JP4193538B2

JP4193538B2 - Optical recording medium and optical recording / reproducing method

Info

Publication number: JP4193538B2
Application number: JP2003081293A
Authority: JP
Inventors: 治郎三鍋; 克典河野; 達哉丸山; 晋安田; 乃里恵松井; 努石井; 和弘浜
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2023-03-24
Also published as: JP2004287266A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体及び光記録再生方法に関し、特に、シフト多重方式でホログラムを多重記録する光記録媒体と、該光記録媒体にホログラムを記録又は該光記録媒体に記録されたホログラムを再生する光記録再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
次世代の光記録媒体として、３次元的記録による大容量性と２次元読み出しによる高速性とを兼ね備えたホログラフィックメモリが注目されている。ホログラフィックメモリの多重記録方式としては、球面参照波によるシフト多重方式がある（特許文献１、非特許文献１、及び非特許文献２参照）。これは、参照光を球面波とし、光記録媒体を光記録ヘッドに対し相対的に移動させることにより、既に記録されたホログラムのブラッグ条件から外れた条件で、別のホログラムを記録するものである。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第５６７１０７３号明細書
【非特許文献１】
D.Psaltis, M.Levene, A.Pu,G.Barbastathis and K.Curtis ; OPTICS LETTERS Vol.20, No.7 (1995) p782
【非特許文献２】
G. Barbastathis, M. Levene, and D. Psaltis, "Shift multiplexing with spherical reference waves", Appl. Opt. Vol.35, (1996) p2403
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
球面参照波シフト多重方式において、光記録媒体のシフト量δ（角度多重方式では参照光の入射角度Δθ）に対する回折光強度は、図７に示すようにsinc関数の二乗に比例し、ブラッグ条件からのずれに対して周期的に回折光が現れる。したがって、多重したホログラムをクロストークなしに再生するためには、最初に回折光が消失するシフト量（図７中の“ａ”）、あるいはその整数倍のシフト量で多重記録することが望まれる。
【０００５】
回折光が消失するシフト量は記録層の膜厚に依存するため、従来の記録層膜厚が一定である光記録媒体ではその値は一定となる。したがって、ディスク状の光記録媒体でこの条件を実現するためには、ディスクの内外周差に伴い回転ステップ角又は回転速度を可変にするという複雑な制御が要求され、装置のコストアップを招いてしまう、という問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、本発明の目的は、シフト多重方式によるホログラムの多重記録を行う場合に、多重記録されたホログラム間のクロストークを減らし、良好なＳ／Ｎで再生を行うことができる光記録媒体を提供することにある。本発明の他の目的は、ディスクの回転ステップ角又は回転速度を一定として、複雑な制御を行うことなくホログラムの記録又は再生を行うことができる光記録再生方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の光記録媒体は、ディスク状の光記録媒体を一定のディスク回転ステップ角又は一定の回転速度で回転させながら信号光と同時に球面参照波を照射して、複数のホログラムをシフト多重方式で多重記録可能な光記録媒体であって、記録されたホログラムから得られる回折光が消失するディスク回転角が、前記ホログラムが記録されている位置によらず略等しくなるように、ホログラム記録位置とディスク中心との距離に応じて、周辺部の膜厚が中心部の膜厚より減少する記録層を備えたことを特徴とする。
記録層に、情報に応じて振幅、位相、及び偏光状態の少なくとも１つが空間的に変調された信号光と、該信号光とコヒーレントな参照光とを交差させ場合に生じる振幅分布及び偏光分布の少なくとも一方を記録することで、ホログラムが記録される。
【０００８】
本発明の光記録媒体では、記録層の膜厚をホログラムの記録位置に応じて変化させることで、回折光が消失する走査接線方向のシフト量を制御することができる。例えば、記録層に記録されたホログラムから得られる回折光が消失するディスク回転角が略等しくなるように、記録層の膜厚を変化させる。これにより、多重記録されたホログラム間のクロストークを減らし、良好なＳ／Ｎで記録再生を行うことができる。
【０００９】
本発明の光記録媒体を、ディスク状の光記録媒体とする場合には、球面参照波によるシフト多重方式でホログラムを多重記録可能で且つ膜厚がディスク半径方向外側に向って減少する記録層を備えるように構成する。この場合には、ディスク半径方向外側に向って記録層の膜厚を減少させることで、回折光が消失する走査接線方向のシフト量を、記録位置によらず略等しい回転ステップ角に対応させることができる。これにより、簡易な制御により良好なＳ／Ｎで記録再生を行うことができる。
【００１０】
上記の光記録媒体では、記録層の膜厚をディスク半径方向外側に向って連続的又は段階的に減少させることができる。また、記録層の膜厚Ｌとホログラム記録位置とディスク中心との距離ｒとが下記式で表される関係を満たすように、前記記録層の膜厚をディスク半径方向外側に向って減少させることができる。
【００１１】
【数２】

