CN1550938B - 全息图记录材料、其制造方法、全息图记录介质、全息记录方法和全息重现方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种以记录数据随时间的低损坏为特征的全息图记录材料、其制造方法、一种全息图记录介质、一种全息记录方法和一种全息重现方法。本发明的全息图记录材料含有一种金属氧化物多孔体，其孔中含有氧给体物质。在该全息图记录材料中，用在记录光照射时从氧给体物质中产生的氧增加该金属氧化物多孔体的氧含量，由此完成记录。即使再进行光照射，该被照射部位也不会再产生变化，而且由热引发的容量波动可以忽略不计。该全息图记录材料在经过反复重现和记录介质长期储存时表现出减少的记录数据损坏。
Description
技术领域
本发明涉及一种全息图记录材料、其制造方法、全息图记录介质、全息记录方法和全息重现方法。
背景技术
用于电脑及类似物的记录介质通常是光学记录介质，其中通过记录层的激光辐射产生的形变、磁畴变化或相变化来记录信息，而且它们被广泛地用作CD和DVD。这些已经实际应用的光学记录介质包括使用有机染料及类似材料的单次写入多次读取记录介质、使用稀土过渡金属非晶磁性膜的磁光记录介质、和使用硫属元素化物薄膜的相变型光学记录介质。在这几种光学记录介质中，当辐射激光的光能转变成热能时，产生上述变化。
随着近些年高级信息的增加，获得更大容量的记录介质一直是人们追求的目标，但是上述光学记录材料具有一些局限性。具体而言，使用传统的光学记录材料时，通过使用透镜将激光聚焦以完成记录。由于焦点的斑直径通常不能小于辐射光波长的1/2，这就使特定区域内可以记录的数据量(记录密度)受到限制，并因此限制了记录介质的总容量。
近几年，利用全息照相术的记录介质已经被认为是具有超过传统光学记录介质容量的高容量的记录介质。全息术是一种记录/重现的方法，通过该方法，带有图像信息的光(物体光束)和直接从光源发射的光(参考光束)从不同角度射出，并在记录介质的记录材料内重叠，干涉光栅通过产生的干涉被记录在记录材料中，与参考光束相同的光(重现光)被射入记录材料中，而且重现光通过干涉光栅衍射产生了相当于物体光束的光以重现图像信息。通过全息术作为干涉光栅被记录的图像被称为全息图，它们包括涉及物体光束的振幅和相的信息。
这一记录原理已经被用来将数据全息记录到记录材料上，以提供适于在电脑及类似设备中记录数据的光学记录材料。在这种情况下，将携带信息的光束数字化并用空间光调制器调制，而且调制光(信号光束)与参考光束干涉，产生被记录在全息图中的干涉图。通过与参考光束相同的光(重现光)的照射重现信号光束，并且通过将该光束解码可以还原原始信息。
这样的全息图具有非常窄的衍射角相关性，因此如果参考光束的角度稍有改变，就不能重现信息光束。然而，另一方面，这意味着通过在记录过程中稍微改变参考光束的角度就可以记录相同容量的多路全息图，也就是可以多路记录，因此全息图提供了大容量记录的可能性。这样的多路记录系统是已知的，例如参考光束的入射角变化的角形多路系统，或球形移位多路系统，其中参考光束转化成球面波且记录介质被取代。
用于这类全息图的典型的已知记录材料包括氯化银乳液、重铬酸盐明胶、光聚合物、电光晶体、光致抗蚀剂、热塑性塑料、光致变色材料、以及类似物质(例如，H.Tanigawa、T.Ichihashi，Journal of theSociety of Photographic Science and Technology of Japan，1997，卷60，293-301页)。
