光情報記録媒体及び２光子吸収材料
【課題】本発明は、記録マークを形成するのに必要となるレーザ光の光強度を低下させる。
【解決手段】本発明における光情報記録媒体１００の記録層１０１は、２光子吸収材料を含有する。この２光子吸収材料は、金属原子に対して単数又は複数の分子が配位してなる金属錯体であり、情報記録用の記録光である記録光ビームＬ１の照射に応じた２光子吸収による状態変化によって記録光ビームＬ１を１光子吸収し、当該１光子吸収に応じた発熱により記録マークを形成するようにした。
【解決手段】本発明における光情報記録媒体１００の記録層１０１は、２光子吸収材料を含有する。この２光子吸収材料は、金属原子に対して単数又は複数の分子が配位してなる金属錯体であり、情報記録用の記録光である記録光ビームＬ１の照射に応じた２光子吸収による状態変化によって記録光ビームＬ１を１光子吸収し、当該１光子吸収に応じた発熱により記録マークを形成するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光情報記録媒体及び２光子吸収材料に関し、例えばレーザ光を用いて情報が記録され、また当該レーザ光を用いて当該情報が再生される光情報記録媒体に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光情報記録媒体としては、円盤状の光情報記録媒体が広く普及しており、一般にＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）及びＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標、以下ＢＤと呼ぶ）等が用いられている。
【０００３】
一方、かかる光情報記録媒体に対応した記録再生装置では、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当該光情報記録媒体に記録するようになされている。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枚の光情報記録媒体に記録するコンテンツ数の増加が要求されているため、当該光情報記録媒体のさらなる大容量化が求められている。
【０００４】
ここで一般的にレーザ光を対物レンズによって集光したときのスポットサイズはレーザ光の波長と対物レンズの開口数ＮＡによって決定されることが知られている。このため記録マークのサイズを小さくして光情報記録媒体を大容量化するためには、波長の短いレーザ光を使用してスポットサイズを小さくすることが望ましい。
【０００５】
スポットサイズの微細化は主に対物レンズの開口数ＮＡを大きくすること及びレーザ光の波長を短くすることにより達成されてきた。現在、ＢＤにおいては、対物レンズの開口数ＮＡが０．８５、レーザ光の波長が４０５［ｎｍ］を用いている。しかしながら、さらなる開口数ＮＡの増大又はレーザ光の短波長化は困難である。
【０００６】
例えば開口数ＮＡを０．８５以上にするためにはニアフィールド光を用いるなど、従来とは異なる手法が必要となる。またレーザ光の波長を短波長化するためには、当該レーザ光の波長に対して光情報記録媒体の基板や保護層の透明性を確保せねばならない。すなわちいずれの場合にも、記録再生装置や光情報記録媒体の高コスト化を避けることはできない。
【０００７】
そこで、光情報記録媒体を大容量化する手法の一つとして、光情報記録媒体の厚み方向に３次元的に情報を記録するようになされた光情報記録媒体が提案されている。この光情報記録媒体の中には、記録層中に２光子吸収によって発泡する２光子吸収材料を含有させておき、レーザ光を照射することにより気泡でなる記録マークを形成するようになされたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３７６５８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところでかかる構成の光情報記録媒体では、ＣＤやＤＶＤで使用されている赤色（例えば６００〜７５０［ｎｍ］）のレーザ光を２光子吸収して記録マークを形成するようになされている。２光子吸収は、３次の非線形光学効果の一種であり、１個の分子が仮想準位を介して２個の光子を同時に吸収して励起状態になる現象であり、電場強度（すなわち光強度）の２乗に比例する。
【０００９】
このため記録層として２光子吸収材料を含有する光情報記録媒体（以下、これを２光子吸収記録媒体と呼ぶ）では、最も電場強度の大きい焦点近傍でのみ２光子吸収を生じる一方、電場強度の小さい焦点以外の部分では２光子吸収を生じない。すなわちレーザ光は、焦点に達するまでに殆ど吸収されることなく記録層内を進行し、焦点に到達した時点で２光子吸収を生じて吸収されることになる。
【００１０】
ここで一般的な１光子を吸収する記録層の場合、記録層の全域でレーザ光を吸収するため、記録層の深い部分に到達するまでにレーザ光の光強度を低下させてしまう。このため一般的な１光子を吸収する記録層では、記録層を例えば１０層以上にすることが困難であった。
【００１１】
これに対して２光子吸収記録媒体では、レーザ光が焦点に達するまでに殆ど吸収されないため、記録層を１０層以上にすることが可能となる。
【００１２】
このように２光子吸収記録媒体では、光情報記録媒体における記録層の数を増大させることができるため、当該光情報記録媒体における記憶容量を増大させるのに非常に有利である。しかしながら２光子吸収記録媒体では、２光子吸収を生じさせるために非常に大きな光強度でなるレーザ光を用いる必要がある。このため、２光子吸収材料の高感度化が検討されている（例えば特許文献２及び３参照）。
【特許文献２】特開２００７−３３２０４３公報
【特許文献３】特開２００４−２７９６４７公報
【００１３】
ところで特許文献２及び３に示されるように、一般的な２光子吸収記録媒体では、赤色から赤外光（６００〜８００［ｎｍ］）の波長のレーザ光（以下、これを長波長レーザ光と呼ぶ）を用いて記録を行うようになされている（例えば特許文献２参照）。
【００１４】
これは次の理由によると考えられる。２光子吸収を生じる分子の吸収断面積は、非特許文献１に示されるように、理論的には有効に共役したπ電子の数に比例する。大きなπ電子系を持つ分子、すなわち長波長を吸収する分子ほど、大きな２光子吸収断面積を有するのである。
【非特許文献１】Journalof Chemical Physics Vol.119, p.8327 (2003): Mark G. Kuzyk 「Fundamental limits on two-photon absorptioncross sections」
【００１５】
しかしながら、長波長レーザを用いて記録する場合には、以下のようなデメリットがある。
【００１６】
レーザ光をレンズで集光した際の焦点における光束径（すなわちスポット径）はレーザ光の波長に比例する。すなわちレーザ光において、その波長が２倍になると、スポット径は２倍になり、当該スポットの面積は４倍となる。
【００１７】
ここで同一の光強度でなるレーザ光の場合、焦点における光強度は１／４倍となり、光子密度は１／２倍となる。さらに２光子吸収量は光子密度の２乗に比例するため、２光子吸収断面積が波長に依存しないと仮定した場合、レーザ光の波長が１／２になると、２光子吸収量が１／４に減少することになる。なお実際には２光子吸収断面積は波長に応じて変化する。
【００１８】
言い換えると、８００［ｎｍ］のレーザ光を用いて４００［ｎｍ］と同様の２光子吸収量を得るためには、８００［ｎｍ］における２光子吸収断面積が４００［ｎｍ］の２光子吸収断面積と比して４倍である必要がある。
【００１９】
実際上、長波長レーザを用いて２光子吸収による光記録を実行するためには、１０［ＧＷ／ｃｍ２］程度の出射光強度が必要となるため、チタンサファイアレーザのようなフェムト秒レーザを用いる必要がある。このフェムト秒レーザは、非常に高価であるのに加え、繰り返し周波数が低く、光記録を行うには性能が不十分である。
【００２０】
また２光子吸収媒体は、長波長レーザを用いて記録をする場合、スポット径が大きくなりスポットにおける光子密度が全体的に小さくなるため、比較的光子密度が高い焦点近傍の狭い範囲でしか２光子吸収を生じることができず、スポット径と比してかなり小さい記録マークＲＭを形成することになる。
【００２１】
すなわち２光子吸収媒体は、長波長レーザを用いて記録をする場合、図１及び図２に示すように、焦点近傍において１光子吸収による記録マークＲＭよりも小さな記録マークＲＭを形成することができる。しかしながら２光子吸収媒体は、当該記録マークＲＭを検出するために、記録時よりレーザ光のスポット径を小さくする必要が生じ、記録時よりも短波長のレーザ光を照射する必要が生じる。
【００２２】
このため２光子吸収媒体は、記録と再生に長波長レーザと短波長のレーザの２種類のレーザを使用させることになる。この結果２光子吸収媒体を記録及び再生する記録再生装置は、長波長レーザ及び短波長のレーザを出射させる２つの光源が必要となり、コストが増大してしまう。
【００２３】
これに対して２光子吸収媒体は、４００［ｎｍ］などの短波長レーザを用いて記録する場合、上述したスポット径の差異によりスポットにおける光子密度が全体的に大きくなるため、長波長レーザよりも小さい光強度で２光子吸収を生じることができる。
【００２４】
また２光子吸収媒体は、短波長レーザを用いて記録する場合には、光エネルギーを焦点近傍に集中させることができるため、スポット径と比して小さいものの比較的スポット径に近いサイズでなる記録マークＲＭを形成することができる。すなわち２光子吸収媒体は、記録再生装置に対し、記録及び再生で同一のレーザを使用させることができる。
【００２５】
しかしながら、例えばＢＤで使用されている波長が４０５［ｎｍ］でなる青紫色レーザ光のように、波長が６００［ｎｍ］未満でなる短波長のレーザ光に対して２光子吸収を生じる２光子吸収材料については２光子吸収を生じる条件を満たすものが発見されておらず、未だ提案されていない。また例え２光子吸収を生じる材料が発見されたとしても、一般的な半導体レーザでは光強度が不足すると考えられる。
【００２６】
すなわち記録光として長波長のレーザ光を用いた場合には出射光強度が不足し、比較的出射光強度が低くて済む短波長のレーザ光を２光子吸収する２光子吸収材料に当たってはそもそも存在しないということになる。この結果一般的な半導体レーザを用いて２光子吸収を利用した記録マークＲＭを形成するためには、記録マークＲＭを形成するために必要となるレーザ光の光強度を低下させなくてはならないという問題があった。
【００２７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、記録マークを形成するために必要となるレーザ光の光強度を低下させ得る光情報記録媒体及び２光子吸収材料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】
【００２８】
かかる課題を解決するため本発明の光情報記録媒体においては、金属原子に対して単数又は複数の分子が配位してなる金属錯体であり、情報記録用の記録光の照射に応じた２光子吸収による状態変化によって記録光を１光子吸収する２光子吸収材料を含有する記録層を有するようにした。
【００２９】
これにより光情報記録媒体では、１光子吸収に応じた発熱により記録マークを形成することができる。
【００３０】
また本発明の光情報記録媒体では、パルス状の特異ピーク及び当該特異ピークに続いて照射され当該特異ピークと比して出射光強度の小さい特異スロープに応じて記録マークを形成する記録層を有するようにした。
【００３１】
これにより光情報記録媒体では、特異スロープに応じた発熱により記録マークを形成することができる。
【００３２】
さらに本発明の光情報記録媒体では、情報記録用の記録光に対する２光子吸収により励起１重項状態に遷移した後、最低３重項状態に遷移し、当該最低３重項状態のときに記録光を１光子吸収する２光子吸収材料を含有する記録層を有するようにした。
【００３３】
これにより光情報記録媒体では、１光子吸収に応じた発熱により記録マークを形成することができる。
【００３４】
また本発明の光情報記録媒体では、Ｐｈをフェニル基、ＴＣＮＥをテトラシアノエチレン、Ｘを一般式としたとき、化（１）式によって表される２光子吸収材料を含有するようにした。
ＩｒＣｌＸ（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（１）
【００３５】
これにより光情報記録媒体では、短波長でなる記録光に応じて２光子吸収することができる。
【００３６】
さらに本発明の２光子吸収材料は、Ｐｈをフェニル基、ＴＣＮＥをテトラシアノエチレン、Ｘを一般式としたとき、化（１）式によって表される。
ＩｒＣｌＸ（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（１）
【００３７】
これにより光情報記録媒体では、短波長でなる記録光に応じて２光子吸収することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、１光子吸収に応じた発熱により記録マークを形成することができ、かくして記録マークを形成するために必要となるレーザ光の光強度を低下させ得る光情報記録媒体を実現できる。
【００３９】
また本発明によれば、特異スロープに応じた発熱により記録マークを形成することができ、かくして記録マークを形成するために必要となるレーザ光の光強度を低下させ得る光情報記録媒体を実現できる。
【００４０】
また本発明によれば、短波長でなる記録光に応じて２光子吸収することができ、かくして記録マークを形成するために必要となるレーザ光の光強度を低下させ得る光情報記録媒体及び２光子吸収材料を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．他の実施の形態
【００４２】
＜１．実施の形態＞
［１−１．記録再生装置の構成］
図３に示すように、記録再生装置１０は制御部１１を中心に構成されている。制御部１１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のワークメモリとして用いられるＲＡＭ(Random Access Memory)とによって構成されている。
【００４３】
制御部１１は、光情報記録媒体１００に情報を記録する場合、駆動制御部１２を介してスピンドルモータ１５を回転駆動させ、ターンテーブル（図示せず）に載置された光情報記録媒体１００を所望の速度で回転させる。
【００４４】
また制御部１１は、駆動制御部１２を介してスレッドモータ１６を駆動させることにより、光ピックアップ１７を移動軸Ｇ１及びＧ２に沿ってラジアル方向、すなわち光情報記録媒体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。
【００４５】
また制御部１１は、光情報記録媒体１００に対して情報を記録する際、外部から供給される記録情報を信号処理部１３に供給する。信号処理部１３は、記録情報に対して所定の変調処理及び２値化処理などを施すことにより記録データＳｗを生成し、これを光ピックアップ１７に供給する。
【００４６】
この結果、光ピックアップ１７における短パルス光源２０（詳しくは詳述する）から情報に応じて変調された記録光ビームＬ１が出射される。
【００４７】
制御部１１は、光ピックアップ１７を制御して当該光ピックアップ１７から光情報記録媒体１００の記録光ビームＬ１が照射されるべき目標位置ＰＧに対して光ビームを照射させることにより、記録層１０１に情報を記録するようになされている。
【００４８】
また制御部１１は、光情報記録媒体１００から情報を再生する際、任意の間隔で立ち上がる読出パルス信号を光ピックアップ１７に供給する。この結果光ピックアップ１７における短パルス光源２０から、読出光ビームＬ２が出射される。なおこの読出パルス信号は、記録マークＲＭの記録間隔に応じた間隔で生成される。
【００４９】
そして光ピックアップ１７は、当該光情報記録媒体１００から戻ってきた戻り光ビームＬ３を受光し、当該戻り光ビームＬ３の受光量に応じた検出信号を信号処理部１３に供給する。
【００５０】
信号処理部１３は、検出信号に基づいて戻り光ビームＬ３の受光量を表す再生信号ＳＲＦを生成し、記録マークＲＭの記録間隔を検出する。さらに信号処理部１３は、当該再生信号ＳＲＦに対して所定の２値化処理及び復調処理などを施すことにより再生データを生成し、制御部１１に供給する。
【００５１】
このように記録再生装置１０では、光情報記録媒体１００に対して情報を記録し、また当該光情報記録媒体１００から情報を再生するようになされている。
【００５２】
図４に示すように光ピックアップ１７は、情報記録処理の際、制御部１１の制御に基づき、短パルス光源２０から例えば波長４０５［ｎｍ］の記録光ビームＬ１をパルス出力させ、当該記録光ビームＬ１をコリメータレンズ２１により発散光から平行光に変換した上でビームスプリッタ２２に入射させるようになされている。
【００５３】
ビームスプリッタ２２は、光ビームを所定の割合で反射又は透過させる反射透過面２２Ｓを有している。反射透過面２２Ｓは記録光ビームＬ１が入射されると当該記録光ビームＬ１を透過させ、対物レンズ２３へ入射させる。対物レンズ２３は、記録光ビームＬ１を集光することにより、光情報記録媒体１００内の目標位置ＰＧに合焦させ、記録マークＲＭを形成させるようになされている。
【００５４】
また光ピックアップ１７は、情報再生処理の際、制御部１１の制御に基づき、短パルス光源２０から読出光ビームＬ２をパルス出力させ、情報記録処理と同様にして光情報記録媒体１００内の目標位置ＰＧに合焦させるようになされている。
【００５５】
ここで光情報記録媒体１００は、読出光ビームＬ２の合焦位置に記録マークＲＭが形成されていた場合、記録層１０１と記録マークＲＭとの屈折率の差異によって当該読出光ビームＬ２を反射し、戻り光ビームＬ３を生成する。また光情報記録媒体１００は、読出光ビームＬ２の合焦位置に記録マークＲＭが形成されていない場合、読出光ビームＬ２を通過させ、戻り光ビームＬ３を殆ど生成しない。
【００５６】
対物レンズ２３は、光情報記録媒体１００からの戻り光ビームＬ３を平行光に変換し、ビームスプリッタ２２へ入射させる。このときビームスプリッタ２２は、戻り光ビームＬ３の一部を反射透過面２２Ｓにより反射し、集光レンズ２４へ入射させる。集光レンズ２４は、戻り光ビームＬ３を集光して受光素子２５に照射する。
【００５７】
これに応じて受光素子２５は、戻り光ビームＬ３の光量を検出し、当該光量に応じた検出信号を生成して信号処理部１３へ送出する。これにより信号処理部１３は、検出信号を基に戻り光ビームＬ３の検出状態を認識し得るようになされている。
【００５８】
なお光ピックアップ１７は、図示しないアクチュエータによって対物レンズ２３を光情報記録媒体１００の厚さ方向に移動させることにより、記録光ビームＬ１及び読出光ビームＬ２の焦点を所望の深さ（すなわち厚さ方向における位置）に変位させるようになされている。
【００５９】
このように記録再生装置１０は、光情報記録媒体１００に対して情報記録処理及び情報再生処理を実行するようになされている。
【００６０】
なお記録再生装置１０は、光情報記録媒体１００において基準層（図示しない）が形成されている場合には、当該基準層を基準として記録マークが記録されるべき位置（すなわち目標位置ＰＧ）を決定することができる。
【００６１】
