CN1662974A - 具有对于荧光单层或多层存储的各向异性偶极发射的优化介质 - Google Patents

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CN1662974A
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Abstract

光学数据存储方法、读取方法、装置(40)和存储介质(42，43)，包括通过修改聚合物材料(42)的光学属性存储数据，其中通过典型地用一个波长的光照射对光定向单元进行重定向，所述光照射对重定向进行启动，并且其中数据的读取包括对来自偶极发射体的各向异性发射进行收集。

Description

具有对于荧光单层或多层存储的各向异性偶极发射的优化介质
技术领域
本发明涉及一种用于光学数据存储的方法、设备和存储介质。
背景技术
现在有多种光存储技术。这种技术的一个例子是基于当向存储层进行“写入”时改变所述存储层的反射率。基于该技术的系统具有这样的有利属性，即由于作为相干入射光的反射光的出射光也是相干的这一事实，这意味着入射和出射光是反向的，所以物镜对于单一层的收集效率总是100％。然而，由于重影图像、作为相干光的结果的相干串扰、以及每层对于入射激光和信号光具有差的透射率的影响，使得该存储技术一般不适合于在层叠存储设备中进行多层记录。还有另一个缺陷为：当光束穿过不同的层时，写入和非写入存储单元的折射率差使光束散射，从而导致光束质量降低。
其他技术可能包括使用诸如染料等之类的荧光材料。其中之一是使用溶解在聚合物母体中的荧光染料。在该情况下，可将折射率调整至基底的折射率以避免出现光束散射的问题。此外，能够对多层存储介质进行选择使得它们在荧光信号波长下是透明的，从而能够有效消除与标准反射技术相关的一半损失和干扰。借助于使用荧光染料，有若干种可能性来获得存储设备。通过对聚合物母体中的荧光材料进行光致漂白(photo bleaching)，诸如一次写入多次读出(WORM)数据存储器这样的不可逆数据存储器是可能的。当用写入激光束进行照射时，所述材料被直接加热。另外一种可选方案是，淬火分子开始被沉积在包含荧光材料的层之上的层中，荧光材料包括所谓的“荧光团”。当通过激光束加热材料时，淬火分子分解形成自由基，当温度超过聚合物母体的先前调节的转变温度时，例如玻璃转变温度、以及淬火分子的熔化和/或分解温度，所述自由基能够扩散到荧光团。在自由基与荧光团发生反应之后，荧光团的化学结构，以及由此得到的荧光光谱和荧光效率发生改变。在用“读取光束”照射时，发生反应的荧光团发射的荧光信号与由未发生反应的荧光团发射的信号有很大的不同。于是该特征就被用于读取存储的数据。然而，该概念具有这样的缺点，即在写入期间由于自由基的慢扩散，所以数据速率较低。此外，获得的对比度较差，因为受照射的染料只有一部分将被光致漂白，从而导致数据速率较低。
基于荧光的另外一种技术是将淬火分子和荧光团同时溶解在聚合物母体中。以这种方式，在加热时形成的自由基不必扩散到包含荧光团的层中，而是与它们直接发生反应。这将使对比度升高，从而数据速率也升高；然而，缺点是非写入存储单元的稳定性被大大降低。
就利用荧光的存储技术的现状而言，发射光的光路与入射激光路径是不可逆的，因此入射和发射的光路没有可逆性。使用这样一种技术的发射光子的光学特性，例如它们的能量和相位与入射光子的光学特性是不同的。虽然这实际上具有很多优点(见下面)，但一个缺点是正在被发射的光以比由通过入射光所使用的NA(数值孔径)定义的立体角更大的立体角进行发射。因此在发射光信号收集过程中丢失了相当数量的信号强度。通过简单的几何学考虑，能够显示出对于各向同性光发射的收集效率约等于(NA/2n)2，其中NA为用于入射光的数值孔径，n为正被使用的基底的折射率。对于在一个波长下NA为0.6且折射率为1.62的聚碳酸酯基底来说，只产生3.6％的收集效率。
