JP5115960B2

JP5115960B2 - Hierarchical information recording medium

Info

Publication number: JP5115960B2
Application number: JP2007192447A
Authority: JP
Inventors: 元一大津; 誠成瀬; 直也竪; 航野村; 崇八井
Original assignee: University of Tokyo NUC
Current assignee: University of Tokyo NUC
Priority date: 2007-07-24
Filing date: 2007-07-24
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2027-07-24
Also published as: JP2009031360A

Description

本発明は、入力光に基づいて再生可能な情報が記録された階層型情報記録媒体に関し、特に高いセキュリティレベルの認証が必要な場合等に好適な階層型情報記録媒体に関する。 The present invention relates to a hierarchical information recording medium in which information that can be reproduced based on input light is recorded, and more particularly to a hierarchical information recording medium that is suitable when authentication at a high security level is required.

従来の光学特性を利用した製品は、伝搬光に対する光学応答を持たせることを念頭に置いたものが多い。ホログラムを例にとれば、遠隔でこれを観察した場合の見え方が、また、宝石等を例にとれば、それを人間の目で見たときの見え方が、いずれも伝搬光に対する光学応答に相当する。更にレンズ等の透明媒体を例にとれば、光の透過特性が伝搬光に対する光学応答に相当する。 Many products using conventional optical characteristics are designed with an optical response to propagating light in mind. Taking a hologram as an example, how it looks when viewed remotely, and when taking a jewel as an example, when it is seen with the human eye, both are optical responses to propagating light. It corresponds to. Further, taking a transparent medium such as a lens as an example, the light transmission characteristic corresponds to the optical response to the propagation light.

このような伝搬光に対する光学応答は、上述の如き光学特性を利用した製品を作り出す上でコントロールしなければならない必要不可欠な物理的性質である。
ところで、この従来における光学特性を利用した製品は、伝搬光領域に対する光学応答のみ、その機能性が定まっていた。このため、光学特性を用いた新たな付加価値を当該製品に追加する際には、その伝搬光における機能性に関して自由度を高くすることができず、ひいては、製品自体に新たな付加価値を創出することも困難になるという問題点があった。 The optical response to such propagating light is an indispensable physical property that must be controlled in order to produce a product that utilizes the optical characteristics as described above.
By the way, the functionality of the conventional product using the optical characteristics is determined only by the optical response to the propagation light region. For this reason, when adding a new added value using optical characteristics to the product, it is not possible to increase the degree of freedom regarding the functionality in the propagation light, and thus creating a new added value to the product itself. There was a problem that it was difficult to do.

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、伝搬光領域に対する光学応答に加え、近接場光領域に対する光学応答を発揮させることにより、その機能性に自由度を与え、ひいては製品に付加価値を与えることが可能な階層型情報記録媒体を提供することにある。 Therefore, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to exhibit an optical response to the near-field light region in addition to the optical response to the propagation light region, It is an object of the present invention to provide a hierarchical information recording medium capable of giving a degree of freedom to the functionality and thus adding value to the product.

本発明を適用した階層型情報記録媒体は、上述した課題を解決するために、照射される伝搬光の波長に対して回折限界以上のピッチで媒体の形状又は物性に改変が施された第１のスケールと、上記伝搬光の波長に対して回折限界未満の径からなる近接場光の滲出スポットに対応した読出領域単位で媒体の形状又は物性に改変が施された第２のスケールとを備え、上記伝搬光が照射された場合に上記第１のスケールのみが光学応答を示し、上記近接場光が滲出された場合に上記第２のスケールのみが光学応答を示し、上記第１のスケールは、上記照射される伝搬光を回折及び反射するホログラムシールであり、上記第２のスケールは、上記第１のスケールとしてのホログラムシール表面に積層されたＡｕ薄膜に凹凸を設けることにより構成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the hierarchical information recording medium to which the present invention is applied is a first in which the shape or physical properties of the medium is modified at a pitch greater than the diffraction limit with respect to the wavelength of the propagating light to be irradiated. And a second scale in which the shape or physical property of the medium is modified in units of a reading area corresponding to an exuding spot of near-field light having a diameter less than the diffraction limit with respect to the wavelength of the propagating light. When the propagating light is irradiated, only the first scale shows an optical response, and when the near-field light is exuded, only the second scale shows an optical response, and the first scale is The hologram seal diffracts and reflects the irradiated propagating light, and the second scale is formed by providing irregularities on the Au thin film laminated on the hologram seal surface as the first scale. And said that you are.

