パルス光ビーム照射装置、パルス光ビーム照射方法及び光情報記録装置
【課題】レーザ光源が発生し得るパルス周期よりも短いパルス間隔で複数のパルスを照射できるようにする。
【解決手段】光ディスク装置１は、パルス列生成部１１においてレーザ光源２１からパルスＰ０を含む光ビームＬ１を出射させ、パルス変換部２３により間隔が約１［ｎｓ］である４本のパルスでなるパルス列ＰＬに分割する。光ピックアップ７は、パルス列ＰＬを含む光ビームＬを対物レンズ８により記録層１０１内に集光する。これにより光ピックアップ７は、光ビームＬの焦点Ｆの近傍で、最初のパルスＰ１の２光子吸収により生じた記録材料Ｍの励起状態を維持したまま２番目以降のパルスＰ２〜Ｐ４により励起状態吸収による反応を生じさせることができるので、極めて短い時間で記録層１０１に記録マークＲＭを形成することができる。この結果光ディスク装置１は、情報の記録速度を高めることができる。
【解決手段】光ディスク装置１は、パルス列生成部１１においてレーザ光源２１からパルスＰ０を含む光ビームＬ１を出射させ、パルス変換部２３により間隔が約１［ｎｓ］である４本のパルスでなるパルス列ＰＬに分割する。光ピックアップ７は、パルス列ＰＬを含む光ビームＬを対物レンズ８により記録層１０１内に集光する。これにより光ピックアップ７は、光ビームＬの焦点Ｆの近傍で、最初のパルスＰ１の２光子吸収により生じた記録材料Ｍの励起状態を維持したまま２番目以降のパルスＰ２〜Ｐ４により励起状態吸収による反応を生じさせることができるので、極めて短い時間で記録層１０１に記録マークＲＭを形成することができる。この結果光ディスク装置１は、情報の記録速度を高めることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパルス光ビーム照射装置、パルス光ビーム照射方法及び光情報記録装置に関し、例えばパルス状のレーザ光を用いて光ディスクに情報を記録する光ディスク装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスク装置においては、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）及びＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標、以下ＢＤと呼ぶ）等の光ディスクに対して情報を記録し、また当該光ディスクから当該情報を読み出すようになされたものが広く普及している。
【０００３】
かかる光ディスク装置では、音楽コンテンツや映像コンテンツ等の各種コンテンツ、或いはコンピュータ用の各種データ等のような種々の情報を光ディスクに記録するようになされている。
【０００４】
特に近年では、映像の高精細化や音楽の高音質化等により情報量が増大し、また１枚の光ディスクに記録するコンテンツ数の増加が要求されているため、当該光ディスクのさらなる大容量化が求められている。
【０００５】
そこで、かかる光ディスクを大容量化する手法の一つとして、情報を表す記録マークの形成に２光子吸収を呈する材料（以下、これを２光子吸収材料と呼ぶ）を記録材料に用いて反応を生ぜしめ、当該記録マークを３次元に配列する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この２光子吸収による反応を利用する光ディスク装置では、例えばチタンサファイヤ等を用いたレーザ光源からパルス状のレーザ光を集光することにより、光ディスク内に高いエネルギーを集中させて記録ピットを形成するようになされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３７６５８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、２光子吸収による反応は、比較的小さなエネルギーの光が照射されたとしても生じない。このことは、２光子吸収材料を記録材料として光ディスクに用いた場合、保存中等に比較的弱い光が照射されたとしても、記録マークの有無に拘わらずその状態が維持されるため、容易には破壊されず、安定性を高め得ることを意味している。
【０００９】
その反面、２光子吸収材料により構成される記録材料は、比較的大きなエネルギーの光を集中的に照射しなければ反応が生じない。このため、２光子吸収による反応を利用する光ディスク装置は、例えば専用のレーザ光源等を用いる必要があり、装置構成が複雑化・大型化してしまっていた。
【００１０】
ここで、２光子吸収材料のなかには、ある程度の強度の光が照射され生じた活性化状態、いわゆる励起状態で光が照射されると、さらに光吸収（いわゆる励起状態吸収）を生じるものがある。しかしながら、この励起状態は、極めて短い時間、例えば数［ｎｓ］程度しか維持されない。
【００１１】
一方、既存の高強度のレーザ光源は、複数のパルスを連続的に発生させる場合、当該パルス同士の時間間隔（以下これをパルス間隔と呼ぶ）が短くとも１３［ｎｓ］程度であり、数［ｎｓ］程度の間隔で発生させることができない。
【００１２】
従って、既存のレーザ光源を用いた場合、光ディスク装置は、短いパルス間隔で複数のパルスを発生させることができず、２光子吸収材料における活性化された状態を利用できない、という問題があった。
【００１３】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、光源が発生し得るパルス間隔よりも短い時間間隔で複数のパルスを含む光ビームを照射できるパルス光ビーム照射装置及びパルス光ビーム照射方法並びに光源が発生し得るパルス間隔よりも短い時間間隔で複数のパルスを含む光ビームを光情報記録媒体に照射できる光情報記録装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
かかる課題を解決するため本発明のレーザ駆動装置及びレーザ駆動方法においては、１の光源から出射され所定時間幅内に１のパルスを含む光ビームが複数に分割されてなる複数の光ビーム、又は複数の光源からそれぞれ出射され所定時間幅内にそれぞれ１のパルスを含む複数の光ビームについて、それぞれに含まれるパルスの立ち上がりタイミングを互いに相違させ、複数の光ビームを合成することにより複数のパルスが順次立ち上がる合成光ビームを生成し、合成光ビームを所定の照射対象に照射するようにした。
【００１５】
これにより本発明は、光源から出射される段階ではパルス間隔が所定時間幅以上であっても、合成された光ビームに含まれるパルス同士の間隔を所定時間幅以下に設定することができる。
【００１６】
また本発明の光情報記録装置においては、所定時間幅内に１のパルスを含む光ビームを出射する光源を１又は複数有する光源部と、１の光源から出射された１の光ビームが複数に分割されてなる複数の光ビーム又は複数の光源からそれぞれ出射された複数の光ビームにそれぞれ含まれるパルスの立ち上がりタイミングを互いに相違させるタイミング調整部と、各パルスの立ち上がりタイミングが互いに相違する複数の光ビームを合成して合成光ビームを生成するパルス合成部と、光情報記録媒体に記録すべき情報に応じて、１の光ビーム、複数の光ビーム又は合成光ビームの光強度を変調させる情報変調部と、光情報記録媒体における多光子吸収材料でなる記録部に対し合成光ビームを集光する対物レンズとを設けるようにした。
【００１７】
これにより本発明は、光源から出射される段階ではパルス間隔が所定時間幅以上であっても、合成された光ビームに含まれるパルス同士の間隔を所定時間幅以下に設定でき、情報に応じた変調パターンで光情報記録媒体の記録部に照射することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光源から出射される段階ではパルス間隔が所定時間幅以上であっても、合成された光ビームに含まれるパルス同士の間隔を、所定時間幅以下に設定することができる。かくして本発明は、レーザ光源が発生し得るパルス間隔よりも短い時間間隔で複数のパルスを照射できるレーザ駆動装置及びレーザ駆動方法を実現できる。
【００１９】
また本発明によれば、光源から出射される段階ではパルス間隔が所定時間幅以上であっても、合成された光ビームに含まれるパルス同士の間隔を、所定時間幅以下に設定でき、情報に応じた変調パターンで光情報記録媒体の記録部に照射することができる。かくして本発明は、光源が発生し得るパルス間隔よりも短い時間間隔で複数のパルスを含む光ビームを光情報記録媒体に照射できる光情報記録装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】光ディスク装置の全体構成を示す略線図である。
【図２】光ディスクの構成を示す略線図である。
【図３】光ピックアップの構成を示す略線図である。
【図４】光ビームのパルス波形を示す略線図である。
【図５】第１の実施の形態によるパルス列生成部の構成を示す略線図である。
【図６】第１の実施の形態によるパルス列の生成の説明に供する略線図である。
【図７】パルス分割素子の構成を示す略線図である。
【図８】パルス合成素子の構成を示す略線図である。
【図９】データに応じた変調の説明に供する略線図である。
【図１０】記録材料のエネルギー準位を示す略線図である。
【図１１】一分子あたりの光子の吸収量を示す略線図である。
【図１２】第２の実施の形態によるパルス列生成部の構成を示す略線図である。
【図１３】第２の実施の形態によるパルス列の生成の説明に供する略線図である。
【図１４】光ディスク初期化装置の構成を示す略線図である。
【図１５】ガイドマークの形成位置の説明に供する略線図である。
【図１６】他の実施の形態によるパルス列を示す略線図である。
【図１７】他の実施の形態による変調の説明に供する略線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について、図面を用いて説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（光ディスク装置・１つのレーザ光源を用いた例）
２．第２の実施の形態（光ディスク装置・複数のレーザ光源を用いた例）
３．第３の実施の形態（光ディスク初期化装置・１つのレーザ光源を用いた例）
４．他の実施の形態
【００２２】
＜１．第１の実施の形態＞
本実施の形態では、図１に示す光ディスク装置１により、光情報記録媒体としての光ディスク１００に情報を記録し、また当該光ディスク１００から情報を再生するようになされている。
【００２３】
［１−１．光ディスクの構成］
図２に断面図を示すように、光ディスク１００は、光ディスク装置１から光ビームＬを照射することにより情報が記録されるようになされている。また光ディスク１００は、当該光ビームＬを反射して反射光ビームＬｒとし、これが光ディスク装置１に検出されることにより情報が再生されるようになされている。
【００２４】
実際上光ディスク１００は、全体として略円板状に構成されており、情報を記録するための記録層１０１及びある程度の強度を有する基板１０２が貼り合わされたような構成を有している。
【００２５】
光ディスク装置１は、後述するレーザ光源から出射される光ビームＬを対物レンズ８により光ディスク１００の記録層１０１内に集光するようになされている。
【００２６】
記録層１０１は、波長約４００［ｎｍ］の光を２光子吸収する２光子吸収材料を含有している。この２光子吸収材料は、光強度の２乗に比例して２光子吸収を生じさせることが知られており、光強度の非常に大きい光に対してのみ２光子吸収を生じさせる。なおこの２光子吸収材料としては、ヘキサジイン化合物、シアニン色素、メロシアニン色素、オキソノール色素、フタロシアニン色素及びアゾ色素などを用いることができる。以下の説明では、この２光子吸収材料を記録材料Ｍとも呼ぶ。
【００２７】
記録層１０１は、比較的強い強度でなる光ビームＬが内部に照射されると、２光子吸収をきっかけにした反応、例えば２光子吸収材料の分解反応により気泡を形成し、この結果焦点Ｆの位置を中心とした空孔でなる記録マークＲＭを記録する。
【００２８】
ここで記録層１０１は、２光子吸収材料を含有するため、光強度の２乗に比例して反応が生じる。すなわち記録層１０１では、例えば対物レンズ８により集光された焦点近傍のように光の照射強度が極めて高い箇所では反応が生じ、当該焦点以外のように光の照射強度が低い箇所では殆ど反応を生じない。
【００２９】
また記録層１０１には、記録マークＲＭを形成すべき位置を識別するためのガイドマークＧＭが予め形成されている。このガイドマークＧＭは、光ディスク１００の盤面と略平行な複数の仮想平面内でそれぞれ螺旋状のトラックを間欠的に描くように配置されており、図２に示したように当該仮想平面毎に層を形成している。以下、ガイドマークＧＭにより形成される各層をそれぞれマーク層Ｙと呼ぶ。
【００３０】
実際上、光ディスク装置１は、後述するフォーカス制御及びトラッキング制御により光ビームＬの焦点を所望のマーク層Ｙに形成されたガイドマークＧＭに追従させ、当該ガイドマークＧＭの間欠部分で光ビームＬの強度を高める。これにより光ディスク１００の記録層１０１には、当該光ビームＬの焦点近傍に記録マークＲＭが形成される。
【００３１】
一方、光ディスク装置１は、光ディスク１００から情報を再生する際、所望のマーク層Ｙに比較的弱い光ビームＬを集光する。ここで焦点Ｆの位置に記録マークＲＭが形成されている場合、当該光ビームＬが当該記録マークＲＭによって反射され、反射光ビームＬｒとなる。
【００３２】
光ディスク装置１は、反射光ビームＬｒを検出すると共にその検出結果に応じた検出信号を生成し、当該検出信号を基に記録マークＲＭが形成されているか否かを検出する。
【００３３】
このように光ディスク１００は、比較的強い光ビームＬが集光されると、その焦点Ｆ近傍において２光子吸収をきっかけにした反応を生じることにより、記録マークＲＭを形成するようになされている。
【００３４】
［１−２．光ディスク装置の構成］
次に、光ディスク装置１の具体的な構成について説明する。図１に示したように、光ディスク装置１は制御部２を中心に構成されている。制御部２は、図示しないＣＰＵ(Central Processing Unit)と、各種プログラム等が格納されるＲＯＭ(Read Only Memory)と、当該ＣＰＵのワークエリア等として用いられるＲＡＭ(Random Access Memory)とによって構成されている。
【００３５】
制御部２は、光ディスク１００に情報を記録する場合、駆動制御部３を介してスピンドルモータ５を回転駆動させ、ターンテーブル５Ｔに装着された光ディスク１００を所望の速度で回転させる。
【００３６】
また制御部２は、駆動制御部３を介してスレッドモータ６を駆動させることにより、光ピックアップ７を移動軸Ｇに沿ってトラッキング方向、すなわち光ディスク１００の内周側又は外周側へ向かう方向へ大きく移動させるようになされている。
【００３７】
光ピックアップ７は、対物レンズ８等の複数の光学部品が組み込まれており、制御部２の制御に基づいて光ディスク１００へ光ビームＬ（図２）を照射するようになされている。
【００３８】
また光ピックアップ７は、光ビームＬが光ディスク１００のガイドマークＧＭ（図２）により反射されてなる反射光ビームＬｒを検出し、その検出結果に基づいた複数の検出信号を生成し、これらを信号処理部４へ供給する。
【００３９】
信号処理部４は、検出信号を用いた所定の演算処理を行うことにより、フォーカスエラー信号ＳＦＥ及びトラッキングエラー信号ＳＴＥをそれぞれ生成し、これらを駆動制御部３へ供給する。
【００４０】
因みにフォーカスエラー信号ＳＦＥは、サーボ光ビームＬＳのサーボ層１０３に対するフォーカス方向のずれ量を表す信号である。またトラッキングエラー信号ＳＴＥは、サーボ光ビームＬＳの目標とするサーボトラックＴＳ（すなわち目標サーボトラックＴＳＧ）に対するトラッキング方向のずれ量を表す信号である。
【００４１】
駆動制御部３は、フォーカスエラー信号ＳＦＥ及びトラッキングエラー信号ＳＴＥを基に、後述するフォーカス制御及びトラッキング制御を行う。これにより駆動制御部３は、対物レンズ８によって集光される光ビームＬの焦点Ｆを所望のマーク層Ｙに追従させる。
【００４２】
また制御部２は、外部から供給される情報を信号処理部４に供給する。信号処理部４は、この情報に所定の変調処理等を施して記録データを生成し、光ピックアップ７へ供給する。
【００４３】
光ピックアップ７は、記録データに基づいた強度の光ビームＬを出射することにより、記録層１０１に記録マークＲＭを形成させる。かくして光ディスク装置１は、光ディスク１００に情報を記録することができる。
【００４４】
また光ピックアップ７は、光ディスク１００から情報を再生する場合、比較的弱い光ビームＬの焦点Ｆを所望のマーク層Ｙに追従させる。
【００４５】
このとき光ビームＬは、ガイドマークＧＭ又は記録マークＲＭが形成されている箇所において反射され、反射光ビームＬｒとなる。光ピックアップ７は、この反射光ビームＬｒを検出し、その検出結果に基づいた検出信号を生成して、これを信号処理部４へ供給する。
【００４６】
信号処理部４は、検出信号に対し所定の復調処理及び復号化処理等を施すことにより、記録マークＲＭとして記録されている情報を復元する。かくして光ディスク装置１は、光ディスク１００から情報を再生することができる。
【００４７】
このように光ディスク装置１は、光ピックアップ７から光ビームＬを出射し光ディスク１００の記録層１０１に照射することにより、光ディスク１００に対する情報の記録処理及び再生処理を行うようになされている。
【００４８】
［１−３．光ピックアップの構成］