从生产和防止分辨率下降的角度出发，用作记录材料的材料优选为在光照后无需单独显影或其它后处理就立即处于可重现状态的材料。然而，前述氯化银乳液、重铬酸盐明胶、光致抗蚀剂和热塑性记录材料需要在光照后进行显影处理。
记录材料还必须是一种不会在重现过程中导致数据损坏的材料。在上述记录材料中，电光晶体和光致变色材料是最适宜的材料，因为一旦记录了一个全息图，如果相同的位置被光照射或加热至比记录时高的温度，记录的内容就可以被擦除，因此它们是可重复使用的。然而，这也意味着重现光的照射可以擦除已记录的数据，实际上，反复重现被认为会导致数据逐渐损坏。
最近，自显影的光聚合型光聚合物已经作为符合上述要求的全息图记录材料引起人们的注意。光聚合物通常包括一种组合物，该组合物是通过将光敏引发剂、敏化剂及类似物加入光聚合单体和粘合剂聚合物的混合物中制得的。在光聚合型光聚合物中，初始光照射在被照射的部分诱发光聚合反应，由此在组合物中产生单体的浓度梯度，使得单体在组合物中迁移。最终制得的聚合物在被光照射的部分和未被照射的部分具有不同结构，以这种结构差异为基础的折光指数的差异实现了全息图的记录。这样的光聚合型光聚合物不需要进行显影等处理，因为折光指数的变化是由光照射单独产生的，而且一旦聚合成整体，即使在光照射时该状态也不会发生实质改变，因此，对于重现光，这样的光聚合物也是稳定的。
然而，光聚合型光聚合物在光聚合过程中往往容量会缩小，这在某些情况下会导致记录失真。因此，已经对减少容量缩小的方法进行了大量的研究，例如，有一种已知的记录方法是采用与一种阳离子单体进行开环聚合反应(例如，D.A.Waldman，H.-Y.S.Li，E.A.Cetin，SPIE，1998，3291，89)。
发明内容
只有当全息图的记录材料拥有上述特性和高衍射效率性(或换言之，射出的重现光中大部分光都有效地用于重现图像(数据)的重现的性能)时，它们才是可用的。高衍射效率产生明亮的重现图像和已记录数据的高度可重复读取。
前述光聚合型光聚合物通过以由光聚合产生的聚合物结构中的差异为基础的折光指数的变化，实现全息图的记录，但是由于在被光照射的部分和未被光照射的部分之间产生的折光指数差异不够大，很难获得实际可行的衍射效率值。
本发明的发明人的研究显示，热量也会导致全息图记录材料的容量膨胀或缩小，产生较低的衍射效率。因为前述光聚合型光聚合物是由有机材料制成的，它们由热引起的容量波动特别显著。因此光聚合型光聚合物不仅在光聚合过程中，而且会由于重现光照射产生的热量或环境温度的改变而承受容量的波动，这些也通常会使衍生效率下降。由于使用这样的光聚合型光聚合物作为全息图的记录材料，很难避免已记录数据随着时间由于记录介质的反复重现或长期储存而受到损坏。
图4是表示衍射效率变化与全息图记录材料的容量缩小之间关系的曲线图(缩小-衍射效率曲线)，其中使用光聚合型光聚合物作为记录材料，并使用透射式角形多路系统或反射式球形移位多路系统进行多路记录。在图4中，L1和L2是在反射式球形移位多路系统中使用厚度为1000μm和200μm的记录材料获得的曲线，L3和L4是在透射式角形多路系统中使用厚度为1000μm和200μm的记录材料获得的曲线。如该图所示，它证实了衍射效率随着记录材料的缩小而降低，这一趋势在反射式球形移位多路系统中尤为明显。
本发明已经在上述情况的光中完成，其目的是提供一种用于全息图的记录材料，它能够进行大容量记录，而且能够降低已记录数据随时间流逝而损坏，还提供了该材料的制造方法、全息图的记录介质、一种全息记录方法和全息重现方法。