上述した構成からなる本発明によれば、伝搬光が照射された場合に第１のスケールのみが光学応答を示すことができ、近接場光が滲出された場合に第２のスケールのみが光学応答を示すことができることから、これを応用した製品に対して付加価値を与えることが可能となる。 According to the present invention having the above-described configuration, only the first scale can exhibit an optical response when propagating light is irradiated, and only the second scale can exhibit an optical response when near-field light is exuded. Therefore, it is possible to give added value to a product to which this is applied.

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明を適用した階層型情報記録媒体１の構成を示している。この階層型情報記録媒体１は、第１のスケール１１が形成された第１層２１と、第２のスケール１２が形成された第２層２２とを備えている。 FIG. 1 shows the configuration of a hierarchical information recording medium 1 to which the present invention is applied. The hierarchical information recording medium 1 includes a first layer 21 on which a first scale 11 is formed and a second layer 22 on which a second scale 12 is formed.

第１層２１は、例えばソーダガラス、CaF₂、LiNbO₃、LaAlO₃、光ファイバ等の材質で構成される媒体である。この第１層２１には、所定のピッチｋで形状に改変が施された第１のスケール１１が形成されている。 The first layer 21 is a medium composed of a material such as soda glass, CaF ₂ , LiNbO ₃ , LaAlO ₃ , or an optical fiber. The first layer 21 is formed with a first scale 11 having a shape modified at a predetermined pitch k.

図２は、この第１のスケール１１の正面図を示している。この第１のスケール１１は、ホログラムを形成する、いわゆる干渉縞として構成されている。この第１のスケール１１は、干渉縞の明暗パターンに従った凹凸を交互に形成させることにより具体化されるものである。 FIG. 2 shows a front view of the first scale 11. The first scale 11 is configured as a so-called interference fringe that forms a hologram. The first scale 11 is embodied by alternately forming irregularities according to the bright and dark pattern of interference fringes.

ちなみに、この第１のスケール１１は、あくまで伝搬光が照射された場合において、その回折及び反射によりホログラムとしての光学応答を示すように調整されている。このためには、この第１のスケール１１を構成する干渉縞のピッチｋを少なくとも上記照射される伝搬光の回折限界以上となるように構成している。このとき、第１のスケール１１のピッチｋは、伝搬光の波長λとしたときにλ/４以上で構成するようにしてもよい。 Incidentally, the first scale 11 is adjusted so as to show an optical response as a hologram by diffraction and reflection when the propagation light is irradiated. For this purpose, the pitch k of the interference fringes constituting the first scale 11 is configured to be at least the diffraction limit of the propagating light to be irradiated. At this time, the pitch k of the first scale 11 may be configured to be λ / 4 or more when the wavelength λ of the propagation light is set.

第１のスケール１１は、上述の如き凹凸を形成させる代わりに、材料の屈折率等を始めとした材質を交互に異ならせることにより、干渉縞を作り出すようにしてもよい。これによっても同様にホログラム素子を形成させることができ、伝搬光を照射することによりホログラムによる光学応答を発揮させることが可能となる。 The first scale 11 may create interference fringes by alternately changing materials such as the refractive index of the material instead of forming the irregularities as described above. This also makes it possible to form a hologram element, and it is possible to exert an optical response due to the hologram by irradiating propagating light.

第２のスケール１２は、微細な凹凸を形成させることによりその形状が、又は屈折率を互いに異ならせる等の処理を加えることによりその物性が、改変されている。また凹凸を施すことに加えて、単に凸部のみ又は凹部のみを設けることにより形状に改変を施すようにしてもよい。 The physical properties of the second scale 12 are modified by forming fine irregularities and applying a treatment such as making the refractive index different from each other. Further, in addition to the unevenness, the shape may be modified by simply providing only the convex portion or the concave portion.

