するための最良の形態

本発明の情報記録媒体では、記録光の波長を λェとすると、波長が λ , ( ηは 2以上の整数）の第 1の光を吸収して第 2の光を発生する性質を有する第 1の蛍光体と、第 2の光を吸収して屈折率等の光学定数が変化するフオトンモードの感光材料（以下、感光材料と略す。）とを含んでいる。第 1の蛍光体の記録光に対する η光子吸収感度は、感光材料の記録光に対する η光子吸収感度よりも大きい。そのため、本発明の情報記録媒体では、感光材料に直接 η光子吸収により情報ビットを記録するよりも、情報の記録が高感度および高速に行われる。また、記録感度が向上するので、従来のように非常に高いピークパワーを有するレーザ光でなくても、 1パルスで 1つの情報ビットを形成できる。

尚、本明細書では、感光材料は、光の作用により物理的変化または化学的変化を生じる材料のことであり、得に、光の作用により屈折率等の光学定数が変化する材料が好ましい。

本発明の情報記録媒体では、例えば、記録部が 1層以上の記録層を含み、記録層は、感光材料と感光材料に混合された第 1の蛍光体とを含んでいる。

本発明の情報記録媒体では、例えば、記録部が複数の記録層を含み、複数の記録層は、記録光および再生光に対して実質的に透明な中間層を介して積層されている。尚、本明細書において、記録光および再生光に対して実質的に透明であるとは、記録光および再生光のうち散乱成分を除いて記録光おょぴ再生光をほとんど吸収なしに透過させることをいう < 具体的には、 1層あたりについて透過率 9 5 %以上であることが好ましく、透過率 9 9 %以上であることがより好ましい。本発明の情報記録媒体では、例えば、記録部が、第 1の蛍光体を含む記録補助層と、記録補助層に接して配置され感光材料を含む記録層とを含んでいてもよい。

本発明の情報記録媒体では、例えば、記録層および記録補助層からなる積層体が複数設けられており、互いに隣り合う積層体間には、記録光および再生光に対して実質的に透明な中間層が設けられていてもよい。本発明の情報記録媒体では、例えば、記録部全体が記録層である。この場合、記録層の厚みは、記録光の波長および再生光の波長のうちの長い方の波長の 2倍以上が適当である。

本発明の情報記録媒体では、例えば、情報記録媒体に記録された情報を消去するために照射される消去光の波長を λ ₂とすると、記録部は、波長 λ ₂ Ζ ηの第 3の光を吸収して第 4の光を発生する第 2の蛍光体をさらに含んでいると好ましい。第 4の光の波長は、 A i Z nよりも長く、情報が記録された感光材料の吸収波長域に含まれる。また、第 2の蛍光体の消去光に対する n光子吸収感度は、情報が記録された感光材料の消去光に対する n光子吸収感度よりも大きい。記録部がこのような第 2 の蛍光体を含んでいると、 n光子吸収を利用した情報の消去感度が向上する。

本発明の情報記録媒体では、好ましくは、第 2の光の波長が、記録光および再生光の波長よりも短い。例えば、第 2の光の波長は、 0 . 3 m以上 0 . 5 以下であると好ましい。第 2の光の波長が、 0 . 3 m以上 0 . 5 m以下であると高密度記録が可能である。

本発明の情報記録媒体では、感光材料の記録光および再生光に対する吸収率よりも、感光材料の第 2の光に対する吸収率の方が高ければよいが、感光材料は、記録光および再生光に対して実質的に透明であると好ましい。感光材料が記録光および再生光に対して実質的に透明であると、より一層の三次元的な情報の記録および再生が可能となる。

本発明の情報記録媒体では、好ましくは、感光材料が、第 1の光を吸収可能な材料を含んでいる。感光材料が、第 1の光を吸収可能な材料を含んでいると、記録感度が高まり好ましい。

本発明の情報記録媒体では、感光材料には、例えば、フォトクロミツク材料が用いられる。フォトクロミック材料としては、ジァリールェテン等が挙げられる。感光材料は、側鎖型液晶性高分子またはフォトポリマーであってもよい。記録層に含まれる感光材料がジァリールェテンである場合、記録層は、記録光および再生光に対して実質的に透明な樹脂をさらに含んでいることが好ましい。ジァリールェテンの再結晶化を抑制できるからである。また、第 1の蛍光体が再結晶化し易い材料である場合に、第 1の蛍光体の再結晶化も抑制できる。

本発明の情報記録媒体では、第 1の蛍光体は粒子であり、その粒子の平均粒子径は、記録光および再生光の波長よりも小さいと好ましい。粒子の平均粒子径が記録光および再生光の波長よりも小さいと、回折損失や散乱損失が抑制され光損失を抑制できる。

粒子は、例えば、無機材料からなる。粒子は、半導体材料であってもよい。半導体材料のエネルギーギャップは、 2 . 5 e V以上 8 . 3 e V 以下であると好ましい。半導体材料からなる粒子は、例えば、水素がド一ビングされて不活性化されていると好ましい。

第 1の蛍光体は、有機蛍光色素であってもよい。第 1の蛍光体が有機蛍光色素である場合、記録層は、記録光および再生光に対して実質的に透明な樹脂をさらに含んでいると好ましい。記録層が、記録光および再生光に対して実質的に透明な樹脂を含んでいると、濃度消光を低減できる。記録光および再生光に対して実質的に透明な樹脂は、例えば、デンドリマーポリマーを含んでいると好ましい。デンドリマーポリマーを含んでいると、隣り合う第 1の蛍光体（分子）の会合を抑制して、濃度消光による発光効率の低下を効果的に抑制できる。有機蛍光色素は、パラセットフェニル系色素を含んでいると好ましい。

感光材料および第 1の蛍光体がともに有機材料である場合、感光材料および第 1の蛍光体のうちのいずれか一方の材料の側鎖に、他方の材料が結合されていると好ましい。また、感光材料、第 1の蛍光体および第 2の蛍光体が有機材料である場合、感光材料、第 1の蛍光体および第 2 の蛍光体からなる群から選ばれる 1種の材料の側鎖に、残りの 2種の材料のうちの少なくとも 1種の材料が結合されていると好ましい。

本発明の記録再生方法によれば、本発明の情報記録媒体に高密度記録できる。

本発明の情報記録媒体の製造方法によれば、本発明の情報記録媒体を容易に、且つ低コストで作製できる。

本発明の情報記録媒体の製造方法では、記録光および再生光に対して実質的に透明な材料からなる塗料を塗布することにより中間層を形成する工程をさらに含み、記録層を形成する工程と、中間層を形成する工程とを、所定の数だけ交互に繰り返すと好ましい。これにより、記録層が複数層積層された情報記録媒体を、容易に、且つ低コストで作製できる本発明の情報記録媒体の製造方法では、記録層を形成する工程において、第 1の蛍光体と感光材料と第 2の蛍光体とを含む塗料を塗布することにより記録層を形成してもよい。ただし、情報記録媒体に記録された情報を消去するために照射される消去光の波長を λ ₂とすると、第 2の蛍光体は、波長が λ ₂ Ζ ηの第 3の光を吸収して第 4の光を発生し、第 4の光の波長は、よりも長く、情報が記録された感光材料の吸収波長域に含まれ、第 2の蛍光体の消去光に対する η光子吸収感度は、情報が記録された感光材料の消去光に対する n光子吸収感度よりも大きい。

本発明の光学情報記録再生装置によれば、本発明の情報記録媒体に対して、情報を記録できる。

本発明の光学情報記録再生装置は、好ましくは、消去光を出射する光源をさらに更に備えている。消去光を出射する光源は、好ましくは、フラッシュランプである。消去光を出射する光源として、フラッシュランプを備えていると、 1光子吸収により複数の情報ビットを一括消去することができる。

本発明の光学情報記録再生装置において、記録光を出射する光源は、パルスレーザ光源であり、パルス幅は、 1 0 0フェムト秒から 1 0ナノ秒であると好ましい。また、再生光を出射する光源の波長が、記録光を出射する光源の波長よりも短いと好ましい。再生光を出射する光源の波長が、記録光を出射する光源の波長よりも短いと、より高密度化が可能となる。 . 本発明の光学情報記録再生装置においては、記録部に記録されている情報ビットを通過しない順序で、情報記録媒体の記録部に情報ピットを 3次元的に記録する事が好ましい。例えば、情報記録媒体の記録部中に、対物レンズからより離れた位置から近い位置に向って、順に、情報ビットを記録することが好ましい。このような順序で情報ビットを記録すると、情報ビットによる散乱光や不要回折光等の迷光を減らすことができる。

本発明の光学情報記録再生装置においては、記録光を出射する光源と再生光を出射する光源とが共通であると好ましい。光源が一つとなり、光学情報記録再生装置の構成が簡単となる。

(実施の形態 1 ) 本発明の実施の形態 1の情報記録媒体およびその製造方法、並びに記録再生方法、光学情報記録再生装置について、図 1〜図 3を用いて説明する。

図 1 Aは、本実施の形態の情報記録媒体の断面構成および情報を記録および再生する様子を示している。図 1 Bは、図 1 Aに示した記録層の拡大図である。図 2は、本実施の形態の情報記録媒体の各製造工程における断面図を示している。図 3は本実施の形態の光学情報記録再生装置の光へッドの概略構成を示している。