【００１２】
上記式中、φはディスク回転ステップ角、λ₀は記録・再生光の真空中での波長、ｚ_aは球面参照波の焦点と記録層の厚さ中心との距離、ｎ₀は記録媒体の屈折率、Ｌは記録層の膜厚、θ'_sは信号光と参照光との媒体中での交差角、ＮＡは球面参照波を形成するレンズの開口数である。
【００１３】
上記目的を達成するために本発明の光記録再生方法は、本発明の光記録媒体を用いて、該光記録媒体にホログラムを記録又は該光記録媒体に記録されたホログラムを再生する光記録再生方法であって、前記光記録媒体を一定のディスク回転ステップ角又は一定の回転速度で回転させて、ホログラムを多重記録し、多重記録されたホログラムの各々を独立に再生することを特徴とする。
【００１４】
本発明の光記録再生方法では、記録再生時のディスク回転ステップ角又は回転速度を、記録位置によらず一定とすることで、簡易な制御によりホログラムの記録又は再生を実現することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（シフト多重方式）
シフト多重方式では、図１に示すように、信号光３１と同時に光記録媒体３５に照射する参照光３２として球面波を用いるとともに、ディスク状の光記録媒体３５の回転によって同じ領域に複数のホログラムを重ね書きする。例えば、記録・再生光の真空中での波長を５３２ｎｍ、球面参照波の焦点と記録層の厚さ中心との距離を２ｍｍ、記録媒体の屈折率を１．５、記録層の膜厚を１ｍｍ、信号光と参照光との媒体中での交差角を４０°、球面参照波を形成するレンズの開口数を０．５とすると、光記録媒体３５を１．７μｍ移動させるだけで、略同じ領域に別のホログラムを記録することができる。これは、参照光３２が球面波であるため、ディスク３５の移動によって参照光３２の角度が変化したのと等価になることを利用したものである。なお、光記録媒体３５は、図示しない駆動手段を用いて、所定の回転ステップ角φで順次回転させる。
（光記録媒体の構成）
図２に示すように、本発明の光記録媒体３５は、中心部にセンターホール１０が形成されたディスク状の記録媒体である。また、本発明の光記録媒体３５は、図３に示すように、均一な厚さの透明基板１２、周辺部から中心部に向って膜厚が増加する記録層１４、及び記録層１４を保護すると共に表面を平坦化する保護層１６がこの順に積層されて構成されている。
【００１６】
透明基板１２としては、石英基板、ガラス基板、及びプラスチック基板を用いることができる。ここで「透明」とは、記録光及び再生光に対して透明であることを意味する。プラスチック基板の材料としては、例えば、ポリカーボネート；ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂；ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂；エポキシ樹脂；アモルファスポリオレフィン、およびポリエステルなどを挙げることができる。耐湿性、寸法安定性および価格などの点から、ポリカーボネートが特に好ましい。透明基板１２の厚さは、特に限定されるものではないが、ディスク形状を保持するために０．１〜２ｍｍとすることが好ましい。また、透明基板１２には、トラッキング用の案内溝またはアドレス信号等の情報を表わす凹凸（プリグルーブ）が形成されていてもよい。
【００１７】
記録層１４は、屈折率または吸収率が変化してホログラムを記録することが可能であり、変化した屈折率または吸収率が常温で保持される材料であれば、どのような材料で構成されていてもよい。好適な材料としては、光誘起複屈折性を示す光感応性の材料が挙げられる。光誘起複屈折性を示す材料は、入射する光の偏光状態に感応し、入射光の偏光方向を記録することができる。なお、偏光分布に対応した光誘起複屈折によるホログラムを記録することができる光記録媒体を、偏光感応型の光記録媒体と称する。
【００１８】
光誘起複屈折性を示す材料としては、側鎖に光異性化する基を有する高分子または高分子液晶、または光異性化する分子を分散させた高分子が特に好適である。また、光異性化する基または分子としては、例えば、アゾベンゼン骨格を含むものが好適である。
【００１９】
ここで、アゾベンゼンを例に光誘起複屈折の原理について説明する。アゾベンゼンは、下記化学式に示すように、光の照射によってトランス−シスの光異性化を示す。光記録層に光照射する前は、光記録層にはトランス体のアゾベンゼンが多く存在する。これらの分子はランダムに配向しており、マクロに見て等方的である。光記録層に矢印で示す所定方向から直線偏光を照射すると、その偏光方位と同じ方位に吸収軸を持つトランス１体は選択的にシス体に光異性化される。偏光方位と直交した吸収軸を持つトランス２体に緩和した分子は、もはや光を吸収せずその状態に固定される。結果として、マクロに見て吸収係数及び屈折率の異方性、つまり二色性と複屈折が誘起される。一般に、これらの性質は、光誘起複屈折性、光誘起２色性、または光誘起異方性と呼ばれている。また、円偏光または無偏光の光を照射することによって、これら励起された異方性を消去することができる。
【００２０】
【化１】

