CN1013527B

CN1013527B - 信息记录与重现装置

Info

Publication number: CN1013527B
Application number: CN85101430A
Authority: CN
Inventors: 峰村哲郎; 安藤寿; 生田勋; 北芳明
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-04-01
Filing date: 1985-04-01
Publication date: 1991-08-14
Also published as: CN85101430A

Abstract

所披露的是一种信息记录与重现装置，它使用一种金属或合金作为记录介质，该金属或合金在固体状态下的结晶组织具有处于至少两个温度领域的不同金相，并可通过加热及淬火引起金相转变，由于金相转变使光谱反射率发生变化，从而可对信号、字母、图形、符号等信息予以清晰的记录以及消除，利用激光之类的光能，很容易施行重新写入。

Description

本发明系一种新颖的信息记录与重现装置，其特征在于该信息记录与重现装置利用光能或热能改变记录介质结晶组织来完成信息的记录、消除及重现。

已有技术情况

近几年来，对信息记录密集化、数字化的要求越来越高，促使了各种信息记录与重现系统的发展，特别是光学记录盘，它在激光源的配合下可实现信息的记录、消除及重现，它的记录密度比一般的磁盘高，因而被认为是很有前途的。光学记录盘一光盘一在《工业用稀有金属》1983年第80号（光盘及材质）第37～41页上有详细介绍。光盘利用激光重现信息，这点已在实际生活中运用了，它被命名为CO-MPACTDISC（简称CD）即激光唱盘。

在其它方面，目前用作记录信息的系统有两种类型：不可消除型和可重写型。不可消除型一经写入便无法消除，可重写型则允许重复写入重复消除。不可消除型的记录方向是：用激光束使介质破碎或使之变形而成为细小的凸面体和凹面体。读出时，这些细小的凸面体和凹面体使激光束形成干涉现象，并导致反射率改变，从而实现信息读出。例如有一种众所周知的方法，就是用激光把碲（Te）之类的介质熔化或升华之后可以形成凸面体及凹面体。然而，此类记录用介质存在一个问题它们有毒。

另一方面，光电磁性材料是可重写型介质中的主要材料。用这种材料进行记录的办法是：利用光能在居里点或补偿点附近使材料的局部磁性异向发生例相，而进行重现的办法是：射入偏振光，由于法拉第电磁效应或磁力效应而使偏振面转动一定的量。这种记录与重现方法是现阶段可重写型介质应用中最有希望的一种，目前正在加紧研究，预期数年之内就能会诸实用。然而很遗憾，现在还未找到一种材料的偏振面能够提供足够大的转动量。目前在S/N（单极子/数量）、C/N（载体/数量）等方面尚无足够高的输出水平，尽管就介质材料的夹层等问题已作了大量工作。

另一种已为人们所知的可重写型系统。是使记录用介质材料在非晶体状态和晶体状态间产生可逆相变，从而使反射率变化。还有一种人所共知的不可消除型介质，是运用了晶体和非晶体状态之间的单向的或不可逆转的相变。但这些材料都存在问题，比如，在低温下非晶相会发生结晶，由于在室温下的金相不稳定，以致盘的可靠性很差。

发明的任务

根据现有技术情况，本发明旨在提供一种信息记录与重现装置，该装置使用一种易于实现信息重写、且具有高记录密度的记录介质。

发明的简要概述

据此目的，本发明已提出了一种信息记录与重现装置，它的特征是包括由金属或合金制成的一种记录介质，该金属或合金在固态下至少具有两种结晶组织，并能在一定温度领域内保存有从另一温度领域内所获得的一种结晶组织。

这样，本发明中作为信息记录与重现装置的记录介质的金属或合金，在固态下至少具有两种金相：有效地利用金相转变引起的结晶组织变化就可以对各种信号、字母、字符、图形之类的信息实行记录、消除和重现。

图1是二元金相图，用以解释不同晶体之间的可逆转的金相转换;

图2为本发明的信息记录与重现装置构造图;

图3为本发明的信息记录与重现装置与光学系统合并使用时的图解;

图4为本发明中一片Cu-Al-Ni合金箔材的光谱反射率示意图;

图5为图4所示箔材的X-射线衍射图谱的图解;

图6、图7为图4所示箔材的平面图，表现被加热后结晶组织改变，字母已被记录上去的状态;

图8表示本发明中一个光盘实例的剖面图;

图9A及9B为按本发明用阴极溅镀法所获合金箔材通过电子显微镜所摄取之金相组织显微照片;