この場合記録再生装置１０は、例えば赤色のレーザ光を基準層に対して照射し、赤色のレーザ光が基準層に合焦するよう対物レンズ２３を駆動する。そして記録再生装置１０は、記録光ビームＬ１及び読出光ビームＬ２を当該基準層１０４から任意の距離だけ離隔させることにより、記録光ビームＬ１及び読出光ビームＬ２を目標位置ＰＧに合焦させることができる。
【００６２】
［１−２．短パルス光源の構成］
［１−２−１．短パルス光源の構成］
図５に示すように、短パルス光源２０は、レーザ制御部３１と半導体レーザ３４とから構成されている。
【００６３】
半導体レーザ３４は、半導体発光を用いる一般的な半導体レーザ（例えばソニー株式会社製、ＳＬＤ３２３３）でなる。半導体レーザ３４は、レーザ制御部３１の制御により、レーザ光ＬＬ（すなわち記録光ビームＬ１又は読出光ビームＬ２）をパルス出力するようになされている。
【００６４】
レーザ制御部３１は、パルス生成器３２及びＬＤ（Laser Diode）ドライバ３３とから構成されている。図６（Ａ）に示すように、パルス生成器３２は、離散的にパルス状の生成信号パルスＳＬｗを発生するパルス信号ＳＬを生成し、ＬＤドライバ３３に供給する。このときパルス生成器３２は、例えば外部機器の制御に応じて、生成信号パルスＳＬｗの信号レベルを制御する。
【００６５】
図６（Ｂ）に示すように、ＬＤドライバ３３は、パルス信号ＳＬを所定の増幅率で増幅することにより、生成信号パルスＳＬｗに対応して駆動電圧パルスＤＪｗを発生するレーザ駆動電圧ＤＪを生成し、半導体レーザ３４に供給する。このとき駆動電圧パルスＤＪｗの電圧値は、生成信号パルスＳＬｗの信号レベルに応じて決定されることになる。
【００６６】
そして半導体レーザ３４は、レーザ駆動電圧ＤＪに応じてレーザ光ＬＬをパルス出力する。
【００６７】
このように短パルス光源２０は、レーザ制御部３１の制御により、半導体レーザ３４からレーザ光ＬＬを直接的にパルス出力するようになされている。
【００６８】
［１−２−２．緩和振動モードによるレーザ光のパルス出力］
次式にレーザの特性を表すいわゆるレート方程式を示している。なお、Γは閉込め係数、τｐｈは光子寿命、τｓはキャリア寿命、Ｃｓは自然放出結合係数、ｄは活性層厚、ｑは電荷素量、ｇmaxは最大利得、Ｎはキャリア密度、Ｓは光子密度、Ｊは注入キャリア密度、ｃは光速、Ｎ０は透明化キャリア密度、ｎｇは群屈折率を示している。
【００６９】
【数１】
【００７０】
図７及び図８に、（１）式から導かれるキャリア密度Ｎと注入キャリア密度Ｊと、光子密度Ｓとの関係を示している。なお図３及び図４では、Γ＝０．３、Ａｇ＝３ｅ−１６［ｃｍ２］、τｐｈ＝１ｅ−１２［ｓ］、τｓ＝１ｅ−９［ｓ］、Ｃｓ＝０．０３、ｄ＝０．１［μｍ］、ｑ＝１．６ｅ−１９［Ｃ］として計算を行った。
【００７１】
図８に示すように、一般的な半導体レーザは、注入キャリア密度Ｊ（すなわちレーザ駆動電圧ＤＪ）の増大に応じてキャリア密度Ｎが飽和状態の少し手前となる飽和前点Ｓｌにおいて、発光を開始する。そして図７に示すように、半導体レーザは、注入キャリア密度Ｊの増大に伴って光子密度Ｓ（すなわち出射光強度）を増大させる。また図７と対応する図９に示すように、注入キャリア密度Ｊのさらなる増大に伴って、光子密度Ｓはさらに増大することがわかる。
【００７２】
図１０、図１１及び図１２では、図９に示されたポイントＰＴ１、ＰＴ２及びＰＴ３においてレーザ駆動電圧ＤＪ（すなわち注入キャリア密度Ｊ）を印加し始めてからの時間を横軸として、光子密度Ｓを縦軸として示している。
【００７３】
図１０に示すように、最も大きなレーザ駆動電圧ＤＪを印加した場合を表すポイントＰＴ１において、光子密度Ｓは、緩和振動により大きく振動してその振幅が大きくなり、かつ振幅の周期（すなわち極小値から極小値まで）となる振動周期ｔａが約６０［ｐｓ］と小さいことが確認された。光子密度Ｓの値は、発光開始直後に出現する第１波の振幅が最も大きく、第２波、第３波と徐々に減衰し、やがて安定する。
【００７４】
このポイントＰＴ１の光子密度Ｓにおける第１波の最大値は約３×１０１６と、光子密度Ｓが安定したときの値である安定値（約１×１０１６）の約３倍であった。
【００７５】
ここで（１）式に示したレート方程式から、レーザ駆動電圧ＤＪを印加し始めてから発光を開始するまでの発光開始時間τｄを算出することができる。すなわち発振以前のため光子密度Ｓ＝０とすると、（１）式における上段の式を次式のように表すことができる。
【００７６】
【数２】
【００７７】
ここでキャリア密度Ｎをスレショールド値Ｎｔｈとすると、発光開始時間τｄを次式のように表すことができる。
【００７８】
【数３】
【００７９】
すなわち発光開始時間τｄは、注入キャリア密度Ｊに反比例することがわかる。
【００８０】
図１０に示したポイントＰＴ１では、（３）式から当該発光開始時間τｄが約２００［ｐｓ］と算出される。このポイントＰＴ１では、大きな電圧値でなるレーザ駆動電圧ＤＪを印加しているため、発光開始時間τｄも短くなっている。
【００８１】
図１１に示すように、ポイントＰＴ１よりも印加したレーザ駆動電圧ＤＪの値が小さいポイントＰＴ２では、明確な緩和振動を生じているものの、ポイントＰＴ１と比して振動の振幅が小さくなり、かつ振動周期ｔａが約１００［ｐｓ］と大きくなった。またポイントＰＴ２では、発光開始時間τｄも約４００［ｐｓ］とポイントＰＴ１と比較して大きくなった。このポイントＰＴ２の光子密度Ｓにおける第１波の最大値は約８×１０１５と、安定値（約４×１０１５）の約２倍であった。
【００８２】
図１２に示すように、ポイントＰＴ２よりも供給したレーザ駆動電圧ＤＪの値がさらに小さいポイントＰＴ３では、緩和振動が殆どみられず、また発光開始時間τｄが約１［ｎｓ］と比較的長いことが確認された。このポイントＰＴ３の光子密度Ｓにおける最大値はほぼ安定値と同一であり、約１．２×１０１５であった。
【００８３】
一般的なレーザ光源では、半導体レーザに対してポイントＰＴ３のように緩和振動の殆どみられない条件（電圧値）となる比較的小さいレーザ駆動電圧ＤＪを印加することにより、敢えて出射開始直後の出射光強度の差異を小さくし、レーザ光ＬＬの出力を安定させている。以下、半導体レーザ３４が緩和振動を生じさせない低電圧によるレーザ光ＬＬを出力するモードを、通常モードと呼び、当該通常モードにおいて出力されたレーザ光ＬＬを通常出力光ＬＮｐと呼ぶ。
【００８４】
しかしながら本実施の形態による短パルス光源２０では、ポイントＰＴ１及びＰＴ２のように緩和振動を生じさせることにより、レーザ光の瞬間的な出射光強度の最大値を安定値よりも増大（例えば１．５倍以上）させるようになされている。また、緩和振動を生じさせるための電圧値（以下、これを振動電圧値αと呼ぶ）として、大きな値を選択することができるため、大きな振動電圧値αに応じた大きな出射光強度でなるレーザ光を出射させ得るようになされている。
【００８５】
すなわち同一の半導体レーザに対して振動電圧値αでなるレーザ駆動電圧ＤＪを印加することにより、従来と比してレーザ光の出射光強度を大幅に増大させることが可能となる。例えばポイントＰＴ１では、緩和振動の第１波による光子密度Ｓが約３×１０１６であり、従来の電圧値を印加した場合を示すポイントＰＴ３（約１．２×１０１５）と比して、半導体レーザ３４の出射光強度を２０倍以上に増大させることが可能となる。
【００８６】
実際上、一般的な半導体レーザ（ソニー株式会社製、ＳＬＤ３２３３ＶＦ）に対して、比較的大きなレーザ駆動電圧ＤＪを印加した時に測定された出射光強度を、図１３に示している。図から、図１０及び図１１で光子密度Ｓにみられた緩和振動が出射光強度にそのまま表われ、同様の緩和振動が出射光強度として実際に生じていることが確認された。なお図１３では、レーザ駆動電圧ＤＪを半導体レーザに対して矩形のパルス状に供給した場合に得られたレーザ光ＬＬの波形を示している。なお以下、レーザ駆動電圧ＤＪのうち、パルス状に供給される部分を駆動電圧パルスＤＪｗと呼ぶ。
【００８７】
図１４（Ａ）は、図１１に対応する図である。例えば図１４（Ｂ）に示すように、短パルス光源２０のレーザ制御部３１は、半導体レーザ３４に対し、緩和振動を生じさせるのに十分な振動電圧値α１でなるレーザ駆動電圧ＤＪを駆動電圧パルスＤＪｗとして供給する。このときレーザ制御部３１は、駆動電圧パルスＤＪｗとして、発光開始時間τｄと振動周期ｔａとを加算（τｄ＋ｔａ）した時間（以下、これを電流波供給時間βと呼ぶ）に亘り、矩形状のパルスでなるレーザ駆動電圧ＤＪを印加する。
【００８８】
これによりレーザ制御部３１は、図１４（Ｃ）に示すように、半導体レーザ３４に緩和振動による第１波のみを出射させ、当該半導体レーザ３４に出射光強度の大きいパルス状のレーザ光ＬＬ（以下、これを振動出力光ＬＭｐと呼ぶ）を出射させることができる。
【００８９】
またレーザ制御部３１は、パルス状でなる駆動電圧パルスＤＪｗを供給することにより、大きな電圧値でなるレーザ駆動電圧ＤＪを印加する時間を短縮することができ、半導体レーザ３４の過発熱などにより生じる当該半導体レーザ３４の不具合を抑制するようになされている。
【００９０】
一方レーザ制御部３１は、図１４（Ｄ）に示すように、緩和振動を生じさせるのに十分でかつ振動電圧値α１よりも小さい振動電圧値α２でなる駆動電圧パルスＤＪｗを半導体レーザ３４に供給することにより、半導体レーザ３４に出射光強度の比較的小さい振動出力光ＬＭｐを出射させることができる。なお以下、半導体レーザ３４が緩和振動を生じさせてレーザ光ＬＬをパルス出力するモードを緩和振動モードと呼び、緩和振動を生じない通常モードと区別する。
【００９１】
このように短パルス光源２０は、レーザ光ＬＬに緩和振動を生じさせるよう駆動電圧パルスＤＪｗの電圧値を制御することにより、振動緩和モードによってレーザ光ＬＬをパルス出力し得るようになされている。
【００９２】
［１−２−３．特異モードによるレーザ光のパルス出力］
本願発明人らは、レーザ光ＬＬに緩和振動を生じさせる振動電圧値αよりもさらに大きな特異電圧値βでなる駆動電圧パルスＤＪｗを半導体レーザ３４に供給することにより、半導体レーザ３４から振動出力光ＬＭｐよりもさらに大きな出射光強度でなるレーザ光ＬＬをパルス出力し得ることを見出した。
【００９３】
次に、駆動電圧パルスＤＪｗの電圧値を変化させた場合のレーザ光ＬＬの変化を測定した実験の結果について説明する。
【００９４】
図１５に、短パルス光源２０から出射されたレーザ光ＬＬを分析する光測定装置４１の構成を示している。
【００９５】
光測定装置４１における短パルス光源２０において、半導体レーザ３４から出射されたレーザ光ＬＬは、コリメータレンズ４２に供給された。
【００９６】
レーザ光ＬＬは、コリメータレンズ４２によって発散光から平行光に変換され、集光レンズ４５へ入射された。レーザ光ＬＬは、集光レンズ４５によって集光された後、光サンプルオシロスコープ４６（浜松ホトニクス株式会社製、Ｃ８１８８−０１）及び光スペクトルアナザイザ４７（株式会社エーディーシー製、Ｑ８３４１）により測定及び分析された。
【００９７】
またコリメータレンズ４２及び集光レンズ４５間にパワーメータ４４（株式会社エーディーシー製、Ｑ８２３０）が設置され、レーザ光ＬＬの出射光強度が測定された。
【００９８】
図１７に示すように、パルス生成器３２に対してパルス幅Ｗｓが１．５［ｎｓ］でなる矩形状の設定パルスＳＬｓを設定した場合において、実際にパルス生成器３２から出力されたパルス信号ＳＬの波形を図１７（Ｂ）に示している。このパルス信号ＳＬにおいて、設定パルスＳＬｓに対応して出現するパルス（以下、これを生成信号パルスＳＬｗと呼ぶ）の半値幅である信号パルス半値幅ＳＬｈａｌｆは、約１．５［ｎｓ］であった。
【００９９】
図１７（Ｂ）に示したパルス信号ＳＬを入力した場合において、実際にＬＤドライバ３３から出力されたレーザ駆動電圧ＤＪの波形を図１７（Ｃ）に示している。このレーザ駆動電圧ＤＪにおいて、生成信号パルスＳＬｗに対応して出現するパルス（すなわち駆動電圧パルスＤＪｗ）の半値幅である電圧パルス半値幅Ｔｈａｌｆは、生成信号パルスＳＬｗの信号レベルに応じて約１．５［ｎｓ］〜約１．７［ｎｓ］の範囲で変化した。
【０１００】
このときの生成信号パルス信号ＳＬｗの信号レベル（最大電圧値）と駆動電圧パルスＤＪｗにおける電圧パルス半値幅Ｔｈａｌｆとの関係、及び生成信号パルス信号ＳＬｗの信号レベルと駆動電圧パルスＤＪｗにおける最大電圧値Ｖｍａｘとの関係を図１６に示している。
【０１０１】
図１６からわかるように、ＬＤドライバ３３に入力される生成信号パルスＳＬｗの電圧値が大きくなるに従って、当該ＬＤドライバ３３から出力される駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘも上昇する。またパルス信号ＳＬの電圧値が大きくなるに従って、駆動電圧パルスＤＪｗの電圧パルス半値幅Ｔｈａｌｆも徐々に大きくなることがわかる。
【０１０２】
言い換えると、同一パルス幅でなる設定パルスＳＬｓをパルス生成器３２に設定した場合であっても、ＬＤドライバ３３に対して供給される生成信号パルスＳＬｗの最大電圧値が変化することにより、ＬＤドライバ３３から出力される駆動電圧パルスＤＪｗのパルス幅及び電圧値が変化することがわかる。
【０１０３】
このような駆動電圧パルスＤＪｗに応じて出力されたレーザ光ＬＬについて、光サンプルオシロスコープ４６によって測定した結果を図１８（Ａ）及び（Ｂ）に示している。なおこの図１８において、時間を示す横軸は相対値であり、波形の形状を見易くするために各波形をずらして示している。
【０１０４】
図１８（Ａ）に示すように、駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘが８．８［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの波形ＬＴ１には、比較的幅広い小さな出力ピーク（時間１５５０［ｐｓ］近傍）が１つのみ確認され、緩和振動による振動が見られなかった。すなわちこの波形ＬＴ１では、短パルス光源２０が通常モードにおいて通常出力光ＬＮｐを出力していることを表している。
【０１０５】
図１８（Ａ）に示すように、駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘが１３．２［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの波形ＬＴ２には、緩和振動による複数のピークが確認された。すなわちこの波形ＬＴ２では、短パルス光源２０が緩和振動モードにおける振動出力光ＬＭｐを出力していることを表している。
【０１０６】
図１８（Ｂ）に示すように、駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘが１７．８［Ｖ］、２２．０［Ｖ］、２６．０［Ｖ］及び２９．２［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの波形ＬＴ３、ＬＴ４、ＬＴ５及びＬＴ６には、時間軸方向に先頭部分となるピークと、細かい振動を伴い緩やかに減衰するスロープ部分が確認された。
【０１０７】
レーザ光ＬＬの波形ＬＴ３、ＬＴ４、ＬＴ５及びＬＴ６は、先頭のピークの後に大きなピークがなく、第１波に続いて第２波、第３波のピークを有する緩和振動モードによる波形ＬＴ２（図１８（Ａ））とは、その形状が明らかに異なっている。
【０１０８】
なお測定に使用された光サンプルオシロスコープ４６の解像度が約３０［ｐｓ］以上であるため、各図には表われていないが、ストリークカメラを用いた実験により、先頭のピークのピーク幅（半値幅）は、約１０［ｐｓ］であることが確認された。またこれに伴って、当該先頭のピークの最大出射光強度も実際より低く表われている。
【０１０９】
ここで、駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘを変化させたときのレーザ光ＬＬについて、さらに分析する。
【０１１０】
同様にして駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘを変化させたときに得られたレーザ光ＬＬの出射光強度について、光スペクトルアナライザ１７によって測定した結果を図１９〜図２３に示している。なお図１９（Ａ）〜図２３（Ａ）では、レーザ光ＬＬを波長ごとに分解した結果を表しており、図１９（Ｂ）〜図２３（Ｂ）では、レーザ光ＬＬを図１８と同様時間軸方向に分解した結果を示している。
【０１１１】
図１９（Ｂ）に示すように、駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘが８．８［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの波形ＬＴ１１にはピークが１つのみ見られていることから、当該レーザ光ＬＬは通常モードによる通常出力光ＬＮｐといえる。また図１９（Ａ）に示すように、そのスペクトラムＳＴ１１では、約４０４［ｎｍ］に１つのピークのみが確認された。このことから図１９（Ｂ）に示す波形ＬＴ１１が約４０４［ｎｍ］の波長でなるレーザ光ＬＬに基づくものであることがわかる。
【０１１２】
図２０（Ｂ）に示すように、駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘが１３．２［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの波形ＬＴ１２には大きなピークが複数見られることから、当該レーザ光は緩和振動モードによる振動出力光ＬＭｐといえる。また図２０（Ａ）に示すように、そのスペクトラムＳＴ１２では、約４０４［ｎｍ］及び約４０７［ｎｍ］に２つのピークが確認された。このことから図２０（Ｂ）に示す波形ＬＴ２が約４０４［ｎｍ］及び約４０７［ｎｍ］の波長でなるレーザ光ＬＬに基づくものであることがわかる。
【０１１３】
図２１（Ｂ）に示すように、駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘが１５．６［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの波形ＬＴ１３には先頭部分のピーク及び緩やかに減衰するスロープ部分が見られた。このとき図２１（Ａ）に示すように、スペクトラムＳＴ１３では、約４０４［ｎｍ］及び約４０８［ｎｍ］に２つのピークが確認された。スペクトラムＳＴ１３では、緩和振動モードで確認された約４０６［ｎｍ］のピークが長波長側へ２［ｎｍ］移動している。さらに３９８［ｎｍ］近傍が僅かに盛り上がっていることが確認された。
【０１１４】
図２２（Ｂ）に示すように、駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘが１７．８［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの波形ＬＴ１４には先頭部分のピーク及び緩やかに減衰するスロープ部分が見られた。また図２２（Ａ）に示すように、そのスペクトラムＳＴ１４では、約３９８［ｎｍ］と約４０３［ｎｍ］に２つの大きなピークが確認された。スペクトラムＳＴ１４では、スペクトラムＳＴ１３（図２１（Ｂ））と比較して、約４０８［ｎｍ］のピークが非常に小さくなり、その代りに約３９８［ｎｍ］に大きなピークが確認された。
【０１１５】