为了实现上述目的，本发明的全息图记录材料的特征在于含有一种金属氧化物多孔体，在孔中含有氧给体物质。在这种记录材料中，氧给体物质和金属氧化物多孔体的作用被认为增加了金属氧化物多孔体在被记录光照射的部分的氧含量，由此产生了金属氧化物多孔体的折光指数变化。
具体地说，本发明的全息图记录材料的特征在于，由信号光束和参考光束组成的记录光照射从氧给体物质中产生氧，由此增加了金属氧化物多孔体的氧含量。这种全息图记录材料不需要诸如显影等程序，因为仅仅通过光照射就可以实现记录。此外，由于本发明的全息图记录材料主要是由无机金属氧化物构成的，重现光照射的热量或环境温度的变化几乎不会引起容量膨胀或缩小。此外，一旦氧被给予金属氧化物多孔体，即使被光照射时它也会阻止氧含量再增长，因此即使重现光反复照射，数据等的损坏也可以忽略不计。
至少一部分与氧给体物质接触的金属氧化物多孔体表面优选含有能够增加氧含量的金属氧化物和/或该金属氧化物的组分金属元素(后文将把该金属氧化物或金属元素的部位称为“缺氧部位”)。当存在这样的缺氧部位时，促进了孔内的氧给体物质和缺氧位置之间的接触，由此引发氧给体物质产生的氧和缺氧部位的反应。与氧结合的缺氧部位由此转变成与金属氧化物多孔体的组分金属氧化物类似的化学组合物。因此与周围的金属氧化物多孔体相比，被光照射部分的氧含量增加，由此产生被光照射部分与未被光照射部分之间的折光指数的差异。
更具体地，氧给体物质优选为水。同样地，金属氧化物多孔体的组分金属元素优选为至少一种选自B、Mg、Al、Ca、Ti、Cr、Zn、Sr、Zr、Nb、Mo、Sn、Sb、Te、Ba、La、Ce、Nd、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tu、Yb和Lu的金属元素，最优选为Te。
全息图记录材料在没有记录光照射时的氧含量增加优选为重现光不能检出的量。也就是说，在没有记录光照射时，由氧含量的增加引起的折光指数变化优选为不会影响重现的程度。如果符合这一条件，即使在记录材料的氧含量由于记录前或记录后非记录光的光照射(例如储存过程中的自然光照射或重现过程中的重现光照射)而增加时，重现光也不能检出全息图记录材料的变化，由此无论在记录材料的记录前还是记录后，都几乎不会发生损坏。
金属氧化物多孔体优选为能够透射记录光的金属氧化物多孔体。记录光的透射比可以为20％或更高，优选为50％或更高。具有这一特性的金属氧化物多孔体容许在相同的材料中进行多路记录，条件是记录光在相同的全息图记录材料不同的照射位置射出，具体地说，例如，照射位置在深度方向上变化。
制造本发明的全息图记录材料的方法是一种令人满意地制造本发明的全息图记录材料的方法，其特征在于含有一个由金属氧化物母体形成金属氧化物多孔体的步骤和一个为该金属氧化物多孔体的孔提供氧给体物质的步骤。水优选作为用于该制造过程的氧给体物质。金属氧化物母体优选为金属醇盐，最优选为烃氧基碲。
本发明的全息图记录介质是含有至少一种基质材料和一层在该基质材料上形成的记录层的全息图记录介质，其中记录层含有本发明的全息图记录材料。由于本发明的全息图记录材料被用作记录层的材料，制得的记录介质可以方便地记录和重现，同时展现出诸如储存过程中优秀的稳定性等性能。
本发明还提供了一种全息记录方法，通过该方法将数据记录在本发明的全息图记录介质上。该方法包括一个记录步骤，在该步骤中，用由信号光束和参考光束组成的记录光照射本发明的全息图记录介质的记录层，从而用在记录层中通过记录光照射从氧给体物质中产生的氧来增加金属氧化物多孔体的氧含量。
