CN1822116A - 信息存储系统 - Google Patents

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CN1822116A CN200410007350.7A CN200410007350A CN1822116A CN 1822116 A CN1822116 A CN 1822116A CN 200410007350 A CN200410007350 A CN 200410007350A CN 1822116 A CN1822116 A CN 1822116A
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J·H·库施
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Abstract

介绍了一种用于光学扫描具有相变材料做的记录层的记录媒体(1)的设备。由物镜系统(5)将辐射源(4)提供的辐射射束聚焦在记录层上。在起初是非晶的记录层中，用该射束可写入结晶信息区。该信息区是用辐射射束的脉冲加以擦除，而该擦除脉冲持续时间较短使在擦除期间被加热到低于记录层的熔点的温度的记录层的区域在记录层的结晶温度之上保持一段比结晶时间短的时间。

Description

信息存储系统
本发明涉及由一部装置和一个记录媒体组成的信息存储系统，该装置包括用于产生辐射射束的辐射源以供扫描记录媒体之用，和用于产生写脉冲及擦除脉冲的脉冲发生器，所述发生器的输出端接到调制辐射射束强度用的调制器的输入端，所述记录媒体含有记录层，在该层中，通过改变含非晶结构的记录层的面积，用所述辐射的写脉冲可以把信息写入含结晶结构的信息区，并且在该层中，通过把信息区加热到高于该记录层的熔点，用所述辐射的擦除脉冲把信息擦掉。本发明还涉及供上述系统用的装置和记录媒体。
调制器可以是按辐射射束排列的分离光学元件，或者把它和辐射源结合起来总合为辐射源，该辐射源可加以调制并直接提供强度调制辐射射束。
从P.chaudhari和C.B.Zarowin的论文“光学存储器”《刊登于IBM技术揭专利(IBM Technical Disclosure Bulletin)，卷16，第2期，1973年7月，568-569页》能知道这种类型的系统。在这系统中，最初非晶态材料的结晶信息区是用脉冲和聚焦的辐射射束来写入的。该信息区借助于使材料每次不结晶，用在所述区域上的擦除脉冲来擦除。擦除脉冲具有比写脉冲较短的脉冲持续时间和较大的振幅。但是，已发现，当读出在擦除之后写入的信息时，得到的读出信号不是最佳并且有太低的信噪比。
本发明的一个目的是提供在开段中所描述的那种类型的系统，在该系统中，在擦除之后写入的信息也能令人满意地加以读出。为此目的，按照本发明的系统的特征在于，擦除脉冲的脉冲持续时间和记录层的冷却时间是这么短以致于在擦除期间加热到高于结晶温度并低于熔点的某一温度的记录层的一些区域只在短于结晶时间的时间周期内保持高于记录层的结晶温度。
本发明是鉴于以下认识即，由于擦除的结果，记录层不是全部返回非晶状态。据发现，留下一些无-非晶区。在接着发生的写入动作之后，当时已被写入的一些信息区之间的这些小区妨碍读记录媒体。这些小区是如下面所述的那样产生的。在擦除期间，记录层被聚焦于某一辐射点的脉冲辐射射束来加热，该辐射点局部加热以钟形温度分布记录层。在分布中心周围的区域被加热到高于熔点。这中心区一般与结晶信息区一样大小或稍大于该信息区。在切断射束之后，该区域冷却得那么快以致它按照非晶结构硬化。但是，辐射射束也加热在中心区周围的记录层的环形区域(它处于非晶状态)，即最高可达低于熔点但高于结晶温度的温度。结晶温度就是这样一个温度：当一区域处于该温度之上时，它可在通常用于在光学信息存储系统中写时间周期内(即约为1μs)形成结晶。最初的非晶环形区域将由于这加热的结果全部地或部分地结晶。在环形区域的外边，记录层的温度保持低于结晶温度，使得这层不会在该区域改变其结构。这些环形区域导致上述该问题。