次に、光ピックアップ７の構成について説明する。光ピックアップ７は、パルス列生成部１１からパルス列を含む光ビームＬを出射し、これを対物レンズ８により光ディスク１００の記録層１０１内に集光するようになされている。これと共に光ピックアップ７は、光ビームＬが光ディスク１００により反射されてなる反射光ビームＬｒを受光するようにもなされている。
【００４９】
パルス列生成部１１は、図４（Ａ）に示すように、複数のパルスでなるパルス列ＰＬを含む光ビームＬを出射し、偏光ビームスプリッタ１２へ入射させる（詳しくは後述する）。
【００５０】
偏光ビームスプリッタ１２は、偏光面１２Ｓにおいて、Ｐ偏光でなる光ビームを透過させると共に、Ｓ偏光でなる光ビームを反射させるようになされている。実際上偏光ビームスプリッタ１２は、偏光面１２ＳにおいてＰ偏光でなる光ビームＬを透過させ、１／４波長板１３へ入射させる。
【００５１】
１／４波長板１３は、光ビームＬをＰ偏光（すなわち直線偏光）から円偏光（例えば左円偏光）に変換してリレーレンズ１４へ入射させる。
【００５２】
リレーレンズ１４は、光ビームＬの光軸方向に移動し得る可動レンズ１４Ａ及び固定された固定レンズ１４Ｂにより構成されている。実際上リレーレンズ１４は、可動レンズ１４Ａにより当該光ビームＬを平行光から収束光に変換し、収束後に発散光となった当該光ビームＬの発散角を固定レンズ１４Ｂにより再度変換し、ミラー１５へ入射させる。
【００５３】
ミラー１５は、光ビームＬを反射することによりその進行方向を変化させ、対物レンズ８へ入射させる。対物レンズ８は、光ビームＬの光軸方向に沿って移動し得るようになされており、当該光ビームＬを集光して光ディスク１００へ照射する。光ビームＬは、図２に示したように記録層１０１内に合焦する。
【００５４】
ここで光ビームＬの焦点Ｆの位置は、対物レンズ８と光ディスク１００との距離により定まる。このとき光ビームＬには、対物レンズ８の性質上、光ディスク１００の表面から焦点Ｆまでの距離に応じた球面収差が発生してしまう。この球面収差の量は、当該光ビームＬがリレーレンズ１４の固定レンズ１４Ｂから出射され対物レンズ８へ入射される際の発散状態により定められることになる。
【００５５】
そこで光ピックアップ７は、対物レンズ８の位置に応じて可動レンズ１４Ａを移動させることにより、記録層１０１内で焦点Ｆをフォーカス方向に移動させたときにも球面収差を最少に抑えることができ、良好な集光特性を得ることができる。
【００５６】
実際上光ピックアップ７は、制御部２（図１）によって対物レンズ８及び可動レンズ１４Ａの位置が制御されるようになされている。これにより光ピックアップ７は、光ディスク１００の記録層１０１内における光ビームＬの焦点Ｆ（図２）の深さＺ（すなわち表面１００Ａからの距離）を調整し、所望の箇所に焦点Ｆを合致させるようになされている。
【００５７】
ここで光ビームＬの光強度が比較的弱い場合、焦点Ｆの箇所にガイドマークＧＭ又は記録マークＲＭが記録されていた場合、焦点Ｆに集光された光ビームＬが当該記録マークＲＭにより反射されて反射光ビームＬｒとなる。
【００５８】
このとき反射光ビームＬｒは、光ビームＬと反対方向へ進行して対物レンズ８へ入射される。また反射光ビームＬｒは、円偏向における旋回方向が光ビームＬとは反転される。
【００５９】
対物レンズ８は、反射光ビームＬｒをおおよそ平行光とし、ミラー１５により反射させてリレーレンズ１４へ入射させる。
【００６０】
リレーレンズ１４は、反射光ビームＬｒを平行光に変換し、１／４波長板１３へ入射させる。１／４波長板１３は、右円偏光でなる反射光ビームＬｒをＳ偏光（すなわち直線偏光）に変換し、偏光ビームスプリッタ１２へ入射させる。
【００６１】
偏光ビームスプリッタ１２は、Ｓ偏光でなる反射光ビームＬｒを偏光面１２Ｓにより反射し、集光レンズ１６へ入射させる。集光レンズ１６は、反射光ビームＬｒを収束させ、シリンドリカルレンズ１７により非点収差を持たせた上でフォトディテクタ１８へ照射する。
【００６２】
フォトディテクタ１８は、複数の受光領域を有しており、各受光領域において反射光ビームＬｒの光量に応じた検出信号をそれぞれ生成し、これらを信号処理部４（図１）へ送出する。
【００６３】
因みに光ピックアップ７は、対物レンズ８により光ビームＬが集光され光ディスク１００における所望の箇所へ照射されるときの合焦状態が、集光レンズ１６により反射光ビームＬｒが集光されフォトディテクタ１７に照射されるときの合焦状態に反映されるよう、各種光学部品の光学的位置が調整されている。
【００６４】
信号処理部４は、いわゆる非点収差法に基づいて光ビームＬの焦点Ｆと光ディスク１００における所望のマーク層Ｙとのずれ量を表すフォーカスエラー信号ＳＦＥを算出し、これを駆動制御部３へ供給する。
【００６５】
また信号処理部４は、いわゆるプッシュプル法に基づいて焦点Ｆと光ディスク１００のマーク層Ｙにおける所望のトラックとのずれ量を表すトラッキングエラー信号ＳＴＥを算出し、これを駆動制御部３へ供給する。
【００６６】
駆動制御部３は、フォーカスエラー信号ＳＦＥを基にフォーカス駆動信号を生成し、当該フォーカス駆動信号を２軸アクチュエータ８Ａへ供給する。これにより駆動制御部３は、光ビームＬが光ディスク１００における所望のマーク層Ｙに合焦するよう、対物レンズ８をフィードバック制御（すなわちフォーカス制御）する。
【００６７】
また駆動制御部３は、トラッキングエラー信号ＳＴＥを基にトラッキング駆動信号を生成し、当該トラッキング駆動信号を２軸アクチュエータ８Ａへ供給する。これにより駆動制御部３は、光ビームＬが光ディスク１００の所望のマーク層Ｙにおける所望のトラックに合焦するよう、対物レンズ８をフィードバック制御（すなわちトラッキング制御）する。
【００６８】
因みに信号処理部４は、記録マークＲＭが形成されていた場合、検出信号を基に再生ＲＦ信号を生成し、これに所定の復調処理や復号化処理等を施すことにより再生情報を生成して、この再生情報を制御部２へ供給するようになされている。
【００６９】
また光ディスク装置１は、光ディスクに情報を記録する場合、記録すべき情報に変調処理等を施して得られる記録データをパルス列生成部１１へ供給することにより、比較的高い光強度でなると共に記録データに基づいて変調された光ビームＬを出射させる。
【００７０】
この結果光ディスク１００の記録層１０１には、光強度が強い光ビームＬが照射されたときのみ、その焦点Ｆの近傍に記録マークＲＭが形成される。かくして光ディスク１００には、記録マークＲＭの有無により情報が記録されることになる。
【００７１】
このように光ピックアップ７は、パルス列生成部１１により生成されたパルス列ＰＬを記録部１０１に集光することにより、記録すべき情報を記録マークＲＭにより光ディスク１００に記録するようになされている。
【００７２】
［１−４．パルス列の生成］
［１−４−１．パルス列生成部の構成］
パルス列生成部１１は、図５に示すように、レーザ光源２１から出射するレーザ光を元に、パルス列ＰＬ（図４（Ａ））を生成するようになされている。
【００７３】
レーザ光源２１は、例えばチタンサファイヤレーザでなり、波長約８００［ｎｍ］の発散光でなる光ビームＬ１を出射し、コリメータレンズ２２により平行光に変換して、これをパルス変換部２３へ供給するようになされている。
【００７４】
因みにパルス列生成部１１は、図示しない波長変換器により、レーザ光の波長を約８００［ｎｍ］からその半分の約４００［ｎｍ］にＳＨＧ（Second Harmonic Generation）変換するようになされている。
【００７５】
またレーザ光源２１は、図４（Ｂ）に示すように、パルス幅ｔｗが約１０［ｐｓ］〜約１００［ｆｓ］でなるパルス状のレーザ光を、約７６［ＭＨｚ］の周期で、すなわちパルス周期ｔｃが約１３［ｎｓ］となる間隔で、繰り返し出射し得るようになされている。因みにレーザ光源２１は、その性質上、パルス同士の間隔が最短で約１３［ｎｓ］となっている。
【００７６】
以下では、説明の便宜上、図６（Ａ）に示すように、光ビームＬ１においてパルスＰ０が立ち上がるタイミングをタイミングｔ１とする。
【００７７】
パルス変換部２３（図５）は、大きく分けて、分割部としてのパルス分割素子３１、遅延部としての遅延素子３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ及び３２Ｄ並びにパルス合成部としてのパルス合成素子３３により構成されている。
【００７８】
パルス分割素子３１は、図７に示すように、偏光板４１、４３及び４５と偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４２、４４及び４６との組み合わせにより構成されている。
【００７９】
パルス分割素子３１は、まず偏光板４１により光ビームＬ１の偏光方向を所定角度回転させて光ビームＬ２とし、これを偏光ビームスプリッタ４２へ入射させる。
【００８０】
偏光ビームスプリッタ４２は、偏光面４２Ｓにおいて、光ビームＬ２における所定の偏光方向成分を所定の割合で反射させることにより、当該光ビームＬ２を約１／４の強度割合で反射させて光ビームＬ１４とする。光ビームＬ１４には、図６（Ｂ）に示すように、パルスＰ０の約１／４の光強度でなるパルスＰ４が含まれる。また偏光ビームスプリッタ４２（図７）は、光ビームＬ２の残りを透過し、これを光ビームＬ３として偏光板４３へ入射させる。
【００８１】
偏光板４３は、光ビームＬ３の偏光方向を所定角度回転させて光ビームＬ４とし、これを偏光ビームスプリッタ４４へ入射させる。
【００８２】
偏光ビームスプリッタ４４は、偏光面４４Ｓにおいて、光ビームＬ４における所定の偏光方向成分を所定の割合で反射させることにより、当該光ビームＬ４を約１／３の強度割合で反射させて光ビームＬ１３とする。光ビームＬ１３には、図６（Ｂ）に示すように、パルスＰ０の約１／４の光強度でなるパルスＰ３が含まれる。また偏光ビームスプリッタ４４（図７）は、光ビームＬ４の残りを透過し、これを光ビームＬ５として偏光板４５へ入射させる。
【００８３】
偏光板４５は、光ビームＬ５の偏光方向を所定角度回転させて光ビームＬ６とし、これを偏光ビームスプリッタ４６へ入射させる。
【００８４】
偏光ビームスプリッタ４６は、偏光面４６Ｓにおいて、光ビームＬ６における所定の偏光方向成分を所定の割合で反射させることにより、当該光ビームＬ６を約１／２の強度割合で反射させて光ビームＬ１２とする。また偏光ビームスプリッタ４６は、光ビームＬ６のうち残りを透過し、これを光ビームＬ１１とする。光ビームＬ１１及びＬ１２には、図６（Ｂ）に示すように、パルスＰ０の約１／４の光強度でなるパルスＰ１及びＰ２がそれぞれ含まれる。
【００８５】
このようにパルス分分割素子３１は、偏光板による偏光方向の回転と偏光ビームスプリッタによる所定偏光成分のみの反射とを組み合わせることにより、光ビームＬ１の一部を順次分割し、最終的に複数の光ビームを生成するようになされている。
【００８６】
この結果パルス分割素子３１は、パルスＰ０を含む光ビームＬ１を４分割することにより、パルスＰ０の約１／４の光強度でなるパルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４をそれぞれ含む分割光ビームとしての光ビームＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３及びＬ１４を生成し、それぞれ光路Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３及びＷ４へ進行させる。
【００８７】
因みに光ビームＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３及びＬ１４にそれぞれ含まれるパルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４は、パルスＰ０からほとんど遅延されないため、図６（Ｂ）に示したように、いずれもタイミングｔ１に立ち上がる。
【００８８】
光路Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３及びＷ４をそれぞれ進行する光ビームＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３及びＬ１４は、遅延素子３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ及び３２Ｄへそれぞれ入射される。遅延素子３２Ａは、図６（Ｃ）に示すように、光ビームＬ１１を遅延させることなくそのまま光ビームＬ２１とし、パルス合成素子３３へ入射させる。
【００８９】
遅延素子３２Ｂは、図６（Ｃ）に示すように、光ビームＬ１２を約１［ｎｓ］遅延させることにより、パルスＰ２が立ち上がるタイミングをタイミングｔ２とした光ビームＬ２２とし、これをパルス合成素子３３へ入射させる。
【００９０】
遅延素子３２Ｃは、図６（Ｃ）に示すように、光ビームＬ１３を約２［ｎｓ］遅延させることにより、パルスＰ３が立ち上がるタイミングをタイミングｔ３とした光ビームＬ２３とし、これをパルス合成素子３３へ入射させる。
【００９１】
遅延素子３２Ｄは、図６（Ｃ）に示すように、光ビームＬ１４を約３［ｎｓ］遅延させることにより、パルスＰ４が立ち上がるタイミングをタイミングｔ４とした光ビームＬ２４とし、これをパルス合成素子３３へ入射させる。
【００９２】
因みに遅延素子３２Ｂ、３２Ｃ及び３２Ｄは、光ビームが１［ｎｓ］の間に約３０［ｃｍ］進行することを利用し、それぞれの光路長を遅延素子３２Ａよりも約３０、約６０及び約９０［ｃｍ］延長することにより、それぞれタイミングを約１、約２及び約３［ｎｓ］遅延させている。具体的な光路長の延長手段としては、単なる空間や光ファイバ等を用いることができる。
【００９３】
パルス合成素子３３は、図８に示すように、ミラー５１、５８及び６０と、偏光板５２、５４、５６及び５９と、偏光ビームスプリッタ５３及び５７と、ハーフミラー５５との組み合わせにより構成されている。
【００９４】
パルス合成素子３３は、光路Ｗ１から進行してきた光ビームＬ２１をミラー５１により反射させ、偏光板５２により偏光方向を回転させてＳ偏光とし、偏光ビームスプリッタ５３へ入射させる。
【００９５】
またパルス合成素子３３は、光路Ｗ２から進行してきた光ビームＬ２２について、偏光板５４により偏光方向を回転させてＰ偏光とし、偏光ビームスプリッタ５３へ入射させる。
【００９６】
偏光ビームスプリッタ５３は、偏光面５３ＳにおいてＳ偏光の光ビームＬ２１を反射すると共にＰ偏光の光ビームＬ２２を透過させることにより両者を合成して光ビームＬ３１を生成し、これをハーフミラー５５へ入射させる。
【００９７】
またパルス合成素子３３は、光路Ｗ３から進行してきた光ビームＬ２３について、偏光板５６により偏光方向を回転させてＰ偏光とし、偏光ビームスプリッタ５７へ入射させる。
【００９８】
さらにパルス合成素子３３は、光路Ｗ４から進行してきた光ビームＬ２４をミラー５８により反射させ、偏光板５９により偏光方向を回転させてＳ偏光とし、偏光ビームスプリッタ５７へ入射させる。
【００９９】
偏光ビームスプリッタ５７は、偏光面５７ＳにおいてＰ偏光の光ビームＬ２３を透過させると共にＳ偏光の光ビームＬ２４を反射することにより両者を合成して光ビームＬ３２を生成し、これをミラー６０で反射させた後ハーフミラー５５へ入射させる。
【０１００】
ハーフミラー５５は、光ビームＬ３１の一部を反射すると共に光ビームＬ３２の一部を透過することにより両者を合成して合成光ビームとしての光ビームＬ３３を生成し、これをデータ変調素子２４（図５）へ入射させる。
【０１０１】
このとき光ビームＬ３３には、図６（Ｄ）に示すように、４本のパルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４が含まれる。また各パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４の間隔ｔｐ（図４（Ａ））は、いずれも約１［ｎｓ］となる。
【０１０２】
このようにパルス合成素子３３は、光路Ｗ１〜Ｗ４をそれぞれ進行してきた光ビームＬ２１〜Ｌ２４を合成することにより、パルスＰ１〜Ｐ４が約１［ｎｓ］毎に順次立ち上がる光ビームＬ３３を生成することができる。
【０１０３】
すなわちパルス変換部２３（図５）は、光ビームに含まれるパルス同士の間隔を、パルスＰ０同士の約１３［ｎｓ］からパルスＰ１〜Ｐ４の約１［ｎｓ］に変換することができる。
【０１０４】
ところで信号処理部４（図１）は、光ディスク１００に記録すべき情報をマークエッジ方式で変調することにより、図９（Ａ）に示すように、符号「０」及び「１」の組み合わせでなる記録データを生成する。
【０１０５】
さらに信号処理部４は、この記録データを基に、図９（Ｂ）に示すように、「ローレベル」及び［ハイレベル」の組み合わせでなる記録信号に変換してデータ変調素子２４へ供給する。
【０１０６】
データ変調素子２４（図５）は、図９（Ｃ）に示すように、記録信号の信号レベルに応じてパルス列ＰＬをそのまま出射するか否かを切り替えることにより、当該記録信号に基づいた変調処理を行い、その変調結果を光ビームＬ３４とする。
【０１０７】
その後光ピックアップ７（図３）は、パルス列生成部１１により生成された光ビームＬ３４を光ビームＬとして偏光ビームスプリッタ１２へ入射させるようになされている。
【０１０８】
［１−４−２．パルスによる記録マークの形成］
ところで光ピックアップ７（図３）は、上述したように、パルス列ＰＬ（図６（Ｄ））を含む光ビームＬを光ディスク１００の記録層１０１内における焦点Ｆの近傍に集光する。
【０１０９】
