專利名稱：制造光信息載體的方法，用于實現(xiàn)該方法的設(shè)備和通過該方法獲得的光信息載體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)記錄信息制造光信息載體的方法，記錄信息包括的主光盤內(nèi)的信息單元，其中掃描光盤的輻射光束由該信息用功率進行調(diào)制并且使主光盤的感光層曝光形成短的和長的曝光區(qū)的圖形，并且該感光層被顯影形成信息區(qū)的圖形，對于每個曝光區(qū)的開始和期間是由相關(guān)信息單元確定。本發(fā)明還涉及用于實現(xiàn)該方法的設(shè)備和通過實現(xiàn)該方法獲得的光信息載體。
一個信息單元是由該主光盤上單個特性表示的信息流的一部分。例如，如果一個數(shù)字信息信號交替的一部分。例如，如果一個數(shù)字信息信號交替地具有值“0”和“1”，和具有值1的信號部分產(chǎn)生曝光區(qū)，其曝光區(qū)的長度由具有值1的信號的時間長度來確定，該信息信號的這一部分是一個信息單元。如果其長度小于由輻射光束在感光層上形成的輻射光點的兩倍的直徑，則一個曝光區(qū)被稱為短的，該直徑是在本地強度等于輻射束一半最大強度的地方的輻射束內(nèi)兩個徑向曝光點之間的距離。對于由物鏡形成的愛里(Airy)強度分布圖來說，所述的直徑等于輻射波長的半商和物鏡的數(shù)值孔徑。信息區(qū)是在主光盤上的一個區(qū)域，該主光盤具有通過重復(fù)處理能轉(zhuǎn)移到信息載體上的特性。在該信息載體上相應(yīng)的區(qū)也稱為信息區(qū)。此后，術(shù)語“區(qū)”沒有任何進一步的限定稱為感光層內(nèi)的曝光區(qū)，除非有其它說明。
在制造光信息載體的方法中，首先把該信息通過感光層的曝光刻到主光盤內(nèi)。接著改進該感光層。例如，此坑的形式在曝光區(qū)位置上形成了信息區(qū)域。雖然在此之后把該信息區(qū)將經(jīng)常稱為坑，顯然，這些區(qū)也可能包括突起。其次，該主光盤具有金屬層。在該金屬層從感光層除去之后，它形成具有坑圖形的負(fù)印痕的膜。該膜的坑圖形然后通過重復(fù)處理(過程)，例如塑料壓模處理，轉(zhuǎn)移為大批光信息載體。其次，該信息載體具有一個或多個層，使它制成反射的和/或可刻寫的。在一個信息載體內(nèi)，它不能由用戶代表記錄用戶信息的坑圖形來刻入。在可刻字的信息載體中，坑的圖形不僅可代表用戶的信息，而且還代表軌跡信息，這是通過輻射束來實現(xiàn)的，該輻射束用于指導(dǎo)讀或?qū)懶畔⑤d體上的信息。
在信息載體上的信息密度可根據(jù)彼此靠近安排的坑而增加。但是，更密地密封坑引導(dǎo)當(dāng)讀取信息載體上的信息時產(chǎn)生的信號質(zhì)量的惡化，結(jié)果讀取信息的可靠性降低。質(zhì)量的惡化尤其顯現(xiàn)出其增加了抖動，即增加了信號不規(guī)則隨機變化。在主光盤內(nèi)較高密度坑的情況下，為了能使來自信息載體的信息信號具有足夠低的抖動，應(yīng)當(dāng)具有很精確限定位置和形狀。限制信息密度增加的問題之一是，在記錄主光盤的信息期間，用一固定功率的輻射束，短的坑比長的坑出現(xiàn)變得比較窄。
在美國專利NO.5040165中公開了一種制造光信息載體的方法，其目的在于解決上述問題。對于記錄短的區(qū)比記錄長的區(qū)曝光感光層的輻射束功率選擇從25％至100％。然而，根據(jù)這個方法制造的信息載體的傳導(dǎo)測試顯示，沒有觀察到抖動的降低。而且，用于記錄短的區(qū)和用于記錄長的區(qū)功率之間的比大大地依賴于在主光盤上使用的感光層的類型和情況。所以從不同主光盤上獲得的信息載體的質(zhì)量是不同的。
本發(fā)明的目的是提供一種在公開的文章規(guī)定類型的方法，該方法不具有已知方法的缺點。
所以，根據(jù)本發(fā)明的方法其特征在于，曝光的劑量在每個記錄區(qū)的長度上基本具有一個固定的預(yù)定值，該值與所述長度無關(guān)。
本發(fā)明基于認(rèn)識到感光層對比(反差contrast)曲線的形狀對于信息載體坑的主要形狀是決定性的。對比曲線代表感光作為曝光劑量功能的顯影速率，它是在給定位置入射每單位面積輻射的時間綜合量。直到現(xiàn)在用于光記錄的感光具有相當(dāng)線性的對比曲線，即曝光量是兩倍那樣大產(chǎn)生兩倍那樣高的顯影速率。對于具有較高密度的光記錄來說，現(xiàn)在注視到使用高對比的感光層，以便能夠小的好的限定形成的坑。高對比感光層的第一個特征是閾值。曝光劑量低于閾值提供可忽視的低顯影速率。高對比感光層的第二個特性是上閾值，隨著曝光劑顯影速率非常迅速地增加，已知的方法對于寫短區(qū)和長區(qū)使用兩種不同的強度，一般產(chǎn)生兩種不同的曝光劑量。這就導(dǎo)致對于短的和長的區(qū)有不同的顯影速率。顯影層速率的不同隨對比增加而增加。因此，在感光層的顯影之后形成的短和長坑的形狀，即長，寬和/或深嚴(yán)格地取決于在曝光期間使用的輻射功率的不同。
已知方法的第二個缺點是其對對比(反差contrast)曲線形狀變化的敏感性，下面可以明白。由給定的曝光劑量變換的感光層的量對溫度是比較不敏感的。相反，顯影速率，即在顯影液中溶解的變換材料的速率，是強烈地依賴于溫度和感光層的特性以及顯影液的濃度，對比曲線的形狀由感光層和顯影液的特性來確定，因此結(jié)果是強烈地依賴于感光層的溫度，成分和老化。因為該對比曲線給出了曝光劑量和顯影速率之間的關(guān)系，對比曲線的變化將引起顯影速率的變化。因為對于高對比感光層的對比曲線是非常陡峭的，對于這些感光層的顯影速率的變化是主要的而且強烈地依賴于精確的曝光劑量。由于這個理由，坑的形狀不能以已知方法滿意地控制。
然而，根據(jù)本發(fā)明的方法對對比曲線的要求的形狀非常不敏感，因此產(chǎn)生了感光層的曝光方法。為此目的，以這樣的方式來控制輻射束的功率，即曝光的劑量在曝光區(qū)的長度上基本上具有常數(shù)值，該值對于不同長度的區(qū)域是相等的?；旧舷嗟纫馕吨诩s+1—3％之內(nèi)相等。為此，每個區(qū)的首部和尾部的部分被忽略，而且沿著曝光區(qū)的中心線測量曝光。相等曝光劑量的結(jié)果對每個區(qū)的顯影速率也是相等而不在乎對比曲線的形狀。如果對比曲線的形狀偏離假定形狀，短區(qū)和長區(qū)二者的顯影速率將類似地變化。顯影速率的改變可簡單地通過對感光層適當(dāng)?shù)亟档突蜓由祜@影時間來校正。因此，短和長坑將給定希望的形狀，而與對比曲線形狀無關(guān)。結(jié)果，降低了抖動而且因此能夠降低坑之間距離和坑的長度，以使增加信息載體上的信息密度。
輻射束形成在感光層上具有一定強度分布圖的輻射光點。在寫入期間輻射光點在感光層上移動。因此，在感光層任意位置上的曝光劑量是由該分布圖的卷積和其位移來確定。當(dāng)小的區(qū)被曝光時輻射光點的位移相對于輻射光點的尺寸是小的。相反，對于長的區(qū)位移是大于輻射光點的尺寸。由于卷積的影響，在小區(qū)內(nèi)曝光劑量因此低于長區(qū)的曝光劑量。根據(jù)本發(fā)明該方法的一個具體實施例是特征在于，在短區(qū)曝光期間輻射束的功率做得比在長區(qū)曝光期間輻射束功率大得多，在短的和長的區(qū)內(nèi)曝光劑量基本上是相等的。該功率的值為其后要求曝光區(qū)長度的函數(shù)，對所有區(qū)來說，局部曝光劑量應(yīng)基本具有相同固定預(yù)定值。
在某些情況下，當(dāng)寫入長信息單元時，該方法剛剛所述的實施例導(dǎo)致在感光層的相比較短的曝光區(qū)，因此導(dǎo)致相對于短的坑。這可通過略微較長感光層的顯影來校正。然而，短區(qū)也是顯影較長，結(jié)果短坑將變?yōu)樘L。根據(jù)本發(fā)明的實施例其特征在于長區(qū)曝光的期間被選擇長于相關(guān)信息單元的期間。延伸的數(shù)量與對比曲線的斜率無關(guān)而且是對于長區(qū)在百分之幾至約20％之間，對于短區(qū)是零。