図１９（Ｂ）に示すように、駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘが３８．４［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの波形ＬＴ１５には先頭部分のピーク及び緩やかに減衰するスロープ部分が明確に見られた。また図１９（Ａ）に示すように、そのスペクトラムＳＴ１５では、約３９８［ｎｍ］及び約４０４［ｎｍ］に２つのピークが確認された。スペクトラムＳＴ１５は、スペクトラムＳＴ１４（図１８（Ｂ））と比較すると、約４０８［ｎｍ］のピークが完全に消失し、約３９８［ｎｍ］に明確なピークが確認された。
【０１１６】
これらのことから、短パルス光源２０では、振動電圧値αよりも大きな特異電圧値β（すなわち最大電圧値Ｖｍａｘ）でなる駆動電圧パルスＤＪｗを半導体レーザ３４に供給したことにより、振動出力光ＬＭｐとはその波形及び波長の異なるレーザ光ＬＬを出力することが確認された。また発光開始時間τｄも上述したレート方程式から導かれる（３）式とは一致しなかった。
【０１１７】
ここでレーザ光ＬＬの波長に着目する。レーザ光ＬＬは、最大電圧値Ｖｍａｘが大きくなるにつれて通常出力光ＬＮｐ（図１９）、振動出力光ＬＭｐ（図２０）へと変化し、さらに当該振動出力光ＬＭｐからその波長を変化させる。
【０１１８】
具体的に、図２０に示したように、振動出力光ＬＭｐは、通常出力光ＬＮｐとほぼ同じ波長（通常出力光ＬＮｐの波長±２［ｎｍ］以内）のピークに加えて、当該通常出力光ＬＮｐよりも約３［ｎｍ］（３±２［ｎｍ］以内）長波長側にピークを有する。
【０１１９】
これに対して図２３に示したレーザ光ＬＬは、通常出力光ＬＮｐとほぼ同じ波長（（通常出力光ＬＮｐの波長±２［ｎｍ］以内）のピークに加えて、当該通常出力光ＬＮｐよりも約６［ｎｍ］（６±２［ｎｍ］以内）短波長側にピークを有する。以下、このレーザ光ＬＬを特異出力光ＬＡｐと呼び、当該特異出力光ＬＡｐを出力する半導体レーザ３４のモードを特異モードと呼ぶ。
【０１２０】
ここで最大電圧値Ｖｍａｘが１５．６［Ｖ］のレーザ光ＬＬ（図２１（Ａ））と１７．８［Ｖ］のレーザ光ＬＬ（図２２（Ａ））とを比較すると、長波長側のピークは消失し、代りに短波長側のピークが出現している。つまり最大電圧値Ｖｍａｘの上昇に伴いレーザ光ＬＬが振動出力光ＬＭｐから特異出力光ＬＡｐへ変化する過程において、長波長側のピークが徐々に減衰し、代りに短波長側のピークが増大していくといえる。
【０１２１】
また特異スロープＡＳＰは特異ピークＡＰＫと比して長時間に亘って確認されることから、特異スロープＡＳＰ（波長４０４［ｎｍ］付近）の光エネルギーは、特異ピークＡＰＫ（波長３９８［ｎｍ］付近）の光エネルギーよりも遙かに大きくなることが確認された（図２３（Ａ））。
【０１２２】
以下、短波長側のピーク面積が長波長側のピーク面積以上となるレーザ光ＬＬを、特異出力光ＬＡｐとし、短波長側のピーク面積が長波長側のピーク面積未満となるレーザ光ＬＬを振動出力光ＬＭｐとする。なお図２２のように２つのピークが重複する場合には、通常出力光ＬＮｐの波長及び当該通常出力光ＬＮｐから６［ｎｍ］短波長側の波長をそれぞれのピークの中心波長とし、当該中心波長±３［ｎｍ］の範囲における面積を当該ピークの面積とする。
【０１２３】
従って、最大電圧値Ｖｍａｘが１５．６［Ｖ］のレーザ光ＬＬ（図２１）は振動出力光ＬＭｐとなり、最大電圧値Ｖｍａｘが１７．８［Ｖ］のレーザ光ＬＬ（図２２）は特異出力光ＬＡｐとなる。
【０１２４】
以上を踏まえて、特異モードにおけるレーザ光ＬＬについてまとめる。
【０１２５】
半導体レーザ３４は、緩和振動を生じさせる電圧値よりもさらに大きい特異電圧値でβなるレーザ駆動電圧ＤＪが印加されると、特異モードに遷移し、図２４に示すように、最初に出現する特異ピークＡＰＫと、続いて出現するスロープＡＳＰとからなる特異出力光ＬＡｐを出射する。
【０１２６】
特異ピークＡＰＫは、その波長が通常モードにおけるレーザ光ＬＬの波長と比して、約６［ｎｍ］短波長側にシフトする。なお他の実験において、通常モードにおけるレーザ光ＬＬの波長が異なる半導体レーザを用いた場合であっても、同様の結果が得られている。
【０１２７】
パワーメータ４４による測定（半導体レーザ３４としてソニー株式会社製、ＳＬＤ３２３３を使用）の結果、この特異ピークＡＰＫの出射光強度は、約１２［Ｗ］と緩和振動モードにおけるレーザ光ＬＬの最大の出射光強度（約１〜２［Ｗ］）と比して、非常に大きいことが確認された。なお光サンプルオシロスコープ４６の解像度が低いためこの出射光強度は図面には表われていない。
【０１２８】
またストリークカメラ（図示せず）による分析の結果、特異ピークＡＰＫは、ピーク幅が１０［ｐｓ］程度であり、緩和振動モードにおけるピーク幅（約３０［ｐｓ］）と比して、小さくなることが確認された。なお光サンプルオシロスコープ４６の解像度が低いためこのピーク幅は図面には表われていない。
【０１２９】
また特異スロープＡＳＰは、その波長が通常モードにおけるレーザ光ＬＬの波長と同一であり、最大の出射光強度は約１〜２［Ｗ］程度であった。さらに特異スロープＡＳＰは、そのトータルの光エネルギーが特異ピークＡＰＫよりも大きいことが確認された。
【０１３０】
実際上、短パルス光源２０のレーザ制御部３１は、半導体レーザ３４に対し、振動電圧値αよりもさらに大きい特異電圧値βでなるレーザ駆動電圧ＤＪを駆動電圧パルスＤＪｗとして印加する。
【０１３１】
これによりレーザ制御部３１は、図２２に示したように、半導体レーザ３４を特異モードに遷移させ、レーザ光ＬＬとして、当該半導体レーザ３４から非常に大きい特異ピークＡＰＫを有する特異出力光ＬＡｐを出射させることができる。
【０１３２】
このように短パルス光源２０は、半導体レーザ３４を特異モードへ遷移させるのに十分な電圧値でなる駆動電圧パルスＤＪｗを印加するようパルス発生器４を制御することにより、半導体レーザ３４から特異出力光ＬＡｐを出力し得るようになされている。
【０１３３】
すなわち記録再生装置１０は、例えば記録光ビームＬ１として特異出力光ＬＡｐを出射することにより、大きな光強度による２光子吸収を利用して記録マークＲＭを形成することができる（詳しくは後述する）。
【０１３４】
また記録再生装置１０は、例えば読出光ビームＬ２として振動出力光ＬＭｐ若しくは通常出力光ＬＭｐを出射することにより、適切な光量でなる戻り光ビームＬ３を生成させ、再生信号ＳＲＦの品質を向上させ得るようになされている。
【０１３５】
［１−３．光情報記録媒体の構成］
図２５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、光情報記録媒体１００は、基板１０２及び１０３の間に記録層１０１を形成することにより、全体として情報を記録するメディアとして機能するようになされている。
【０１３６】
基板１０２及び１０３はガラス基板でなり、光を高い割合で透過させるようになされている。また基板１０２及び１０３は、直径ｄｘが約１２０［ｍｍ］程度、厚さｔ２及びｔ３が例えば０．６［ｍｍ］でなる中心に円形の孔部を有する円盤状に構成されている。なお基板１０２及び１０３は正方形板状又は長方形板状など各種形状に構成されても良い。また基板１０２及び１０３のサイズに制限はなく、さらには必ずしも中心に孔部を有する必要はない。
【０１３７】
この基板１０２及び１０３の外側表面（記録層１０１と接触しない面）には、波長が例えば４０５［ｎｍ］でなる光ビームに対して無反射となるような多層無機層（例えば、Ｎｂ２Ｏ２／ＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２の４層）のＡＲ（AntiReflection coating）処理を施している。
【０１３８】
また基板１０２及び１０３としては、材料の選択や表面処理により波長が４００［ｎｍ］未満でなる紫外光を遮断するようにしても良い。これにより基板１０２及び１０３は、記録層１０１に紫外光が曝露されるのを防止することができ、記録層１０１の耐久性を向上させることができる。
【０１３９】
なお基板１０２及び１０３としては、ガラス板に限られず、例えばアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂など種々の光学材料を用いることができる。例えば基板１０２及び１０３としてポリカーボネート樹脂を用いることにより、基板１０２及び１０３に紫外光を遮断する機能を付加することができる。基板１０２及び１０３の厚さｔ２及びｔ３は、上記に限定されるものではなく、０．０１［ｍｍ］〜１．２［ｍｍ］の範囲から適宜選択することができる。この厚さｔ２及びｔ３は、同一の厚さであっても異なっていても良い。また、基板１０２及び１０３の外側表面にＡＲ処理を必ずしも施さなくても良い。
【０１４０】
記録層１０１は、直径φが基板１０２及び１０３と同等又は僅かに小さく、その厚さｔ１（＝０．０１［ｍｍ］〜０．５［ｍｍ］）が記録マークＲＭの高さよりも十分に大きくなるよう設計されている。このため記録層１０１は、光情報記録媒体１００の面方向だけでなく厚さ方向に複数の記録マークを形成し、当該記録マークを３次元的に配列させるようになされている。
【０１４１】
記録層１０１及び基板１０２又は１０３の界面には、記録光ビームＬ１の少なくとも一部を反射する基準層（図示しない）が設けられても良い。この場合、反射層には、サーボ用の案内溝又はピットなどが形成されていても良い。例えば、一般的なＢＤ−Ｒ（Recordable）ディスク等と同様のランド及びグルーブにより螺旋状のトラックを形成することにより、当該トラックを基準として記録マークが記録されるべき目標位置ＰＧを決定することが可能となる。
【０１４２】
記録層１０１は主成分となるバインダー樹脂に対し、光ビームを２光子吸収する２光子吸収材料が分散されてなる。
【０１４３】
バインダー樹脂としては、光ビームに対する透過率の高い各種樹脂材料を用いることができる。例えば熱によって軟化する熱可塑性樹脂や、光による架橋又は重合反応によって硬化する光硬化型樹脂、熱による架橋または重合反応によって硬化する熱硬化型樹脂などを用いることができる。
【０１４４】
なお樹脂材料としては特に限定されないが、耐候性や光透過率などの観点から、ＰＭＭＡ（Polymethylmethacrylate）樹脂や、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ノルボルネン樹脂、ニトロセルロースなどが用いられることが好ましい。
【０１４５】
またバインダー樹脂としては、耐候性の問題から、４００［ｎｍ］未満でなる紫外光ビームを透過しない樹脂材料を用いたり、紫外線を吸収する紫外線吸収材料などを樹脂材料に添加しても良い。さらにバインダー樹脂には、記録特性や製造上の特性、強度特性などの観点から、種々の添加剤を添加することができる。
【０１４６】
２光子吸収材料としては、４００［ｎｍ］以上６００［ｎｍ］未満でなる光ビームに対して２光子吸収を生じ発熱する特性を有するものが用いられることが好ましい。さらに２光子吸収材料としては、４００［ｎｍ］以上５００［ｎｍ］未満の青紫色光ビームに対して２光子吸収を生じるものが好ましい。この２光子吸収による発泡は、熱分解による反応、すなわちヒートモードで起こるものをいう。
【０１４７】
さらに２光子吸収材料としては、２光子吸収の結果として生じた当該２光子吸収材料の状態変化により、光ビームを１光子吸収して発熱する材料が好ましい。特に２光子吸収材料としては、光強度の大きい特異ピークＡＰＫに対して２光子吸収を生じ、トータルの光エネルギーの大きい特異スロープＡＳＰを吸収して発熱し得る材料であることが好ましい。
【０１４８】
２光子吸収による状態変化は、化学変化や構造変化であっても良く、特に２光子吸収に応じて基底状態から励起状態に遷移することによる構造変化であることが好ましい。この励起状態は最低３重項状態であることが好ましい。最低３重項状態はスピン禁制状態であるため寿命が長く、最低３重項状態にある２光子吸収材料が比較的長時間に亘って照射される特異スロープＡＳＰを十分に吸収し得るからである。
【０１４９】
基底状態から最低３重項状態への変化の形態としては特に制限されず、基底状態から直接的に最低３重項状態へ遷移しても良く、また図２６に示すように、基底状態から励起１重項状態を介して最低３重項状態へ遷移しても良い。
【０１５０】
２光子吸収材料としては、単数又は複数の分子が金属に配位してなる金属錯体であることが好ましい。かかる金属錯体では、２光子吸収により基底状態から１重項励起状態に変化した後、金属原子の重原子効果により迅速に項間交差を生じ最低３重項状態へ遷移し得るからである。
【０１５１】
金属としては特に制限されないが、イリジウム、オスニウム、ルテニウム、金、プラチナなどの遷移金属であることが好ましい。容易に錯体を形成し得るからである。
【０１５２】
この金属に配位する分子としては特に制限されないが、テトラシアノエチレンを含有することが好ましい。テトラシアノエチレンは、π軌道とπ*軌道のエネルギーの差異が比較的小さく（非特許文献２参照）、最低３重項状態への遷移が容易であると共に、当該最低３重項状態を長時間に亘って保ち得るからである。
【０１５３】
また金属に配位する分子としては、テトラシアノエチレンの他にも、Ｃｌ、ＮＣＳ、ＣＯ、Ｂｒ、ＮＣＯ、Ｐｈ３Ｐ、Ｐｈ３Ａｓなどの各種電子供与基又は電子吸引基を含有していても良い。これらの電子供与基又は電子吸引基は、テトラシアノエチレンを中心としたπ電子雲に影響を与え、２光子吸収の生じる確率などに影響を与え得、２光子吸収の確率を向上させることができる。要は、２光子吸収材料（すなわち金属錯体）総体として２光子吸収を十分に生じる構造であれば良い。
【０１５４】
２光子吸収材料としては、以下に示されるイリジウム錯体であることが特に好ましい。テトラシアノエチレン及びＰｈ３Ｐがイリジウム錯体におけるπ電子雲を形成し、２光子吸収特性を呈し得るからである。なおＰｈはフェニル基、ＴＣＮＥはテトラシアノエチレン、Ｘは一般式である。
ＩｒＣｌＸ（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（１）
【０１５５】
化（２）式、化（３）式、化（４）式に示すように、一般式Ｘは、Ｃｌ、ＮＣＳ、ＮＣＯであることが特に好ましい。イリジウム錯体の全体的なπ電子雲のバランスを調整し、良好な２光子吸収特性を呈し得るからである。なお以下、化（２）式、化（３）式、化（４）式に示される化合物をそれぞれ化合物１、化合物２、化合物３と呼ぶ。
ＩｒＣｌ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（２）
ＩｒＮＣＳ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（３）
ＩｒＮＣＯ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（４）
【０１５６】
２光子吸収材料の含有割合は特に制限されないが、記録光ビームＬ１を十分に吸収して記録マークを確実に形成するために、バインダー樹脂に対して重量比で０．００１［％］、さらには０．０５［％］以上であることが好ましい。また２光子吸収材料の含有割合は、透過率の低下などの弊害を防止するため、２０．０［％］未満、さらには１０．０［％］未満であることが好ましい。
【０１５７】
なお記録層１０１は、発熱に応じた発泡により記録マークＲＭを形成することが好ましい。この発泡は、２光子吸収材料が熱分解又は蒸発することにより気化して生じても良く、バインダー樹脂若しくは当該バインダー樹脂に添加された各種添加剤などの混合成分が熱分解又は蒸発することにより気化して生じても良い。記録層１０１は、熱に応じて気化する気化材料を含有しても良い。
【０１５８】
次に、光情報記録媒体１００の作製方法について説明する。
【０１５９】
例えばバインダー樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合、加熱した熱可塑性樹脂に２光子吸収材料を添加し、混練機で混練することによりバインダー樹脂に２光子吸収材料を分散させる。
【０１６０】
そして２光子吸収材料が分散されたバインダー樹脂を基板１０３上に展開し、冷却させることにより記録層１０１を作製した後、例えばＵＶ接着剤やＰＳＡ（Pressure Sensitive Adhesive：感圧接着）シートなどを用いて基板１０２を記録層１０１に接着することにより光情報記録媒体１００を作製することができる。
【０１６１】
また熱可塑性樹脂を有機溶剤などで希釈する場合（以下、この熱可塑性樹脂を溶剤希釈型樹脂と呼び、加熱により成型する熱可塑性樹脂と区別する）には、予め２光子吸収材料を有機溶剤に分散してから当該有機溶剤に溶剤希釈型樹脂を溶解させたり、有機溶剤で希釈した溶剤希釈型樹脂に２光子吸収材料を添加して攪拌することによりバインダー樹脂に２光子吸収材料を分散させる。
【０１６２】
そして２光子吸収材料が分散されたバインダー樹脂を基板１０３上に展開し、加熱乾燥させることにより記録層１０１を作製した後、例えばＵＶ接着剤を用いて基板１０２を記録層１０１に接着することにより光情報記録媒体１００を作製することができる。
【０１６３】
さらにバインダー樹脂として熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂を用いる場合、未硬化の樹脂材料に２光子吸収材料を添加して攪拌することによりバインダー樹脂に２光子吸収材料を分散させる。
【０１６４】
そして２光子吸収材料が分散されたバインダー樹脂を基板１０３上に展開し、未硬化の記録層１０１に対して基板１０３が載置された状態で光硬化又は熱硬化させることにより光情報記録媒体１００を作製することができる。
【０１６５】
また２光子吸収材料をバインダー樹脂に結合させるようにしても良い。この場合２光子吸収材料は、バインダー樹脂に分散された後、加熱などによりバインダー樹脂に結合されることになる。２光子吸収材料が有する官能基を用いてバインダー樹脂に直接結合されるようにしても良く、また、カップリング剤などを用いてバインダー樹脂に間接的に結合されるようにしても良い。
【０１６６】
［１−４．実施例］
実施例では、実際に化合物１〜化合物３を合成し、これらを用いて光情報記録媒体１００を作製した。
【０１６７】
まず、化合物１〜化合物３を非特許文献２に記載された方法に従って調整した。
【非特許文献２】Journal of the American Chemical society Vol. 90 No. 14 Page 3705Year 1986
【０１６８】
テトラシアノエチレンは市販されているものを使用した。ＩｒＣｌ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２は、非特許文献３及び非特許文献４に記載された方法に従って調整した。
【非特許文献３】P. B. Chock and J. Halpern, J. Am. Chem. Soc., 88, 3511(1966)
【非特許文献４】J.P. Collman, F.D. Vastine, and W. R.Roper, ibid., 88, 5053
【０１６９】
ＩｒＮＣＳ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２、ＩｒＮＣＯ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２は、ＩｒＣｌ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２から複分解法（metathetical process）によって調整した。すなわち５０［℃］のアセトン溶液中でＩｒＣｌ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２をモル比で１０倍量のＮａＳＣＮと３０分間反応させることにより、ＩｒＮＣＳ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２、ＩｒＮＣＯ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２を得た。