このとき記録層１０１では、パルス列ＰＬのうち１番目のパルスＰ１により記録層１０１の材料が２光子吸収により励起状態となり、この励起状態が維持されたまま２番目以降のパルスＰ２〜Ｐ４によって励起状態吸収による反応が生じることにより、空孔でなる記録マークＲＭが形成される。
【０１１０】
ところで、一般に２光子吸収を介して情報を記録する場合、記録マークＲＭの形成に要する時間（以下これを形成時間と呼ぶ）は、光ビームのパルスにおけるピーク強度の２乗に比例して短くなることが知られている。
【０１１１】
これに対し光ディスク装置１では、１本のパルスＰ０（図４（Ａ））を分割することによりパルスＰ１〜Ｐ４（図４（Ｂ））の光強度を低下させて記録層１０１に照射している。このため光ディスク装置１は、パルスＰ０をそのまま記録層１０１に照射した場合よりも形成時間が長くなると予想される。
【０１１２】
しかしながら実際の光ディスク装置１では、パルスＰ０をそのまま記録層１０１に照射した場合よりも形成時間が短縮されること、すなわち記録速度が高速化されることがわかった。
【０１１３】
以下では、図１０に示す４準位系のエネルギー準位を用いてその理由を検討する。まず、記録層１０１を構成する記録材料Ｍが、光が照射される前には基底状態Ｓ０にあるものとする。記録材料Ｍは、エネルギーｈνでなる光を吸収すると、励起一重項状態Ｓｎになる。ここでは、その遷移の速度をｋＡＢＳとする。
【０１１４】
また記録材料Ｍによる光の吸収量は、通常の光吸収であれば吸収断面積σＳ０の関数となり、２光子吸収であれば２光子吸収断面積δＳ０の関数となる。ここでは、この遷移が２光子吸収によるものであると仮定する。
【０１１５】
ところで、材料のなかには、励起一重項状態Ｓｎに励起されたのち、項間交差により最低三重項状態Ｔ１へ速やかに遷移するものが数多く知られている。ここでは、その速度をｋｉｓｃとする。
【０１１６】
最低三重項状態Ｔ１は、エネルギーｈνでなる光を吸収すると励起三重項状態Ｔｍになる。この吸収は励起状態吸収の一種であり、ＴＴ吸収（三重項間吸収）と呼ばれている。ここではその速度をｋＴＴ、吸収断面積をσＴ１とする。
【０１１７】
励起三重項状態Ｔｍは、速度ｋＴｍで最低三重項状態Ｔ１に緩和する。最低三重項状態Ｔ１は、光を吸収しなければ速度ｋＴ１で基底状態Ｓ０に緩和する。
【０１１８】
このモデルにおいて、励起一重項状態Ｓｎの寿命τＳｎ、最低三重項状態Ｔ１の寿命τＴ１、励起三重項状態Ｔｍの寿命τＴｍは、それぞれ速度ｋｉｓｃ、ｋＴ１、ｋＴｍの逆数となる。
【０１１９】
最低三重項状態Ｔ１は励起一重項状態Ｓｎ、励起三重項状態Ｔｍと比較して安定であり、数百［ｎｓ］〜数［μｓ］の寿命を持つものが多い。一方励起一重項状態Ｓｎは、その寿命が１［ｎｓ］以下となるものが多い。また励起三重項状態Ｔｍは、その寿命が１［ｐｓ］以下となるものが多い。
【０１２０】
ここで、仮に記録材料Ｍにおける励起一重項状態Ｓｎ、最低三重項状態Ｔ１及び励起三重項状態Ｔｍそれぞれの寿命τＳｎ、τＴ１及びτＴｍの典型的な値として、寿命τＳｎ＝１００［ｐｓ］、τＴ１＝１００［ｎｓ］、τＴｍ＝０．１［ｐｓ］とする。
【０１２１】
また、記録材料Ｍが基底状態Ｓ０から励起一重項状態Ｓｎに遷移する際の２光子吸収断面積をδＳ０＝１０００［ＧＭ］、ＴＴ吸収断面積σＴ１=１．９１×１０−１７［ｃｍ２］（ε＝５０００）とする。この二つの吸収断面積も、記録材料Ｍが一般的にとり得る値である。
【０１２２】
ここで、この記録材料Ｍに対し、波長４００［ｎｍ］、時間幅２［ｐｓ］のレーザでなる光ビームを開口数（ＮＡ）が０．８５の対物レンズにより３．５［ｎｓ］の間集光して照射した場合を想定する。この場合における、基底状態Ｓ０、励起一重項状態Ｓｎ、最低三重項状態Ｔ１及び励起三重項状態Ｔｍの比率をレート方程式により計算し、また１分子あたりの吸収フォトンの個数を計算した。
【０１２３】
まず、光ビームのパワーを１００［Ｗ］、繰り返しの周波数を７６［ＭＨｚ］とした場合、図１１（Ａ）に示すような計算結果が得られた。図１１（Ａ）では、基底状態Ｓ０、励起一重項状態Ｓｎ、最低三重項状態Ｔ１及び励起三重項状態Ｔｍの比率をそれぞれ曲線ＱＳ０、ＱＳｎ、ＱＴ１及びＱＴｍとして表し、また１分子あたりの吸収フォトンの個数を曲線ＱΣとして表している。
【０１２４】
図１１（Ａ）の曲線ＱΣにも表れているように、このとき１分子あたりの吸収フォトンの個数は０．８８８個であった。
【０１２５】
次に、光ビームのパワーを１／４倍した２５［Ｗ］とし、繰り返しの周波数を１［ＧＨｚ］とした場合、図１１（Ｂ）に示すような計算結果が得られた。図１１（Ｂ）の曲線ＱΣにも表れているように、４本目のパルスを照射した段階では、１分子あたりの吸収フォトンの個数は３．３６個となった。
【０１２６】
すなわち図１１（Ｂ）の場合は、図１１（Ａ）の場合と比較して、光ビームのパワーを１／４に低減しているにも拘わらず、記録材料Ｍによる光吸収量が約３．７８倍となることが判明した。このことは、記録材料Ｍに対し、空孔を形成する際に要する時間を大幅に短縮できることを意味している。
【０１２７】
従って光ディスク装置１は、パルス変換部２３を用い、光ビームＬに含まれるパルスの光強度（パワー）を低減すると共に各パルスの周期を短縮することにより、光ディスク１００に対する情報の記録速度を高めることができる。
【０１２８】
［１−５．動作及び効果］
以上の構成において第１の実施の形態による光ディスク装置１は、光ピックアップ７のパルス列生成部１１により、チタンサファイヤレーザでなるレーザ光源２１から約１３［ｎｓ］の間隔でパルス状の光ビームＬを出射させる。
【０１２９】
続いて光ピックアップ７は、パルス列生成部１１のパルス変換部２３により、光ビームＬに含まれる１本のパルスＰ０を、光強度が約１／４であり間隔が約１［ｎｓ］のパルス列ＰＬ（すなわちパルスＰ１〜Ｐ４）に変換する。
【０１３０】
その後光ピックアップ７は、対物レンズ８を介してパルス列ＰＬを含む光ビームＬを光ディスク１００の記録層１０１内に集光することにより、その焦点Ｆの近傍に２光子吸収反応を生じさせ、空孔でなる記録マークＲＭを形成する。
【０１３１】
従って光ディスク装置１は、パルスＰ０をパルス列ＰＬに変換した光ビームＬを光ディスク１００へ照射することにより、パルスＰ０を含む光ビームを照射した場合と同様、記録層１０１に情報を記録することができる。
【０１３２】
特に光ピックアップ７は、各パルスの間隔が約１［ｎｓ］と極めて短いパルス列ＰＬ（図６（Ｄ））を照射することにより、最初のパルスＰ１により記録材料Ｍが励起状態となりその励起状態が継続している間にパルスＰ２〜Ｐ４を順次照射することができる。
【０１３３】
このため光ピックアップ７は、励起状態の記録材料ＭにおいてパルスＰ２〜Ｐ４により光吸収量を大幅に高めることができる（図１１）。これにより光ピックアップ７は、各パルスＰ１〜Ｐ４を元のパルスＰ０の約１／４の光強度としているにも拘わらず、より短い時間で２光子吸収材料の反応を生起できる。
【０１３４】
この結果光ディスク装置１は、各記録マークＲＭの形成に要する時間を大幅に短縮することができるので、情報の記録速度を格段に高めることができる。
【０１３５】
また光ピックアップ７は、パルス列生成部１１において、パルス変換部２３により１個のパルスＰ０を４個のパルスＰ１〜Ｐ４でなるパルス列ＰＬに分割することができる。
【０１３６】
これにより光ピックアップ７は、パルス列生成部１１において、パルス間隔を最短でも約１３［ｎｍ］程度までにしか短縮できないレーザ光源２１を用いているにも拘わらず、パルス間隔ｔｐが約１［ｎｓ］であるパルス列ＰＬを生成することができる。
【０１３７】
さらにパルス変換部２３は、波長板、偏光ビームスプリッタ及びミラー等、並びに単なる空間又は光ファイバ等といった、極めて簡素な光学素子を組み合わせることにより容易に構成することができる。
【０１３８】
以上の構成によれば、光ディスク装置１は、パルス列生成部１１においてレーザ光源２１からパルスＰ０を含む光ビームＬ１を出射させ、パルス変換部２３により間隔が約１［ｎｓ］である４本のパルスでなるパルス列ＰＬに分割する。光ピックアップ７は、パルス列ＰＬを含む光ビームＬを対物レンズ８により記録層１０１内に集光する。これにより光ピックアップ７は、光ビームＬの焦点Ｆの近傍で、最初のパルスＰ１の２光子吸収により生じた記録材料Ｍの励起状態を維持したまま２番目以降のパルスＰ２〜Ｐ４を効率的に吸収させて反応を生じさせることができるので、極めて短い時間で記録層１０１に記録マークＲＭを形成することができる。この結果光ディスク装置１は、情報の記録速度を高めることができる。
【０１３９】
＜２．第２の実施の形態＞
［２−１．パルス列の生成］
第２の実施の形態は、第１の実施の形態と比較して、光ピックアップ７（図３）のパルス列生成部１１に代えてパルス列生成部７１が用いられている点が相違しているものの、他の点については同様に構成されている。
【０１４０】
パルス列生成部７１は、図３及び図５との対応部分に同一符号を付した図１２に示すように、１のレーザ光源２１（図５）に対応する複数のレーザ光源２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ及び２２Ｄを有している点が大きく異なっている。
【０１４１】
パルス列生成部７１は、信号処理部４（図１）から記録信号（図９（Ｂ））の供給を受け、これを遅延信号発生器８１へ供給する。遅延信号発生器８１は、記録信号をそのまま駆動信号Ｓ１としてレーザドライバ８２Ａへ供給する。また遅延信号発生器８１は、この記録信号をそれぞれ１、２及び３［ｎｓ］遅延させることにより駆動信号Ｓ２、Ｓ３及びＳ４を生成し、それぞれレーザドライバ８２Ｂ、８２Ｃ及び８２Ｄへ供給する。
【０１４２】
レーザドライバ８２Ａ、８２Ｂ、８２Ｃ及び８２Ｄは、それぞれ駆動信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４をトリガとしてパルス状の駆動電流Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３及びＤ４を生成し、それぞれをレーザ光源２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ及び２１Ｄへ供給する。
【０１４３】
このとき駆動電流Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３及びＤ４は、それぞれに含まれるパルスが順次１［ｎｓ］ずつ遅延した状態となっている。
【０１４４】
レーザ光源２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ及び２１Ｄは、それぞれ駆動電流Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３及びＤ４に基づき、それぞれ１個のパルスを含む光ビームＬ４１、Ｌ４２、Ｌ４３及びＬ４４を出射し、コリメータレンズ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ及び２２Ｄへ入射させる。因みに光ビームＬ４１〜Ｌ４４の光強度は、第１の実施の形態における光ビームＬ１の光強度に対し約１／４となっている。
【０１４５】
このとき光ビームＬ４１、Ｌ４２、Ｌ４３及びＬ４４には、図６（Ｃ）と対応する図１３（Ａ）に示すように、互いの間隔が約１［ｎｓ］でなるタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３及びｔ４にそれぞれ立ち上がるパルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４が含まれることになる。
【０１４６】
コリメータレンズ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ及び２２Ｄ（図１２）は、光ビームＬ４１、Ｌ４２、Ｌ４３及びＬ４４をそれぞれ平行光に変換し、強度変調素子８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃ及び８３Ｄへそれぞれ入射させる。
【０１４７】
強度変調素子８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃ及び８３Ｄは、光ビームＬ４１、Ｌ４２、Ｌ４３及びＬ４４の光強度をそれぞれ所定の割合で減衰させることにより光ビームＬ５１、Ｌ５２、Ｌ５３及びＬ５４を生成し、それぞれをパルス合成素子３３へ入射させる。
【０１４８】
このとき、例えば強度変調素子８３Ａ及び８３Ｄは光ビームＬ４１及びＬ４４をそれぞれ減衰させず、強度変調素子８３Ｂ及び８３Ｃは光ビームＬ４２及びＬ４３をそれぞれ所定の割合で減衰させる。これにより光ビームＬ５２及びＬ５３は、図１３（Ｂ）に示すように、パルスＰ２及びＰ３の光強度が低減されることになる。
【０１４９】
パルス合成素子３３は、第１の実施の形態と同様に、光ビームＬ５１、Ｌ５２、Ｌ５３及びＬ５４を合成することにより、図１３（Ｃ）に示すようにパルスＰ１〜Ｐ４が約１［ｎｓ］毎に順次立ち上がる光ビームＬ５５を生成する。
【０１５０】
光ピックアップ７（図３）は、パルス列生成部７１により生成された光ビームＬ５５を光ビームＬとして偏光ビームスプリッタ１２へ入射させるようになされている。
【０１５１】
その後光ピックアップ７は、この光ビームＬを光ディスク１００の記録層１０１内に集光することにより、第１の実施の形態と同様、その焦点Ｆの近傍においてパルス列ＰＬによる反応を生じさせ、空孔でなる記録マークＲＭを形成する。
【０１５２】
［２−２．動作及び効果］
以上の構成において、第２の実施の形態による光ディスク装置１は、光ピックアップ７のパルス列生成部７１により、レーザ光源２１Ａ〜２１Ｄから約１［ｎｓ］ずつずれたタイミングｔ１〜ｔ４でパルスＰ１〜Ｐ４がそれぞれ立ち上がる光ビームＬ４１〜Ｌ４４を出射させる。
【０１５３】
続いて光ピックアップ７は、パルス列生成部７１のパルス合成素子３３により、パルスＰ１〜Ｐ４が約１［ｎｓ］の間隔で順次立ち上がるパルス列ＰＬを生成する。
【０１５４】
その後光ピックアップ７は、対物レンズ８を介してパルス列ＰＬを含む光ビームＬを光ディスク１００の記録層１０１内に集光することにより、第１の実施の形態と同様、その焦点Ｆの近傍に反応を生じさせ、空孔でなる記録マークＲＭを形成する。
【０１５５】
従って第２の実施の形態による光ディスク装置１は、パルス列ＰＬを含む光ビームＬを光ディスク１００へ照射することにより、第１の実施の形態と同様、記録層１０１に情報を記録することができる。
【０１５６】
特にパルス列生成部７１（図１２）は、パルス列生成部１１と異なり、複数のレーザ光源２１Ａ〜２１Ｄから約１［ｎｓ］ごとの間隔でパルスＰ１〜Ｐ４を立ち上げることにより、第１の実施の形態と同様のパルス列ＰＬを生成することができる。
【０１５７】
このときパルス列生成部７１のレーザ光源２１Ａ〜２１Ｄについては、第１の実施の形態におけるレーザ光源２１の約１／４の光強度でなる光ビームＬ４１〜Ｌ４４を出射すれば良いため、比較的出力が小さいレーザ光源を用いることが可能となる。
【０１５８】
またパルス列生成部７１は、強度変調素子８３Ａ〜８３Ｄにより、パルス列ＰＬの各パルスＰ１〜Ｐ４の光強度をそれぞれ自在に調整することができる（図１３（Ｂ））。このためパルス列生成部７１は、例えば最初の励起状態を形成するパルスＰ１のみ光強度を高くし、他のパルスＰ２〜Ｐ４を比較的弱い光強度にするといった細かな光強度の調整を行うことができる。
【０１５９】
また第２の実施の形態による光ディスク装置１は、その他の点について、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。
【０１６０】
以上の構成によれば、第２の実施の形態による光ディスク装置１は、パルス列生成部７１においてレーザ光源２１Ａ〜２１Ｄにより約１［ｎｓ］毎の間隔でパルスＰ１〜Ｐ４を順次立ち上げるよう光ビームＬ４１〜Ｌ４４を出射させ、パルス合成素子３３により、これらを合成してパルス列ＰＬを生成する。これにより光ピックアップ７は、第１の実施の形態と同様、光ビームＬの焦点Ｆの近傍で、記録材料Ｍを最初のパルスＰ１により励起状態としたまま２番目以降のパルスＰ２〜Ｐ４により反応を生じさせることができるので、極めて短い時間で記録層１０１に記録マークＲＭを形成することができる。この結果光ディスク装置１は、第１の実施の形態と同様、情報の記録速度を高めることができる。
【０１６１】
＜３．第３の実施の形態＞
［３−１．光ディスクの初期化］
第３の実施の形態による光ディスク初期化装置９０は、上述した第１の実施の形態において光情報記録媒体として用いた光ディスク１００に対し、初期化処理として、その製造段階でガイドマークＧＭを形成するようになされている。
【０１６２】
光ディスク初期化装置９０は、図３との対応部分に同一符号を付した図１４に示すように、制御部９１を中心に構成されている。制御部９１は、図示しないＣＰＵと、各種プログラム等が格納されるＲＯＭと、当該ＣＰＵのワークエリア等として用いられるＲＡＭとによって構成されており、所定の光ディスク初期化プログラムに従って所定の制御処理を実行するようになされている。
【０１６３】
制御部９１は、光ディスク１００を初期化する場合、駆動制御部９２を介してスピンドルモータ５を回転駆動させ、ターンテーブル５Ｔに装着された光ディスク１００を所望の速度で回転させる。
【０１６４】
また制御部９１は、駆動制御部９２を介してスレッドモータ９５を駆動させることにより、スピンドルモータ５及びターンテーブル５Ｔと一体に光ディスク１００をその半径方向へ、すなわち図の上下方向へ移動させるようになされている。
【０１６５】