按照这种全息记录方法，可以获得一种多路记录介质，在这种情况下，改变记录光在记录层上的照射角来增加基于各个照射角在记录层的深度方向的金属氧化物多孔体的氧含量。
此外，记录在按照上述记录法制得的全息图记录介质上的信息可以通过一个全息重现法读取，该方法含有一个用重现光照射该全息图记录介质的重现步骤。
附图简要说明
图1是一部分本发明的全息图记录材料的典型结构的示意透视图。
图2是图1所示的全息图记录材料1的纵截面图。
图3是孔4在金属氧化物多孔体2内的周围环境的示例概念截面图。
图4是表示衍射效率的变化与全息图记录材料的容量缩小之间关系的曲线图。
具体实施方式
现在将参照附图详细说明本发明的优选实施方案。相似的元素用相似的参比数字表示，而且只解释一次。
图1是一部分本发明的全息图记录材料的典型结构的示意透视图，图2是图1所示的全息图记录材料1的纵截面图。附图所示的全息图记录材料1含有一种金属氧化物多孔体2，在孔4中含有氧给体物质。
金属氧化物多孔体2是由金属氧化物制成的，在其表面和内部形成多个细孔(孔4)。如此处所示，存在单独形成的孔4和形成连续空心部分的孔，它们可以是任何所需的比例。用于金属氧化物多孔体2的组分金属氧化物的例子包括B、Mg、Al、Ca、Ti、Cr、Zn、Sr、Zr、Nb、Mo、Sn、Sb、Te、Ba、La、Ce、Nd、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tu、Yb和Lu的氧化物。优选的氧化物为Ag、Hg、Te、Cu、Pb、Sb、Co、Ni、Sn和Mo的氧化物，而且由这些氧化物组成的金属氧化物多孔体典型的化学组成分别是Ag2O、Hg2O、TeO2、Cu2O、pbO、Sb2O3、CoO、NiO、SnO2和MoO2。
全息图记录材料1优选为至少可以透过记录光的材料，更优选为其透光度在记录光照射后提高的材料。从这一角度出发，Te、Sb、Sn和Mo的氧化物是优选的。从对环境低毒性的角度出发，Ag、Te、Cu、Ni、Sn和Mo的氧化物是优选的。
由于金属氧化物多孔体2的这些特性会根据所用金属氧化物的不同而不同，可以根据所需的用途和目的进行适当的选择，但是从上述两个角度考虑，Te、Cu、Ni、Sn和Mo的氧化物都是适用的，其中Te氧化物是最优选的。
金属氧化物多孔体2的一部分结构含有能够增加氧含量的金属氧化物和/或该金属氧化物的组分金属元素(缺氧部位)，最优选这些存在于孔4的壁中。金属氧化物多孔体2的组分金属氧化物是一种能够在室温等普通环境下稳定存在的金属氧化物，其例子是氧化碲即TeO2。缺氧部位是由金属或氧原子比在稳定金属氧化物的化学组成中少的金属氧化物组成的，如果是氧化碲，这就对应于TeOx(0≤x＜2)，典型地为Te。
图3是孔4在金属氧化物多孔体2内的周围环境的示例概念截面图。在图3中，金属氧化物多孔体2是由TeO2构成的，缺氧Te金属在孔4的壁上暴露于TeO2。作为氧给体物质6(下文将作说明)的水附着到暴露的Te上。
金属氧化物多孔体2的缺氧部位是与金属氧化物多孔体2同时形成的，但是也可以加入或单独形成与缺氧部位具有相同化学组成的缺氧材料。具体而言，如果金属氧化物多孔体2是由TeO2构成的，例如，可以作为缺氧材料单独加入Te金属。在这种情况下，可以按需要增加金属氧化物多孔体2的缺氧部位的量，从而利于控制由记录光照射引起的氧的增加。
在金属氧化物多孔体2的孔4中的氧给体物质6在记录光照射时与金属氧化物多孔体2反应，从而送出氧。作为具有这一特性的氧给体物质6，可以是所述的水、过氧化氢和诸如乙酸这样的酸，其中水是优选的。
