CN1111788A - 多数据表面光学数据存贮系统 - Google Patents

Abstract

一个多数据存贮系统包含一个多数据表面介质 和一个光度头。该介质包含由透光性介质分隔的多 个基片。数据表面位于基片之上。一层半导体材料 被涂镀于每个数据表面之上。该半导体材料的厚度 决定了每个数据表面的反射率的大小。

Description

这是于1993年6月18日提交的共同未决的美国专利08/079，483的部分申请的延续。

本发明的总的来说涉及光学数据存贮系统，尤其涉及具有多数据存贮表面的存贮系统。

光学数据存贮系统提供了一种将大量数据存于一张盘片上的途径。为进行数据的访问，先将一个激光束聚焦在盘片的数据层上，然后检测反射光束。许多种系统已为人们所熟知。在一个ROM（只读存贮器）系统中，数据在盘片制造时即被作为标记永久地嵌入到该盘片中。当激光束扫过数据标记时，通过识别光的反射能力的变化来检测数据。WORM（一次写入多次读出）系统允许用户通过在一张空白盘片表面制作诸如凹坑之类的标记将数据写入。一旦数据被记录到盘片上，就无法被删除了。WORM系统中数据检测仍然是通过识别光的反射率的变化来实现的。

可擦写光学系统也已为人们熟知。这些系统使用激光将数据表面加热到临界温度以上，从而可以写入或者读出数据。磁光式记录系统通过将某点的磁畴定向为向上或向下来记录数据。通过将一束弱的激光束照射在数据表面上，可以将数据读出。磁畴方向的不同将引起光束的偏振面发生不同形式的、顺时针方向或逆时针方向的旋转。这种在偏振方向上的改变于是被检测到。相变记录方式采用数据表面本身（非晶态/晶态为两种常见的相位类型）的结构改变来记录数据。当光束扫过不同相位时，通过识别光的反射能力的变化来检测数据。

某些这样的光盘使用薄膜以优化性能。这方面的例子可以参见IBM  TDB，第33卷，No.10B，1991年3月，第482页;日本专利申请书61-242356，1986年10月28日公开;以及日本专利申请书4-61045，1992年2月27日公开。

为了提高光盘的存贮容量，多数据层系统已被提了出来。在理论上，可以通过改变透镜的焦点位置来访问带有两个或更多个数据层的光盘的不同层。这种方法的例子包括：于1976年3月23日授权给Wohlmut等人的美国专利3，946，367;于1980年8月26日授权给Russell等人的美国专利4，219，704;于1984年5月22日授权给Holster等人的美国专利4，450，553;于1990年2月27日授权给Hattori等人的美国专利4，905，215;于1992年3月17日授权给Nishiuchi等人的美国专利5，097，464;于1989年5月9日授权给Boyd等人的美国专利4，829.505;于1989年7月25日授权给Clark等人的美国专利4，852，077;于1989年7月4日授权给Miyazaki等人的美国专利4，845，021;于1987年7月21日授权给Takaoka等人的美国专利4，682，321;于1981年11月3日授权给Van  Der  Veen等人的美国专利4，298，975;于1988年4月12日授权给Miyazaki等人的美国专利4，737，427;以及日本已公开的申请书，60-202545，公开于1985年10月14日;日本已公开的申请书，63-276732，公开于1988年11月15日，作者为Watanabe等人;以及IBM技术揭示公报（IBM  Technical  Disclosure  Bulletin），第30卷，第2号，第667页，1987年7月，作者为Arter等人。

采用以往这些技术的系统所存在的问题是：如果数据层多于一层，那么准确无误地读取所记录的数据是相当困难的。中间的数据层将吸收光线，从而极大地减弱从较深数据层接收到的信号。所以需要一种能够解决这些问题的光学数据存贮系统。

在本发明的一个较佳实施例中，一个光学数据存贮系统包含一个光盘驱动器和一个多数据表面光学介质。该介质具有多个的由空气腔分隔的基片部件。与空气腔相邻的基片部件的表面为数据表面。数据表面涂有一层薄膜，该薄膜由诸如非晶态硅之类的半导体材料构成，每个数据表面的薄膜厚度具有的特点使盘驱动器的光检测器能够从每个数据表面接收等量的光。

盘驱动器包含一个可产生激光束的激光器。一个光学传输通道将光束导入介质中。传输通道包含一个用以将光束聚焦于不同数据表面上的聚焦元件，以及一个用以校正由基片有效厚度的变化而带来的像差的像差补偿器。一条接收通道接收被介质反射的光线。接受通道包含一个滤光元件，用以将所需读出数据表面之外的由其它数据表面反射的光线滤出。接收通道带有用以接收反射光线的检测器以及用以产生相应的数据和伺服信号的电路。

为了更全面地理解本发明的原理和优点，需要参考下面结合附图所作的详细说明：

图1是本发明的一个光学数据存贮系统的原理图;

图2A是本发明的一个光学介质的剖面图;

图2B是本发明的一个可选光学介质的剖面图;

图3A是图2A中光学介质的一部分的剖面图;

图3B是图2B中光学介质的一部分的剖面图;

图4A是一种典型材料的折射率和衰减系数随波长的变化图;

图4B是非晶态硅的折射率（n）和衰减系数（k）随波长的变化图;

图5是在本发明的一个较佳实施例中，光的百分比随表层厚度的变化图;

图6A是图2中所示介质的跟踪标记的剖面图;

图6B是可选跟踪标记的剖面图;

图6C是可选跟踪标记的剖面图;

图6D是可选跟踪标记的剖面图;

图7是本发明的光度头（optical  head）和介质的原理图;

图8是图7中光学检测器的俯视图;

图9是本发明的一个通道电路的电路图;

图10是本发明的一个控制器电路的原理图;

图11A是跟踪误差信号随光度头位移的变化图;

图11B是另一实施例的跟踪误差信号随光度头位移的变化图;

图11C是另一实施例的跟踪误差信号随光度头位移的变化图;

图12是本发明中聚焦误差信号随透镜位移的变化图;

图13是本发明的一个多数据表面像差补偿器的原理图;

图14是本发明的多数据表面像差补偿器的另一实施例的原理图;

图15是本发明多数据表面像差补偿器的所增加的另一实施例的原理图;

图16是图15中补偿器的俯视图;

图17是本发明的多数据表面像差补偿器的所增加的另一实施例原理图;

图18是本发明的多数据表面像差补偿器的另一实施例原理图;

图19是图18中透镜的剖视图;

图20是本发明中光度头和介质的另一实施例的原理图;