为了晶化非晶区域，不但应当把该区域的温度提高到高于结晶温度，而且该区域在这温度上保持足够长的时间使记录层的原子能安排它们自己，以从非晶结构进入结晶结构。记录层在正好低于熔点的温度上晶化(结晶)所需最短时间在下文得称为结晶时间。除了别的以外，晶化时间视记录层的材料而定。环形区域处于晶化温度之上的时间主要是由擦除脉冲的脉冲持续时间和冷却时间来决定，也就是，该区域区域从正好低于熔点的温度冷却到结晶化温度的时间。按照本发明，在擦除期间，具有上述短脉冲持续时间的擦除脉冲被用来配合上述短冷却时间(所述环形区域被加热在结晶温度之上)但只用于短于晶化时间的时间周期使得不会有晶化。因而该区域保持不结晶以便在擦除之后没有留下全部或部分结晶，这些结晶后来会妨碍该新写入的信息。
不同的记录材料要具有这样的晶化温度和熔点：使当记录层在擦除脉冲的末尾时局部地具有正好低于熔点的温度时，经擦除脉冲的一半的记录层的温度近似地等于结晶温度。记录层处于结晶温度之上的时间等于擦除脉冲的一半持续时间，加上冷却时间。因此按照本发明的系统的特殊实施例，其特征在于，擦除脉冲具有这样的脉冲持续时间：冷却时间加擦除脉冲的一半脉冲持续时间要短记录层的结晶时间。
按照本发明的系统的较好实施例，其特征在于，在擦除期间，脉冲发生器产生一系列的擦除脉冲，这些擦除脉冲之间的持续时间要使记录层的区域逐一被互相重叠的辐射所加热。由于区域重叠的结果，辐射射束的使记录层的通道变得不结晶，这样写入这通道的各区域就被擦除。
按照本发明的用于读系统的设备具体实施例，其特征在于，该装置包括一个检测系统，用于产生来自起源于记录层的辐射的读信号，读信号被加到脉冲发生器的输入端，而脉冲发生器只在读信号指出信息区的存在的那些时间周期内产生擦除。通过只在信息区被写的那些区域在擦除周期内产生擦除脉冲，使在擦除期间激光器的负载比在连续脉冲擦除的情况要低。
该设备的特征还在于：当按照信息信号对一个信息区写入时，脉冲发生器适合于将待写入的并送到脉冲发生器输入端的信息信号转换成一串在那些时间间隔时被一个或一个或以上写脉冲截断的擦除脉冲。然后有可能清除以前写入的记录层的信号并在一次操作中写入新信息。
尽管擦除脉冲的脉冲持续时间较短，但在其信息区已写入的轨道间的区域被频繁擦除之后，在一定环境下仍会出现结晶。在清除期间，记录层的一些区域的在中心线附近熔化，以致有效地清除可能出现的结晶区。但是，介乎轨道之间的区域得最多加热到熔点之下因而不会被擦除。这样的滞缓结晶可以用一种设备加以抑制，该设备包括用于使辐射射束所形成的扫描点的中心去跟踪在记录层上大体位于相邻轨道中间的通路的设备，供记录信息区之用。这提供了在给定次数的对轨道的清除之后执行额外擦除的可能性，同时扫描点在轨道之间延伸以便清除在该区域形成的结晶区。
一种记录媒体，其滞缓结晶被抑制，其特征在于，该记录层具有若干轨道，在轨道中安排写区域；接近轨道中心线的晶化核比正好在轨道间的晶化核多。在轨道之间的低数量结晶化核大大地减低该区域的晶化速度。可是，足够数量的晶化核应当出现在轨道中心线的周围，使得在写入期间能足够迅速地实现待写入信息区的晶化。
一种记录媒体，以简单的方式提供附加的晶化核，其特征在于，在轨道的中部存在凹槽，在其中轨道断面的锐交界面构成了晶化核。该轨道也可用来产生出错跟踪信号，借助于该信号能控制在记录层上辐射点的位置。
供按照本发明的系统用的记录媒体的具体的实施例，其特征在于，记录层处于非晶结构的记录媒体的折射大于记录层处于结晶结构的折射。与用于写一结晶信息区的功率相比，必须消耗更大的功率才能擦除上述区域，因为在擦除期间必须把记录层加热到高于熔点，而在写入期间记录层是在熔点之下加热。通过使记录媒体具有低折射，从而有高吸收性，则当最大数量的辐射被吸收时，即在清除期间，可限制辐射源所供应的功率。
本发明的装置的一个具体实施例，其特征在于，写脉冲和清除脉冲的振幅是基本上是相等的。在清除期间由于记录层必须吸收较高的功率，在这情况下记录层具有较低的反射，而在写入期间由于记录层必须吸收较低的功率，在这情况下记录层具有较高的反射，所以完全有可能使写脉冲和清除脉冲的功率变得近似地相等。这就简化了脉冲发生器的结构。
本发明的这些方面和其他方面的参照在下文所描述的实施例加以阐明而变得明显。在附图中：
图1是显示信息存储系统的示意图，
图2是记录媒体的横截面图，
图3a显示带有写入结晶区的最初非晶记录层，
图3b在最初非晶记录层中写入和清除(擦除)期间，在记录层中作为位置函数的温度分布图，
图3c显示用已知的方法清除过的记录层，
图3d是在擦除期间在记录层中作为时间函数的温度变化曲线。以及
图4示出了用于直接重写的写脉冲和清除脉冲。