【００２１】
このような光異性化基を含む高分子は、光異性化により高分子自身の配向も変化し大きな複屈折を誘起することができる。このように誘起された複屈折は高分子のガラス転移温度以下で安定であり、ホログラムの記録に好適である。
【００２２】
記録層１４を構成する材料の好適な例として、下記一般式（１）で表される側鎖にアゾベンゼンを有するポリエステル（以下、「アゾポリマー」と称する）を挙げることができる。このポリエステルは、側鎖のアゾベンゼンの光異性化による光誘起異方性に起因して、信号光の強度及び偏光方向をホログラムとして記録できる。アゾポリマーの中でも、側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルが特に好ましい（"Holographic recording and retrieval of polarized light by use of polyester containing cyanoazobenzene units in the side chain", K.Kawano, T. Ishii, J. Minabe, T. Niitsu, Y. Nishikata and K. Baba, Opt. Lett. Vol. 24 (1999) pp. 1269-1271）。
【００２３】
【化２】

【００２４】
上記の式中、Ｘはシアノ基、メチル基、メトキシ基、またはニトロ基を表し、Ｙはエーテル結合、ケトン結合、またはスルホン結合による２価の連結基を表す。また、ｌ及びｍは２から１８の整数、より好ましくは４から１０の整数を表し、ｎは５から５００の整数、より好ましくは１０から１００の整数を表す。
【００２５】
上記の記録層１４は、例えば、記録層の材料を溶剤に溶解させて透明基板１２上にスピンコート又はキャストすることによって形成することができる。また、ホットプレスにより形成してもよい。なお、記録層１４の膜厚については後述する。
【００２６】
保護層１６は、光記録媒体の耐傷性、耐湿性を高める等の理由から設けられる。この保護層に使用される材料としては、例えば、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂、ＭｇＦ₂、ＳｎＯ₂、Ｓｉ₃Ｎ₄等の無機物質、及び熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、そして光硬化性樹脂等の有機物質を挙げることができる。上記保護層は、例えば、プラスチックの押出加工で得られたフィルムを接着剤を介して光反射層上にラミネートすることにより形成することができる。あるいは真空蒸着、スパッタリング、塗布等の方法により設けられてもよい。また、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂の場合には、これらを適当な溶剤に溶解して塗布液を調製したのち、この塗布液を塗布し、乾燥することによっても形成することができる。光硬化性樹脂の場合には、そのままもしくは適当な溶剤に溶解して塗布液を調製したのちこの塗布液を塗布し、ＵＶ光を照射して硬化させることによっても形成することができる。これらの塗布液中には、更に帯電防止剤、酸化防止剤、ＵＶ吸収剤等の各種添加剤を目的に応じて添加してもよい。また、保護層１６の厚さは、透明基板１２と同様に特に限定されるものではないが、０．１μｍ〜２ｍｍとすることが好ましい。
（記録層の膜厚変化）
次に、記録層の膜厚変化について説明する。
【００２７】
文献（G. Barbastathis, M. Levene, and D. Psaltis, "Shift multiplexing with spherical reference waves", Appl. Opt. 35, 2403-2417 (1996).）によれば、球面参照波によるシフト多重記録の移動距離、すなわち互いのホログラムを独立に分離でき且つ回折光が変動が防止される距離（シフト量）δは、下記式（１）で表される。
【００２８】
【数３】

【００２９】
ここで、λ₀は記録・再生光の真空中での波長、ｚ_aは球面参照波の焦点と記録層の厚さ中心との距離、ｎ₀は記録媒体の屈折率、Ｌは記録層の膜厚、θ'_sは信号光と参照光との媒体中での交差角、ＮＡは球面参照波を形成するレンズの開口数である。
【００３０】
上記式（１）から、記録媒体の膜厚Ｌが大きいほど、シフト量δが小さくなることが分かる。この式（１）を膜厚（Ｌ）について解くと、下記式（２）が得られる。
【００３１】
【数４】