図３は、この第２のスケール１２の正面図を示している。この第２のスケール１２は、後述する近接場光プローブを介して読み出し可能とされている。一般にこの近接場光プローブを介して情報を読み取る際には、読み取り面に対して近接場光を滲出させ、この滲出させた近接場光の戻り光を検出することによりこれを実行していくことになる。第２のスケール１２は、かかる近接場光プローブを介した読み出しを行うため、当該プローブから滲出され得る近接場光の滲出スポットに応じて情報が予め書き込まれている必要がある。 FIG. 3 shows a front view of the second scale 12. The second scale 12 can be read out via a near-field optical probe described later. In general, when reading information through the near-field light probe, this is performed by leaching near-field light to the reading surface and detecting the return light of the bleed near-field light. become. Since the second scale 12 performs reading via the near-field light probe, information needs to be written in advance according to the oozing spot of the near-field light that can be oozed from the probe.

図３の第２のスケール１２においては、近接場光プローブからの滲出スポットに対応した読出領域７単位で情報の読み出しができるようにするため、当該読出領域７単位で微細な凹凸を形成させることによりその形状が、又は屈折率を互いに異ならせる等の処理を加えることによりその物性が、改変されている。この図３の例において、各読出領域７内には、凹部７１が設けられている。近接場光プローブの先端を各読出領域７に近接させて、近接場光による滲出スポットをこれら各読出領域７に形成させると、この凹部７１の形状や位置、配列、有無等により、各読出領域７から検出させる近接場光から互いに異なる光学応答が現れてくる。このため、これら近接場光を介した光学応答の差異を情報として取得することも可能となる。 In the second scale 12 of FIG. 3, in order to be able to read out information in units of the readout area 7 corresponding to the exuding spot from the near-field optical probe, fine irregularities are formed in the readout area 7 unit. Therefore, the physical properties are modified by applying a treatment such as making the shape different from each other in refractive index. In the example of FIG. 3, a recess 71 is provided in each readout region 7. When the tip of the near-field light probe is brought close to each readout region 7 and an exudation spot due to near-field light is formed in each readout region 7, each readout region depends on the shape, position, arrangement, presence / absence, etc. of the recess 71. Different optical responses appear from the near-field light detected from 7. For this reason, the difference in optical response via these near-field lights can be acquired as information.

図３の例では、読出領域７に形成すべき凹部７１の位置を互いに異ならせ、これに応じて互いに異なる近接場光の光学応答を発揮させることにより、これを情報として読み出し可能としている。ちなみに、この読出領域７の径Ｌは、伝搬光の波長に対して回折限界未満の径となるように構成している。また互いに隣接する読出領域７間の間隔ｍは、伝搬光の回折限界を超えていてもよい。図４は、読出領域７の間隔ｍを伝搬光の回折限界以上で配置した例を示している。読出領域７の間隔ｍを伝搬光の回折限界以上で配置されていても、読出領域７の径Ｌ自体が伝搬光の回折限界未満であれば、本発明所期の効果を奏することになる。 In the example of FIG. 3, the positions of the recesses 71 to be formed in the readout region 7 are different from each other, and the optical responses of the near-field light different from each other are exhibited accordingly, so that this can be read out as information. Incidentally, the diameter L of the readout region 7 is configured to be smaller than the diffraction limit with respect to the wavelength of the propagating light. Further, the interval m between the reading regions 7 adjacent to each other may exceed the diffraction limit of propagating light. FIG. 4 shows an example in which the interval m between the readout regions 7 is arranged to be greater than the diffraction limit of propagating light. Even if the distance m between the readout regions 7 is set to be greater than or equal to the diffraction limit of the propagating light, if the diameter L of the readout region 7 is less than the diffraction limit of the propagating light, the effect of the present invention can be obtained.

次に、上述の如き構成からなる第１のスケール１１、第２のスケール１２を備える階層型情報記録媒体１の作用効果について説明をする。 Next, the operation and effect of the hierarchical information recording medium 1 including the first scale 11 and the second scale 12 having the above-described configuration will be described.

先ず図５に示すように、この階層型情報記録媒体１に対して伝搬光が照射された場合について説明する。この伝搬光に対しては、第１層２１において形成された第１のスケール１１のみが光学応答を示す。その理由として、第１のスケール１１を構成する凹凸は、照射された伝搬光に対する回折限界以上のピッチで構成されているため、これらを光学応答として検出することができるためであり、これに対して第２のスケール１２は、照射された伝搬光に対する回折限界未満の径で構成されているため、伝搬光の照射に対して光学応答を示さないためである。 First, as shown in FIG. 5, the case where the propagation light is irradiated onto the hierarchical information recording medium 1 will be described. Only the first scale 11 formed in the first layer 21 exhibits an optical response to the propagating light. The reason for this is that the unevenness constituting the first scale 11 is configured with a pitch equal to or greater than the diffraction limit for the irradiated propagation light, and these can be detected as an optical response. This is because the second scale 12 has a diameter less than the diffraction limit with respect to the irradiated propagation light, and thus does not exhibit an optical response to the irradiation of the propagation light.

