專利名稱：曝光裝置和方法、光盤驅(qū)動器及記錄和/或再現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及曝光裝置和方法，用于記錄和／或再現(xiàn)送至和／或來自信號記錄媒體的信息信號的光盤驅(qū)動器，及其記錄和／或再現(xiàn)方法。
通過將激光集中在預(yù)定光點直徑并把它投射光記錄媒體的信號記錄層，以將信息信號寫入到或讀取自光盤。
為了把會聚在預(yù)定光點直徑上的激光照射到信號記錄表面層，需要調(diào)節(jié)物鏡和光盤之間的距離以使光盤的信號記錄層定位在物鏡的聚焦深度內(nèi)。
在生產(chǎn)制造光盤時用的壓模時，要將施加在盤狀基片上的光刻膠曝光，情況也是如此。即，需要把激光會聚在預(yù)定光點直徑上并把它投射到玻璃基片上的光刻膠。如下面參照

圖1所述，實現(xiàn)把盤片式基片的光刻膠暴露在激光中的過程。
首先，如圖1A所示，制備具有光滑、鏡面拋光(mirror-finished)表面的盤狀基片101。例如，基片101是由玻璃制成的。
如圖1B所示，在基片101的鏡面表面上施加以一預(yù)定厚度的光刻膠層102。
于是，通過物鏡112將激光投射到如圖1C旋轉(zhuǎn)的膠片101上的光刻膠層102。此時，物鏡112沿著其光軸方向移動，從而將具有預(yù)定直徑的激光限定在光刻膠層102上。即，激光聚焦在光刻膠層102上。
由于它暴露在激光中，形成良好的潛象102a，即，沿著螺旋線的凹點或凹坑的潛象。于是，光刻膠層102具有在其中形成的潛在凹點或凹槽圖形。
通過沖洗暴露在激光中的光刻膠層102，根據(jù)如圖2所示的曝光圖形，去除在基片101上的部分光刻膠層102，以提供具有所形成的小凹點(pit)或凹槽(groove)并用于進一步制備制造光盤用的壓模的原始基片。如圖2A所示的在光刻膠層102中的小凹點(concavity)和凸點(convexity)102b導(dǎo)致在光盤中的槽脊(land)和凹槽，同時如圖2B所示的在光刻膠層102中的小凹點和凸點導(dǎo)致在光盤中的凹點。
運用曝光裝置形成的原始基片將用來制備供制造光盤時使用的壓模。
如上所述，對于制備用于光盤壓模的原始基片時使用的曝光裝置以及寫入或讀取至／自制成的光盤的信息信號的光盤驅(qū)動器，需要一種技術(shù)來將具有預(yù)定直徑的光點照射在對象上，諸如照射在用于制造光盤的原始基片和光盤本身上。傳統(tǒng)上，散光方法、斜光束(skew beam)方法、刀口(knife edge)方法，等等，適于控制在物鏡和對象之間的距離(下面，將被稱為“間隙長度”)。然而，所有這些方法都使用來自光盤的信號記錄層的反射激光。
為了滿足近來對在光盤中的更高密度記錄的要求，提出將固態(tài)浸沒透鏡(solid immersion len)設(shè)置在聚光鏡和光盤之間，其中固態(tài)浸沒透鏡是從球面透鏡割下的一部分并具有高折射率，以進一步減小激光光點的直徑，該直徑確定于在原始基片或光盤上的光刻膠。聚光鏡和SIL一起形成所謂的兩組透鏡。由于SIL，使得可以實現(xiàn)比聚光鏡更大的數(shù)值孔徑(例如，大于1)。例如，將SIL設(shè)置在光盤上，從而在其主側(cè)(與光盤相對)和光盤之間的距離(即，間隙長度(gap length))大約為100nm，而且在所謂的近場區(qū)域。
如果當(dāng)數(shù)值孔徑大于1時，在SIL和對象(在原始基片或光盤上的光刻膠)之間的間隙長度是在近場區(qū)域外，那么從SIL朝向光盤的導(dǎo)致數(shù)值孔徑大于1的激光強度分量很低。因此，需要控制間隙長度以使得間隙長度在近場區(qū)域內(nèi)為恒定。
即使當(dāng)在SIL和對象之間的間隙長度在很窄的范圍內(nèi)(諸如，近場區(qū)域)變化，來自光盤的反射激光將變得非常之小。于是，很難根據(jù)來自光盤的反射激光的變化，高精度地檢測在SIL和物鏡之間的間隙長度。因此，通過基于來自光盤的反射激光的傳統(tǒng)控制間隙長度方法，很難以高精度控制在SIL和對象之間的間隙長度。
