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❐ 遠場光與近場光(Far field & Near field)
當一束雷射光照射在物體表面時會產生反射光，反射光的成分很多，科學家發現這些反射光大約可以分為「遠場光(Far field)」與「近場光(Near field)」兩種，如＜圖一＞所示：
➤遠場光(Far field)：在距離物體表面10μm(微米)處所偵測到的反射光稱為「遠場光(Far field)」，使用遠場光讀取資料時，雷射光束經過凸透鏡聚光之後的光點大小與雷射光的波長(l)有關，當雷射光的波長愈長，光點愈大，可以讀取較大的凹洞；當雷射光的波長愈短，光點愈小，可以讀取較小的凹洞。
➤近場光(Near field)：在距離物體表面10nm(奈米)處所偵測到的反射光則稱為「近場光(Near field)」，使用近場光讀取資料時，雷射光束經過凸透鏡聚光之後的光點大小與雷射光的波長(l)無關，因此可以讀取小到數十奈米的凹洞。

＜圖一＞　遠場光與近場光的定義。

❐ 超解析近場光碟片(Super RENS disk)
早期的CD與DVD是利用凸透鏡接收距離光碟片表面10μm處的「遠場光」，因此雷射光束經過凸透鏡聚光之後的光點大小與雷射光波長(l)有關，就算我們使用藍光光碟片(Blue-ray disk)，其藍光雷射二極體的波長為0.405μm，也只能讀取大約0.4μm的凹洞，這已經是可見光的極限了，如果我們希望凹洞小於0.1μm來增加光碟片儲存的資料，則必須使用紫外光雷射來做為光學讀取頭，紫外光雷射製作困難成本高，而且會破壞聚碳酸酯基板，因此可行性不高。
如果接收距離光碟片表面10nm處的「近場光」，雷射光束經過凸透鏡聚光之後的光點大小與雷射光的波長(l)無關，因此可以讀取小到數十奈米的凹洞，但是10nm實在太小了，再精密的機械裝置都不可能將光學讀取頭接近光碟片10nm的距離，怎麼樣呢？

❐ 光纖探針(Fiber probe)
科學家們設計了一個「光纖探針(Fiber probe)」專門用來偵測近場光，如＜圖二＞所示，先將光纖加熱熔融並抽成尖端，再使用蒸鍍法在光纖的表面蒸鍍金屬薄膜就形成一支光纖探針，利用「壓電材料(Piezoelectric materials)」外加電壓可以伸長或縮短數十奈米的特性，精確地控制光纖探針接近光碟片表面10nm的距離，並且將近場光導入光纖探針的尖端，再傳送到光偵測器中，就可以讀取光碟片中的數位訊號了，因為使用近場光讀取，因此可以讀取小到數十奈米的凹洞。
不幸的是，要使用壓電材料來控制一支光纖探針，並且要使這支光纖探針延著光碟片的同心圓移動讀取資料，需要很複雜的控制設備，因此成本極高，只能使用在實驗室，如果要應用在實際的商品上是不可能的。

＜圖二＞　光纖探針的構造。

❐ 超解析近場結構(Super RENS)
為了要能夠讀取近場光，又要降低成本，科學家發明了「超解析近場結構(Super RENS：Super Resolution Near-field Structure)」，並且利用這種結構製作成光碟片，稱為「超解析近場光碟片」，簡稱為「近場光碟片」，可以使光碟片上的凹洞小到數十奈米，因此一張光碟片就可以儲存高達100GB的資料，而且成本增加不多。
由於利用光纖探針來偵測近場光，探針與光碟片10nm的間隔是空氣，如此微小的距離不易維持，無法快速讀取近場光，不適合製作光碟機，科學家利用一層「近場光學作用層」直接製作在光碟片上，如＜圖三＞所示，用來取代空氣形成10nm的間隔，因此不使用光纖探針就可以快速讀取近場光。近場光學作用層通常是使用「非線性光學材料(Nonlinear optical materials)」來製作，目前大多是使用濺鍍法成長金屬「銻(Sb)薄膜」作為近場光學作用層，這樣就不需要光纖探針而可以使用傳統的凸透鏡經過一些改良即可讀取近場光，大幅降低製作成本。值得注意的是，使用近場光學作用層的方法讀取光碟片最大的問題是「可靠度(Reliability)」太低，目前實驗尚無法正確的讀取每一個位元的資料，因此目前無法應用在實際的商品上。
 

＜圖三＞　超解析近場光碟片的構造與原理。

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