图21是本发明的多数据表面像差补偿器的另一实施例的原理图;

图22是本发明的多数据表面像差补偿器的另一实施例的原理图;

图23是一个原理图，它示意了图21和图22中的补偿器的制作过程;

图24是本发明的像差补偿器的另一实施例的原理图;

图25是本发明的像差补偿器的另一实施例的原理图;

图26是本发明的一个多数据表面滤光器的原理图;

图27是本发明的一个多数据表面滤光器的另一实施例的原理图;

图28是本发明的一个多数据表面滤光器的另一实施例的原理图;

图29是一个原理图，它示意了图28中的滤光器的制作过程。

图1是本发明的一个光学数据存贮系统的原理图，用参考号码10指代。系统10包含一个最好为盘状的光学数据存贮介质12。介质12可拆卸地安装在本技术中已知的固定转轴14上。转轴14与转轴马达16相连，马达16又与系统底座20相连。马达16旋转转轴14和介质12。光度头22安装在介质12之下。光度头22与臂24相连，臂24又与一个诸如音圈马达26之类的传动装置相连。音圈马达26与底座20相连。马达26在介质12下沿半径方向移动臂24和光度头22。

光学介质

图2A是光学介质12的剖面图。介质12有一个基片50。基片50也称为面板或盖板，激光束由此进入介质12。外径（OD）垫圈52和内径（ID）垫圈54连接在面板50和基片56之间。OD垫圈58和ID垫圈60连接在基片56和基片62之间。OD垫圈64和ID垫圈66连接在基片62和基片68之间。OD垫圈70和ID垫圈72连接在基片68和基片74之间。面板50和基片56，62，68和74由诸如聚碳酸酯、其它聚合物、或玻璃之类的透光材料制成。在一个较佳实施例中，面板50和基片56，62，68和74为0.3毫米厚。基片的厚度也可在0.01到0.80毫米之间选择。ID和OD垫圈最好选用塑料材料制成，厚度大约为200微米。

可以用胶水、粘合剂、超声波焊接、溶剂焊接或其它焊接方法将垫圈与面板和基片相连。垫圈也可在基片的压模过程中在基片内一体形成。在安置好以后，垫圈将形成位于各基片之间以及基片和面板之间的环状空腔78。转轴插孔80从ID垫圈中穿过介质12，用来套住转轴14。在ID垫圈内部开有大量的气孔82，它们连接转轴插孔和空腔78，以使空腔78和盘片组周围环境（典型地为空气）之间的压力保持均衡。大量的低阻抗滤光器84与气孔82相连，用以防止空腔78被空气中的特殊物质所污染。滤光器84可以是石英或玻璃纤维。滤光器84和空腔82也可以设置在OD垫圈中。作为另外一种选择，垫圈可用疏松粘合剂连接上，这样的粘合剂允许空气通过但将污染物过滤出去。还有一种选择是对垫圈使用超声波点焊技术，使焊接区中留有较小的空隙，这种空隙即大到可以通过空气，又小到可以过滤尘埃颗粒。

表面90，92，94，96，98，100，102和104为数据表面。它们与空腔78相邻，这些数据表面包含ROM数据（例如，可以是CD，OD-ROM，或CD-ROM格式的数据），这些数据以凹坑或其它标记的形式直接形成于基片的表面。

尽管图2A示意了本发明中的一个带有8个数据表面的介质，显而易见，该介质可以包含任意数量的数据表面。可以增加或减少其它的基片和垫圈。例如，介质12可以只使用面板50，垫圈52和54以及基片56，从而仅包含两个数据表面90和92。在该实施例中，面板50和基片56的厚度可以相同，最好为1.2毫米。

图2B是另一实施例中的介质的剖面图。该介质为高透光性光学记录介质，用参考号码120来指代。介质120中与介质12中相同的元件用带右上撇的数字指定。介质120没有介质12中垫圈和空腔78，而是用大量透明的固体部件122来分隔基片。在一个较佳实施例中，部件122由高透光性的光学粘合剂构成。这种材料还用以将各基片固定在一起。部件122的厚度最好大约为10到500微米。介质120可以替换系统10中的介质12。通过增删基片和透明部件，介质120也可以包含不同数量的数据表面。例如，一个有两个数据表面的介质包含面板50′，部件122和基片56′。面板50′和基片56′的厚度可以相同，最好为1.2毫米。

图3A示意了图2A所示盘片12的一部分的详细剖面图。基片50在数据表面90中含有嵌入的信息，并且被薄膜层124所覆盖。构成薄膜层124的材料在位于或接近于该光学系统中所使用光线的波长处呈现出较低的光线吸收能力。对于波长在400-850纳米范围内的光线，采用半导体之类的材料可构成薄膜层124。薄膜层124的厚度在25-5000埃范围之内。薄膜层124最好溅射于表面90之上。

薄膜层124可以用可选的保护层126进行覆盖。保护层126可由诸如氮化硅或聚碳酸酯之类的绝缘材料构成。当信息凹坑和跟踪沟槽已在基片90中形成以后，薄膜层124和保护层126被溅射到基片90上。另一种方法是旋转涂镀保护层126。

数据表面92所在的基片56也带有薄膜层124和保护层126。其余的数据表面94，96，98，100，102和104都带有相同的薄膜层124和保护层126这两个涂层。最深处的数据表面（即离光度头最远的数据表面）应该用具有较高反射率的膜层替代薄膜层124，该反射层可由铝、金或铝合金构成，涂镀时采用溅射或蒸附方式。

保护层126防止可能出现于空气腔78中的灰尘、污物和水分等对薄膜层124和数据表面产生不利影响。保护层126是可选的，根据操作要求的需要可以被省略。保护层的厚度在50埃到100微米的范围内。

图3B示意了图2B所示盘片120的一部分的详细剖面图。薄膜层124′被分别涂镀于数据表面90′和92′。部件122分隔薄膜层124′。在该实施例中没有必要使用一个保护层，这是因为部件122可以起到保护层的作用。

薄膜层124用来为每一数据表面提供所需的光线反射能力。不过，由于光线要穿过多个数据表面，因而薄膜层124还必须具备高透光性，并且尽可能少地吸收光。为满足这些条件，该薄膜层的折射率（n）应大于其衰减系数（k），特别是折射率（n）应相对地高（n＞1.5）且衰减系数（k）应相对地低（k＜0.5）。在特定材料的特定频率范围之内，这些条件可被满足。一个可以满足这些条件的区域出现在反常色散吸收频带的高的波长端。