【０１７０】
常温下において、１価のイリジウム錯体（ＩｒＸ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２；Ｘ＝Ｃｌ、ＮＣＳ、ＣＯ）を少量のベンゼンに溶解又は懸濁させた。溶解性が悪い場合には、常温より若干高い温度（５０〜７０［℃］）に加温した。
【０１７１】
イリジウム錯体に対し、モル比で当量の固体のテトラシアノエチレンを加え、マグネット攪拌子により攪拌して反応させることにより、化合物１〜化合物３を得た。
【０１７２】
次に、この化合物１〜化合物３を用いて光情報記録媒体１００としてのサンプルＳ１〜サンプルＳ３を作製した。なお便宜上、サンプルＳ１の作製について説明し、同様にして作製されたサンプルＳ２及びサンプルＳ３についての説明を省略する。
【０１７３】
０．１０４［ｇ］の化合物１、５．１８［ｇ］のポリカーボネート（分子量約３６０００）をクロロホルム３５０［ｍｌ］に溶解させて攪拌し、均一な調整溶液を得た。
【０１７４】
直径１３［ｃｍ］の底が平らな円筒容器にクロロホルムを入れ、化合物１及びポリカーボネートの固形分濃度が重量比で０．０２［％］になるように調整溶液を添加し、０．０２［％］溶液を調整した。さらに化合物１及びポリカーボネートの固形分濃度が重量比で１［％］になるように、０．０２［％］溶液に対してポリカーボネート（分子量約３６０００）を添加し、溶解させ、１［％］溶液を調整した。すなわちこの１［％］溶液の固形分重量のうち、０．３９４［％］が化合物１であり、残りの９９．６０［％］がポリカーボネートとなる。
【０１７５】
この１［％］溶液を円筒容器中でそのまま乾燥させた後、円筒容器から取り出し、約１６０［℃］の温風でさらに乾燥させた。この結果、直径１３［ｃｍ］、厚さ約３３０［μｍ］のフィルムを得た。このフィルムから、中心に直径約４［ｃｍ］の孔部を有する直径約１１．８［ｃｍ］の円盤状フィルム（すなわち記録層１０１）を切り出した。
【０１７６】
この円盤状フィルムを１５［μｍ］のＰＳＡシートを用いて直径１２［ｃｍ］、厚さ０．８［ｍｍ］中心孔部の直径１５［ｍｍ］のポリカーボネート板（すなわち基板１０３）に貼り合わせた。さらに円盤状フィルムの反対側に同一のＰＳＡシートを用いて厚さ４０［μｍ］のポリカーボネートシート（すなわち基板１０２）に貼り合わせることにより、光情報記録媒体１００としてのサンプルＳ１を作製した。
【０１７７】
なおポリカーボネートシートには、予め記録光ビームＬ１をガイドするための螺旋状の案内溝を形成し、接着面側（記録層１０１側）に６５０［ｎｍ］のレーザ光を反射して、４０５［ｎｍ］のレーザ光を透過する誘電体層（すなわち基準層）を形成した。この誘電体層は、窒化シリコン（８０［ｎｍ］）、酸化シリコン（１１０［ｎｍ］）、窒化シリコン（８０［ｎｍ］）、酸化シリコン（１１０［ｎｍ］）、窒化シリコン（８０［ｎｍ］）の５層構造とした。
【０１７８】
そして２０［Ｖ］の駆動電圧パルスＤＪｗを有するレーザ駆動電圧ＤＪを記録再生装置１０の半導体レーザ３４に対して印加することにより半導体レーザ３４から波長４０５［ｎｍ］でなる記録光ビームＬ１を出射した。記録再生装置１０は、これをＮＡ（Numerical Aperture）＝０．８５の対物レンズ２３により集光し、サンプルＳ１〜サンプルＳ３における記録層１０１に対して照射した。
【０１７９】
そして記録再生装置１０は、記録光ビームＬ１と同一波長、同一の開口数ＮＡでなる対物レンズ２３を介して光パワー１．０［ｍＷ］の読出光ビームＬ２（通常出力光ＬＮｐ）を連続的に照射した。このとき受光素子２５は、サンプルＳ１〜サンプルＳ３のいずれのサンプルからも、記録光ビームＬ１を照射した位置から十分に検出可能な光量でなる戻り光ビームＬ３を検出することができた。
【０１８０】
すなわちサンプルＳ１〜サンプルＳ３では、短パルス光源２０から出射される記録光ビームＬ１（すなわち特異出力光ＬＡｐ）によって記録マークＲＭを形成し得ることが確認された。
【０１８１】
またサンプルＳ１〜サンプルＳ３では、記録層１０１の厚さ方向に目標位置ＰＧを変更した場合であっても、同様に記録光ビームＬ１によって記録マークＲＭを形成し得ることが確認された。
【０１８２】
このように２光子吸収材料として化（１）式で表される化合物１〜化合物３を含有するサンプルＳ１〜サンプルＳ３は、パルス状の記録光ビームＬ１によって、記録層１０１の任意の位置に記録マークＲＭを形成し得ることが確認された。
【０１８３】
［１−５．動作及び効果］
以上の構成において、光情報記録媒体１００の記録層１０１は、金属原子に対して単数又は複数の分子が配位してなる金属錯体であり、情報記録用の記録光の照射に応じた２光子吸収による状態変化によって記録光を１光子吸収する２光子吸収材料を含有する。
【０１８４】
これにより記録層１０１は、２光子吸収材料が２光子吸収により基底状態から励起１重項状態へ遷移した後、金属原子の重原子効果により迅速に最低３重項状態に遷移して記録光を１光子吸収する。この最低３重項状態の寿命は長いため、２光子吸収材料は、長時間に亘って記録光を１光子吸収して十分に発熱することができ、記録マークＲＭを形成することができる。
【０１８５】
２光子吸収材料は、テトラシアノエチレンを含有する。ここでテトラシアノエチレンは、２光子吸収の吸収断面積が大きく、２光子吸収を生じ易い構造を有している。このため金属原子にテトラシアノエチレンを配位させた金属錯体は、十分な確率で２光子吸収を生じることが可能となる。
【０１８６】
また記録層１０１は、化（１）式によって表される化合物１〜化合物３を含有することにより、一般的な半導体レーザ３４を用いて記録マークＲＭを形成し得ることが確認された。
【０１８７】
さらに記録層１０１は、パルス状の特異ピークＡＰＫ及び当該特異ピークＡＰＫに続いて照射され当該特異ピークＡＰＫと比して出射光強度の小さい特異スロープＡＳＰに応じて記録マークＲＭを形成する。
【０１８８】
ここで２光子吸収に使用される従来のレーザ光源は、各種光学部品を使用してレーザ光をパルス状に調整することにより光強度を増大させており、構成上、非常に高価であった。本願発明では、特異モードにおいて半導体レーザ３４から直接的にピコ秒レベルのレーザ光（特異出力光ＬＡｐ）をパルス出力することができる。ここで特異出力光ＬＡｐは、光強度の大きい特異ピークＡＰＫと特異スロープＡＳＰとからなるという特徴を有している。
【０１８９】
本願発明では、この特徴に着目し、特異ピークＡＰＫにおけるエネルギーの不足分を特異スロープＡＳＰのエネルギーによって補って発熱させることにより、一般的な半導体レーザ３４を用いて記録マークＲＭを形成することができる。
【０１９０】
さらに２光子吸収材料は、２光子吸収を生じ状態変化が生じた箇所でのみ１光子吸収を生じるため、記録光ビームＬ１の焦点近傍以外の領域で記録光ビームＬ１を吸収することがない。このため記録層１０１は、通常の２光子吸収材料を用いた場合と同様に、記録光ビームＬ１の強度を殆ど低下させることなく焦点に到達させることができる。
【０１９１】
また記録層１０１は、特異ピークＡＰＫを２光子吸収して状態変化し、特異スロープＡＳＰを１光子吸収することにより発熱する２光子吸収材料を含有する。これにより記録層１０１は、トータルエネルギーの大きな特異スロープＡＳＰのエネルギーを熱に変換し、効率良く記録マークＲＭを形成することができる。
【０１９２】
さらに記録層１０１は、情報記録用の記録光としての記録光ビームＬ１に対する２光子吸収により励起１重項状態に遷移した後、最低３重項状態に遷移し、当該最低３重項状態のときに記録光ビームＬ１を１光子吸収する２光子吸収材料を含有する。
【０１９３】
これにより記録層１０１は、寿命の長い（μ秒オーダー）最低３重項状態において記録光を１光子吸収することができるため、十分に発熱して記録マークＲＭを形成することができる。
【０１９４】
また２光子吸収材料は、化（２）式、化（３）式又は化（４）式のいずれかであることにより、６００［ｎｍ］未満の短波長でなる４０５［ｎｍ］の記録光ビームＬ１を２光子吸収することができる。
【０１９５】
以上の構成によれば、光情報記録媒体１００の記録層１０１は、短波長の記録光ビームＬ１に応じて２光子吸収を生じる。これにより記録層１０１は、記録光ビームＬ１のエネルギーを焦点に小さく集中させることができ、長波長でなる光ビームの２光子吸収と比較して、２光子吸収させるのに必要となる記録光ビームＬ１の光強度を低下させることができる。
【０１９６】
さらに記録層１０１は、状態変化によって当該記録光ビームＬ１を１光子吸収して発熱することにより、比較的低い光強度でなる記録光ビームＬ１に応じて発熱することができる。これにより記録層１０１は、単純な２光子吸収によって記録マークＲＭを形成する従来の方法と比較して、記録マークＲＭを形成するために必要な２光子吸収量を低下させることができる。
【０１９７】
この結果、記録マークＲＭを形成するために必要な記録光ビームＬ１の出射光強度を低下させることができ、一般的な半導体レーザ３４を用いて記録マークＲＭを形成させることができる光情報記録媒体を実現することができる。
【０１９８】
＜２．他の実施の形態＞
なお上述した実施の形態においては、記録光ビームＬ１として半導体レーザ３４から特異出力光ＬＮｐを出射するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えばレーザ光をパルス出力するピコ秒レーザなどの各種レーザと、通常の半導体レーザを組み合わせ、２つのレーザ光を連続的に又は同時に照射するようにしても良い。
【０１９９】
また上述した実施の形態においては、２光子吸収材料が金属錯体でなるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、２光子吸収による状態変化により記録光ビームＬ１を吸収するような材料であればその構造に制限はない。
【０２００】
さらに上述した実施の形態においては、２光子吸収材料がバインダー樹脂に分散又は結合されるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばガラスなどの無機材料に分散されるようにしても良い。
【０２０１】
さらに上述した実施の形態においては、バインダー樹脂として各種樹脂材料が用いられるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば必要に応じて各種添加剤や例えばシアニン系、クマリン系、キノリン系色素、ベンゾフェノン誘導体などの増感材などを加える等しても良い。
【０２０２】
さらに上述した実施の形態においては、波長４０５［ｎｍ］でなる記録光ビームＬ１に対して２光子吸収を生じるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、６００［ｎｍ］未満の短波長の光ビームに対して２光子吸収を生じれば良い。
【０２０３】
さらに上述した実施の形態においては、光情報記録媒体１００の基板１０２側の面から記録光ビームＬ１及び読出光ビームＬ２をそれぞれ照射するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば記録光ビームＬ１を基板１０３側の面から照射するようにする等、各光又は光ビームをそれぞれいずれの面、もしくは両面から照射するようにしても良い。
【０２０４】
さらに上述した第２の実施の形態においては、短パルス光源２０から出射される記録光ビームＬ１の波長を４０５［ｎｍ］とする以外にも、他の波長とするようにしても良く、要は記録層１０１内における目標位置ＰＧの近傍に記録マークＲＭを適切に形成できれば良い。
【０２０５】
さらに上述した実施の形態においては、記録マークＲＭを３次元的に形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば仮想マーク記録層を１層のみ有することにより記録マークＲＭを２次元的に形成しても良い。
【０２０６】
さらに上述した実施の形態においては、例えば２光子吸収材料が２光子吸収によって蒸発することにより気泡でなる記録マークＲＭを形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば屈折率を変化させることにより記録マークＲＭを形成するようにしても良い。この場合、一の光源から出射した記録光ビームＬ１を２つに分離し、互いに反対方向から同一の目標マーク位置に照射することにより、ホログラムでなる記録マークＲＭを形成することも可能である。
【０２０７】
さらに上述した実施の形態においては、戻り光ビームＬ３を受光するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、戻り光ビームＬ３の代わりに、読出光ビームＬ２の透過光を受光する受光素子を配置して記録マークＲＭの有無に応じた読出光ビームＬ２の光変調を検出することにより、当該読出光ビームＬ２の光変調を基に情報を再生するようにしても良い。さらには、記録層１０１単体で所望の強度が得られる場合等に、光情報記録媒体１００から当該基板１０２及び１０３を省略しても良い。
【０２０８】
さらに上述した実施の形態においては、記録層としての記録層１０１によって光情報記録媒体としての光情報記録媒体１００を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる記録層によって光情報記録媒体を構成するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２０９】
本発明は、例えば映像コンテンツや音声コンテンツ等のような大容量の情報を光情報記録媒体等の記録媒体に記録し又は再生する記録再生装置等でも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２１０】
【図１】１光子吸収による記録マークの形成を示す略線図である。
【図３】２光子吸収による記録マークの形成の説明に供する略線図である。
【図２】記録再生装置の構成を示す略線図である。
【図４】光ピックアップの構成を示す略線図である。
【図５】短パルス光源の構成を示す略線図である。
【図６】パルス信号とレーザ駆動電圧を示す略線図である。
【図７】注入キャリア密度と光子密度との関係（１）の説明に供する略線図である。
【図８】注入キャリア密度とキャリア密度との関係の説明に供する略線図である。
【図９】注入キャリア密度と光子密度との関係（１）の説明に供する略線図である。
【図１０】ＰＴ１における光子密度の説明に供する略線図である。
【図１１】ＰＴ２における光子密度の説明に供する略線図である。
【図１２】ＰＴ３における光子密度の説明に供する略線図である。
【図１３】実際の発光波形を示す略線図である。
【図１４】駆動電流と出射光強度（１）の説明に供する略線図である。
【図１５】光測定装置の構成を示す略線図である。
【図１６】パルス信号と駆動電圧パルスとの関係を示す略線図である。
【図１７】各パルスの形状を示す略線図である。
【図１８】電圧とレーザ光の波形を示す略線図である。
【図１９】８．８［Ｖ］のときのレーザ光を示す略線図である。
【図２０】１３．２［Ｖ］のときのレーザ光を示す略線図である。
【図２１】１５．６［Ｖ］のときのレーザ光を示す略線図である。
【図２２】１７．８［Ｖ］のときのレーザ光を示す略線図である。
【図２３】３８．４［Ｖ］のときのレーザ光を示す略線図である。
【図２４】特異出力光の波形を示す略線図である。
【図２５】状態変化の例の説明に供する略線図である。
【図２６】光情報記録媒体の構成を示す略線図である。
【符号の説明】
【０２１１】
１０……記録再生装置、１１……制御部、１７……光ピックアップ、２０……短パルス光源、２３……対物レンズ、１００……光情報記録媒体、１０１……記録層、１０２、１０３……記録層、ｔ１、ｔ２、ｔ３……厚さ、Ｌ１……記録光ビーム、Ｌ２……読出光ビーム、Ｌ３……戻り光ビーム、ＲＭ……記録マーク、ＡＰＫ……特異ピーク、ＡＳＰ……特異スロープ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は光情報記録媒体及び２光子吸収材料に関し、例えばレーザ光を用いて情報が記録され、また当該レーザ光を用いて当該情報が再生される光情報記録媒体に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光情報記録媒体としては、円盤状の光情報記録媒体が広く普及しており、一般にＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）及びＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標、以下ＢＤと呼ぶ）等が用いられている。
【０００３】
一方、かかる光情報記録媒体に対応した記録再生装置では、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当該光情報記録媒体に記録するようになされている。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枚の光情報記録媒体に記録するコンテンツ数の増加が要求されているため、当該光情報記録媒体のさらなる大容量化が求められている。
【０００４】
ここで一般的にレーザ光を対物レンズによって集光したときのスポットサイズはレーザ光の波長と対物レンズの開口数ＮＡによって決定されることが知られている。このため記録マークのサイズを小さくして光情報記録媒体を大容量化するためには、波長の短いレーザ光を使用してスポットサイズを小さくすることが望ましい。
【０００５】
スポットサイズの微細化は主に対物レンズの開口数ＮＡを大きくすること及びレーザ光の波長を短くすることにより達成されてきた。現在、ＢＤにおいては、対物レンズの開口数ＮＡが０．８５、レーザ光の波長が４０５［ｎｍ］を用いている。しかしながら、さらなる開口数ＮＡの増大又はレーザ光の短波長化は困難である。
【０００６】
例えば開口数ＮＡを０．８５以上にするためにはニアフィールド光を用いるなど、従来とは異なる手法が必要となる。またレーザ光の波長を短波長化するためには、当該レーザ光の波長に対して光情報記録媒体の基板や保護層の透明性を確保せねばならない。すなわちいずれの場合にも、記録再生装置や光情報記録媒体の高コスト化を避けることはできない。
【０００７】
そこで、光情報記録媒体を大容量化する手法の一つとして、光情報記録媒体の厚み方向に３次元的に情報を記録するようになされた光情報記録媒体が提案されている。この光情報記録媒体の中には、記録層中に２光子吸収によって発泡する２光子吸収材料を含有させておき、レーザ光を照射することにより気泡でなる記録マークを形成するようになされたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−３７６５８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところでかかる構成の光情報記録媒体では、ＣＤやＤＶＤで使用されている赤色（例えば６００〜７５０［ｎｍ］）のレーザ光を２光子吸収して記録マークを形成するようになされている。２光子吸収は、３次の非線形光学効果の一種であり、１個の分子が仮想準位を介して２個の光子を同時に吸収して励起状態になる現象であり、電場強度（すなわち光強度）の２乗に比例する。