図 1 Aに示すように、本実施の形態の情報記録媒体には、基板 9上に記録部 3および保護層 4が形成されている。記録部 3は、複数の記録層 1 a〜 1 ίと複数の中間層 2 a〜 2 eとを含み、記録層と中間層とが交互に積層されている。すなわち、記録部 3には、基板 9側から、記録層 l a、中間層 2 a、記録層 l b、 · · ·、記録層 1 e、中間層 2 e、および記録層 1 f がこの順に積層されている。本実施の形態の情報記録媒体は、記録部 3に複数の記録層を含むことで、平面的な情報の記録に加えて、厚さ方向への情報の記録が可能である。尚、以下、記録層 l a〜 1 f のうちの任意の記録層について述べるときは記録層 1とし、中間層 2 a〜2 eのうちの任意の中間層について述べるときは中間層 2とする図 1 Aに示すように、本実施の形態の情報記録媒体は、情報の記録時および再生時には、保護層 4が光の入射側となる。記録時には、レーザ光を対物レンズ 6により記録層 1 a〜 1 ίのいずれかに集光して（収束光 7 ) 、情報ビット 5を形成する。再生時には、レーザ光 8を対物レンズ 6により所望の記録層 1 a〜 l ίに集光し（収束光 7 ) 、情報ビット 5によって反射された光を利用して情報を再生する。

図 1 Bは、記録層 1 (図 1 Αに示す領域 1 2内）の拡大図である。記録層 1は、第 1の蛍光体 1 1が、感光材料 1 0に分散されて形成されている。記録層 1において、感光材料 1 0と第 1の蛍光体 1 1とは、ほぼ均一に混合されていると好ましい。

第 1の蛍光体 1 1は、記録光の波長を λ とすると、波長 A i / nの光（第 1の光）を吸収して λ よりも長波長の光（第 2の光）を発生する性質を有する。一方、感光材料 1 0は、第 2の光を吸収でき、第 2の光を吸収すると光学定数が変化する性質を有する。また、感光材料 1 0には、記録光および再生光に対する吸収率よりも、第 2の光に対する吸収率の方が高い材料が選択されている。第 1の蛍光体 1 1の記録光に対する n光子吸収感度は、感光材料 1 0の記録光に対する n光子吸収感度よりも大きい。そのため、波長 λェの記録光を記録層 1に照射して、あたかも第 1の光（波長 A i / n ) を第 1の蛍光体 1 1に吸収させたような現象、すなわち、 n光子吸収を引き起こし、第 1の蛍光体 1 1から発生する第 2の光を感光材料 1 0に吸収させて情報ビット 5を記録する方が、感光材料 1 0に直接 n光子吸収により情報ビットを記録するよりも、情報の記録が、高感度および高速に行われる。

尚、 n光子吸収は、 2光子吸収（n = 2 ) および多光子吸収（nは 3 以上の整数）を含む。 2光子吸収では、吸収感度が光の強度のほぼ 2乗に比例し、多光子吸収では吸収感度が光の強度のほぼ n乗に比例する。また、第 1の蛍光体 1 1について、記録光に対する吸収率よりも、第 1 の光に対する吸収率の方が大きければ大きいほど、光パワー密度の高い集光点で、 2光子吸収や多光子吸収等の非線形現象が生じ易くなる。その結果、良好な情報ビット 5が形成できる。

本実施の形態の情報記録媒体では、図 1 Bに示すように、記録層において、第 1の蛍光体 1 1と感光材料 1 0とが均一に混合されているので、後述する実施形態 2の情報記録媒体よりも、第 1の蛍光体 1 1と感光材料 1 0との距離が近い。そのため、よりはっきりとした輪郭の情報ビットを形成できる。

記録の際、感光材料 1 0は、第 1の蛍光体 1 1から発生する第 2の光の少なくとも一部を吸収して、例えば、屈折率や吸収スペクトル等の光学定数が変化するが（光学定数が変化した部分が情報ビット 5となるが）、 3次元的な記録を行う場合、光学定数の変化は、光学的損失が少ない点で屈折率の変化であることが好ましい。一方、第 1の蛍光体 1 1 はそれ自体光学定数は変化せず、触媒のように作用して記録感度を向上させる。

感光材料 1 0に直接例えば 2光子吸収により情報ビッ卜を記録する従来の情報記録媒体では、感光材料 1 0の吸収波長が、記録光の波長（以下「記録波長」とも言う。）の半分の波長を含んでいる必要がある。一方、本実施の形態の情報記録媒体では、感光材料 1 0の吸収波長は、必ずしも記録波長の半分の波長を含んでいる必要はなく、第 2の光（蛍光）の波長が感光材料 1 0の吸収波長に含まれていればよい。一般に、感光材料よりも蛍光体の方が材料選択の自由度が高いので、本実施の形態の情報記録媒体では、記録波長の選択の自由度が高まる。

本実施の形態の情報記録媒体では、第 2の光の波長が、記録波長および再生光の波長（以下「再生波長」とも言う。）の両波長よりも短くなるように第 1の蛍光体 1 1を選択すると、高密度記録が可能となり好ましい。具体的には、第 2の光の波長が、例えば、 0 . 3 m以上 0 . 5 i m以下、より好ましくは 0 . 1 5 ;w m以上 0 . δ Πΐ以下となるように、第 1の蛍光体 1 1を選択すると好ましい。

感光材料 1 0としては、例えば、フォトクロミック材料、側鎖型液晶性高分子、またはフォトポリマ一等の、フオトンモードで記録できる材料が使用できる。フォトクロミック材料では、一旦記録された情報を消去可能であり、リライタプル（R/W) 記録が行える。フォトクロミツク材料には、例えば、ジァリ一ルェテン、スピロピラン、ピオロゲン等、およびそれらの誘導体が挙げられる。例えば、ァゾベンゼンの側鎖に液晶を結合させた側鎖型液晶性高分子では、記録後の情報ビット 5の屈折率変化が大きく（例えば、 Δη= 0. 2〜0. 5) 、再生光の S/N を大きくできる点において好ましい。また、偏光方向を記録でき、記録容量をほぼ 2倍に増やすことが可能である。フォトポリマ一は、ライトワンス記録に適しており、安定な記録が可能である。また、本実施の形態の情報記録媒体に用いられる感光材料 1,0としては、吸収波長が 0. 3 zm〜0. 5 mの範囲内にあるものが適当である。

なかでも、熱に対して安定で、繰り返し記録に対する耐久性が高い記録層を形成できる、ヘテロ 5員環をァリール基としてもつジァリ一ルェテンを含んでいると好ましい。尚、上記ジァリールェテンには、様々な誘導体も含まれる。具体的には、 1, 2-Bis[2-methylbenzo[b] thiophen- 3-yl] -3, 3, 4, 4, 5, 5-hexaf luoro-1 -eye 1 open tene, 2, 3- Bis (2, 4, 5-t r line thyl-3-thienyl) -maleic Anhydride、 2, 3-Bis (2, , 5-ir imet yl-3-thie nyl)maleimide cis-1, 2-Dicyano-l, 2 - bis (2, , 5-trimeihyl-3-thienyl )et ene等が挙げられるが、これらに制限されない。

ジァリールェテンを感光材料 1 0として用いる場合、記録層 1が、記録光および再生光に対して実質的に透明な樹脂をさらに含んでいると、ジァリ一ルェテンの再結晶化を抑制できる点において好ましい。上記樹脂としては、 PMMAや紫外線硬化樹脂等が挙げられる。記録層 1における、上記樹脂とジァリールェテンとの重量比は、 1 0 ： 1 00〜 1 0 0 : 1 00程度が適当である。

また、感光材料 1 0は、第 1の蛍光体 1 1が発生する第 2の光の少なくとも一部を吸収して、例えば、屈折率や吸収スペクトル等の光学定数が変化する性質を有しているが、同時に、第 1の波長の光の一部を吸収して光学定数が変化する性質を有していてもよい。感光材料 1 0が第 1 の光も吸収可能であると、第 1の光および第 2の光の両方の光によって情報を記録でき、記録感度が高まる。

すなわち、本実施の形態の情報記録媒体は、記録部を含み、記録部に記録光または再生光が照射されることにより情報が記録または再生される情報記録媒体であって、記録部が、波長が λェ/ηの第 1の光を吸収して第 1の光よりも長波長の第 2の光を発生する第 1の蛍光体と、第 1 の光および第 2の光を吸収して光学定数が変化する感光材料とを含んでいる。

例えば、感光材料に、吸収波長が 0. 3 1 /m〜0. 4 2 mのジァリ一ルェテンを、第 1の蛍光体に、酸化亜鉛粒子（平均粒子径 0. 0 2 lim) を用いれば、第 1の光の波長を 0. 3 3 xmとすると、第 1の蛍光体から発生する第 2の光の中心波長は 0. 3 9 xmとなる。第 1の光および第 2の光の波長はともに、ジァリールェテンの吸収波長（0. 3 l ^m〜 0. 4 2 m) に含まれているので、ジァリールェテンは、第

1の光および第 2の光を吸収できる。

このような情報記録媒体においては、第 1の蛍光体の記録光に対する n光子吸収感度が、感光材料のそれよりも大きくなくても、記録感度を高めることは可能である。第 1の蛍光体の記録光に対する n光子吸収感度が、感光材料の記録光に対する n光子吸収感度よりも大きいと、さらに記録感度が向上するので、好ましい。

また、感光材料 1 0は、第 1の蛍光体 1 1が発生する第 2の光の少なくとも一部を吸収して、例えば、屈折率や吸収スペクトル等の光学定数が変化する性質を有するが、第 2の光より長波長の記録光や再生光に対しては、実質的に透明であることが望ましい。一方、第 1の蛍光体 1 1 については、第 1の光に対する吸収率の方が、記録光および再生光に対する吸収率よりも大きいが、第 1の蛍光体 1 1についても、記録光および再生光に対して実質的に透明であると好ましい。このように、感光材料 1 0および第 1の蛍光体 1 1が、記録光および再生光に対して実質的に透明であると、記録光および再生光が、記録部 3のうちの光の照射側から離れた側へ、それほど減衰されずに届く。そのため、より一層の三次元的な情報の記録および再生が可能となる。