图10按本发明用阴极溅镀法所获合金箔材的平面图，其上已用Ar激光束记录了信息：

图11A及11B是本发明中的光盘实体模型的剖面结构图。

图1是Cu-Al合金的二元金相简图，是本发明所用记录介质材料的一个实施例，它可以解释如何通过Cu-Al合金中的可逆相变进行记录、消除及重视的原理。在A-B二元合金系统中，假设有一种ABX合金，金相图如图1所示。这种成分的Cu-Al合金，其固态温度领域内三种金相，即：b-单相，（b+c）-相和（a+c）一相。a、b、c单相的结晶组织都互不相同，而且单相和混合相所表现的光学特性也是各异的。下面以光谱反射率作为一个例子来解释结晶组织的差异是怎样影响光学特性变化的。在T1温度时，合金平衡状态下的光谱反射率几乎与C相的反射率相等，因为此时合金呈现为富含C的（a+c）-相。当这种合金被加热到T4温度，再经淬火，b-相即被过冷至T1，故合金显示为T1温度下b-相的光谱反射率。再进一步，当该过冷相被加热到比T₁温度高的T₂，再经淬火，则b-相又变成了（a+c）一相，因此，光谱反射率又回复到近似于原先T1温度下所得到的c-相了，这就完成了光谱反射率的可逆转变。如果将合金加热到T1温度以上，就可能使b-相转变为（a+c）一相，此时，要求加热温度必须低于Te但又要求越高越好，因为，加热温度高可以明显地缩短相变所需的时间。如上所述，可以充分利用固态下相变所产生的光谱反射率的变化来实行写入、消除和重现。这样说来，在固态下可显现出可逆相变特性的任何一种金属、非金属、复合物，都可用作为本发明信息记录与重现装置的记录介质材料。可用作记录介质的材料，有那些在元素周期表上属于Ⅰb、Ⅱb、Ⅲb、Ⅳb、Ⅴb、Ⅵb、Ⅶb、Ⅷ各组的金属和以这些金属为主要成分的各种合金，因为它们可在固态下引起可逆相变。作为这种金属的例子有Cu、Ag、Au、Zn、Cd、B、Al、Ca、In、Tl、Si、Ce、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se、Te、Po、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Cs、Ir、Pt。这些金属的合金也是可利用的。前面已说过，这些金属及合金在固态下至少具有两种金相。在这些金属及合金之中，Cu-基合金的光谱反射率变化最显著，效果特别好，而作为记录介质用的材料来说，Au-基和Ag-基的合金所产生的效果也很不错。众所周知，Cu与其它金属或合金相比，有着独特的棕色。另外，在光谱反射率方面，Cu还显出了它的特有性质：在波长大于500毫微米的一侧，可获得很高的反射率。而且在向Cu中加入其它元素以组成合金时，原来为Cu所独有的棕色调会随着合金结晶组织的转变而变成其它色调。例如，将Al、Ca、In、Sb、Si、Sn、Zn中的一种或数种元素加到Cu中去后，其色调会由棕色变为金色，结果是光谱反射率也改变了。Cu一般具有面心型（α-相）晶体结构，但加入上述元素后，变成了复合物（通常是γ-相）。Cu-基合金处于（α+γ）-混合相区域时呈金色，此外，其光谱反射率变化激烈，在波长500毫微米附近，反射率停止变化，而在较长的波长区，反射率又象棕色调时那样变化迟缓，上述的各种Cu-基合金在高温态的（α+γ）-相区域内有一个共同特点，即有β-相存在，β-相的晶体是体心型结构或是经调整的体心型结构。在恰当地选择合金成分情况下，β一相是棕色的。某些一定成分的合金，在施行加热、淬冷使β一相过冷至室温时，会引起热弹性型的马氏体转变。转变的结果使合金变成金色。然而当转变温度降低到室温以下时，合金又变成了棕色。此外，合金元素含量增加得过分多会使棕色变淡。所以说，棕色色调是在温度高于马氏体转变温度条件下得到的，或是在合金成分能够将马氏体转变温度降低到室温以下的条件下得到的。加入各种过渡金属，B、C、Ge、Ag、Cd、Au、Pb、Be、Mg等，可以有效地控制转变温度。

上面已解释过，作为本发明信息记录与重现装置用的记录介质、Cu-基合金，通过加热、淬冷由于β一相和（α+γ）一相间的转变能很好地在棕色和金色间作可逆转换，并且光谱反射率也有大幅度的变化，还应注意到，除光谱反射率之外，对激光束的透射率的变化、折射系数的变化以及偏振性等也都是可资利用的。

能够用作记录介质材料的那些合金，过冷处理之后，即使在低温状态下也能保持住高温态时的金相，这些合金在固态下含有两个或更多的金相，充分利用不同金相的光学特性的差别，就有可能把信息记录下来。

这种合金的例子有：Ni-Ti合金，Cu-Al合金，Cu-Zn合金，Cu-Al-Zn合金，Cu-Al-Ni合金，Ti-Nb合金，Ti-Mn合金，Ti-Mo合金，Cu-Al-Mn合金，Cu-Al-Fe-Cr合金，Cu-Ga合金，Cu-Al-Ga合金，Cu-In合金，Cu-Al-In合金，Cu-Ce合金，Cu-Al-Ge合金，Cu-Sn合金，Cu-Al-Sn合金，Au-Al合金，Ag-Al合金，Ag-Al-Au合金，Ag-Al-Cu合金，Ag-Al-Au-Cu合金，Ag-Al-Cd合金，Ag-Zn合金，Sb-In-Se合金，In-Tl合金，Co-Mn合金，Ad-Cu合金，Mn-Cu合金，U-Mo合金，Fe-Mn合金，Fe-Cr-Ni合金等等。