【０００９】
このため記録層として２光子吸収材料を含有する光情報記録媒体（以下、これを２光子吸収記録媒体と呼ぶ）では、最も電場強度の大きい焦点近傍でのみ２光子吸収を生じる一方、電場強度の小さい焦点以外の部分では２光子吸収を生じない。すなわちレーザ光は、焦点に達するまでに殆ど吸収されることなく記録層内を進行し、焦点に到達した時点で２光子吸収を生じて吸収されることになる。
【００１０】
ここで一般的な１光子を吸収する記録層の場合、記録層の全域でレーザ光を吸収するため、記録層の深い部分に到達するまでにレーザ光の光強度を低下させてしまう。このため一般的な１光子を吸収する記録層では、記録層を例えば１０層以上にすることが困難であった。
【００１１】
これに対して２光子吸収記録媒体では、レーザ光が焦点に達するまでに殆ど吸収されないため、記録層を１０層以上にすることが可能となる。
【００１２】
このように２光子吸収記録媒体では、光情報記録媒体における記録層の数を増大させることができるため、当該光情報記録媒体における記憶容量を増大させるのに非常に有利である。しかしながら２光子吸収記録媒体では、２光子吸収を生じさせるために非常に大きな光強度でなるレーザ光を用いる必要がある。このため、２光子吸収材料の高感度化が検討されている（例えば特許文献２及び３参照）。
【特許文献２】特開２００７−３３２０４３公報
【特許文献３】特開２００４−２７９６４７公報
【００１３】
ところで特許文献２及び３に示されるように、一般的な２光子吸収記録媒体では、赤色から赤外光（６００〜８００［ｎｍ］）の波長のレーザ光（以下、これを長波長レーザ光と呼ぶ）を用いて記録を行うようになされている（例えば特許文献２参照）。
【００１４】
これは次の理由によると考えられる。２光子吸収を生じる分子の吸収断面積は、非特許文献１に示されるように、理論的には有効に共役したπ電子の数に比例する。大きなπ電子系を持つ分子、すなわち長波長を吸収する分子ほど、大きな２光子吸収断面積を有するのである。
【非特許文献１】Journalof Chemical Physics Vol.119, p.8327 (2003): Mark G. Kuzyk 「Fundamental limits on two-photon absorptioncross sections」
【００１５】
しかしながら、長波長レーザを用いて記録する場合には、以下のようなデメリットがある。
【００１６】
レーザ光をレンズで集光した際の焦点における光束径（すなわちスポット径）はレーザ光の波長に比例する。すなわちレーザ光において、その波長が２倍になると、スポット径は２倍になり、当該スポットの面積は４倍となる。
【００１７】
ここで同一の光強度でなるレーザ光の場合、焦点における光強度は１／４倍となり、光子密度は１／２倍となる。さらに２光子吸収量は光子密度の２乗に比例するため、２光子吸収断面積が波長に依存しないと仮定した場合、レーザ光の波長が１／２になると、２光子吸収量が１／４に減少することになる。なお実際には２光子吸収断面積は波長に応じて変化する。
【００１８】
言い換えると、８００［ｎｍ］のレーザ光を用いて４００［ｎｍ］と同様の２光子吸収量を得るためには、８００［ｎｍ］における２光子吸収断面積が４００［ｎｍ］の２光子吸収断面積と比して４倍である必要がある。
【００１９】
実際上、長波長レーザを用いて２光子吸収による光記録を実行するためには、１０［ＧＷ／ｃｍ２］程度の出射光強度が必要となるため、チタンサファイアレーザのようなフェムト秒レーザを用いる必要がある。このフェムト秒レーザは、非常に高価であるのに加え、繰り返し周波数が低く、光記録を行うには性能が不十分である。
【００２０】
また２光子吸収媒体は、長波長レーザを用いて記録をする場合、スポット径が大きくなりスポットにおける光子密度が全体的に小さくなるため、比較的光子密度が高い焦点近傍の狭い範囲でしか２光子吸収を生じることができず、スポット径と比してかなり小さい記録マークＲＭを形成することになる。
【００２１】
すなわち２光子吸収媒体は、長波長レーザを用いて記録をする場合、図１及び図２に示すように、焦点近傍において１光子吸収による記録マークＲＭよりも小さな記録マークＲＭを形成することができる。しかしながら２光子吸収媒体は、当該記録マークＲＭを検出するために、記録時よりレーザ光のスポット径を小さくする必要が生じ、記録時よりも短波長のレーザ光を照射する必要が生じる。
【００２２】
このため２光子吸収媒体は、記録と再生に長波長レーザと短波長のレーザの２種類のレーザを使用させることになる。この結果２光子吸収媒体を記録及び再生する記録再生装置は、長波長レーザ及び短波長のレーザを出射させる２つの光源が必要となり、コストが増大してしまう。
【００２３】
これに対して２光子吸収媒体は、４００［ｎｍ］などの短波長レーザを用いて記録する場合、上述したスポット径の差異によりスポットにおける光子密度が全体的に大きくなるため、長波長レーザよりも小さい光強度で２光子吸収を生じることができる。
【００２４】
また２光子吸収媒体は、短波長レーザを用いて記録する場合には、光エネルギーを焦点近傍に集中させることができるため、スポット径と比して小さいものの比較的スポット径に近いサイズでなる記録マークＲＭを形成することができる。すなわち２光子吸収媒体は、記録再生装置に対し、記録及び再生で同一のレーザを使用させることができる。
【００２５】
しかしながら、例えばＢＤで使用されている波長が４０５［ｎｍ］でなる青紫色レーザ光のように、波長が６００［ｎｍ］未満でなる短波長のレーザ光に対して２光子吸収を生じる２光子吸収材料については２光子吸収を生じる条件を満たすものが発見されておらず、未だ提案されていない。また例え２光子吸収を生じる材料が発見されたとしても、一般的な半導体レーザでは光強度が不足すると考えられる。
【００２６】
すなわち記録光として長波長のレーザ光を用いた場合には出射光強度が不足し、比較的出射光強度が低くて済む短波長のレーザ光を２光子吸収する２光子吸収材料に当たってはそもそも存在しないということになる。この結果一般的な半導体レーザを用いて２光子吸収を利用した記録マークＲＭを形成するためには、記録マークＲＭを形成するために必要となるレーザ光の光強度を低下させなくてはならないという問題があった。
【００２７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、記録マークを形成するために必要となるレーザ光の光強度を低下させ得る光情報記録媒体及び２光子吸収材料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】
【００２８】
かかる課題を解決するため本発明の光情報記録媒体においては、金属原子に対して単数又は複数の分子が配位してなる金属錯体であり、情報記録用の記録光の照射に応じた２光子吸収による状態変化によって記録光を１光子吸収する２光子吸収材料を含有する記録層を有するようにした。
【００２９】
これにより光情報記録媒体では、１光子吸収に応じた発熱により記録マークを形成することができる。
【００３０】
また本発明の光情報記録媒体では、パルス状の特異ピーク及び当該特異ピークに続いて照射され当該特異ピークと比して出射光強度の小さい特異スロープに応じて記録マークを形成する記録層を有するようにした。
【００３１】
これにより光情報記録媒体では、特異スロープに応じた発熱により記録マークを形成することができる。
【００３２】
さらに本発明の光情報記録媒体では、情報記録用の記録光に対する２光子吸収により励起１重項状態に遷移した後、最低３重項状態に遷移し、当該最低３重項状態のときに記録光を１光子吸収する２光子吸収材料を含有する記録層を有するようにした。
【００３３】
これにより光情報記録媒体では、１光子吸収に応じた発熱により記録マークを形成することができる。
【００３４】
また本発明の光情報記録媒体では、Ｐｈをフェニル基、ＴＣＮＥをテトラシアノエチレン、Ｘを一般式としたとき、化（１）式によって表される２光子吸収材料を含有するようにした。
ＩｒＣｌＸ（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（１）
【００３５】
これにより光情報記録媒体では、短波長でなる記録光に応じて２光子吸収することができる。
【００３６】
さらに本発明の２光子吸収材料は、Ｐｈをフェニル基、ＴＣＮＥをテトラシアノエチレン、Ｘを一般式としたとき、化（１）式によって表される。
ＩｒＣｌＸ（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（１）
【００３７】
これにより光情報記録媒体では、短波長でなる記録光に応じて２光子吸収することができる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、１光子吸収に応じた発熱により記録マークを形成することができ、かくして記録マークを形成するために必要となるレーザ光の光強度を低下させ得る光情報記録媒体を実現できる。
【００３９】
また本発明によれば、特異スロープに応じた発熱により記録マークを形成することができ、かくして記録マークを形成するために必要となるレーザ光の光強度を低下させ得る光情報記録媒体を実現できる。
【００４０】
また本発明によれば、短波長でなる記録光に応じて２光子吸収することができ、かくして記録マークを形成するために必要となるレーザ光の光強度を低下させ得る光情報記録媒体及び２光子吸収材料を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．他の実施の形態
【００４２】
＜１．実施の形態＞
［１−１．記録再生装置の構成］
図３に示すように、記録再生装置１０は制御部１１を中心に構成されている。制御部１１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のワークメモリとして用いられるＲＡＭ(Random Access Memory)とによって構成されている。
【００４３】
制御部１１は、光情報記録媒体１００に情報を記録する場合、駆動制御部１２を介してスピンドルモータ１５を回転駆動させ、ターンテーブル（図示せず）に載置された光情報記録媒体１００を所望の速度で回転させる。
【００４４】
また制御部１１は、駆動制御部１２を介してスレッドモータ１６を駆動させることにより、光ピックアップ１７を移動軸Ｇ１及びＧ２に沿ってラジアル方向、すなわち光情報記録媒体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。
【００４５】
また制御部１１は、光情報記録媒体１００に対して情報を記録する際、外部から供給される記録情報を信号処理部１３に供給する。信号処理部１３は、記録情報に対して所定の変調処理及び２値化処理などを施すことにより記録データＳｗを生成し、これを光ピックアップ１７に供給する。
【００４６】
この結果、光ピックアップ１７における短パルス光源２０（詳しくは詳述する）から情報に応じて変調された記録光ビームＬ１が出射される。
【００４７】
制御部１１は、光ピックアップ１７を制御して当該光ピックアップ１７から光情報記録媒体１００の記録光ビームＬ１が照射されるべき目標位置ＰＧに対して光ビームを照射させることにより、記録層１０１に情報を記録するようになされている。
【００４８】
また制御部１１は、光情報記録媒体１００から情報を再生する際、任意の間隔で立ち上がる読出パルス信号を光ピックアップ１７に供給する。この結果光ピックアップ１７における短パルス光源２０から、読出光ビームＬ２が出射される。なおこの読出パルス信号は、記録マークＲＭの記録間隔に応じた間隔で生成される。
【００４９】
そして光ピックアップ１７は、当該光情報記録媒体１００から戻ってきた戻り光ビームＬ３を受光し、当該戻り光ビームＬ３の受光量に応じた検出信号を信号処理部１３に供給する。
【００５０】
信号処理部１３は、検出信号に基づいて戻り光ビームＬ３の受光量を表す再生信号ＳＲＦを生成し、記録マークＲＭの記録間隔を検出する。さらに信号処理部１３は、当該再生信号ＳＲＦに対して所定の２値化処理及び復調処理などを施すことにより再生データを生成し、制御部１１に供給する。
【００５１】
このように記録再生装置１０では、光情報記録媒体１００に対して情報を記録し、また当該光情報記録媒体１００から情報を再生するようになされている。
【００５２】
図４に示すように光ピックアップ１７は、情報記録処理の際、制御部１１の制御に基づき、短パルス光源２０から例えば波長４０５［ｎｍ］の記録光ビームＬ１をパルス出力させ、当該記録光ビームＬ１をコリメータレンズ２１により発散光から平行光に変換した上でビームスプリッタ２２に入射させるようになされている。
【００５３】
ビームスプリッタ２２は、光ビームを所定の割合で反射又は透過させる反射透過面２２Ｓを有している。反射透過面２２Ｓは記録光ビームＬ１が入射されると当該記録光ビームＬ１を透過させ、対物レンズ２３へ入射させる。対物レンズ２３は、記録光ビームＬ１を集光することにより、光情報記録媒体１００内の目標位置ＰＧに合焦させ、記録マークＲＭを形成させるようになされている。
【００５４】
また光ピックアップ１７は、情報再生処理の際、制御部１１の制御に基づき、短パルス光源２０から読出光ビームＬ２をパルス出力させ、情報記録処理と同様にして光情報記録媒体１００内の目標位置ＰＧに合焦させるようになされている。
【００５５】
ここで光情報記録媒体１００は、読出光ビームＬ２の合焦位置に記録マークＲＭが形成されていた場合、記録層１０１と記録マークＲＭとの屈折率の差異によって当該読出光ビームＬ２を反射し、戻り光ビームＬ３を生成する。また光情報記録媒体１００は、読出光ビームＬ２の合焦位置に記録マークＲＭが形成されていない場合、読出光ビームＬ２を通過させ、戻り光ビームＬ３を殆ど生成しない。
【００５６】
対物レンズ２３は、光情報記録媒体１００からの戻り光ビームＬ３を平行光に変換し、ビームスプリッタ２２へ入射させる。このときビームスプリッタ２２は、戻り光ビームＬ３の一部を反射透過面２２Ｓにより反射し、集光レンズ２４へ入射させる。集光レンズ２４は、戻り光ビームＬ３を集光して受光素子２５に照射する。
【００５７】
これに応じて受光素子２５は、戻り光ビームＬ３の光量を検出し、当該光量に応じた検出信号を生成して信号処理部１３へ送出する。これにより信号処理部１３は、検出信号を基に戻り光ビームＬ３の検出状態を認識し得るようになされている。
【００５８】
なお光ピックアップ１７は、図示しないアクチュエータによって対物レンズ２３を光情報記録媒体１００の厚さ方向に移動させることにより、記録光ビームＬ１及び読出光ビームＬ２の焦点を所望の深さ（すなわち厚さ方向における位置）に変位させるようになされている。
【００５９】
このように記録再生装置１０は、光情報記録媒体１００に対して情報記録処理及び情報再生処理を実行するようになされている。
【００６０】
なお記録再生装置１０は、光情報記録媒体１００において基準層（図示しない）が形成されている場合には、当該基準層を基準として記録マークが記録されるべき位置（すなわち目標位置ＰＧ）を決定することができる。
【００６１】
この場合記録再生装置１０は、例えば赤色のレーザ光を基準層に対して照射し、赤色のレーザ光が基準層に合焦するよう対物レンズ２３を駆動する。そして記録再生装置１０は、記録光ビームＬ１及び読出光ビームＬ２を当該基準層１０４から任意の距離だけ離隔させることにより、記録光ビームＬ１及び読出光ビームＬ２を目標位置ＰＧに合焦させることができる。
【００６２】
［１−２．短パルス光源の構成］
［１−２−１．短パルス光源の構成］
図５に示すように、短パルス光源２０は、レーザ制御部３１と半導体レーザ３４とから構成されている。
【００６３】
半導体レーザ３４は、半導体発光を用いる一般的な半導体レーザ（例えばソニー株式会社製、ＳＬＤ３２３３）でなる。半導体レーザ３４は、レーザ制御部３１の制御により、レーザ光ＬＬ（すなわち記録光ビームＬ１又は読出光ビームＬ２）をパルス出力するようになされている。
【００６４】
レーザ制御部３１は、パルス生成器３２及びＬＤ（Laser Diode）ドライバ３３とから構成されている。図６（Ａ）に示すように、パルス生成器３２は、離散的にパルス状の生成信号パルスＳＬｗを発生するパルス信号ＳＬを生成し、ＬＤドライバ３３に供給する。このときパルス生成器３２は、例えば外部機器の制御に応じて、生成信号パルスＳＬｗの信号レベルを制御する。
【００６５】
図６（Ｂ）に示すように、ＬＤドライバ３３は、パルス信号ＳＬを所定の増幅率で増幅することにより、生成信号パルスＳＬｗに対応して駆動電圧パルスＤＪｗを発生するレーザ駆動電圧ＤＪを生成し、半導体レーザ３４に供給する。このとき駆動電圧パルスＤＪｗの電圧値は、生成信号パルスＳＬｗの信号レベルに応じて決定されることになる。
【００６６】
そして半導体レーザ３４は、レーザ駆動電圧ＤＪに応じてレーザ光ＬＬをパルス出力する。
【００６７】
このように短パルス光源２０は、レーザ制御部３１の制御により、半導体レーザ３４からレーザ光ＬＬを直接的にパルス出力するようになされている。
【００６８】
［１−２−２．緩和振動モードによるレーザ光のパルス出力］
次式にレーザの特性を表すいわゆるレート方程式を示している。なお、Γは閉込め係数、τｐｈは光子寿命、τｓはキャリア寿命、Ｃｓは自然放出結合係数、ｄは活性層厚、ｑは電荷素量、ｇmaxは最大利得、Ｎはキャリア密度、Ｓは光子密度、Ｊは注入キャリア密度、ｃは光速、Ｎ０は透明化キャリア密度、ｎｇは群屈折率を示している。
【００６９】
【数１】
【００７０】
図７及び図８に、（１）式から導かれるキャリア密度Ｎと注入キャリア密度Ｊと、光子密度Ｓとの関係を示している。なお図３及び図４では、Γ＝０．３、Ａｇ＝３ｅ−１６［ｃｍ２］、τｐｈ＝１ｅ−１２［ｓ］、τｓ＝１ｅ−９［ｓ］、Ｃｓ＝０．０３、ｄ＝０．１［μｍ］、ｑ＝１．６ｅ−１９［Ｃ］として計算を行った。
【００７１】
図８に示すように、一般的な半導体レーザは、注入キャリア密度Ｊ（すなわちレーザ駆動電圧ＤＪ）の増大に応じてキャリア密度Ｎが飽和状態の少し手前となる飽和前点Ｓｌにおいて、発光を開始する。そして図７に示すように、半導体レーザは、注入キャリア密度Ｊの増大に伴って光子密度Ｓ（すなわち出射光強度）を増大させる。また図７と対応する図９に示すように、注入キャリア密度Ｊのさらなる増大に伴って、光子密度Ｓはさらに増大することがわかる。
【００７２】
図１０、図１１及び図１２では、図９に示されたポイントＰＴ１、ＰＴ２及びＰＴ３においてレーザ駆動電圧ＤＪ（すなわち注入キャリア密度Ｊ）を印加し始めてからの時間を横軸として、光子密度Ｓを縦軸として示している。
【００７３】
図１０に示すように、最も大きなレーザ駆動電圧ＤＪを印加した場合を表すポイントＰＴ１において、光子密度Ｓは、緩和振動により大きく振動してその振幅が大きくなり、かつ振幅の周期（すなわち極小値から極小値まで）となる振動周期ｔａが約６０［ｐｓ］と小さいことが確認された。光子密度Ｓの値は、発光開始直後に出現する第１波の振幅が最も大きく、第２波、第３波と徐々に減衰し、やがて安定する。
【００７４】
このポイントＰＴ１の光子密度Ｓにおける第１波の最大値は約３×１０１６と、光子密度Ｓが安定したときの値である安定値（約１×１０１６）の約３倍であった。
【００７５】