【００３２】
ディスク状の記録媒体では、ｒを記録位置とディスク中心との距離、φを回転ステップ角とすると、φが十分小さいときには以下の関係が成立する。
δ≒rφ
これを式（２）に代入すると、下記式（３）が得られる。
【００３３】
【数５】

【００３４】
従って、上記式（３）に従い、記録位置とディスク中心との距離ｒの大きさに応じて、記録層１４の膜厚Ｌを変化させる。即ち、光記録媒体３５の中心部に行くほど、記録層１４の膜厚Ｌを大きくする。これにより、回折光が消失する走査接線方向のシフト量を、記録位置によらず略等しい回転ステップ角に対応させることができる。例えば、下記表１に示すように各パラメータを設定した場合の膜厚Ｌの距離ｒに対する変化を図４に示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
以上説明した通り、光記録媒体の中心部に行くほど、記録層の膜厚を大きくすることで、回折光が消失する走査接線方向のシフト量を、記録位置によらず等しい回転ステップ角に対応させることができる。これにより、記録再生時の回転ステップ角又は回転速度を、記録位置によらず一定とすることが可能となり、簡易な制御により記録再生を実現することができる。
（変形例）
なお、上記の実施の形態では、均一な厚さの透明基板を備える例について説明したが、図５に示すように、周辺部から中心部に向って膜厚が減少する透明基板１２を用いて、透明基板側及び保護基板側の両側で記録層１４の膜厚を周辺部から中心部に向って増加させてもよい。
【００３７】
また、上記の実施の形態では、記録層の膜厚が徐々に変化する例について説明したが、記録層の膜厚を階段状に変化させてもよい。この場合は、同じ膜厚の部分が記録トラックを形成することになる。トラックピッチは、１つのホログラムを記録する記録スポットサイズにより定めるのが好ましい。例えば、トラックピッチを４ｍｍとし、表１に示したパラメータ値としたときの膜厚Ｌの距離ｒに対する変化を図６に示す。各トラックの膜厚は、トラック中央部での距離ｒを用いて式（３）より求めた値である。このような構成の光記録媒体では、トラック間の段差を光学的にセンシングすることで精度の高いトラッキングも可能となる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明のディスク状の光記録媒体によれば、シフト多重方式によるホログラムの多重記録を行う場合に、回折光が消失するシフト量を制御することができ、これにより、多重記録されたホログラム間のクロストークを減らし、良好なＳ／Ｎで記録再生を行うことができる、という効果がある。
【００３９】
また、本発明の光記録再生方法によれば、ディスクの回転ステップ角又は回転速度を一定として、複雑な制御を行うことなくホログラムの記録又は再生を行うことができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】シフト多重方式を説明するための模式図である。
【図２】本発明の光記録媒体の外観を示す斜視図である。
【図３】本発明の光記録媒体の層構成の１例を示す断面図である。
【図４】記録層膜厚Ｌと距離ｒとの関係の１例を示すグラフである。
【図５】本発明の光記録媒体の層構成の他の例を示す断面図である。
【図６】記録層膜厚Ｌと距離ｒとの関係の他の例を示すグラフである。
【図７】回折光強度と光記録媒体のシフト量δ（参照光の入射角Δθ）との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０センターホール
１２透明基板
１４記録層
１６保護層
３１信号光
３２参照光
３５光記録媒体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical recording medium and an optical recording / reproducing method, and in particular, an optical recording medium that multiplex-records holograms by a shift multiplex method, and records a hologram on the optical recording medium or reproduces a hologram recorded on the optical recording medium. The present invention relates to an optical recording / reproducing method.
[0002]
[Prior art]
As a next-generation optical recording medium, a holographic memory having both large capacity by three-dimensional recording and high speed by two-dimensional reading has been attracting attention. As a multiplex recording method of the holographic memory, there is a shift multiplex method using a spherical reference wave (see Patent Document 1, Non-Patent Document 1, and Non-Patent Document 2). This is to record another hologram under a condition deviating from the Bragg condition of the already recorded hologram by making the reference light a spherical wave and moving the optical recording medium relative to the optical recording head. .
[0003]
[Patent Document 1]
US Pat. No. 5,671,073 [Non-Patent Document 1]
D.Psaltis, M.Levene, A.Pu, G.Barbastathis and K. Curtis; OPTICS LETTERS Vol.20, No.7 (1995) p782
[Non-Patent Document 2]
G. Barbastathis, M. Levene, and D. Psaltis, "Shift multiplexing with spherical reference waves", Appl. Opt. Vol. 35, (1996) p2403
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the spherical reference wave shift multiplexing method, the diffracted light intensity with respect to the shift amount δ of the optical recording medium (the incident angle Δθ of the reference light in the angle multiplexing method) is proportional to the square of the sinc function as shown in FIG. Diffracted light appears periodically with respect to the deviation. Therefore, in order to reproduce a multiplexed hologram without crosstalk, it is desirable to perform multiplex recording with a shift amount ("a" in FIG. 7) at which the diffracted light disappears first, or an integer multiple of the shift amount. .
[0005]
Since the shift amount at which the diffracted light disappears depends on the film thickness of the recording layer, the value is constant in a conventional optical recording medium having a constant recording layer film thickness. Therefore, in order to realize this condition with a disc-shaped optical recording medium, complicated control of making the rotation step angle or the rotation speed variable with the difference between the inner and outer circumferences of the disc is required, which increases the cost of the apparatus. There was a problem that.