较实用的合金成分可举例如下：含Al0～10%、Zn10～40%的Cu-基合金，含Sn20～30%的Cu-基合金，含Al10～20%、NiO～10%的Cu-基合金，含Ti40～50%的Ni-基合金等等。

特别认为满意的合金成分举例列于表1及表2中。

运用加热及淬火在记录介质上进行写入及消除时，降低记录介质的热容量就能获得更高的响应速度。为了降低记录介质的热容量，一个相当有效的制造记录介质的方法是从气态或液态直接猝冷、固化而形成薄膜。薄膜成型有多种技术，诸如PVD（物理蒸发沉淀）法，其中包括了真空蒸发沉淀法及溅镀法，又如CVD（化学蒸发沉淀）法，再如熔化猝冷法，此法系以熔融状态的材料倾注于高速旋转的辊筒面上以便熔融物猝冷、固化、还有将粉末材料涂布而焙烧于基底之上的，以及电镀层、化学镀层法等等。为了使光谱反射率有清晰的局部变化，并为了获得较高的S/N值，要把构成箔材或薄膜的晶体颗粒做得尽可能地细小。上述的各种技术都能生产出微细的结晶组织，因为它们采用猝冷法以形成箔材及薄膜。再者，从降低热容量的观点来看，用粉末状的金属或合金制成记录介质，其效果是相当好的。较好的办法是将粉末与一种粘合剂混合而涂布于基底之上，用此法在基底上形成薄膜，可以把膜划分成最小尺寸的记录单元，这样做有利于降低热容量。

前面已经阐明，本发明所提供的信息记录与重现装置具有记录器、重现器和消除器，其特征是包括有，一种在固态下至少含有两种结晶组织的记录介质，它在一个温度领域里能够保留着从另一温度领域中获得的结晶组织。

本发明的记录介质可用作各种用途的光盘，如DAD（数字唱盘或激光唱盘）、录象盘及存储盘等。

图2和图3所示为依据本发明所得的信息记录与重现装置之实体模型，以及光盘实施记录、重现、消除时所用光学系统布置之实施例。

实体模型所用的光盘1，其基底是一片经过光学抛光的玻璃片，在它上面用本发明的方法形成了记录介质。操作时，根据准备录入的信号，将Ar离子激光束调制成脉冲再作用到转动着的光盘1上面去，这就在盘1的微小局部上产生了不同于基底色泽的色调变化（即色彩在色相与饱和度方面的变化）。当记录介质是数字唱盘DAD时，则以PCM（脉冲码调制）的声频信号作为准备录入的信号，当介质是录象盘时，就以FM（频率调制）的视频信号作为录入信号，这些信号的波型之上部及下部均经限幅削波处理而成为脉冲形式，以此作为准备录入的信号。

图2示出，光盘1由电动机15恒速驱动，电动机用速度控制装置18调速，并配有转数计16。为了实现记录与重现，由激光源6发出激光束（图中以虚线表示），通过聚焦镜5、分光镜26，四分之一波长板3、聚焦镜2及聚焦传感器13，最后作用于光盘1。实施重现时，借助于检测光盘1对激光的反射状态，或检测光盘1对激光束的偏振情况或透射情况等办法。更准确地说，是用受光元件22来检测反射、偏振或透射方面的任何变动量。测出的信号经过重现信号处理装置24处理之后即为输出信号。另外，实施2记录时，将记录信号处理装置23所调制的激光脉冲送达光盘1。在记录、重现、消除操作中的分轨操作，由分轨控制装置20带动一面可移动的反光镜17来完成。操作方式控制以及速度之类的其它因素的控制，则由控制器25进行。标号19所指的是一个可移动的台，实施消除时，由激光源12输出激光束，经分光镜21及分光镜26到达光盘1实现消除。

图3所示，激光束被振荡器6振荡后，由耦合透镜5放大，经由偏振棱镜4、四分之一波长板3及聚光镜2而达盘1。跟踪操作是利用由盘1反射的、经聚光镜7的光束。由跟踪光敏二极管11检测并控制跟踪操作。

被反射回来的光束中的一部分光，经由半反射镜8，被引导通过柱面透镜9而作用于自动聚焦用的光敏二极管10，该二极管经管重现信号的自动聚焦和检测。这样，对光盘施加激光束并从光盘上反射激光束，就可以实现记录与重现信息了。消除操作与记录操作相同，只是要用另一个激光源12。

更硬切地说，实现重现所用的方法是：检测施加于光盘上的激光根据它在光谱反射率、透射率、偏振性及折射系数方面的一切变化实施重现。检测反射光束与入射光的相对亮度水平，或检测光束的角度变化。就能测出反射率、偏振情况及折射系数的变化。此外，检测入射光束透过光盘后的亮度变化，就能测出透射率。可以采用半导体受光元件（光敏二极管）进行上述检测。