根據(jù)本發(fā)明的方法的具體實施例其特征在于在相關(guān)信息單元的開始之前，開始長區(qū)的曝光。因為感光層的記錄是對稱的過程，曝光時間的延伸相對于該區(qū)的正常位置應(yīng)當(dāng)是對稱的，即曝光應(yīng)當(dāng)早一點開始并比由信息單元規(guī)定的晚一些停止。
輻射光點的強度分布圖一般具有高強度中心凸起部，該中心凸起部一般由環(huán)形的低強度側(cè)凸起部所環(huán)繞。在寫入期間輻射光點在感光層上移動。結(jié)果在感光層上的一些位置，被由中心凸起部和一個或多個側(cè)凸起部連續(xù)地輻射，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，通過降低在這樣一些位置上的輻射束的功率，有可能在曝光區(qū)的長度上獲得固定的曝光劑量。
當(dāng)信息載體的信息密度被增加時，在主光盤上的區(qū)必須記錄得彼此靠得更近。當(dāng)?shù)谝粋€區(qū)被曝光時，鄰近的第二區(qū)和這些區(qū)之間曝光的感光層的部分，由于輻射束的尺寸，將被曝光至低劑量。在這個中間區(qū)，曝光劑量將保持在對比曲線的閾值以下，并將不導(dǎo)致信息區(qū)的形成。在第二區(qū)，該低的劑量被加到已經(jīng)執(zhí)行或被執(zhí)行形成這個第二信息區(qū)的曝光劑量。這種疊加導(dǎo)致對于第二區(qū)比在兩個區(qū)將互相遠(yuǎn)離的情況稍微更高的曝光劑量。由于對比曲線的陡峭，第二區(qū)的曝光劑量的這種略微的增加產(chǎn)生顯影速率的顯著的增加。因此，位于彼此靠近的信息區(qū)比位于遠(yuǎn)離的信息區(qū)變得更大。這種失真使得增加抖動，為了校正上述描述的效果，該方法可以兩種不同的方式進行修改。
根據(jù)本發(fā)明第一種修改的方法的特征在于在兩個相鄰區(qū)記錄的期間，位于最近的另一區(qū)的每個區(qū)的部分用輻射束的功率來記錄，該功率是兩個區(qū)之間距離的單調(diào)非降函數(shù)。在寫入期間，輻射束的功率以這樣的方式來控制，即與鄰近區(qū)的距離無關(guān)，該區(qū)的曝光劑量具有要求的常數(shù)值，以便不出現(xiàn)與區(qū)之間距離有關(guān)的失真。
根據(jù)本發(fā)明的第二個修改方法的特征在于在兩個區(qū)之間通過期間，該輻射束有一個比用于記錄這些區(qū)的功率低的功率，而且該功率與兩個區(qū)之間距，具有單調(diào)非降低關(guān)系。用這種方法得到鄰近區(qū)給出與其它區(qū)距離無關(guān)的固定附加曝光?，F(xiàn)在抖動被降低，因為區(qū)具有相同的失真。該附加曝光劑量應(yīng)當(dāng)小于預(yù)定曝光劑量值，即常數(shù)的約百分之三。
根據(jù)本發(fā)明提供用于實現(xiàn)該方法的設(shè)備，該設(shè)備包括用于根據(jù)短的或長的曝光區(qū)的圖形，用輻射束曝光，記錄主光盤上信息的裝置，該裝置包括用于產(chǎn)生輻射束的輻射源，強度調(diào)制器和與所述調(diào)制器相關(guān)的控制裝置和根據(jù)輻射束在主光盤上形成輻射點的光系統(tǒng)和用于移動主光盤和互相相對的輻射光點的裝置。該設(shè)備的特征在于，以這樣的方式，該控制裝置適應(yīng)于控制調(diào)制器，而曝光劑量在曝光區(qū)的長度上基本上具有預(yù)定的常數(shù)值。該值與所述長度無關(guān)，這樣的設(shè)備也稱為主記錄器。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的具體實施例，其特征在于，該控制裝置包括用于存儲一方面信息單元期間和另一方面在曝光的開始，期間和功率參數(shù)的至少一個參數(shù)之間關(guān)系的存儲器。
在優(yōu)選實施例中，該控制裝置包括用于指配一個碼給被記錄信息內(nèi)信息單元的編碼電路，該碼代表信息單元的長度而且與存儲器的地址有關(guān)。因此，該信息一般表示為串行數(shù)據(jù)流，該碼可能是表示為并行數(shù)據(jù)流。這樣該碼能以比信息較低的時鐘頻率并行處理。因此控制裝置的部件不需要設(shè)計為非常高的時鐘頻率，而且可以是標(biāo)準(zhǔn)部件。
為了用高密度記錄信息，該設(shè)備的可優(yōu)選的特征在于光系統(tǒng)包括一個濾波器，該濾波器能以這樣的方式影響輻射的幅度和相位，即降低輻射光點的中心凸起部的尺寸，結(jié)果曝光的區(qū)也能變得較小。
根據(jù)本發(fā)明設(shè)備的具體實施例，其特征在于該濾波器包括一個橢圓相位板。該橢圓形狀能夠使寫入方向強度分布圖的側(cè)面凸起部的功率與圓形相位板相比較被降低，結(jié)果根據(jù)本發(fā)明的寫入策略(strategies)產(chǎn)生更好的結(jié)果。
注意到，歐州專利申請NO.0411525公開了一種具有長度等于光系統(tǒng)的光瞳孔直徑的直角相位板。但是，使用這樣的一種相位板不可能形成適合于主記錄的輻射光束點，這樣光點應(yīng)當(dāng)具有雙向的小尺寸。
根據(jù)本發(fā)明方法制造的光信息載體，其特征在于信息區(qū)的長度偏離相關(guān)信息單元長度小于10％。這個偏差小于用根據(jù)本發(fā)明方法不能制造的信息載體的偏差。這種小的偏差使得在從信息載體獲得讀取信號時抖動的降低。
該光信息載體進一步的特征在于相鄰信息區(qū)之間的距離偏差相關(guān)信息單元之間的距離小于50mm。更精確限定相鄰信息區(qū)之間距離，如像更精確限定信息區(qū)的長度也導(dǎo)致降低抖動。
該光信息載體進一步的特征在于信息區(qū)寬度的擴展小于30nm。很好地限定信息區(qū)的寬度產(chǎn)生很好限定讀取信號的幅度。這也導(dǎo)致了抖動的降低。
現(xiàn)在通過舉例，參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的一些實施例，在附圖中

圖1表示制造信息載體的設(shè)備。
圖2表示記錄在主光盤上的信息的裝置，圖3給出強度和曝光劑量為主光盤上位置的函數(shù)，圖4a表示對于低對比感光層曝光劑量和顯影速率之間的關(guān)系，圖5表示對于未用寫入策略(strategy)記錄EFM信息單元的顯影分布。
圖6表示對于使用第一寫入策略記錄EFM信息單元的顯影分布，圖7給出根據(jù)第一寫入策略輻射束功率為被寫區(qū)長度的函數(shù)。
圖8表示對于用第二寫入策略記錄EFM信息單元的顯影分布，圖9給出根據(jù)第二寫入策略輻射功率為被寫區(qū)長度的函數(shù)，圖10給出在不同距離的兩個短區(qū)系列的曝光劑量，圖11表示圖10中分劑量分布相關(guān)的顯影圖，圖12給出對于一系列被寫的區(qū)根據(jù)第三寫入策略的輻射束的功率。