[0006]
The present invention has been made to solve the above problems, and the object of the present invention is to reduce crosstalk between multiple recorded holograms when performing multiple recording of holograms by shift multiplexing. An object of the present invention is to provide an optical recording medium capable of reproducing with S / N. Another object of the present invention is to provide an optical recording / reproducing method capable of recording or reproducing a hologram without performing complicated control while keeping the rotation step angle or rotation speed of a disk constant.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the optical recording medium of the present invention irradiates a spherical reference wave simultaneously with the signal light while rotating the disk-shaped optical recording medium at a constant disk rotation step angle or a constant rotation speed. Is an optical recording medium capable of multiplex recording of the holograms by shift multiplex method, and the disk rotation angle at which the diffracted light obtained from the recorded holograms disappears is substantially equal regardless of the position where the hologram is recorded. In addition, a recording layer is provided in which the film thickness at the peripheral portion is smaller than the film thickness at the central portion in accordance with the distance between the hologram recording position and the center of the disk.
In the recording layer, the amplitude distribution and the polarization distribution generated when the signal light whose amplitude, phase, and polarization state are spatially modulated according to information and the signal light and the coherent reference light are crossed. A hologram is recorded by recording at least one of them.
[0008]
In the optical recording medium of the present invention, the amount of shift in the scanning tangential direction where the diffracted light disappears can be controlled by changing the film thickness of the recording layer in accordance with the recording position of the hologram. For example, the film thickness of the recording layer is changed so that the disk rotation angles at which the diffracted light obtained from the hologram recorded in the recording layer disappears are substantially equal. As a result, crosstalk between multiplex-recorded holograms can be reduced, and recording / reproduction can be performed with good S / N.
[0009]
When the optical recording medium of the present invention is a disk-shaped optical recording medium, a recording layer capable of multiplex recording of holograms by a shift multiplex method using a spherical reference wave and having a film thickness that decreases outward in the radial direction of the disk. Configure to include. In this case, by decreasing the film thickness of the recording layer toward the outer side in the radial direction of the disk, the shift amount in the scanning tangential direction where the diffracted light disappears can be made to correspond to substantially the same rotation step angle regardless of the recording position. Can do. As a result, recording and reproduction can be performed with good S / N by simple control.
[0010]
In the above optical recording medium, the film thickness of the recording layer can be decreased continuously or stepwise toward the outer side in the disk radial direction. Further, the film thickness of the recording layer is decreased outward in the radial direction of the disk so that the film thickness L of the recording layer, the distance r between the hologram recording position and the disk center satisfies the relationship represented by the following formula: Can do.
[0011]
[Expression 2]