仮に、ホログラム素子の干渉縞として構成される第１のスケール１１に対して、参照光として伝搬光を照射すると、当該伝搬光は第１のスケール１１によって回折及び反射されることになる。その結果、発生した回折光により、ユーザは干渉縞に基づく像を視認することが可能となる。 If the first scale 11 configured as the interference fringes of the hologram element is irradiated with propagation light as reference light, the propagation light is diffracted and reflected by the first scale 11. As a result, the generated diffracted light allows the user to visually recognize an image based on the interference fringes.

次に、図６に示すように階層型情報記録媒体１に対して近接場光を滲出させた場合について説明する。近接場光プローブ３の先端３１を第２層２２の表面２２ａに近接させ、エバネッセント波としての近接場光を滲出させる。 Next, a case where near-field light is allowed to exude to the hierarchical information recording medium 1 as shown in FIG. 6 will be described. The tip 31 of the near-field light probe 3 is brought close to the surface 22a of the second layer 22, and the near-field light as an evanescent wave is exuded.

この滲出させた近接場光は、この先端３１から表面２２ａまでの間隔をｈとし、伝搬光の波長をλとしたとき、ｈ≦λ／４である場合において表面２２aに滲出されることになる。この近接場光の滲出領域を上述した読出領域７に合わせることにより、第２層２２における第２のスケール１２が読み出されることになる。 The exuded near-field light is exuded to the surface 22a when h ≦ λ / 4, where h is the distance from the tip 31 to the surface 22a and the wavelength of the propagation light is λ. . The second scale 12 in the second layer 22 is read by matching the near-field light oozing area with the reading area 7 described above.

これに対して、第１層２１における第１のスケール１１は、伝搬光の波長の回折限界を超える径で形成されているため、近接場光を介して第１のスケール１１を読み取ることはできない。 On the other hand, since the first scale 11 in the first layer 21 is formed with a diameter exceeding the diffraction limit of the wavelength of the propagating light, the first scale 11 cannot be read through near-field light. .

このように本発明を適用した階層型情報記録媒体１は、伝搬光が照射された場合に第１のスケール１１のみが光学応答を示すことができ、近接場光が滲出された場合に第２のスケール１２のみが光学応答を示すことができることになる。 As described above, in the hierarchical information recording medium 1 to which the present invention is applied, only the first scale 11 can exhibit an optical response when the propagating light is irradiated, and the second scale when the near-field light is exuded. Only the scale 12 can exhibit an optical response.

ここで階層型情報記録媒体１は、例えば図７に示すようなカード４に適用するようにしてもよい。カード４上に設けられた階層型情報記録媒体１から、ユーザは、デザイン５を肉眼により視認することができる。このデザイン５は、第１のスケール１１に基づくものである。即ち、デザイン５が伝搬光に対する光学応答として現れるように、この第１のスケール１１を第１層２１に形成させる。 Here, the hierarchical information recording medium 1 may be applied to, for example, a card 4 as shown in FIG. From the hierarchical information recording medium 1 provided on the card 4, the user can visually recognize the design 5 with the naked eye. This design 5 is based on the first scale 11. That is, the first scale 11 is formed on the first layer 21 so that the design 5 appears as an optical response to the propagating light.

しかしユーザは、このカード４上に設けられた階層型情報記録媒体１における第２のスケール１２に基づく光学応答を肉眼により視認することはできない。実際にこの第２のスケール１２に割り当てられている情報を読み取るためには、近接場光を階層型情報記録媒体１に滲出させる必要がある。実際には、上述したような近接場光プローブ３の先端３をこの階層型情報記録媒体１の表面に近接させ、近接場光を滲出させることにより、これを読み取ることが可能となる。 However, the user cannot visually recognize the optical response based on the second scale 12 in the hierarchical information recording medium 1 provided on the card 4. In order to actually read the information assigned to the second scale 12, it is necessary to allow the near-field light to ooze into the hierarchical information recording medium 1. Actually, the tip 3 of the near-field light probe 3 as described above is brought close to the surface of the hierarchical information recording medium 1 so that the near-field light can be exuded and read.