含有上述金属氧化物多孔体2和氧给体物质6的全息图记录材料1通过与干涉图中光亮度/暗度的分布相对应的性质变化，记录了由记录光(由两道光束组成)在照射部分的干涉产生的干涉图。这种情况中的变化是用因记录光照射产生的来自氧给体物质6的氧来增加金属氧化物多孔体2的氧含量，而且氧含量的增加是通过将来自氧给体物质6的氧与暴露在孔4的壁中的缺氧部位结合产生的。这种氧含量的增加产生了被记录光照射的部分与未照射部分之间的折光指数差异。由于氧含量的增加量按照干涉图的光亮度/暗度变化而变化，折光指数的变化也是相对应的，由此进行干涉图的记录。
尽管还没有完全了解因记录光照射从氧给体物质6中产生氧并与缺氧部位结合的具体机制，它被认为是通过由下列化学反应式(1)至(5)表示的反应产生的。这些化学反应式是一些例子，其中金属氧化物是Te氧化物，氧给体物质是水。化学反应式中的TeOx是0≤x＜2的Te氧化物。
TeOx→TeOx·+h++e- (2)
2h++2OH-→H2O2 (3)
2e-+2H+→H2 (4)
Te+H2O2→TeO2+H2 (5)
在上述化学反应式中，在金属氧化物多孔体2的孔4附近的氧给体物质6(水)最初的存在形态是H2O分子和它们的离解或极化形态H+离子和OH-离子，而且这两种形态是可以彼此相换的(反应式1)。光照射在金属氧化物多孔体2上导致缺氧TeOx(0≤x＜2)部位的激发，并产生电子/正空穴对(反应式2)。产生的正空穴与OH-离子反应生成氧给体H2O2，而产生的电子与H+离子反应生成氢(反应式3、4)。产生的H2O2将氧给予构成一些暴露在孔4壁中的缺氧部位的Te原子，生成TeO2(反应式5)。
因此，在全息图记录材料1中，记录光的照射被推测会造成金属氧化物多孔体2中缺氧部位的激发，由此产生电子/正空穴对，而且从氧给体物质中离解出的阴离子被产生的正空穴氧化生成具有更大给氧能力的物质，由此将氧结合到缺氧部位上。然而，反应机制并不限于该理论。
在没有记录光照射时，全息图记录材料1的金属氧化物多孔体2中的氧含量增加优选为重现光不能检出的量。具体而言，在诸如室温等普通环境下，氧给体物质6优选为不会进行直接对缺氧部位给氧的反应。因此，优选选择在普通环境下没有能力对缺氧部位给氧的氧给体物质6，换言之，其与缺氧部位反应产生的生成自由能是正极的。
在缺氧部位由来自氧给体物质的氧进行的氧结合反应优选为不会由非记录光照射引发，例如储存过程中的自然光照射或重现过程中的重现光照射。因此，对于记录光的能量，优选使用给氧前具有小能隙(在基态电子态和激发电子态之间的能隙)而给氧后具有大能隙的金属氧化物多孔体2，如下所述。
至于金属氧化物多孔体2的孔4的尺寸，孔4的尺寸优选为小于用来记录和重现的光的波长。这样的构造有助于防止光在金属氧化物多孔体2和氧给体物质6之间的界面上散射，从而将由此产生的衍射效率的降低最小化。可以使用一种公知的金属氧化物多孔体2制造法来控制孔4的尺寸。
具有这样构造的全息图记录材料1可以通过下述方法制得。首先，由金属氧化物母体制得金属氧化物多孔体2。可以使用传统公知的制造多孔金属氧化物的方法进行制造，没有特别的限制，但是本发明的金属氧化物多孔体2优选通过溶胶-凝胶法制得。
如果通过溶胶-凝胶法进行制造，首先使用金属醇盐作为金属氧化物母体，将其溶解或分散在溶剂中。在该溶液中加入一种可以水解的物质，例如水，如果需要还可以加入一种催化剂，例如酸，以进行母体的水解反应。母体通过水解反应进行部分聚合，以生成作为稳定溶胶的部分聚合低聚物。
