專利名稱：：可錄式藍(lán)光超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及近場(chǎng)光存儲(chǔ)
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是一種可錄式藍(lán)光超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤，使用有機(jī)染料作超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤記錄層，使用現(xiàn)有的藍(lán)光記錄設(shè)備縮小記錄點(diǎn)從而大大提高光盤的存儲(chǔ)密度。
背景技術(shù)：
：隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，需要處理和保存大量的數(shù)據(jù)以及聲音、圖形、圖像等音頻和視頻信息，這使得人們對(duì)信息存儲(chǔ)的要求向著高密度、大容量、高速度及低成本的方向發(fā)展。以光盤為代表的光存儲(chǔ)技術(shù)經(jīng)過了20多年的發(fā)展，然而傳統(tǒng)的光盤存儲(chǔ)均為遠(yuǎn)場(chǎng)光存儲(chǔ)。由于衍射效應(yīng)，焦點(diǎn)處記錄點(diǎn)直徑與記錄激光波長(A)成正比而與光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑(NA)成反比，空間分辨率最高只能達(dá)到入/2NA。雖然可以通過減小入射光的波長A或提高光學(xué)頭的有效數(shù)值孔徑來減小存儲(chǔ)信息的光斑尺寸，從而提高存儲(chǔ)密度。然而記錄波長從目前的紅光(DVD的工作波長為650nm)縮短到藍(lán)紫光(藍(lán)光BD的工作波長為405nm)甚至紫外光，存儲(chǔ)密度的提高也只是幾倍的關(guān)系；而數(shù)值孔徑的增大是以焦深的減小和由于偏心率引起的失真的加大為代價(jià)，以此來提高存儲(chǔ)密度也是十分有限的。因此尋求新的原理和技術(shù)來實(shí)現(xiàn)超高密度的光存儲(chǔ)就變得尤為迫切，在先技術(shù)采用近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡(A卯l.Phys丄ett.61(1922)142)實(shí)現(xiàn)了超高記錄密度。從此，近場(chǎng)光存儲(chǔ)技術(shù)已成為光存儲(chǔ)研究的一個(gè)熱點(diǎn)，受到了研究人員和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。目前可供選擇的近場(chǎng)光存儲(chǔ)方案主要有探針型(NSOM)、固體浸沒透鏡(Solidimmersionlens，SIL)和超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)(Super-resolutionnear-fieldstructure,Super-RENS)。雖然探針型和固體浸沒透鏡近場(chǎng)存儲(chǔ)方案能有效地縮小光斑形成納米尺寸的光孔，但在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的光盤上卻很難實(shí)現(xiàn)保持光頭與存儲(chǔ)介質(zhì)之間的距離在亞波長尺寸的近場(chǎng)范圍內(nèi)而不致使兩者發(fā)生碰撞。此外還存在著探針透光效率低、讀寫速度緩慢、小尺寸高折射率的固體浸沒透鏡制作困難等缺點(diǎn)。超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)克服了上述兩種近場(chǎng)存儲(chǔ)方案的缺點(diǎn)，被認(rèn)為是最有效的近場(chǎng)光學(xué)記錄技術(shù)之一。目前超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤研究較多的是相變光盤、磁光光盤和只讀式光盤，所用的記錄材料為無機(jī)材料，由于無機(jī)材料需要使用磁控濺射成膜，工藝復(fù)雜，成膜成本較高。目前對(duì)以有機(jī)材料作為記錄層的藍(lán)光超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)可錄式光盤研究很少。與無機(jī)材料相比，有機(jī)材料具有成膜簡(jiǎn)單(采用旋涂方法)、靈敏度高、環(huán)境污染小、抗磁能力強(qiáng)和結(jié)構(gòu)易于調(diào)整等一系列優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)用于藍(lán)光可錄式光盤(W02007042409，W02007020191，CN200580026498)中。但超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)可錄式光盤的結(jié)構(gòu)和BD-R光盤結(jié)構(gòu)不同，原先用于BD-R的記錄介質(zhì)有可能并不適合用作可錄超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)。適合于可錄超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)的記錄介質(zhì)，必需選擇一種最大吸收波長滿足要求，光熱穩(wěn)定性好的染料，這種染料具有較高的熱分解溫度，以便在連續(xù)讀出過程中滿足超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)可錄光盤對(duì)記錄材料的熱穩(wěn)定性的要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種工作波段在350-450nm可錄式藍(lán)光超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤，該光盤應(yīng)適用現(xiàn)有藍(lán)光記錄和讀出設(shè)備并能實(shí)現(xiàn)記錄和讀出小于衍射極限的記錄點(diǎn)，而且要求光盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易實(shí)用化。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下—種可錄式藍(lán)光超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤，包括盤基、記錄層、金屬反射層，其特點(diǎn)是在所述的盤基和記錄層之間還有第一保護(hù)層、掩膜層和第二層保護(hù)層，所述的記錄層的材料為有機(jī)染料，該記錄層的厚度為60120nm;所述的第一保護(hù)層的厚度為100170nm;第二保護(hù)層的厚度為1030nm。所述的保護(hù)層由氮化硅構(gòu)成，或硫化鋅與二氧化硅的混合物構(gòu)成。所述的硫化鋅與二氧化硅的混合物的摩爾比為4:1。所述的掩膜層為銻化碲(Sb2Te3)、銻化鉍(SbxBiy)，其厚度為1025nm。