此外，从专利申请WO02/47090 A1获知了一种包含具有三维光存储能力的材料的数据存储方法和设备，其中所述材料包括聚合物母体和向列型液晶滴以及通过所述母体散布的光敏材料。通过利用相干偏振红外光照射数据存储材料区来存储数据，受照射材料的导子被排列，使得光敏材料被排列。读取存储的光学数据包括照射其中存储有光学数据的数据存储材料，从而使向列型液晶滴的经排列的导子区的光敏材料以比未排列的导子区更高的强度发射荧光，并在经排列的导子区内检测荧光。
该写入和读取设备和方法具有相对复杂的特性，因此对于数据存储应用来说可能会比较昂贵。这样一种设备和这样一种方法的另外一个性质是相对长的100ms量级的转换时间，从而不能实现高数据速率。
还存在这样的问题，即对于光发射如何与高写入速度相结合获得较高的收集效率，以提高检测的信号强度和数据速率，在写入期间的良好灵敏度和写入和非写入存储区域的高稳定性。
此外，还必须解决包括散射、涉及层叠存储层以获得大容量的问题。
发明内容
本发明的目的是当读取存储在一存储介质上的数据时提供相当数量的各向异性发射。
本发明还提供在写入和读取数据期间具有良好灵敏度的光学数据存储。
根据本发明的一个方面，现在已经发现特别有益形式的光学数据存储是通过借助由一非常短的光脉冲进行启动的排列的各向异性分子的(重)定向提供的，所述排列的各向异性分子此后在典型的长于所述光脉冲的时间周期的一时间段内进行自转变。典型的，所述光是激光。优选的，借助于光辐射，尤其是借助激光束来实现取向(或分子序)的变化。通常，该方法是以这样一种方式执行的，即借助激光束对分子链段进行局部重定向或使方向杂乱来存储光学信息。
根据本发明的另一个方面，提供有一种使用聚合物材料作为存储介质的用于光学数据存储的设备，其中所述设备包括至少部分由聚合物材料制成的薄膜，以便通过包括光定向基团的聚合物的分子序的变化或重定向来存储数据。
根据本发明的一优选方面，提供有一种通过修改其光学属性而在包括聚合物材料的存储介质中写入数据的方法，所述方法包括步骤：
-将所述材料加热到玻璃转变温度(Tg)以上，
-对所述材料执行排列，
-通过用一个波长的光照射一个时间段或通过其他手段对聚合物材料中的光定向基团进行重定向从而启动写入，所述光照射或其他手段启动重定向，并使得能够在读取存储的数据期间进行各向异性发射。
根据本发明的另一实施例，提供有一种用于光学数据存储的设备，包括：
-作为存储介质的聚合物材料，
-用于将所述材料加热到玻璃转变温度(Tg)以上的装置，
-用于对所述材料执行排列的装置，和
-通过用一个波长的光照射一个时间段或通过其他手段对聚合物材料中的光定向单元进行重定向从而启动写入的装置，所述光辐射或其他手段用于对重定向进行启动，由此通过修改聚合物材料的光学属性而能够将数据存储到包括聚合物材料的设备中，所述重定向能够在读取存储的数据期间进行各向异性发射。
根据本发明的又一个方面，提供有一种包括聚合物材料的存储介质，适于通过修改其光学属性来存储数据，所述聚合物材料包括光定向基团，当用一个波长的光照射一时间段时可对所述光定向基团进行重定向，所述光照射用于对重定向进行启动，其中所述光定向基团在一适当的温度下，典型的在玻璃转变温度(Tg)以上能够进行自转变。
根据本发明的再一个实施例，提供有一种读取存储在一光学数据存储装置中的数据的方法，所述光学数据存储装置包括：作为存储介质的聚合物材料，用于将所述材料加热到玻璃转变温度(Tg)以上的装置，用于执行材料排列的装置，通过对述聚合物的光定向单元和可被排列的偶极发射体进行重定向从而启动写入的装置，所述方法包括步骤：
-用一个波长的光进行照射，其使所述各向异性荧光偶极发射体发射光，和
-将来自所述偶极发射体的各向异性发射进行收集。