接下来，从制得的溶胶中清除溶剂，将溶胶浓缩成凝胶。可以在普通温度下进行溶剂清除，或者可以将制得的凝胶在不会产生晶体的温度下进一步加热，但是对于大多数用途，溶胶被转化成底材，并将其置于空气中。
然后将制得的凝胶在还原气氛中加热以形成金属氧化物多孔体2，它在至少一些部分含有缺氧部位。此处，还原气氛是指金属氧化物多孔体2不会在其中发生氧化的气氛，具体而言，加热可以在氮气氛中进行。在这样的还原气氛中加热生成在至少一些部分含有缺氧部位的金属氧化物多孔体2，它包括化学组成允许进一步与氧结合的金属氧化物，或金属。在单独加入缺氧材料的情况下，它可以在金属氧化物多孔体2的母体在溶剂中溶解或分散的过程中加入，或者可以以前述溶胶形态或凝胶形态加入。
将按照上述方法制得的金属氧化物多孔体2在氧给体物质6的溶液中浸透，或将氧给体物质6注入金属氧化物多孔体2中，从而使孔4中含有氧给体物质6以制得全息图记录材料1。
本发明的全息图记录介质含有至少一层底材和一层在该底材上形成的本发明的全息图记录层。具有这样构造的全息图记录介质可以按照下述方法制造。首先，如上所述进行全息图记录材料的制造以制得含金属氧化物多孔体2的母体的部分聚合物的溶胶。
然后将制得的溶胶涂布到底材上。例如，通过将溶胶滴在底材上或通过诸如旋涂法等传统公知的方法完成涂布。接下来，从涂布溶胶中清除溶剂以形成凝胶。将底材上形成的凝胶在还原气氛中加热，形成金属氧化物多孔体2。然后将氧给体物质6供给在底材上形成的金属氧化物多孔体2的孔4，从而形成由全息图记录材料1构成的记录层，作为全息图的还原介质。在这一制造过程中，可以按照与前述制造全息图记录材料的方法相同的方法进行溶剂的清除、加热和供给氧给体物质6。
本发明的全息图记录材料或含该材料的记录介质被用来记录和重现全息图。现在举例描述一个记录和重现方法。对于全息图记录，将按照信息数据调制的信号光束和非调制的参考光束作为记录光从不同的角度射到本发明的全息图记录材料上(全息图记录材料也可以是在基质材料上形成的层，即全息图记录介质的记录层，下文相同)。所用的信号光束是通过在空间光调制器中数字化的信息(例如作为bit数据显示的图像数据)的反射或折射获得的光。所用的参考光束是其相位和波长干涉信号光束的光，而且它是从与信号光束不同的角度射到记录材料上的。
通过信号光束和干涉光束在记录光照射部位的干涉产生干涉图，干涉图被作为全息图记录材料的状态变化(这种状态变化是与干涉图的光亮度/暗度对应产生的)记录在记录材料上，从而制得被全息记录的材料(或被全息记录的介质)。这些变化是由上述机制引起的全息图记录材料的金属氧化物多孔体2的氧含量的增加，增加的量与干涉图的光亮度/暗度相对应。
在与参考光束相同的照射位置并从大致相同的方向，发射与在全息图记录材料中记录光射出位置的参考光束波长和相位相同的重现光，以此重现按照这种方法记录的信息。射出的重现光被记录材料记录的干涉光栅衍射，产生大致相当于信号光束的光，将其解码以读取原始信息。
这种全息记录方法也允许多路记录。作为多路记录法的有所述的参考光束的入射角变化的角形多路系统，或使用球面光作为参考光束且全息图记录材料的位置逐渐改变的球形移位多路系统。同样地，记录光在全息图记录材料上的照射位置可以改变以在相同记录材料的深度方向上进行多路记录。
在上述全息记录和重现法中，记录光的光子能优选为大于改变前的全息图记录材料的能隙，重现光的光子能优选为小于改变后的全息图记录材料的能隙。因此，所用的金属氧化物多孔体的能隙优选为在改变之前小于而在改变后大于用作记录光和重现光的光的光子能。例如，当使用Nd-YAG激光作为记录光和重现光时，使用的是改变前能隙低于2.33eV、改变后能隙至少为2.33eV的金属氧化物。