图4A示意了一种具有反常色散吸收频带的典型材料的折射率（n）和衰减系数（k）随波长的变化图。通常将反常色散定义为dn/dλ的值为正的区域。有关反常色散的更详细的说明出现在M.Born和E.Wolf的“光学原理”（Pergamon出版社，第3版，1964年）。在本发明中，所关心的区域是n＞k的区域。如图4A所示，当波长大于出现反常色散区的波长时，该区域将出现。强烈呈现该现象的材料中包括半导体。

半导体是诸如硅和锗之类的材料。这种材料在特定的温度、光强或电压参数下是可导电的。非晶态硅被发现为一种适用于薄膜层124的良好材料。此时所使用的光线的波长在400-850纳米的范围之内。

图4B示意了非晶态硅的折射率（n）和衰减系数（k）随波长的变化图。注意图中有一段很大的波长区域满足n较大于k。在这些光线范围中，非晶态硅将透射并反射光线，而不吸收较多的光线。非晶态硅是一种适用于薄膜层124的良好材料。

除了非晶态硅以外的其它半导体材料也可用于薄膜层124。元素周期表中ⅣA族中任何元素均可被采用，例如C，Si，Ge，Sn，Pb，或由它们产生的混合物。另外，ⅢA族和ⅤA族中的元素组成的混合物能够产生可被采用的半导体材料。这些混合物包括诸如A_xB_1-x之类的合金。其中A是从包括B，Al，Ga，In和Tl的ⅢA族元素中选出的至少一个元素;B是从包括N，P，As，Sb和Bi的ⅤA族元素中选出的至少一个元素;并且0＜x＜1。这些混合物包括GaAs，AlAs，AlP，AlSb，GaP，GaN，GaSb，InP，InAs，InSb以及它们的混合物。由ⅢA，ⅣA和ⅤA族中的这些元素构成的三元和四元化合物也是可以采用的。

这些半导体材料通过溅射的过程被涂镀成薄膜层124。这些半导体材料保持在它们天然的非晶体状态中，这是其优越可取之处。作为另外一种选择，当这些半导体材料在其天然非晶体状态中被溅射之后，还可以用退火过程将它们改变到晶体状态。

图5示意了波长为780nm的光线的反射、透射和吸收百分比随非晶态硅厚度的变化图。与其它材料相比，半导体材料具有相对良好的反射率和低的吸收率。在一个多数据表面介质中，光线将在每个中间层上损耗一部分，所以，使介质具有较低的光吸收率是很重要的。

图5显示出在一个厚度范围之内，非晶态硅的反射率、透射率和吸收率具有显著的正弦曲线变化。通过选择适当的厚度，可以得到反射率、透射率和吸收率的大量不同组合。这就允许通过改变薄膜层124的厚度以调节本发明中介质的特性，使得光盘驱动器的光度头能够从每个数据表面接收到相同的光量。换句话说，为较深层数据表面的薄膜层124所选的厚度所对应的光线反射率要强于靠近介质外表面的数据表面所具有的光线反射率。这个较强的反射率要用来补偿光线在中间层所经历的损耗。结果，从光度头的角度看去，每个薄膜层看起来似乎是反射等量的光线。

用t_n、a_n和r_n分别表示第n层的透射率、吸收率和反射率。于是它们可在0到1之间取值。用N表示薄膜层的总数，那么，如果每层的有效反射率都相同（换句话说，光度头所检测到的光量是相等的，而与薄膜层无关），那么，下面的递推关系式成立：

${\mathrm{(1)\; t}}^2{}_n=\frac{r_n}{r_{\mathrm{(n\; +\; 1)}}}$

其中，n+1≤N，使每层的吸收率保持一个较小的值以使光线的损耗变为最小。于是下面的近似式成立：

（2）r_n＝1-t_n-a_n≈1-t_n.

从最内层（第N层）可以得到最大的反射率r_max，它取决于光学常数和该薄膜的涂层厚度。对于半导体，该值一般地小于70%。对于金属，该值可以高达98%。最内层的反射率和所需的薄膜层总量决定每层都可以同样得到的最大有效反射率。

利用上面的等式，下面的关系式必然对于每层都成立。

${\mathrm{(3)\; t}}_n\ge \frac{(\sqrt{{\mathrm{1+4r}}_{\mathrm{(n\; +\; 1)}}}\mathrm{)-1}}{{\mathrm{2r}}_{\mathrm{(n\; +\; 1)}}}$

当吸收率为0时，该关系式是完全正确的;当出现一小部分被吸收时，该关系式是近似的。例如，如果第N层的反射率为35%，那么t_N-1＝78%。该等式可用以决定呈现出相同反射率的所有各层的厚度，如下表所示。首先选择第N层（最内层）的反射率r_max，然后用等式（3）计算出第N-1层的透射率和反射率，从而使该层具有与第N层相近似的有效反射率。重复该过程直到第n＝1层的特征值求出为止。第1层的实际反射率与所有内部各层的有效反射率是相同的。

下面各表中的每一个都示意了本发明中的一个介质的例子，其中，各数据层的有效反射率均相同。在所有这些表中，第1层代表离光度头最近的数据表面。

尽管最好用调节各薄膜层124厚度的方法以使每个薄膜层124都具有相同的有效反射率，各薄膜层124也可以被制成具有相同的厚度。为简化制造过程，这样做可能是较佳的。在这种情况下，各薄膜层124的有效反射率将会出现差异。不过，光度头驱动器可以调节激光的强度与/或光检测器的放大系数，以补偿各薄膜层124之间的有效反射率的差异。

在各薄膜层124具有相同厚度的情况下，所有薄膜层124的透射率（t）和反射率（r）是相同的。第n层的有效反射率为：

r_n（eff）＝t^2（n-1）r

因此，如果给定rn（eff）一个下限值，并且t和r的值已知可由薄膜层厚度得到，那么可以得到薄膜层的最大数目。

$\mathrm{n=1+}\frac{{\mathrm{log(r/r}}_n\mathrm{(eff))}}{\mathrm{-2log(t)}}$

例如，如果薄膜层124的r＝12%，t＝87.5%，且有效反射率的最小值为4%，那么薄膜层（数据表面）的最大数目n＝5。

下面的表5示意了本发明的一个带有4个数据表面的介质的例子。数据表面1到3由厚度相同的非晶态硅制薄膜层124覆盖，数据表面4由铝制薄膜层124覆盖。

图6A示意了介质12的一个数据表面模式的放大详细剖面图，用参考号码130来指代。表面90包含由螺旋形（也可为同心圆形）跟踪沟槽132构成的模式。在表面90中，位于沟槽132之间的部分称为槽间表面（land  portion）134。表面92包含螺旋形倒置沟槽（凸起的螺纹）136构成的模式。在表面92中位于倒置沟槽136之间的部分为槽间表面138。沟槽132和倒置沟槽136也称作跟踪标记。在一个较佳实施例中，跟踪标记的宽度140为0.6微米，槽间表面的宽度为0.1微米，从而得出槽间距（1.0+0.6）＝1.6微米。