第 1の蛍光体 1 1が粒子である場合、その平均粒子径は、実質的に記録波長および再生波長より小さいと好ましい。回折損失を抑制して光損失を防ぐことができるからである。さらには、平均粒子径が、記録波長および再生波長のうちの短い方の波長の 1 Z4より小さいと好ましい。回折損失のみならず散乱損失もかなり抑制でき、迷光が減らせ、光利用効率を高めることができる。粒子と感光材料との屈折率差が、例えば、 0. 5以下、さらには 0. 3以下となるように、第 1の蛍光体および感光材料を選択すれば、散乱損失を実質的に問題ない程度にまで小さくでき、光利用効率がさらに高まる。尚、この場合、粒子の一部が凝集してみかけの粒径が記録波長および再生波長よりも長い粒子（凝集塊）が存在する場合も含まれる。また、粒子が凝集している場合でも、凝集した状態でみかけの粒径が記録波長および再生波長よりも短いことがより好ましい。

記録層 1が、例えば、約 1 / m以下の薄膜である塲合、感光材料 1 0 と粒子 1 1との体積比は、 1 00 : 1〜 1 00 : 2 00程度が適当である。体積比が上記範囲内であれば、粒子による散乱損失はそれほど問題とならず、記録感度は実用レベルである。特に、上記体積比は、 1 0 0 : 6 0〜； L 00 : 140であると好ましい。情報ビット 5は、感光材料 1 0が第 1の蛍光体 1 1から発生する第 2の光を吸収し、感光材料 1 0の光学定数が変化することにより形成されるので、第 1の蛍光体 1 0 が多いほど記録感度が高まると考えられるが、第 1の蛍光体 1 1が多すぎると感光材料 1 0が少なくなりすぎて、屈折率変化量が小さくなりすぎ、情報ビット 5が形成されにくくなる。上記体積比が 1 0 0 ： 6 0〜 1 0 0 : 1 4 0であると、記録感度が良く、良好な情報ビット 5が形成でき、好ましい。

蛍光体には、感光材料よりも、所定の波長の記録光に対する 2光子吸収感度が遥かに大きいものがある。具体的には、後述する第 1の蛍光体には、 2光子吸収感度が、ジァリールェテン（感光材料）の 2光子吸収感度の数 1 0〜数 1 0 0 0倍と高いものがある。多光子吸収により情報が記録される情報記録媒体では、波長 A i Z n ( nは 3以上の整数）の第 1の光を吸収し、感光材料 1 0よりも記録光に対する n光子吸収感度が大きい第 1の蛍光体 1 1を選択すればよい。

第 1の蛍光体 1 1には、例えば、無機材料を用いることができる。無機材料を用いることにより、耐環境性の優れた記録層を形成できる。なかでも、直接遷移型の半導体材料は、そのエネルギーギャップに応じた波長の蛍光を発生するので好ましい。この特性は、 2光子吸収や多光子吸収により情報ビット 5を形成するのに適している。間接遷移型の半導体材料では、例えば、その平均粒子径が約 1 0 n m以下であると、量子サイズ効果によりその粒子サイズに応じて蛍光を生じるようになり、第 1の蛍光体 1 1として好適に用いることができる。エネルギーギヤップが 2 . 5 e V以上 8 . 3 e V以下の半導体材料を用いると、第 2の光の波長を、 0 . 1 5 ^ m以上 0 . 5 m以下に設定でき、高密度記録が可能となる。

半導体粒子は、平均粒子径が、例えば、数 1 0 n m以下と小さくなると、多くの表面準位を持つようになる。粒子が多くの表面準位をもっと、表面の欠陥で励起子が無輻射失活して蛍光（第 2の光）が生じにくくなる。そのため、半導体粒子は不活性化されていると好ましい。半導体粒子が不活性化されていると、第 2の光の発生量を高めることができ、記録感度が向上する。不活性化の方法は色々あるが、例えば、パルス変調高周波誘導プラズマを用いて、水素をドーピングする方法（高濃度の水素を粒子に溶解させる方法）等が挙げられる。

直接遷移型の半導体粒子としては、例えば、エネルギーギャップが 3. 2 e V (蛍光の波長（以下「蛍光波長」とも言う） 0. 3 9 urn) の酸化亜鉛（Z n〇）、エネルギーギャップが 3. 6 2 e V (蛍光波長 0. 34 m) の窒化ガリウム（G aN) 、エネルギーギャップが 2. 6 e V (蛍光波長 0. 48 m) のセレン化亜鉛（Z n S e)'、エネルギーギャップが 2. 5 e V (蛍光波長 0. 5 m) のリン化アルミニウム

(A 1 P) 、エネルギーギャップが 3. 6 e V (蛍光波長 0. 3 m) の硫化亜鉛（Z n S) 、およびエネルギーギャップが 2. 5 e V (蛍光波長 0. 5 m) の硫化カドミウム（C d S) からなる群から選ばれる少なくとも 1種が挙げられる。

感光材料がジァリールェテンを含む場合は、 Z nO、 GaN、および Z n Sからなる群から選ばれる少なくとも 1種が好ましい。これらの蛍光波長は、ジァリ一ルェテンの吸収波長（感光波長）に含まれている。間接遷移型の半導体粒子としては、例えば、シリコン（S i ) 、ゲルマニウム（G e)、酸化スズ（S n〇₂) 、酸化チタン（T i 0₂) 、酸化タングステン（W0₃) 、チタン酸ストロンチウム（S r T i 0₃) 、炭化シリコン（ S i C ) 、および酸化ィンジゥム（ I n ₂〇 ₃ ) からなる群から選ばれる少なくとも 1種が挙げられる。間接遷移型の半導体粒子の平均粒子径は約 1 0 nm以下であることが好ましい。平均粒子径が小さいほど波長の短い蛍光（第 2の光）を発生するので、高密度記録が可能となる。尚、平均粒子径が、 3 0 nm〜 5 0 nmよりも大きくなると、蛍光が発生し辛くなる。

第 1の蛍光体 1 1に用いられる他の無機材料としては、例えば、蛍光波長が 0. 3 9 のユーロピウム付活ピロ燐酸ストロンチウム ·マグネシゥム（（S r， Mg) ₂P ₂〇₇ : E u) や、蛍光波長が 0. 3 5 mのバリウムシリゲート等が挙げられる。これらは、蛍光発生の効率が高いからである。

第 1の蛍光体には、有機材料を用いてもよい。有機材料には有機蛍光色素が挙げられる。有機蛍光色素のなかでも、蛍光波長（第 2の光の波長）が 0. 3 /im〜0. 5 mに含まれる、 2，，，， 5，，， —ジデシルパラセットフエニル（2，，，， 5，，， -didecyl-p-septphenyl) 等のパラセットフェニル系色素が好ましい。高密度記録が可能だからである。

パラセットフェニル系色素を第 1の蛍光体として用いる場合、第 1の光の波長を、例えば、 0. 2 0 m〜0. 3 8 zmに設定すれば、パラセットフエニル系色素は第 2の光として、中心波長が 0. 3 9 m (蛍光波長 0. 3 6 m〜0. 4 5 /zm) の蛍光を発生する。この場合、感光材料 1 0には、吸収波長が 0. 3 6 111〜0. 4 5 mの材料を選択すればよい。また、記録波長は、 2光子吸収による記録では、 0. 4 /2 m〜0. 7 6 の範囲内で選択すればよい。

その他の有機蛍光色素としては、パラテルフエニル（p— T e r p h e n y l、蛍光波長 0. 34 m) 、 TMQ (蛍光波長 0. 3 5 m) 、 B P BD- 3 6 5 (蛍光波長 0. 3 6 5 ^ m) 、 P BD (蛍光波長 0. 3 6 6 m) 、 P P〇（蛍光波長 0. 3 7 2 zm) 、パラクオ一夕フエニル（p— Qu a t e r p h e n y し蛍光波長 0. 3 74 m) 、ェクザライト 3 7 7 E (E a 1 i t e 3 7 7 蛍光波長 0. 3 7 7 m) 、ェクザライト 3 9 2 E (蛍光波長 0. 3 9 2 m) 、ェクザライト 4 0 0 E (蛍光波長 0. 3 9 7 ^ m) 、ェクザライト 3 5 1 (蛍光波長 0. 3 5 1 m) 、ェクザライト 3 7 6 (蛍光波長 0. 3 7 6 m) 、ェクザライト 3 84 (蛍光波長 0. 3 8 4 m) 、ェクザライト 3 8 9 (蛍光波長 0. 3 8 9 /zm) -、ェクザライト 3 9 2 A (蛍光波長 0. 3 9 2 m) 、ェクザライト 3 9 8 (蛍光波長 0. 3 9 8 m) 、ェクザライト 4 04 (蛍光波長 0. 404 τη) 、ェクザライ .ト 4 1 1 (蛍光波長 0. 4 1 1 m) 、ェクザライト 4 1 6 (蛍光波長 0. 4 1 6 m) 、ェクザライト 4 1 7 (蛍光波長 0. 4 1 7 im) 、ェクザライト 4 2 8 (蛍光波長 0. 4 2 8 m) 、 B BQ (蛍光波長 0. 3 8 ^m) ， LD 3 9 0 (蛍光波長 0. 3 9 πι) 、 a— Ν Ρ Ο (蛍光波長 0. 4 m) 、 P BBO (蛍光波長 0. 4 m) 、 DP S (蛍光波長 0. 40 6 ^m) 、 BBO (蛍光波長 0. 4 1 m) 、 P OPOP (蛍光波長0. 4 1 9 m) 、 B i s— MS B (蛍光波長 0. 4 2 1 m) 、スチルベン 4 2 0 (S t i l b e n e、蛍光波長 0. 4 2 m) 、 L D 4 2 3 (蛍光波長 0. 42 3 m) 、 LD 42 5 (蛍光波長 0. 42 5 m) 、クマリン 440 (C o uma r i n 44 0> 蛍光波長 0. 44 m) 、クマリン 445 (蛍光波長 0. 44 5 m) 、クマリン 45 0 (蛍光波長 0. 4 5 2 m) 、クマリン 46 0 (蛍光波長 0. 4 6 xm) 、クマリン 4 6 6 (蛍光波長 0. 46 6 m) 、クマリン 47 3 (蛍光波長 0. 47 3 urn) 、クマリン 47 8 (蛍光波長 0. m) 、クマリン 48 0 (蛍光波長 0. 48 m) 、クマリン 48 1 (蛍光波長 0. 4 8 1 ^m) 、クマリン 48 5 (蛍光波長 0. 48 5 M m) 、クマリン 4 8 7 (蛍光波長 0. 48 7 xm) 、 LD 48 9 (蛍光波長 0. 48 9 m) 、クマリン 49 0 (蛍光波長 0. 49 m) 、 LD 49 0 (蛍光波長 0. 49 m) 、クマリン 4 9 8 (蛍光波長 0. 4 9 8 、クマリン 5 0 0 (蛍光波長 0 . 5 x m) 等が挙げられる。