圖13給出對于一系列被寫的區(qū)根據(jù)第四寫入策略的輻射束的功率，圖14給出對于一系列不同距離的兩個短區(qū)根據(jù)第四策略的曝光劑量，圖15給出圖14的中間區(qū)內(nèi)曝光劑量，圖16表示圖14中與劑量分布相關(guān)的顯影圖，圖17表示強度和劑量分布隨強度分布的側(cè)面凸起部的影響，圖18表示用濾波的輻射束記錄的EFM信息單元的顯影分布，圖19給出根據(jù)第五寫入策略的強度分布和輻射束的功率，圖20表示具有橢圓形相位板的主記錄器的物鏡的光瞳孔，圖21表示具有和沒有相位板的I9信號的顯影分布，圖22表示主記錄器控制裝置的第一實施例，圖23表示控制裝置的第二實施例，圖24表示控制裝置的第三實施例，圖25表示控制裝置的第四實施例，圖1表示用于制造光信息載體的設(shè)備。該設(shè)備一般包括一個信息處理單元1，一個用于在主光盤3或主記錄器2內(nèi)記錄的裝置，通過主光盤用于處理主光盤和制造膜板5的設(shè)備4和用于印制信息載體7膜板痕跡的設(shè)備6。被記錄在信息載體上的信息8被加到信息處理單元1的輸入端。該信息包括例如軌跡槽紋或軌跡坑的幾何形狀內(nèi)記錄的軌跡信息，能夠識別在信息載體上位置的地址信息，能夠接著校正讀取差錯的信息，以及如果需要還包括可由信息載體的用戶讀取的數(shù)據(jù)。信息處理單元1從輸入信息8得到用于控制主記錄器2的信號9。借助于控制信號主記錄器記錄主光盤3的信息，作為感光層曝光區(qū)的圖形。在曝光區(qū)輻射束被吸收，以便光阻材料被變換和感光層的可溶性改變。由于曝光劑量增加，感光層的可溶性和顯影速率增加，該主記錄器是該設(shè)備的主要部分，而且在后面將詳細(xì)討論。主光盤3的感光層在設(shè)備4中被顯影，因此變換曝光圖形為此感光層的坑和/或槽形式的信息區(qū)圖形。接著，金屬層被沉積在感光層上。在感光層被除去之后，該金屬層形成具有坑圖形痕跡的膜片5。通過這樣的膜片重復(fù)設(shè)備6，通過例如塑料鑄造處理或根據(jù)光致聚合作用的重復(fù)處理，所謂的IP處理，制成信息載體的坑圖形痕跡。從單個主光盤3，能制成多個膜片5，可制成每個膜片幾百至幾千個信息載體7，以便通過單個的主光盤能制造幾千至幾百萬個相同的信息載體。該方法包括多個重復(fù)步驟，其中從單個膜片能制造多個膜片。
圖2表示用于寫入圓主光盤3的主記錄器2的實施例。很明顯，略微地修改，這樣的記錄器也可適應(yīng)于寫入其它形式的主光體，例如，用于制造直角光信息卡的直角主光體或用于制造光帶的伸長光主體。主記錄器2包括一個輻射源12，例如，氬激光器，產(chǎn)生一個輻射束13。輻射束的功率由電—光或聲—光調(diào)制器14進行脈沖調(diào)制，這取決于控制設(shè)備10的輸出信號，控制設(shè)備有一個接收來自信息處理單元1的信息9的輸入端。該控制設(shè)備變換信號9為適于控制調(diào)制器14的信息。當(dāng)輻射源能被迅速地調(diào)制，例如使用半導(dǎo)體激光器時，該激光器能直接地由控制設(shè)備10控制，而且輻射源12和調(diào)制器14將形成一單個設(shè)備。來自該調(diào)制器的強度調(diào)制輻射束15，例如通過光束展寬器16，鏡子17和物鏡18，聚焦在主光盤3的感光層20上形成一個輻射光點19。由于旋轉(zhuǎn)主光盤繞著旋轉(zhuǎn)軸21旋轉(zhuǎn)，而且同時在輻射方向22移動光元件17和18，有可能寫入感光層的中心或螺旋軌跡。結(jié)果輻射光點和感光層相對于相互之間的運動，能將信息單元時間和相關(guān)曝光時間的長度變換為信息單元和曝光的長度。在記錄期間，輻射光束保持聚焦在感光層上，該物鏡18通過反饋做成跟隨主光盤的垂直運動23。如果該主光盤以固定角速度旋轉(zhuǎn)，則輻射光束的功率應(yīng)該增加，為被寫入軌跡半徑的線性函數(shù)，以便保持固定的曝光劑量。這種功率的慢變化可受調(diào)制器14的影響。
在感光層區(qū)的記錄期間，輻射光點19和主光盤3的相互移動的影響將參照圖3說明。當(dāng)一個區(qū)被記錄在感光層時，該感光層被輻射點19輻射。圖3中虛線25代表輻射光點的強度分布為位置的函數(shù)。輻射光點運動的方向在感光層上的位置X沿著水平軸標(biāo)示，強度I沿著垂直軸標(biāo)示。為了簡化起見，強度表示為鈴(鐘)形曲線，雖然該曲線一般具有所謂的愛里(Airy)分布，它具有圓形開口透鏡形成衍射限制輻射光點的特性。曲線25表示在輻射光束開通到曝光區(qū)的瞬間時的分布，而且曲線26表示在由箭頭27表示的移動之后在結(jié)束曝光時的分布。在曝光區(qū)，感光層的曝光劑量是強度分布和其移動的卷積。該劑量分布用圖中的實線28表示，劑量分布是曝光劑量為位置的函數(shù)，圖中曝光劑量E沿垂直軸標(biāo)示。在曝光區(qū)的長度與輻射光點強度分布的直徑是短的情況下，圖中表示為W。
圖3還表示了曝光的較長遠(yuǎn)的情況。當(dāng)曝光開始時，由虛線29給出強度分布，它具有與強度分布25相同的形狀；在終端它由曲線30給出，在分布的中心之后執(zhí)行由箭頭31表示的移動，它的長度大于強度分布29的兩倍直徑，由曲線32表示有關(guān)的劑量分布，它具有一個平坦的最大值，它略微高于曲線28的最大值。在強度分布移動經(jīng)過的距離大于約兩倍分布的直徑的區(qū)域地方，才達(dá)到曲線32的最大曝光劑量。
在顯影處理期間，感光層的曝光區(qū)在顯影液中溶解，如圖4a所示，感光層的對比曲線表明溶解率，也稱為顯影速率和曝光劑量之間的關(guān)系。在圖的頂部右象限表示對于具有比較低的對比的感光層的曲型的對比曲線35，曝光劑量E是沿水平軸標(biāo)示而顯影速率D沿垂直軸標(biāo)示。閾值36表示在曝光給出可忽略地小的顯影速率曝光劑量以下的曝光劑量。底部右象限表示兩個區(qū)的劑量分布，即曝光劑量為感光層上位置X的函數(shù)。第一區(qū)劑量分布37的最大值略高于第二區(qū)劑量分布38的最大值，參見圖3來解釋產(chǎn)生的差別。通過在頂部右象限所示的對比曲線的底部右邊象限的曝光劑量現(xiàn)在可變換為頂部左邊象限所示的顯影速率，該速率再次表示為在感光層上位置X的函數(shù)。這種劑量分布37和38分別產(chǎn)生顯影分布39和40。在顯影期間，感光層以正比例于顯影分布的速率溶解。在顯影分布39和40的位置，這就產(chǎn)生以感光層內(nèi)坑的形式的信息區(qū)，其深度、長度和寬度取決于對比曲線的形狀和顯影時間。該坑的精確形狀不完全由顯影分布形狀來確定，還取決于顯影處理的其它因素。這些因素之一是顯影速率的方向總是垂直于顯影的表面。以便在顯影過程的開始，該速率方向垂直于感光層，而且垂直于已經(jīng)形成的坑的斜壁。因為感光層的厚度一般等于信息區(qū)或坑的希望的深度，其深度比較地小，短的顯影時間已經(jīng)使得坑的深度等于感光層的厚度。因此，延伸曝光將不產(chǎn)生深度改變，而僅僅是坑的長度和寬將以在感光層上給定位置正比例于顯影速率增加。
坑的長度可以各種方式限定，例如，具有深度等于感光層厚度的坑的那部分的長度或位于在首部和尾部邊緣位置之間，即深度等于感光層一半厚度的坑的那部分長度。對于給定的顯影過程，這個深度d，該d值取決于采用的定義(限定)，以時間t達(dá)到，這就意味著t＝d/D，這里D是顯影速率。顯影分布39和40的點，以時間t顯影到深度d，位于所謂的顯影線上，在圖4a中用線41表示，在過程結(jié)束之后，顯影的坑具有用箭頭42和43表示的長度。在較長顯影時間的情況下，線41適于較低的顯影速率D，因為對于顯影線來說，t和D的乘積是常數(shù)，因為對于顯影線與特定的深度d的常數(shù)值有關(guān)。因此，產(chǎn)生的坑的長度增加?？拥谋诘男甭视煞植?9和40的斜率來確定，這些分布交叉線41。由于在對比曲線35的比較低的閾值36，兩個分布37和38的側(cè)凸起或較小的凸起部可引起坑的伸長。在圖4a中略微不同的分布37和38的曝光劑量產(chǎn)生由箭頭42和43表示的兩個不同的長度的坑。對比曲線35把顯影線與圖的下部右邊象限中的曝光劑量線44聯(lián)系起來。與劑量分布37和38的交線45和46表示最后形成坑的長度。箭頭45和46的長度分別等于箭頭42和43的長度。
類似于圖4a，圖4b表示曝光劑量和顯影速率之間的關(guān)系，但是現(xiàn)在用高對比代替低對比的感光層。高對比表明其本身的對比曲線35的斜率和高閾值36′。圖46中的劑量分布37和38等于圖4a中的劑量分布。但是，分別產(chǎn)生顯影分布39′和40′明顯地偏離分布39和40。在第一個位置。在較陡峭的坑壁和較窄的坑中產(chǎn)生比較陡峭的對比曲線。而且，由于高閾值36′，兩個分布37和38的側(cè)凸起部不再使坑延伸。結(jié)果，這樣形成的坑可能是比較小和可更密集，以使信息載體的信息密度增加。其次，盡管分布37和38的最大曝光劑量之間的比較小的差別，而兩個分布39′和40′的最大顯影速率之間存在著重要差別。實際上，小的差別引起這樣強的影響是由于對比曲線35′和曝光劑量線44′的陡度靠近于分布37和38的最大值。當(dāng)使用高對比感光時，產(chǎn)生的坑的長度和寬度因此強烈地取決于在曝光劑量的精確值。由顯影分布39′形成的坑比分布40′形成的坑將更長和更寬。兩個坑形狀之間的差別因而取決于顯影過程的精確條件。這由圖46所示的極端情況來說明，對于特定的顯影過程顯影線41′交叉顯影分布39′而且適于上面的分布40′。分布39′產(chǎn)生坑顯影到要求的深度，因此分布40′產(chǎn)生一個坑不具有要求的深度。產(chǎn)生的主光盤內(nèi)坑的深度、寬度和長度通過重復(fù)過程變換到信息載體，并且導(dǎo)致在信息體的讀取期間增加抖動。曝光劑量的不同不能通過在顯影過程期間由顯影時間的改變來校正。
