超分辨反射膜结构制造技术

一种用于只读式光盘的超分辨反射膜结构，其特征在于它由保护层（１）、超分辨反射膜（２）和保护层（３）构成，所述的保护层（１）和保护层（３）的成分为氮化硅层；所述的超分辨反射膜（２）由锑或硅或钛构成。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光存储
，是一种超分辨反射膜结构。
技术介绍
信息技术的迅猛发展要求用于信息存储的器件必须具备超高存储密度和超快存取速率，这就要求用于信息存储的光盘中的记录点尺寸越来越小。然而，随着记录点尺寸的减小，要求用于记录点读出的光斑尺寸也相应减小，采用现有的光学系统却很难读出如此微小的记录点，因为记录点尺寸小于读出光斑的分辨率，光斑中将出现多个记录点的信号，这就要求采用短波长的激光和高数值孔径的光学头，但由于光的衍射极限效应和光学头的数值孔径的制约，读出光斑尺寸的减小即使从目前的蓝光转移到紫光也只是几倍的关系，而光学头数值孔径的增大是以焦深的减小和由于偏心率而引起的失真的加大为代价的。因此采用增大光学头的数值孔径和减小激光波长来减小读出光斑的尺寸是十分有限的，所以研究直径小于光的衍射极限的记录点(超分辨记录点)的读出具有非常重要的应用价值和意义，同时这对于实现超高容量的只读式光盘来讲也有很大的实际应用前景。Yasuda等首次采用“PC基片/介电层/反射层/介电层/掩膜层/介电层”的膜层结构在只读式光盘中实现了超分辨记录点的读出(KouichiYasuda，Masumi Ono and Katsuhisa Aratani et al.PremasteredOptical Disk by Super-resolution.Jpn.J.Appl.Phys.，1993，32(11B)5210-5213)，随后他们改变光盘结构为“PC基片/对比度增强层/介电层/掩膜层/介电层/反射层/介电层”既实现了只读式超分辨光盘的线密度提高，又实现了其道密度的增加(Yutaka K，Kouichi Y，Masumi O et al.，Jpn.J.Appl.Phys.，1996，35 part.1B 423-428)。Yihong Wu等在理论上提出“PC基片/介电层/上掩膜层/下掩膜层/反射层/介电层”双掩膜层结构的只读式超分辨光盘来获得超分辨记录点的读出(Yihong Wu，Hock Khoo and Takuyo Kogure et al.Read-onlyOptical disk with Super-resolution，Appl.Phys.Lett.1994，64(24)3225-3227)。然而，上述研究采用的膜层结构存在以下不足①膜层结构复杂，读出信号对各膜层的厚度及均匀性非常敏感；②相对于传统的只读式光盘的制作工艺繁琐，成本高。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题在于有效地改善上述现有技术的的缺陷和困难，提出一种“超分辨反射膜结构”，以在只读式光盘中实现小于读出光斑尺寸的记录点(超分辨记录点)的读出。本专利技术的技术解决方案是一种超分辨反射膜结构，其特点是它包括保护层、超分辨反射膜和保护层，所述的保护层均由氮化硅构成；所述的超分辨反射膜由锑或硅或钛构成。所述的保护层的厚度为50-100nm。所述的超分辨反射膜的厚度为5～50nm。本专利技术的技术效果与先前的技术相比，本专利技术超分辨反射膜结构具有该膜系结构简单，读出信号对各膜层的厚度及均匀性要求不高；制作成本低廉，工艺简单，与传统的只读式光盘的制作工艺基本一致；所使用的材料在市场上极易购买。实验证明，它可以实现超分辨信息记录点的读出，且信噪比高。附图说明图1本专利技术的超分辨反射膜结构。图2本专利技术中含有超分辨反射膜结构的只读式光盘结构的示意图。图3采用铝或银作为反射膜的频谱信号图。图4采用本专利技术的超分辨反射膜(锑)结构的频谱信号图。图5锑薄膜厚度与读出信噪比的关系。图6硅薄膜厚度与读出信噪比的关系。图7钛薄膜厚度与读出信噪比的关系。具体实施例方式本专利技术超分辨反射膜结构如图1所示，包括保护层1、超分辨反射膜2和保护层3。保护层1和保护层3用于防止超分辨反射膜2受到破坏或氧化，超分辨反射膜2用于超分辨信息记录点的读出。本专利技术中的保护层1和保护层3均由厚度50-100nm的氮化硅构成，超分辨反射膜2由厚度为5-50nm的锑(Sb)或硅(Si)或钛(Ti)构成，根据实施的具体情况取值。保护层1、超分辨反射膜2和保护层3联合构成超分辨反射膜结构4，参见图2。图2是含有本专利技术(超分辨反射膜结构)的只读式光盘结构图，样品由带有信息记录点的光盘基片5和超分辨反射膜结构4构成。下面结合实例对本专利技术及其作用作进一步说明在传统的Compact disk基片上预制(刻录)直径为380纳米的凹坑作为信息记录点。超分辨反射膜结构的制备过程如下采用磁控溅射方法(溅射气压1.0×10-4Pa)，在光盘基片上依次镀保护层1、超分辨反射膜2和保护层3，其中保护层1和保护层3的厚度均为80nm，超分辨反射膜2为40nm厚的锑薄膜。请见图2。检测本专利技术所用装置中的激光器是He-Ne激光，其波长为632.8nm。所用透镜的数值孔径为0.40，根据光的衍射极限公式计算得到光斑的直径为965纳米，远远超过记录点直径，因此使用传统的铝或银等反射膜不能被读出，这正如图3所示的频谱分析中没有记录点的信号。然而测试本实验中含有超分辨反射膜结构的只读式光盘，则得到了图4所示的频谱信号，其信噪比达到38dB，这说明本专利技术超分辨反射膜结构能实现超分辨信息记录点的读出，且效果很好。改变锑薄膜的厚度，得到了图5所示的超分辨记录点的读出信噪比与薄膜厚度的关系。同时改变保护层1和保护层3的厚度发现他们的厚度在50～100nm之间变化都对超分辨反射膜结构的性能基本没有什么影响(如表1和2所示)。表1保护层1的厚度对超分辨反射膜结构的影响(超分辨反射层2为40nm的锑薄膜，保护层3为60nm)保护层1的5060 70 80 90100厚度(nm)超分辨记录点的读3838.538.237.83838.2出信噪比(CNR)表2保护层3的厚度对超分辨反射膜结构的影响(超分辨反射层2为40nm的锑薄膜，保护层1为60nm)保护层1的50 60 70 80 90 100厚度(nm)超分辨记录点的读38.538.238 37.838.338.2出信噪比(CNR)参照上述超分辨反射膜结构的制备工艺，将锑薄膜改为不同厚度的硅薄膜或钛薄膜，得到了图6和图7所示的超分辨记录点的读出信噪比与薄膜厚度的关系。综上所述，采用本专利技术—超分辨反射膜结构，具有膜层结构和制备工艺简单，成本低廉和信噪比高等优点。实验证明它可以实现小于衍射极限的超分辨信息记录点的读出，且效果很好。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于只读式光盘的超分辨反射膜结构，其特征在于它由保护层(1)、超分辨反射膜(2)和保护层(3)构成，所述的保护层(1)和保护层(3)的成分为氮化硅层；所述的超分辨反射膜(2)由锑或硅或钛构成。2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏劲松，干福熹，王阳，徐文东，张锋，周飞，高秀敏，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：