その上で制御部９１は、パルス列生成部１１を制御することにより、第１の実施の形態と同様、パルス列ＰＬ（図６（Ｄ））を含む光ビームＬを生成させ、リレーレンズ９４へ入射させる。
【０１６６】
このとき制御部９１は、変調信号発生器９３によりガイドマークＧＭの形成パターンに応じた変調信号を生成し、これをパルス列生成部１１（図５）のデータ変調素子２４へ供給することにより、当該変調信号に応じた変調パターンで光ビームＬ出射させる。
【０１６７】
因みに変調信号発生器９３としては、一般の任意波形発生器であれば良く、例えばテクトロニクス社製のＡＷＧ５０００Ｂを用いることができる。またデータ変調素子２４（図５）としては、ＫＤ＊Ｐのような電気光学結晶（ＥＯ）をそのドライバと共に用いることができる。例えば、コンオプティクス社製のＥＯデバイス＆システムを用いることができる。
【０１６８】
リレーレンズ９４は、リレーレンズ１４（図３）と対応した構成となっており、固定レンズ１４Ｂと同様の固定レンズ９４Ｂを有しているものの、凸レンズである可動レンズ１４Ａに代えて凹レンズである可動レンズ９４Ａを有している点が相違している。
【０１６９】
すなわちリレーレンズ９４は、可動レンズ９４Ａにより当該光ビームＬを平行光から発散光に変換し、固定レンズ９４Ｂによりその発散角を変換して、対物レンズ８へ入射させる。
【０１７０】
対物レンズ８は、照射位置制御部９２の制御に基づき、アクチュエータ８Ａにより光ディスク１００に近接する方向又は離隔する方向へ移動されるようになされており、光ビームＬを集光して光ディスク１００へ照射する。
【０１７１】
このとき光ビームＬは、図１５に示すように、光ディスク１００の記録層１０１内に、表面１００Ａからの距離である深さＺとなる箇所に焦点Ｆを形成する。
【０１７２】
実際上、光ディスク初期化装置９０は、駆動制御部９２を介してスピンドルモータ５、スレッドモータ９５及びアクチュエータ８Ａを適宜制御することにより、光ディスク１００の記録層１０１における所望の箇所に焦点Ｆを形成するようになされている。
【０１７３】
このとき光ビームＬには、記録層１０１の構成材料と空気との屈折率の差により球面収差が生じ得る。そこで制御部９１は、照射位置制御部９２を介し、対物レンズ８の位置に応じて（すなわち深さＺに応じて）可動レンズ９４Ａの位置を調整することにより、光ビームＬの球面収差を打ち消すようになされている。
【０１７４】
これに応じて記録層１０１では、光ビームＬに含まれるパルス列ＰＬが順次照射されることにより、第１の実施の形態において記録マークＲＭが形成される場合と同様、焦点Ｆの近傍において反応が生じて空孔が形成される。この結果記録層１０１内には、焦点Ｆの近傍にガイドマークＧＭが設けられる。
【０１７５】
また光ディスク初期化装置９０は、駆動制御部９２を介して焦点Ｆの深さＺを切り替えながらガイドマークＧＭを順次設けることにより、複数のマーク層Ｙを形成するようになされている。
【０１７６】
かくして光ディスク初期化装置９０は、光ディスク１００に対しパルス列ＰＬを含む光ビームＬを照射することにより、光ディスク１００の記録層１０１内にガイドマークＧＭが設けられるようになされている。
【０１７７】
［３−２．動作及び効果］
以上の構成において、光ディスク初期化装置９０は、制御部９１の制御に基づき、パルス列生成部１１によりパルス列ＰＬを含む光ビームＬを出射させ、リレーレンズ９４及び対物レンズ８を介して光ディスク１００の記録層１０１内に集光する。
【０１７８】
これと共に制御部９１は、照射位置制御部９２を介してスピンドルモータ５、スレッドモータ９５及びアクチュエータ８Ａを適宜制御することにより、光ビームＬの焦点Ｆを記録層１０１内の所望の箇所に合わせる。
【０１７９】
これに応じて記録層１０１内では、光ビームＬに含まれるパルス列ＰＬの各パルスＰ１〜Ｐ４が順次照射されることにより、光ビームＬの焦点Ｆの近傍で反応が生じ、空孔が形成される。
【０１８０】
従って光ディスク初期化装置９０は、パルス列ＰＬを含む光ビームＬを光ディスク１００へ照射することにより、記録層１０１における所望の箇所にガイドマークＧＭを設けることができる。
【０１８１】
このとき光ディスク初期化装置９０は、第１の実施の形態と同様、パルス列生成部１１によりパルス列ＰＬを含む光ビームＬを生成して光ディスク１００へ照射する。これにより光ディスク初期化装置９０は、最初のパルスＰ１により記録材料Ｍが励起状態となりその励起状態が継続している間に、パルスＰ２〜Ｐ４を順次照射することができ、反応を起こさせることができる。
【０１８２】
この結果、光ディスク初期化装置９０は、パルスＰ０（図４（Ｂ））を用いる場合よりも短い時間でガイドマークＧＭを形成することができる。
【０１８３】
またパルス列生成部１１については、この第３の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。
【０１８４】
以上の構成によれば、光ディスク初期化装置９０は、パルス列生成部１１からパルス列ＰＬを含む光ビームＬを出射し、対物レンズ８を介して光ディスク１００の記録層１０１内における所望の箇所に集光する。これにより光ディスク初期化装置９０は、光ビームＬの焦点Ｆの近傍で、記録材料Ｍを最初のパルスＰ１により励起状態としたまま２番目以降のパルスＰ２〜Ｐ４により反応を生じさせることができるので、極めて短い時間で記録層１０１にガイドマークＧＭを形成することができる。
【０１８５】
＜４．他の実施の形態＞
なお上述した第１の実施の形態においては、パルス列生成部１１（図５）においてパルス変換部２３から出射された光ビームＬ３３に対し、データ変調素子２４により変調処理を施すようにした場合について述べた。
【０１８６】
本発明はこれに限らず、例えばデータ変調素子２４をコリメータレンズ２２とパルス変換部２３との間に設け、パルスＰ０に対し変調処理を施すようにしても良い。あるいは、レーザ光源２１へ供給する電流の大きさを変調させることにより、レーザ光源２１から出射される段階でパルスＰ０の光強度を変化させるようにしても良い。第３の実施の形態についても同様である。
【０１８７】
また上述した第２の実施の形態においては、パルス列生成部７１（図１２）の強度変調素子８３Ａ〜８３Ｄによって光ビームＬ４１〜Ｌ４４に対し変調処理を施すことにより、パルスＰ１〜Ｐ４（図１３（Ｂ））の光強度を変化させる場合について述べた。
【０１８８】
本発明はこれに限らず、例えば遅延信号発生器８１により駆動信号Ｓ１〜Ｓ４の信号強度をそれぞれ変調させることにより、パルスＰ１〜Ｐ４の光強度を変化させるようにしても良い。
【０１８９】
或いは、第１の実施の形態におけるパルス列生成部１１のパルス変換部２３内にパルス列生成部７１と同様の強度変調素子８３Ａ〜８３Ｄを設けることにより、光ビームＬ１１〜Ｌ１４又はＬ２１〜Ｌ２４の光強度をそれぞれ変化させるようにしても良い。さらには、パルス変換部２３内のパルス分割素子３１（図７）における各偏光板の回転角度や各偏光ビームスプリッタの偏光面における反射率をそれぞれ調整することにより、光ビームＬ１１〜Ｌ１４の分割比率を調整しても良い。また、パルス変換部２３内のパルス合成素子３３（図８）における各偏光板の回転角度等を調整することにより、光ビームＬ２１〜Ｌ２４の合成比率を調整しても良い。
【０１９０】
さらに上述した第１の実施の形態においては、パルス列ＰＬの各パルスＰ１〜Ｐ４の間隔ｔｐ（図４（Ａ））をいずれも約１［ｎｓ］とするようにした場合について述べた。
【０１９１】
本発明はこれに限らず、例えば遅延素子３２Ｂ〜３２Ｄによる遅延時間を相違させ、各パルスＰ１〜Ｐ４の間隔ｔｐを２［ｎｓ］や３［ｎｓ］とするようにしても良い。また各パルスＰ１〜Ｐ４のそれぞれの間隔については、図４（Ａ）と対応する図１６に示すように、間隔ｔｐ以外の間隔ｔｐ１やｔｐ２等として互いに相違させるようにしても良い。さらに本発明では、パルスＰ１〜Ｐ４の間隔の相違と第２の実施の形態のようなパルス毎の光強度の変調とを組み合わせても良い。
【０１９２】
いずれにおいても、要は１番目のパルスＰ１により記録材料Ｍが励起した状態が維持されている間に、２番目以降のパルスＰ２等が照射されることにより反応が生じれば良い。従って各パルスの間隔については、１番目のパルスＰ１の光強度や記録材料Ｍにおける励起状態の継続時間等に応じて定めることが考えられる。第２及び第３の実施の形態についても同様である。
【０１９３】
さらに上述した第１の実施の形態においては、パルス列生成部１１により４本のパルスＰ１〜Ｐ４の組み合わせでなるパルス列ＰＬを生成する場合について述べた。
【０１９４】
本発明はこれに限らず、３本以下や５本以上のパルスでなるパルス列ＰＬを生成するようにしても良い。この場合も、要は、１番目のパルスＰ１により記録材料Ｍが励起した状態が維持されている間に２番目以降の各パルスが照射されることにより反応が生じれば良い。
【０１９５】
またこの場合、例えばパルス列生成部１１のパルス変換部２３におけるパルスの分割数やパルス同士の間隔等を適宜調整することにより、パルス列ＰＬの各パルスがほぼ一定間隔で継続的に立ち上がるようにしても良い。これにより、図９と対応する図１７に示すように、記録信号がハイレベルとなっている間、パルス列ＰＬの各パルスが継続的に立ち上がるようにすることができる。このとき１番目のパルスＰ１からパルス列ＰＬにおける最後のパルスまでの時間間隔及びパルス列ＰＬに含まれるパルスの数等については、記録層１０１内に形成したい空孔（すなわち記録マークＲＭ）の大きさや形状等に応じて適宜定めれば良い。
【０１９６】
さらに上述した第１の実施の形態においては、略円盤状の光ディスク１００を回転させると共に光ピックアップ７を半径方向に移動させることにより、当該光ディスク１００における所望の箇所に光ビームを照射するようにした場合について述べた。
【０１９７】
本発明はこれに限らず、例えば略直方体状でなり２光子吸収材料でなる光情報記録媒体に対し、ＸＹステージ等を用いて光ピックアップ７と当該光情報記録媒体との相対的な位置を調整することにより、当該光情報記録媒体内の所望の箇所に記録マークＲＭを形成するようにしても良い。第２及び第３の実施の形態についても同様である。
【０１９８】
さらに上述した実施の形態においては、光ディスク装置１により、光情報記録媒体である光ディスク１００の記録層１０１内に、パルス列ＰＬを含む光ビームＬを集光することにより、情報を表す記録マークＲＭを形成するようにした場合について述べた。また上述した第３の実施の形態においては、光ディスク初期化装置９０により、光ディスク１００の記録層１０１内に、パルス列ＰＬを含む光ビームＬを集光することにより、情報を記録する際の位置決めに用いられるガイドマークＧＭを形成するようにした場合について述べた。
【０１９９】
本発明はこれに限らず、例えば２光子吸収材料でなる樹脂材料の内部や表面に微細加工を施す微細加工装置において、パルス列生成部１１により生成したパルス列ＰＬを含む光ビームＬを照射することにより当該微細加工を行うようにしても良い。すなわち本発明は、２光子吸収材料に光ビームを照射して２光子吸収反応を生じさせる種々の光照射装置に搭載される、パルスを含む光ビームを出射するためのパルス光ビーム照射装置に適用するようにしても良い。
【０２００】
さらに上述した第１の実施の形態においては、パルス列ＰＬを含む光ビームＬを光ディスク１００の記録層１０１に照射することにより、２光子吸収反応を生じさせ記録マークＲＭを形成するようにした場合について述べた。
【０２０１】
本発明はこれに限らず、通常のレーザ光源２１における最も短いパルス周期ｔｃ（図４）よりも短いパルス間隔ｔｐ（例えば約１［ｎｓ］）ごとにパルス状のパルス光ビーム照射を所定の照射対象に照射する種々のパルス光ビーム照射装置に適用するようにしても良い。また照射対象については、２光子吸収反応に限らず、３以上の光子を吸収する反応や、他の種々の反応を生じるものであっても良い。
【０２０２】
さらに上述した実施の形態においては、光源としてのレーザ光源２１と、タイミング調整部としてのパルス分割素子３１及び遅延素子３２Ａ〜３２Ｄと、パルス合成部としてのパルス合成素子３３とによってパルス光ビーム照射装置としてのパルス列生成部１１を構成する場合について述べた。
【０２０３】
しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる光源と、タイミング調整部と、パルス合成部とによってパルス光ビーム照射装置を構成するようにしても良い。
【０２０４】
さらに上述した実施の形態においては、光源としてのレーザ光源２１と、タイミング調整部としてのパルス分割素子３１及び遅延素子３２Ａ〜３２Ｄと、パルス合成部としてのパルス合成素子３３と、情報変調部としてのデータ変調素子２４と、対物レンズとしての対物レンズ８とによって光情報記録装置としての光ディスク装置１を構成する場合について述べた。
【０２０５】
しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる光源と、タイミング調整部と、パルス合成部と、情報変調部と、対物レンズとによって光情報記録装置を構成するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２０６】
本発明は、２光子吸収材料に対しパルス状のレーザ光を照射することにより反応を生じさせる種々のレーザ光照射装置でも利用できる。
【符号の説明】
【０２０７】
１……光ディスク装置、２……制御部、３……駆動制御部、４……信号処理部、７……光ピックアップ、８……対物レンズ、１１、７１……パルス列生成部、２１……レーザ光源、２３……パルス変換部、２４……データ変調素子、３１……パルス分解素子、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ……遅延素子、３３……パルス合成素子、８１……遅延信号発生器、８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃ、８３Ｄ……強度変調素子、９１……制御部、９２……照射位置制御部、９３……変調信号発生器、１００……光ディスク、１０１……記録層、ＲＭ……記録マーク、ＧＭ……ガイドマーク、Ｌ……光ビーム、Ｆ……焦点、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４……パルス、ＰＬ……パルス列。
【技術分野】
【０００１】
本発明はパルス光ビーム照射装置、パルス光ビーム照射方法及び光情報記録装置に関し、例えばパルス状のレーザ光を用いて光ディスクに情報を記録する光ディスク装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスク装置においては、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）及びＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標、以下ＢＤと呼ぶ）等の光ディスクに対して情報を記録し、また当該光ディスクから当該情報を読み出すようになされたものが広く普及している。
【０００３】
かかる光ディスク装置では、音楽コンテンツや映像コンテンツ等の各種コンテンツ、或いはコンピュータ用の各種データ等のような種々の情報を光ディスクに記録するようになされている。
【０００４】
特に近年では、映像の高精細化や音楽の高音質化等により情報量が増大し、また１枚の光ディスクに記録するコンテンツ数の増加が要求されているため、当該光ディスクのさらなる大容量化が求められている。
【０００５】
そこで、かかる光ディスクを大容量化する手法の一つとして、情報を表す記録マークの形成に２光子吸収を呈する材料（以下、これを２光子吸収材料と呼ぶ）を記録材料に用いて反応を生ぜしめ、当該記録マークを３次元に配列する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
この２光子吸収による反応を利用する光ディスク装置では、例えばチタンサファイヤ等を用いたレーザ光源からパルス状のレーザ光を集光することにより、光ディスク内に高いエネルギーを集中させて記録ピットを形成するようになされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３７６５８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、２光子吸収による反応は、比較的小さなエネルギーの光が照射されたとしても生じない。このことは、２光子吸収材料を記録材料として光ディスクに用いた場合、保存中等に比較的弱い光が照射されたとしても、記録マークの有無に拘わらずその状態が維持されるため、容易には破壊されず、安定性を高め得ることを意味している。
【０００９】
その反面、２光子吸収材料により構成される記録材料は、比較的大きなエネルギーの光を集中的に照射しなければ反応が生じない。このため、２光子吸収による反応を利用する光ディスク装置は、例えば専用のレーザ光源等を用いる必要があり、装置構成が複雑化・大型化してしまっていた。
【００１０】
ここで、２光子吸収材料のなかには、ある程度の強度の光が照射され生じた活性化状態、いわゆる励起状態で光が照射されると、さらに光吸収（いわゆる励起状態吸収）を生じるものがある。しかしながら、この励起状態は、極めて短い時間、例えば数［ｎｓ］程度しか維持されない。
【００１１】
一方、既存の高強度のレーザ光源は、複数のパルスを連続的に発生させる場合、当該パルス同士の時間間隔（以下これをパルス間隔と呼ぶ）が短くとも１３［ｎｓ］程度であり、数［ｎｓ］程度の間隔で発生させることができない。