另外，本发明还能够以高速度进行光学数据存储，并能使存储的信息具有高稳定性。这里，术语“高速”意味着基本不慢于纳秒级，例如在10-50纳秒内。对写入进行启动是在实质上比聚合物，例如LC聚合物进行重定向的时间量程短的时间段内进行的。
本发明的这些和其他方法通过此后说明的具体实施方式将变得显而易见。
附图说明
通过下述结合附图的对本发明优选实施例的说明，本发明将变得更加容易理解，其中：
图1表示根据本发明优选实施例的多功能聚合物；
图2表示包括一偶氮苯基团的活性单体；
图3表示包括一肉桂酸盐基团的活性单体；
图4表示具有用于存储数据的层叠的存储层的设备；
图5表示图1的聚合物如何从非写入状态转变为写入状态；
图6为表示根据本发明的写入方法的优选实施例的流程图；
图7表示对于三种不同的序列等级显现出的作为物镜的数值孔径的函数的发射光的收集效率。
具体实施方式
现在将参照图1开始说明本发明，图1示出了根据本发明一优选实施例的多功能聚合物。
存储信息所需要的不同属性被结合在如图1所示的多功能聚合物中。聚合物10包括三个或更多的不同官能团。第一官能团R1引入液体结晶性。第二官能团R2是光定向团，第三光能团R3包含荧光发色团。可选择的，第四官能团R4能够任意拥有一附加的功能，例如调节聚合物的玻璃转换温度Tg，或结合淬光剂功能。以这种方式，能够最佳化和精确调节独立分开的官能团的不同功能。当然，如果需要，在不脱离本发明思想的情况下可加入更多的官能团。
如果在一个官能团中结合了不同的功能性，则也能够使用具有少于三个官能团的聚合物，例如荧光半族和中康酯基团能够结合在一荧光液晶团中。其他组合也是可能的。例如，第三官能团R3的功能并入到光定向官能团R2中。
优选地，所述聚合物配有这样的基团，其能提供用于数据存储的高稳定性的各向异性聚合物，但同时能够避免慢转换的问题。所述存储是基于在适当的分子基团中进行的光致变化实现的，所述分子基团可提供在聚合物的主链中或侧基团中。
图1中所示的聚合物仅仅是具有提供在其侧基团中的官能团的聚合物的一个例子，满足要求的其他结构也是可以利用的。
引入液体结晶性的第一基团R1可以实质上公知的方式来提供，如在Peter J.Collings，Jay S.Patel(Eds)著的《Handbook of LiquidCrystal Research》(牛津大学出版社，纽约，1997)中所描述的，因此在这里将不对其进行更详细的说明。作为例子，第一基团R1包括重复单元，这些重复单元包括间隔单元，和诸如中康酯基团这样的提供液晶特性的基团。该液晶单元一般提供在侧基团中，但也可以出现在聚合物10的中枢链路中，或者设置在两者中。
第二基团R2包括光敏单元，其能够异构化。光敏单元典型地提供在侧基团中，但也可以出现在聚合物的中枢链路中，或者设置在两者中。通常这些光敏基团基于一个或多个通式：
R-PH
其中PH为光敏基团，优选是从包括偶氮苯、双偶氮苯、三偶氮苯和氧化偶氮苯、以及它们的烷基取代衍生物、均二苯代乙烯或螺环吡喃基团的组中选出的，其中R代表能够使光化学单元化学键接成聚合物10的基团，典型为能够进行聚合或缩聚的基团。例如偶氮苯是可重写的。当以适当波长的光照射时，偶氮苯将在氮-氮双键附近进行可逆顺反异构化作用。在该过程中，对于偶氮苯单元来说存在一个用于减小吸收截面和将吸收偶极矩沿光的传播方向定向的驱动力。图2表示包括偶氮苯基的活性单体。
也可以使用那些能够形成顺反异构体之外的其他基团，其通过用光照射能够可逆地改变分子序，其特定的实施例将不在这里进行说明，因为它们对于本领域技术人员来说是显而易见的。还能够借助于例如肉桂酸盐基团进行不可逆写入。这样一个基团在适当波长光的照射下将发生光加成反应，这将导致垂直于光的E矢量的取向。因为该反应不是可逆的，所以可以将写入看作为WORM型写入的例子。图3表示包括一肉硅酸盐基团的活性单体。