因此，本發(fā)明的目的在于通過提供曝光裝置和方法，以及記錄和／或再現(xiàn)裝置和方法，其中可以高精度控制在近場區(qū)域中的間隙長度，克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點。
通過提供一種曝光裝置可獲得上述目的，其中所述曝光裝置具有與對象相對設(shè)置并在所述對象的近場中的會聚透鏡以將曝光激光聚光在所述對象上，根據(jù)本發(fā)明的裝置包括發(fā)射所述曝光激光的曝光光源；發(fā)射其波長與所述曝光激光不同的間隙長度控制激光的間隙長度控制光源；用于將所述間隙長度控制激光投射到所述會聚透鏡的裝置；用于檢測來自與所述對象相對的所述會聚透鏡表面的所述間隙長度控制激光的返回部分強度的裝置；和用于根據(jù)由所述光強度檢測裝置檢測到的所述光強度，控制在所述會聚透鏡和所述對象之間的所述間隙長度的裝置。
在上述曝光裝置中，由光投射裝置把波長與曝光激光不同的間隙長度控制激光投射到會聚透鏡，而且由光強度檢測裝置檢測來自會聚透鏡與對象相對的表面的間隙長度控制激光的返回部分的強度。根據(jù)由光強度檢測裝置檢測到的回光強度，由間隙長度控制裝置控制在會聚透鏡和對象之間的間隙長度。
于是在曝光裝置中，根據(jù)從會聚透鏡與上述對象相對表面的間隙長度控制激光的返回部分的檢測強度，控制在將曝光間隙會聚到對象上的會聚透鏡和對象之間的間隙長度。
此外，通過提供一種曝光方法，其中由設(shè)置在對象對面并在所述對象的近場區(qū)域中的會聚透鏡將曝光激光聚光在對象上可獲得上述目的，根據(jù)本發(fā)明的所述方法包括下列步驟將其波長與所述曝光激光不同的間隙長度控制激光投射到所述會聚透鏡，其中所述曝光激光入射到所述會聚透鏡上；檢測來自所述會聚透鏡與所述對象相對表面的所述激光間隙長度控制激光的返回部分的強度；和根據(jù)所述返回光的所述檢測強度，控制在所述會聚透鏡和對象之間的間隙長度。
于是，在曝光方法中，根據(jù)從會聚透鏡與上述對象相對表面的間隙長度控制激光的返回部分的檢測強度，控制在將曝光間隙會聚到對象上的會聚透鏡和對象之間的間隙長度。
此外，通過提供一種光盤驅(qū)動器，具有與信號記錄媒體對象相對設(shè)置并在所述信號記錄媒體的近場中，以將寫入和／或讀取激光聚光在所述信號記錄媒體上可獲得上述目的，根據(jù)本發(fā)明的所述裝置包括發(fā)射所述寫入和／或讀取激光的光源；發(fā)射其波長與所述寫入和／或讀取激光波長不同的間隙長度控制激光的間隙長度控制光源；用于將所述寫入和／或讀取激光投射到所述會聚透鏡的裝置；用于檢測來自所述會聚透鏡與所述信號記錄媒體相對的表面的所述寫入和／或讀取激光的返回部分強度的裝置；和用于根據(jù)由所述光強度檢測裝置檢測到的所述光強度，控制在所述會聚透鏡和信號記錄媒體之間的所述間隙長度的裝置。
在上述光盤驅(qū)動器中，由光投射裝置將其波長與寫入和／或讀取激光不同的間隙長度控制激光投射到會聚透鏡，而且由光強度檢測裝置，檢測到來自與信號記錄媒體相對的會聚透鏡表面的間隙長度控制激光的返回部分的強度。根據(jù)由光強度檢測裝置檢測到的回光強度，由間隙長度控制裝置控制在會聚透鏡和信號記錄媒體之間的間隙長度。
于是，在光盤驅(qū)動器中，根據(jù)從會聚透鏡與對象相對表面的間隙長度控制激光的返回部分的檢測強度，控制在將曝光間隙會聚到對象上的會聚透鏡和對象之間的間隙長度。
此外，通過提供一種記錄和／或再現(xiàn)方法，其中由與所述信號記錄媒體相對設(shè)置并在所述信號記錄媒體的近場區(qū)域中的會聚透鏡將寫入和／或讀取激光聚光在信號記錄媒體上可獲得上述目的，所述方法包括下列步驟把其波長與所述寫入和／或讀取激光不同的間隙長度控制激光投射到所述會聚透鏡，其中所述寫入和／或讀取激光入射到所述會聚透鏡上；檢測來自所述會聚透鏡與所述信號記錄媒體相對的表面的所述間隙長度控制激光的返回部分的強度；和根據(jù)所述回光的所述檢測強度，控制在所述會聚透鏡和信號記錄媒體之間的所述間隙長度。
于是，在記錄和／或再現(xiàn)方法中，根據(jù)從會聚透鏡與上述對象相對表面的間隙長度控制激光的返回部分的檢測強度，控制在將曝光激光會聚到對象上的會聚透鏡和對象之間的間隙長度。