【００１２】
従って、既存のレーザ光源を用いた場合、光ディスク装置は、短いパルス間隔で複数のパルスを発生させることができず、２光子吸収材料における活性化された状態を利用できない、という問題があった。
【００１３】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、光源が発生し得るパルス間隔よりも短い時間間隔で複数のパルスを含む光ビームを照射できるパルス光ビーム照射装置及びパルス光ビーム照射方法並びに光源が発生し得るパルス間隔よりも短い時間間隔で複数のパルスを含む光ビームを光情報記録媒体に照射できる光情報記録装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
かかる課題を解決するため本発明のレーザ駆動装置及びレーザ駆動方法においては、１の光源から出射され所定時間幅内に１のパルスを含む光ビームが複数に分割されてなる複数の光ビーム、又は複数の光源からそれぞれ出射され所定時間幅内にそれぞれ１のパルスを含む複数の光ビームについて、それぞれに含まれるパルスの立ち上がりタイミングを互いに相違させ、複数の光ビームを合成することにより複数のパルスが順次立ち上がる合成光ビームを生成し、合成光ビームを所定の照射対象に照射するようにした。
【００１５】
これにより本発明は、光源から出射される段階ではパルス間隔が所定時間幅以上であっても、合成された光ビームに含まれるパルス同士の間隔を所定時間幅以下に設定することができる。
【００１６】
また本発明の光情報記録装置においては、所定時間幅内に１のパルスを含む光ビームを出射する光源を１又は複数有する光源部と、１の光源から出射された１の光ビームが複数に分割されてなる複数の光ビーム又は複数の光源からそれぞれ出射された複数の光ビームにそれぞれ含まれるパルスの立ち上がりタイミングを互いに相違させるタイミング調整部と、各パルスの立ち上がりタイミングが互いに相違する複数の光ビームを合成して合成光ビームを生成するパルス合成部と、光情報記録媒体に記録すべき情報に応じて、１の光ビーム、複数の光ビーム又は合成光ビームの光強度を変調させる情報変調部と、光情報記録媒体における多光子吸収材料でなる記録部に対し合成光ビームを集光する対物レンズとを設けるようにした。
【００１７】
これにより本発明は、光源から出射される段階ではパルス間隔が所定時間幅以上であっても、合成された光ビームに含まれるパルス同士の間隔を所定時間幅以下に設定でき、情報に応じた変調パターンで光情報記録媒体の記録部に照射することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光源から出射される段階ではパルス間隔が所定時間幅以上であっても、合成された光ビームに含まれるパルス同士の間隔を、所定時間幅以下に設定することができる。かくして本発明は、レーザ光源が発生し得るパルス間隔よりも短い時間間隔で複数のパルスを照射できるレーザ駆動装置及びレーザ駆動方法を実現できる。
【００１９】
また本発明によれば、光源から出射される段階ではパルス間隔が所定時間幅以上であっても、合成された光ビームに含まれるパルス同士の間隔を、所定時間幅以下に設定でき、情報に応じた変調パターンで光情報記録媒体の記録部に照射することができる。かくして本発明は、光源が発生し得るパルス間隔よりも短い時間間隔で複数のパルスを含む光ビームを光情報記録媒体に照射できる光情報記録装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】光ディスク装置の全体構成を示す略線図である。
【図２】光ディスクの構成を示す略線図である。
【図３】光ピックアップの構成を示す略線図である。
【図４】光ビームのパルス波形を示す略線図である。
【図５】第１の実施の形態によるパルス列生成部の構成を示す略線図である。
【図６】第１の実施の形態によるパルス列の生成の説明に供する略線図である。
【図７】パルス分割素子の構成を示す略線図である。
【図８】パルス合成素子の構成を示す略線図である。
【図９】データに応じた変調の説明に供する略線図である。
【図１０】記録材料のエネルギー準位を示す略線図である。
【図１１】一分子あたりの光子の吸収量を示す略線図である。
【図１２】第２の実施の形態によるパルス列生成部の構成を示す略線図である。
【図１３】第２の実施の形態によるパルス列の生成の説明に供する略線図である。
【図１４】光ディスク初期化装置の構成を示す略線図である。
【図１５】ガイドマークの形成位置の説明に供する略線図である。
【図１６】他の実施の形態によるパルス列を示す略線図である。
【図１７】他の実施の形態による変調の説明に供する略線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について、図面を用いて説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（光ディスク装置・１つのレーザ光源を用いた例）
２．第２の実施の形態（光ディスク装置・複数のレーザ光源を用いた例）
３．第３の実施の形態（光ディスク初期化装置・１つのレーザ光源を用いた例）
４．他の実施の形態
【００２２】
＜１．第１の実施の形態＞
本実施の形態では、図１に示す光ディスク装置１により、光情報記録媒体としての光ディスク１００に情報を記録し、また当該光ディスク１００から情報を再生するようになされている。
【００２３】
［１−１．光ディスクの構成］
図２に断面図を示すように、光ディスク１００は、光ディスク装置１から光ビームＬを照射することにより情報が記録されるようになされている。また光ディスク１００は、当該光ビームＬを反射して反射光ビームＬｒとし、これが光ディスク装置１に検出されることにより情報が再生されるようになされている。
【００２４】
実際上光ディスク１００は、全体として略円板状に構成されており、情報を記録するための記録層１０１及びある程度の強度を有する基板１０２が貼り合わされたような構成を有している。
【００２５】
光ディスク装置１は、後述するレーザ光源から出射される光ビームＬを対物レンズ８により光ディスク１００の記録層１０１内に集光するようになされている。
【００２６】
記録層１０１は、波長約４００［ｎｍ］の光を２光子吸収する２光子吸収材料を含有している。この２光子吸収材料は、光強度の２乗に比例して２光子吸収を生じさせることが知られており、光強度の非常に大きい光に対してのみ２光子吸収を生じさせる。なおこの２光子吸収材料としては、ヘキサジイン化合物、シアニン色素、メロシアニン色素、オキソノール色素、フタロシアニン色素及びアゾ色素などを用いることができる。以下の説明では、この２光子吸収材料を記録材料Ｍとも呼ぶ。
【００２７】
記録層１０１は、比較的強い強度でなる光ビームＬが内部に照射されると、２光子吸収をきっかけにした反応、例えば２光子吸収材料の分解反応により気泡を形成し、この結果焦点Ｆの位置を中心とした空孔でなる記録マークＲＭを記録する。
【００２８】
ここで記録層１０１は、２光子吸収材料を含有するため、光強度の２乗に比例して反応が生じる。すなわち記録層１０１では、例えば対物レンズ８により集光された焦点近傍のように光の照射強度が極めて高い箇所では反応が生じ、当該焦点以外のように光の照射強度が低い箇所では殆ど反応を生じない。
【００２９】
また記録層１０１には、記録マークＲＭを形成すべき位置を識別するためのガイドマークＧＭが予め形成されている。このガイドマークＧＭは、光ディスク１００の盤面と略平行な複数の仮想平面内でそれぞれ螺旋状のトラックを間欠的に描くように配置されており、図２に示したように当該仮想平面毎に層を形成している。以下、ガイドマークＧＭにより形成される各層をそれぞれマーク層Ｙと呼ぶ。
【００３０】
実際上、光ディスク装置１は、後述するフォーカス制御及びトラッキング制御により光ビームＬの焦点を所望のマーク層Ｙに形成されたガイドマークＧＭに追従させ、当該ガイドマークＧＭの間欠部分で光ビームＬの強度を高める。これにより光ディスク１００の記録層１０１には、当該光ビームＬの焦点近傍に記録マークＲＭが形成される。
【００３１】
一方、光ディスク装置１は、光ディスク１００から情報を再生する際、所望のマーク層Ｙに比較的弱い光ビームＬを集光する。ここで焦点Ｆの位置に記録マークＲＭが形成されている場合、当該光ビームＬが当該記録マークＲＭによって反射され、反射光ビームＬｒとなる。
【００３２】
光ディスク装置１は、反射光ビームＬｒを検出すると共にその検出結果に応じた検出信号を生成し、当該検出信号を基に記録マークＲＭが形成されているか否かを検出する。
【００３３】
このように光ディスク１００は、比較的強い光ビームＬが集光されると、その焦点Ｆ近傍において２光子吸収をきっかけにした反応を生じることにより、記録マークＲＭを形成するようになされている。
【００３４】
［１−２．光ディスク装置の構成］
次に、光ディスク装置１の具体的な構成について説明する。図１に示したように、光ディスク装置１は制御部２を中心に構成されている。制御部２は、図示しないＣＰＵ(Central Processing Unit)と、各種プログラム等が格納されるＲＯＭ(Read Only Memory)と、当該ＣＰＵのワークエリア等として用いられるＲＡＭ(Random Access Memory)とによって構成されている。
【００３５】
制御部２は、光ディスク１００に情報を記録する場合、駆動制御部３を介してスピンドルモータ５を回転駆動させ、ターンテーブル５Ｔに装着された光ディスク１００を所望の速度で回転させる。
【００３６】
また制御部２は、駆動制御部３を介してスレッドモータ６を駆動させることにより、光ピックアップ７を移動軸Ｇに沿ってトラッキング方向、すなわち光ディスク１００の内周側又は外周側へ向かう方向へ大きく移動させるようになされている。
【００３７】
光ピックアップ７は、対物レンズ８等の複数の光学部品が組み込まれており、制御部２の制御に基づいて光ディスク１００へ光ビームＬ（図２）を照射するようになされている。
【００３８】
また光ピックアップ７は、光ビームＬが光ディスク１００のガイドマークＧＭ（図２）により反射されてなる反射光ビームＬｒを検出し、その検出結果に基づいた複数の検出信号を生成し、これらを信号処理部４へ供給する。
【００３９】
信号処理部４は、検出信号を用いた所定の演算処理を行うことにより、フォーカスエラー信号ＳＦＥ及びトラッキングエラー信号ＳＴＥをそれぞれ生成し、これらを駆動制御部３へ供給する。
【００４０】
因みにフォーカスエラー信号ＳＦＥは、サーボ光ビームＬＳのサーボ層１０３に対するフォーカス方向のずれ量を表す信号である。またトラッキングエラー信号ＳＴＥは、サーボ光ビームＬＳの目標とするサーボトラックＴＳ（すなわち目標サーボトラックＴＳＧ）に対するトラッキング方向のずれ量を表す信号である。
【００４１】
駆動制御部３は、フォーカスエラー信号ＳＦＥ及びトラッキングエラー信号ＳＴＥを基に、後述するフォーカス制御及びトラッキング制御を行う。これにより駆動制御部３は、対物レンズ８によって集光される光ビームＬの焦点Ｆを所望のマーク層Ｙに追従させる。
【００４２】
また制御部２は、外部から供給される情報を信号処理部４に供給する。信号処理部４は、この情報に所定の変調処理等を施して記録データを生成し、光ピックアップ７へ供給する。
【００４３】
光ピックアップ７は、記録データに基づいた強度の光ビームＬを出射することにより、記録層１０１に記録マークＲＭを形成させる。かくして光ディスク装置１は、光ディスク１００に情報を記録することができる。
【００４４】
また光ピックアップ７は、光ディスク１００から情報を再生する場合、比較的弱い光ビームＬの焦点Ｆを所望のマーク層Ｙに追従させる。
【００４５】
このとき光ビームＬは、ガイドマークＧＭ又は記録マークＲＭが形成されている箇所において反射され、反射光ビームＬｒとなる。光ピックアップ７は、この反射光ビームＬｒを検出し、その検出結果に基づいた検出信号を生成して、これを信号処理部４へ供給する。
【００４６】
信号処理部４は、検出信号に対し所定の復調処理及び復号化処理等を施すことにより、記録マークＲＭとして記録されている情報を復元する。かくして光ディスク装置１は、光ディスク１００から情報を再生することができる。
【００４７】
このように光ディスク装置１は、光ピックアップ７から光ビームＬを出射し光ディスク１００の記録層１０１に照射することにより、光ディスク１００に対する情報の記録処理及び再生処理を行うようになされている。
【００４８】
［１−３．光ピックアップの構成］
次に、光ピックアップ７の構成について説明する。光ピックアップ７は、パルス列生成部１１からパルス列を含む光ビームＬを出射し、これを対物レンズ８により光ディスク１００の記録層１０１内に集光するようになされている。これと共に光ピックアップ７は、光ビームＬが光ディスク１００により反射されてなる反射光ビームＬｒを受光するようにもなされている。
【００４９】
パルス列生成部１１は、図４（Ａ）に示すように、複数のパルスでなるパルス列ＰＬを含む光ビームＬを出射し、偏光ビームスプリッタ１２へ入射させる（詳しくは後述する）。
【００５０】
偏光ビームスプリッタ１２は、偏光面１２Ｓにおいて、Ｐ偏光でなる光ビームを透過させると共に、Ｓ偏光でなる光ビームを反射させるようになされている。実際上偏光ビームスプリッタ１２は、偏光面１２ＳにおいてＰ偏光でなる光ビームＬを透過させ、１／４波長板１３へ入射させる。
【００５１】
１／４波長板１３は、光ビームＬをＰ偏光（すなわち直線偏光）から円偏光（例えば左円偏光）に変換してリレーレンズ１４へ入射させる。
【００５２】
リレーレンズ１４は、光ビームＬの光軸方向に移動し得る可動レンズ１４Ａ及び固定された固定レンズ１４Ｂにより構成されている。実際上リレーレンズ１４は、可動レンズ１４Ａにより当該光ビームＬを平行光から収束光に変換し、収束後に発散光となった当該光ビームＬの発散角を固定レンズ１４Ｂにより再度変換し、ミラー１５へ入射させる。
【００５３】
ミラー１５は、光ビームＬを反射することによりその進行方向を変化させ、対物レンズ８へ入射させる。対物レンズ８は、光ビームＬの光軸方向に沿って移動し得るようになされており、当該光ビームＬを集光して光ディスク１００へ照射する。光ビームＬは、図２に示したように記録層１０１内に合焦する。
【００５４】
ここで光ビームＬの焦点Ｆの位置は、対物レンズ８と光ディスク１００との距離により定まる。このとき光ビームＬには、対物レンズ８の性質上、光ディスク１００の表面から焦点Ｆまでの距離に応じた球面収差が発生してしまう。この球面収差の量は、当該光ビームＬがリレーレンズ１４の固定レンズ１４Ｂから出射され対物レンズ８へ入射される際の発散状態により定められることになる。
【００５５】
そこで光ピックアップ７は、対物レンズ８の位置に応じて可動レンズ１４Ａを移動させることにより、記録層１０１内で焦点Ｆをフォーカス方向に移動させたときにも球面収差を最少に抑えることができ、良好な集光特性を得ることができる。
【００５６】
実際上光ピックアップ７は、制御部２（図１）によって対物レンズ８及び可動レンズ１４Ａの位置が制御されるようになされている。これにより光ピックアップ７は、光ディスク１００の記録層１０１内における光ビームＬの焦点Ｆ（図２）の深さＺ（すなわち表面１００Ａからの距離）を調整し、所望の箇所に焦点Ｆを合致させるようになされている。
【００５７】
ここで光ビームＬの光強度が比較的弱い場合、焦点Ｆの箇所にガイドマークＧＭ又は記録マークＲＭが記録されていた場合、焦点Ｆに集光された光ビームＬが当該記録マークＲＭにより反射されて反射光ビームＬｒとなる。
【００５８】
このとき反射光ビームＬｒは、光ビームＬと反対方向へ進行して対物レンズ８へ入射される。また反射光ビームＬｒは、円偏向における旋回方向が光ビームＬとは反転される。
【００５９】
対物レンズ８は、反射光ビームＬｒをおおよそ平行光とし、ミラー１５により反射させてリレーレンズ１４へ入射させる。
【００６０】
リレーレンズ１４は、反射光ビームＬｒを平行光に変換し、１／４波長板１３へ入射させる。１／４波長板１３は、右円偏光でなる反射光ビームＬｒをＳ偏光（すなわち直線偏光）に変換し、偏光ビームスプリッタ１２へ入射させる。
【００６１】
偏光ビームスプリッタ１２は、Ｓ偏光でなる反射光ビームＬｒを偏光面１２Ｓにより反射し、集光レンズ１６へ入射させる。集光レンズ１６は、反射光ビームＬｒを収束させ、シリンドリカルレンズ１７により非点収差を持たせた上でフォトディテクタ１８へ照射する。
【００６２】
フォトディテクタ１８は、複数の受光領域を有しており、各受光領域において反射光ビームＬｒの光量に応じた検出信号をそれぞれ生成し、これらを信号処理部４（図１）へ送出する。
【００６３】
因みに光ピックアップ７は、対物レンズ８により光ビームＬが集光され光ディスク１００における所望の箇所へ照射されるときの合焦状態が、集光レンズ１６により反射光ビームＬｒが集光されフォトディテクタ１７に照射されるときの合焦状態に反映されるよう、各種光学部品の光学的位置が調整されている。
【００６４】
信号処理部４は、いわゆる非点収差法に基づいて光ビームＬの焦点Ｆと光ディスク１００における所望のマーク層Ｙとのずれ量を表すフォーカスエラー信号ＳＦＥを算出し、これを駆動制御部３へ供給する。
【００６５】
また信号処理部４は、いわゆるプッシュプル法に基づいて焦点Ｆと光ディスク１００のマーク層Ｙにおける所望のトラックとのずれ量を表すトラッキングエラー信号ＳＴＥを算出し、これを駆動制御部３へ供給する。
【００６６】