在一个例子中，使用由在某些部分含有Te金属元素的TeO2组成的金属氧化物多孔体2，并用水作为氧给体物质6，现在以该例子解释说明使用上述本发明的全息图记录材料1产生的功能和效果。首先，设计全息图记录材料1，使得在被记录光照射部分的Te被激发，激发的Te和水之间的反应产生Te氧化物，该变化造成了被光照射部分和未被光照射部分之间折光指数的差异。通过产生的折光指数差异记录光干涉光栅。也就是说，由于全息图是通过仅仅由光照射引起的折光指数差异进行记录的，因此不需要单独的显影程序。由此，可以在记录光照射后立即进行重现，使得全息记录和重现可以以便捷的方式完成。这也排除了与显影程序相关的分辨能力降低的风险。
全息图记录材料1主要是由无机金属氧化物多孔体2构成的，这样的无机物质具有非常低的由热引起的容量波动，这样由重现光的照射或环境温度的变化引起的容量波动不会达到降低全息图记录材料1的衍射效率的程度。因此，即使将反复重现/记录介质长期储存，也几乎不会由于衍射效率的降低而产生已记录数据的损坏。
用作氧给体物质6的水在正常环境下不能氧化Te，而是只有在特定的记录光照射下才给予氧。因此，在记录前的全息图记录材料和记录后的被全息记录的材料的储存过程中，水(氧给体物质)不会对金属氧化物多孔体2产生任何会影响重现的变化，因此该全息图记录材料的储存稳定性相当出色。
如果选择TeO2作为金属氧化物多孔体2的组分，所用的记录光通常是Nd-YAG激光(波长＝532nm)。记录光的光子能大约是2.33eV，大于Te氧化前的能隙，小于氧化后的能隙。一旦通过记录光的照射完成记录，重现光在相同位置的照射不会激发TeO2，因此在金属氧化物多孔体2的光照射部分不会再发生变化。因此，极大地减少了反复重现造成的已记录数据的损坏。
实施例
通过下列实施例，将对本发明做更为详细的说明，需要理解的是，这些实施例绝不是对本发明的限制。
[光学记录介质样品的制备]
首先，用无水异丙醇((CH(CH)2)OH)将四异丙氧化碲(Te(OCH(CH3)2)4)稀释至0.05mol/dm3，随即用1，3-丙二醇(C3H6(OH)2)进一步稀释到四异丙氧化碲含量为10wt％以制得溶液。将溶液滴加到载片上，将溶剂蒸干，制得含碲薄膜。通过X射线衍射对含碲薄膜的分析仅显示非晶宽峰。
随后在氮气气氛中，在300℃下热处理所得薄膜。用X射线衍射对热处理过的薄膜进行分析，观察到可归属于TeO2和Te的晶体峰。也用扫描电子显微镜(SEM)观测以相同方法制成的薄膜，籍此确定有大量直径约为0.1微米的微孔生成。孔径在0.1微米附近变动，但所有孔径均小于0.5微米。
接下来，将热处理过的含碲薄膜浸在水中，以便水浸渍到孔中，随后，用保护玻璃覆盖含碲薄膜的表面，每一边均用环氧粘合剂密封，以制得用于全息图的记录材料的样品。
[对用激光照射的折光指数和热膨胀系数的变化的测量]
用Nd-YAG激光(波长：532纳米)点照射制得的全息图记录材料的样品。照射后，被激光照射过的部分肉眼可见其透明度提高。将被照射的部分移出，并用X射线衍射法进行分析，确定Te的晶体峰消失。
用椭圆计(DVA-362自动椭圆计，Mizojiri Optical Co.，Ltd生产)测量被激光照射的部分与未照射部分的折光指数，结果被照射部分n＝1.8，未照射部分n＝2.0。当激光照在夹在平行移动的两面反射镜表面之间的样品上时，由投射在图像传感器上的干涉图的移动度来计算光学记录介质样品的激光照射后的热膨胀系数(用激光热膨胀计测量，测量原理：双光程迈克逊干涉)，发现样品厚度的变化大约为1×10- 5/deg。