結(jié)合附圖，從下面對本發(fā)明的較佳實施例的詳細描述中，本發(fā)明的這些目的和其他目的、特征和優(yōu)點將顯而易見。
圖1是示出由曝光裝置制備光盤壓模的過程的透視圖；圖2是示出一部分光盤壓模的透視圖，其中光盤壓模具有通過曝光裝置曝光在其中形成的小凹點；圖3是根據(jù)本發(fā)明的曝光裝置的實施例的方框圖；圖4示出在近場區(qū)域附近的SIL的出射(outgoing)表面上的反射系數(shù)的特征曲線；圖5是根據(jù)本發(fā)明的光盤驅(qū)動器的實施例的方框圖；和圖6是第二移動部件的正視圖。
現(xiàn)在，參照圖3，其中描述了根據(jù)本發(fā)明的曝光裝置的實施例的方框圖。曝光裝置具有一般標(biāo)為10的光頭。如圖所示，光頭10包括曝光光源11、分色鏡12、移動部件13、聚光鏡(condenser len)14、固體浸沒透鏡(SIL)15、間隙長度控制光源16、包括聚光鏡17a和準(zhǔn)直透鏡(collimator len)17b的光束擴展器17、偏振射束分裂器(polarizing beam splitter)19、1／4波片20、聚光鏡21和光探測器22。
在曝光裝置中，聚光鏡14和SIL15一起形成所謂的兩組物鏡。在曝光裝置中，設(shè)置曝光光源(exposure light source)11以發(fā)射曝光激光。提供間隙長度控制光源16以便發(fā)射與曝光激光波長不同的間隙長度控制激光。設(shè)置聚光鏡17a、準(zhǔn)直透鏡17b和分色鏡12以將間隙長度控制激光投射到包括聚光鏡14和SIL15的聚光鏡。設(shè)置光電探測器22以檢測來自SIL15與對象100相對的表面的激光長度控制激光的返回部分(return part)的強度。聚光鏡14和SIL15一起工作以便會聚激光。曝光裝置還包括用于根據(jù)由光檢測器(photodetector)22檢測到的回光的強度，控制在SIL15和對象100之間的間隙(或間隙長度)的控制裝置(未圖示)。
設(shè)置在曝光裝置中作為面對對象100的透鏡的SIL15允許將光點投射在所謂的近場區(qū)域中，其中上述對象100是用于光盤壓模的光刻膠涂敷基片。
如圖所示，對象100是具有加在其上的光刻膠層102的基片101。例如，基片101由玻璃制成。
曝光光源11發(fā)射曝光激光，光刻膠102對該激光敏感。具體地說，曝光激光的波長為413nm，這比下面將要描述的間隙長度控制激光短。
從曝光光源11發(fā)射的曝光激光通過分色鏡12，并入射到聚光鏡14上。設(shè)置分色鏡12來反射間隙長度控制激光，這在下面將詳細描述。由透鏡14本身會聚入射到聚光鏡14上的曝光激光，并入射到SIL15上。
如上所述，SIL15以及聚光鏡14形成將曝光激光會聚到對象100上的會聚透鏡(convergent len)。以后，在技術(shù)用語中將聚光鏡14稱為“物鏡”，其中它與固態(tài)浸沒透鏡一起用來實現(xiàn)高密度記錄光盤。
SIL15一般是半球形的。它包括入射表面15a和在對象100對面的普通平表面15b(下面稱為“出射表面”)，其中通過聚光鏡14的激光入射到上述入射表面15a上。
在具有上述結(jié)構(gòu)的SIL15的入射表面15a處和在出射表面15b處折射通過聚光鏡14的激光。于是，將光點確定在對象100上。
注意，將在由聚光鏡14和SIL15實現(xiàn)的數(shù)值孔徑(NA)和SIL15的折射率之間的關(guān)系表示如下NA=n×sinθmax其中n是SIL15的折射率，和θmax是最大入射角。根據(jù)小于最大入射角θmax的恒定入射角θo和折射率n的乘積(n×Sinθo)是1的關(guān)系，設(shè)定折射率n和最大入射角θmax。
由具有固定在其一端的移動部件13的支撐部件23一起支撐SIL15和聚光鏡14。