駆動制御部３は、フォーカスエラー信号ＳＦＥを基にフォーカス駆動信号を生成し、当該フォーカス駆動信号を２軸アクチュエータ８Ａへ供給する。これにより駆動制御部３は、光ビームＬが光ディスク１００における所望のマーク層Ｙに合焦するよう、対物レンズ８をフィードバック制御（すなわちフォーカス制御）する。
【００６７】
また駆動制御部３は、トラッキングエラー信号ＳＴＥを基にトラッキング駆動信号を生成し、当該トラッキング駆動信号を２軸アクチュエータ８Ａへ供給する。これにより駆動制御部３は、光ビームＬが光ディスク１００の所望のマーク層Ｙにおける所望のトラックに合焦するよう、対物レンズ８をフィードバック制御（すなわちトラッキング制御）する。
【００６８】
因みに信号処理部４は、記録マークＲＭが形成されていた場合、検出信号を基に再生ＲＦ信号を生成し、これに所定の復調処理や復号化処理等を施すことにより再生情報を生成して、この再生情報を制御部２へ供給するようになされている。
【００６９】
また光ディスク装置１は、光ディスクに情報を記録する場合、記録すべき情報に変調処理等を施して得られる記録データをパルス列生成部１１へ供給することにより、比較的高い光強度でなると共に記録データに基づいて変調された光ビームＬを出射させる。
【００７０】
この結果光ディスク１００の記録層１０１には、光強度が強い光ビームＬが照射されたときのみ、その焦点Ｆの近傍に記録マークＲＭが形成される。かくして光ディスク１００には、記録マークＲＭの有無により情報が記録されることになる。
【００７１】
このように光ピックアップ７は、パルス列生成部１１により生成されたパルス列ＰＬを記録部１０１に集光することにより、記録すべき情報を記録マークＲＭにより光ディスク１００に記録するようになされている。
【００７２】
［１−４．パルス列の生成］
［１−４−１．パルス列生成部の構成］
パルス列生成部１１は、図５に示すように、レーザ光源２１から出射するレーザ光を元に、パルス列ＰＬ（図４（Ａ））を生成するようになされている。
【００７３】
レーザ光源２１は、例えばチタンサファイヤレーザでなり、波長約８００［ｎｍ］の発散光でなる光ビームＬ１を出射し、コリメータレンズ２２により平行光に変換して、これをパルス変換部２３へ供給するようになされている。
【００７４】
因みにパルス列生成部１１は、図示しない波長変換器により、レーザ光の波長を約８００［ｎｍ］からその半分の約４００［ｎｍ］にＳＨＧ（Second Harmonic Generation）変換するようになされている。
【００７５】
またレーザ光源２１は、図４（Ｂ）に示すように、パルス幅ｔｗが約１０［ｐｓ］〜約１００［ｆｓ］でなるパルス状のレーザ光を、約７６［ＭＨｚ］の周期で、すなわちパルス周期ｔｃが約１３［ｎｓ］となる間隔で、繰り返し出射し得るようになされている。因みにレーザ光源２１は、その性質上、パルス同士の間隔が最短で約１３［ｎｓ］となっている。
【００７６】
以下では、説明の便宜上、図６（Ａ）に示すように、光ビームＬ１においてパルスＰ０が立ち上がるタイミングをタイミングｔ１とする。
【００７７】
パルス変換部２３（図５）は、大きく分けて、分割部としてのパルス分割素子３１、遅延部としての遅延素子３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ及び３２Ｄ並びにパルス合成部としてのパルス合成素子３３により構成されている。
【００７８】
パルス分割素子３１は、図７に示すように、偏光板４１、４３及び４５と偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４２、４４及び４６との組み合わせにより構成されている。
【００７９】
パルス分割素子３１は、まず偏光板４１により光ビームＬ１の偏光方向を所定角度回転させて光ビームＬ２とし、これを偏光ビームスプリッタ４２へ入射させる。
【００８０】
偏光ビームスプリッタ４２は、偏光面４２Ｓにおいて、光ビームＬ２における所定の偏光方向成分を所定の割合で反射させることにより、当該光ビームＬ２を約１／４の強度割合で反射させて光ビームＬ１４とする。光ビームＬ１４には、図６（Ｂ）に示すように、パルスＰ０の約１／４の光強度でなるパルスＰ４が含まれる。また偏光ビームスプリッタ４２（図７）は、光ビームＬ２の残りを透過し、これを光ビームＬ３として偏光板４３へ入射させる。
【００８１】
偏光板４３は、光ビームＬ３の偏光方向を所定角度回転させて光ビームＬ４とし、これを偏光ビームスプリッタ４４へ入射させる。
【００８２】
偏光ビームスプリッタ４４は、偏光面４４Ｓにおいて、光ビームＬ４における所定の偏光方向成分を所定の割合で反射させることにより、当該光ビームＬ４を約１／３の強度割合で反射させて光ビームＬ１３とする。光ビームＬ１３には、図６（Ｂ）に示すように、パルスＰ０の約１／４の光強度でなるパルスＰ３が含まれる。また偏光ビームスプリッタ４４（図７）は、光ビームＬ４の残りを透過し、これを光ビームＬ５として偏光板４５へ入射させる。
【００８３】
偏光板４５は、光ビームＬ５の偏光方向を所定角度回転させて光ビームＬ６とし、これを偏光ビームスプリッタ４６へ入射させる。
【００８４】
偏光ビームスプリッタ４６は、偏光面４６Ｓにおいて、光ビームＬ６における所定の偏光方向成分を所定の割合で反射させることにより、当該光ビームＬ６を約１／２の強度割合で反射させて光ビームＬ１２とする。また偏光ビームスプリッタ４６は、光ビームＬ６のうち残りを透過し、これを光ビームＬ１１とする。光ビームＬ１１及びＬ１２には、図６（Ｂ）に示すように、パルスＰ０の約１／４の光強度でなるパルスＰ１及びＰ２がそれぞれ含まれる。
【００８５】
このようにパルス分分割素子３１は、偏光板による偏光方向の回転と偏光ビームスプリッタによる所定偏光成分のみの反射とを組み合わせることにより、光ビームＬ１の一部を順次分割し、最終的に複数の光ビームを生成するようになされている。
【００８６】
この結果パルス分割素子３１は、パルスＰ０を含む光ビームＬ１を４分割することにより、パルスＰ０の約１／４の光強度でなるパルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４をそれぞれ含む分割光ビームとしての光ビームＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３及びＬ１４を生成し、それぞれ光路Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３及びＷ４へ進行させる。
【００８７】
因みに光ビームＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３及びＬ１４にそれぞれ含まれるパルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４は、パルスＰ０からほとんど遅延されないため、図６（Ｂ）に示したように、いずれもタイミングｔ１に立ち上がる。
【００８８】
光路Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３及びＷ４をそれぞれ進行する光ビームＬ１１、Ｌ１２、Ｌ１３及びＬ１４は、遅延素子３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ及び３２Ｄへそれぞれ入射される。遅延素子３２Ａは、図６（Ｃ）に示すように、光ビームＬ１１を遅延させることなくそのまま光ビームＬ２１とし、パルス合成素子３３へ入射させる。
【００８９】
遅延素子３２Ｂは、図６（Ｃ）に示すように、光ビームＬ１２を約１［ｎｓ］遅延させることにより、パルスＰ２が立ち上がるタイミングをタイミングｔ２とした光ビームＬ２２とし、これをパルス合成素子３３へ入射させる。
【００９０】
遅延素子３２Ｃは、図６（Ｃ）に示すように、光ビームＬ１３を約２［ｎｓ］遅延させることにより、パルスＰ３が立ち上がるタイミングをタイミングｔ３とした光ビームＬ２３とし、これをパルス合成素子３３へ入射させる。
【００９１】
遅延素子３２Ｄは、図６（Ｃ）に示すように、光ビームＬ１４を約３［ｎｓ］遅延させることにより、パルスＰ４が立ち上がるタイミングをタイミングｔ４とした光ビームＬ２４とし、これをパルス合成素子３３へ入射させる。
【００９２】
因みに遅延素子３２Ｂ、３２Ｃ及び３２Ｄは、光ビームが１［ｎｓ］の間に約３０［ｃｍ］進行することを利用し、それぞれの光路長を遅延素子３２Ａよりも約３０、約６０及び約９０［ｃｍ］延長することにより、それぞれタイミングを約１、約２及び約３［ｎｓ］遅延させている。具体的な光路長の延長手段としては、単なる空間や光ファイバ等を用いることができる。
【００９３】
パルス合成素子３３は、図８に示すように、ミラー５１、５８及び６０と、偏光板５２、５４、５６及び５９と、偏光ビームスプリッタ５３及び５７と、ハーフミラー５５との組み合わせにより構成されている。
【００９４】
パルス合成素子３３は、光路Ｗ１から進行してきた光ビームＬ２１をミラー５１により反射させ、偏光板５２により偏光方向を回転させてＳ偏光とし、偏光ビームスプリッタ５３へ入射させる。
【００９５】
またパルス合成素子３３は、光路Ｗ２から進行してきた光ビームＬ２２について、偏光板５４により偏光方向を回転させてＰ偏光とし、偏光ビームスプリッタ５３へ入射させる。
【００９６】
偏光ビームスプリッタ５３は、偏光面５３ＳにおいてＳ偏光の光ビームＬ２１を反射すると共にＰ偏光の光ビームＬ２２を透過させることにより両者を合成して光ビームＬ３１を生成し、これをハーフミラー５５へ入射させる。
【００９７】
またパルス合成素子３３は、光路Ｗ３から進行してきた光ビームＬ２３について、偏光板５６により偏光方向を回転させてＰ偏光とし、偏光ビームスプリッタ５７へ入射させる。
【００９８】
さらにパルス合成素子３３は、光路Ｗ４から進行してきた光ビームＬ２４をミラー５８により反射させ、偏光板５９により偏光方向を回転させてＳ偏光とし、偏光ビームスプリッタ５７へ入射させる。
【００９９】
偏光ビームスプリッタ５７は、偏光面５７ＳにおいてＰ偏光の光ビームＬ２３を透過させると共にＳ偏光の光ビームＬ２４を反射することにより両者を合成して光ビームＬ３２を生成し、これをミラー６０で反射させた後ハーフミラー５５へ入射させる。
【０１００】
ハーフミラー５５は、光ビームＬ３１の一部を反射すると共に光ビームＬ３２の一部を透過することにより両者を合成して合成光ビームとしての光ビームＬ３３を生成し、これをデータ変調素子２４（図５）へ入射させる。
【０１０１】
このとき光ビームＬ３３には、図６（Ｄ）に示すように、４本のパルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４が含まれる。また各パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４の間隔ｔｐ（図４（Ａ））は、いずれも約１［ｎｓ］となる。
【０１０２】
このようにパルス合成素子３３は、光路Ｗ１〜Ｗ４をそれぞれ進行してきた光ビームＬ２１〜Ｌ２４を合成することにより、パルスＰ１〜Ｐ４が約１［ｎｓ］毎に順次立ち上がる光ビームＬ３３を生成することができる。
【０１０３】
すなわちパルス変換部２３（図５）は、光ビームに含まれるパルス同士の間隔を、パルスＰ０同士の約１３［ｎｓ］からパルスＰ１〜Ｐ４の約１［ｎｓ］に変換することができる。
【０１０４】
ところで信号処理部４（図１）は、光ディスク１００に記録すべき情報をマークエッジ方式で変調することにより、図９（Ａ）に示すように、符号「０」及び「１」の組み合わせでなる記録データを生成する。
【０１０５】
さらに信号処理部４は、この記録データを基に、図９（Ｂ）に示すように、「ローレベル」及び［ハイレベル」の組み合わせでなる記録信号に変換してデータ変調素子２４へ供給する。
【０１０６】
データ変調素子２４（図５）は、図９（Ｃ）に示すように、記録信号の信号レベルに応じてパルス列ＰＬをそのまま出射するか否かを切り替えることにより、当該記録信号に基づいた変調処理を行い、その変調結果を光ビームＬ３４とする。
【０１０７】
その後光ピックアップ７（図３）は、パルス列生成部１１により生成された光ビームＬ３４を光ビームＬとして偏光ビームスプリッタ１２へ入射させるようになされている。
【０１０８】
［１−４−２．パルスによる記録マークの形成］
ところで光ピックアップ７（図３）は、上述したように、パルス列ＰＬ（図６（Ｄ））を含む光ビームＬを光ディスク１００の記録層１０１内における焦点Ｆの近傍に集光する。
【０１０９】
このとき記録層１０１では、パルス列ＰＬのうち１番目のパルスＰ１により記録層１０１の材料が２光子吸収により励起状態となり、この励起状態が維持されたまま２番目以降のパルスＰ２〜Ｐ４によって励起状態吸収による反応が生じることにより、空孔でなる記録マークＲＭが形成される。
【０１１０】
ところで、一般に２光子吸収を介して情報を記録する場合、記録マークＲＭの形成に要する時間（以下これを形成時間と呼ぶ）は、光ビームのパルスにおけるピーク強度の２乗に比例して短くなることが知られている。
【０１１１】
これに対し光ディスク装置１では、１本のパルスＰ０（図４（Ａ））を分割することによりパルスＰ１〜Ｐ４（図４（Ｂ））の光強度を低下させて記録層１０１に照射している。このため光ディスク装置１は、パルスＰ０をそのまま記録層１０１に照射した場合よりも形成時間が長くなると予想される。
【０１１２】
しかしながら実際の光ディスク装置１では、パルスＰ０をそのまま記録層１０１に照射した場合よりも形成時間が短縮されること、すなわち記録速度が高速化されることがわかった。
【０１１３】
以下では、図１０に示す４準位系のエネルギー準位を用いてその理由を検討する。まず、記録層１０１を構成する記録材料Ｍが、光が照射される前には基底状態Ｓ０にあるものとする。記録材料Ｍは、エネルギーｈνでなる光を吸収すると、励起一重項状態Ｓｎになる。ここでは、その遷移の速度をｋＡＢＳとする。
【０１１４】
また記録材料Ｍによる光の吸収量は、通常の光吸収であれば吸収断面積σＳ０の関数となり、２光子吸収であれば２光子吸収断面積δＳ０の関数となる。ここでは、この遷移が２光子吸収によるものであると仮定する。
【０１１５】
ところで、材料のなかには、励起一重項状態Ｓｎに励起されたのち、項間交差により最低三重項状態Ｔ１へ速やかに遷移するものが数多く知られている。ここでは、その速度をｋｉｓｃとする。
【０１１６】
最低三重項状態Ｔ１は、エネルギーｈνでなる光を吸収すると励起三重項状態Ｔｍになる。この吸収は励起状態吸収の一種であり、ＴＴ吸収（三重項間吸収）と呼ばれている。ここではその速度をｋＴＴ、吸収断面積をσＴ１とする。
【０１１７】
励起三重項状態Ｔｍは、速度ｋＴｍで最低三重項状態Ｔ１に緩和する。最低三重項状態Ｔ１は、光を吸収しなければ速度ｋＴ１で基底状態Ｓ０に緩和する。
【０１１８】
このモデルにおいて、励起一重項状態Ｓｎの寿命τＳｎ、最低三重項状態Ｔ１の寿命τＴ１、励起三重項状態Ｔｍの寿命τＴｍは、それぞれ速度ｋｉｓｃ、ｋＴ１、ｋＴｍの逆数となる。
【０１１９】
最低三重項状態Ｔ１は励起一重項状態Ｓｎ、励起三重項状態Ｔｍと比較して安定であり、数百［ｎｓ］〜数［μｓ］の寿命を持つものが多い。一方励起一重項状態Ｓｎは、その寿命が１［ｎｓ］以下となるものが多い。また励起三重項状態Ｔｍは、その寿命が１［ｐｓ］以下となるものが多い。
【０１２０】
ここで、仮に記録材料Ｍにおける励起一重項状態Ｓｎ、最低三重項状態Ｔ１及び励起三重項状態Ｔｍそれぞれの寿命τＳｎ、τＴ１及びτＴｍの典型的な値として、寿命τＳｎ＝１００［ｐｓ］、τＴ１＝１００［ｎｓ］、τＴｍ＝０．１［ｐｓ］とする。
【０１２１】
また、記録材料Ｍが基底状態Ｓ０から励起一重項状態Ｓｎに遷移する際の２光子吸収断面積をδＳ０＝１０００［ＧＭ］、ＴＴ吸収断面積σＴ１=１．９１×１０−１７［ｃｍ２］（ε＝５０００）とする。この二つの吸収断面積も、記録材料Ｍが一般的にとり得る値である。
【０１２２】
ここで、この記録材料Ｍに対し、波長４００［ｎｍ］、時間幅２［ｐｓ］のレーザでなる光ビームを開口数（ＮＡ）が０．８５の対物レンズにより３．５［ｎｓ］の間集光して照射した場合を想定する。この場合における、基底状態Ｓ０、励起一重項状態Ｓｎ、最低三重項状態Ｔ１及び励起三重項状態Ｔｍの比率をレート方程式により計算し、また１分子あたりの吸収フォトンの個数を計算した。
【０１２３】
まず、光ビームのパワーを１００［Ｗ］、繰り返しの周波数を７６［ＭＨｚ］とした場合、図１１（Ａ）に示すような計算結果が得られた。図１１（Ａ）では、基底状態Ｓ０、励起一重項状態Ｓｎ、最低三重項状態Ｔ１及び励起三重項状態Ｔｍの比率をそれぞれ曲線ＱＳ０、ＱＳｎ、ＱＴ１及びＱＴｍとして表し、また１分子あたりの吸収フォトンの個数を曲線ＱΣとして表している。
【０１２４】
図１１（Ａ）の曲線ＱΣにも表れているように、このとき１分子あたりの吸収フォトンの個数は０．８８８個であった。
【０１２５】
次に、光ビームのパワーを１／４倍した２５［Ｗ］とし、繰り返しの周波数を１［ＧＨｚ］とした場合、図１１（Ｂ）に示すような計算結果が得られた。図１１（Ｂ）の曲線ＱΣにも表れているように、４本目のパルスを照射した段階では、１分子あたりの吸収フォトンの個数は３．３６個となった。
【０１２６】
すなわち図１１（Ｂ）の場合は、図１１（Ａ）の場合と比較して、光ビームのパワーを１／４に低減しているにも拘わらず、記録材料Ｍによる光吸収量が約３．７８倍となることが判明した。このことは、記録材料Ｍに対し、空孔を形成する際に要する時間を大幅に短縮できることを意味している。
【０１２７】
従って光ディスク装置１は、パルス変換部２３を用い、光ビームＬに含まれるパルスの光強度（パワー）を低減すると共に各パルスの周期を短縮することにより、光ディスク１００に対する情報の記録速度を高めることができる。