坑的形狀不僅僅由曝光劑量影響，而且受顯影過程的參數(shù)影響。用于感光層的感光層的老化，感光層的組成部分的濃度的變化和顯影液濃度的變化都導(dǎo)致對比曲線35和35′的斜率和閾值的變化。這分別產(chǎn)生顯影分布39、40和39′、40′的改變。這些改變僅能通過較長或較短顯影時間來部分地校正。
一般，在主光盤上記錄的信息單元具有不同的持續(xù)期，產(chǎn)生不同長度的曝光區(qū)。對于任何曝光區(qū)任意長度的曝光劑量可以從輻射光點強度和如圖3所描述的方法輻射光點的移動強度分布的卷積來確定。之后，對于各種區(qū)的顯影速率可分別通過圖4a和4b中對比曲線35和35′來確定。在感光層內(nèi)曝光區(qū)所希望的長度用希望的信息密度和信息編碼方法來決定。為了獲得高密度，最短區(qū)的長度為最小的。為了獲得高密度，最短區(qū)的長度為最小的。在一些情況下，希望記錄區(qū)的長度短于輻射光點兩部直徑，即短于輻射波長和在愛利強度分布情況下物鏡18的數(shù)值孔徑的商。編碼數(shù)字信號的通常方法是所謂8至14調(diào)制(EFM)。此后，通過舉例的方式，已經(jīng)使用EFM編碼，但是本發(fā)明不限于這種編碼。在EFM編碼的情況下，在數(shù)字信息信號中信息單元的時間長度是固定基本時間的整數(shù)相乘，其相乘在3和11之間。具有基本時間期間的信息信號的部分被稱為比特單元。該基本時間根據(jù)輻射光點在感光層上移動的速度變換為基本長度。該信息單元和相關(guān)的信息區(qū)被指定為I3至I11，取決于它們的長度。在所謂小型盤(Compact Disc)中存儲的信息是EFM編碼。
圖5表示對于具有208nm基本長度的EFM區(qū)I3至I11的顯影分布，對于該分布來說，具有愛利強度分布的脈沖輻射光點和在脈沖期間固定的功率，與被記錄區(qū)的長度無關(guān)，而且使用了高對比感光層。在通過波長為458nm和具有數(shù)據(jù)孔徑為0.45的物鏡18的輻射光束，在具有高信息密度的主光盤上的記錄期間獲得該分布。該分布表示加到由輻射光點寫的軌跡的軸，X是沿該軸的距離。該圖表示短的區(qū)I3、I4和I5在中心，即X＝0，與較長區(qū)相比較具有相對低顯影速率。由這個事實產(chǎn)生了短的區(qū)比I6和更長區(qū)接收較低的最大曝光劑量，達(dá)到圖3中由曲線32所示的最大曝光劑量。由于卷積的影響，如在后面參見圖3所說明的那樣，對于短區(qū)的顯影速率顯著地低于長區(qū)。如果顯影線48適合于在圖5所示的電平(能級)，對于I3、I4和I5區(qū)形成的坑的長度出現(xiàn)明顯地短于相關(guān)信息單元的長度，即3，4和5倍EFM編碼的基本長度，而較長坑的長度稍微地太短。偏離短坑長度的偏差和偏離長坑的長度的偏差之間的偏差使得由這些坑產(chǎn)生的讀信號非常不可靠。所述的美國專利NO.5040164公開了一種方法，該方法通過在這樣的短區(qū)記錄期間比在長區(qū)記錄期間使輻射光束功率更高來改進短坑的長度。這就產(chǎn)生對于短區(qū)有較高的最大曝光區(qū)和較高的最大顯影速率。雖然這種已知的方法產(chǎn)生坑長度的改進，但是坑的形狀強烈地依賴于精確曝光劑量和顯影過程的參數(shù)值的問題，正如在前面章節(jié)所描述的那樣，這些問題依然存在。
根據(jù)本發(fā)明，通過給定所有區(qū)劑量分布，短區(qū)和長區(qū)二者，主要地相同最大曝光區(qū)，能明顯地降低坑或信息區(qū)的希望長度和寬度的偏離。因此，所有顯影分布的最大顯影速率變?yōu)橄嗤摹Ｒ员銢]有坑長和寬取決于顯影過程出現(xiàn)的不希望的偏離。對于所有區(qū)曝光劑量變得太高或太低，校正是可能的，如果劑量在閾值以上，通過略微降低或增加顯影時間，以便獲得產(chǎn)生坑的希望的形狀。這種根據(jù)本發(fā)明的曝光方法降低坑形狀對顯影處理參數(shù)的依賴性。這種曝光方法保證所有顯影分布37、38在與曝光劑量線44相交叉位置具有相同斜率。如果所有顯影分布變?yōu)楦「叨?，由于對比曲線的改變，當(dāng)顯影條件保持相同時，該坑對于相同范圍變得更窄和更短。在顯影過程中，每個坑的長度可按以相同的量增加，以便通過略微增加相對于通常顯影時間的顯影時間，得到希望的長度。
圖6表示根據(jù)本發(fā)明的使用第一寫入策略獲得的對于EFM編碼信號I3至I11的顯得分布，對于這些，曝光區(qū)的最大曝光劑量已被均衡。以圖7所示的方法輻射光束的功率取決于信息單元的長度，在圖7中，沿著水平軸標(biāo)示了信息單元基本長度數(shù)，沿垂直軸標(biāo)示輻射光束的正常功率P。對于短于I6的功率隨區(qū)長度降低而增加。這種降低可用指數(shù)函數(shù)數(shù)學(xué)地近似。在圖中，對于I3的功率比I11的功率高15％，對于等曝光區(qū)功率的幅度可以輻射光點及其移動的強度分布的卷積來計算。在圖7所示例子中激光器光束的功率根據(jù)改變激光器光束的調(diào)制器14的傳輸來調(diào)制。還有可能通過改變激光器輻射短脈沖的重復(fù)頻率來改變激光器光束的功率。該重復(fù)頻率這樣的高，這種短脈沖串產(chǎn)生基本上相同的主光盤上的輻射圖形，像單個長脈沖一樣。用比長信息單元(如像I11)較高的短脈沖的重復(fù)頻率記錄像I3這樣的短信息單元。較高的重復(fù)頻率增加輻射束的平均功率，而對于記錄短信息單元是需要的。
第一個策略的進一步的優(yōu)點是對在顯影處理參數(shù)的變化不敏感，其坑的寬度與坑的長度無關(guān)，與所述美國專利NO.5040165的教導(dǎo)矛盾。如果短坑比長坑較窄，在無任何寫入策略的記錄的情況下，由短坑產(chǎn)生的讀出信號將比較地小。如果短坑寬于長坑，從所述美國專利已知的寫入策略而產(chǎn)生從短坑始發(fā)讀取信號的幅度將是較大的，但讀取的信號的抖動也將比較地高。而且，由于這種較大的寬度，信息載體的軌跡不能與另一個軌跡排列地足夠地近。它限制了信息密度的增加。顯然在等于短的或長的坑等寬的情況下，讀出信號的抖動是最小的。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的第一寫入策略被使用時，就是這種情況。
在某些情況下，可出現(xiàn)依賴于信息區(qū)域的基本長度、光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)字孔徑和輻射光束的波長，在第一寫入策略情況下，產(chǎn)生的短坑的長度太大或短坑的長度太小。為了解決這個問題，本發(fā)明提供了第二寫入策略。根據(jù)這個策略，首先，對于長區(qū)域稍增加曝光時間。其次，為了保持信息區(qū)域的標(biāo)稱位置，在每個長信息單元的前、后兩端對稱地擴大曝光。第三，如果需要的話，顯影時間可增加或減少到這種程度即最短的信息區(qū)域具有信息單元所要求的長度。這種曝光時間的減少或增加分別對應(yīng)于圖6中的顯影線49的向上或向下偏移，這會導(dǎo)致所有的信息區(qū)域正被縮短或擴展。圖8示出了采用第二寫入策略所得的區(qū)域I3到I11的顯影分布圖。圖9示出了作為信息單元長度的函數(shù)的輻射光束的相應(yīng)功率。與沒有采用第二寫入策略的圖7相比較，顯而易見，采用第二寫入策略，在信息單元的起始，也就是在圖的水平軸上長度0之前就開始對區(qū)域I4和較長區(qū)域有效曝光。當(dāng)由短脈沖的光束傳送輻射功率時，平均功率能夠用改變脈沖的重復(fù)頻率來調(diào)節(jié)。對于較長信息單元的曝光改進能夠用改變短脈沖的相位來實現(xiàn)。