移動部件13移動支撐部件23，并從而移動固定在支撐部件23上的聚光鏡14和SIL15，還一起形成朝向和離開對象100的兩組透鏡。例如，移動部件13是當(dāng)加電壓時可擴展和收縮的壓電堆(piezo stack)。在光頭10中，通過控制移動部件13的擴展和收縮，將在SIL15的出射表面15b和對象100之間的間隙長度調(diào)節(jié)到預(yù)定距離。當(dāng)通過控制移動部件13的擴展和收縮，將間隙長度調(diào)節(jié)到最佳距離時，從SIL15射出的曝光激光將所需光點限定在對象100上。
根據(jù)從間隙長度控制光源16發(fā)射的間隙長度控制激光，控制該間隙長度。
間隙長度控制光源16發(fā)射與曝光光源11波長不同的激光。間隙長度控制激光的波長大于曝光激光，而且不在對象100敏感的范圍內(nèi)。具體地說，間隙長度控制光源16是氦(He)-氖(Ne)氣體激光源，它發(fā)射波長為633nm的間隙長度控制激光。從間隙長度控制光源16發(fā)射的激光長度控制激光的激光直徑被光束17變化到比間隙長度控制光源16發(fā)射的激光為大。直徑增加的間隙長度控制激光通過偏振射束分裂器19和1／4波片20，并入射到分色鏡12。
設(shè)置偏振射束分裂器19和1／4波片20用于光檢測器22，來檢測間隙長度控制激光的返回部分，如下面詳細所述。
設(shè)置分色鏡12來反射預(yù)定波長的光，并設(shè)置為發(fā)射從間隙長度控制光源16發(fā)射的間隙長度控制激光。此外，將分色鏡12設(shè)置在從曝光激光11發(fā)射的曝光激光的光路中，而且曝光激光通過分色鏡12，并入射在聚光鏡14，如上所述。由分色鏡12向聚光鏡14反射間隙長度控制激光。
將入射到聚光鏡14上的間隙長度控制激光通過聚光鏡14和SIL15投射到對象100。即，通過類似曝光激光的光路把激光間隙長度控制激光投射到對象100。即，在相同光路上組合由分色鏡12和曝光激光反射的間隙長度控制激光，并入射到聚光鏡14和SIL15上。
入射到SIL15上的間隙長度控制激光中，通過SIL15和聚光鏡14將在SIL15的出射表面15b處反射的一部分(下面將稱為“間隙長度控制回光”)入射到分色鏡12。間隙長度控制回光具有這樣的波長，從而回光不通過分色鏡12，且由分色鏡12向1／4波片20反射，其中將圓偏振光轉(zhuǎn)換成線性偏振光。
此外，在入射到SIL15上的曝光激光中，通過SIL15和聚光鏡14將在SIL15的出射表面15b處反射的那部分(下面，稱為“曝光回光”)入射到分色鏡12。然而，由于根據(jù)曝光激光的波長，設(shè)定其中允許激光通過的分色鏡12的波帶，所以露回光通向曝光光源11，而不被分色鏡12反射。
在偏振射束分裂器19的反射表面19a上向光檢測器22反射由1／4波片轉(zhuǎn)換成線性偏振光的間隙長度控制回光。
由聚光鏡21會聚并由光檢測器22檢測向光檢測器22反射的間隙長度控制回光，它提供與光檢測器22檢測到的光的強度相對應(yīng)的電信號。在曝光裝置中，監(jiān)測與檢測到的光強度相對應(yīng)的從光檢測器22輸出的電信號，以對間隙長度進行伺服控制。
下面描述在上述功能中構(gòu)成的用于間隙長度的伺服控制的光頭10的每個元件。
把電壓加到移動部件13，它是壓電堆，例如，來將SIL15移到具有施于其上的光刻膠層102的對象100附近，從而將SIL15移到近場區(qū)域，其中在SIL15的出射表面15b和光刻膠102的表面之間存在小間隙。
只有當(dāng)將SILL5移到近場區(qū)域并與對象100光接觸，才通過聚光鏡14和SIL15實現(xiàn)數(shù)值孔徑大于1。只有在這種情況下，從聚光鏡14以大于入射角θo的入射角入射到SIL15上的激光(高頻)從出射表面15b出射并被投射到對象100。
例如，當(dāng)將SIL15在一近場區(qū)域中移離對象100時，不從SIL15的出射表面15b射出但是在出射表面15b反射的高頻激光急劇增加。當(dāng)SIL15進一步移離對象100并離開近場時，在出射表面15b處幾乎完全(100％)反射高頻激光。
于是，當(dāng)SIL15朝近場區(qū)域移動時，更多高頻激光通過出射表面15b，從而激光部分減小。例如，當(dāng)如圖4所示，在SIL15和對象100之間的間隙很短時，在SIL15的出射表面15b的反射率變得很低。因此，當(dāng)SIL15達到近場區(qū)域時，光檢測器22將檢測到光量減小。