【０１２８】
［１−５．動作及び効果］
以上の構成において第１の実施の形態による光ディスク装置１は、光ピックアップ７のパルス列生成部１１により、チタンサファイヤレーザでなるレーザ光源２１から約１３［ｎｓ］の間隔でパルス状の光ビームＬを出射させる。
【０１２９】
続いて光ピックアップ７は、パルス列生成部１１のパルス変換部２３により、光ビームＬに含まれる１本のパルスＰ０を、光強度が約１／４であり間隔が約１［ｎｓ］のパルス列ＰＬ（すなわちパルスＰ１〜Ｐ４）に変換する。
【０１３０】
その後光ピックアップ７は、対物レンズ８を介してパルス列ＰＬを含む光ビームＬを光ディスク１００の記録層１０１内に集光することにより、その焦点Ｆの近傍に２光子吸収反応を生じさせ、空孔でなる記録マークＲＭを形成する。
【０１３１】
従って光ディスク装置１は、パルスＰ０をパルス列ＰＬに変換した光ビームＬを光ディスク１００へ照射することにより、パルスＰ０を含む光ビームを照射した場合と同様、記録層１０１に情報を記録することができる。
【０１３２】
特に光ピックアップ７は、各パルスの間隔が約１［ｎｓ］と極めて短いパルス列ＰＬ（図６（Ｄ））を照射することにより、最初のパルスＰ１により記録材料Ｍが励起状態となりその励起状態が継続している間にパルスＰ２〜Ｐ４を順次照射することができる。
【０１３３】
このため光ピックアップ７は、励起状態の記録材料ＭにおいてパルスＰ２〜Ｐ４により光吸収量を大幅に高めることができる（図１１）。これにより光ピックアップ７は、各パルスＰ１〜Ｐ４を元のパルスＰ０の約１／４の光強度としているにも拘わらず、より短い時間で２光子吸収材料の反応を生起できる。
【０１３４】
この結果光ディスク装置１は、各記録マークＲＭの形成に要する時間を大幅に短縮することができるので、情報の記録速度を格段に高めることができる。
【０１３５】
また光ピックアップ７は、パルス列生成部１１において、パルス変換部２３により１個のパルスＰ０を４個のパルスＰ１〜Ｐ４でなるパルス列ＰＬに分割することができる。
【０１３６】
これにより光ピックアップ７は、パルス列生成部１１において、パルス間隔を最短でも約１３［ｎｍ］程度までにしか短縮できないレーザ光源２１を用いているにも拘わらず、パルス間隔ｔｐが約１［ｎｓ］であるパルス列ＰＬを生成することができる。
【０１３７】
さらにパルス変換部２３は、波長板、偏光ビームスプリッタ及びミラー等、並びに単なる空間又は光ファイバ等といった、極めて簡素な光学素子を組み合わせることにより容易に構成することができる。
【０１３８】
以上の構成によれば、光ディスク装置１は、パルス列生成部１１においてレーザ光源２１からパルスＰ０を含む光ビームＬ１を出射させ、パルス変換部２３により間隔が約１［ｎｓ］である４本のパルスでなるパルス列ＰＬに分割する。光ピックアップ７は、パルス列ＰＬを含む光ビームＬを対物レンズ８により記録層１０１内に集光する。これにより光ピックアップ７は、光ビームＬの焦点Ｆの近傍で、最初のパルスＰ１の２光子吸収により生じた記録材料Ｍの励起状態を維持したまま２番目以降のパルスＰ２〜Ｐ４を効率的に吸収させて反応を生じさせることができるので、極めて短い時間で記録層１０１に記録マークＲＭを形成することができる。この結果光ディスク装置１は、情報の記録速度を高めることができる。
【０１３９】
＜２．第２の実施の形態＞
［２−１．パルス列の生成］
第２の実施の形態は、第１の実施の形態と比較して、光ピックアップ７（図３）のパルス列生成部１１に代えてパルス列生成部７１が用いられている点が相違しているものの、他の点については同様に構成されている。
【０１４０】
パルス列生成部７１は、図３及び図５との対応部分に同一符号を付した図１２に示すように、１のレーザ光源２１（図５）に対応する複数のレーザ光源２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ及び２２Ｄを有している点が大きく異なっている。
【０１４１】
パルス列生成部７１は、信号処理部４（図１）から記録信号（図９（Ｂ））の供給を受け、これを遅延信号発生器８１へ供給する。遅延信号発生器８１は、記録信号をそのまま駆動信号Ｓ１としてレーザドライバ８２Ａへ供給する。また遅延信号発生器８１は、この記録信号をそれぞれ１、２及び３［ｎｓ］遅延させることにより駆動信号Ｓ２、Ｓ３及びＳ４を生成し、それぞれレーザドライバ８２Ｂ、８２Ｃ及び８２Ｄへ供給する。
【０１４２】
レーザドライバ８２Ａ、８２Ｂ、８２Ｃ及び８２Ｄは、それぞれ駆動信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４をトリガとしてパルス状の駆動電流Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３及びＤ４を生成し、それぞれをレーザ光源２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ及び２１Ｄへ供給する。
【０１４３】
このとき駆動電流Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３及びＤ４は、それぞれに含まれるパルスが順次１［ｎｓ］ずつ遅延した状態となっている。
【０１４４】
レーザ光源２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ及び２１Ｄは、それぞれ駆動電流Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３及びＤ４に基づき、それぞれ１個のパルスを含む光ビームＬ４１、Ｌ４２、Ｌ４３及びＬ４４を出射し、コリメータレンズ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ及び２２Ｄへ入射させる。因みに光ビームＬ４１〜Ｌ４４の光強度は、第１の実施の形態における光ビームＬ１の光強度に対し約１／４となっている。
【０１４５】
このとき光ビームＬ４１、Ｌ４２、Ｌ４３及びＬ４４には、図６（Ｃ）と対応する図１３（Ａ）に示すように、互いの間隔が約１［ｎｓ］でなるタイミングｔ１、ｔ２、ｔ３及びｔ４にそれぞれ立ち上がるパルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４が含まれることになる。
【０１４６】
コリメータレンズ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ及び２２Ｄ（図１２）は、光ビームＬ４１、Ｌ４２、Ｌ４３及びＬ４４をそれぞれ平行光に変換し、強度変調素子８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃ及び８３Ｄへそれぞれ入射させる。
【０１４７】
強度変調素子８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃ及び８３Ｄは、光ビームＬ４１、Ｌ４２、Ｌ４３及びＬ４４の光強度をそれぞれ所定の割合で減衰させることにより光ビームＬ５１、Ｌ５２、Ｌ５３及びＬ５４を生成し、それぞれをパルス合成素子３３へ入射させる。
【０１４８】
このとき、例えば強度変調素子８３Ａ及び８３Ｄは光ビームＬ４１及びＬ４４をそれぞれ減衰させず、強度変調素子８３Ｂ及び８３Ｃは光ビームＬ４２及びＬ４３をそれぞれ所定の割合で減衰させる。これにより光ビームＬ５２及びＬ５３は、図１３（Ｂ）に示すように、パルスＰ２及びＰ３の光強度が低減されることになる。
【０１４９】
パルス合成素子３３は、第１の実施の形態と同様に、光ビームＬ５１、Ｌ５２、Ｌ５３及びＬ５４を合成することにより、図１３（Ｃ）に示すようにパルスＰ１〜Ｐ４が約１［ｎｓ］毎に順次立ち上がる光ビームＬ５５を生成する。
【０１５０】
光ピックアップ７（図３）は、パルス列生成部７１により生成された光ビームＬ５５を光ビームＬとして偏光ビームスプリッタ１２へ入射させるようになされている。
【０１５１】
その後光ピックアップ７は、この光ビームＬを光ディスク１００の記録層１０１内に集光することにより、第１の実施の形態と同様、その焦点Ｆの近傍においてパルス列ＰＬによる反応を生じさせ、空孔でなる記録マークＲＭを形成する。
【０１５２】
［２−２．動作及び効果］
以上の構成において、第２の実施の形態による光ディスク装置１は、光ピックアップ７のパルス列生成部７１により、レーザ光源２１Ａ〜２１Ｄから約１［ｎｓ］ずつずれたタイミングｔ１〜ｔ４でパルスＰ１〜Ｐ４がそれぞれ立ち上がる光ビームＬ４１〜Ｌ４４を出射させる。
【０１５３】
続いて光ピックアップ７は、パルス列生成部７１のパルス合成素子３３により、パルスＰ１〜Ｐ４が約１［ｎｓ］の間隔で順次立ち上がるパルス列ＰＬを生成する。
【０１５４】
その後光ピックアップ７は、対物レンズ８を介してパルス列ＰＬを含む光ビームＬを光ディスク１００の記録層１０１内に集光することにより、第１の実施の形態と同様、その焦点Ｆの近傍に反応を生じさせ、空孔でなる記録マークＲＭを形成する。
【０１５５】
従って第２の実施の形態による光ディスク装置１は、パルス列ＰＬを含む光ビームＬを光ディスク１００へ照射することにより、第１の実施の形態と同様、記録層１０１に情報を記録することができる。
【０１５６】
特にパルス列生成部７１（図１２）は、パルス列生成部１１と異なり、複数のレーザ光源２１Ａ〜２１Ｄから約１［ｎｓ］ごとの間隔でパルスＰ１〜Ｐ４を立ち上げることにより、第１の実施の形態と同様のパルス列ＰＬを生成することができる。
【０１５７】
このときパルス列生成部７１のレーザ光源２１Ａ〜２１Ｄについては、第１の実施の形態におけるレーザ光源２１の約１／４の光強度でなる光ビームＬ４１〜Ｌ４４を出射すれば良いため、比較的出力が小さいレーザ光源を用いることが可能となる。
【０１５８】
またパルス列生成部７１は、強度変調素子８３Ａ〜８３Ｄにより、パルス列ＰＬの各パルスＰ１〜Ｐ４の光強度をそれぞれ自在に調整することができる（図１３（Ｂ））。このためパルス列生成部７１は、例えば最初の励起状態を形成するパルスＰ１のみ光強度を高くし、他のパルスＰ２〜Ｐ４を比較的弱い光強度にするといった細かな光強度の調整を行うことができる。
【０１５９】
また第２の実施の形態による光ディスク装置１は、その他の点について、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。
【０１６０】
以上の構成によれば、第２の実施の形態による光ディスク装置１は、パルス列生成部７１においてレーザ光源２１Ａ〜２１Ｄにより約１［ｎｓ］毎の間隔でパルスＰ１〜Ｐ４を順次立ち上げるよう光ビームＬ４１〜Ｌ４４を出射させ、パルス合成素子３３により、これらを合成してパルス列ＰＬを生成する。これにより光ピックアップ７は、第１の実施の形態と同様、光ビームＬの焦点Ｆの近傍で、記録材料Ｍを最初のパルスＰ１により励起状態としたまま２番目以降のパルスＰ２〜Ｐ４により反応を生じさせることができるので、極めて短い時間で記録層１０１に記録マークＲＭを形成することができる。この結果光ディスク装置１は、第１の実施の形態と同様、情報の記録速度を高めることができる。
【０１６１】
＜３．第３の実施の形態＞
［３−１．光ディスクの初期化］
第３の実施の形態による光ディスク初期化装置９０は、上述した第１の実施の形態において光情報記録媒体として用いた光ディスク１００に対し、初期化処理として、その製造段階でガイドマークＧＭを形成するようになされている。
【０１６２】
光ディスク初期化装置９０は、図３との対応部分に同一符号を付した図１４に示すように、制御部９１を中心に構成されている。制御部９１は、図示しないＣＰＵと、各種プログラム等が格納されるＲＯＭと、当該ＣＰＵのワークエリア等として用いられるＲＡＭとによって構成されており、所定の光ディスク初期化プログラムに従って所定の制御処理を実行するようになされている。
【０１６３】
制御部９１は、光ディスク１００を初期化する場合、駆動制御部９２を介してスピンドルモータ５を回転駆動させ、ターンテーブル５Ｔに装着された光ディスク１００を所望の速度で回転させる。
【０１６４】
また制御部９１は、駆動制御部９２を介してスレッドモータ９５を駆動させることにより、スピンドルモータ５及びターンテーブル５Ｔと一体に光ディスク１００をその半径方向へ、すなわち図の上下方向へ移動させるようになされている。
【０１６５】
その上で制御部９１は、パルス列生成部１１を制御することにより、第１の実施の形態と同様、パルス列ＰＬ（図６（Ｄ））を含む光ビームＬを生成させ、リレーレンズ９４へ入射させる。
【０１６６】
このとき制御部９１は、変調信号発生器９３によりガイドマークＧＭの形成パターンに応じた変調信号を生成し、これをパルス列生成部１１（図５）のデータ変調素子２４へ供給することにより、当該変調信号に応じた変調パターンで光ビームＬ出射させる。
【０１６７】
因みに変調信号発生器９３としては、一般の任意波形発生器であれば良く、例えばテクトロニクス社製のＡＷＧ５０００Ｂを用いることができる。またデータ変調素子２４（図５）としては、ＫＤ＊Ｐのような電気光学結晶（ＥＯ）をそのドライバと共に用いることができる。例えば、コンオプティクス社製のＥＯデバイス＆システムを用いることができる。
【０１６８】
リレーレンズ９４は、リレーレンズ１４（図３）と対応した構成となっており、固定レンズ１４Ｂと同様の固定レンズ９４Ｂを有しているものの、凸レンズである可動レンズ１４Ａに代えて凹レンズである可動レンズ９４Ａを有している点が相違している。
【０１６９】
すなわちリレーレンズ９４は、可動レンズ９４Ａにより当該光ビームＬを平行光から発散光に変換し、固定レンズ９４Ｂによりその発散角を変換して、対物レンズ８へ入射させる。
【０１７０】
対物レンズ８は、照射位置制御部９２の制御に基づき、アクチュエータ８Ａにより光ディスク１００に近接する方向又は離隔する方向へ移動されるようになされており、光ビームＬを集光して光ディスク１００へ照射する。
【０１７１】
このとき光ビームＬは、図１５に示すように、光ディスク１００の記録層１０１内に、表面１００Ａからの距離である深さＺとなる箇所に焦点Ｆを形成する。
【０１７２】
実際上、光ディスク初期化装置９０は、駆動制御部９２を介してスピンドルモータ５、スレッドモータ９５及びアクチュエータ８Ａを適宜制御することにより、光ディスク１００の記録層１０１における所望の箇所に焦点Ｆを形成するようになされている。
【０１７３】
このとき光ビームＬには、記録層１０１の構成材料と空気との屈折率の差により球面収差が生じ得る。そこで制御部９１は、照射位置制御部９２を介し、対物レンズ８の位置に応じて（すなわち深さＺに応じて）可動レンズ９４Ａの位置を調整することにより、光ビームＬの球面収差を打ち消すようになされている。
【０１７４】
これに応じて記録層１０１では、光ビームＬに含まれるパルス列ＰＬが順次照射されることにより、第１の実施の形態において記録マークＲＭが形成される場合と同様、焦点Ｆの近傍において反応が生じて空孔が形成される。この結果記録層１０１内には、焦点Ｆの近傍にガイドマークＧＭが設けられる。
【０１７５】
また光ディスク初期化装置９０は、駆動制御部９２を介して焦点Ｆの深さＺを切り替えながらガイドマークＧＭを順次設けることにより、複数のマーク層Ｙを形成するようになされている。
【０１７６】
かくして光ディスク初期化装置９０は、光ディスク１００に対しパルス列ＰＬを含む光ビームＬを照射することにより、光ディスク１００の記録層１０１内にガイドマークＧＭが設けられるようになされている。
【０１７７】
［３−２．動作及び効果］
以上の構成において、光ディスク初期化装置９０は、制御部９１の制御に基づき、パルス列生成部１１によりパルス列ＰＬを含む光ビームＬを出射させ、リレーレンズ９４及び対物レンズ８を介して光ディスク１００の記録層１０１内に集光する。
【０１７８】
これと共に制御部９１は、照射位置制御部９２を介してスピンドルモータ５、スレッドモータ９５及びアクチュエータ８Ａを適宜制御することにより、光ビームＬの焦点Ｆを記録層１０１内の所望の箇所に合わせる。
【０１７９】
これに応じて記録層１０１内では、光ビームＬに含まれるパルス列ＰＬの各パルスＰ１〜Ｐ４が順次照射されることにより、光ビームＬの焦点Ｆの近傍で反応が生じ、空孔が形成される。
【０１８０】
従って光ディスク初期化装置９０は、パルス列ＰＬを含む光ビームＬを光ディスク１００へ照射することにより、記録層１０１における所望の箇所にガイドマークＧＭを設けることができる。
【０１８１】
このとき光ディスク初期化装置９０は、第１の実施の形態と同様、パルス列生成部１１によりパルス列ＰＬを含む光ビームＬを生成して光ディスク１００へ照射する。これにより光ディスク初期化装置９０は、最初のパルスＰ１により記録材料Ｍが励起状態となりその励起状態が継続している間に、パルスＰ２〜Ｐ４を順次照射することができ、反応を起こさせることができる。
【０１８２】
この結果、光ディスク初期化装置９０は、パルスＰ０（図４（Ｂ））を用いる場合よりも短い時間でガイドマークＧＭを形成することができる。
【０１８３】
またパルス列生成部１１については、この第３の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。
【０１８４】
以上の構成によれば、光ディスク初期化装置９０は、パルス列生成部１１からパルス列ＰＬを含む光ビームＬを出射し、対物レンズ８を介して光ディスク１００の記録層１０１内における所望の箇所に集光する。これにより光ディスク初期化装置９０は、光ビームＬの焦点Ｆの近傍で、記録材料Ｍを最初のパルスＰ１により励起状態としたまま２番目以降のパルスＰ２〜Ｐ４により反応を生じさせることができるので、極めて短い時間で記録層１０１にガイドマークＧＭを形成することができる。