即ち、本発明に係る階層型情報記録媒体１をカード４へ適用することにより、カード４のセキュリティ性を向上させることが可能となる。例えば、このカード４をセキュリティゾーンへの立ち入り許可のために用いる場合には、先ず第１のスケール１１に基づく光学応答としてのデザイン５をあくまで視覚的な映像として係員が視認することにより、第１段階におけるセキュリティのチェックを行う。次に、このカード４における階層型情報記録媒体１を近接場光プローブに近接させることにより、第２のスケール１２に割り当てられている情報を読み取る。このとき、第２のスケール１２においてセキュリティに関する所定のキーワード等を予め割り当て、これを近接場光を利用して読み取ることにより、第２段階におけるセキュリティのチェックを行う。即ち、各段階において異種の光学応答を利用してセキュリティのチェックを行うことができることから、セキュリティ性の向上を図ることが可能となる。 That is, by applying the hierarchical information recording medium 1 according to the present invention to the card 4, the security of the card 4 can be improved. For example, when the card 4 is used for permitting access to the security zone, first, the clerk visually recognizes the design 5 as an optical response based on the first scale 11 as a visual image, so that the first Check security at the stage. Next, the information assigned to the second scale 12 is read by bringing the hierarchical information recording medium 1 in the card 4 close to the near-field optical probe. At this time, a predetermined keyword or the like related to security is assigned in advance in the second scale 12, and this is read using near-field light, thereby performing a security check in the second stage. That is, since security checks can be performed using different optical responses at each stage, it is possible to improve security.

特に、この階層型情報記録媒体１が適用されたカード４においては、第１のスケール１１までは、製造できたとしても、この光の回折限界未満のサイズからなる第２のスケール１２を製造することは困難を極めるため、カード４の複製版を容易に作り出すことができない。この複製版の製造困難性がこのカード４のセキュリティ性をより向上させることが可能となり、カード４を製品として付加価値を与えることも可能となる。 In particular, in the card 4 to which the hierarchical information recording medium 1 is applied, even if the first scale 11 can be manufactured, the second scale 12 having a size less than the diffraction limit of the light is manufactured. Since this is extremely difficult, a duplicate version of the card 4 cannot be easily created. This difficulty in manufacturing the duplicated version can further improve the security of the card 4 and can add value as a product of the card 4.

さらに、この階層型情報記録媒体１の他の応用例としては、宝石の表面に第２のスケール１２を形成させる形態がある。可視光を介して人の目に映る宝石の美観は、あくまで伝搬光に対する光学応答であり、宝石の表面加工が第１のスケール１１に相当する。これに加えて、宝石の表面に第２のスケール１２を形成させ、当該第２のスケール１２に対して所望の情報を割り当てておくことにより、近接場光を介して当該情報を読み出すことも可能となる。即ち、宝石という一つの製品に対して第１のスケール１１を介して美観を作り出すという機能と、第２のスケール１２を介して情報の伝達という機能を共に担わせることが可能となることから、宝石という製品自体に付加価値を与えることが可能となる。 Furthermore, as another application example of the hierarchical information recording medium 1, there is a form in which a second scale 12 is formed on the surface of a jewel. The aesthetics of a jewel reflected in human eyes through visible light is merely an optical response to the propagation light, and the surface processing of the jewel corresponds to the first scale 11. In addition to this, it is also possible to read out the information via the near-field light by forming the second scale 12 on the surface of the jewel and assigning desired information to the second scale 12. It becomes. That is, it is possible to have both the function of creating beauty through the first scale 11 and the function of transmitting information through the second scale 12 for one product called jewelry. It becomes possible to give added value to the product itself called jewelry.