ここで（１）式に示したレート方程式から、レーザ駆動電圧ＤＪを印加し始めてから発光を開始するまでの発光開始時間τｄを算出することができる。すなわち発振以前のため光子密度Ｓ＝０とすると、（１）式における上段の式を次式のように表すことができる。
【００７６】
【数２】
【００７７】
ここでキャリア密度Ｎをスレショールド値Ｎｔｈとすると、発光開始時間τｄを次式のように表すことができる。
【００７８】
【数３】
【００７９】
すなわち発光開始時間τｄは、注入キャリア密度Ｊに反比例することがわかる。
【００８０】
図１０に示したポイントＰＴ１では、（３）式から当該発光開始時間τｄが約２００［ｐｓ］と算出される。このポイントＰＴ１では、大きな電圧値でなるレーザ駆動電圧ＤＪを印加しているため、発光開始時間τｄも短くなっている。
【００８１】
図１１に示すように、ポイントＰＴ１よりも印加したレーザ駆動電圧ＤＪの値が小さいポイントＰＴ２では、明確な緩和振動を生じているものの、ポイントＰＴ１と比して振動の振幅が小さくなり、かつ振動周期ｔａが約１００［ｐｓ］と大きくなった。またポイントＰＴ２では、発光開始時間τｄも約４００［ｐｓ］とポイントＰＴ１と比較して大きくなった。このポイントＰＴ２の光子密度Ｓにおける第１波の最大値は約８×１０１５と、安定値（約４×１０１５）の約２倍であった。
【００８２】
図１２に示すように、ポイントＰＴ２よりも供給したレーザ駆動電圧ＤＪの値がさらに小さいポイントＰＴ３では、緩和振動が殆どみられず、また発光開始時間τｄが約１［ｎｓ］と比較的長いことが確認された。このポイントＰＴ３の光子密度Ｓにおける最大値はほぼ安定値と同一であり、約１．２×１０１５であった。
【００８３】
一般的なレーザ光源では、半導体レーザに対してポイントＰＴ３のように緩和振動の殆どみられない条件（電圧値）となる比較的小さいレーザ駆動電圧ＤＪを印加することにより、敢えて出射開始直後の出射光強度の差異を小さくし、レーザ光ＬＬの出力を安定させている。以下、半導体レーザ３４が緩和振動を生じさせない低電圧によるレーザ光ＬＬを出力するモードを、通常モードと呼び、当該通常モードにおいて出力されたレーザ光ＬＬを通常出力光ＬＮｐと呼ぶ。
【００８４】
しかしながら本実施の形態による短パルス光源２０では、ポイントＰＴ１及びＰＴ２のように緩和振動を生じさせることにより、レーザ光の瞬間的な出射光強度の最大値を安定値よりも増大（例えば１．５倍以上）させるようになされている。また、緩和振動を生じさせるための電圧値（以下、これを振動電圧値αと呼ぶ）として、大きな値を選択することができるため、大きな振動電圧値αに応じた大きな出射光強度でなるレーザ光を出射させ得るようになされている。
【００８５】
すなわち同一の半導体レーザに対して振動電圧値αでなるレーザ駆動電圧ＤＪを印加することにより、従来と比してレーザ光の出射光強度を大幅に増大させることが可能となる。例えばポイントＰＴ１では、緩和振動の第１波による光子密度Ｓが約３×１０１６であり、従来の電圧値を印加した場合を示すポイントＰＴ３（約１．２×１０１５）と比して、半導体レーザ３４の出射光強度を２０倍以上に増大させることが可能となる。
【００８６】
実際上、一般的な半導体レーザ（ソニー株式会社製、ＳＬＤ３２３３ＶＦ）に対して、比較的大きなレーザ駆動電圧ＤＪを印加した時に測定された出射光強度を、図１３に示している。図から、図１０及び図１１で光子密度Ｓにみられた緩和振動が出射光強度にそのまま表われ、同様の緩和振動が出射光強度として実際に生じていることが確認された。なお図１３では、レーザ駆動電圧ＤＪを半導体レーザに対して矩形のパルス状に供給した場合に得られたレーザ光ＬＬの波形を示している。なお以下、レーザ駆動電圧ＤＪのうち、パルス状に供給される部分を駆動電圧パルスＤＪｗと呼ぶ。
【００８７】
図１４（Ａ）は、図１１に対応する図である。例えば図１４（Ｂ）に示すように、短パルス光源２０のレーザ制御部３１は、半導体レーザ３４に対し、緩和振動を生じさせるのに十分な振動電圧値α１でなるレーザ駆動電圧ＤＪを駆動電圧パルスＤＪｗとして供給する。このときレーザ制御部３１は、駆動電圧パルスＤＪｗとして、発光開始時間τｄと振動周期ｔａとを加算（τｄ＋ｔａ）した時間（以下、これを電流波供給時間βと呼ぶ）に亘り、矩形状のパルスでなるレーザ駆動電圧ＤＪを印加する。
【００８８】
これによりレーザ制御部３１は、図１４（Ｃ）に示すように、半導体レーザ３４に緩和振動による第１波のみを出射させ、当該半導体レーザ３４に出射光強度の大きいパルス状のレーザ光ＬＬ（以下、これを振動出力光ＬＭｐと呼ぶ）を出射させることができる。
【００８９】
またレーザ制御部３１は、パルス状でなる駆動電圧パルスＤＪｗを供給することにより、大きな電圧値でなるレーザ駆動電圧ＤＪを印加する時間を短縮することができ、半導体レーザ３４の過発熱などにより生じる当該半導体レーザ３４の不具合を抑制するようになされている。
【００９０】
一方レーザ制御部３１は、図１４（Ｄ）に示すように、緩和振動を生じさせるのに十分でかつ振動電圧値α１よりも小さい振動電圧値α２でなる駆動電圧パルスＤＪｗを半導体レーザ３４に供給することにより、半導体レーザ３４に出射光強度の比較的小さい振動出力光ＬＭｐを出射させることができる。なお以下、半導体レーザ３４が緩和振動を生じさせてレーザ光ＬＬをパルス出力するモードを緩和振動モードと呼び、緩和振動を生じない通常モードと区別する。
【００９１】
このように短パルス光源２０は、レーザ光ＬＬに緩和振動を生じさせるよう駆動電圧パルスＤＪｗの電圧値を制御することにより、振動緩和モードによってレーザ光ＬＬをパルス出力し得るようになされている。
【００９２】
［１−２−３．特異モードによるレーザ光のパルス出力］
本願発明人らは、レーザ光ＬＬに緩和振動を生じさせる振動電圧値αよりもさらに大きな特異電圧値βでなる駆動電圧パルスＤＪｗを半導体レーザ３４に供給することにより、半導体レーザ３４から振動出力光ＬＭｐよりもさらに大きな出射光強度でなるレーザ光ＬＬをパルス出力し得ることを見出した。
【００９３】
次に、駆動電圧パルスＤＪｗの電圧値を変化させた場合のレーザ光ＬＬの変化を測定した実験の結果について説明する。
【００９４】
図１５に、短パルス光源２０から出射されたレーザ光ＬＬを分析する光測定装置４１の構成を示している。
【００９５】
光測定装置４１における短パルス光源２０において、半導体レーザ３４から出射されたレーザ光ＬＬは、コリメータレンズ４２に供給された。
【００９６】
レーザ光ＬＬは、コリメータレンズ４２によって発散光から平行光に変換され、集光レンズ４５へ入射された。レーザ光ＬＬは、集光レンズ４５によって集光された後、光サンプルオシロスコープ４６（浜松ホトニクス株式会社製、Ｃ８１８８−０１）及び光スペクトルアナザイザ４７（株式会社エーディーシー製、Ｑ８３４１）により測定及び分析された。
【００９７】
またコリメータレンズ４２及び集光レンズ４５間にパワーメータ４４（株式会社エーディーシー製、Ｑ８２３０）が設置され、レーザ光ＬＬの出射光強度が測定された。
【００９８】
図１７に示すように、パルス生成器３２に対してパルス幅Ｗｓが１．５［ｎｓ］でなる矩形状の設定パルスＳＬｓを設定した場合において、実際にパルス生成器３２から出力されたパルス信号ＳＬの波形を図１７（Ｂ）に示している。このパルス信号ＳＬにおいて、設定パルスＳＬｓに対応して出現するパルス（以下、これを生成信号パルスＳＬｗと呼ぶ）の半値幅である信号パルス半値幅ＳＬｈａｌｆは、約１．５［ｎｓ］であった。
【００９９】
図１７（Ｂ）に示したパルス信号ＳＬを入力した場合において、実際にＬＤドライバ３３から出力されたレーザ駆動電圧ＤＪの波形を図１７（Ｃ）に示している。このレーザ駆動電圧ＤＪにおいて、生成信号パルスＳＬｗに対応して出現するパルス（すなわち駆動電圧パルスＤＪｗ）の半値幅である電圧パルス半値幅Ｔｈａｌｆは、生成信号パルスＳＬｗの信号レベルに応じて約１．５［ｎｓ］〜約１．７［ｎｓ］の範囲で変化した。
【０１００】
このときの生成信号パルス信号ＳＬｗの信号レベル（最大電圧値）と駆動電圧パルスＤＪｗにおける電圧パルス半値幅Ｔｈａｌｆとの関係、及び生成信号パルス信号ＳＬｗの信号レベルと駆動電圧パルスＤＪｗにおける最大電圧値Ｖｍａｘとの関係を図１６に示している。
【０１０１】
図１６からわかるように、ＬＤドライバ３３に入力される生成信号パルスＳＬｗの電圧値が大きくなるに従って、当該ＬＤドライバ３３から出力される駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘも上昇する。またパルス信号ＳＬの電圧値が大きくなるに従って、駆動電圧パルスＤＪｗの電圧パルス半値幅Ｔｈａｌｆも徐々に大きくなることがわかる。
【０１０２】
言い換えると、同一パルス幅でなる設定パルスＳＬｓをパルス生成器３２に設定した場合であっても、ＬＤドライバ３３に対して供給される生成信号パルスＳＬｗの最大電圧値が変化することにより、ＬＤドライバ３３から出力される駆動電圧パルスＤＪｗのパルス幅及び電圧値が変化することがわかる。
【０１０３】
このような駆動電圧パルスＤＪｗに応じて出力されたレーザ光ＬＬについて、光サンプルオシロスコープ４６によって測定した結果を図１８（Ａ）及び（Ｂ）に示している。なおこの図１８において、時間を示す横軸は相対値であり、波形の形状を見易くするために各波形をずらして示している。
【０１０４】
図１８（Ａ）に示すように、駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘが８．８［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの波形ＬＴ１には、比較的幅広い小さな出力ピーク（時間１５５０［ｐｓ］近傍）が１つのみ確認され、緩和振動による振動が見られなかった。すなわちこの波形ＬＴ１では、短パルス光源２０が通常モードにおいて通常出力光ＬＮｐを出力していることを表している。
【０１０５】
図１８（Ａ）に示すように、駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘが１３．２［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの波形ＬＴ２には、緩和振動による複数のピークが確認された。すなわちこの波形ＬＴ２では、短パルス光源２０が緩和振動モードにおける振動出力光ＬＭｐを出力していることを表している。
【０１０６】
図１８（Ｂ）に示すように、駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘが１７．８［Ｖ］、２２．０［Ｖ］、２６．０［Ｖ］及び２９．２［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの波形ＬＴ３、ＬＴ４、ＬＴ５及びＬＴ６には、時間軸方向に先頭部分となるピークと、細かい振動を伴い緩やかに減衰するスロープ部分が確認された。
【０１０７】
レーザ光ＬＬの波形ＬＴ３、ＬＴ４、ＬＴ５及びＬＴ６は、先頭のピークの後に大きなピークがなく、第１波に続いて第２波、第３波のピークを有する緩和振動モードによる波形ＬＴ２（図１８（Ａ））とは、その形状が明らかに異なっている。
【０１０８】
なお測定に使用された光サンプルオシロスコープ４６の解像度が約３０［ｐｓ］以上であるため、各図には表われていないが、ストリークカメラを用いた実験により、先頭のピークのピーク幅（半値幅）は、約１０［ｐｓ］であることが確認された。またこれに伴って、当該先頭のピークの最大出射光強度も実際より低く表われている。
【０１０９】
ここで、駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘを変化させたときのレーザ光ＬＬについて、さらに分析する。
【０１１０】
同様にして駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘを変化させたときに得られたレーザ光ＬＬの出射光強度について、光スペクトルアナライザ１７によって測定した結果を図１９〜図２３に示している。なお図１９（Ａ）〜図２３（Ａ）では、レーザ光ＬＬを波長ごとに分解した結果を表しており、図１９（Ｂ）〜図２３（Ｂ）では、レーザ光ＬＬを図１８と同様時間軸方向に分解した結果を示している。
【０１１１】
図１９（Ｂ）に示すように、駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘが８．８［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの波形ＬＴ１１にはピークが１つのみ見られていることから、当該レーザ光ＬＬは通常モードによる通常出力光ＬＮｐといえる。また図１９（Ａ）に示すように、そのスペクトラムＳＴ１１では、約４０４［ｎｍ］に１つのピークのみが確認された。このことから図１９（Ｂ）に示す波形ＬＴ１１が約４０４［ｎｍ］の波長でなるレーザ光ＬＬに基づくものであることがわかる。
【０１１２】
図２０（Ｂ）に示すように、駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘが１３．２［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの波形ＬＴ１２には大きなピークが複数見られることから、当該レーザ光は緩和振動モードによる振動出力光ＬＭｐといえる。また図２０（Ａ）に示すように、そのスペクトラムＳＴ１２では、約４０４［ｎｍ］及び約４０７［ｎｍ］に２つのピークが確認された。このことから図２０（Ｂ）に示す波形ＬＴ２が約４０４［ｎｍ］及び約４０７［ｎｍ］の波長でなるレーザ光ＬＬに基づくものであることがわかる。
【０１１３】
図２１（Ｂ）に示すように、駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘが１５．６［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの波形ＬＴ１３には先頭部分のピーク及び緩やかに減衰するスロープ部分が見られた。このとき図２１（Ａ）に示すように、スペクトラムＳＴ１３では、約４０４［ｎｍ］及び約４０８［ｎｍ］に２つのピークが確認された。スペクトラムＳＴ１３では、緩和振動モードで確認された約４０６［ｎｍ］のピークが長波長側へ２［ｎｍ］移動している。さらに３９８［ｎｍ］近傍が僅かに盛り上がっていることが確認された。
【０１１４】
図２２（Ｂ）に示すように、駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘが１７．８［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの波形ＬＴ１４には先頭部分のピーク及び緩やかに減衰するスロープ部分が見られた。また図２２（Ａ）に示すように、そのスペクトラムＳＴ１４では、約３９８［ｎｍ］と約４０３［ｎｍ］に２つの大きなピークが確認された。スペクトラムＳＴ１４では、スペクトラムＳＴ１３（図２１（Ｂ））と比較して、約４０８［ｎｍ］のピークが非常に小さくなり、その代りに約３９８［ｎｍ］に大きなピークが確認された。
【０１１５】
図１９（Ｂ）に示すように、駆動電圧パルスＤＪｗの最大電圧値Ｖｍａｘが３８．４［Ｖ］のとき、レーザ光ＬＬの波形ＬＴ１５には先頭部分のピーク及び緩やかに減衰するスロープ部分が明確に見られた。また図１９（Ａ）に示すように、そのスペクトラムＳＴ１５では、約３９８［ｎｍ］及び約４０４［ｎｍ］に２つのピークが確認された。スペクトラムＳＴ１５は、スペクトラムＳＴ１４（図１８（Ｂ））と比較すると、約４０８［ｎｍ］のピークが完全に消失し、約３９８［ｎｍ］に明確なピークが確認された。
【０１１６】
これらのことから、短パルス光源２０では、振動電圧値αよりも大きな特異電圧値β（すなわち最大電圧値Ｖｍａｘ）でなる駆動電圧パルスＤＪｗを半導体レーザ３４に供給したことにより、振動出力光ＬＭｐとはその波形及び波長の異なるレーザ光ＬＬを出力することが確認された。また発光開始時間τｄも上述したレート方程式から導かれる（３）式とは一致しなかった。
【０１１７】
ここでレーザ光ＬＬの波長に着目する。レーザ光ＬＬは、最大電圧値Ｖｍａｘが大きくなるにつれて通常出力光ＬＮｐ（図１９）、振動出力光ＬＭｐ（図２０）へと変化し、さらに当該振動出力光ＬＭｐからその波長を変化させる。
【０１１８】
具体的に、図２０に示したように、振動出力光ＬＭｐは、通常出力光ＬＮｐとほぼ同じ波長（通常出力光ＬＮｐの波長±２［ｎｍ］以内）のピークに加えて、当該通常出力光ＬＮｐよりも約３［ｎｍ］（３±２［ｎｍ］以内）長波長側にピークを有する。
【０１１９】
これに対して図２３に示したレーザ光ＬＬは、通常出力光ＬＮｐとほぼ同じ波長（（通常出力光ＬＮｐの波長±２［ｎｍ］以内）のピークに加えて、当該通常出力光ＬＮｐよりも約６［ｎｍ］（６±２［ｎｍ］以内）短波長側にピークを有する。以下、このレーザ光ＬＬを特異出力光ＬＡｐと呼び、当該特異出力光ＬＡｐを出力する半導体レーザ３４のモードを特異モードと呼ぶ。
【０１２０】
ここで最大電圧値Ｖｍａｘが１５．６［Ｖ］のレーザ光ＬＬ（図２１（Ａ））と１７．８［Ｖ］のレーザ光ＬＬ（図２２（Ａ））とを比較すると、長波長側のピークは消失し、代りに短波長側のピークが出現している。つまり最大電圧値Ｖｍａｘの上昇に伴いレーザ光ＬＬが振動出力光ＬＭｐから特異出力光ＬＡｐへ変化する過程において、長波長側のピークが徐々に減衰し、代りに短波長側のピークが増大していくといえる。
【０１２１】
また特異スロープＡＳＰは特異ピークＡＰＫと比して長時間に亘って確認されることから、特異スロープＡＳＰ（波長４０４［ｎｍ］付近）の光エネルギーは、特異ピークＡＰＫ（波長３９８［ｎｍ］付近）の光エネルギーよりも遙かに大きくなることが確認された（図２３（Ａ））。
【０１２２】
以下、短波長側のピーク面積が長波長側のピーク面積以上となるレーザ光ＬＬを、特異出力光ＬＡｐとし、短波長側のピーク面積が長波長側のピーク面積未満となるレーザ光ＬＬを振動出力光ＬＭｐとする。なお図２２のように２つのピークが重複する場合には、通常出力光ＬＮｐの波長及び当該通常出力光ＬＮｐから６［ｎｍ］短波長側の波長をそれぞれのピークの中心波長とし、当該中心波長±３［ｎｍ］の範囲における面積を当該ピークの面積とする。
【０１２３】
従って、最大電圧値Ｖｍａｘが１５．６［Ｖ］のレーザ光ＬＬ（図２１）は振動出力光ＬＭｐとなり、最大電圧値Ｖｍａｘが１７．８［Ｖ］のレーザ光ＬＬ（図２２）は特異出力光ＬＡｐとなる。
【０１２４】
以上を踏まえて、特異モードにおけるレーザ光ＬＬについてまとめる。
【０１２５】
半導体レーザ３４は、緩和振動を生じさせる電圧値よりもさらに大きい特異電圧値でβなるレーザ駆動電圧ＤＪが印加されると、特異モードに遷移し、図２４に示すように、最初に出現する特異ピークＡＰＫと、続いて出現するスロープＡＳＰとからなる特異出力光ＬＡｐを出射する。
【０１２６】
特異ピークＡＰＫは、その波長が通常モードにおけるレーザ光ＬＬの波長と比して、約６［ｎｍ］短波長側にシフトする。なお他の実験において、通常モードにおけるレーザ光ＬＬの波長が異なる半導体レーザを用いた場合であっても、同様の結果が得られている。
【０１２７】
パワーメータ４４による測定（半導体レーザ３４としてソニー株式会社製、ＳＬＤ３２３３を使用）の結果、この特異ピークＡＰＫの出射光強度は、約１２［Ｗ］と緩和振動モードにおけるレーザ光ＬＬの最大の出射光強度（約１〜２［Ｗ］）と比して、非常に大きいことが確認された。なお光サンプルオシロスコープ４６の解像度が低いためこの出射光強度は図面には表われていない。