目前，对于WORM光学数据存储盘(所谓的“CD-R”)有很大的需求，并且这一需求期待增加的是增加光学数据盘的存储容量。当对于内容分布使用WORM介质时，写入处理可以是串行的(一个接一个的写入数据位)；然而，在便宜的光学数据存储介质的制造过程中引入串行写入处理在经济上并不划算。典型的只有当通过例如压膜或模具以并行写入处理进行数据复制时，在制造过程中的数据复制才是值得的。这是光存储比其他存储选择例如硬盘和固态存储器好的主要优点之一。因此，在ROM介质中，即使在此处并未披露，但最好使用某一类型的并行写入。
在图1中，包括具有偶极矩的发射体的第三基团R3邻近光定向基团R2进行定位。当在一个时间段内用具有一个确定波长的光照射存储材料时，(如上所述的)所包括的光定向基团进行旋转。当进行该旋转时，典型地为90°，邻近所述第二基团R2的基团也因此进行旋转，这意味着第三基团R3被迫与转动的第二基团R2一起转动。第三基团R3的这一转动将改变所述基团的吸收截面。因此与非旋转基准相比，这将在入射光吸收上给出一反差。该吸收反差随后将导致发射荧光的强度差。
吸收截面的变化对于第二基团R2也是有效的，并且在某些情况下，取决于基团，对于第一基团R1也是有效的。分子几何形状变化和引发的局部不平衡状态将使光学特性发生变化，例如折射率、双折射或吸收特性，其中的后者将在下面进一步描述用于存储数据的设备及其存储原理时进行说明。
图1的官能团序列仅仅是为了示意的目的示出的，因此能够对其进行改变以覆盖在本发明范围内的各种序列。
在图4中，以垂直于堆叠层的平面的方向上的剖面图示出了具有堆叠存储层的用于存储数据的设备40。基板41覆盖有一聚合物层42。该基板一般具有几个平方厘米的表面面积，并且在其上可沉积有绝缘层，例如InO2/SnO2层，和/或可选择地在其上还可以具有沉积的排列引发层。这样一个排列层，例如包括肉桂酸盐或香豆素衍生物的聚酰亚胺定向层或光定向层，可能需要连续的机械或光化学作用以产生适当的排列。此外，聚合物层42可以例如进行旋涂或通过其他适当的方式施加，所述聚合物的厚度一般从10-3到10-6米。
聚合物层42覆盖有一间隔层43，根据需要在42和43之间的界面上涂敷如上所述的排列层，由此这种组合(即聚合物层42、间隔层43、可选择地包括所述排列层)能够堆叠若干次，在该特定实施例中示出了三个聚合物层。然而，可提供多个聚合物层42，典型的多于十个。按照另一种可选方案，可将聚合物提供作为带有其他适当材料的层压件，或者作为基体层上的涂层，即使这些例子在该图中并未示出。
当向一个聚合物层进行写入时，来自光源(由标以“光”的箭头示出)的第一激光束聚焦在数据存储介质中的一个区域上，于是该区域中的聚合物由于光定向基团而进行重定向，这将在下面进一步说明。例如具有蓝光的第一激光束引发重定向，于是具有足以将聚合物加热到其玻璃转变温度Tg以上的强度的第二光束(来自相同的光源)，完成所述重定向。那么就能够对结果得到的写入区域读取为光学数据。
光学数据存储设备40能够例如具有光盘的形式，因此当该盘在光记录播放器中旋转时借助探测激光束能够在环形轨迹中读取典型的为比特形式的数据，所述光学数据存储装置还可以是光卡的形式。另外一种可能性也能够提供全息存储，因此图像的全息图被记录作为干涉图形。将不对这些和其他应用进行更加详细的说明，因为这样的技术在本领域是公知的。现在，图5a-c表示聚合物如何从非写入条件转变为写入条件。所示具有三层的聚合物在垂直于图4的截面方向上，也就是在与由“光”代表的箭头相同的方向上示出。图5a表示排列后、启动前的情形。图5b表示部分聚合物层的中心区域52(局部聚焦区域)的启动，此处中心聚合物由其左角上的箭头表示。图5c表示进行写入之后的部分聚合物层。现在中心区域52包括在实质上垂直于排列后的方向的方向上的基团。该方向仅用于表示本发明的原理，并且因此不局限于该特定方向。
简言之，排列区域52的重定向能够在读取处理期间增加发射光的收集效率，如在下述所示的段落中将变得更加清楚。