跟踪标记用于在介质12旋转时使光束聚集在轨道上。这一点将在下文详述。对于模式130，光度头22发出的光束144将按照其聚焦所在的表面不同，沿槽间表面134或138进行跟踪。所记录的数据位于槽间表面中。为使对于表面90和92的跟踪误差信号（TES）的量相等，对于两个表面，从槽间表面和跟踪标记反射回的光线之间的光学路径差异必须相同。光束144通过基片50聚焦于表面90，而光束144通过空腔78聚焦于表面92。在较佳实施例中，空腔78中包含着空气。为使槽间表面和跟踪标记之间的光学路径差相同，d1n1与d2n2必须相等（或d2/d1与n1/n2相等），其中d1是标记132的深度（沿垂直方向的距离），n1是基片50的折射率，d2是标记136的高度（沿垂直方向的距离），n2空腔78的折射率。在一个较佳实施例中，空腔78包含空气，其折射率为1.0，而基片50（以及其它基片）的折射率为1.5，因此比例d2/d1为1.5。在一个较佳实施例中，d1为700埃而d2为1050埃。介质12上的其它表面也具有同样的跟踪标记模式。其它的基片入射表面94，98和102与表面90相同，其它的空腔入射的表面96，100和104与表面92相同。

如果介质12的一个实施例没有任何保护层126，或带有一个厚度小于或等于大约200埃的薄保护层126时，上面关于沟槽深度比例的讨论可应用于该实施例。如果保护层126的厚度大于或等于大约1微米，那么公式d1n1＝d2n2仍可使用，但是现在n2为第二个数据表面上的保护层126的折射率。如果保护层126的厚度介于大约200埃和1微米之间，那么干涉现象将使得沟槽深度的计算变得相当困难。不过，通过采用薄膜光学计算方法可以得到合适的沟槽深度，见M.Born和E.Wolf的“princilples  of  Optics”（“光学原理”）（Pergamon出版社，第3版，1964年）。

尽管最好将跟踪标记布设成螺旋性模式，也可以使它们成为同心圆形模式。另外，各数据表面的螺旋性模式可以相同，即它们都为顺时针方向或都为逆时针方向的螺旋线。也可以在连续的数据层上交替选择顺时针方向和逆时针方向之一的螺旋形模式。这种交替螺旋形模式在某些应用中是可取的。例如，视频数据的存贮，以电影为例，其中需要连续的数据跟踪。在这种情况下，光束在第一个数据表面中沿顺时针方向螺旋性模式逐渐向内跟踪，一直跟踪到螺旋性模式在靠近内径的地方结束为止，然后光束重新聚焦于恰在其下的第二个数据表面，于是光束又沿逆时针方向螺旋性模式逐渐向外跟踪，直到到达外径为止。

图6B示意了介质12的另一个可选数据表面模式的放大详细剖面图，用参考号码150来指代。模式150和模式130相似，不同之处在于，表面92的跟踪标记为沟槽152，而不是倒置沟槽。槽间距以及比例d2/d1与模式130中的相同。光束144在表面90中将跟踪槽间表面134，但现在聚焦于表面92时，光束144将跟踪沟槽152。在某些情况下，跟踪沟槽132可能是可取的。不过，下面将要讲到，光束144也可以由电子控制，以在表面92的槽间表面138中跟踪。表面94，98和102中的跟踪标记与表面90中的类似;表面96，100和104中的跟踪标记与表面92中的类似。

图6C示意了介质12的另一可选数据表面模式的放大详细剖面图，用参考号码160来指代。模式160和模式130相似，不同之处在于，表面90具有倒置沟槽162，而不是沟槽132;表面92具有沟槽164，而不是倒置沟槽136。槽间距以及比例d2/d1与模式130中的相同。光束144在聚焦于表面90的时候，将沿倒置沟槽162跟踪。而当聚焦于表面92的时候，将沿沟槽164跟踪（除非用电子途径切换使光束沿槽间表面跟踪）。表面94，98和102的模式与表面90的相同，并且表面96，100和104的模式与表面92的相同。

图6D示意了另一可选数据表面模式的放大详细剖面图，用参考号码170来指代。在模式170中，表面90与模式160的表面90结构类似;表面92与模式130的表面92结构类似;槽间距以及比例d2/d1与模式130中的相同。光束144在聚焦于表面90的时候，将沿倒置沟槽162跟踪（除非用电子途径切换使光束沿槽间表面跟踪）。而当聚焦于表面92的时候，将沿槽间表面138进行跟踪。表面94，98和102的模式与表面90的类似，并且表面96，100和104的模式与表面92的类似。

对于所有的模式130，150，160和170，基片上的跟踪标记的形成都是在制造时采用在本技术中已知的注模或干模（photopolymer）方法完成的。应该注意到，上文讲到的薄膜层是在跟踪标记形成以后涂镀于基片上的。

对于跟踪标记的说明也同样适用于光盘的其它特性。例如，某些如CD-ROM之类的ROM盘使用模压于基片上的凹坑来记录数据以及/或者提供道信息。其它光学介质使用凹坑来模压扇区头部信息。某些介质也使用这种头部凹坑来提供光道信息。当本发明的多数据表面采用这样的介质时，凹坑需要以凹坑或倒置凹坑的形式形成于不同的数据表面中，以相类似的形式与上述的跟踪标记相对应。槽间表面与凹坑和倒置凹坑之间的光学路径长度也应与跟踪标记相类似。凹坑，倒置凹坑，沟槽，倒置沟槽都处于相对于槽间表面的不同高度（即这些槽与槽间表面之间的垂直距离）上，在本说明中，它们都称为标记。专门用于提供跟踪信息的标记称为非数据跟踪标记。