【０１８５】
＜４．他の実施の形態＞
なお上述した第１の実施の形態においては、パルス列生成部１１（図５）においてパルス変換部２３から出射された光ビームＬ３３に対し、データ変調素子２４により変調処理を施すようにした場合について述べた。
【０１８６】
本発明はこれに限らず、例えばデータ変調素子２４をコリメータレンズ２２とパルス変換部２３との間に設け、パルスＰ０に対し変調処理を施すようにしても良い。あるいは、レーザ光源２１へ供給する電流の大きさを変調させることにより、レーザ光源２１から出射される段階でパルスＰ０の光強度を変化させるようにしても良い。第３の実施の形態についても同様である。
【０１８７】
また上述した第２の実施の形態においては、パルス列生成部７１（図１２）の強度変調素子８３Ａ〜８３Ｄによって光ビームＬ４１〜Ｌ４４に対し変調処理を施すことにより、パルスＰ１〜Ｐ４（図１３（Ｂ））の光強度を変化させる場合について述べた。
【０１８８】
本発明はこれに限らず、例えば遅延信号発生器８１により駆動信号Ｓ１〜Ｓ４の信号強度をそれぞれ変調させることにより、パルスＰ１〜Ｐ４の光強度を変化させるようにしても良い。
【０１８９】
或いは、第１の実施の形態におけるパルス列生成部１１のパルス変換部２３内にパルス列生成部７１と同様の強度変調素子８３Ａ〜８３Ｄを設けることにより、光ビームＬ１１〜Ｌ１４又はＬ２１〜Ｌ２４の光強度をそれぞれ変化させるようにしても良い。さらには、パルス変換部２３内のパルス分割素子３１（図７）における各偏光板の回転角度や各偏光ビームスプリッタの偏光面における反射率をそれぞれ調整することにより、光ビームＬ１１〜Ｌ１４の分割比率を調整しても良い。また、パルス変換部２３内のパルス合成素子３３（図８）における各偏光板の回転角度等を調整することにより、光ビームＬ２１〜Ｌ２４の合成比率を調整しても良い。
【０１９０】
さらに上述した第１の実施の形態においては、パルス列ＰＬの各パルスＰ１〜Ｐ４の間隔ｔｐ（図４（Ａ））をいずれも約１［ｎｓ］とするようにした場合について述べた。
【０１９１】
本発明はこれに限らず、例えば遅延素子３２Ｂ〜３２Ｄによる遅延時間を相違させ、各パルスＰ１〜Ｐ４の間隔ｔｐを２［ｎｓ］や３［ｎｓ］とするようにしても良い。また各パルスＰ１〜Ｐ４のそれぞれの間隔については、図４（Ａ）と対応する図１６に示すように、間隔ｔｐ以外の間隔ｔｐ１やｔｐ２等として互いに相違させるようにしても良い。さらに本発明では、パルスＰ１〜Ｐ４の間隔の相違と第２の実施の形態のようなパルス毎の光強度の変調とを組み合わせても良い。
【０１９２】
いずれにおいても、要は１番目のパルスＰ１により記録材料Ｍが励起した状態が維持されている間に、２番目以降のパルスＰ２等が照射されることにより反応が生じれば良い。従って各パルスの間隔については、１番目のパルスＰ１の光強度や記録材料Ｍにおける励起状態の継続時間等に応じて定めることが考えられる。第２及び第３の実施の形態についても同様である。
【０１９３】
さらに上述した第１の実施の形態においては、パルス列生成部１１により４本のパルスＰ１〜Ｐ４の組み合わせでなるパルス列ＰＬを生成する場合について述べた。
【０１９４】
本発明はこれに限らず、３本以下や５本以上のパルスでなるパルス列ＰＬを生成するようにしても良い。この場合も、要は、１番目のパルスＰ１により記録材料Ｍが励起した状態が維持されている間に２番目以降の各パルスが照射されることにより反応が生じれば良い。
【０１９５】
またこの場合、例えばパルス列生成部１１のパルス変換部２３におけるパルスの分割数やパルス同士の間隔等を適宜調整することにより、パルス列ＰＬの各パルスがほぼ一定間隔で継続的に立ち上がるようにしても良い。これにより、図９と対応する図１７に示すように、記録信号がハイレベルとなっている間、パルス列ＰＬの各パルスが継続的に立ち上がるようにすることができる。このとき１番目のパルスＰ１からパルス列ＰＬにおける最後のパルスまでの時間間隔及びパルス列ＰＬに含まれるパルスの数等については、記録層１０１内に形成したい空孔（すなわち記録マークＲＭ）の大きさや形状等に応じて適宜定めれば良い。
【０１９６】
さらに上述した第１の実施の形態においては、略円盤状の光ディスク１００を回転させると共に光ピックアップ７を半径方向に移動させることにより、当該光ディスク１００における所望の箇所に光ビームを照射するようにした場合について述べた。
【０１９７】
本発明はこれに限らず、例えば略直方体状でなり２光子吸収材料でなる光情報記録媒体に対し、ＸＹステージ等を用いて光ピックアップ７と当該光情報記録媒体との相対的な位置を調整することにより、当該光情報記録媒体内の所望の箇所に記録マークＲＭを形成するようにしても良い。第２及び第３の実施の形態についても同様である。
【０１９８】
さらに上述した実施の形態においては、光ディスク装置１により、光情報記録媒体である光ディスク１００の記録層１０１内に、パルス列ＰＬを含む光ビームＬを集光することにより、情報を表す記録マークＲＭを形成するようにした場合について述べた。また上述した第３の実施の形態においては、光ディスク初期化装置９０により、光ディスク１００の記録層１０１内に、パルス列ＰＬを含む光ビームＬを集光することにより、情報を記録する際の位置決めに用いられるガイドマークＧＭを形成するようにした場合について述べた。
【０１９９】
本発明はこれに限らず、例えば２光子吸収材料でなる樹脂材料の内部や表面に微細加工を施す微細加工装置において、パルス列生成部１１により生成したパルス列ＰＬを含む光ビームＬを照射することにより当該微細加工を行うようにしても良い。すなわち本発明は、２光子吸収材料に光ビームを照射して２光子吸収反応を生じさせる種々の光照射装置に搭載される、パルスを含む光ビームを出射するためのパルス光ビーム照射装置に適用するようにしても良い。
【０２００】
さらに上述した第１の実施の形態においては、パルス列ＰＬを含む光ビームＬを光ディスク１００の記録層１０１に照射することにより、２光子吸収反応を生じさせ記録マークＲＭを形成するようにした場合について述べた。
【０２０１】
本発明はこれに限らず、通常のレーザ光源２１における最も短いパルス周期ｔｃ（図４）よりも短いパルス間隔ｔｐ（例えば約１［ｎｓ］）ごとにパルス状のパルス光ビーム照射を所定の照射対象に照射する種々のパルス光ビーム照射装置に適用するようにしても良い。また照射対象については、２光子吸収反応に限らず、３以上の光子を吸収する反応や、他の種々の反応を生じるものであっても良い。
【０２０２】
さらに上述した実施の形態においては、光源としてのレーザ光源２１と、タイミング調整部としてのパルス分割素子３１及び遅延素子３２Ａ〜３２Ｄと、パルス合成部としてのパルス合成素子３３とによってパルス光ビーム照射装置としてのパルス列生成部１１を構成する場合について述べた。
【０２０３】
しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる光源と、タイミング調整部と、パルス合成部とによってパルス光ビーム照射装置を構成するようにしても良い。
【０２０４】
さらに上述した実施の形態においては、光源としてのレーザ光源２１と、タイミング調整部としてのパルス分割素子３１及び遅延素子３２Ａ〜３２Ｄと、パルス合成部としてのパルス合成素子３３と、情報変調部としてのデータ変調素子２４と、対物レンズとしての対物レンズ８とによって光情報記録装置としての光ディスク装置１を構成する場合について述べた。
【０２０５】
しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる光源と、タイミング調整部と、パルス合成部と、情報変調部と、対物レンズとによって光情報記録装置を構成するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２０６】
本発明は、２光子吸収材料に対しパルス状のレーザ光を照射することにより反応を生じさせる種々のレーザ光照射装置でも利用できる。
【符号の説明】
【０２０７】
１……光ディスク装置、２……制御部、３……駆動制御部、４……信号処理部、７……光ピックアップ、８……対物レンズ、１１、７１……パルス列生成部、２１……レーザ光源、２３……パルス変換部、２４……データ変調素子、３１……パルス分解素子、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ……遅延素子、３３……パルス合成素子、８１……遅延信号発生器、８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃ、８３Ｄ……強度変調素子、９１……制御部、９２……照射位置制御部、９３……変調信号発生器、１００……光ディスク、１０１……記録層、ＲＭ……記録マーク、ＧＭ……ガイドマーク、Ｌ……光ビーム、Ｆ……焦点、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４……パルス、ＰＬ……パルス列。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定時間幅内に１のパルスを含む光ビームを出射する光源を１又は複数有する光源部と、
１の上記光源から出射された１の上記光ビームが複数に分割されてなる複数の上記光ビーム又は複数の上記光源からそれぞれ出射された複数の上記光ビームにそれぞれ含まれるパルスの立ち上がりタイミングを互いに相違させるタイミング調整部と、
各パルスの立ち上がりタイミングが互いに相違する複数の上記光ビームを合成するパルス合成部と
を有するパルス光ビーム照射装置。
【請求項２】
上記光源部は、１の上記光源を有し、
上記タイミング調整部は、
上記光ビームからそれぞれに上記パルスを含む複数の分割光ビームに分割する分割部と、
上記複数の分割光ビームを互いに異なる時間幅ずつ遅延させる遅延部と
を有し、
上記パルス合成部は、複数の上記分割光ビームを合成する
請求項１に記載のパルス光ビーム照射装置。
【請求項３】
上記光源部は、複数の上記光源を有し、
上記タイミング調整部は、
上記複数の光ビームそれぞれにおいて上記パルスが立ち上がるタイミングを互いに相違させるよう複数の上記光源をそれぞれ制御するパルスタイミング制御部と
を有する請求項１に記載のパルス光ビーム照射装置。
【請求項４】
１の光源から出射され所定時間幅内に１のパルスを含む光ビームが複数に分割されてなる複数の光ビーム、又は複数の上記光源からそれぞれ出射され所定時間幅内にそれぞれ１のパルスを含む複数の光ビームについて、それぞれに含まれるパルスの立ち上がりタイミングを互いに相違させるタイミング調整ステップと、
上記複数の光ビームを合成することにより複数のパルスが順次立ち上がる合成光ビームを生成するパルス合成ステップと、
上記合成光ビームを所定の照射対象に照射する照射ステップと
を有するパルス光ビーム照射方法。
【請求項５】
所定時間幅内に１のパルスを含む光ビームを出射する光源を１又は複数有する光源部と、
１の上記光源から出射された１の上記光ビームが複数に分割されてなる複数の上記光ビーム又は複数の上記光源からそれぞれ出射された複数の上記光ビームにそれぞれ含まれるパルスの立ち上がりタイミングを互いに相違させるタイミング調整部と、
各パルスの立ち上がりタイミングが互いに相違する複数の上記光ビームを合成して合成光ビームを生成するパルス合成部と、
光情報記録媒体に記録すべき情報に応じて、上記１の光ビーム、上記複数の光ビーム又は上記合成光ビームの光強度を変調させる情報変調部と、
上記光情報記録媒体における多光子吸収材料でなる記録部に対し上記合成光ビームを集光する対物レンズと
を有する光情報記録装置。
【請求項６】
上記タイミング調整部は、
最初に立ち上がる上記パルスにより上記記録部の上記多光子吸収材料を励起させ、当該多光子記録材料が励起状態を維持している間に２番目以降の上記パルスを立ち上げるよう、上記パルスそれぞれの立ち上がりタイミングを調整する
請求項５に記載の光情報記録装置。
【請求項７】
上記光源部は、１の上記光源を有し、
上記タイミング調整部は、
上記光ビームからそれぞれに上記パルスを含む複数の分割光ビームに分割する分割部と、
上記複数の分割光ビームを互いに異なる時間幅ずつ遅延させる遅延部と
を有し、
上記パルス合成部は、
上記パルス合成部は、複数の上記分割光ビームを合成する
請求項５に記載の光情報記録装置。
【請求項８】
上記複数の分割光ビームそれぞれの光強度を変調させる光強度変調部
をさらに有する請求項７に記載の光情報記録装置。
【請求項９】
上記光源部は、複数の上記光源を有し、
上記タイミング調整部は、
上記複数の光ビームそれぞれにおいて上記パルスが立ち上がるタイミングを互いに相違させるよう複数の上記光源をそれぞれ制御するパルスタイミング制御部と
を有する請求項５に記載の光情報記録装置。
【請求項１０】
上記タイミング調整部は、
上記複数の光源が上記光ビームをそれぞれ出射する際の光強度をそれぞれ変調させる光強度変調部
をさらに有する請求項９に記載の光情報記録装置。
【請求項１】
所定時間幅内に１のパルスを含む光ビームを出射する光源を１又は複数有する光源部と、
１の上記光源から出射された１の上記光ビームが複数に分割されてなる複数の上記光ビーム又は複数の上記光源からそれぞれ出射された複数の上記光ビームにそれぞれ含まれるパルスの立ち上がりタイミングを互いに相違させるタイミング調整部と、
各パルスの立ち上がりタイミングが互いに相違する複数の上記光ビームを合成するパルス合成部と
を有するパルス光ビーム照射装置。
【請求項２】
上記光源部は、１の上記光源を有し、
上記タイミング調整部は、
上記光ビームからそれぞれに上記パルスを含む複数の分割光ビームに分割する分割部と、
上記複数の分割光ビームを互いに異なる時間幅ずつ遅延させる遅延部と
を有し、
上記パルス合成部は、複数の上記分割光ビームを合成する
請求項１に記載のパルス光ビーム照射装置。
【請求項３】
上記光源部は、複数の上記光源を有し、
上記タイミング調整部は、
上記複数の光ビームそれぞれにおいて上記パルスが立ち上がるタイミングを互いに相違させるよう複数の上記光源をそれぞれ制御するパルスタイミング制御部と
を有する請求項１に記載のパルス光ビーム照射装置。
【請求項４】
１の光源から出射され所定時間幅内に１のパルスを含む光ビームが複数に分割されてなる複数の光ビーム、又は複数の上記光源からそれぞれ出射され所定時間幅内にそれぞれ１のパルスを含む複数の光ビームについて、それぞれに含まれるパルスの立ち上がりタイミングを互いに相違させるタイミング調整ステップと、
上記複数の光ビームを合成することにより複数のパルスが順次立ち上がる合成光ビームを生成するパルス合成ステップと、
上記合成光ビームを所定の照射対象に照射する照射ステップと
を有するパルス光ビーム照射方法。
【請求項５】
所定時間幅内に１のパルスを含む光ビームを出射する光源を１又は複数有する光源部と、
１の上記光源から出射された１の上記光ビームが複数に分割されてなる複数の上記光ビーム又は複数の上記光源からそれぞれ出射された複数の上記光ビームにそれぞれ含まれるパルスの立ち上がりタイミングを互いに相違させるタイミング調整部と、
各パルスの立ち上がりタイミングが互いに相違する複数の上記光ビームを合成して合成光ビームを生成するパルス合成部と、
光情報記録媒体に記録すべき情報に応じて、上記１の光ビーム、上記複数の光ビーム又は上記合成光ビームの光強度を変調させる情報変調部と、
上記光情報記録媒体における多光子吸収材料でなる記録部に対し上記合成光ビームを集光する対物レンズと
を有する光情報記録装置。
【請求項６】
上記タイミング調整部は、
最初に立ち上がる上記パルスにより上記記録部の上記多光子吸収材料を励起させ、当該多光子記録材料が励起状態を維持している間に２番目以降の上記パルスを立ち上げるよう、上記パルスそれぞれの立ち上がりタイミングを調整する
請求項５に記載の光情報記録装置。
【請求項７】
上記光源部は、１の上記光源を有し、
上記タイミング調整部は、
上記光ビームからそれぞれに上記パルスを含む複数の分割光ビームに分割する分割部と、
上記複数の分割光ビームを互いに異なる時間幅ずつ遅延させる遅延部と
を有し、
上記パルス合成部は、
上記パルス合成部は、複数の上記分割光ビームを合成する
請求項５に記載の光情報記録装置。
【請求項８】
上記複数の分割光ビームそれぞれの光強度を変調させる光強度変調部
をさらに有する請求項７に記載の光情報記録装置。
【請求項９】
上記光源部は、複数の上記光源を有し、
上記タイミング調整部は、
上記複数の光ビームそれぞれにおいて上記パルスが立ち上がるタイミングを互いに相違させるよう複数の上記光源をそれぞれ制御するパルスタイミング制御部と
を有する請求項５に記載の光情報記録装置。
【請求項１０】
上記タイミング調整部は、
上記複数の光源が上記光ビームをそれぞれ出射する際の光強度をそれぞれ変調させる光強度変調部
をさらに有する請求項９に記載の光情報記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−４８８７２（Ｐ２０１１−４８８７２Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９５６８９（Ｐ２００９−１９５６８９）
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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