至此，僅考慮了當(dāng)隔離區(qū)域被曝光時所產(chǎn)生的效應(yīng)。如果增加信息密度的話，將不僅因區(qū)域本身而且也因區(qū)域之間的距離變小而產(chǎn)生問題。然后，相鄰區(qū)域的輻射量分布將重疊，并且所得的信息區(qū)的形狀將變成與相鄰區(qū)域之間的距離有關(guān)。圖10表示了對于一連串相鄰I3對的這種效應(yīng)的輻射量分布圖，如圖所示，中間區(qū)域的設(shè)置在每對的兩個分布之間，其中間區(qū)的長度是基本長度的若干倍。關(guān)于上述的主記錄器，其分布圖對應(yīng)于NA為0.45、λ為485nm和信息單元的基本長度為162nm。最顯著的效果是，中間區(qū)域的曝光量較高。而且，在曝光區(qū)域中，本身最大的曝光量隨著區(qū)域之間距離的減小而稍有增加。圖11示出了與圖10輻射量分布圖有關(guān)的對于高對比度感光層的顯影分布圖。由于對比度曲線閾值的結(jié)果，中間區(qū)域的較高曝光量不會導(dǎo)致顯影速率的增加，相反地，由于對比度曲線的斜率，相應(yīng)最靠近的區(qū)域的最大曝光量稍高會導(dǎo)致最大顯影速率的顯著增加。因此，相互靠近配置的坑變得太大。
利用本發(fā)明的第二策略來解決這個問題，根據(jù)用于記錄與先前已寫入?yún)^(qū)域和接著被寫入?yún)^(qū)域的距離相適應(yīng)的一個區(qū)域的輻射光束的功率，以這種方式使該區(qū)域的長度上得到所需的恒定曝光量。對于三個連續(xù)曝光區(qū)域和二個中間區(qū)域每個組合長度的需要計算出寫入中心曝光區(qū)域所要求的功率。根據(jù)與區(qū)域長度有關(guān)的第一策略，因為輻射光束的功率；和以后的重疊效應(yīng)，除了中間區(qū)域的長度以外，要考慮到曝光區(qū)域本身的長度。圖12示出了根據(jù)第三寫入策略記錄一連串區(qū)域的輻射光束的功率P為了清楚起見，假設(shè)脈沖額定功率與脈沖長度無關(guān)。因為脈沖545相鄰脈沖相隔很遠(yuǎn)其輻射量分布不重疊，以致它具有額定的功率。因為脈沖55與脈沖54有很大距離，它左邊具有額定的功率，因為脈沖55在其右邊與下一個脈沖56的相關(guān)輻射量分布的重疊，以致其右邊的功率應(yīng)稍減小。同樣，脈沖56的左邊的功率也被減小。功率減小的大小可由輻射光點的光強分布的形狀和在脈沖之間的距離來確定。如圖所示，由于在脈沖56和后面的脈沖57之間的距離較短，兩個脈沖在大的距離上呈現(xiàn)了較大的功率減小。脈沖57的最大功率沒有達(dá)到額定值是因為該脈沖較短和在兩邊的相鄰脈沖以短距離設(shè)置。如圖所示，不需要分級來減小脈沖的功率。根據(jù)例如直線或平滑曲線，功率減小也是可能的。為了簡化第三寫入策略的實施，功率減小只可用到具有最短間隔、最強重疊效應(yīng)的這些脈沖對。
第四策略提供一種用于解決各太大信息區(qū)域由于它們之間短距離效應(yīng)的方法。用這個策略精確地照射中間區(qū)域。在被寫入的區(qū)域之間所加的曝光量的大小隨著這些區(qū)域之間的距離而增加，并保持在對比曲線的閾值以下。這些中間區(qū)域的曝光導(dǎo)致在相鄰區(qū)域的位置上具有側(cè)面凸出的分布圖。通過前面區(qū)域的側(cè)凸出分布和中間區(qū)域的側(cè)凸出分布都提供相鄰區(qū)域的附加曝光。隨著兩區(qū)域之間的距離增加第一作用的附加曝光減小，可是根據(jù)本發(fā)明，第二作用增加了，以致被記錄的區(qū)域的附加曝光與區(qū)域之間的距離無關(guān)。在中間區(qū)域曝光期間。輻射光束的功率可由輻射光點的光強分布確定。于是每個已記錄區(qū)域在開始和結(jié)束接收附加的曝光量。附加曝光量應(yīng)比預(yù)定的曝光量的恒定值約小百分之三。因此，每個所得的信息區(qū)域在起始和結(jié)束被稍加寬。由于這個加寬對于所有信息區(qū)域即長和短兩種信息區(qū)域都是相同的。這將不會導(dǎo)致抖動的惡化。第四寫入策略與第三寫入策略相比較，其優(yōu)點在于加到中間區(qū)域的功率僅與曝光區(qū)域之間的距離有關(guān)而與被寫入?yún)^(qū)域的長度無關(guān)，如第三策略。這便簡化了主記錄器中的功率控制。
圖13利用圖解表面根據(jù)第四筒略，在一連串區(qū)域記錄期間輻射光束的功率。所有的脈沖具有額定功率，為了附圖清楚起見，假設(shè)與脈沖的長度無關(guān)，在脈沖59和60的中間區(qū)域中對于脈沖59的結(jié)束和脈沖60的起始所需的附加曝光的功率保持在較低值61。在脈沖60和下一個脈沖62之間的距離比在脈沖59和60之間的距離要短，以便在脈沖60和62之間的功率63通常比功率61低。在脈沖62和64之間的距離與在64和65之間距離是如此小以致不需要附加曝光。圖14表示一連串相鄰對I3的輻射量分布圖，每對的中間區(qū)域具有一段如圖中所表示的長度，該長度通過使用第四寫入策略而獲得的。在每個已記錄的區(qū)域的最大曝光量都是相等的。并且與兩個已記錄區(qū)域之間的距離無關(guān)。另外，在中間區(qū)域即圍繞X＝0的曝光量與沒有用這個策略的情況相比較已被增加，如圖10所示。圖15中示出了在中間區(qū)域的曝光量。如圖14所示，該值沿以同一單位表示的垂直軸畫出曲線。對于最短的中間區(qū)域即I3的輻照量是零。圖16示出了相對于圖14中用于具有陡峭對比度曲線的感光層的曝光量的顯影分布圖?，F(xiàn)在所示的所有顯影分布圖具有相同的形狀，而與在分布圖之間的距離無關(guān)。在顯影時產(chǎn)生的信息區(qū)域?qū)⒕哂邢嗤某叽纭Ｔ诜植紙D之間的顯影速率基本為零。盡管在這些位置上有較高的顯影量如由圖14明顯地可見。由于高對比感光層的較高閾值，可得到這個優(yōu)點。
第三和第四策略能夠有利地結(jié)合或第五策略。這種策略的特征在于第一，在中間區(qū)域輻射光束的功率具有較低的值，該值隨著中間區(qū)域的長度增加而增加，第二，在被寫入?yún)^(qū)域的起始和結(jié)束的功率具有比額定值稍低的固定值。中間區(qū)域的曝光會導(dǎo)致在區(qū)域的開始和結(jié)束的固定附加曝光，如第四策略所說明的。在起始和結(jié)束減小一固定量的功率來補償附加曝光，并保證曝光量在與區(qū)域之間的距離無關(guān)的每個區(qū)域的長度上為常量。所得的區(qū)域通常具有相等的寬度，與相鄰區(qū)域的距離無關(guān)。第五策略的功率控制與第四策略一樣簡單，正因為中間區(qū)域的功率僅與中間區(qū)域的長度有關(guān)，又因為所有被記錄區(qū)域的功率以與區(qū)域的長度和離相鄰區(qū)域的距離無關(guān)的相似的方法進行校正。