综上所述可以断言，根据本发明可对任何信息进行记录、重现及消除，因为它基于这样一个事实，即记录介质材料中结晶组织变化所引起的金相转变能改变记录介质材料的光学特性，诸如光谱反射率、对激光的透射率等等。然而，这也并不排斥即便介质材料的光谱反射率没有变化，仍然可以实现记录，这可利用由于结晶组织转变导致体积变化而在记录介质表面上形成的微细的凸面体和凹面体。例如，由于那些凸面体和凹面体所产生的光线相互干涉而引起反射率的变化，就可用于记录。

本发明还提出了一个带轨槽的光盘，由带轨槽的基底和其上所覆盖的薄膜组成，该薄膜是用一种在固态下至少含有两种结晶组织的金属或合金制成，这种金属或合金能在一个温度领域里保留有从另一温度领域中获得的结晶组织。轨槽宽度最好要小于几微米（uM）。以半导体激光器作激光源时，轨槽宽度最小值以1.6微米为佳。本发明光盘薄膜中的结晶组织（金相）最好取自较低温度侧之平衡态，用以作基底，即背景。这样，写入操作的第一步就是使结晶组织形成高温区所特有的金相，然后将薄膜过冷，使得刚才得到的金相在低温区也能被保留下来。运用这种办法，可以用较高的密度记录信息。这种情况下的写入呈斑点状，而在记录介质的厚度方向，是部分或全部地穿透的。

写入的办法是先加热到高温区然后过冷，而消除时则须用如下办法加热，即改变由于过冷而保存下来的金相使之变成在较低温度领域内所获的平衡态金相。反之，如果写入时采用了将金相变为低温区金相的办法，那末在消除时就须采用先加热至高温区随之过冷的办法。

轨槽最好做在光盘接受光束面的反面，而记录介质布于轨槽上。这就要求基底对于入射光是透明的。因为记录用介质是用金属或合金制成的，而且写入或消除时还要加热，所以记录介质的表面上镀有保护膜，此膜对所施用的光线亦应透明。例如，可用SiO₂作为保护膜的材料。轨槽的深度以大约为所用光线波长的四分之一为佳。

运用两个不同的光源可以同时进行写入和消除。也就是用一个光源消除掉已录好的信息，与此同时，用另一装置在消除之后进行写入。

本发明也提供了一种信息记录与重现、消除的方法，该方法具有如下各步骤：制备一种记录介质，它由一种在固态下至少含有两种结晶组织的金属或合金制成，这种金属或合金能够在一个温度领域里保存有从另一温度领域中获得的结晶组织，局部加热记录介质以形成高温下的结晶组织，随之进行过冷，使其即便冷到较低温度也能保存依上述方法所得之结晶组织，这样就可记录下所需的信息，对记录介质上已录入的部分施加一束光线，以检测被局部加热部分与未被加热部分之间的光学特性有何差别，这样就可重现已录入的信息，将记录介质的已录入部分加热到一个降于记录时所用局部加热温度的温度，这就可以消除已录入的信息。

用激光作兴束是比较好的。此时，激光束的波长以短波为佳。因为波长在500毫微米左右时，已加热部分和未加热部分两者反射率之差为最大，所以，用作记录和重现的激光束最好具有这样的波长。通常用同一激光源实行记录和重现，而消除操作则使用另一激光源，其幅照能量强度小于记录、重现所用激光束强度。

本发明也提出了一种光敏记忆材料，它在固态下至少含有两种结晶组织，它能在一个温度领域里保存有从另一温度领域下所获得的结晶组织。这种记忆材料的结晶组织（金相）变化能引起光学特性如光谱反射率、偏振性、透射率、折射系数等的变化，利用这些变化中之一种变化就可形成信息的光学记录法。

实施例

（实施例1）

色调及光谱反射率变化的可逆性已由一件用熔化猝冷法制得之箔材所证实。试样用Cu-Al-Ni三元合金制备而成。材料先在真空高频感应炉内熔炼，然后浇注成锭。锭呈金色。将锭熔化，把熔融液倾注于一个辊子的表面上或注于两个辊子之间的辊隙中，辊子以高速旋转俾使熔液得以猝冷，这样就形成了带状的箔材。单辊用Cu制成，直径为300毫米，表面镀Cr，双辊则为直径120毫米之Cu-Be辊两种辊型的辊面圆周速度均设定在10～20米/秒。使用石英浇口，以每次倾入合金母材约10克的流量即可制出数米长、5毫米宽、0.03～0.1毫米厚之箔材，一些箔材为金色，另一些则呈棕色，依不同的合金成分而异。把这些箔材加热到各种温度然后猝火，对其色泽及光谱反射率的变化均进行了研究。