感光材料と第 1の蛍光体とがともに有機材料である場合、これらは記録層 1内において互いに混合されているだけでもよいが、感光材料の側鎖に第 1の蛍光体が結合しているか、または、第 1の蛍光体の側鎖に感光材料が結合していると好ましい。このように、感光材料および第 1の蛍光体のうちのいずれか一方の材料の側鎖に、他方の材料が結合された化合物を用いて記録層を形成すると、両者が隣接しているため、記録感度がより一層向上する。また、感光材料と粒子状の第 1の蛍光体とを混合して記録層を形成する場合のように、感光材料と粒子状の第 1の蛍光体とを均一性よく混ぜ合わせる必要がない。そのため、記録層の作製が容易となる。例えば、感光材料 1 0がジァリ一ルェテンである場合、第 1の蛍光体はパラセットフェニル系色素が好ましい。パラセットフェニル系色素の蛍光波長の中心波長は、ジァリールェテンの吸収波長の中心波長にほぼ一致しているからである。

上記化合物を形成する、感光材料と第 1の蛍光体との配合割合は、感光材料 1 0 0質量部に対して、第 1の蛍光体は 1 0〜 5 0質量部あると好ましい。感光材料の量が少なすぎると屈折率変化量が小さくなりすぎ、第 1の蛍光体の量が少なすぎると、記録感度向上の効果が十分に得られないからである。

複数の中間層 2 ( 2 a〜 2 e ) は、第 1の光の波長（λ i Z n ) から記録波長および再生波長のうちの大きい方の波長までの波長域（λノ！！〜ェまたは再生波長）の光に対して、実質的に透明な材料で形成されていることが望ましい。中間層 2が、第 1の光、記録光および再生光に対して実質的に透明であると、第 1の光、記録光および再生光が、記録部のうちの光の照射側から離れた側へ、それほど減衰されずに届く。そのため、三次元的な情報の記録および再生が行い易い。中間層 2の材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂、 PMMA、ポリエステル樹脂等を用いることができる。また、記録層 1に、感光材料または第 1の蛍光体の再結晶化を抑制する目的で樹脂が添加されている場合、その樹脂と実質的に同じ樹脂で中間層を形成すれば、記録層と中間層との境界面において、化学反応、例えば侵食等の問題が生じることを抑制でき、好ましい。尚、ここで、実質的に同じ材料とは同種類の物質という意味であって、例えば重合度の違いで分子量が異なる場合であつても同じ材料である。

基板 9および保護層 4は、例えばポリカーボネート、 PMMA、ノルポルネン樹脂、またはシクロォレフイン樹脂等にて形成できる。

次に、本実施の形態の情報記録媒体に対する記録再生方法について、具体例を挙げて説明する。下記の具体例は、 2光子吸収による記録を前提とした例である。

第 1の蛍光体 1 1として、例えば、半導体材料である酸化亜鉛（Zn 0) 粒子を用い、感光材料 10として、例えば、ジァリールェテンを用いた。ジァリ一ルェテンは、光で記録可能なフオトンモードの記録材料である。酸化亜鉛粒子の平均粒子径は、記録波長（例えば、 0. 66 m) および再生波長（例えば、 0. 63 jitm) よりも実質的に小さく、例えば、 0. 01 iim〜0. 03 mである。ジァリールェテンの吸収波長は 0. 3 1 m〜0. 42 zmである。記録層 1における酸化亜鉛粒子とジァリールェテンとの体積比は、例えば、 10 ： 100〜 100 ： 100程度とした。

酸化亜鉛粒子（第 1の蛍光体）は、波長が約 0. 38 m以下の光に対してはほぼ不透明である。したがって、 2光子吸収による記録を前提にした場合、第 1の光の波長は 0. 38 m以下であればよいが、この例では、 0. 33 ^ mとした。記録層 1に、例えば、ピークパワーが、 1 W〜400 W程度であり、パルス幅が、例えば 1 00フェムト秒〜 1 0ナノ秒と小さい記録光を照射すると、記録光が、対物レンズ 6により集光されて光のパヮ一密度の高い部分（集光点）で、記録波長（例えば、 0. 6 6 /m) が半分（例えば、 0. 3 3 /xm) になったかのような効果が生じ、酸化亜鉛粒子 (第 1の蛍光体 1 1) は、第 2の光（例えば、 0. 3 9 zm) を発生する。次いで、第 2の光をジァリールェテン（感光材料 1 0) が吸収するジァリールェテンは第 2の光を 1光子吸収することにより、その光学定数、例えば屈折率が変化し、情報ビット 5が記録される。第 2の光の波長は、例えば、 0. 3 9 imであるので、高密度記録が行える。尚、ジァリールェテンの 1光子吸収感度が 2光子吸収感度よりも高いことは言うまでもない。

この記録層 1では、波長が 0. 6 mの光に対してはほとんど透明であるので、再生に際しては、 0. 6 mより長波長の、例えば、波長 0. 6 3 ■imの光を出射可能な半導体レーザを用いれば、複数の記録層 1を通過する再生光の光損失を少なくできる。

次に、本実施の形態の情報記録媒体の製造方法について、図 2 A〜図 2 Dを用いて説明する。

まず、基板 9を用意し（図 2 A参照）、基板 9上に、例えば、スピンコート等の方法で、感光材料および第 1の蛍光体を含む塗料を塗布して記録層 l aを形成する（図 2 B参照）。さらにその上に、例えばスピンコート法等の方法で、中間層の材料を含む塗料を塗布することにより中間層 2 aを形成する（図 2 C参照）。さらにその上に、同様に記録層 1 b、中間層 2 b、記録層 1 c · · ·、記録層 1 ： f を繰り返し形成する。最後に、保護層 4の材料を含む塗料を、記録層 1 f に塗布して保護層 4 を形成するか、またはフィルム形成法等を用いて記録層 1 f 上に保護層 4を形成する（図 2 D参照）。このように、材料を塗布して記録層および中間層を形成することにより、容易に、かつ低コストで本実施の形態の情報記録媒体を作製できる。

また、中間層または記録層を余剰に形成し、余剰に形成した部分（つまり記録部 3の一部であって、光が入射する側の部分）を保護層 4としてもよい。すなわち、記録層 1 f 上に中間層 2 a〜 2 eと同様の層をさらに形成して保護層 4とするか、または、記録層 1 f を厚く形成してその一部を保護層 4として機能させることも可能である。このようにすれば、記録部 3と別工程で保護層 4を形成する必要がなくなり、保護層 4 を記録部と実質的に同じ材料とすることができる。

次に、本実施の形態の光学情報記録再生装置および記録再生方法について説明する。

図 3に示すように、本実施の形態の光学情報記録再生装置の光学へッドには、再生用と記録用の 2種類の光源 2 0 a、 2 O bが設けられ、光源 2 0 a、 2 0 bから情報記録媒体 2 2までの光路中に、ビームスプリッ夕 1 8 a、 1 8 b , コリメータレンズ 1 6、フォーカス誤差信号 Zトラック誤差信号検出素子 1 5、立ち上げミラー 1 2 1、球面収差補正素子 1 3、対物レンズ 6が配置されている。光源 2 0 aは、波長が例えば 0 . 6 3 i mの再生用の半導体レーザ光源であり、光源 2 O bは、波長が例えば 0 . 6 6 mであり、パルス幅が例えば 1 0 0フェムト秒〜 1 0ナノ秒の記録用の半導体パルスレ一ザ光源である。

尚、本実施の形態の光学情報記録再生装置においては、記録用の光源と再生用の光源とを別に設けているが、記録用の光源および再生用の光源を一つの光源で兼用することも可能である。この場合、例えば波長 0 . 6 6 mの光源を用い、記録時にはパルス発振させてピークパワーの大きいレ一ザ光を出射し、再生時には連続発振させてピークパワーの小さいレーザ光を出射するように設定すれば、本実施の形態の情報記録媒体の記録および再生を実現できる。記録用の光源および再生用の光源を一つの光源で兼用すれば、光学情報記録再生装置の構成がより簡単となる。

2光子吸収による記録では、ピークパワーが高い方が記録のエネルギ一の閾値が低くなり有利であるが、記録用のレーザ光のパルス幅が長くなるに従い、情報記録媒体 2 2に 1ビットを記録するピークパワーの閾値が低下する傾向がある（ただし、記録エネルギーの閾値は大きくなる ) 。これは、レ一ザ光のパルス幅が長くなるとその分エネルギーが大きくなるためであると考えられる。比較的低いピークパワーで記録できれば、記録用の光源 2 0 bの半導体レーザの構造を簡単にできる。ピークパワーが、例えば、 5 0 W以下であると実用上好ましい。そのためには、パルス幅は 6ピコ秒以上 1 0ナノ秒以下とすることが好ましい。尚、エネルギーの閾値は、レーザ光のパルス幅にピークパワー閾値を乗じた値である。