圖6和圖8示出了分別根據(jù)第一和第二策略對于區(qū)域記錄的顯影分布圖，沒有平直最大值，可是顯示了區(qū)域長度有關(guān)的微小偏差。該偏差主要影響所得的信息區(qū)域的寬度，例如，對圖8的信息區(qū)域I11的顯影分布情況，X＝0的顯影速率比X＝0.64μm稍高，在垂直于X方向或?qū)懭敕较?，也就是在垂直于附圖平面的方向上，顯影分布確定信息區(qū)域的寬度。因此，對于X＝0的該分布比X＝0.6μm較寬。因而，對X＝0所得的信息區(qū)域比X＝0.6μm較寬。信息區(qū)域的非恒定寬度導(dǎo)致讀信號的抖動。其原因被歸屬于在具有其位移的光強分布卷積光強分布的側(cè)面凸出影響和較大的非線性對比度曲線。這可參照圖17進行說明。圖的上半部表示在區(qū)域記錄期間在感光層上輻射光點的光強分布圖，用箭頭68從峰值67的起始位置到峰值69的結(jié)束位置表示光強分布移動的一段距離?；痉植季哂卸€側(cè)面凸出70、71，這便是愛里(Airy)分布的第一光亮環(huán)的特征。在記錄期間用箭頭72表示左邊凸出70的位移和用箭頭73表示右邊凸出的位移。圖的下半部表示在感光層上按輻射分布形式的相應(yīng)曝光量。由于光強分布的凸出70和71的曝光，該輻射量分布具有凸出74、75。輻射量部分76由光強分布的凸出70和峰值67兩者曝光來產(chǎn)生從箭頭68和72的重疊可顯見。輻射量部分77是用峰值67和側(cè)凸出71曝光的總和。輻射量分布的中心上升部分78是由光強分布的側(cè)凸70、側(cè)凸71和峰值67的曝光來產(chǎn)生的，從箭頭68、72和73的重疊可顯見的。由于光強分布基本上是旋轉(zhuǎn)地對稱的，顯然，在中心部分的曝光量比相鄰部分76和77稍高，在中心部分的位置處以垂直于附圖平面的方向產(chǎn)生稍寬的輻射量分布。這個較小加寬的輻射量分布由光強分布的側(cè)凸出70、71曝光的重疊而產(chǎn)生的。由于對比度曲線的陡峭的斜率，產(chǎn)生基本上加寬的顯影分布。因此，所得到的信息區(qū)域?qū)⒈葍啥说拈L度加寬一半。在小于圖17所示的輻射光點的位移的情況下，輻射量分布可隨中間下降而上升，中間下降表示所得到的信息區(qū)域的局部壓縮。這種寬度變化導(dǎo)致抖動增加。
上述寬度變化的問題愈加發(fā)生在具有濾光物鏡的主記錄裝置中。濾光的目的是改變從物鏡出射的輻射光束的幅度和相位，用這種方法可使最大光強能級的一半處的輻射光點的橫截面變窄，從而能實現(xiàn)高密度記錄。然而，濾光使輻射光點的光強分布的側(cè)凸出中的功率增加。這便導(dǎo)致在曝光量中變化的增加和信息區(qū)域的寬度的變化。圖18示出了一個根據(jù)第二策略在具有陡峭對比線感光層中記錄的基本長度為162nm的EFM信息單元的顯影分布變化的實例，λ＝548nm，一物鏡NA＝0.45和一包括配置在物鏡的光孔中心和其半徑等于光孔半徑的0.3倍的圓形180°相移片的濾光鏡，顯然，在這種情況，側(cè)凸出部分即對信息區(qū)域的寬度和長度起作用。
如果根據(jù)本發(fā)明使用第六策略可補償側(cè)凸出對信息區(qū)域的反作用。第六策略通過光強分布的側(cè)凸出產(chǎn)生對區(qū)域的中心的附加曝光量的補償。側(cè)凸出的高度和從側(cè)凸出到光強分布的峰值的距離可根據(jù)波長、物鏡的數(shù)字孔徑、在物鏡的光孔上的光強分布和相移片的形狀相當(dāng)精確地計算出。通過具有這個分布位移的光強分布的卷積的方法，在位移期間，能夠隨時可算出輻射光束中所需的功率，以便在區(qū)域的長度上得到恒定的曝光量。對于曝光量分布的側(cè)凸出，諸如圖17中側(cè)凸出74和75的校正是不需要的。因為這些是小于對比曲線的閾值并將使它上升到可忽略的顯影速率。圖19表示了第六策略效應(yīng)的兩個實例。這圖的上半部分示出了分別用于記錄較短和較長區(qū)域的兩個光強分布80，81的起始位置。箭頭82、83表示在記錄期間光強分布峰值的各自偏移。箭頭84、85和86、87表示光強分布的左邊和右邊側(cè)凸出的偏移。圖的下半部分示出了作為在用于記錄短區(qū)域和長區(qū)域的感光層上輻射光點偏移的函數(shù)的輻射光束功率P的相關(guān)變化。在二個功率分配分布圖88和89中虛線表示在沒有寫入策略情況下已使用的功率。用于短區(qū)域的功率分配分布圖88表示；在分布的起始和最后的功率比在沒有寫入策略的分布情況要低，用點劃線所表示。用減少功率的兩個區(qū)域的長度分別對應(yīng)于箭頭82、84和82、86的重疊的長度。當(dāng)長區(qū)是記錄的功率時，分配分布圖89是低于整個長度。在分布的中心的附加下落90補償箭頭83、85和87的三重疊。在圖17中曝光量分布中，三疊重疊對應(yīng)于上升部分78。
上述的第六策略補償輻射光點的光強分布的側(cè)凸出影響而且，當(dāng)側(cè)凸出更顯著時，該補償作用變小。在物鏡的濾光設(shè)計中考慮了這種情況。因此，優(yōu)選的移相片不是圓的而是橢圓的。圖20表示物鏡的光孔92，其中配置-180°移相片93，移相片包括二個半圓部分94、95，每個半圓具有半徑r，還包括一矩形部分96，其長度l。由于這個形狀，在側(cè)凸出中的一部分功率從圖10的水平方向送到垂直方向，或相對于寫入過程，從寫入方向到其垂直的方向。因為在這個最后所述的方向上總的曝光量仍在對比曲線閾值以下，所以在顯影過程中側(cè)凸出的作用很小。橢圓移相片的另一個優(yōu)點在于由它產(chǎn)生的光強損耗比由使中心凸出部分同樣變窄的圓移相片產(chǎn)生的要小。根據(jù)本發(fā)明，作為光孔半徑小數(shù)(幾分之一)的移相片的參數(shù)r和l，在0＜r＜0.4和0＜l＜0.5范圍中優(yōu)選的約為r＝0.18和l＝0.3。在最后所述的情況中在水平或?qū)懭敕较蛏蟼?cè)凸出的最大光強僅大約為在垂直方向，即垂直于寫入方向上側(cè)凸出的最大光強的40％。
用如圓移相片的同樣方向，橢圓移相片使光強分布的中心瓣變窄，以致短記錄區(qū)域能夠變得更短。然而，當(dāng)用與中心瓣重疊的較強側(cè)凸出曝光長區(qū)域時，以致曝光區(qū)域被拉長。除了用第二策略獲得拉長以外，該拉長能夠有利地用于替代使長區(qū)域被拉長。圖21示出了在較長I9信息單元的顯影分布上移相片的作用。實線98表示沒有移相片所得的顯影分布，點劃線99表示圓移相片所得的顯影分布，虛線100表示橢圓移相片所得的分布。在這些情況中沒有一個使用根據(jù)本發(fā)明的策略。該圖清楚地表示由圓相移片產(chǎn)生的拉長分布。由于在寫入方向上側(cè)凸出較小，所以由橢圓移相片產(chǎn)生的拉長稍小一些。在顯影分布的峰值下凹對于圓移相片為17％。而對于橢圓移相片僅為8％。因此，用第六策略補償分布100比補償分布99容易。點劃線101表示用圓移相片所得的補償分布。當(dāng)很長的結(jié)構(gòu)，例如跟蹤槽被記錄時，適當(dāng)?shù)匕褭E圓移相片以這個片的平面轉(zhuǎn)過90°，以致在寫入方向上延伸移相片的主軸，以便獲得較窄的槽。
根據(jù)本發(fā)明的寫入策略能夠?qū)⒚總€策略單獨使用也可二個或更多個策略組合使用。通過寫入策略，能得到其長度為λ/(2NA)量級的信息區(qū)域。使用這些策略能得到所有信息區(qū)域的信息載體，信息區(qū)域的長度比與相關(guān)信息單元的長度的偏差小50nm。該長度的標(biāo)準(zhǔn)偏差在使用本發(fā)明的第二策略時小于14nm和在使用第二策略與一個或更多的其它策略的組合時小于10nm。中間區(qū)域的長度偏離所要求的長度都相同。通過時間間隔分析僅能夠測量在信息載體上信息區(qū)域和中間區(qū)域的長度偏差。通過這種測量，可以得到信息單元的長度，以致對于沒有給定信息區(qū)域長度的信息載體，所述的偏差也能被確定。信息單元寬度上的拉寬小于30nm，也就是說，在信息載體上與一些不正確構(gòu)成的信息區(qū)域分開的最寬和最窄信息區(qū)域之間的差小于30nm。在表示確實相等寬度的信息區(qū)域的文獻(xiàn)中，通過從圖中定界的方法可以取得最低限度的伸長為1nm。然而，這種圖不表示實際情況，并且所述的文獻(xiàn)還沒有認(rèn)識到本發(fā)明提供解決的問題。根據(jù)本發(fā)明所得的信息區(qū)域的長度和寬度的小偏差會導(dǎo)致在這種信息載體讀出時產(chǎn)生在讀信號中可接受的低的抖動。