图4所示为箔带的光谱反射率，箔带的材质为“Cu-Al14.2重量%-Ni4.01重量%”合金，用上述之单辊法制成，分别在750℃与600℃温度下加热2分钟，然后用水冷却。热处理之前用800号金刚砂纸将箔带抛光。猝冷固化状态下的箔带呈棕色，经600℃热处理后为金色，而经750℃热处理后则呈棕色。从图中可见，波长为500毫微米附近之光谱反射率的差别最大。就是说，在此波长时，棕色箔材之光谱反射率为8.5%，而金色箔材之光谱反射率为23.9%，约为前者的三倍大。据此可以断定，在这一波长区域内可以有效地记录及重现信息。

图5为箔带经过热处理后显示的X-线衍射图谱。X-线衍射中所用Cu-Ka射线源为40千伏、100毫安。从图中可看出，750℃时形成了一种DO₃型规则结构，因之，所形成的是β一相。另外，在600℃时，结构形式包括有α一相（面心立方体）与γ-相（斜方体）。这就弄清楚了色调与光谱反射率所发生的突变，是因为金相组织由β一单相转变为（α+γ）一相的缘故。已经在600℃热处理过的试样重新被加热到750℃时，其色调、光谱反射率和X-线衍射图又逆行回复到原来的棕色和β一单相的图谱。

在图6中，（a）所示为箔带经过600℃的热处理后呈金色，（b）为同一箔带之外观图，它的一半用打火机加热过后随即冷却，这一半就变成棕色。更确切地说，正如（b）图所示，虚线左侧为棕色而其右侧则为金色这样看来，用局部加热即能轻而易举地改变色调。也已证实棕色区与金色区之间有着十分清晰而明确的分界线。再进一步，将已变成棕色的那一部分依旧用打火机加热到稍低于第一次加热时的温度，由色调会重新变回金色。

图7表示用直径约为0.5毫米的YAG（钇铝石榴石）激光束作加热装置，在箔带上书写了几个字母。基底箔带是经过热处理的，呈金色。激光束按脉冲群形式振荡，脉冲宽度为1微秒，因此字母是由大量的激光脉冲加热的点所组成。被加热而成为字母A、B、C的部分变成了棕色，这样就能与基底所呈现的金色背景清楚地区分开。只要箔带的加热条件能使其变成金色，即可消除这些字母。如此作法，借助于激光束将箔带局部地加热到预定的钆，就能对字母、图形之类的信息反复地施行记录及消除。还有，信息一经录入，除非把材料加热至消除温度，否则信息是无法消除的，因此几乎可以永久地保存它。

（实施例2）

已证实，在用真空蒸发溅镀法制得的薄膜上，色调可以实现逆转变化，从实施例1中所制备的锭子上切下一块直径为100毫米、厚度为5毫米的圆盘，作为溅镀装置的靶极。用一块厚0.8毫米的玻璃板作为真空蒸发溅镀的基底。为了防止溅镀膜在加热时被氧化以及在写入、消除过程中从基底上剥落，在镀膜表面上再加镀一层厚度为30毫微米的SiO₂保护膜，该膜亦用真空蒸发镀成。图8所示为膜片的剖面。用一个直流的磁控电子管型的溅镀系统，在玻璃基底28上镀一层合金膜27，再用RF型溅镀系统镀SiO₂膜。溅镀功率选择范围为140～200瓦，基底温度则保持在200℃。用于溅镀的蒸发皿被抽真空至10^-5乇左右，并充入Ar气至5～30毫乇的水平。合金膜的厚度波动于0.05～10微米之间，而SiO₂膜的厚度则被选定为30毫微米。图9a所示为在上述溅镀条件下制备的300毫微米厚的合金膜在射电电子显微镜下的显微照相。图9b为同一物在更高放大倍数下的显微照相。可以看到，合金膜具有超微粒的结晶颗粒，以至在图9a的放大倍数下都无法清晰辩认。从图9b可见同一对象在较大的放大倍数下，其颗粒的粒度为30毫微米左右。在此可以认为，记录、重现及消除操作在实施中，结晶颗粒不会对它们发生实质性的影响。

图10表示在合金膜上用Ar气激光束加热并冷却以实现写入及消除时，薄膜是如何变换色调时。此时Ar气激光束是连续振荡的。试样被放在人工移动的台上，当激光束在试样表面上聚焦的同时移动此台，这样激光束就扫描了试样的表面。其结果为，被激光束辐照到的部分即图10中带阴影线部分和虚线部分变成棕色，完成了写入。带阴影线部分是用200毫瓦Ar气激光束扫描过的地方。为了显出金色，事先将合金膜连同基底一起经过了热处理。然后按图10中虚线段一上一下的方向，用激光束对合金进行扫描，但这次的激光束处于略为散焦的状态，目的是为了降低功率强度。结果，虚线部分的棕色调经过较低功率强度激光束扫描后，又重新变成了金色。根据这一事实可以确认，利用改变色调实行记录和消除，这种方法同样可以在合金的薄膜形式上实现，并且也证实了，写入和消除操作几乎可以无限制地重复许多次。