記録時においては、光源 2 0 bから出射されたレーザ光 2 1 bは、ビ —ムスプリッ夕 1 8 aにより y軸方向に折り曲げられ、コリメータレンズ 1 6により略平行光となり、回折型のフォーカス誤差信号 /トラック誤差信号検出素子 1 5を透過（0次回折光利用）して、立ち上げミラー 1 2 1によって光路を z軸方向に折り曲げられる。そして、 z軸方向に折り曲げられたレーザ光 8は、球面収差補正素子 1 3を通過して、対物レンズ 6によって情報記録媒体 2 2の記録部 3に集光（収束光 7 ) し、図 1に示すように、情報ビット 5 (図 1参照）が形成される。情報ビッ卜 5は、記録層の光学定数の変化を利用して形成されるが、本実施の形態では、主として感光材料 1 0の屈折率変化を利用して記録している。屈折率変化を利用した情報の記録では、光の吸収損失を低減できる。再生時においては、光源 2 0 aから出射されたレーザ光 2 1 aは、ビ一ムスプリッタ 1 8 aと 1 8 bを透過して、コリメ一夕レンズ 1 6により略平行光となり、回折型のフォーカス誤差信号/トラック誤差信号検出素子 1 5を透過（0次回折光利用）して、立ち上げミラー 1 2 1によつて光路を z軸方向に折り曲げられる。そして、 z軸方向に折り曲げられたレーザ光 8は、球面収差補正素子 1 3を通過して、対物レンズ 6によって情報記録媒体 2 2の記録部 3に集光（収束光 7 ) する。

情報ビットによって反射されたレーザ光は、逆方向に折り返し、対物レンズ 6、球面収差補正素子 1 3、立ち上げミラー 1 2 1を順に通過し、回折型フォーカス誤差信号 Zトラック誤差信号検出素子 1 5によって、複数の光に分岐され（1次回折光利用。ただし、図 3においては簡略化のため、回折型フォーカス誤差信号 Zトラック誤差信号検出素子 1 5 からビームスプリッタ 1 8 bまでの光路において分岐光は図示せず。）、コリメ一夕レンズ 1 6により収束光となり、さらにビームスプリツ夕 1 8 bにより一 z軸方向に偏向される。一 z軸方向に偏向された複数の分岐光 1 7 a〜 1 7 cは、ピンホールアレイ 1 4のそれぞれのピンホ一ル 1 4 a〜 1 4 cを通過して光検出器 1 9 a〜 1 9 cで検出される。また、本実施の形態においては、複数のピンホールを有するピンホールアレイ 1 4を分岐光 1 7 a〜 1 7 c全体のほぼ焦点の位置に設置しているが、別々のピンホールを分岐光 1 7 a〜 1 7 cのそれぞれの焦点に対応する位置に配置してもよい。ピンホール 1 4 a〜 1 4 cの大きさをそれぞれ分岐光 1 7 a〜l 7 cよりも小さくすることによって、収束光 1 7 a〜 1 7 cの中心部の光のみを検出し、収束光 1 7 a〜1 7 cの周辺付近に分布する不要な高次収差光を除去することができる。これにより、再生信号だけでなくサーポの誤差信号の S ZNまでも向上させることができる。尚、分岐光 1 7 a〜 l 7 cの周辺光を削除すると光量が低下するため、この場合は検出器 1 9 a〜 1 9 cに A P D (アバランシェフオトダイオード）を用いて信号強度を強めることが好ましい。複数の記録層を含む情報記録媒体の場合、材料の制限で検出光量が大きくとれないので、その理由からも A P Dを用いることが好ましい。

また、ピンホールアレイ 1 4 a〜 1 4 cの大きさを分岐光 1 7 a〜 1 7 cより小さくすることに代えて、分岐光 1 7 a〜 l 7 cより小さい面積の光検出器 1 9 a〜 1 9 cで分岐光 1 7 a〜 1 7 cをそれぞれ検出するようにしても、同様の効果が得られる。

さらに、トラック誤差信号に対応する分岐光 1 7 b、 1 7 cのみをピンホールアレイ 1 4のピンホール 1 4 b、 1 4 cに通過させて、分岐光 1 7 b、 1 7 cを光検出器 1 9 b、 1 9 cで検出し、フォーカス誤差信号に対応する分岐光 1 7 aはピンホールを通さないで、例えば 4分割の光検出器 1 9 aで直接検出するようにしてもよい。このような配置では、フォーカス検出法として、例えば非点収差法を用いることができる。また、この時の光検出器 1 9 aの面積は、検出位置での分岐光 1 7 aの断面積より小さくすると高次収差成分を減らすことができる。

本実施の形態においては、対物レンズ 6として、開口率 N Aが大きい、例えば、 0 . 8 5の単レンズを用いたが、対物レンズ 6は 2枚組にしても良い。

本実施の形態では、既に記録された情報ビット 5を通過しない順で、記録部 3内に、順次、情報ビット 5を 3次元的に記録するようにした。このような順序で記録することにより、情報ビット 5による、散乱光、不要回折光等の迷光を減らすことができる。具体的には、対物レンズ 6 からもっとも離れた位置に配置された記録層（図 1では、記録層 l a ) から順に、近い記録層へと情報ビット 5を形成することにより、上記順序は実現可能である。図 1に示す情報記録媒体では、記録層 l a、記録層 1 b、記録層 1 c、 · · · というように、 — z軸方向に 3次元的に記録すればよい。この時、収束光 7が通過する記録層 1の厚さが情報ビット 5の記録深さにより異なるので、光源 2 0 a、光源 2 O bから対物レンズ 6までの光路中に設けた球面収差補正素子 1 3で、記録深さに応じて球面収差量を制御しながら記録することが好ましい。これにより、良好な情報ビット 5を形成できる。球面収差補正素子 1 3には、屈折率分布が可変である液晶素子、または凹レンズと凸レンズとを組み合わせてァクチユエ一夕で両レンズの光軸方向の間隔を可変にしたビームエキスパンダーや、ディフォーマブルミラ一や反射マイクロミラ一を並列配置し、光位相を制御して球面収差を補正するマイクロマシン等を利用できる。

尚、記録順については、情報ビット 5の未記録部分が存在する場合は、収束光 7が既に記録された情報ビット 5を通過しないのであれば、常に一 z軸方向でなくともよい。

さらに、感光材料にフォトクロミック材料を用いた情報記録媒体に対して情報の記録および再生を行う光学情報記録再生装置では、消去用の光源を搭載していると好ましい。消去用の光源を搭載していると、リライタブル可能な光学情報記録再生装置を実現できる。 2光子吸収を利用して情報を消去する場合は、例えば、波長が 0 . 9 8 mの消去用のパルス半導体レーザを用いることができる。情報記録媒体に含まれる感光材料が、例えば、ジァリールェテンである場合、記録後のジァリールェテン（情報ビットが形成された箇所のジァリールェテン）は、緑色の光を吸収する。記録後のジァリ一ルェテンが、波長 0 . 4 9 の光を吸収すると情報ビットが消去される。また、波長 4 5 0 n m〜 5 8 0 n m の緑色発光ダイオード（L E D ) や、緑色の光を含む光を発するフラッシュランプ等を消去用の光源として用いれば、 1光子吸収を利用して、複数の情報ビットを一括消去することができる。

(実施の形態 2 )

本発明の実施の形態 2の情報記録媒体およびその製造方法、並びに記録再生方法、光学情報記録再生装置について、図 4 Aおよび図 4 Bを用いて説明する。

図 4 Aは、本実施の形態の情報記録媒体の断面構成および情報を記録および再生する様子を示している。図 4 Bは、図 4 Aに示した記録層の拡大図である。

図 4に示すように、本実施の形態の情報記録媒体には、基板 3 9上に記録部 3 3および保護層 3 4が形成されている。記録部 3 3は、記録層および記録補助層の積層体が、中間層を介して複数積層されている。すなわち、記録部 3 3には、基板 3 9側から、記録補助層 3 7 a , 記録層 3 1 a , 中間層 3 2 a , 記録補助層 3 7 b、記録層 3 1 b、中間層 3 2 b · · ·、中間層 3 2 e、記録補助層 3 7 f および記録層 3 1 ίがこの順に積層されている。本実施の形態の情報記録媒体は、記録部 3 3に複数の記録層を含むことで、平面的な情報の記録に加えて、厚さ方向に複数層重ねて情報の記録を行うことができる 3次元的な記録を可能としている。尚、以下、記録層 3 1 a〜 3 1 f のうち任意の記録層について述ベるときは記録層 3 1とし、中間層 3 2 a〜 3 2 eのうち任意の中間層について述べるときは中間層 3 2とし、記録補助層 3 7 a〜 3 7 f のうち任意の記録補助層について述べるときは記録補助層 3 7とする。図 4 Bは、記録層 3 1および記録補助層 3 7 (図 4 Aに示す領域 3 6 内）の拡大図である。図 4 Bに示すように、記録補助層 3 7が記録層 3 1に接して設けられている。記録補助層 3 7は、バインダーとしての樹脂 4 0等に粒子状の第 1の蛍光体 4 2が分散されて形成されており、記録層 3 1は、感光材料から形成されている。尚、記録層 3 1は、感光材料以外に、例えば、 P MM Aや紫外線硬化樹脂等の、記録光および再生光に対して実質的に透明な樹脂を含んでいてもよい。記録補助層 3 7に含まれる樹脂（バインダー）の量は、記録補助層 3 7の形状を保持できれば特に制限はなく、例えば、 1体積％〜 1 0体積％程度含まれていればよい。

上記樹脂（バインダー）は、記録光および再生光に対して実質的に透明であることが必要とされる。バインダーは、第 1の蛍光体 4 2から発生する蛍光（第 2の光）により光学定数が変化する材料である必要はなく、むしろ変化しない方が好ましい。本実施の形態の情報記録媒体では、上記樹脂（バインダー）が記録材料として機能するのではなく、記録層 3 1に記録がなされるからである。上記樹脂（バインダー）としては、例えば、 P MM A、ポリメチルァクリレー卜、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリビニルアルコール等が挙げられる。