為了執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的寫入策略，圖2中所示的主記錄裝置2應(yīng)采用特殊的方法?？刂蒲b置10應(yīng)把表示被記錄信息的輸入信號9變換成輸出信號11，以這種方法通過這個裝置控制調(diào)制器14產(chǎn)生輻射光束15的這種功率調(diào)制，使曝光量在曝光區(qū)域的長度上為常量。圖22表示根據(jù)第二寫入策略控制曝光量的控制裝置10的例子。分析電路103從輸入信號9的信息單元得到觸發(fā)信號104和長度信號105，觸發(fā)信號104表示在那瞬間信息單元起動，長度信號105表示該信息單元的長度。接著，借助于觸發(fā)器和長度信號，脈沖形成電路106產(chǎn)生脈沖信號107。通過由信息單元的長度確定的時間間隔相對于觸發(fā)信號提前信號107的每個脈沖的起始。上述圖9給出了一個對于EFM編碼信息單元的與長度有關(guān)的提前輸出脈沖的實例。圖9還給出了與信息單元的長度有關(guān)已經(jīng)被拉長的輸出脈沖的長度的例子。通過以圖9所示的方法控制輻射光束的功率的方法，幅度電路108將長度信號105變換成幅度信號109。最后，幅度調(diào)制器110產(chǎn)生脈沖輸出信號11，它的脈沖起動瞬間和長度與信號107有關(guān)，和其幅度與幅度信號109有關(guān)。對于EFM編碼信息單元這些脈沖可具有如圖9所示的形狀。輸出信號11控制調(diào)制器14以致控制輻射光束中的功率。
圖23表示根據(jù)第二、第五和第六寫入策略控制曝光量的控制裝置10′的第二實施例。分析電路112從輸入信號9中得到表示在輸入信號9中信息單元的長度和起動瞬間的第一長度信號113，與表示在先前和目前信息單元之間標(biāo)稱距離的第二長度信號114。第一長度信號113加到存儲電路115的輸入，其中存儲不同長度和幅度的脈沖波形。選擇與長度信號的值有關(guān)的一脈沖波形并作為信號116中的輸出脈沖輸出。輸出脈沖的開始已相對于信息單元的起始偏移和輸出脈沖的輸出已相對于這個單元的長度增加，這二者如第二策略所規(guī)定的。如第五和第六策略所規(guī)定的方法，在脈沖的長度上改變輸出脈沖的幅度。第二長度信號114送到幅度電路117，它根據(jù)第五策略把長度換成信號118，它的幅度與第二長度信號的值有關(guān)，并且表示在記錄區(qū)域之間輻射光束的功率。加法電路119將信號116和118相加，以形成輸出信號11。
圖24表示關(guān)于寫入策略的采用有很大靈活性的控制裝置10″的第三實施例，然而，其優(yōu)點是，能從高速實時處理被記錄的信息單元，因為幾種策略的處理數(shù)據(jù)是以并行處理而不是串行處理。輸入信號9的信息單元輸出到移位寄存器120。移位寄存器的容量是12單元，可適用于處理EFM編碼信號。然而，對于具體代碼需要的寄存器可具有任意大小。信息單元以每個時鐘信號C11的時鐘脈沖一個比特單元的速率移位到寄存器的輸出Q1到Q2處可得到。輸出Q1到Q12接到編碼電路121的輸入。編碼電路每次產(chǎn)生一輸出信號122，Q11的值不同于輸出Q12的值。在那瞬間，編碼電路確定在到達(dá)Q11的輸出信號序列二進制數(shù)“1”或“0”。如果，例如信號Q8到Q12具有值01110，則編碼電路將檢測一個被記錄的I3信息單元。通過集成在編碼電路的第一查閱表，編碼電路把唯一碼指配給電路的輸入信號的組合。查閱表具有一個用于可在輸入信號中產(chǎn)生每個串行的“1”和每個串行“0”的輸入。
該代碼按并行輸出信號122傳送到第二查閱表123。查閱表123規(guī)定對于幅度值的序列的每個代碼按輸出信號11被傳送到調(diào)制器14，為了在輸出信號11中能夠提供足夠的時間分辨力，輸入信號9的每個比特單元被分成32個序列子單元。因此，查閱表123對于在其輸入的每個代碼在輸出124給出許多幅度值等于32倍屬于該代碼的比特單元數(shù)。查閱表123的輸出用時鐘信號C12定時，與時鐘信號C11同步。在查閱表123中輸入的代碼優(yōu)選地包括地址和長度值。該地址指示在關(guān)于該代碼的查閱表中第一幅度的位置，但是，長度表示關(guān)于代碼的幅度值的數(shù)。一旦新代碼送到查閱表123，在地址傳輸時讀出開始并結(jié)束由長度傳輸指示的多個時鐘周期。在關(guān)于代碼的幅度值的讀出完成時，在查閱表123的輸入可得到新的代碼，并且下一個讀出周期能夠起動。幅度值是符號值，表示例如，對三種電平幅度控制的高、中和低的電平。該控制優(yōu)選地使用256電平，每個以8比特編碼。幅度按32比特至行輸出信號124，也就是四個幅度值并聯(lián)輸出。因此，時鐘信號C12運行32/4＝8倍于時鐘信號C11。
輸出信號124的多路分解器125中多路分解從32到8比特寬信號。多路分解器運行在時鐘信號C13上，再與時鐘信號C11同步，并以32倍運行像C11一樣快。多路分解器的8比特并行輸出信號126輸入較小的快速查閱表127，把在其輸入的符號幅度值變換為在其輸出的實際幅度值。查閱表127的輸出信號連接到把數(shù)字輸入值變換為模擬輸出值的快速數(shù)字模擬變換器129。變換速率等于時鐘信號C11的頻率的32倍。模擬輸出值連續(xù)輸出控制調(diào)制器14的信號11和輻射光束的功率。由多路分解器125，查閱表127和變換器129在商業(yè)上可得到以稱為視頻RAM-DAC的快速形式的單一單元。
在查閱表123中使用符號值的優(yōu)點在于對于所有信息單元都能執(zhí)行寫入策略，而輸入信號與幅度的精確值無關(guān)。幅度值存貯在查閱表127中，能容易地適用于特種記錄和顯影條件，不用修改，反面擴展閱表123。在不需要這種靈活性的情況下，實際幅度能存貯在查閱表123中，并能夠不用查閱表127。雖然已描述了對于第一策略的實現(xiàn)的控制裝置10″的作用，僅改進了輻射光束的功率，根據(jù)本發(fā)明的其它策略同樣能在控制裝置中實現(xiàn)。第二寫入策略可通過在查閱表123中增加關(guān)于代碼的幅度值的數(shù)目來實施，由此按這個策略的要求提供前、后值。對于中間區(qū)域在查閱表123中的幅度值的數(shù)目必須相應(yīng)的減少。在第三策略，幅度與被記錄的區(qū)域的長度相關(guān)，這與先前和隨后的中間區(qū)域的長度有關(guān)。因此，這個裝置必須包括一個相移寄存器，其長度等于被記錄的最長區(qū)域加上兩部的最長中間區(qū)域的長度，也就是對于EFM輸入信號為33單元編碼電路對于被記錄的區(qū)域和兩個相鄰的中間區(qū)域的每個組合給出一唯一碼。
圖25示出了控制裝置10″的第四實施例，其中，第三實施例的移位寄存器用計數(shù)器130代替。計數(shù)器計算在輸入信號9中序列二進制的零和1的數(shù)。在輸入信號中從0到1變換時計數(shù)就開始。在下一個1到0的變換時計數(shù)就停止，第一寄存器131的內(nèi)容傳送到第二寄存器132，表示信息單元長度的下一個計數(shù)從計數(shù)器130傳送到第一寄存器131，并且計數(shù)器130設(shè)置到零。在輸入信號從1到0的變換時，計數(shù)器130開始計算在輸入信號中序列零的數(shù)目。在隨后的0到1變換時，這個零的數(shù)目在這個寄存器的內(nèi)容已經(jīng)送到寄存器132以后被送到寄存器131。因此，寄存器131、寄存器132和寄存器130的輸出分別表示被記錄信息區(qū)域的長度和前、后中間區(qū)域的長度或中間區(qū)域和前、后信息區(qū)域的長度。當(dāng)控制裝置采用第一寫入策略時，也就是，寫入信息區(qū)域的輻射光束的長度改進成與相鄰中間區(qū)域的長度無關(guān)，只需要計數(shù)器或一個寄存器的輸出。當(dāng)控制裝置采用第三寫入策略時，其中功率輻射量與相鄰中間區(qū)域的長度有關(guān)，并需要計數(shù)器130、寄存器131和寄存器132的輸出。
計數(shù)器130、寄存器131和寄存器132的輸出接到第一查閱表133，在那里它們建立一個地址。列入含一地址和一長度值的地址的查閱表的輸入可與編碼裝置的第三實施例的編碼電路121中的查閱表的輸入相比較。該地址和長度值經(jīng)第一輸入第一輸出(FIFO)緩沖器134傳送第二查閱表135。每個地址值表示在第二查閱表中的具體位置。在每個位置，也就是，對于每個信息區(qū)域或中間區(qū)域，存貯時應(yīng)于輻射光束功率的幅度值序列。序列的長度等于由第一查閱表給出的長度值。該幅度值是符號值，例如在第三實施例的查閱表123中以256電平編碼?？刂蒲b置的時間分辨力由提供若干幅度值，例如對于輸入信號9的每個比特單元為32來增加。當(dāng)比特單元的持續(xù)時間例如為250ns時，第二查閱表提供以這個250ns輸出的32個8比特值。第二查閱表的時鐘頻率隨并聯(lián)輸出的幅度值32比特而減少。
