2012年11月14日13:38
富士胶片公司开发出了利用双光子吸收热量的新型光盘记录方式，现已确认可实现每层25GB的记录密度，与蓝光光盘（BD）相同，并且该技术有可能实现多达20层的多层化。利用该技术可生产出双面、总容量为1TB的光盘。富士胶片提出了“2015年之前投产”的目标。
此次开发的新型记录技术有两大特点，分别是（1）未来有可能通过一张光盘实现15TB的容量、（2）有望实现与磁带同等的低成本。
便于实现多值化和多层化
首先，关于第一个特点，此次的记录方式利用了适于实现多层化的双光子吸收现象（图1）。由于伴随双光子吸收产生的反应可以限定在激光焦点的较小范围内，因此可以增加记录层的数量。
过去也曾有过利用双光子吸收现象的研发案例，但此次富士胶片发布的技术的新颖之处在于，在双光子吸收现象中组合使用了“热模式记录”方式。热模式记录利用的是照射高能量密度的激光后，瞬间提高记录材料的微区温度，由此产生不可逆变化。照射过激光的部分会形成凸形的记录标志（图2）。此次的实证采用了Ti/S激光器（405nm、76MHz、2psec），光学系统的开口数（NA）为0.85。
图1：双光子吸收的原理 图2：通过SEM拍摄到的凸形的记录标志
基于此次方式的记录元件由可通过激光照射形成凸形记录标志的记录层，以及其下层的UV硬化树脂层和上层的粘着材料层构成（图3）。记录的数据可通过检测记录层和粘着材料层的表面反射光量强度变化来读取。由于凸形记录标志会引起表面散射和衍射，反射率低于未记录部分，具有“High-to-Low极性”（双值），因此记录的部分可利用该特性进行调制。另外，记录层和UV硬化树脂层的折射率基本相同，因此表面不会产生反射。
而且，通过改变照射激光的照射时间，还可以控制凸形记录标志的高度，从而可实现多值化。富士胶片存储介质业务部存储介质研究所主任研究员北原淑行表示，“目前只是根据有无凸形实现了2值化，但还有可能通过4级控制实现4值化（记录容量达两倍），甚至通过8级控制实现8值化（记录容量达到三倍）”。
另外，此次的双光子吸收材料还拥有较高的光透射率。采用记录层达到20层的试制品进行实测时，创造了光透射率高达87％的记录（图4）。北原称，根据该测量结果推测，“100层也可维持约50％的透射率” ，而现行的蓝光光盘在“记录层达到4层后，透射率就会降至65％左右”。
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图3：双光子吸收材料的构造，以及因激光照射时间而产生的凸形的高度变化 |
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图4：光透射率的比较 |
北原表示，根据以上结果推测，富士胶片“将来有可能实现容量为25GB/层×3倍（8值）×100层×2倍（双面）＝15TB的光盘”。
成本仅为HDD硬盘的1/3
关于第二个特点低成本，富士胶片通过“Web涂布法”制作记录层、UV硬化树脂层和粘着材料层，并将其粘合在一起，从而简化了制造工艺。而蓝光光盘在制作时必须在每一层反复进行旋压覆盖和溅射。北原还介绍了新型记录方式的优势，他说：“采用传统工艺制造4层蓝光光盘需要147秒，而按照我们的方式，构筑8层也只需58秒。”（图5）
存储介质方面，主要是HDD硬盘和磁带之间的竞争。HDD硬盘的成本较高，但访问时间仅为几毫秒；磁带的访问速度不如硬盘，但包括应用在内的成本仅为HDD硬盘的1/3左右。因此，HDD硬盘通常用于小容量特定文件的保存管理用途，而磁带通常用于以高传输速度备份大容量数据的用途。而对于此次的双光子吸收光盘，富士胶片存储介质业务部的长田善彦强调说，“实现了与磁带同等的低成本，而且访问时间短”，访问时间在几百毫秒～几十毫秒左右。
双光子吸收光盘的实用化课题是再生信号的反射率仅为0.5％，而蓝光光盘为20％，是其40倍。北原表示，现已通过与蓝光光盘相同的编码方式17PP确认了读写结果，今后“希望在驱动器厂商的协助下，推进开发工作”（图6）。
图5：制造方法的比较 图6：17PP方式下的读写结果
另外，此次开发产品使用的粘着材料层得到了日本琳得科公司的大力协助。
富士胶片预定在“2012年国际广播电视设备展（Inter BEE 2012）”上，以展板形式展示此次的成果。（日经技术在线！ 供稿）