这些结果表明，本发明的全息图记录材料可以产生足够大的被光照射部分与未照射部分之间折光指数的差异，而且由光照射诱发的热膨胀不会达到影响衍射效率的程度。
如上所述，采用本发明的全息图记录材料的全息图记录介质能够在记录后立即重现，而且，由于其由重现光照射生成的热或环境温度变化所导致的容量波动不大，已记录的数据随时间的损坏可以忽略不计。此外，该全息图记录介质还允许多路记录，而且明显提高了记录密度。
Claims (16)
1.一种全息图记录材料，其含有金属氧化物多孔体，且孔中含有作为氧给体物质的水、过氧化氢或酸。
2.如权利要求1所述的全息图记录材料，其含有金属氧化物多孔体，且孔中含有作为氧给体物质的水、过氧化氢或酸，其中由信号光束和参考光束组成的记录光的照射从所述氧给体物质中产生氧，由此增加了所述金属氧化物多孔体的氧含量。
3.如权利要求1或2所述的全息图记录材料，其中所述金属氧化物多孔体的与所述氧给体物质接触的一部分表面由能够增加氧含量的所述金属氧化物或所述金属氧化物的组分金属元素形成。
4.如权利要求1或2所述的全息图记录材料，其中所述氧给体物质是水。
5.如权利要求1或2所述的全息图记录材料，其中所述金属氧化物多孔体的组分金属元素是至少一种选自B、Mg、Al、Ca、Ti、Cr、Zn、Sr、Zr、Nb、Mo、Sn、Sb、Te、Ba、La、Ce、Nd、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tu、Yb和Lu的金属元素。
6.如权利要求5所述的全息图记录材料，其中所述组分金属元素是Te。
7.如权利要求2所述的全息图记录材料，其中在没有所述记录光照射时的所述氧含量的增加为重现光不能检出的量。
8.如权利要求2所述的全息图记录材料，其中所述金属氧化物多孔体为能够透射所述记录光的金属氧化物多孔体。
9.一种制造全息图记录材料的方法，该材料含有金属氧化物多孔体，且孔中含有作为氧给体物质的水、过氧化氢或酸，该方法包括：
一个由金属氧化物母体形成金属氧化物多孔体的步骤，和
一个为所述金属氧化物多孔体的孔提供作为氧给体物质的水、过氧化氢或酸的步骤。
10.如权利要求9所述的制造全息图记录材料的方法，其中所述氧给体物质是水。
11.如权利要求9所述的制造全息图记录材料的方法，其中所述母体是一种金属醇盐。
12.如权利要求9所述的制造全息图记录材料的方法，其中所述母体是烃氧基碲。
13.一种全息图记录介质，其含有至少一种基质材料和一层在该基质材料上形成的记录层，其中所述记录层含有如权利要求1或2所述的全息图记录材料。
14.一种全息记录方法，它包括：
一个记录步骤，其中用由信号光束和参考光束组成的记录光照射如权利要求13所述的全息图记录介质的记录层，从而用在所述记录层中通过所述记录光的照射从所述氧给体物质中产生的氧来增加所述金属氧化物多孔体的氧含量。
15.如权利要求14所述的全息记录方法，其中，改变所述记录光在所述记录层上的照射角度来增加基于各个照射角度在所述记录层的深度方向的所述金属氧化物多孔体的所述氧含量。
16.一种全息重现方法，它包括：
一个重现步骤，其中用重现光照射通过如权利要求14或15所述的全息记录方法制得的全息图记录介质。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20100421 Termination date: 20180226 |