第二查閱表的幅度值輸入到多路分解器、第三查閱表和數(shù)字模擬變換器的組合，它可被稱為視頻RAM-DAC136。該多路分解器使32比特寬的輸入信號變換成8比特寬的信號，由此信號的時鐘脈沖頻率增加4倍。用8比特寬的信號表符號幅度值變換到由第三查閱表來的實際幅度值。快速數(shù)字模擬變換器以32倍輸入信號9的比特單元速率把數(shù)字實際幅度值變換成模擬幅度。模擬幅度值組成控制調(diào)制器14的輸出信號11和輻射光束的功率。
鎖相環(huán)電路137產(chǎn)生一個具有32倍輸入信號9的比特單元頻率的時鐘信號。時鐘信號138用作RAM-DAC 136的輸入。在它們輸入查閱表135以前，在第一查閱表133的輸出FIFO緩沖器134緩沖來自表133的地址和長度值。該緩沖器補償由電路137引入的時鐘信號138的定時變化。該緩沖器134也補償了在第一查閱表133產(chǎn)生的地址和長度值的速率和第二查閱表135輸入所需要的值的速率之間的差值。例如，當(dāng)在輸入信號9的I11信息單元后面有I3中間區(qū)域，在I11結(jié)束以后立即產(chǎn)生I11的地址和長度值，和產(chǎn)生三倍比特單元以后的I3中間區(qū)域的地址和長度值。當(dāng)I11地址和長度值輸入到第二查閱表135時，取11比特單元時間去輸出所有的幅度值。只在所有幅度值都已輸出以后，I3地址和長度能被輸入在第二查閱表中，而且，在緩沖器134中I3地址和長度必須等待約8比特單元時間。
控制裝置的第四實施例具有采用寫入策略的同樣的靈活性，并按第三實施例編碼。
由上述的描述將顯而易見，根據(jù)本發(fā)明的這些策略在主記錄裝置2的控制裝置10中能夠按任意要求的組合使用和實施。通常，在被記錄的信息密度增加時必須采用更多的策略，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，利用這些策略可使主光盤具有比普通的CD高4倍的信息密度，而普通CD通過對這些普通CD的記錄主光盤設(shè)計的主記錄裝置所記錄的。
雖然，根據(jù)本發(fā)明的策略在使用高對比度的感光層時提供了基本的優(yōu)點，在使用低對比度感光層時，即使減少，它們還是得到了優(yōu)點。在主光盤記錄信息基本上是一種特殊形式的寫入圖案，它是通過在基片上的光致抗蝕層中的輻射光束的密集部分來寫入圖案，該基片也適用于制造，例如衍射光柵。因此，上面所述的方法和信息載體可以理解為包括各種方法和基片。
權(quán)利要求
1.一種通過記錄包括有主盤中的信息單元的信息來制造光學(xué)信息載體的方法，其中，掃描主光盤的輻射光束由信息進行功率調(diào)制，并且曝光主光盤的感光層以形成短和長的曝光區(qū)域的圖形，隨后感光層被顯影以形成信息區(qū)域的圖形，用相關(guān)信息單元來確定每個曝光區(qū)域的曝光開始和曝光持續(xù)時間，其特征在于在每個記錄區(qū)域上曝光量基本上為一個恒定預(yù)定值，其值與所述的長度無關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于在短區(qū)域曝光期間的輻射光束的功率比在長區(qū)域曝光期間更高，以使短和長區(qū)域的曝光量基本相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于長區(qū)域曝光的持續(xù)時間比相關(guān)信息單元的持續(xù)時間要長。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于在相關(guān)的信息單元起始以前開始長區(qū)域的曝光。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，使用由輻射光束形式的輻射光點，并具有一個中心凸出和多個側(cè)凸出，其特征在于輻射光束的功率在由中心凸出部和側(cè)凸出產(chǎn)生的這些曝光位置上被減少。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于在兩個相鄰區(qū)域記錄期間，緊挨另一區(qū)區(qū)域配置的每個區(qū)域的部分用輻射光束的功率進行記錄，而在該輻射功率在兩個區(qū)域之間距離的單調(diào)非減小函數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6的方法，其特征在于在兩個區(qū)域之間的通道中，輻射光束的功率比用于記錄這些區(qū)域的功率要低，該功率與兩個區(qū)域之間的距離具有單調(diào)非減小的關(guān)系。
8.一種用于制造光信息載體的裝置，其裝置包括一個裝置，用于通過在主光盤中根據(jù)短和長的曝光區(qū)域的圖形的輻射光束曝光記錄信息，該裝置包括一輻射源，用于產(chǎn)生輻射光束，一光強調(diào)制器和與所述調(diào)制器有關(guān)的控制裝置，一光學(xué)系統(tǒng)，用于由輻射光束在主盤上形成輻射光點，和主盤和輻射光點相互移動的裝置，其特征在于控制裝置適用于調(diào)制器，是以這種方式，即在曝光區(qū)域的長度上曝光量基本上是一個恒定的預(yù)定值，其值與所述的長度無關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其特征在于控制裝置包括一個存儲器，用于存貯在信息單元的持續(xù)時間與曝光的起始、持續(xù)時間和功率參數(shù)中至少一個參數(shù)之間的關(guān)系。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其特征在于控制裝置包括一個編碼電路，用于把代碼分配給在被記錄信息中的信息單元，其代碼表示信息單元的長度并與存儲器的地址有關(guān)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其特征在于控制裝置包括一個緩沖器，用于補償在控制裝置中編碼速率的差值。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的裝置，其特征在于光學(xué)系統(tǒng)包括一個濾光器。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其特征在于濾光器包括一個橢圓移相片。
14.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一個方法制造的一種光信息載體。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的光信息體，其特征在于信息區(qū)域的長度與相關(guān)的信息單元的長度的偏離小于10％。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的一種光信息載體，其特征在于在相鄰信息區(qū)域之間的距離與相關(guān)信息單元之間的距離的偏差小于50nm。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的一種光信息載體，其特征在于在信息區(qū)域的寬度上的展寬小于30nm。
全文摘要
一種用于制造光信息載體的方法，其中，在主光盤(5)上的感光層(20)用輻射光束(19)進行曝光。輻射光束的光強受調(diào)制器(14)和控制裝置(10)控制，其方法是在已記錄區(qū)域的長度上曝光量具有一恒定值，其值與區(qū)域長度無關(guān)。
文檔編號G11B7/013GK1119323SQ94120798
公開日1996年3月27日 申請日期1994年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月24日
發(fā)明者P·L·M·普特, A·A·M·赫芬納斯 申請人:菲利浦電子有限公司