【０１２８】
またストリークカメラ（図示せず）による分析の結果、特異ピークＡＰＫは、ピーク幅が１０［ｐｓ］程度であり、緩和振動モードにおけるピーク幅（約３０［ｐｓ］）と比して、小さくなることが確認された。なお光サンプルオシロスコープ４６の解像度が低いためこのピーク幅は図面には表われていない。
【０１２９】
また特異スロープＡＳＰは、その波長が通常モードにおけるレーザ光ＬＬの波長と同一であり、最大の出射光強度は約１〜２［Ｗ］程度であった。さらに特異スロープＡＳＰは、そのトータルの光エネルギーが特異ピークＡＰＫよりも大きいことが確認された。
【０１３０】
実際上、短パルス光源２０のレーザ制御部３１は、半導体レーザ３４に対し、振動電圧値αよりもさらに大きい特異電圧値βでなるレーザ駆動電圧ＤＪを駆動電圧パルスＤＪｗとして印加する。
【０１３１】
これによりレーザ制御部３１は、図２２に示したように、半導体レーザ３４を特異モードに遷移させ、レーザ光ＬＬとして、当該半導体レーザ３４から非常に大きい特異ピークＡＰＫを有する特異出力光ＬＡｐを出射させることができる。
【０１３２】
このように短パルス光源２０は、半導体レーザ３４を特異モードへ遷移させるのに十分な電圧値でなる駆動電圧パルスＤＪｗを印加するようパルス発生器４を制御することにより、半導体レーザ３４から特異出力光ＬＡｐを出力し得るようになされている。
【０１３３】
すなわち記録再生装置１０は、例えば記録光ビームＬ１として特異出力光ＬＡｐを出射することにより、大きな光強度による２光子吸収を利用して記録マークＲＭを形成することができる（詳しくは後述する）。
【０１３４】
また記録再生装置１０は、例えば読出光ビームＬ２として振動出力光ＬＭｐ若しくは通常出力光ＬＭｐを出射することにより、適切な光量でなる戻り光ビームＬ３を生成させ、再生信号ＳＲＦの品質を向上させ得るようになされている。
【０１３５】
［１−３．光情報記録媒体の構成］
図２５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、光情報記録媒体１００は、基板１０２及び１０３の間に記録層１０１を形成することにより、全体として情報を記録するメディアとして機能するようになされている。
【０１３６】
基板１０２及び１０３はガラス基板でなり、光を高い割合で透過させるようになされている。また基板１０２及び１０３は、直径ｄｘが約１２０［ｍｍ］程度、厚さｔ２及びｔ３が例えば０．６［ｍｍ］でなる中心に円形の孔部を有する円盤状に構成されている。なお基板１０２及び１０３は正方形板状又は長方形板状など各種形状に構成されても良い。また基板１０２及び１０３のサイズに制限はなく、さらには必ずしも中心に孔部を有する必要はない。
【０１３７】
この基板１０２及び１０３の外側表面（記録層１０１と接触しない面）には、波長が例えば４０５［ｎｍ］でなる光ビームに対して無反射となるような多層無機層（例えば、Ｎｂ２Ｏ２／ＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２の４層）のＡＲ（AntiReflection coating）処理を施している。
【０１３８】
また基板１０２及び１０３としては、材料の選択や表面処理により波長が４００［ｎｍ］未満でなる紫外光を遮断するようにしても良い。これにより基板１０２及び１０３は、記録層１０１に紫外光が曝露されるのを防止することができ、記録層１０１の耐久性を向上させることができる。
【０１３９】
なお基板１０２及び１０３としては、ガラス板に限られず、例えばアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂など種々の光学材料を用いることができる。例えば基板１０２及び１０３としてポリカーボネート樹脂を用いることにより、基板１０２及び１０３に紫外光を遮断する機能を付加することができる。基板１０２及び１０３の厚さｔ２及びｔ３は、上記に限定されるものではなく、０．０１［ｍｍ］〜１．２［ｍｍ］の範囲から適宜選択することができる。この厚さｔ２及びｔ３は、同一の厚さであっても異なっていても良い。また、基板１０２及び１０３の外側表面にＡＲ処理を必ずしも施さなくても良い。
【０１４０】
記録層１０１は、直径φが基板１０２及び１０３と同等又は僅かに小さく、その厚さｔ１（＝０．０１［ｍｍ］〜０．５［ｍｍ］）が記録マークＲＭの高さよりも十分に大きくなるよう設計されている。このため記録層１０１は、光情報記録媒体１００の面方向だけでなく厚さ方向に複数の記録マークを形成し、当該記録マークを３次元的に配列させるようになされている。
【０１４１】
記録層１０１及び基板１０２又は１０３の界面には、記録光ビームＬ１の少なくとも一部を反射する基準層（図示しない）が設けられても良い。この場合、反射層には、サーボ用の案内溝又はピットなどが形成されていても良い。例えば、一般的なＢＤ−Ｒ（Recordable）ディスク等と同様のランド及びグルーブにより螺旋状のトラックを形成することにより、当該トラックを基準として記録マークが記録されるべき目標位置ＰＧを決定することが可能となる。
【０１４２】
記録層１０１は主成分となるバインダー樹脂に対し、光ビームを２光子吸収する２光子吸収材料が分散されてなる。
【０１４３】
バインダー樹脂としては、光ビームに対する透過率の高い各種樹脂材料を用いることができる。例えば熱によって軟化する熱可塑性樹脂や、光による架橋又は重合反応によって硬化する光硬化型樹脂、熱による架橋または重合反応によって硬化する熱硬化型樹脂などを用いることができる。
【０１４４】
なお樹脂材料としては特に限定されないが、耐候性や光透過率などの観点から、ＰＭＭＡ（Polymethylmethacrylate）樹脂や、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ノルボルネン樹脂、ニトロセルロースなどが用いられることが好ましい。
【０１４５】
またバインダー樹脂としては、耐候性の問題から、４００［ｎｍ］未満でなる紫外光ビームを透過しない樹脂材料を用いたり、紫外線を吸収する紫外線吸収材料などを樹脂材料に添加しても良い。さらにバインダー樹脂には、記録特性や製造上の特性、強度特性などの観点から、種々の添加剤を添加することができる。
【０１４６】
２光子吸収材料としては、４００［ｎｍ］以上６００［ｎｍ］未満でなる光ビームに対して２光子吸収を生じ発熱する特性を有するものが用いられることが好ましい。さらに２光子吸収材料としては、４００［ｎｍ］以上５００［ｎｍ］未満の青紫色光ビームに対して２光子吸収を生じるものが好ましい。この２光子吸収による発泡は、熱分解による反応、すなわちヒートモードで起こるものをいう。
【０１４７】
さらに２光子吸収材料としては、２光子吸収の結果として生じた当該２光子吸収材料の状態変化により、光ビームを１光子吸収して発熱する材料が好ましい。特に２光子吸収材料としては、光強度の大きい特異ピークＡＰＫに対して２光子吸収を生じ、トータルの光エネルギーの大きい特異スロープＡＳＰを吸収して発熱し得る材料であることが好ましい。
【０１４８】
２光子吸収による状態変化は、化学変化や構造変化であっても良く、特に２光子吸収に応じて基底状態から励起状態に遷移することによる構造変化であることが好ましい。この励起状態は最低３重項状態であることが好ましい。最低３重項状態はスピン禁制状態であるため寿命が長く、最低３重項状態にある２光子吸収材料が比較的長時間に亘って照射される特異スロープＡＳＰを十分に吸収し得るからである。
【０１４９】
基底状態から最低３重項状態への変化の形態としては特に制限されず、基底状態から直接的に最低３重項状態へ遷移しても良く、また図２６に示すように、基底状態から励起１重項状態を介して最低３重項状態へ遷移しても良い。
【０１５０】
２光子吸収材料としては、単数又は複数の分子が金属に配位してなる金属錯体であることが好ましい。かかる金属錯体では、２光子吸収により基底状態から１重項励起状態に変化した後、金属原子の重原子効果により迅速に項間交差を生じ最低３重項状態へ遷移し得るからである。
【０１５１】
金属としては特に制限されないが、イリジウム、オスニウム、ルテニウム、金、プラチナなどの遷移金属であることが好ましい。容易に錯体を形成し得るからである。
【０１５２】
この金属に配位する分子としては特に制限されないが、テトラシアノエチレンを含有することが好ましい。テトラシアノエチレンは、π軌道とπ*軌道のエネルギーの差異が比較的小さく（非特許文献２参照）、最低３重項状態への遷移が容易であると共に、当該最低３重項状態を長時間に亘って保ち得るからである。
【０１５３】
また金属に配位する分子としては、テトラシアノエチレンの他にも、Ｃｌ、ＮＣＳ、ＣＯ、Ｂｒ、ＮＣＯ、Ｐｈ３Ｐ、Ｐｈ３Ａｓなどの各種電子供与基又は電子吸引基を含有していても良い。これらの電子供与基又は電子吸引基は、テトラシアノエチレンを中心としたπ電子雲に影響を与え、２光子吸収の生じる確率などに影響を与え得、２光子吸収の確率を向上させることができる。要は、２光子吸収材料（すなわち金属錯体）総体として２光子吸収を十分に生じる構造であれば良い。
【０１５４】
２光子吸収材料としては、以下に示されるイリジウム錯体であることが特に好ましい。テトラシアノエチレン及びＰｈ３Ｐがイリジウム錯体におけるπ電子雲を形成し、２光子吸収特性を呈し得るからである。なおＰｈはフェニル基、ＴＣＮＥはテトラシアノエチレン、Ｘは一般式である。
ＩｒＣｌＸ（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（１）
【０１５５】
化（２）式、化（３）式、化（４）式に示すように、一般式Ｘは、Ｃｌ、ＮＣＳ、ＮＣＯであることが特に好ましい。イリジウム錯体の全体的なπ電子雲のバランスを調整し、良好な２光子吸収特性を呈し得るからである。なお以下、化（２）式、化（３）式、化（４）式に示される化合物をそれぞれ化合物１、化合物２、化合物３と呼ぶ。
ＩｒＣｌ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（２）
ＩｒＮＣＳ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（３）
ＩｒＮＣＯ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（４）
【０１５６】
２光子吸収材料の含有割合は特に制限されないが、記録光ビームＬ１を十分に吸収して記録マークを確実に形成するために、バインダー樹脂に対して重量比で０．００１［％］、さらには０．０５［％］以上であることが好ましい。また２光子吸収材料の含有割合は、透過率の低下などの弊害を防止するため、２０．０［％］未満、さらには１０．０［％］未満であることが好ましい。
【０１５７】
なお記録層１０１は、発熱に応じた発泡により記録マークＲＭを形成することが好ましい。この発泡は、２光子吸収材料が熱分解又は蒸発することにより気化して生じても良く、バインダー樹脂若しくは当該バインダー樹脂に添加された各種添加剤などの混合成分が熱分解又は蒸発することにより気化して生じても良い。記録層１０１は、熱に応じて気化する気化材料を含有しても良い。
【０１５８】
次に、光情報記録媒体１００の作製方法について説明する。
【０１５９】
例えばバインダー樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合、加熱した熱可塑性樹脂に２光子吸収材料を添加し、混練機で混練することによりバインダー樹脂に２光子吸収材料を分散させる。
【０１６０】
そして２光子吸収材料が分散されたバインダー樹脂を基板１０３上に展開し、冷却させることにより記録層１０１を作製した後、例えばＵＶ接着剤やＰＳＡ（Pressure Sensitive Adhesive：感圧接着）シートなどを用いて基板１０２を記録層１０１に接着することにより光情報記録媒体１００を作製することができる。
【０１６１】
また熱可塑性樹脂を有機溶剤などで希釈する場合（以下、この熱可塑性樹脂を溶剤希釈型樹脂と呼び、加熱により成型する熱可塑性樹脂と区別する）には、予め２光子吸収材料を有機溶剤に分散してから当該有機溶剤に溶剤希釈型樹脂を溶解させたり、有機溶剤で希釈した溶剤希釈型樹脂に２光子吸収材料を添加して攪拌することによりバインダー樹脂に２光子吸収材料を分散させる。
【０１６２】
そして２光子吸収材料が分散されたバインダー樹脂を基板１０３上に展開し、加熱乾燥させることにより記録層１０１を作製した後、例えばＵＶ接着剤を用いて基板１０２を記録層１０１に接着することにより光情報記録媒体１００を作製することができる。
【０１６３】
さらにバインダー樹脂として熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂を用いる場合、未硬化の樹脂材料に２光子吸収材料を添加して攪拌することによりバインダー樹脂に２光子吸収材料を分散させる。
【０１６４】
そして２光子吸収材料が分散されたバインダー樹脂を基板１０３上に展開し、未硬化の記録層１０１に対して基板１０３が載置された状態で光硬化又は熱硬化させることにより光情報記録媒体１００を作製することができる。
【０１６５】
また２光子吸収材料をバインダー樹脂に結合させるようにしても良い。この場合２光子吸収材料は、バインダー樹脂に分散された後、加熱などによりバインダー樹脂に結合されることになる。２光子吸収材料が有する官能基を用いてバインダー樹脂に直接結合されるようにしても良く、また、カップリング剤などを用いてバインダー樹脂に間接的に結合されるようにしても良い。
【０１６６】
［１−４．実施例］
実施例では、実際に化合物１〜化合物３を合成し、これらを用いて光情報記録媒体１００を作製した。
【０１６７】
まず、化合物１〜化合物３を非特許文献２に記載された方法に従って調整した。
【非特許文献２】Journal of the American Chemical society Vol. 90 No. 14 Page 3705Year 1986
【０１６８】
テトラシアノエチレンは市販されているものを使用した。ＩｒＣｌ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２は、非特許文献３及び非特許文献４に記載された方法に従って調整した。
【非特許文献３】P. B. Chock and J. Halpern, J. Am. Chem. Soc., 88, 3511(1966)
【非特許文献４】J.P. Collman, F.D. Vastine, and W. R.Roper, ibid., 88, 5053
【０１６９】
ＩｒＮＣＳ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２、ＩｒＮＣＯ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２は、ＩｒＣｌ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２から複分解法（metathetical process）によって調整した。すなわち５０［℃］のアセトン溶液中でＩｒＣｌ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２をモル比で１０倍量のＮａＳＣＮと３０分間反応させることにより、ＩｒＮＣＳ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２、ＩｒＮＣＯ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２を得た。
【０１７０】
常温下において、１価のイリジウム錯体（ＩｒＸ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２；Ｘ＝Ｃｌ、ＮＣＳ、ＣＯ）を少量のベンゼンに溶解又は懸濁させた。溶解性が悪い場合には、常温より若干高い温度（５０〜７０［℃］）に加温した。
【０１７１】
イリジウム錯体に対し、モル比で当量の固体のテトラシアノエチレンを加え、マグネット攪拌子により攪拌して反応させることにより、化合物１〜化合物３を得た。
【０１７２】
次に、この化合物１〜化合物３を用いて光情報記録媒体１００としてのサンプルＳ１〜サンプルＳ３を作製した。なお便宜上、サンプルＳ１の作製について説明し、同様にして作製されたサンプルＳ２及びサンプルＳ３についての説明を省略する。
【０１７３】
０．１０４［ｇ］の化合物１、５．１８［ｇ］のポリカーボネート（分子量約３６０００）をクロロホルム３５０［ｍｌ］に溶解させて攪拌し、均一な調整溶液を得た。
【０１７４】
直径１３［ｃｍ］の底が平らな円筒容器にクロロホルムを入れ、化合物１及びポリカーボネートの固形分濃度が重量比で０．０２［％］になるように調整溶液を添加し、０．０２［％］溶液を調整した。さらに化合物１及びポリカーボネートの固形分濃度が重量比で１［％］になるように、０．０２［％］溶液に対してポリカーボネート（分子量約３６０００）を添加し、溶解させ、１［％］溶液を調整した。すなわちこの１［％］溶液の固形分重量のうち、０．３９４［％］が化合物１であり、残りの９９．６０［％］がポリカーボネートとなる。
【０１７５】
この１［％］溶液を円筒容器中でそのまま乾燥させた後、円筒容器から取り出し、約１６０［℃］の温風でさらに乾燥させた。この結果、直径１３［ｃｍ］、厚さ約３３０［μｍ］のフィルムを得た。このフィルムから、中心に直径約４［ｃｍ］の孔部を有する直径約１１．８［ｃｍ］の円盤状フィルム（すなわち記録層１０１）を切り出した。
【０１７６】
この円盤状フィルムを１５［μｍ］のＰＳＡシートを用いて直径１２［ｃｍ］、厚さ０．８［ｍｍ］中心孔部の直径１５［ｍｍ］のポリカーボネート板（すなわち基板１０３）に貼り合わせた。さらに円盤状フィルムの反対側に同一のＰＳＡシートを用いて厚さ４０［μｍ］のポリカーボネートシート（すなわち基板１０２）に貼り合わせることにより、光情報記録媒体１００としてのサンプルＳ１を作製した。
【０１７７】
なおポリカーボネートシートには、予め記録光ビームＬ１をガイドするための螺旋状の案内溝を形成し、接着面側（記録層１０１側）に６５０［ｎｍ］のレーザ光を反射して、４０５［ｎｍ］のレーザ光を透過する誘電体層（すなわち基準層）を形成した。この誘電体層は、窒化シリコン（８０［ｎｍ］）、酸化シリコン（１１０［ｎｍ］）、窒化シリコン（８０［ｎｍ］）、酸化シリコン（１１０［ｎｍ］）、窒化シリコン（８０［ｎｍ］）の５層構造とした。
【０１７８】
そして２０［Ｖ］の駆動電圧パルスＤＪｗを有するレーザ駆動電圧ＤＪを記録再生装置１０の半導体レーザ３４に対して印加することにより半導体レーザ３４から波長４０５［ｎｍ］でなる記録光ビームＬ１を出射した。記録再生装置１０は、これをＮＡ（Numerical Aperture）＝０．８５の対物レンズ２３により集光し、サンプルＳ１〜サンプルＳ３における記録層１０１に対して照射した。
【０１７９】
そして記録再生装置１０は、記録光ビームＬ１と同一波長、同一の開口数ＮＡでなる対物レンズ２３を介して光パワー１．０［ｍＷ］の読出光ビームＬ２（通常出力光ＬＮｐ）を連続的に照射した。このとき受光素子２５は、サンプルＳ１〜サンプルＳ３のいずれのサンプルからも、記録光ビームＬ１を照射した位置から十分に検出可能な光量でなる戻り光ビームＬ３を検出することができた。
【０１８０】