在曝光裝置中實現(xiàn)上述現(xiàn)象來控制間隙長度。由光檢測器22檢測間隙長度控制回光的強度，而且根據(jù)回光的檢測強度控制間隙長度。
因此，在曝光裝置中，驅(qū)動移動部件13來將SIL15移動到近場區(qū)域附近，直至光檢測器22檢測到預(yù)定減小強度的間隙長度控制回光，從而控制間隙長度，以便在對象100上的光刻膠層102可暴露在所需光點上。例如，在曝光裝置中，控制間隙長度，從而當(dāng)間隙長度控制激光完全被反射時，光檢測器22檢測到60％的間隙長度控制回光的強度。
下面將描述運用曝光光束(exposure beam)來控制間隙長度。曝光功率(power)根據(jù)線性速度而變化，而且曝光光束的輸出由于調(diào)制而變化。例如，當(dāng)重復(fù)打開和關(guān)閉輸出，可以重疊間隙控制信號和調(diào)制信號，導(dǎo)致伺服控制系統(tǒng)不穩(wěn)定。
通過在伺服環(huán)路中設(shè)置低通濾波器，可以減小調(diào)制對曝光光束的影響，但是將以更低精確度來執(zhí)行伺服控制。因此，這種方法實踐中是不可行的。
根據(jù)本發(fā)明的曝光裝置的實施例包括與曝光光源11分開的間隙長度控制光源16。通過運用從激光長度控制光源16射出的間隙長度控制激光的回光，可以控制間隙長度，而不影響由于線性速度變化而導(dǎo)致的曝光功率的變化以及由于調(diào)制而導(dǎo)致的激光輸出的變化。因此，由于運用其輸出保持恒定的間隙長度控制激光可以控制間隙長度，而不是任何曝光激光輸出或其他，所以可以穩(wěn)定地進行伺服控制。
通過選擇，對于間隙長度控制激光，其波長不包括在光刻膠層102對其敏感的范圍內(nèi)的一種激光，光刻膠層102不對間隙長度控制激光敏感。
此外，只要間隙長度控制激光具有光刻膠層102對其不敏感的波長，就可以更加自由地選擇間隙長度控制激光輸出。于是，增加間隙長度控制激光輸出，從而例如可以選擇回光檢測的大信噪比(S／N)。從而，可以更加穩(wěn)定地實行伺服控制。
在上面的描述中，關(guān)于曝光裝置的實施例，描述本發(fā)明。然而，如前面所述，本發(fā)明可用于光盤驅(qū)動器，其中可將信息信號寫入和／或讀取至／自上述光盤驅(qū)動器。
現(xiàn)在，參照圖5，描述根據(jù)本發(fā)明的光盤驅(qū)動器的實施例的方框圖。如圖所示，光盤驅(qū)動器包括光頭10，通常與上述曝光裝置相類似地構(gòu)成上述光頭10。與在曝光裝置中相同的部分用與圖3相同的標(biāo)號表示，而且下面不再進行描述。
如圖5所示，光頭10包括偏振射束分裂器31、聚光鏡32和光檢測器33，來再現(xiàn)投射到光盤150上的激光的返回部分，并由在光盤150上的信息信號調(diào)制(下面，將上述返回部分稱為“信息調(diào)制回光”)。此外，光頭10包括光源34以發(fā)射寫入和／或讀取激光。
此外，光盤驅(qū)動器包括RF放大器41、數(shù)字信號處理器42、激光驅(qū)動器43、間隙長度控制器44、旋轉(zhuǎn)伺服控制器45、主軸馬達46和系統(tǒng)控制器47。設(shè)置這些元件以處理由光頭10從光盤10讀取的信息。
無論寫入還是讀取，都由激光驅(qū)動器43根據(jù)其輸出，控制寫入和／或讀取光源34。從寫入和／或讀取光源34發(fā)射的激光通過偏振射束分裂器31，然后通過分色鏡12、聚光鏡14和SIL15，如在曝光裝置中那樣，并聚光在光盤150的信號記錄層上。
把來自信號記錄層的信息調(diào)制回光通過SIL15、聚光鏡14和分色鏡12入射到偏振射束分裂器31。在偏振射束分裂器31的反射表面31a上向光檢測器33反射信息調(diào)制回光。
在偏振射束分裂器31和光檢測器33之間設(shè)置聚光鏡32，它將信息調(diào)制回光聚光在光檢測器33上。
光檢測器33提供與回光的強度相對應(yīng)的電信號。向RF放大器41提供從光檢測器33輸出的電信號，在該放大器處放大該信號。向數(shù)字信號處理器42提供在RF放大器41中放大的讀取信號。