本実施の形態 1の情報記録媒体のように、記録層に第 1の蛍光体が含まれた形態では、記録層に含まれる感光材料の量が減る。感光材料は、情報の記録前後において屈折率等の光学定数が変化するが、蛍光体については変化しない。したがって、記録層に蛍光体が含まれた形態では、情報の記録前後において屈折率等の光学定数の変化量が小さくなる。本実施の形態の情報記録媒体のように、記録層 3 1には蛍光体を含めず、記録層 3 1とは別に第 1の蛍光体 4 2を含む記録補助層 3 7を設けると、記録層 3 1における光学定数の変化量を大きくできる。また、感光材料と粒子状の第 1の蛍光体とを混合して記録層を形成する形態のように、感光材料と第 1の蛍光体とを均一性よく混ぜ合わせる必要がない。そのため、記録層の作製が容易である。

図 4 Aでは、記録層側から記録光および再生光を照射しているが、これに制限されない。記録補助層側から、記録光および再生光を照射しても、情報を記録および再生できる。

第 1の蛍光体 4 2は、実施の形態 1で説明した情報記録媒体の記録層 1に含まれる第 1の蛍光体と同様の性質および機能を有し、同様の材料である。図 4 Bに示した例では、第 1の蛍光体 4 2は粒子であるが、これに制限されない。また、第 1の蛍光体 4 2は、有機材料であってもよい。第 1の蛍光体 4 2が有機材料である場合は、バインダーを用いなくても、凹凸が少なく、良好な記録補助層を形成できる。

また、基板 3 9、保護層 3 4、および中間層 3 2は、実施の形態 1の情報記録媒体における基板 9、保護層 4、および中間層 2と同様の機能を有し、同様の材料にて形成できる。

次に、本実施の形態の情報記録媒体に対する記録再生方法について説明する。

本実施の形態の情報記録媒体は、実施の形態 1の情報記録媒体の記録層 1のように、記録光の集光部で記録補助層 3 7に 2光子吸収等の非線形現象が誘起されて、第 1の蛍光体 4 2が、あたかも波長が記録波長 λ の半分の光（第 1の光）を吸収したかのように第 2の光（蛍光）を発生する。第 2の光は記録補助層 3 7に接して設けられた記録層 3 1の感光材料に吸収される。第 2の光を吸収した感光材料 4 0は光学定数が変化し、情報ビット 3 5が形成される。本実施の形態の情報記録媒体においても、実施の形態 1の情報記録媒体と同様に、感光材料 4 0には、記録光および再生光に対する吸収率よりも、第 2の光に対する吸収率の方が高い材料が選択されている。また、第 1の蛍光体 4 2の記録光に対する 2光子吸収感度は、感光材料 4 0の記録光に対する 2光子吸収感度よりも大きい。そのため、本実施の形態の情報記録媒体では、感光材料 4 0に直接 2光子吸収により情報を記録する従来の情報記録媒体よりも、情報の記録が、高感度および高速に行われる。

尚、多光子吸収により記録を行う情報記録媒体では、実施の形態 1と同様に、波長 A i Z n ( nは 3以上の整数）の第 1の光を吸収し、感光材料 4 0よりも n光子吸収感度が大きい第 1の蛍光体 4 2を選択すればよい。

本実施の形態の情報記録媒体を製造する方法は、実施の形態 1の場合と同様に、材料を順次塗布することにより各層を形成することが好ましい。容易に且つ低コストで作製できるからである。

また、本実施の形態の情報記録媒体する記録再生方法も、実施の形態 1と同様であり、図 3に示した光学情報記録再生装置を用いて情報の記録および再生を行うことができる。ただし、本実施の形態では、対物レンズ 6に、 2枚組みのレンズ（6 a , 6 b ) を用いている（図 4 A参照）

(実施の形態 3 )

本発明の実施の形態 3の情報記録媒体およびその製造方法、並びに記録再生方法、光学情報記録再生装置について、図 5 Aおよび図 5 Bを用いて説明する。

図 5 Aは、本実施の形態の情報記録媒体の断面構成および情報を記録および再生する様子を示している。図 5 Bは、図 5 Aに示した記録層の拡大図である。

図 5 Aに示すように、本実施の形態の情報記録媒体には、基板 5 9上に記録部 5 3および保護層 5 4が形成されている。実施の形態 1〜 3の情報記録媒体と異なるのは、記録部 5 3の全体が記録層 5 1として機能している点である。記録部 5 3 (記録層 5 1 ) の厚みは、記録光の波長および再生光の波長のうちの長い方の波長の 2倍以上であると好ましい。記録層 5 1内のほぼ同一平面上に情報ビット 5 5の列を記録し、このようなビット列という仮想的な記録面（ 5 1 a〜 5 1 f ) を記録層 5 1 内に複数設けることで、 3次元的な情報の記録を実現している。尚、図 5 Aにおいて、 6は対物レンズであり、 7は収束光であり、 8はレ一ザ光である。

図 5 Bは、記録層 5 1 (図 6に示す領域 5 6内）の拡大図である。図 5 Bに示すように、記録層 5 1は、感光材料 5 1 0に第 1の蛍光体 5 7が分散されて形成されている。第 1の蛍光体 5 7は、実施の形態 1で説明した第 1の蛍光体と同様の性質および機能を有し、同様の材料である。図 5 Bで示した例では、第 1の蛍光体 5 7は粒子であるが、これに制限されない。第 1の蛍光体 5 7は、有機材料であってもよい。また、感光材料 5 1 0についても、実施の形態 1で説明した感光材料と同様の性質および機能を有し、同様の材料である。

本実施の形態の情報記録媒体を製造する方法としては、実施の形態 1 と同様に、感光材料 5 1 0と第 1の蛍光体 5 7とを含む塗料を基板 5 9 上に塗布することにより形成する方法や、記録層 5 1 (記録部 5 3 ) をキャスティングゃ射出成形により形成する方法がある。これらの方法によれば、容易に、且つ低コストで情報記録媒体を作製できる。

また、本実施の形態の情報記録媒体する記録再生方法も、実施の形態 1と同様であり、図 3に示した光学情報記録再生装置を用いて情報の記録および再生を行うことができる。

(実施の形態 4 )

本発明の実施の形態 4の情報記録媒体およびその製造方法、並びに記録再生方法、光学情報記録再生装置について、図 6 Aおよび図 6 Bを用いて説明する。

図 6 Aは、本実施の形態の情報記録媒体の断面構成および情報を記録および再生する様子を示している。図 6 Bは、図 6 Aに示した記録層の拡大図である。

図 6 Aに示すように、本実施の形態の情報記録媒体には、基板 6 9上に記録部 6 3および保護層 6 4が形成されている。記録部 6 3は、複数の記録層 6 3 a〜 6 3 f と複数の中間層 6 2 a〜 6 2 eとを含み、記録層と中間層とが交互に積層されている。尚、以下、記録層 6 1 a〜6 1 f のうちの任意の記録層について述べるときは記録層 6 1とし、中間層 6 2 a〜6 2 eのうちの任意の中間層について述べるときは中間層 6 2 とする。

図 6 Aに示すように、本実施の形態の情報記録媒体についても、実施の形態 1と同様に、情報の記録時および再生時には、保護層 4が光の入射側となる。記録時には、レーザ光 8を対物レンズ 6 (組レンズ 6 a , 6 b ) により記録層 l a〜 l f のいずれかに集光して（収束光 7 ) 、情報ビット 6 5を形成する。再生時には、レーザ光 8を対物レンズ 6 (組レンズ 6 a， 6 b ) により所望の記録層 6 1 a〜6 1 f に集光し（収束光 7 ) 、情報ビット 5によって反射された光を利用して情報を再生する図 6 Bは、記録層 6 1 (図 6 Aに示す領域 6 6内）の拡大図である。本実施の形態の情報記録媒体が実施の形態の 1の情報記録媒体と異なるのは、記録層 6 1が、波長が λ ₂ Z nの第' 3の光を吸収して第 3の光よりも長波長の第 4の光を発生する第 2の蛍光体 6 8をさらに含んでいることである。 λ ₂は消去用の光源から出射ざれる消去光の波長である。第 4の光の波長は、第 1の蛍光体 6 7から発生した蛍光（第 2の光）を吸収して情報が記録された感光材料 6 1 0の吸収波長域のうちの、消去に適した吸収波長域、例えば、ェノ!！よりも長く、かつ上記吸収波長域に含まれる。第 2の蛍光体 6 8の消去光に対する η光子吸収感度は、情報が記録された感光材料 6 1 0の消去光に対する η光子吸収感度よりも大きい。そのため、本実施の形態の情報記録媒体では、 2光子吸収による情報の消去感度が向上している。第 2の蛍光体 68は、第 1の蛍光体 67と同様に、無機材料、有機材料のいずれであってもよい。

尚、第 1の蛍光体 6 7は、実施の形態 1で説明した第 1の蛍光体と同様の性質および機能を有し、同様の材料である。図 6 Bで示した例では、第 1の蛍光体 67および第 2の蛍光体 6 8は粒子であるが、これに制限されない。第 1の蛍光体 6 7および第 2の蛍光体 68のうちの少なくとも一方は、有機材料であってもよい。感光材料 6 1 0については、情報を消去可能なフオトンモード記録材料、例えば、ジァリールェテン等が用いられる。

吸収波長が 0. 3 1 im〜0. 42 imのジァリールェテンを用いた場合、情報ビットの消去に適した吸収波長は、例えば、 0. 45 111〜 0. 5 7 wmである。記録後に、情報ビット 6 5に、波長 45 m 〜0. 5 7 zmの光を吸収させれば、情報の消去が行える。