[0012]
In the above equation, φ is the disk rotation step angle, λ ₀ is the wavelength of the recording / reproducing light in vacuum, z _a is the distance between the focal point of the spherical reference wave and the thickness center of the recording layer, and n ₀ is the recording medium Refractive index, L is the thickness of the recording layer, θ ′ _s is the intersection angle of the signal light and the reference light in the medium, and NA is the numerical aperture of the lens forming the spherical reference wave.
[0013]
In order to achieve the above object, an optical recording / reproducing method of the present invention uses an optical recording medium of the present invention to record a hologram on the optical recording medium or to reproduce a hologram recorded on the optical recording medium. A method is characterized in that the optical recording medium is rotated at a constant disk rotation step angle or a constant rotational speed to multiplex record holograms and to reproduce each of the multiplex recorded holograms independently.
[0014]
In the optical recording / reproducing method of the present invention, the recording / reproducing of the hologram can be realized by simple control by making the disk rotation step angle or the rotating speed at the time of recording / reproducing constant regardless of the recording position.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Shift multiplexing method)
In the shift multiplexing method, as shown in FIG. 1, a spherical wave is used as the reference light 32 that is irradiated onto the optical recording medium 35 simultaneously with the signal light 31, and a plurality of holograms are formed in the same region by the rotation of the disk-shaped optical recording medium 35. Is overwritten. For example, the wavelength of the recording / reproducing light in vacuum is 532 nm, the distance between the focal point of the spherical reference wave and the thickness center of the recording layer is 2 mm, the refractive index of the recording medium is 1.5, and the film thickness of the recording layer is 1 mm. Assuming that the crossing angle of the signal light and the reference light in the medium is 40 ° and the numerical aperture of the lens forming the spherical reference wave is 0.5, the optical recording medium 35 is moved by 1.7 μm and is substantially the same. Another hologram can be recorded in the area. This utilizes the fact that the reference beam 32 is a spherical wave and is equivalent to the change in the angle of the reference beam 32 due to the movement of the disk 35. The optical recording medium 35 is sequentially rotated at a predetermined rotation step angle φ by using a driving unit (not shown).
(Configuration of optical recording medium)
As shown in FIG. 2, the optical recording medium 35 of the present invention is a disc-shaped recording medium in which a center hole 10 is formed at the center. Further, as shown in FIG. 3, the optical recording medium 35 of the present invention protects the transparent substrate 12 having a uniform thickness, the recording layer 14 whose thickness increases from the peripheral portion toward the central portion, and the recording layer 14. In addition, a protective layer 16 for flattening the surface is laminated in this order.
[0016]
As the transparent substrate 12, a quartz substrate, a glass substrate, and a plastic substrate can be used. Here, “transparent” means transparent to recording light and reproduction light. Examples of the material for the plastic substrate include polycarbonate; acrylic resin such as polymethyl methacrylate; vinyl chloride resin such as polyvinyl chloride and vinyl chloride copolymer; epoxy resin; amorphous polyolefin, and polyester. Polycarbonate is particularly preferable from the viewpoints of moisture resistance, dimensional stability and price. The thickness of the transparent substrate 12 is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 2 mm in order to maintain the disk shape. Further, the transparent substrate 12 may be provided with unevenness (pregroove) representing information such as a tracking guide groove or an address signal.
[0017]
The recording layer 14 is made of any material as long as the refractive index or the absorptance is changed and the hologram can be recorded and the changed refractive index or the absorptance is maintained at room temperature. May be. Suitable materials include light sensitive materials that exhibit light induced birefringence. A material exhibiting light-induced birefringence is sensitive to the polarization state of incident light and can record the polarization direction of incident light. An optical recording medium capable of recording a hologram by light-induced birefringence corresponding to the polarization distribution is referred to as a polarization-sensitive optical recording medium.
[0018]
As a material exhibiting photoinduced birefringence, a polymer or polymer liquid crystal having a photoisomerizable group in the side chain, or a polymer in which a photoisomerizable molecule is dispersed is particularly preferable. Moreover, as a group or molecule to be photoisomerized, for example, those containing an azobenzene skeleton are suitable.
[0019]
Here, the principle of light-induced birefringence will be described using azobenzene as an example. As shown in the following chemical formula, azobenzene exhibits trans-cis photoisomerization upon irradiation with light. Before the optical recording layer is irradiated with light, a large amount of trans azobenzene exists in the optical recording layer. These molecules are randomly oriented and are isotropic in macro. When the optical recording layer is irradiated with linearly polarized light from a predetermined direction indicated by an arrow, one transformer having an absorption axis in the same direction as the polarization direction is selectively photoisomerized to a cis form. Molecules relaxed in the two transformers having an absorption axis perpendicular to the polarization direction no longer absorb light and are fixed in that state. As a result, anisotropy of absorption coefficient and refractive index, that is, dichroism and birefringence are induced macroscopically. In general, these properties are called light-induced birefringence, light-induced dichroism, or light-induced anisotropy. Moreover, these excited anisotropies can be eliminated by irradiating circularly polarized light or non-polarized light.
[0020]
[Chemical 1]