显而易见，本发明的介质可采用任何类型光盘格式制成，如CD，CD-ROM或OD-ROM格式。在本技术中，这些格式是特别常见的。

光度头

图7是光度头22和介质12的示意图。光度头22有一个激光器二极管200。激光器二极管200可以是一个砷化镓铝二极管激光器（gullium-aluminum-arsenide  diode  laser），它能够产生波长约为780纳米的主光束202。光束202被透镜203校直，并被圆化器（circularizer）204圆化，圆化器204可以是一个圆化棱镜。光束202传至分光器205。光束202中的一部分被分光器205反射到聚焦透镜206和光学检测器207。检测器207用于监视光束202的强度。光束202的剩余部分传至镜面208并由之反射。接着，光束202穿过一个聚焦透镜210和一个多数据表面像差补偿器212，然后聚焦于介质12某一数据表面（图中示为表面96）。透镜210安装在固定器214中。固定器214相对于介质12的位置可由一个聚焦传动马达216调节，该马达可以是一个音圈马达。

在数据表面，光束202的一部分被反射，形成反射光束220。光束220通过补偿器212和透镜210返回，并被镜面208反射。在分光器205处，光束220被反射至多数据表面滤光器222。光束220穿过滤光器222，传至分光器224。在分光器224处，光束220的第一部分230被导入像散透镜232以及方形光学检测器234。在分光器224处，光束220的第二部分236通过一个半波片238被导入偏振分光器240。分光器240将光束236分成两部分，一部分进入第一正交偏振光元件242，另一部分进入第二正交偏振光元件244。透镜246将光束242聚焦至光学检测器248，透镜250将光束244聚焦至光学检测器252。

图8给出了方形检测器234的一个俯视图，检测器234被分成相等的四个区域234A，B，C和D。

图9给出了通道电路260的电路图。电路260包含一个数据电路262，一个聚焦误差电路264和一个跟踪误差电路266。数据电路262带有一个与检测器248相连的放大器270和一个与检测器252相连的放大器272。放大器270和272与双刀双掷开关274相连。开关274与求和放大器276和差分放大器278相连。

电路264含有多个放大器280，282，284和286，分别与检测器的区域234A，B，C和D相连，求和放大器288与放大器280和284相连。求和放大器290与放大器282和286相连。差分放大器292与求和放大器288和290相连。

电路266含有一对求和放大器294和296，一个差分放大器298。求和放大器294与放大器280和282相连。求和放大器296与放大器284和286相连。差分放大器298通过一个与双刀双掷开关297与求和放大器294和296相连。开关297反向放大器298的输入。

图10是本发明的一个控制系统的示意图，用参考号码300来指代。聚焦误差信号（FES）峰值检测器310与聚焦误差信号电路264相连，跟踪误差信号（TES）峰值检测器312与跟踪误差信号电路266相连。控制器314与检测器310，检测器312，检测器207和电路262，264和266相连。控制器314是一个基于微处理器的盘驱动控制器。控制器314还连接激光器20，光度头马达26，转轴马达16，聚焦马达216，开关274和297，以及补偿器212，并对它们进行控制。有关补偿器212的确切组成和操作将在下文详述。

现在可以清楚系统10的操作过程。控制器314控制马达16旋转盘片12，并且使马达26将光度头22移动到盘12下方适当的位置。参见图7。为了从盘12中读取数据，激光器200被激发。光束202被透镜210聚焦于数据表面96。反射光束220返回并且被分成光束230，242和244。光束230被检测器234检测，用以提供聚焦和跟踪伺服信息，光束242和244分别被检测器248和252检测，用以提供数据信号。

参见图8，当光束202精确地聚焦在数据表面96上时，光束230将在检测器234上形成圆形的截面350。这将使电路264输出一个零聚焦误差信号。如果光束202稍微出现某种聚焦误差，光束230将在检测器234上出现椭圆形图案352和354，这将使电路264输出一个正的或负的聚焦误差信号。控制器314将用该聚焦误差信号控制马达216以移动透镜210，直到得到零聚焦误差信号。

如果光束202精确地聚焦于数据表面96的某个道上，那么光束230将形成一个被区域A和B、以及C和D均分的圆截面350。如果光束偏离了道，那么它会投射在跟踪标记和槽间表面的边界。结果光束发生了偏转，而截面350将向上或向下移动。区域A和B将接收到较多的光，区域C和D将接收到较少的光;或者反过来。

图11A示意了由电路264产生的TES信号随光度头22的位移而变化的图。控制器314使VCM26将光度头22在介质12的表面上平移。TES峰值检测器312对TES信号的峰值（最大和最小值）进行计数。各个道之间有两个峰值。通过对峰值进行计数，控制器314能够将光束定位于合适的光道上。位于槽间表面的TES信号是一个正坡度（positive  slope）TES信号。控制器314利用该正坡度信号将光束锁定在道上。例如，一个正的TES信号将使光度头22朝零点槽间表面位置向左移动，而一个负的TES信号将使光度头22朝零点槽间表面位置向右移动，图11A显示的信号是从介质12的较佳模式130得到的，此时开关297在图9所示的初始位置上。对于模式150的表面90和模式170的表面92，也产生同样的信号。光束被自动地锁定到槽间表面，这是由于该位置处有一个正坡度信号。

图11B示意了当开关297处于其起始位置时，模式150的表面92，模式160的表面90和92，以及模式170的表面90所对应的TES信号随光度头的位移而变化的图。注意到在这种情况下，跟踪标记的特点使正坡度信号出现在跟踪标记的位置处，因而光束将自动跟踪于跟踪标记上，而不是槽间表面上。在某些情况下，跟踪于跟踪标记上是较佳的。

图11C示意了当反向开关297被使能，从而TES信号被反相后，模式150的表面92，模式160的表面90和92，以及模式170的表面90所对应的TES信号随光度头的位移而变化的图。此时，TES信号在槽间表面为正坡度信号，因而光束将跟踪于槽间表面上，而不是跟踪标记。这样，通过设置开关297，控制器314可以跟踪沟槽或跟踪槽间表面。

介质12包含ROM数据表面。反射率检测是读取ROM数据的手段。在数据电路262中，当读取ROM盘的时候，开关274将设置为与放大器276相连。来自检测器248和252的信号被相加。在记录了数据点的区域将检测到较少量的光，被检测光的这种差异就是数据信号。为读取WORM和相变数据盘，开关274也将采取同样的设置。如果使用的盘片带有磁光式数据表面，那么需使用偏振检测以读取数据。开关274将设置为与放大器278相连。在检测器248和252所检测到的正交偏振光的差异将产生数据信号。