图5a中的多功能聚合物的初始重定向可例如通过类似剪切或拉制的表面效应、借助于并入的添加剂，例如表面活性剂分子、或借助于其上提供的排列引发层(如上所述)、或借助于类似于排列场，尤其是磁场或电场的场效应来实现。
也可以结合排列引发层和排列场。排列引发层可以例如迫使聚合物中的官能团进行垂直排列。排列引发层的排列力在沉积数据层期间可被排列场的力抵消。这样，就获得了平面排列。现在，在写入处理期间，光定向单元施加的力和排列引发层的力将协同来使所有官能团进行重定向。以这种方式，写入速度能够得到提高。在排列引发层引起平面排列的正常情况下，排列引发层和光定向单元施加的力在写入处理期间彼此相对立，从而限制了写入速度。
如图5b所示，启动重定向的第一激光束继续移动，同时已启动的聚合物材料在比其启动所用的时间长的时间段内进行自转变直到结束于如图5c所示的最后取向。所需的时间段是通过聚合物的类型、层厚、局部温度、聚合物在有选择地覆盖有排列引发夹层的基板上的锚定能量确定的，所有这些参数必须进行适当地选择以满足关于转换时间的需要。一典型的例子是第一激光束为纳秒级和第二加热束为几个毫秒，一特定的例子可以是分别近似于6纳秒和3毫秒。该时间段是通过光定向基团之外的其他基团确定的，因为其他基团的驱动力相对较小(弹性能量)，也就是后者转换较快。还可以用较短的激光脉冲来进行加热和光重定向，并且作为介质的不良导热率的结果，还能够使所述材料呆在Tg温度以上若干毫秒，从而允许自转变。还能够用短激光脉冲来将所述样本加热到Tg以上(其中它将保持若干毫秒(ms))，并且还能够使用较长时间段的第二辐射来进行所述光定向。
所述激光束例如可从一激光二极管发出，典型的具有近似400纳米的波长。然而，在对写入和读取选择波长方面有很大的灵活性。例如可添加染料以提供在适当波长下的灵敏度。写入光束和加热光束根据本发明可结合到一个能够进行启动和加热的光束(如图4所示)中，或者按照另一种方案在空间上除了在期望的写入位置处处分离以增加该方法的非线性度。
根据本发明一般优选实施例的用于写入数据的方法可用图6中示出的流程图来表示。在第一步骤61，聚合物材料被加热到玻璃转化温度Tg以上的温度，在第二步62，对加热的材料进行排列，在第三步63，借助于使重定向启动的光进行照射通过所述聚合物的光定向基团的定向来对写入进行启动。
可通过将温度升高到玻璃转变温度Tg以上和在电或磁场中冷却而擦除所存储的信息。还可以通过在Tg以上时对排列层进行重新排列或通过光定向的逆处理来实现所述擦除过程。
玻璃转变温度Tg典型地高于环境温度。然而，优选地能够对玻璃转变温度进行控制以便确保存储的数据在要求的温度下在存储过程中不会恶化。这样的方法，例如使用乙烯基的聚合物，是公知的，因此在这里将不再进行进一步的说明。激光脉冲所适用的时间量程要比各向异性分子进行重定向的时间量程短的多。因此，高记录数据速率可与高记录稳定性相结合。
如果基团是借助于电场来排列的，那么可从两侧环绕聚合层提供透明的电极。然而，该电极不必并入到所述装置中。在制造过程中，即使当电极并未并入到所述介质中，也能够施加电场。对于WORM应用，一般来说电极是不需要的也是不期望的。对于(限定的)RW应用，还可以预见只有两个通用电极，它们夹在所有存储层之间以为整个设备提供一般的重定向能力。如果电极夹在每层中间，则可对每层进行更多的局部擦除和初始材料定向。原则上，甚至能够产生用户驱动以提供外部全局排列场从而获得能够没有内电极的RW介质。由于该情况下所需的高电压(电压随电极的间距线性增加)，这可能不是最实用的解决方案，即使它是可能的。
可通过例如用单色相干光照射聚合物层来执行信息读取。典型的借助于第三基团R3中包括的各向异性荧光发色团的取向变化可使用激光来读取数据。这些荧光发色团可由任何的带有偶极矩的荧光有机或无机分子构成，所述的荧光发色团优选地是从液晶系、有机燃料、纳米管、纳米线和具有包含从上述提到的组中选择的任何分子的替代物的聚合物的组中选出的。然而也可以代替或与之结合地使用上述之外的其他基团。