[0021]
A polymer containing such a photoisomerization group can change the orientation of the polymer itself by photoisomerization and induce a large birefringence. The birefringence induced in this way is stable below the glass transition temperature of the polymer and is suitable for hologram recording.
[0022]
Preferable examples of the material constituting the recording layer 14 include polyester having azobenzene in the side chain represented by the following general formula (1) (hereinafter referred to as “azo polymer”). This polyester can record the intensity and polarization direction of signal light as a hologram due to photo-induced anisotropy due to photoisomerization of azobenzene in the side chain. Among azopolymers, polyesters having cyanoazobenzene in the side chain are particularly preferred ("Holographic recording and retrieval of polarized light by use of polyester containing cyanoazobenzene units in the side chain", K. Kawano, T. Ishii, J. Minabe, T Niitsu, Y. Nishikata and K. Baba, Opt. Lett. Vol. 24 (1999) pp. 1269-1271).
[0023]
[Chemical 2]

[0024]
In the above formula, X represents a cyano group, a methyl group, a methoxy group, or a nitro group, and Y represents a divalent linking group formed by an ether bond, a ketone bond, or a sulfone bond. Moreover, l and m represent an integer of 2 to 18, more preferably an integer of 4 to 10, and n represents an integer of 5 to 500, more preferably an integer of 10 to 100.
[0025]
The recording layer 14 can be formed, for example, by dissolving the recording layer material in a solvent and spin-coating or casting on the transparent substrate 12. Moreover, you may form by a hot press. The film thickness of the recording layer 14 will be described later.
[0026]
The protective layer 16 is provided for reasons such as enhancing the scratch resistance and moisture resistance of the optical recording medium. Examples of the material used for the protective layer include inorganic substances such as SiO, SiO ₂ , MgF ₂ , SnO ₂ , and Si ₃ N ₄ , and thermoplastic resins, thermosetting resins, and photocurable resins. Mention may be made of organic substances. The protective layer can be formed, for example, by laminating a film obtained by extrusion of plastic on the light reflecting layer via an adhesive. Or you may provide by methods, such as vacuum evaporation, sputtering, and application | coating. In the case of a thermoplastic resin or a thermosetting resin, it can also be formed by dissolving these in a suitable solvent to prepare a coating solution, and then applying and drying the coating solution. In the case of a photocurable resin, it can also be formed by preparing a coating solution as it is or by dissolving it in an appropriate solvent, coating the coating solution, and curing it by irradiating with UV light. In these coating liquids, various additives such as an antistatic agent, an antioxidant, and a UV absorber may be added according to the purpose. Further, the thickness of the protective layer 16 is not particularly limited as in the transparent substrate 12, but is preferably 0.1 μm to 2 mm.
(Recording layer thickness change)
Next, a change in the film thickness of the recording layer will be described.
[0027]
According to the literature (G. Barbastathis, M. Levene, and D. Psaltis, "Shift multiplexing with spherical reference waves", Appl. Opt. 35, 2403-2417 (1996).) The moving distance, that is, the distance (shift amount) δ at which the holograms can be separated independently and the fluctuation of the diffracted light is prevented is expressed by the following formula (1).
[0028]
[Equation 3]

[0029]
Here, λ ₀ is the wavelength of the recording / reproducing light in vacuum, z _a is the distance between the focal point of the spherical reference wave and the thickness center of the recording layer, n ₀ is the refractive index of the recording medium, and L is the recording layer. The film thickness, θ ′ _s is the intersection angle of the signal light and the reference light in the medium, and NA is the numerical aperture of the lens forming the spherical reference wave.
[0030]
From the above formula (1), it can be seen that the shift amount δ decreases as the film thickness L of the recording medium increases. When this equation (1) is solved for the film thickness (L), the following equation (2) is obtained.
[0031]
[Expression 4]

[0032]
In a disc-shaped recording medium, when r is the distance between the recording position and the disc center and φ is the rotation step angle, the following relationship is established when φ is sufficiently small.
δ ≒ rφ
Substituting this into equation (2) yields equation (3) below.
[0033]
[Equation 5]

[0034]
Therefore, the film thickness L of the recording layer 14 is changed according to the size of the distance r between the recording position and the disk center according to the above equation (3). That is, the thickness L of the recording layer 14 is increased toward the center of the optical recording medium 35. As a result, the shift amount in the scanning tangential direction where the diffracted light disappears can be made to correspond to substantially the same rotation step angle regardless of the recording position. For example, FIG. 4 shows changes in the film thickness L with respect to the distance r when each parameter is set as shown in Table 1 below.
[0035]
[Table 1]