數(shù)字信號處理器42把所提供的讀取信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
信號控制器47控制光盤驅(qū)動器的每個元件。例如，系統(tǒng)控制器47根據(jù)數(shù)字信號處理器42的數(shù)字信號輸出，控制光盤旋轉(zhuǎn)伺服系統(tǒng)，以及寫入和／或讀取光源34的輸出。
激光驅(qū)動器43提供有來自系統(tǒng)控制器47的控制信號，并控制寫入和／或讀取光源34的輸出。具體地說，激光驅(qū)動器43根據(jù)來自系統(tǒng)控制器47的控制信號，將寫入和／或讀取光源34的激光輸出控制到預(yù)定輸出以便數(shù)據(jù)讀取或?qū)懭搿?br> 旋轉(zhuǎn)伺服控制器45控制驅(qū)動來旋轉(zhuǎn)光盤150的主軸馬達46的操作。旋轉(zhuǎn)伺服控制器45提供有來自系統(tǒng)控制器47的控制信號，并控制主軸馬達46的操作以預(yù)定速度旋轉(zhuǎn)光盤150。
光檢測器22提供與間隙長度控制回光的強度相對應(yīng)的輸出信號。從光檢測器22提供輸出信號，間隙長度控制器44控制間隙長度。在光盤驅(qū)動器中，如在曝光裝置中一樣，控制間隙長度控制器44驅(qū)動移動部件13以控制間隙長度，從而由光檢測器22檢測間隙長度控制回光的強度為恒定。
在如上所述構(gòu)成的光盤驅(qū)動器中，從寫入和／或讀取光源34發(fā)射具有最佳功率的激光，以將信息信號寫入和／或讀取至和／或自光盤150，同時從間隙長度控制光源16發(fā)射間隙長度控制激光，并由光檢測器22檢測來自光盤150的間隙長度控制回光，以控制間隙長度。
在光盤驅(qū)動器中，將間隙長度控制光源16與寫入和／或讀取光源34分開設(shè)置，如上所述?？筛鶕?jù)間隙長度控制回光，控制間隙長度，從間隙長度控制光源16發(fā)射的間隙長度控制激光的返回部分，而不受到由于線性速度的變化所引起的曝光功率的變化以及由信息信號的調(diào)制所引起的激光的變化的影響。即，運用保持恒定的間隙長度控制激光而不是用于寫入和／或讀取信息信號的曝光激光，來控制間隙長度。于是，可以穩(wěn)定地進行伺服控制。
此外，由于選擇其波長不在光盤150的信號記錄層對其敏感的范圍內(nèi)的間隙長度控制激光，所以記錄在光盤150的信號記錄層上的信息信號不會受到不利影響。
此外，如在前面描述的曝光裝置中，只要間隙長度控制激光的波長不包括在光盤150的信號記錄層敏感的范圍內(nèi)，可以更大的自由度來選擇間隙長度控制激光輸出。于是，增加間隙長度控制激光，從而例如可以選擇回光檢測的大信噪比(S／N)。從而，可以更加穩(wěn)定地實行伺服控制。
注意，一部分沒有在SIL15的輸出表面15b被反射而于輸出表面15b出射的間隙長度控制激光可能被光盤150的記錄層所反射，并由光檢測器22作為回光檢測。在這種情況下，由記錄在光盤15中的信息信號對回光產(chǎn)生不利影響。例如，回光將包含由記錄在光盤150中的信息信號調(diào)制的分量。
然而，由于與聚焦伺服控制頻率相比，在光盤150中作為信息信號檢測到的頻率很高，于是可以忽略記錄在光盤150中的信息信號的影響，可以控制間隙長度，而不受到任何分量的影響，如果這些分量包括在回光中。由信息信號調(diào)制。
此外，例如，當(dāng)在光盤驅(qū)動器中使用磁記錄信息信號的磁光盤時，間隙長度控制回光可包括在所謂的Kerr效應(yīng)下由信息信號調(diào)制的分量。然而，通過濾波可以去除該分量。
現(xiàn)在參照圖6，示出可設(shè)置在曝光裝置或光盤驅(qū)動器中以將聚光鏡14和SIL15向／離對象100或光盤150移動的第二移動部件50的正視圖。
如圖所示，將第二移動部件50設(shè)計成在對象100和支撐部件23之間有一空氣層(air layer)，從而飄浮(float)支撐部件23，其中將聚光鏡14和SIL15固定在該支撐部件23。
如圖6所示，第二移動部件50包括空氣滑塊(air slider)51、彈性部件52、供氣噴嘴53，第二支撐部件54和氣源55。