荧光发色团的转变偶极矩在“写入”和“非写入”区域的不同取向将引起吸收差异，并且因此在荧光方面也将引起差异。所述差异一般约为1∶7。当然，还可以利用其他改变取向的各向异性基团，例如光定向基团。此外也可以使用各向异性之外的其他类型的基团，这样的基团在用来自强写入光束的光照射时能够改变光学属性，并且这样的属性能够通过读取光束进行读取，所述读取光束具有比写入光束低的强度，前述条件是启动足够快。除了聚合物本身之外，还可以混合地提供光学特性，或者也可以使用添加剂。
另外，包括各向异性荧光发色团的第三基团R3典型地被如上所述的排列。参照图7，它清楚地示出数值孔径对发射光的收集效率的相关性。由于有限的数值孔径(NA)，实际上发射光只有一部分被收集。对于发色团的各向同性定向(S＝0)，只有4％的发射光被收集(NA＝0.6)。然而，通过排列各向异性荧光发色团，能够获得荧光的各向异性发射。对于完美排列的发色团，收集效率≈3(NA/2n)2，其中NA和n如上所述。在该情况下，有序参数S＝1。然而，对于这些各向异性发色团的实际排列，有序参数S等于0.5-0.9，典型的在0.65周围，所述有序参数还依赖于由基团R1引入的液晶相的类型。因此，与各向同性定向的各向异性发色团的收集效率相比较，发射的荧光的收集效率被增加到2倍，对于所述各向异性发色团来说S＝0。因此各向异性偶极发射的效果是非常有用的，并且因此能够使本发明的创造思想得以实现。
标题为具有对于荧光单层或多层存储的各向异性偶极发射的优化介质的本发明的创造性观念与现有技术相比具有若干个优点。
这些优点如下：通过各向异性发射提高了荧光信号强度(实际是光子的两倍)、增大了吸收截面(能够使给出的较薄层最佳吸收)、增强了存储信息的稳定性、使快速写入速度成为可能、和能够使材料属性独立优化。
由于本发明在写入和非写入位提供了较小的折射率差，所以这将减小穿过不同层的光束量，即使与传统的技术相比它是小的。在具有许多聚合物层的层叠设备中，比方说上述的十层，通过仔细选择材料，即典型地通过选择第四补偿基团，可进一步减小写入和非写入位之间的差异。按照另一种方案，通过将该差检测为光学参数，例如借助于发射中的微分相位对比显微镜结构，该差可被相反地增加来使用。
即使在所述例子中只描述了使用荧光进行的读取，但能够根据分子取向自动检测光学参数的任何其他方法也是可利用的。
所述用于光学数据存储的设备也可用于例如光信号处理、傅立叶变换、以及所述之外的其他读取目的。
如在下列权利要求中所使用的，但此“包括”意味着包含，但并不一定是限制的。

Claims (22)

1.一种通过修改包括聚合物材料(10，42)的存储介质(42，43)的光学属性而在该存储介质中写入数据的方法，所述方法包括步骤：
-将所述材料加热到玻璃转变温度(Tg)以上，
-对所述材料执行排列，
-通过用一个波长的光照射一个时间段或使用其他手段对聚合物材料(10，42)中的光定向基团(R)进行重定向从而启动写入，所述光照射或其他手段用于启动重定向，使得能够在读取处理期间从存储介质(42，43)进行各向异性发射。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述材料包括偶极发射体，并且所述排列能够使从所述存储介质的经过排列的各向异性偶极发射体进行各向异性发射。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述偶极发射体是荧光的，并且所述排列能够使荧光偶极发射体进行各向异性发射。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述光定向基团的重定向包括所述聚合物材料中出现的一个或多个各向异性基团的重定向。