[0036]
As explained above, by increasing the film thickness of the recording layer toward the center of the optical recording medium, the shift amount in the scanning tangential direction where the diffracted light disappears corresponds to the same rotation step angle regardless of the recording position. Can be made. Thereby, the rotation step angle or the rotation speed at the time of recording / reproducing can be made constant regardless of the recording position, and recording / reproducing can be realized by simple control.
(Modification)
In the above embodiment, an example in which a transparent substrate with a uniform thickness is provided has been described. However, as shown in FIG. 5, a transparent substrate 12 whose film thickness decreases from the periphery toward the center is used. The film thickness of the recording layer 14 may be increased from the peripheral part toward the central part on both the transparent substrate side and the protective substrate side.
[0037]
In the above embodiment, an example in which the film thickness of the recording layer gradually changes has been described. However, the film thickness of the recording layer may be changed stepwise. In this case, recording tracks are formed by portions having the same film thickness. The track pitch is preferably determined by the recording spot size for recording one hologram. For example, FIG. 6 shows the change of the film thickness L with respect to the distance r when the track pitch is 4 mm and the parameter values shown in Table 1 are used. The film thickness of each track is a value obtained from equation (3) using the distance r at the center of the track. In the optical recording medium having such a configuration, tracking with high accuracy is possible by optically sensing a step between tracks.
[0038]
【The invention's effect】
According to the disk-shaped optical recording medium of the present invention, it is possible to control the shift amount at which the diffracted light disappears when performing the multiplex recording of the hologram by the shift multiplex method. There is an effect that crosstalk can be reduced and recording / reproduction can be performed with good S / N.
[0039]
In addition, according to the optical recording / reproducing method of the present invention, there is an effect that the hologram can be recorded or reproduced without performing complicated control while keeping the rotational step angle or rotational speed of the disk constant.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a shift multiplexing method.
FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the optical recording medium of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the layer structure of the optical recording medium of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing an example of the relationship between the recording layer thickness L and the distance r.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another example of the layer structure of the optical recording medium of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing another example of the relationship between the recording layer thickness L and the distance r.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the diffracted light intensity and the shift amount δ of the optical recording medium (incident angle Δθ of reference light).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Center hole 12 Transparent substrate 14 Recording layer 16 Protective layer 31 Signal light 32 Reference light 35 Optical recording medium

Claims

An optical recording medium that can multiplex-record a plurality of holograms by the shift multiplexing method by irradiating a spherical reference wave simultaneously with the signal light while rotating the disk-shaped optical recording medium at a constant disk rotation step angle or a constant rotation speed. There,
Depending on the distance between the hologram recording position and the disk center, the disk rotation angle at which the diffracted light obtained from the recorded hologram disappears is substantially equal regardless of the position where the hologram is recorded. An optical recording medium comprising a recording layer having a film thickness that is smaller than the film thickness at the center.

Hologram recording so that the next hologram is recorded at a position where the diffracted light obtained from one hologram disappears when the recording layer is recorded and reproduced at a certain rotation angle. 2. The optical recording medium according to claim 1, wherein the optical recording medium is decreased toward the outer side in the radial direction of the disk in accordance with the distance between the position and the center of the disk .

The optical recording medium according to claim 1 , wherein the film thickness of the recording layer is continuously decreased toward the outer side in the disk radial direction.

The optical recording medium according to claim 1 , wherein the film thickness of the recording layer is decreased stepwise toward the outer side in the disk radial direction.

The film thickness of the recording layer is decreased outward in the disk radial direction so that the film thickness L of the recording layer and the distance r between the hologram recording position and the disk center satisfy the relationship represented by the following formula: The optical recording medium according to claim 1 .

In the above equation, φ is the disk rotation step angle, λ ₀ is the wavelength of the recording / reproducing light in vacuum, z _a is the distance between the focal point of the spherical reference wave and the thickness center of the recording layer, and n ₀ is the recording medium. Refractive index, L is the thickness of the recording layer, θ ′ _S is the crossing angle of the signal light and the reference light in the medium, and NA is the numerical aperture of the lens that forms the spherical reference wave.

An optical recording / reproducing method for recording a hologram on the optical recording medium or reproducing a hologram recorded on the optical recording medium using the optical recording medium according to claim 1 ,
An optical recording / reproducing method in which the optical recording medium is rotated at a constant disk rotation step angle or a constant rotational speed to multiplex record holograms and independently reproduce each of the multiplex recorded holograms .