また、この階層型情報記録媒体１の他の応用例としては、レンズの表面に第２のスケール１２を形成させる形態がある。レンズを介して人の目に映る像は、あくまで伝搬光に対する光学応答であり、レンズに施された表面加工等が第１のスケール１１に相当する。これに加えて、レンズの表面に微細な第２のスケール１２を形成させ、当該第２のスケール１２に対して所望の情報を割り当てておくことにより、近接場光を介して当該情報を読み出すことも可能となる。即ち、レンズという一つの製品に対して第１のスケール１１を介して肉眼で視認可能な像を作り出すという機能と、第２のスケール１２を介して情報の伝達という機能を共に担わせることが可能となることから、レンズ製品自体に付加価値を与えることが可能となる。 As another application example of the hierarchical information recording medium 1, there is a form in which the second scale 12 is formed on the surface of the lens. The image seen by the human eye through the lens is merely an optical response to the propagation light, and the surface processing or the like applied to the lens corresponds to the first scale 11. In addition to this, by forming a fine second scale 12 on the surface of the lens and assigning desired information to the second scale 12, the information is read out via near-field light. Is also possible. In other words, it is possible to have both a function of creating an image visible to the naked eye through the first scale 11 and a function of transmitting information through the second scale 12 for one product called a lens. Therefore, it is possible to add value to the lens product itself.

レンズ以外に、例えば化学や生物等の実験で使用するプレパラートに第２のスケール１２を形成させて、これに情報を割り当てておくことにより、プレパラートという製品自体に付加価値を創出することも可能となる。 In addition to lenses, it is also possible to create added value for the product itself as a preparation by forming the second scale 12 on a preparation used in experiments such as chemistry and biology, and assigning information to this. Become.

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば第２のスケール１２において、近接場光の滲出スポットのサイズに応じて複数階層に亘り情報を読み出し可能となるように構成してもよい。 The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the second scale 12 may be configured such that information can be read out over a plurality of layers in accordance with the size of the oozing spot of near-field light.

図８は、近接場光プローブ３の開口３１の径を拡大させることにより、近接場光の滲出スポットの径を拡大させた例を示している。近接場光の滲出スポットの径の拡大に応じて、第２のスケール１２をより広範に読み出すことが可能となる。このため、第２のスケール１２において形成すべき読出領域７のサイズをより広範な領域で設定しておくことにより、かかる拡径化された開口３１を持つ近接場光プローブ３により情報を読み出すことが可能となる。 FIG. 8 shows an example in which the diameter of the near-field light exudation spot is increased by increasing the diameter of the opening 31 of the near-field light probe 3. The second scale 12 can be read more widely as the diameter of the near-field light exudation spot increases. For this reason, by setting the size of the readout region 7 to be formed in the second scale 12 in a wider range, information can be read out by the near-field optical probe 3 having such an enlarged aperture 31. Is possible.

このとき、開口３１の小さい近接場光プローブ３と開口３１が拡大された近接場光プローブ３の双方により情報が読み出し可能なように第２のスケール１２を形成させるようにしてもよい。このためには、図３に示すように、開口３１の小さい近接場光プローブ３用の小さな読出領域７と、開口３１が拡大された近接場光プローブ３用の大きな読出領域８の２階層が第２のスケール１２上に形成されていることが必要になる。また、各階層においてそれぞれ光学応答の差異が明確に現れるように凹部７１を点在させる必要もある。図３に示すように、読出領域７間のみならず、読出領域８間で比較した場合においても、凹部７１の配置が異なることから、これを近接場光による光学応答の差異として識別することが可能となる。 At this time, the second scale 12 may be formed so that information can be read out by both the near-field optical probe 3 having a small opening 31 and the near-field optical probe 3 having an enlarged opening 31. For this purpose, as shown in FIG. 3, there are two layers: a small readout region 7 for the near-field optical probe 3 having a small aperture 31 and a large readout region 8 for the near-field optical probe 3 having an enlarged aperture 31. It is necessary to be formed on the second scale 12. Further, it is necessary to interpose the recesses 71 so that the difference in optical response appears clearly in each layer. As shown in FIG. 3, the arrangement of the recesses 71 is different not only between the readout regions 7 but also between the readout regions 8, so that this can be identified as a difference in optical response due to near-field light. It becomes possible.

なお、この近接場光プローブ３の開口３１の大きさを３段階以上に設定可能な場合には、上述した読出領域８が３階層以上に亘って第２のスケール１２上に形成されている必要がある。 When the size of the opening 31 of the near-field optical probe 3 can be set to three or more levels, the above-described readout region 8 needs to be formed on the second scale 12 over three layers or more. There is.

以下、本発明を適用した階層型情報記録媒体１の実施例として、例えば図９に示すように、第１層２１としてホログラムシール２５を用いる場合を説明する。 Hereinafter, as an example of the hierarchical information recording medium 1 to which the present invention is applied, a case where a hologram seal 25 is used as the first layer 21 as shown in FIG. 9 will be described.