图12示意了来自电路264的聚焦误差信号随透镜210位移的变化图。注意到从介质12的每个数据表面都可以得到一个标称正弦曲线形的聚焦误差信号。在各个数据层之间聚焦误差信号则为零。在系统的初启阶段，控制器314首先使马达216将透镜210定位在其零位移处。然后，通过使马达216在正的位移方向上移动透镜210，控制器314可以搜寻所需的数据表面。在每个数据层，峰值检测器310将对聚焦误差信号的两个峰值进行检测。控制器314将对这些峰值（每个数据层有两个）计数，从而判断光束202所需聚焦的准确的数据表面。当搜索到所需的数据表面以后，控制器314使马达216适当地定位透镜210，以使该特定数据表面的聚焦误差信号位于两个峰值之间。然后该聚焦误差信号被用来搜索峰值之间的零点聚焦误差信号，即锁定正坡度信号以获得精确的聚焦。控制器314还将调整激光器200的功率，开关297和像差补偿器212，以适应该特定数据表面。在初启时，控制器314还判断它所读取的盘类型。首先设置开关274以进行反射率检测、设置开关297以对带有较佳模式130的光盘上的槽间表面进行读取。控制器314搜索并读取第一数据表面中第一道的头部信息。头部带有的信息包括：层数、每层的光学介质类型（反射率或偏振检测）、以及所使用的跟踪标记类型。利用这些信息，控制器314能够设置开关274和297从而正确地读取每个数据表面。

如果控制器314无法读取第一数据表面的第一道（第一层有可能有一个不同的跟踪标记模式），那么，控制器314将把开关297设置到其另一位置，然后将试图再次读取第一数据表面的第一光道。如果这样还是不行（可能第一数据表面为磁光式的并且需要偏振检测），那么，控制器314将把开关274设置到偏振检测位置，交替变换开关297的设置位置，进行再次的尝试。总而言之，通过尝试开关274和297的设置位置的四种组合，控制器314不断读取第一数据表面的第一光道的头部信息，直到它能成功地读取该道为止。一旦控制器314获得了该头部的信息，它便可以为其它的各个数据表面正确地设置开关274和297。

作为另一种选择，可以特别指定盘驱动器处理本发明的ROM的介质12。在这种情况下，控制器314被编程，使之存有数据表面类型、层数、以及跟踪标记类型等信息。

像差补偿器差。于是透镜210被设计成可通过厚1.2毫米的聚碳酸酯材料进行聚焦，并且可以在数据表面102和104上同样完好地聚焦。

当光束202聚焦于表面102或104时，台体402被完全地抽回，从而光束202不穿过它。当光束聚焦于表面98或100时，台体402将被调整位置，以使光束202穿过台级404。当光束聚焦于表面94或96时，台体402将被调整位置，以使光束202穿过台级406。当光束聚焦于表面90或92时，台体402将被调整位置，以使光束202穿过台级408。结果，无论哪一对表面被聚焦，光束202都将穿过相同总光学厚度的材料，从而不会产生球面像差的问题。控制器314控制马达410以适当地移动台体402。

图14示意了一个像差补偿器，用参考号码430来指代，可以用作补偿器212。补偿器430带有一个互补三角形块432和434。块432和434由与介质12的面板和基片相同的材料或其它类似的光学材料构成。块432被固定于某一位置，从而使光束202穿过它。块434连接到一个音圈马达436上，并可以沿块432的表面滑动。控制器314与马达436相连并对之进行控制。通过相对块432移动块434，光束202所穿过的总的材料厚度可被调节。结果，无论哪个数据表面被聚焦，光束202都将穿过相同光学厚度的材料。

图15和16示意了一个像差补偿器，用参考号码450来指代，可以用作补偿器212。补偿器450带有一个圆形阶梯状元件452。元件452有四个区域454，456，458和460。区域456，458和460的厚度分别与补偿器400的404，406和408的厚度相似。区域454没有任何材料，在如图16所示的圆形图中用空白表示。圆形元件452连接到步进马达462上，步进马达462又受控于控制器314。转轴462适当

透镜一般被设计为通过折射率为1.0的空气对光线进行聚焦。当这种透镜通过具有不同折射率的物质聚焦光线时，光线将经历一个球面像差，该球面像差将扭曲并放大光束点，降低读取和记录的性能。

在典型的光学数据存贮系统中，只有一个光束聚焦到的数据表面。该数据表面通常位于一个1.2毫米厚的面板之下。透镜典型地为一个数值孔径（numerical  aperture-NA）为0.55的透镜。该透镜被特制为可以修正由该1.2毫米面板引起的光线球面像差。其结果是，在确切的深度能够得到良好的点状聚焦，但是在其它深度，这种聚焦将变得模糊。这将在任何多数据层系统中引起严重的问题。

本发明的像差补偿器212能够解决这个问题。图13示意了一个像差补偿器的原理图，用参考号码400来指代，可以用作补偿器212。补偿器400包含一个带有3级的阶梯状台体402。第1台级404的厚度为0.3毫米，第2台级406的厚度为0.6毫米，第3台级408的厚度为0.9毫米。台体402由与介质12的面板和基片相同的材料或者其它类似的光学材料构成。注意这些台级的光学厚度随基片厚度的增长而增长。台体402连接到音圈马达410（或类似的传动装置），音圈马达410又与控制器314相连。马达410水平移动台体412，使之进入或退出光束302的路径。

透镜210被设计为用以聚焦于介质12的最底层的数据表面。换句话说，透镜210设计为用以补偿由面板和中间基片的复合厚度所引起的球面像差。对于本发明，为了聚焦于表面102或104，光束202必须穿过面板50和基片56，62和68（复合的基片材料厚度为1.2毫米）。注意，空气腔78未被计入，这是因为它们不产生额外的球面像地旋转元件452，以使光束202穿过相同厚度的材料，而不管哪个数据表面被聚焦。

图17示意了一个像差补偿器，用参考号码570来指代，可以用作补偿器212。补偿器570包含一个固定的凸透镜572和一个可移动的凹透镜574。透镜574连接到一个音圈马达576。音圈马达由控制器314控制相对透镜572移动透镜574。光束202穿过透镜572、透镜574和透镜210，到达介质12。相对透镜572移动透镜574将改变光束202的球面像差，并使之在不同数据表面上聚焦。在一个较佳实施例中，透镜210、574和572构成了库克三合透镜（Cooke  triplet），其中的可移动的中心元件为透镜574。有关库克三合透镜的详细介绍出现于文章：R.Kinglake的“透镜设计基础”（Academic出版社，纽约，1978年，第286-295页）。尽管在图示中透镜574为可移动元件，作为另一种选择，透镜574可以固定，而将透镜作为可移动元件。在图4中，像差补偿器212被示为位于透镜210和介质12之间。不过，如果使用的是补偿器570，那么它将位于透镜210和镜面208之间，如图17所示。