すなわちサンプルＳ１〜サンプルＳ３では、短パルス光源２０から出射される記録光ビームＬ１（すなわち特異出力光ＬＡｐ）によって記録マークＲＭを形成し得ることが確認された。
【０１８１】
またサンプルＳ１〜サンプルＳ３では、記録層１０１の厚さ方向に目標位置ＰＧを変更した場合であっても、同様に記録光ビームＬ１によって記録マークＲＭを形成し得ることが確認された。
【０１８２】
このように２光子吸収材料として化（１）式で表される化合物１〜化合物３を含有するサンプルＳ１〜サンプルＳ３は、パルス状の記録光ビームＬ１によって、記録層１０１の任意の位置に記録マークＲＭを形成し得ることが確認された。
【０１８３】
［１−５．動作及び効果］
以上の構成において、光情報記録媒体１００の記録層１０１は、金属原子に対して単数又は複数の分子が配位してなる金属錯体であり、情報記録用の記録光の照射に応じた２光子吸収による状態変化によって記録光を１光子吸収する２光子吸収材料を含有する。
【０１８４】
これにより記録層１０１は、２光子吸収材料が２光子吸収により基底状態から励起１重項状態へ遷移した後、金属原子の重原子効果により迅速に最低３重項状態に遷移して記録光を１光子吸収する。この最低３重項状態の寿命は長いため、２光子吸収材料は、長時間に亘って記録光を１光子吸収して十分に発熱することができ、記録マークＲＭを形成することができる。
【０１８５】
２光子吸収材料は、テトラシアノエチレンを含有する。ここでテトラシアノエチレンは、２光子吸収の吸収断面積が大きく、２光子吸収を生じ易い構造を有している。このため金属原子にテトラシアノエチレンを配位させた金属錯体は、十分な確率で２光子吸収を生じることが可能となる。
【０１８６】
また記録層１０１は、化（１）式によって表される化合物１〜化合物３を含有することにより、一般的な半導体レーザ３４を用いて記録マークＲＭを形成し得ることが確認された。
【０１８７】
さらに記録層１０１は、パルス状の特異ピークＡＰＫ及び当該特異ピークＡＰＫに続いて照射され当該特異ピークＡＰＫと比して出射光強度の小さい特異スロープＡＳＰに応じて記録マークＲＭを形成する。
【０１８８】
ここで２光子吸収に使用される従来のレーザ光源は、各種光学部品を使用してレーザ光をパルス状に調整することにより光強度を増大させており、構成上、非常に高価であった。本願発明では、特異モードにおいて半導体レーザ３４から直接的にピコ秒レベルのレーザ光（特異出力光ＬＡｐ）をパルス出力することができる。ここで特異出力光ＬＡｐは、光強度の大きい特異ピークＡＰＫと特異スロープＡＳＰとからなるという特徴を有している。
【０１８９】
本願発明では、この特徴に着目し、特異ピークＡＰＫにおけるエネルギーの不足分を特異スロープＡＳＰのエネルギーによって補って発熱させることにより、一般的な半導体レーザ３４を用いて記録マークＲＭを形成することができる。
【０１９０】
さらに２光子吸収材料は、２光子吸収を生じ状態変化が生じた箇所でのみ１光子吸収を生じるため、記録光ビームＬ１の焦点近傍以外の領域で記録光ビームＬ１を吸収することがない。このため記録層１０１は、通常の２光子吸収材料を用いた場合と同様に、記録光ビームＬ１の強度を殆ど低下させることなく焦点に到達させることができる。
【０１９１】
また記録層１０１は、特異ピークＡＰＫを２光子吸収して状態変化し、特異スロープＡＳＰを１光子吸収することにより発熱する２光子吸収材料を含有する。これにより記録層１０１は、トータルエネルギーの大きな特異スロープＡＳＰのエネルギーを熱に変換し、効率良く記録マークＲＭを形成することができる。
【０１９２】
さらに記録層１０１は、情報記録用の記録光としての記録光ビームＬ１に対する２光子吸収により励起１重項状態に遷移した後、最低３重項状態に遷移し、当該最低３重項状態のときに記録光ビームＬ１を１光子吸収する２光子吸収材料を含有する。
【０１９３】
これにより記録層１０１は、寿命の長い（μ秒オーダー）最低３重項状態において記録光を１光子吸収することができるため、十分に発熱して記録マークＲＭを形成することができる。
【０１９４】
また２光子吸収材料は、化（２）式、化（３）式又は化（４）式のいずれかであることにより、６００［ｎｍ］未満の短波長でなる４０５［ｎｍ］の記録光ビームＬ１を２光子吸収することができる。
【０１９５】
以上の構成によれば、光情報記録媒体１００の記録層１０１は、短波長の記録光ビームＬ１に応じて２光子吸収を生じる。これにより記録層１０１は、記録光ビームＬ１のエネルギーを焦点に小さく集中させることができ、長波長でなる光ビームの２光子吸収と比較して、２光子吸収させるのに必要となる記録光ビームＬ１の光強度を低下させることができる。
【０１９６】
さらに記録層１０１は、状態変化によって当該記録光ビームＬ１を１光子吸収して発熱することにより、比較的低い光強度でなる記録光ビームＬ１に応じて発熱することができる。これにより記録層１０１は、単純な２光子吸収によって記録マークＲＭを形成する従来の方法と比較して、記録マークＲＭを形成するために必要な２光子吸収量を低下させることができる。
【０１９７】
この結果、記録マークＲＭを形成するために必要な記録光ビームＬ１の出射光強度を低下させることができ、一般的な半導体レーザ３４を用いて記録マークＲＭを形成させることができる光情報記録媒体を実現することができる。
【０１９８】
＜２．他の実施の形態＞
なお上述した実施の形態においては、記録光ビームＬ１として半導体レーザ３４から特異出力光ＬＮｐを出射するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えばレーザ光をパルス出力するピコ秒レーザなどの各種レーザと、通常の半導体レーザを組み合わせ、２つのレーザ光を連続的に又は同時に照射するようにしても良い。
【０１９９】
また上述した実施の形態においては、２光子吸収材料が金属錯体でなるようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、２光子吸収による状態変化により記録光ビームＬ１を吸収するような材料であればその構造に制限はない。
【０２００】
さらに上述した実施の形態においては、２光子吸収材料がバインダー樹脂に分散又は結合されるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばガラスなどの無機材料に分散されるようにしても良い。
【０２０１】
さらに上述した実施の形態においては、バインダー樹脂として各種樹脂材料が用いられるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば必要に応じて各種添加剤や例えばシアニン系、クマリン系、キノリン系色素、ベンゾフェノン誘導体などの増感材などを加える等しても良い。
【０２０２】
さらに上述した実施の形態においては、波長４０５［ｎｍ］でなる記録光ビームＬ１に対して２光子吸収を生じるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、６００［ｎｍ］未満の短波長の光ビームに対して２光子吸収を生じれば良い。
【０２０３】
さらに上述した実施の形態においては、光情報記録媒体１００の基板１０２側の面から記録光ビームＬ１及び読出光ビームＬ２をそれぞれ照射するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば記録光ビームＬ１を基板１０３側の面から照射するようにする等、各光又は光ビームをそれぞれいずれの面、もしくは両面から照射するようにしても良い。
【０２０４】
さらに上述した第２の実施の形態においては、短パルス光源２０から出射される記録光ビームＬ１の波長を４０５［ｎｍ］とする以外にも、他の波長とするようにしても良く、要は記録層１０１内における目標位置ＰＧの近傍に記録マークＲＭを適切に形成できれば良い。
【０２０５】
さらに上述した実施の形態においては、記録マークＲＭを３次元的に形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば仮想マーク記録層を１層のみ有することにより記録マークＲＭを２次元的に形成しても良い。
【０２０６】
さらに上述した実施の形態においては、例えば２光子吸収材料が２光子吸収によって蒸発することにより気泡でなる記録マークＲＭを形成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば屈折率を変化させることにより記録マークＲＭを形成するようにしても良い。この場合、一の光源から出射した記録光ビームＬ１を２つに分離し、互いに反対方向から同一の目標マーク位置に照射することにより、ホログラムでなる記録マークＲＭを形成することも可能である。
【０２０７】
さらに上述した実施の形態においては、戻り光ビームＬ３を受光するようにした場合について述べた。本発明はこれに限らず、戻り光ビームＬ３の代わりに、読出光ビームＬ２の透過光を受光する受光素子を配置して記録マークＲＭの有無に応じた読出光ビームＬ２の光変調を検出することにより、当該読出光ビームＬ２の光変調を基に情報を再生するようにしても良い。さらには、記録層１０１単体で所望の強度が得られる場合等に、光情報記録媒体１００から当該基板１０２及び１０３を省略しても良い。
【０２０８】
さらに上述した実施の形態においては、記録層としての記録層１０１によって光情報記録媒体としての光情報記録媒体１００を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる記録層によって光情報記録媒体を構成するようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２０９】
本発明は、例えば映像コンテンツや音声コンテンツ等のような大容量の情報を光情報記録媒体等の記録媒体に記録し又は再生する記録再生装置等でも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２１０】
【図１】１光子吸収による記録マークの形成を示す略線図である。
【図３】２光子吸収による記録マークの形成の説明に供する略線図である。
【図２】記録再生装置の構成を示す略線図である。
【図４】光ピックアップの構成を示す略線図である。
【図５】短パルス光源の構成を示す略線図である。
【図６】パルス信号とレーザ駆動電圧を示す略線図である。
【図７】注入キャリア密度と光子密度との関係（１）の説明に供する略線図である。
【図８】注入キャリア密度とキャリア密度との関係の説明に供する略線図である。
【図９】注入キャリア密度と光子密度との関係（１）の説明に供する略線図である。
【図１０】ＰＴ１における光子密度の説明に供する略線図である。
【図１１】ＰＴ２における光子密度の説明に供する略線図である。
【図１２】ＰＴ３における光子密度の説明に供する略線図である。
【図１３】実際の発光波形を示す略線図である。
【図１４】駆動電流と出射光強度（１）の説明に供する略線図である。
【図１５】光測定装置の構成を示す略線図である。
【図１６】パルス信号と駆動電圧パルスとの関係を示す略線図である。
【図１７】各パルスの形状を示す略線図である。
【図１８】電圧とレーザ光の波形を示す略線図である。
【図１９】８．８［Ｖ］のときのレーザ光を示す略線図である。
【図２０】１３．２［Ｖ］のときのレーザ光を示す略線図である。
【図２１】１５．６［Ｖ］のときのレーザ光を示す略線図である。
【図２２】１７．８［Ｖ］のときのレーザ光を示す略線図である。
【図２３】３８．４［Ｖ］のときのレーザ光を示す略線図である。
【図２４】特異出力光の波形を示す略線図である。
【図２５】状態変化の例の説明に供する略線図である。
【図２６】光情報記録媒体の構成を示す略線図である。
【符号の説明】
【０２１１】
１０……記録再生装置、１１……制御部、１７……光ピックアップ、２０……短パルス光源、２３……対物レンズ、１００……光情報記録媒体、１０１……記録層、１０２、１０３……記録層、ｔ１、ｔ２、ｔ３……厚さ、Ｌ１……記録光ビーム、Ｌ２……読出光ビーム、Ｌ３……戻り光ビーム、ＲＭ……記録マーク、ＡＰＫ……特異ピーク、ＡＳＰ……特異スロープ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属原子に対して単数又は複数の分子が配位してなる金属錯体であり、情報記録用の記録光の照射に応じた２光子吸収による状態変化によって上記記録光を１光子吸収する２光子吸収材料を含有する記録層
を有する光情報記録媒体。
【請求項２】
上記２光子吸収材料は、
テトラシアノエチレンを含有する
請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項３】
上記２光子吸収材料は、
Ｐｈをフェニル基としたとき、Ｐｈ３Ｐを含有する
請求項２に記載の光情報記録媒体。
【請求項４】
上記２光子吸収材料は、
ＴＣＮＥをテトラシアノエチレン、Ｘを一般式としたとき、化（１）式によって表される
ＩｒＣｌＸ（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（１）
請求項３に記載の光情報記録媒体。
【請求項５】
上記２光子吸収材料は、化（２）式、化（３）式又は化（４）式のいずれかによって表される
ＩｒＣｌ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（２）
ＩｒＮＣＳ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（３）
ＩｒＮＣＯ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（４）
請求項３に記載の光情報記録媒体。
【請求項６】
上記状態変化は、
基底状態から励起状態への遷移である
請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項７】
上記２光子吸収材料は、
２光子吸収反応により励起１重項状態に遷移した後、上記金属原子による重原子効果により最低３重項状態に遷移する
請求項６に記載の光情報記録媒体。
【請求項８】
パルス状の特異ピーク及び当該特異ピークに続いて照射され当該特異ピークと比して出射光強度の小さい特異スロープに応じて記録マークを形成する記録層
を有する光情報記録媒体。
【請求項９】
上記記録層は、
上記特異ピークを２光子吸収して状態変化し、上記特異スロープを１光子吸収することにより発熱する２光子吸収材料を含有する
請求項８に記載の光情報記録媒体。
【請求項１０】
情報記録用の記録光に対する２光子吸収により励起１重項状態に遷移した後、最低３重項状態に遷移し、当該最低３重項状態のときに記録光を１光子吸収する２光子吸収材料を含有する記録層
を有する光情報記録媒体。
【請求項１１】
Ｐｈをフェニル基、ＴＣＮＥをテトラシアノエチレン、Ｘを一般式としたとき、化（１）式によって表される２光子吸収材料を含有する
ＩｒＣｌＸ（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（１）
光情報記録媒体。
【請求項１２】
Ｐｈをフェニル基、ＴＣＮＥをテトラシアノエチレン、Ｘを一般式としたとき、化（１）式によって表される
ＩｒＣｌＸ（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（１）
２光子吸収材料。
【請求項１】
金属原子に対して単数又は複数の分子が配位してなる金属錯体であり、情報記録用の記録光の照射に応じた２光子吸収による状態変化によって上記記録光を１光子吸収する２光子吸収材料を含有する記録層
を有する光情報記録媒体。
【請求項２】
上記２光子吸収材料は、
テトラシアノエチレンを含有する
請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項３】
上記２光子吸収材料は、
Ｐｈをフェニル基としたとき、Ｐｈ３Ｐを含有する
請求項２に記載の光情報記録媒体。
【請求項４】
上記２光子吸収材料は、
ＴＣＮＥをテトラシアノエチレン、Ｘを一般式としたとき、化（１）式によって表される
ＩｒＣｌＸ（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（１）
請求項３に記載の光情報記録媒体。
【請求項５】
上記２光子吸収材料は、化（２）式、化（３）式又は化（４）式のいずれかによって表される
ＩｒＣｌ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（２）
ＩｒＮＣＳ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（３）
ＩｒＮＣＯ（ＣＯ）（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（４）
請求項３に記載の光情報記録媒体。
【請求項６】
上記状態変化は、
基底状態から励起状態への遷移である
請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項７】
上記２光子吸収材料は、
２光子吸収反応により励起１重項状態に遷移した後、上記金属原子による重原子効果により最低３重項状態に遷移する
請求項６に記載の光情報記録媒体。
【請求項８】
パルス状の特異ピーク及び当該特異ピークに続いて照射され当該特異ピークと比して出射光強度の小さい特異スロープに応じて記録マークを形成する記録層
を有する光情報記録媒体。
【請求項９】
上記記録層は、
上記特異ピークを２光子吸収して状態変化し、上記特異スロープを１光子吸収することにより発熱する２光子吸収材料を含有する
請求項８に記載の光情報記録媒体。
【請求項１０】
情報記録用の記録光に対する２光子吸収により励起１重項状態に遷移した後、最低３重項状態に遷移し、当該最低３重項状態のときに記録光を１光子吸収する２光子吸収材料を含有する記録層
を有する光情報記録媒体。
【請求項１１】
Ｐｈをフェニル基、ＴＣＮＥをテトラシアノエチレン、Ｘを一般式としたとき、化（１）式によって表される２光子吸収材料を含有する
ＩｒＣｌＸ（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（１）
光情報記録媒体。
【請求項１２】
Ｐｈをフェニル基、ＴＣＮＥをテトラシアノエチレン、Ｘを一般式としたとき、化（１）式によって表される
ＩｒＣｌＸ（Ｐｈ３Ｐ）２ＴＣＮＥ ・・・化（１）
２光子吸収材料。
【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１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【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１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１０−１２２３７３（Ｐ２０１０−１２２３７３Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９４５８２（Ｐ２００８−２９４５８２）
【出願日】平成２０年１１月１８日（２００８．１１．１８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１８日（２００８．１１．１８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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