ホログラムシール２５は、最下層において接着層２５ａが形成され、その上層から順に反射金属薄膜層２６、ホログラム形成層２７が積層されている。 In the hologram seal 25, an adhesive layer 25a is formed in the lowermost layer, and a reflective metal thin film layer 26 and a hologram forming layer 27 are laminated in order from the upper layer.

反射金属薄膜層２６は、金、アルミニウム等の金属及びその酸化物、窒化物などを単独もしくは２種以上を組み合わせて形成する。上記の金属のうち、特に金を用いて反射金属薄膜層２６を形成することが望ましい。反射金属薄膜層２６は、蒸着法、スパッタリング・イオン・プレーティング法、ＣＶＤ法（化学気相成長法）等の方法や、めっきによって形成することができる。反射金属薄膜層２６の厚さは本実施例では２０〜４０ｎｍとした。この反射金属薄膜層２６には、上述した第１のスケール１１が形成されてなり、かかる第１のスケール１１のピッチｋは、伝搬光の波長λとしたときにλ/４以上で構成されている。また、この第１のスケール１１を構成する凹凸の高さの差分は、１〜１００um程度とされていることが望ましい。 The reflective metal thin film layer 26 is formed of a metal such as gold or aluminum and its oxide or nitride alone or in combination of two or more. Of the above metals, it is desirable to form the reflective metal thin film layer 26 using gold in particular. The reflective metal thin film layer 26 can be formed by a method such as an evaporation method, a sputtering ion plating method, a CVD method (chemical vapor deposition method), or plating. In this embodiment, the thickness of the reflective metal thin film layer 26 is 20 to 40 nm. The reflective metal thin film layer 26 is formed with the first scale 11 described above, and the pitch k of the first scale 11 is configured to be λ / 4 or more when the wavelength λ of propagating light is used. Yes. Moreover, it is desirable that the difference in the height of the unevenness constituting the first scale 11 is about 1 to 100 μm.

ホログラム形成層２７は、例えば銀塩等の公知の写真材料、感光性樹脂、サーモプラスチック等の材料で形成することができる。また、賦型可能な合成樹脂、例えば、ポリ塩化ビニル、アクリル、ポリスチレン、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂、不飽和ポリエステル、メラミン、エポキシ、ポリエステルメタクリレート、エポキシメタアクリレート等の熱硬化性樹脂を硬化させたもの、或いは、上記熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の混合物が使用可能である。 The hologram forming layer 27 can be formed of a known photographic material such as silver salt, a material such as a photosensitive resin, and a thermoplastic. In addition, moldable synthetic resins, for example, thermoplastic resins such as polyvinyl chloride, acrylic, polystyrene, and polycarbonate, and thermosetting resins such as unsaturated polyester, melamine, epoxy, polyester methacrylate, and epoxy methacrylate were cured. A thing or the mixture of the said thermoplastic resin and a thermosetting resin can be used.

このような反射金属薄膜層２６、ホログラム形成層２７を形成させたホログラムシールに対して伝搬光を照射することにより、ホログラムよる光学応答を示すことになる。 By irradiating the hologram seal on which the reflective metal thin film layer 26 and the hologram forming layer 27 are formed with propagating light, an optical response due to the hologram is exhibited.

次にこのホログラムシール２５の表面２５ｂには、第２層２２としてＡｕ薄膜２８が積層されている。即ち、この第２層２２は、第１層２１上に形成されていることになる。このＡｕ薄膜２８は膜厚４０ｎｍ程度まで堆積されている。また、このＡｕ薄膜２８の表面には、第２のスケール１２が形成されている。この第２のスケール１２は、収束イオンビーム（ＦＩＢ）装置を用いてナノオーダまで加工されることにより作製される。この図９に示す例では、２００ｎｍ×２００ｎｍの矩形形状からなる凹部により構成する場合を想定している。 Next, an Au thin film 28 is laminated as the second layer 22 on the surface 25 b of the hologram seal 25. That is, the second layer 22 is formed on the first layer 21. The Au thin film 28 is deposited to a film thickness of about 40 nm. A second scale 12 is formed on the surface of the Au thin film 28. The second scale 12 is manufactured by processing to the nano-order using a focused ion beam (FIB) apparatus. In the example shown in FIG. 9, a case is assumed in which a concave portion having a rectangular shape of 200 nm × 200 nm is formed.