例えば、 2光子吸収により情報を記録および再生することを前提とした場合、第 1の蛍光体 6 7として、例えば、波長 0. 3 3 mの光（第 1の光）を吸収して、例えば、波長 0. 34 ^m〜 0. 42 mの光 (第 2の光）を発生する材料を用い、第 2の蛍光体 6 8には、例えば、波長 0. 49 j mの光（第 3の光）を吸収して、例えば、波長 0. 50 m〜0. 5 7 mの光（第 4の光）を発生する蛍光体を選べばよい。この場合、記録光の波長は、例えば、 0. 66 mであり、再生光の波長は、例えば、 0. 6 3 mであり、消去光の波長は、 0. 98 111である。

本実施の形態の情報記録媒体では、第 1の蛍光体 67と第 2の蛍光体 68は、有機蛍光色素が特に適している。有機蛍光色素は、吸収波長域が狭い。そのため、吸収波長および蛍光波長が互いに重複しないように、第 1の蛍光体 6 7と第 2の蛍光体 6 8とを選択でき、記録感度および消去感度をともに高めることができる。

第 1の蛍光体 6 7に、例えば、パラセットフエニル系色素を、第 2の蛍光体 6 8に、例えば 4， 4 ' -ビスジフエニルアミノスチルベン等のジフエニルアミノスチルベン系色素を、感光材料 6 1 0に、例えばジァリールェテンを用いると好ましい。パラセットフェニル系色素の蛍光波長の中心波長は、ジァリールェテンの吸収波長の中心波長にほぼ一致しており、ジフエ二ルアミノスチルベン系色素の蛍光波長の中心波長は、情報が記録されたジァリ一ルェテンの吸収波長の中心波長にほぼ一致しているからである。また、これらの色素は、ジァリールェテンに混ざり易いので、均一性の優れた記録層を形成できる。

また、記録層 6 1において、感光材料 6 1 0、第 1の蛍光体 6 7および第 2の蛍光体 6 8は単に混合されているだけでもよいが、感光材料、第 1の蛍光体および第 2の蛍光体からなる群から選ばれる 1種の材料の側鎖に、残りの 2種の材料のうちの少なくとも 1種の材料が結合されていると好ましい。感光材料、第 1の蛍光体および第 2の蛍光体からなる群から選ばれる 1種の材料と、残りの 2種の材料のうちの少なくとも 1 種の材料とが隣接しているため、記録感度および Zまたは消去感度がより一層向上する。また、感光材料と、第 1の蛍光体 6 7と第 2の蛍光体とを均一性よく混ぜ合わせる必要がない。そのため、記録層の作製が容易となる。

図 6 Aでは、記録層 6 1と中間層 6 とが交互に積層された多層構造をしているが、実施の形態 3の情報記録媒体のように、記録部全体が記録層となっていてもよい。また、感光材料 6 1 0、第 1の蛍光体 6 7、第 2の蛍光体 6 8とがそれぞれ別々の層に含まれ、それらが積層された構造をしていてもよい。また、本実施の形態の情報記録媒体では、記録部 6 3は、第 1の蛍光体を含む第 1の記録補助層と、第 2の蛍光体を含む第 2の記録補助層と、第 1の記録補助層および第 2の記録補助層のそれぞれに接するようにこられの間に配置され感光材料を含む記録層とを含んでいてもよい。この場合、第 1の記録補助層と、第 2の記録補助層と、記録層とからなる積層体が複数設けられ、互いに隣接する積層体間には、記録光および再生光に対して実質的に透明な中間層が設けられていてもよい。

本実施の形態の情報記録媒体を製造する方法としては、例えば、感光材料と第 1の蛍光体と第 2の蛍光体とを含む塗料を基板 4 9上に塗布して記録層を形成する工程と、記録光および再生光に対して実質的に透明な材料からなる塗料を塗布することにより中間層を形成する工程とを交互に行う方法がある。

本実施の形態の情報記録媒体に対して情報の記録および再生を行う光学情報記録再生装置は、消去用の光源を備えている。

本実施の形態の情報記録媒体する記録再生方法については、実施の形態 1と同様である。

以上、実施の形態 1〜4において本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、それぞれの実施の形態の情報記録媒体およびその製造方法、並びに記録再生方法、光学情報記録再生装置の構成を組み合わせることも可能であり、同様の効果を奏することもできる。また、本発明の情報記録媒体および光学情報記録再生装置には、追加型以外に書換え型も含まれる。

また、本実施の形態 1および 4においては、記録層を 6層含む情報記録媒体について説明したが、積層数はこれに限定されず、 2層以上 1 0 0層以下の範囲で積層可能である。

また、実施の形態 1〜4においては、情報記録媒体として光ディスクを例に挙げて説明したが、カード状やドラム状、テープ状の製品に応用することも、本発明の範囲に含まれる。

尚、上記実施の形態で用いた対物レンズとコリメータレンズは便宜上名づけたものであり、一般にいうレンズと同じである。

次に、本発明の情報記録媒体の実施例について説明する。下記の実施例の情報記録媒体は、実施の形態 1で説明した図 1に示す情報記録媒体の一例である。

(実施例）

表面にトラック溝（ピッチ 0. 5 1 m、溝深さ 0. 2 xmのグルーブ記録用の溝）が形成された厚さ 1. 1mmのポリカーボネート（吸収波長 0. 36 /m以下）からなる基板 9上に、厚さ 0. 1 mの記録層 1と、厚さ 3 の中間層 2とを交互にスピンコート法で形成して記録部 3を形成し（記録層 1 a〜l f 、中間層 2 a〜2 e) 、さらに厚さ 7 5 xmのポリカーボネート（吸収波長 0. 36 ^m以下）からなる保護層 4を形成した。

記録層 l a〜l f はそれぞれ、 2，，，， 5，，，ージデシルパラセットフェニル（蛍光波長 0. 3 9 m、 0. 66 mの光に対する 2光子吸収感度は上記ジァリールェテンの 5 00倍） 50体積％と、ジァリ —ルェテン（吸収波長 0. 3 l m〜0. 42 /m) 5 0体積％とを含む塗料を用いて形成した。中間層 2 a〜2 eは、紫外線硬化樹脂（吸収波長 0. 36 m以下）を含む塗料を用いて形成する。

図 7には、実施例 1の情報記録媒体に対し、 2光子吸収により記録することを前提として、パルス幅を変化させて波長 6 60 nmのパルスレ一ザ光を照射し、 1ビット記録時のエネルギー閾値およびピークパワー閾値を測定した結果が示されている。パルスレ一ザ光のパルス幅が長くなるに従い、情報記録媒体に 1ビットを記録するピークパワーの閾値が低下する傾向が見られた。パルス幅を 5ピコ秒以上とすることにより、ピークパワー閾値を 5 0 W以下に抑えることができた。パルス幅を 3ナノ秒としたときには、ピークパワー閾値 2 . 2 Wで情報ビットを形成できた。

—方、 1ビットの記録に必要なエネルギ一閾値は、 1 0 0フェムト秒のレーザ光に対して最も低く 3 6マイクロ Jであり、それよりパルス幅が長くなると徐々に大きくなる傾向がみられた。パルス幅を 3ナノ秒以下とすることにより、エネルギー閾値を 6ナノ J以下に抑えることがでさた。

以上の結果より、実施例 1の情報記録媒体によれば、パルス幅を 3ナノ秒とした場合、ピ一クパワーが 2 . 2 Wのレーザ光を用いて、 1パルスで 1つの情報ビッ卜を形成できることが確認された。

(比較例）

記録層 l a〜 l f を、ジァリールェテン（吸収波長 0 . 3 1 / m〜 0 . 4 2 m) のみを用いて形成したこと以外は、実施例 1と同様にして情報記録媒体を作製した。

図 8には、比較例の情報記録媒体に対し、 2光子吸収により記録することを前提として、パルス幅を変化させて波長 6 6 0 n mのパルスレーザ光を照射し、 1ビツト記録時のエネルギー閾値およびピークパヮ閾値を測定した結果が示されている。図 8に示すように、比較例の情報記録媒体では、パルス幅を 3ナノ秒とした場合、ピークパヮ一が 2 0 0 W のレーザ光を用いて、 1パルスで 1つの情報ビットを形成できることが確認された。

実施例の情報記録媒体と比較例の情報記録媒体とを比較すると、実施例の情報記録媒体では、ピークパワーが 3 W以下のレーザ光を用いて、 1パルスで 1つの情報ビットを形成できたが、比較例の情報記録媒体では、ピ一クパワーが 3 W以下のレーザ光を用いて、 1パルスで 1つの情報ビットを形成することはできなかった。また、パルス幅を 1 0 0フエムト秒〜 1 0ナノ秒とした場合、実施例の情報記録媒体の記録感度は、比較例の情報記録媒体のそれの約 1 0 0倍に向上していることが確認できた。産業上の利用の可能性

本発明の情報記録媒体およびその製造方法、並びに記録再生方法、光情報記録再生装置によれば、記録感度が向上し、従来のように非常に高いピークパワーを有するレーザ光でなくても 1パルスで 1つの情報ビッ卜を形成することができる。したがって、高感度および高速記録が可能な情報記録媒体および光学情報記録再生装置を提供できる。

Claims

請求の範囲

1 . 記録部を含み、前記記録部に記録光または再生光が照射されることにより情報が記録または再生される情報記録媒体であって、

前記記録光の波長を λェとすると、

前記記録部は、

波長 λェ/ ηの第 1の光を吸収すると第 2の光を発生する第 1の蛍光体と、

前記第 2の光を吸収して光学定数が変化する、フォトンモードの感光材料とを含み、

前記第 1の蛍光体の前記記録光に対する η光子吸収感度が、前記感光材料の前記記録光に対する η光子吸収感度よりも大きいことを特徴とする情報記録媒体。

だだし、 ηは 2以上の整数である。

2 . 前記記録部は、 1層以上の記録層を含み、前記記録層は、前記感光材料と前記感光材料に混合された前記第 1の蛍光体とを含む請求の範囲 1に記載の情報記録媒体。