（实施例3）

研究了粉末改变色调的问题，该粉末是由实施例1中所制作之锭子中取得。用切割机切割锭子时所生成的碎屑当粉末使用。由于锭子相当脆，用作粉末的碎屑其尺寸相当小。然后将碎屑粉碎成100网目（约140微米）以下大小。刚粉碎好的粉末是金色的，但把它们在800℃下加热1分钟随之用水冷却后，即变成了棕色。

如此制作之粉末进一步用球磨机加细为数微米的颗粒，然后与聚酰亚胺系的有机物质混合。将混合物涂布于玻璃基底之上，在无氧化气氛中焙烧以便形成一层厚度约为100微米的合金膜。在这层膜的表面上再用真空蒸发法生成一层厚度为30毫米的SiO₂膜。玻璃基底是经过镜面抛光的，合金膜也经镜面抛光。这样做成的合金膜呈现金色，但是用激光照射之后全变成棕色，就和前面几个实施例的情况一样。这就保证了信息记录的可能性。

（实施例4）

图11a及图11b是一个光盘的剖面图，在直径为120毫米、厚度为0.8毫米的玻璃基底28上，用实施例2中所用的同一种溅镀法，生成一层Cu-Al-Ni合金的记录介质膜27，并在膜27上形成一层SiO₂膜26。生成Cu-Al-Ni合金薄膜时，用实施例1中所制得的锭子作为溅镀靶。事先在玻璃板上做出了轨槽29，槽宽0.8微米，槽间距为1.6微米。槽29的深度相当于激光束小波长的四分之一。依据本发明，合金光谱反射率的最大差别处既然前面已说过是在波长500微米附近，因此采用了其波长与该波长最为接近的Ar气体激光器。据此，轨槽深度被选定为120微米上下。合金膜与SiO₂膜的厚度与实施例2中相同。溅镀形成的合金膜为金色。利用图2所示之装置，这一光盘被局部加热到750℃，使信息以棕色凹痕的形式被记录下来，用一个连续振荡的激光束，采取加热到500℃的办法以施行消除，由此可恢复金色。写入所用激光束安排在紧跟消除用激光束的后面，这样做可使刚被消除激光束照射过的部分又被写入用的激光束重新加热到750℃，因之色调又重新变成棕色，这样，事实上可以同时完成消除及重写。