第二支撐部件54支撐具有固定在其上與對象100相對的聚光鏡14和SIL15的支撐部件23。例如，一般形成第二支撐部件54為圓柱形。它裝載支撐部件23，并將固定在支撐部件23上的第一移動部件13安裝在其一端。將空氣滑塊51安裝在第二支撐部件54的另一端。
形成空氣滑塊51是平的，并具有與對象100相對固定在第二支撐部件54上的主表面51a。如圖所示，空氣滑塊51將提供空氣射流(air jet)的供氣噴嘴53從其后表面51b穿入主表面5la。
由臂62支撐第二移動部件50。具體地說，將彈性部件52(諸如一端固定在臂62的片簧)一端固定在空氣滑塊51的后表面51b。于是，由臂62彈性支撐第二移動部件50。
將供氣噴嘴53一端連接在氣源55，并從后者供氣。將供氣噴嘴53從臂62穿入，并一端固定在空氣滑塊51上。臂62在其中形成噴嘴插入孔62a，其中供氣噴嘴53通過該插入孔。噴嘴插入孔62a的直徑大于供氣噴嘴53的外直徑。于是，供氣噴嘴53保持可移動地通過臂62中的噴嘴插入孔62a。
此外，臂62在其中形成開口62b，通過該開口可將激光入射到透鏡系統(tǒng)。
根據(jù)供給壓力(supply pressure)等，由控制器61控制向供氣噴嘴53供氣的氣源55。
在如上所述構(gòu)成的第二移動部件50中，從氣源55向供氣噴嘴53供氣，如上所述由控制器61控制，而且從固定在空氣滑塊51上的供氣噴嘴53的一端提供空氣射流。于是，空氣滑塊51相對于對象100飄浮。當(dāng)空氣滑塊51如此飄浮時，SIL15的出射表面15b可移向／離對象100。例如，通過利用控制器61控制在氣源55中的供給壓力，可控制在SIL15的出射表面15b和對象100之間的距離。
由于設(shè)置在曝光裝置中的第二移動部件50，使得能夠由第二移動部件50粗略調(diào)節(jié)SIL15的出射表面15b和對象100之間的距離，然后可由第一移動部件13細調(diào)間隙長度。即，在曝光裝置中，第二移動部件50用于控制在低頻帶中的間隙長度，同時第一移動部件13用于控制在高頻帶中的間隙長度。具體地說，如下所述，操作在曝光裝置中的第一和第二移動部件13和50。
例如，當(dāng)存在在SIL15的出射表面15b和對象100之間的充分距離時，通過控制在氣源55中的供給壓力，降低臂60，以控制從供氣噴嘴53噴出的空氣射流。
當(dāng)降低臂60時，空氣滑塊51的主表面51a趨近對象100，從而在空氣滑塊51的主表面51a和對象100之間的氣壓上升，當(dāng)空氣滑塊51的主表面51a和對象100間的氣壓增加時，可以形成穩(wěn)定空氣層、即所謂空氣墊。在空氣墊的作用下可以防止SIL15與對象100產(chǎn)生碰撞。
在曝光裝置中，由第一移動部件13控制間隙長度，即，在上述情況下，在高頻帶中。通過控制在第二移動部件50中的空氣流動，可以在低頻帶中控制間隙長度。
在上面描述中，關(guān)于其中設(shè)置聚光鏡14和SIL15的實施例，描述本發(fā)明，其中聚光鏡14和SIL15一起形成所謂兩組透鏡作為會聚透鏡來將激光投射到對象上。然而，本發(fā)明并不局限于這些實施例，而是可以采用包括透鏡的透鏡系統(tǒng)，它包括固態(tài)浸沒鏡(SIM)或三個或更多組透鏡。
權(quán)利要求
1．一種曝光裝置，具有與對象相對設(shè)置并在所述對象的近場中的會聚透鏡以將曝光激光聚光在所述對象上，其特征在于，所述裝置包括發(fā)射所述曝光激光的曝光光源；發(fā)射其波長與所述曝光激光不同的間隙長度控制激光的間隙長度控制光源；用于將所述間隙長度控制激光投射到所述會聚透鏡的裝置；用于檢測來自與所述對象相對的所述會聚透鏡表面的所述間隙長度控制激光的返回部分強度的裝置；和用于根據(jù)由所述光強度檢測裝置檢測到的所述光強度，控制在所述會聚透鏡和所述對象之間的所述間隙長度的裝置。
2．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述間隙長度控制激光的波長大于所述曝光激光的波長。