3 . 前記記録部は、複数の前記記録層を含み、前記複数の記録層は前記記録光および前記再生光に対して実質的に透明な中間層を介して積層されている請求の範囲 2に記載の情報記録媒体。

4 . 前記記録部は、前記第 1の蛍光体を含む記録補助層と、前記記録補助層に接して配置され前記感光材料を含む記録層とを含む請求の範囲 1に記載の情報記録媒体。

5 . 前記記録層および前記記録補助層からなる積層体が複数設けられており、互いに隣り合う前記積層体間には、前記記録光および前記再生光に対して実質的に透明な中間層が設けられている請求の範囲 4に記載の情報記録媒体。

6. 前記記録部全体が前記記録層である請求の範囲 2に記載の情報記録媒体。

7. 前記記録層の厚みは、前記記録光の波長および前記再生光の波長のうちの長い方の波長の 2倍以上である請求の範囲 6に記載の情報記録媒体。

8. 前記情報記録媒体に記録された情報を消去するために照射される消去光の波長を λ ₂とすると、

前記記録部は、波長 λ ₂/ηの第 3の光を吸収して第 4の光を発生する第 2の蛍光体をさらに含み、

前記第 4の光の波長は、 ^ iZnよりも長く、前記情報が記録された前記感光材料の吸収波長域に含まれ、

前記第 2の蛍光体の前記消去光に対する n光子吸収感度が、前記情報が記録された前記感光材料の前記消去光に対する n光子吸収感度よりも大きい請求の範囲 1に記載の情報記録媒体。

9. 前記第 2の光の波長は、前記記録光および前記再生光の波長よりも短い請求の範囲 1に記載の情報記録媒体。

1 0. 前記第 2の光の波長は、 0. 3 zm以上 0. 5 m以下である請求の範囲 9に記載の情報記録媒体。

1 1. 前記感光材料は、前記記録光および前記再生光に対して実質的に透明である請求の範囲 1に記載の情報記録媒体。

1 2. 前記感光材料は、前記第 1の光を吸収可能な材料を含む請求の範囲 1に記載の情報記録媒体。

1 3. 前記感光材料は、フォトクロミック材料である請求の範囲 1に記載の情報記録媒体。

14. 前記フォトクロミック材料は、ジァリールェテンを含む請求の範囲 1 3に記載の情報記録媒体。

1 5. 前記感光材料はジァリールェテンを含み、前記記録層は、前記記録光および前記再生光に対して実質的に透明な樹脂をさらに含む請求の範囲 2に記載の情報記録媒体。

1 6. 前記感光材料は、側鎖型液晶性高分子またはフォトポリマーである請求の範囲 1に記載の情報記録媒体。

1 7. 前記光学定数は屈折率である請求の範囲 1に記載の情報記録媒体。

1 8. 前記第 1の蛍光体は粒子である請求の範囲 1に記載の情報記録媒体。

1 9. 前記粒子の平均粒子径は、前記記録光および前記再生光の波長よりも小さい請求の範囲 1 8に記載の情報記録媒体。

2 0. 前記粒子は無機材料からなる請求の範囲 1 8に記載の情報記録媒体。

2 1. 前記無機材料は、ユーロピウム付活ピロ燐酸ストロンチウム · マグネシウム、およびパリゥムシリケートからなる群から選ばれる少なくとも 1種の材料を含む請求の範囲 2 0に記載の情報記録媒体。

22. 前記粒子は半導体材料からなる請求の範囲 1 8に記載の情報記録媒体。

2 3. 前記半導体材料からなる粒子は、不活性化されている請求の範囲 22に記載の情報記録媒体。

24. 前記半導体材料からなる粒子は、水素がドーピングされて不活性化されている請求の範囲 22に記載の情報記録媒体。

2 5. 前記半導体材料は、エネルギーギャップが 2. 5 e V以上 8. 3 eV以下である請求の範囲 22に記載の情報記録媒体。

26. 前記半導体材料は、酸化亜鉛、窒化ガリウム、セレン化亜鉛、リン化アルミニウム、硫化亜鉛、硫化カドミウム、シリコン、ゲルマ二ゥム、酸化スズ、酸化チタン、酸化タングステン、チタン酸ストロンチゥム、炭化シリコンおよび酸化ィンジゥムからなる群から選ばれる少なくとも 1種の材料含む請求の範囲 2 2に記載の情報記録媒体。

2 7 . 前記第 1の蛍光体は、有機蛍光色素である請求の範囲 1に記載の情報記録媒体。

2 8 . 前記第 1の蛍光体は、有機蛍光色素であり、前記記録層は、前記記録光および前記再生光に対して実質的に透明な樹脂をさらに含む請求の範囲 2に記載の情報記録媒体。

2 9 . 前記記録光および前記再生光に対して実質的に透明な樹脂は、デンドリマーポリマーを含む請求の範囲 2 8に記載の情報記録媒体。

3 0 . 有機蛍光色素は、パラセットフエニル系色素を含む請求の範囲

2 7に記載の情報記録媒体。

3 1 . 前記感光材料および前記第 1の蛍光体はともに有機材料であり、前記感光材料および前記第 1の蛍光体のうちのいずれか一方の材料の側鎖に、他方の材料が結合されている請求の範囲 1に記載の情報記録媒体。

3 2 . 前記感光材料は、ジァリールェテンを含み、前記第 1の蛍光体は、パラセットフエニル系色素を含む請求の範囲 3 1に記載の情報記録媒体。

3 3 . 前記感光材料、前記第 1の蛍光体および第 2の蛍光体は有機材料であり、前記感光材料、前記第 1の蛍光体および第 2の蛍光体からなる群から選ばれる 1種の材料の側鎖に、残りの 2種の材料のうちの少なくとも 1種の材料が結合されている請求の範囲 8に記載の情報記録媒体

3 4 . 前記感光材料は、ジァリ一ルェテンを含み、前記第 1の蛍光体は、パラセットフエニル系色素を含み、前記第 2の蛍光体は、ジフエ二ルアミノスチルベン系色素を含む請求の範囲 3 3に記載の情報記録媒体

3 5 . 請求の範囲 1に記載の情報記録媒体に対して情報を記録または再生する記録再生方法であって、

前記記録光を前記記録部に照射し、前記第 1の蛍光体から発生した前記第 2の光により前記感光材料の光学定数を変化させる工程を含み、前記工程において、前記第 2の光の波長は、前記記録光および前記再生光の波長よりも短いことを特徴とする記録再生方法。

3 6 . 1層以上の記録層を含む記録部を含み、前記記録部に記録光または再生光が照射されることにより情報が記録または再生される情報記録媒体の製造方法であって、

第 1の蛍光体と感光材料とを含む塗料を塗布することにより前記記録層を形成する工程を含み、

前記記録光の波長を λェとすると、前記第 1の蛍光体は、波長ぇェノ ηの第 1の光の吸収により第 2の光を発生し、

前記感光材料は、前記第 2の光の吸収により光学定数が変化し、前記第 1の蛍光体の前記記録光に対する η光子吸収感度は、前記感光材料の前記記録光に対する η光子吸収感度よりも大きいことを特徴とする情報記録媒体の製造方法。

3 7 . 前記記録光および前記再生光に対して実質的に透明な材料からなる塗料を塗布することにより中間層を形成する工程をさらに含み、前記記録層を形成する工程と、前記中間層を形成する工程とを、所定の数だけ交互に繰り返す請求の範囲 3 6に記載の情報記録媒体の製造方法。

3 8 . 前記記録層を形成する工程において、第 2の蛍光体をさらに含む前記塗料を塗布することにより前記記録層を形成する請求の範囲 3 6に記載の情報記録媒体の製造方法。

ただし、前記情報記録媒体に記録された情報を消去するために照射される消去光の波長を λ ₂とすると、前記第 2の蛍光体は、波長が λ ₂ Ζ ηの第 3の光を吸収して第 4の光を発生し、

前記第 4の光の波長は、よりも長く、前記情報が記録された前記感光材料の吸収波長域に含まれ、

前記第 2の蛍光体の前記消去光に対する η光子吸収感度が、前記情報が記録された前記感光材料の前記消去光に対する η光子吸収感度よりも大きい。

3 9 . 請求の範囲 1に記載の情報記録媒体に対して情報の記録および再生を行う光学情報記録再生装置であつて、

記録光を出射する光源と、

再生光を出射する光源と、

前記記録光および前記再生光を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、

前記情報記録媒体で反射した光を検出する光検出器と、を備え、前記情報記録媒体の前記記録部の光学定数の変化を利用して、前記記録部に情報ビットを形成することを特徴とする光学情報記録再生装置。

4 0 . 消去光を出射する光源をさらに備えた請求の範囲 3 9に記載の光学情報記録再生装置。

4 1 . 前記消去光を出射する光源は、フラッシュランプである請求の範囲 3 9に記載の光学情報記録再生装置。

4 2 . 前記記録光を出射する光源は、パルスレーザ光源であり、パルス幅は、 1 0 0フェムト秒〜 1 0ナノ秒である請求の範囲 3 9に記載の光学情報記録再生装置。

4 3 . 前記再生光を出射する光源の波長が、前記記録光を出射する光源の波長よりも短い請求の範囲 3 9に記載の光学情報記録再生装置。

4 4 . 記録部に記録されている情報ビットを通過しない順序で、前記情報記録媒体の前記記録部に情報ビットを 3次元的に記録する請求の範囲 3 9に記載の光学情報記録再生装置。

4 5 . 前記情報記録媒体の前記記録部中に対物レンズからより離れた位置から近い位置に向って、順に、情報ピットを記録する請求の範囲 4 4に記載の光学情報記録再生装置。

4 6 . 前記記録光を出射する光源と前記再生光を出射する光源とが共通である請求の範囲 3 9に記載の光学情報記録再生装置。