通过往复循环地进行了重写与消除操作，足以证明，任凭怎样轮番反复地施行多少次重写与消除，记录介质的写入与消除特性仍可保持其原始状态。

事实将证明本发明的信息记录与重现装置能够轻而易举地对信息施行重写、记录与重现。

表1

序号合金成分

1 Ag-Cd Cd 44～49原子%

2 Au-Cd Cd 46.5～50原子%

3 Cu-Au-Zn Au 23～28原子%

Zn 45～47原子%

4 Cu-Zn-X X 若干

（X＝SI、AL、GA） Zn 10～40重量%

5 In-Tl Tl 18～23原子%

6 Ni-Al Al 36～38原子%

7 Ti-Ni Ni 49～51原子%

8 Fe-Pt Pt～25原子%

AI 6～12重量%

9 Cu-Al-Mn-Zn Mn 0.1～12重量%

Zn 0.1～24重量%

Cu～30重量%

10 Ni-Ti-Ou-Or X 0.01～5重量%

Ti 40～50重量%

11 Ni-Ti-Fe Fe 3.2～3.6原子%

12 U-Mo Mo 2～7重量%

13 U-Nb Nb 3～11重量%

14 U-Re Re 2～7重量%

15 Mn-Cu Cu 5～50重量%

表2

序号 Ag Al Au Cu 其它

16 - 14～16.5 - 平衡

17 - ″ - ″ Ni0.01～20（2.5～7.5）

18 - ″ - ″ Mn0.01～15

19 - ″ - ″ Fe0.01～10与/或

Cr0.01～10

20 - - - ″ Ga21～30（22.5～25）

21 - 0.01～3.0 - ″ Ga21～30（22.5～25）

（0.05～0.5）

22 - - - ″ In20～40（25～35）

23 - 0.01～30 - ″ In20～40（25～35）

（0.05～0.5）

24 - - - ″ Ge20～28（25～35）

25 - 0.01～3.0 - ″ Ge20～28（25～35）

（0.05～0.5）

26 - - - ″ Sn16～35（20～30）

27 - 0.01～3.0 - ″ Sn16～35（20～30）

（0.05～0.5）

28 - 2.4～4.0 平衡 -

29 平衡 6～10 - -

30 ″ 6～10 0.1～10 0.1～15 （Au或/或Cu）

31 ″ 0.01～2.0 - - Cd43～59

32 ″ - - - Zn30～46

Claims

1、信息记录和重现装置包括：

一种基底，一种在该基底上形成的记录介质，用于将能量束聚焦在该介质上的光束控制机构，其中所述能量束为激光束或电子束；接收从该介质透射或反射的激光束的装置；用于以信号输出从该介质透射或反射的所述光束的装置，其特征在于，该记录介质是用一种合金制成，该合金在固态下有至少两种不同结晶组织，该至少两种结晶组织中的一种在高于室温的一个温度下存在，该至少两种结晶组织中的另一种在比上述温度低但高于室温的温度下存在，其中该合金在从所述一个温度淬冷到室温后，呈现该至少两种结晶组织中的另一种结晶组织，结合金被加热到所述后一温度并冷却到室温后，呈现该两种结晶组织中的另一种的结晶组织；该合金不进行马氏转变，利用一部分该记录介质的结晶组织变化而导致的色调，光谱反射率和X射线衍射图中的变化进行信息的记录与消除；其中该合金选自下述一系列合金组分组成的合金：44-49原子%的Cd其余为Ag的合金；2-7重量%的MO其余为U的合金；3-11重量%的Nb其余为U合金；5-50重量%的Cu其余为Mn的合金；2.5-4.0重量%的Al其余为Au的合金；6～10重量%的Al其余为Ag的合金；0.1-10.0重量%的Au和(或)0.1-15.0重量%的Cu，6-10重量%的Al其余为Ag的合金；0.01-2.0重量的Al，43-59重量%的Cd其余为Ag的合金；以及30-46重量%的Zn其余为Ag的合金。

2、信息记录和重现装置包括：

一种基底，一种在该基底上形成的记录介质;用于将能量束聚焦在该介质上的光束控制机构，其中所述能量束为激光束或电子束，接收从该介质透射或反射的激光束的装置;用于以信号输从该介质透射或反射的所述光束的装置，其特征在于，该介质是用一种合金制成，该合金在固态下至少有两种不同结晶组织，该至少两种结晶组织中的一种在高于室温的一个温度下存在，该至少两种结晶组织中的另一种在比上述温度低但高于室温的另一温度下存在;其中该合金从所述一个温度淬冷到室温后，呈现该两种结晶组织中的另一种的结晶组织，该合金被加热到所述另一温度并冷却到室温后，呈现该至少两种结晶组织中的另一种的结晶组织，其中该合金具有低于室温的马氏体转变温度;其中利用一部分该记录介质的结晶组织变化导致的色调，光谱反射率和X射线衍射图中的变化而进行信息的记录与消除;其中该合金选自下述一系列合金组分组成的合金;23～28原子%的Au，45-47原子%的Zn其余为Cu的合金;18-23原子%Tl其余为In的合金;6-12重量%的Al;0.1-12.0重量%的M，0.1-24.0重量%的Zn其余为Cu的合金;30重量%的Cu，40-50重量%的Ti0.01-5.0重量%的选自Al，Zr，Co，Cr和Fe至少一种元素，其余为Ni的合金，14.0-16.5重量%的Al其余为Cu的合金;14.0-16.5重量%的Al，0.01-20.0重量%的Ni其余为Cu的合金;14.0-16.5重量%的Al，0.01-15.0重量%的Mn其余为Cu的合金;14.0-16.5重量%的Al，0.01-10.0重量%的Fe和（或）0.01-10.0重量%的Cr其余为Cu的合金;21-30重量%的Ga其余为Cu的合金;0.01-3.0重量%的Al，21-30重量%的Ga其余为Cu的合金;20-40重量%的In其余为Cu的合金;0.01-3.0重量%的Al，20-40重量%的In其余为Cu的合金;20-38重量%的Ge其余为Cu的合金，0.01-3.0重量%的Al，20-28重量%的Ge其余为Cu的合金，16-36重量%的Sn其余为Cu的合金;以及基本上0.01-3.0重量%的Al，16-35重量%的Sn其余为Cu的合金。