图18示意了一个像差补偿器，用参考号码580来指代，补偿器580包含一个具有标称零焦度的非球面透镜元件582。元件582有一个球面像差表面584和一个平表面586。透镜582与一个音圈马达588相连。音圈马达588由控制器314控制，它相对透镜512移动透镜582。光束202穿过透镜210和透镜582，到达介质12。相对透镜210移动透镜582将改变光束202的球面像差，从而使之在不同数据表面上聚焦。

图19示意了透镜582相对于轴z和ρ的一个视图。在一个较佳实施例中，表面584应满足公式：z＝0.00770ρ⁴-0.00154ρ⁶。

图20示意了本发明另一可选光度头的原理图，用参考号码600来指代。光度头600中与光度头22中相同的元件用一带右上撇的数字表示。注意，光度头600与系统10类似，不同之处在于，像差补偿器212被省去，而一个新的像差补偿器602被添加到分光器206′和镜面208′之间。补偿器602的说明和操作将在下文描述。在其它方面，光度头600的操作过程与对光度头22所介绍的相同。光度头600可以用来替代系统10中的光度头22。

图21示意了一个像差补偿器的原理图，用参考号码610来指代，可以用作补偿器602。补偿器610包含一个带有反射式全息涂层614的基片612。基片612连接到一个步进马达616，步进马达616又受控于控制器314。全息涂层614带有许多被记录下来的不同全息图，每个全息图传给光束202′一个特定的球面像差。这些全息图属于Bragg类型，它们只对以特定的角度和波长入射的光线敏感。当基片612旋转一个小角度时，光束202′将经过不同的全息图。所记录下来的全息图的数目对应于所需修正的不同球面像差的数目。对于图中所示的介质12，需要四种不同的全息图记录，每一种对应于一对数据表面。

图22示意了一个像差补偿器的原理图，用参考号码620来指代，可以用作补偿器602。补偿器602包含一个基片622，一个透射式全息涂层624和一个步进马达626。补偿器620与补偿器610类似，不同之处在于此处的全息涂层624是透射的而不是反射的。全息涂层624带有大量的被记录下来的全息图，每个全息图对应于所需补偿的球面像差的用量。当基片622被旋转时，光束202′依次经过这些全息图中的每一种。

图23给出了用于制作全息图614和624的记录系统的原理图，用参考号码650来指代。系统650带有一个激光器652，它能够产生频率类似于激光器200的光束654。光束654被透镜656校直，并传至分光器658。分光器658将该光束分割为光束660和光束662。光束660被透镜面664和666反射，再被透镜668聚焦到平面672上的一点670。光束660穿过一个类似于台体402的阶梯状台体674。然后光束660被透镜676重新校正并投射到基片682上的全息涂层680之上。基片682可旋转地安装在一个步进马达684之上。光束662也从与光束660成90度角的方向投射到涂层680之上。

透镜668在平面672上形成一个无像差的光点。然后该光线将通过台体674的一个台级，这个台级的厚度代表了在访问某个记录层的过程中所要遇到的基片的厚度之和。透镜676在设计上与用于光学存贮系统中透镜210相同。它将光线校直成一个光束，该光束包含与特定厚度相对应的特定数量的球面像差。通过与参考光束662干涉，这个波前被全息地记录下来。如果该全息图近似取向于图示的平面690，那么，一个透射的全息图将被记录下来。如果它近似取向于图示中虚线所示的平面692，一个反射的全息图就记录下来。通过旋转该全息图到一个新的角度并且插入台体674的相应厚度的基片，可以全息地保存所需要的波前，该波前用于对在访问不同记录层的过程中所遇到的像差进行修正。大量的角度析像的全息图被记录下来，其中的每一个对应于不同的一对记录层，并为之提供修正。全息涂层可由重铬酸胶质（dichromated  gelatin）或某种干模材料构成。各个不同的全息图可以以小至1度的旋转角度增量被记录下来，而此时不会产生明显的串扰情况。这样就允许记录大量的全息图，从而允许使用相应的大量数据表面。

图24示意了一个可选的像差补偿器的原理图，用参考号码700来指代，可以用作补偿器602。补偿器700包含一个偏振分光器702。一个1/4波片704和一个连接到步进马达708的圆盘传送带706，以及多个球面像差镜面710，每个这种镜面提供一种不同的球面像差修正手段。光线202′适当地由其偏振作用定向，以便穿过分光器702和波片704，到达镜面710之一。镜面710传给光束202′适当的球面像差，然后光束202′通过波片704返回，并且被分光器702反射到镜面208′上。马达708在控制器314控制下旋转圆盘传送带706以使合适的镜面就位。镜面710为反射式施密特校正板，（Schmidt  Corrector  plate）参见M.Born等人的“光学原理”（Pergamon  press  Oxford出版社，1975年，第245-249页）。

图25示意了一个可选的像差补偿器的原理图，用参考号码720来指代，可以用作补偿器602。补偿器720包含一个偏振分光器722。一个1/4波片724和一个电子控制的可变形镜面726。可变形镜面726由内部的压电元件控制，对其的详细说明见J.P.Gaffarel等人的“应用光学”，第26卷，第3772-3777页（1987年）。补偿器720的操作过程与补偿器700相类似，不同之处在于镜面726是采用电子方式调节，以产生适当的球面像差。换句话说，镜面726被调节以形成一个反射表面，而该表面对应于补偿器700的不同施密特校正板710。控制器314控制镜面726的调节，以产生合适的镜面。

上文已结合介质12对像差补偿器212和602的操作进行了说明。由于各层之间存在着空气腔，一种像差补偿器设置可以应用于每对数据表面，然而，如果使用了介质120，那么需要为每个数据表面设置像差补偿，这是由于此时不存在空气腔。

多数据表面滤光器

当光束202被聚焦于介质12的某个特定的数据表面时，一个反射光束230将从那个表面返回到光度头22。然而，光束202的某些部分还在其它数据表面上被反射。为了获得正确的数据和伺服信号，这些多余的反射光线必须被过滤出去。本发明的多数据表面滤光器222具备这个功能。

图26示意了一个滤光器750的原理图，可以用作滤光器222。滤光器750包含一个遮片754和一个透镜756。所需要的光束230是已校直光束，这是因为它是由透镜210正确聚焦的光线。光束230被透镜752聚焦于一点760。多余的光线760未被透镜210正确地聚焦。因而不是校直光束。光线762将不会聚焦于点760。遮片754在点760处开有一个孔764，该孔允许光线230通过。多余光线762的大部分被遮片754阻挡。光线230被透镜756重新校直。在一个较佳实施例中，孔764为圆形，其直径大约为λ/（2＊（NA）），其中λ为光的波长，（NA）为透镜752的数值孔径。精确的直径取决于在对准容差和中间层信号排除要求之间所需达到的折衷。作为另外一种选择，孔764可以是一条狭缝，其最小间隔距离大约为λ/（2＊（NA））。在这种情况下，遮片754可以是由该狭缝分隔的两个分离部分。遮片754可由一个金属片制成，也可以由一个透明基片制成，该透明基片上带有一个遮光的涂层，而其中的孔764未涂该层。