所述的銻化鉍，分子式為Sb,Biy，其中x+y=l，O.5<x《1;0《y<0.5。所述的金屬反射層的材料為銀或金，膜厚為90-120nm。本發(fā)明的技術(shù)效果如下和在先技術(shù)相比，本發(fā)明使用有機(jī)染料作為超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤的記錄層，與原先的無機(jī)材料記錄層相比，具有成膜簡(jiǎn)單，成膜成本低，結(jié)構(gòu)易調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)；而和BD-R光盤相比，由于使用了超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)，通過掩膜層的作用有效的減小了光斑尺寸，記錄點(diǎn)尺寸大大縮小，光存儲(chǔ)密度得到很大的提高。圖1為本發(fā)明可錄式藍(lán)光超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。先請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明可錄式藍(lán)光超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可見，本發(fā)明可錄式藍(lán)光超分辨近場(chǎng)光盤結(jié)構(gòu)，包括盤基1、記錄層5、金屬反射層6，其特點(diǎn)是在所述的盤基1和記錄層5之間還有第一保護(hù)層2、掩膜層3和第二層保護(hù)層4，所述的記錄層5的材料為有機(jī)染料，該記錄層5的厚度為60120nm;所述的第一保護(hù)層2的厚度為100170nm;第二保護(hù)層4的厚度為1030nm。實(shí)施例1:本發(fā)明可錄式藍(lán)光超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤是依次在光盤基片1上濺射第一保護(hù)層2、掩膜層3、第二保護(hù)層4、在第二保護(hù)層4上旋涂一層記錄層5，在記錄層5上濺射反射層6構(gòu)成的；其工藝過程大致是在清潔的光盤基片1上使用磁控濺射設(shè)備，真空度為1.0X10—乍a，射頻磁控濺射SiN，形成第一層保護(hù)層2，膜厚120nm，再磁控濺射銻掩膜層3，膜厚20nm，磁控濺射第二保護(hù)層4，膜厚20nm;在第二保護(hù)層4上，使用旋涂儀旋涂一層記錄層5，該記錄層的材料為有機(jī)染料(DYE)，膜厚60nm，在記錄層5上再濺射一層銀反射層6，膜厚100nm。測(cè)試系統(tǒng)7采用PULSTECDDU-IOOO，系統(tǒng)主要參數(shù)波長405nm，物鏡數(shù)值孔徑40.65，系統(tǒng)的光學(xué)分辨率讀出極限1.22A/4NA=405/4*0.65=190nm激光脈沖頻率f=20-23MHz，占空比50%，恒定線速度v=3m/s，寫入功率<6mW，讀出功率0.53.5mW。在本實(shí)施例的藍(lán)光可錄式超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤的記錄層上記錄和讀出，當(dāng)記錄點(diǎn)大小在100nm時(shí)，可獲得清晰的讀出信號(hào)。實(shí)驗(yàn)表明這種具有超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)的可錄式光盤可實(shí)現(xiàn)超分辨記錄/讀出，比無超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤(HDDVD-R15GB，BD-R25GB最小記錄點(diǎn)尺寸204nm，149nm)獲得更高的存儲(chǔ)密度。其它應(yīng)用實(shí)例用下表給出<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求一種可錄式藍(lán)光超分辨近場(chǎng)光盤結(jié)構(gòu)，包括盤基(1)、記錄層(5)、金屬反射層(6)，其特征是在所述的盤基(1)和記錄層(5)之間還有第一保護(hù)層(2)、掩膜層(3)和第二層保護(hù)層(4)，所述的記錄層(5)的材料為有機(jī)染料，該記錄層(5)的厚度為60～120nm；所述的第一保護(hù)層(2)的厚度為100～170nm；第二保護(hù)層(4)的厚度為10～30nm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可錄式藍(lán)光超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤，其特征在于所述的保護(hù)層由氮化硅構(gòu)成，或硫化鋅與二氧化硅的混合物構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可錄式藍(lán)光超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤，其特征在于所述的硫化鋅與二氧化硅的混合物的摩爾比為4:1。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可錄式藍(lán)光超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤，其特征在于所述的掩膜層(3)為銻化碲、銻化鉍，其厚度為1025nm。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可錄式藍(lán)光超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤，其特征在于所述的銻化鉍，分子式為SbxBiy，其中x+y=l，O.5<x《1;0《y<0.5。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可錄式藍(lán)光超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤，其特征在于所述的金屬反射層(6)的材料為銀或金，膜厚為90120nm。全文摘要一種可錄式藍(lán)光超分辨近場(chǎng)光盤結(jié)構(gòu)，包括盤基、記錄層，金屬反射層，特點(diǎn)是在所述的盤基和記錄層之間還有第一保護(hù)層、掩膜層和第二保護(hù)層，所述的記錄層的材料為有機(jī)染料，該記錄層的厚度為60～120nm；所述的第一保護(hù)層的厚度為100～170nm，第二保護(hù)層的厚度為10～30nm。本發(fā)明光盤使用藍(lán)光(405nm)記錄設(shè)備記錄時(shí)，該光盤有機(jī)染料記錄層上記錄點(diǎn)的尺寸較BD-R更小，可獲得更高的存儲(chǔ)密度。文檔編號(hào)G11B7/24GK101719374SQ200910198959公開日2010年6月2日申請(qǐng)日期2009年11月18日優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日發(fā)明者吳誼群,姜來新,李小怡,王陽,耿永友,魏勁松申請(qǐng)人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所