3、按权项1所述的信息记录与重现装置，特征为该记录介质是在一基底上形成的薄膜。

4、按权项1所述的信息记录与重现装置，特征为该记录介质是一种粉末，用以涂布于一基底之表面从而在该基底上形成一层薄膜。

5、按权项1所述的信息记录与重现装置，其中该记录介质按记录单元的大小被划分成若干细微的分段。

6、按权项1所述的信息记录与重现装置，特征为记录用加热器和消除用光束控制装置二者中必有一个是激光束或电子束，而重现则是一激光束。

7、一种光盘，特征为包括有在一基底的轨槽上所形成的记录介质薄膜，该薄膜由一种在固态下含有至少两种结晶组织的金属或合金所制成，该金属或合金能够在一个温度领域中保持有形成于另一温度领域中的结晶组织，该合金不进行马氏转变，利用一部分该记录介质的结晶组织变化而导致的色调，光谱反射率加X射线衍射图中的变化进行信息的记录和消除，该合金选自下述一系列合金组分组成的合金;44-49原子%的Cd其余为Ag的合金;2-7重量%的Mo其余为U的合金;3-11重量%的Nb其余为U的合金;5-50重量%的Cu其余为Mn的合金;2.5-4.0重量%的Al其余为Au的合金;6-10重量%的Al其余为Ag的合金;0.1-10.0重量%的Au和（或）0.1-15.0重量%Cu，6-10重量%的Al其余为Ag的合金;0.01-2.0重量%的Al，43-59重量%的Cd其余为Ag的合金;以及30-46重量%的Zn其余为Ag的合金，该合金还具有低于室温的马氏体转变温度，其中利用一部分该记录介质的结晶组织变化导致的色调，光谱反射率和X射线衍射图中的变化而进行信息的记录与消除;其中该合金选自下述一系列合金组分组成的合金：23-28原子%的Au45-47原子%的Zn其余为Cu的合金;18-23原子%的Tl其余的In的合金;6-12重量%的Al，0.1-12.0重量%的M;0.1-24.0重量%的Zn其余为Cu的合金;30重量%的Cu，40-50重量%的TiO，0.01-5.0重量%的选自Al，Zr，Co的Fe至少一种元素其余为Ni的合金;14.0-16.5重量%的Al其余为Cu的合金;14.0-16.5重量%的Al，0.01-20.0重量%的Ni其余为Cu的合金;14.0-16.5重量%的Al;0.01-15.0重量%的Mn其余为Cu的合金;14.0-16.5重量%的Al，0.01-10.0重量%的Fe和（或）0.01-10.0重量%的Cr其余为Cu的合金;21-30重量%的Ga其余为Cu的合金;0.01-3.0重量%的Al，21-30重量%的Ga其余为Cu的合金;20-40重量%的In其余为Cu的合金;0.01-3.0重量%的Al，20-40重量%的In其余为Cu的合金;20-38重量%Ge其余为Cu的合金;0.01-3.0重量%的Al，20-28重量%的Ge其余为Cu的合金;16-36重量%的Si其余为Cu的合金;以及基本上0.01-3.0重量%的Al，16-35重量%的Sn其余为Cu的合金。

8、按权项7所述的光盘，特征为该记录介质被一层镀膜所保护，该镀膜的材质在加热时不会导致化学变化。

9、一种制作权利要求1所述装置的记录、重现及消除信息的方法，特征为具有如下各步骤：准备一种记录介质，它的材料在固态下含有至少两种结晶组织，利用光能该记录介质而形成高温下的结晶组织随后过冷到约为室温，这样做即便冷却到低温领域也能保存刚才形成的结晶组织，如此即记录了所需的信息;向已录入部分施加激光束以检测该局部被加热部分与未加热部分二者在光谱反射率方面的变化，如此即重现了已录入的信息;将记录介质上的已录入部分加热至低于记录时局部加热随后冷却至约室温之温度，如此即可消除已录入的信息。

10、一种记录材料，特征为该材料在固态下含有至少两种结晶组织，并能在一个温度领域中保存有从另一温度领域获得的结晶组织，该合金不进行马氏转变，利用一部分该记录介质的结晶组织变化而导致的色调，光谱反射率和X射线衍射图中的变化进行信息的记录和消除，该合金选自下述一系列合金组分组成的合金;44-49原子%的Cd其余为Ag的合金;2-7重量%的Mo其余为U的合金;3-11重量%的Nb其余为U的合金;5-50重量%的Cu其余为Mn的合金;2.5-4.0重量%的Al其余为Au的合金;6-10重量%的Al其余为Ag的合金;0.1-10.0重量%的Au和（或）0.1-15.0重量%Cu，6-10重量%的Al其余为Ag的合金;0.01-2.0重量%的Al，43-59重量%的Cd其余为Ag的合金;以及30-46重量%的Zn其余为Ag的合金，该合金还具有低于室温的马氏体转变温度，其中利用一部分该记录介质的结晶组织变化导致的色调，光谱反射率和X射线衍射图中的变化而进行信息的记录与消除;其中该合金选自下述一系列合金组分组成的合金：23-28原子%的Au45-47原子%的Zn其余为Cu的合金;18-23原子%的Tl其余为In的合金;6-12重量%的Al，0.1-12.0重量%的M;0.1-24.0重量%的Zn其余为Cu的合金;30重量%的Cu，40-50重量%的Ti，0.01-5.0重量%的选自Al，Zr，Co和Fe至少一种元素其余为Ni的合金;14.0-16.5重量%的Al其余为Cu的合金;14.0-16.5重量%的Al，0.01-20.0重量%的Ni其余为Cu的合金;14.0-16.5重量%的Al;0.01-15.0重量%的Mn其余为Cu的合金;14.0-16.5重量%的Al，0.01-10.0重量%的Fe和（或）0.01-10.0重量%的Cr其余为Cu的合金;21-30重量%的Ga其余为Cu的合金;0.01-3.0重量%的Al，21-30重量%的Ga其余为Cu的合金，20-40重量%的In其余为Cu的合金;0.01-3.0重量%的Al，20-40重量%的In其余为Cu的合金;20-38重量%Ge其余为Cu的合金，0.01-3.0重量%的Al，20-28重量%的Ge其余为Cu的合金;16-36重量%的Su其余为Cu的合金;以及基本上0.01-3.0重量%的Al，16-35重量%的Sn其余为Cu的合金。