ちなみに、このＦＩＢ装置を用いる代わりに、周知のリソグラフィやインプリント方法を適用するようにしてもよいし、近接場光等を用いることで、ナノ構造を自己組織的に形成する技術を適用するようにしてもよい。 Incidentally, instead of using this FIB apparatus, a known lithography or imprint method may be applied, or a technique for forming a nanostructure in a self-organized manner by using near-field light or the like may be applied. It may be.

このような構成からなる階層型情報記録媒体１に対して、近接場光プローブ３の先端曲率半径５ｎｍからなる先端３１を近づけると、近接場光領域における光学応答が得られた。この近接場光領域における光学応答は、矩形形状からなる凹部の有無により明らかに差異が生じることが実際のイメージから示されていた。ちなみに、ナノオーダで構成される凹部の有無は、近接場光プローブを介してのみ識別できるものであって、単に階層型情報記録媒体１に伝搬光を照射したのみではこれを識別することができなかった。 When the tip 31 having a tip curvature radius of 5 nm of the near-field optical probe 3 was brought close to the hierarchical information recording medium 1 having such a configuration, an optical response in the near-field light region was obtained. It has been shown from actual images that the optical response in the near-field light region is clearly different depending on the presence or absence of a rectangular recess. Incidentally, the presence / absence of a concave portion formed of nano-order can be identified only through the near-field optical probe, and cannot be identified simply by irradiating the hierarchical information recording medium 1 with propagating light. It was.

本発明を適用した階層型情報記録媒体の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the hierarchical information recording medium to which this invention is applied. 第１のスケールの正面図である。It is a front view of the 1st scale. 第２のスケールの正面図である。It is a front view of a 2nd scale. 第２のスケールの他の形態について示す図である。It is a figure shown about the other form of a 2nd scale. この階層型情報記録媒体に対して伝搬光が照射された場合について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the case where propagation light is irradiated with respect to this hierarchical information recording medium. この階層型情報記録媒体に対して近接場光が照射された場合について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the case where near field light is irradiated with respect to this hierarchical information recording medium. 本発明を適用した階層型情報記録媒体の応用例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the application example of the hierarchical information recording medium to which this invention is applied. 近接場光プローブの開口の径を拡大させることにより、近接場光の滲出スポットの径を拡大させた例を示す図である。It is a figure which shows the example which expanded the diameter of the oozing spot of a near-field light by enlarging the diameter of the opening of a near-field light probe. 本発明を適用した階層型情報記録媒体の実施例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the Example of the hierarchical information recording medium to which this invention is applied.

Explanation of symbols

１階層型情報記録媒体
３近接場光プローブ
７読出領域
１１第１のスケール
１２第２のスケール
２１第１層
２２第２層
３１先端
７１凹部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hierarchical information recording medium 3 Near-field optical probe 7 Reading area | region 11 1st scale 12 2nd scale 21 1st layer 22 2nd layer 31 Tip 71 Recessed part

Claims

A first scale in which the shape or physical properties of the medium is modified at a pitch greater than the diffraction limit with respect to the wavelength of the propagating light to be irradiated;
A second scale in which the shape or physical property of the medium is modified in units of a readout region corresponding to an exuding spot of near-field light having a diameter less than the diffraction limit with respect to the wavelength of the propagating light,
When the propagating light is irradiated, only the first scale shows an optical response, and when the near-field light is exuded, only the second scale shows an optical response,
The first scale is a hologram seal that diffracts and reflects the irradiated propagating light,
The hierarchical information recording medium is characterized in that the second scale is configured by providing irregularities on an Au thin film laminated on a hologram seal surface as the first scale .

2. The hierarchical information recording medium according to claim 1, wherein the first scale and / or the second scale is modified in the shape of the medium by providing irregularities.

3. The hierarchical information recording medium according to claim 1 , wherein the readout area in the second scale is determined based on a diameter of a core of a near-field optical probe that exudes the near-field light. .

The second scale, the shape of the projections or recesses which interspersed in the read area units, the position, of the claims 1 to 3 information through one of presence is characterized in that it is recorded The hierarchical information recording medium according to any one of the preceding claims.

The said 2nd scale is interspersed with a convex part or a recessed part so that information can be read over multiple levels according to the size of the exuding spot of near-field light . Hierarchical information recording medium.