5.根据权利要求1所述的方法，其中启动和加热是借助于单一光束进行的。
6.根据权利要求1所述的方法，其中借助于第一光束执行启动，用第二光束实现加热。
7.根据权利要求1所述的方法，其中在比优选为LC聚合物的聚合物进行重定向的时间量程短得多的时间段内启动，所述时间段典型为纳秒级的时间段，例如10-50纳秒。
8.用于光学数据存储的设备(40)，包括：
-作为存储介质的聚合物材料(10，42)，
-用于将所述材料加热到玻璃转变温度(Tg)以上的装置，
-用于执行材料排列的装置，和
-通过用一个波长的光照射一个时间段或使用其他手段对聚合物(10，42)中的光定向单元进行重定向从而启动写入的装置，所述光照射或其他手段用于启动重定向，由此能够通过修改聚合物材料的光学属性而将数据存储到聚合物材料中，使得能够在读取处理期间从所述设备进行各向异性发射。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述聚合物材料还包括能被排列的偶极发射体，使得能够在读取处理期间从所述设备进行各向异性偶极发射。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述偶极发射体包括各向异性荧光发色团，使得能够在读取处理过程中从设备进行发色团的各向异性发射。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述荧光发色团构成带有偶极矩的任何荧光有机或无机分子，其是从下组中选出的：液晶系、有机染料、纳米管、纳米线、和具有包含从上述提到的组中选择的任何分子的替代物的聚合物。
12.根据权利要求8所述的设备，其中所述聚合物材料包括一个或多个各向异性聚合物。
13.根据权利要求8所述的设备，其中在一透明基板上提供一聚合物层，优选为聚合物薄膜。
14.根据权利要求8所述的设备，其中所述设备包括结合的热源装置和光源装置，由此所述聚合物薄膜可被加热，并且所述薄膜的分子序或取向可发生改变。
15.根据权利要求8所述的设备，其中所述设备包括包括物理定向装置，例如排列层，和/或用于对所述聚合物层进行定向的透明电极装置。
16.根据权利要求8所述的设备，其中所述热源装置和/或光源装置包括一个激光器。
17.根据权利要求8所述的设备，其中所述聚合物薄膜的吸收特性使得能够用特定波长和强度的激光束存储数据，和用另一个激光束读出数据，所述另一个激光束具有一不同的波长，或具有远远低于写入阈值的不同强度，并且不会干扰存储的数据。
18.包括聚合物材料(10，42)的存储介质(42，43)，适于通过修改其光学属性来存储数据，所述聚合物材料包括光定向基团(R)，当被一个波长的光照射一时间段时，所述光定向基团在被排列之后进行重定向，所述光照射用于对重定向进行启动，其中所述光定向基团在一适当的温度下，典型地在玻璃转变温度(Tg)以上能够进行自转变，所述聚合物材料包括各向异性荧光发射体，使得能够在读取所述存储的数据期间使所述发色团进行各向异性发射。
19.根据权利要求18所述的存储介质，包括从下面选出的基团：
偶氮苯、双偶氮苯、三偶氮苯和氧化偶氮苯、以及所述组合物的烷基取代衍生物、均二苯代乙烯或螺环吡喃基团。
20.根据权利要求18所述的存储介质，其中所述聚合物材料包括单个聚合物层。
21.根据权利要求18所述的存储介质，其中所述聚合物材料包括多个聚合物层。
22.一种读取存储在根据权利要求9所述的设备中的数据的方法，所述方法包括步骤：
-以一个波长的进行照射，所述光照射使所述各向异性荧光偶极发射体发射光，和
-收集来自所述偶极发射体的各向异性发射。
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