3．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述間隙長度控制激光的波長不包括在所述對象對其敏感的范圍內(nèi)。
4．一種曝光方法，其中由設(shè)置在對象對面并在所述對象的近場區(qū)域中的會聚透鏡將曝光激光聚光在對象上，其特征在于，所述方法包括下列步驟將其波長與所述曝光激光不同的間隙長度控制激光投射到所述會聚透鏡，該所述曝光激光入射到所述會聚透鏡上；檢測來自所述會聚透鏡與所述對象相對表面的所述激光間隙長度控制激光的返回部分的強度；和根據(jù)所述返回光的所述檢測強度，控制在所述會聚透鏡和對象之間的間隙長度。
5．如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，還包括下列步驟投射所述激光長度控制激光，其波長大于所述曝光激光的波長。
6．如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，還包括下列步驟投射其波長不包括在所述對象敏感的范圍內(nèi)的所述間隙長度控制激光。
7．一種光盤驅(qū)動器，具有與信號記錄媒體對象相對設(shè)置并在所述信號記錄媒體的近場中，以將寫入和／或讀取激光聚光在所述信號記錄媒體上的會聚透鏡，其特征在于，所述裝置包括發(fā)射所述寫入和／或讀取激光的光源；發(fā)射其波長與所述寫入和／或讀取激光波長不同的間隙長度控制激光的間隙長度控制光源；用于將所述寫入和／或讀取激光投射到所述會聚透鏡的裝置；用于檢測來自所述會聚透鏡與所述信號記錄媒體相對的表面的所述寫入和／或讀取激光的返回部分強度的裝置；和用于根據(jù)由所述光強度檢測裝置檢測到的所述光強度，控制在所述會聚透鏡和信號記錄媒體之間的所述間隙長度的裝置。
8．如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述間隙長度控制激光的所述波長大于所述寫入和／或讀取激光的波長。
9．如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述間隙長度控制激光的所述波長不包括在所述信號記錄媒體的所述信號記錄層對其敏感的范圍內(nèi)。
10．一種記錄和／或再現(xiàn)方法，其中由與所述信號記錄媒體相對設(shè)置并在所述信號記錄媒體的近場區(qū)域中的會聚透鏡將寫入和／或讀取激光聚光在信號記錄媒體上，其特征在于，所述方法包括下列步驟把波長與所述寫入和／或讀取激光不同的間隙長度控制激光投射到寫入和／或讀取激光入射的所述會聚透鏡上；檢測來自所述會聚透鏡與所述信號記錄媒體相對的表面的所述間隙長度控制激光的返回部分的強度；和根據(jù)所述回光的所述檢測強度，控制在所述會聚透鏡和信號記錄媒體之間的所述間隙長度。
11．如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括步驟投射其波長大于所述寫入和／或讀取激光的波長的所述間隙長度控制激光。
12．如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括步驟投射其波長不包括在所述信號記錄媒體的所述信號記錄層對其敏感的范圍中的所述間隙長度控制激光。
全文摘要
為了高精度地控制在近場區(qū)域中的間隙長度,曝光裝置包括發(fā)射曝光激光的曝光光源(11);發(fā)射其波長與曝光激光不同的間隙長度控制激光的間隙長度控制光源(16);將間隙長度控制間隙投射到聚光鏡(14)和固態(tài)浸沒透鏡(SIL)(15)的聚光鏡(17a)、準(zhǔn)直透鏡(17b)和分色鏡(12);和檢測來自SIL(15)的出射表面(15b)的間隙長度控制激光的返回部分強度的光檢測器(22)。于是,在曝光裝置中,根據(jù)來自光檢測器(22)的檢測回光強度控制在SILL(15)和對象(100)之間的間隙。
文檔編號G11B7/12GK1280360SQ0012034
公開日2001年1月17日 申請日期2000年7月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月7日
發(fā)明者今西慎悟 申請人:索尼株式會社