图27示意了一个滤光器800的原理图，它也可以用作滤光器222。滤光器800包含透镜802、遮片804、遮片806和透镜808。遮片806带有一个孔810，它位于透镜802的聚焦点812处。遮片804带有一个互补孔814，该孔允许校直光线320直接通过孔810，同时遮挡多余的未校直光线820。孔814可以是一对平行的狭缝，也可以是一个环状孔。在一个较佳实施例中，孔814的狭缝间距大于孔810的直径。孔810的直径大约为λ/（2＊（NA））。对于可选择的环状孔，环状狭缝的内直径应该大于孔810的直径。在这两种情况下，孔814的外边界应位于光束230的外面。遮片804和806可由金属片制成，也可以由透明基片制成，该透明基片上带有一个遮光的涂层，而其中的孔810和814未涂该层。

图28示意了一个可选的滤光器830的原理图，它可以用作滤光器222。滤光器830包含一个分光器832和一个全息片834。全息片834上的涂层能被调谐以有效地反射校直光束230，而未校直光线840则可以从中穿过。所需要的光束230被全息片834反射，并返回到分光器832，在此处它被反射至分光器224。

图29示意了制作全息片834的过程。一束波长近似等于激光器200的校直激光束850在振幅分光器856被分成两个光束：光束852和854。光束852和854分别被镜片860和862反射，从相反方向落在全息片834上，并与全息片834的表面垂直。通过光束852和854的干涉，一个反射式全息图被记录下来。全息涂层可由重铬酸胶质（dichromated  gel）或干模材料构成。

在图7中，本发明的滤光器222位于光束220的路径中。然而，可以在伺服光束230和数据光束236的各自路径中设置一个或更多的滤光器。

尽管本发明的一些较佳实施例已被详细地讲解，很显然在不超过下列权利要求所规定的本发明的范围的情况下，精于该技术的人可以对这些实施例进行修正和调整。

Claims (33)

1、一个光学数据存贮介质，包括：

一个第1射线可透性部件，它带有一个用于存贮记录数据的第1数据表面，该第1数据表面带有一层被涂镀上的半导体材料；一个第2部件，它带有一个用于存贮记录数据的第2数据表面；用于支持第1和第2数据表面被空腔分隔的装置；以及

一个射线可透性介质，它位于第1和第2数据表面之间，从而一束来自该介质第1侧的射线可以聚焦于第1或第2数据表面。

2、根据权利要求1的介质，其特征在于射线可透性的介质是空气。

3、根据权利要求1的介质，其特征在于射线可透性的介质是固体透明材料。

4、根据权利要求1的介质，其特征在于第2数据表面带有一层被涂镀上的半导体材料。

5、根据权利要求1的介质，其特征在于该数据表面为ROM数据表面。

6、根据权利要求1的介质，其特征在于该半导体材料包含由C，Si，Ge，Sn，Pb组成的族中的至少一个元素。

7、根据权利要求1的介质，其特征在于该半导体材料为非晶态硅。

8、根据权利要求1的介质，其特征在于该半导体材料为A_xB_1-x，其中A是来自由B，Al，Ga，In和Tl组成的族中的至少一个元素;B是来自由N，P，As，Sb和Bi组成的族中的至少一个元素;并且0＜x＜1。

9、根据权利要求1的介质，其特征在于该半导体材料为GaAs。

10、根据权利要求1的介质，其特征在于该半导体材料为AlAs。

11、根据权利要求1的介质，其特征在于该半导体材料为AlP。

12、根据权利要求1的介质，其特征在于该半导体材料为AlSb。

13、根据权利要求1的介质，其特征在于该半导体材料为GaP。

14、根据权利要求1的介质，其特征在于该半导体材料为GaN。

15、根据权利要求1的介质，其特征在于该半导体材料为GaSb。

16、根据权利要求1的介质，其特征在于该半导体材料为InP。

17、根据权利要求1的介质，其特征在于该半导体材料为InAs。

18、根据权利要求1的介质，其特征在于该半导体材料为InSb。

19、一个光学数据存贮系统，包括：

一个射线源;

一个光学介质，该光学介质包含：一个第1射线可透性部件，它带有一个用于存贮记录数据的第1数据表面，该第1数据表面带有一层被涂镀上的半导体材料;一个第2部件，它带有一个用于存贮记录数据的第2数据表面;用于支持第1和第2数据表面被空腔分隔的装置;一个射线可透性介质，它位于第1和第2数据表面之间，从而一束来自该介质第1侧的射线束可以聚焦于第1或第2数据表面;

一个光学传输装置，用以将发自该射线源的射线束导引至该光学介质的该数据表面之一;以及

一个光学接收装置，用以接收发自该数据表面的反射线，并提供相应的数据信号。

20、根据权利要求19的系统，其特征在于射线可透性的介质是空气。

21、根据权利要求19的系统，其特征在于射线可透性的介质是固体透明材料。

22、根据权利要求19的系统，其特征在于第2数据表面带有一层被涂镀上的半导体材料。

23、根据权利要求19的系统，其特征在于该数据表面为ROM数据表面。

24、根据权利要求19的系统，其特征在于该半导体材料包含由C，Si，Ge，Sn，Pb组成的族中的至少一个元素。

25、根据权利要求19的系统，其特征在于该半导体材料为非晶态硅。

26、根据权利要求19的系统，其特征在于该半导体材料为A_xB_1-x，其中A是来自由B，Al，Ga，In和Tl组成的族中的至少一个元素;B是来自由N，P，As，Sb和Bi组成的族中的至少一个元素;并且0＜x＜1。

27、根据权利要求19的系统，其特征在于该半导体材料为GaAs。

28、根据权利要求19的系统，其特征在于该半导体材料为AlAs。

29、根据权利要求19的系统，其特征在于该半导体材料为AlP。

30、根据权利要求19的系统，其特征在于该半导体材料为AlSb。

31、根据权利要求19的系统，其特征在于该半导体材料为GaP。

32、根据权利要求19的系统，其特征在于该半导体材料为GaN。

33、根据权利要求19的系统，其特征在于该半导体材料为GaSb。

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