图1显示具有一部分记录媒体1和用于把信息写入记录媒体并用于读出和清除这信息的装置2在内的信息存储系统。在该装置中辐射射束3是由辐射源4(最好是二极管激光器)所产生。物镜系统5把辐射射束的焦点对到在记录媒体的记录层上的扫描点6。射束分裂器7(例如部分透明反射镜)把记录媒体所反射的至少一部分辐射射向检测系统8。该检测系统产生来自反射辐射的代表储存在记录媒体上的信息的读出信号Si。该装置还包括根据在其输入端10、11及12的信号而产生脉冲的一个脉冲发生器9。在其内部待记录的信息被译成电码的信息信号Si可加到输入端10。模式信号Sm加到输入端11，该信号指出脉冲发生器是否必须在其输出端13提供用于读出记录媒体的恒定信号，或者按照信息信号提供写入脉冲，或用于擦除信息的擦除脉冲，或它们的组合信号。读出信号Si可加到输入端12以便在脉冲发生器随储存在记录媒体上的信息而起作用。如在图1中用虚线所示的那样，脉冲发生器的输出端13可接到安排在辐射射束3的通道上的调制器14，该调制器用脉冲发生器所提供的信号调制辐射射束的强度。由于二极管激光器的辐射射束能用通过二极管激光器的电流满意地加以调制，所以如在图1中所显示的那样，脉冲发生器也能直接控制二极管激光器。在该情况下，把调制器和激光器结合起来总合为能加以调制的辐射源。
记录媒体1(一部分以横截面的形式示于图2)包括一透明基底15，在这基底上制备了如一些薄层组成的叠层：半透明金属层16、介质层17、记录层18、介质层19、金属层10以及可能的保护层21。在所显示的记录媒体的实施例中，辐射射束3是在叠层上穿过基底15入射的。记录层18由相变材料组成，该材料可利用辐射射束加热的方法使其在非晶结构态和结晶结构态之间转换。在一种结构和另一种结构处于同一环境的情况下，信息可以记录在一系列信息区的上述记录层中。最好把信息区按并行轨道安排。扫描点6通过使扫描点6相对于记录媒体1改变位置来扫描该轨道，通过使用相变材料的两个状态之间的反射差数来读出信息区。于是被记录层所反射的扫描射束就具有被信息区的顺序所调制的强度。在检测系统8中，强度调制被转换成能以已知方式加以处理的电读出信号Si。
图3a显示一部分记录18以及在非晶环境28中的两个结晶信息区23和24。三个并列轨道的中心线25，26和27用虚线表示。轨道的宽度等(例如)于信息区的宽度，该轨道是有用无信息中间区加以隔开。当这样的信息区被写入时，记录层被辐射射束局部加热，从室温Tr直到加热到高于结晶温度Tc的温度并且正好低于该层的熔点Tm。作为位置的函数的记录层的温度具有如图3b所示的钟形分布图31。这样具有直径31的记录层的某一区域将结晶，也就是，非晶结构的原子会使它们自己排列结晶结构。晶化时间是这排序过程所需要的最短时间。辐射射束的功率，写脉冲的时间周期以及记录层的冷却速度确定了该层将保持高于给定温度多出时间。冷却速度是由该层在记录层两侧的热特性所确定。通过正确选择写脉冲的脉冲持续时间和冷却速度，可能达到，待写入区域的温度在足够长的时间内保持高于结晶温度，以使整个区域从非晶状态变到结晶状态。这样就能写入像图3a所示的信息区23。对具有较大长度的区域来说，例如信息区24，使用了具有较长脉冲持续时间的写脉冲，它使较长区域在足够长的时间内保持高于结晶温度，以便使它全部结晶化。
为了清除信息区，必须把这些区的结晶结构再次转变成非晶结构。为此，用擦除脉冲把记录层加热到高于熔点Tm使得该层熔解，接着就那么块地在擦除脉冲的末尾冷却下来以致该区域凝固成非晶状态。记录层在擦除脉冲末尾的温度分布图用图3b的分布图32表示。具有直径33的某一区域这脉冲所熔解。为了熔解整个信息区，这直径最好稍微大于该信息区的直径31。用令人满意的热传导材料制造薄介质层17和19以及赋予金属层20这样的厚度以致于它能通过金属层表面上的传导使热量消散，会在擦除脉冲末端之后，使该层冷却到结晶温度的速率具有很高的数值。如果使用连续辐射射束来清除某一轨道；在该射束保持在该轨道的各点之上的较长时间周期内的使记录层长时间被加热在高出结晶温度很多的温度上，以使得清除的轨道全部结晶。为避免以上情况，记录层是用其脉冲持续时间比写脉冲的脉冲持续时间更短的擦除脉冲来加热，正如，尤其是从IBM技术揭示的专利中知道的那样。
但是，在发表所述IBM文件之后，已知道，在非晶环绕物中结晶区的脉冲擦除不会导致全部非晶记录层的理想状态。由于这个原因，在非晶层中写入结晶效果的记录媒体至今主要用于一次性写记录媒体，在这种媒体中不存在清除问题。本申请人已得出被实验所证实的结论，上述脉冲擦除法导致像图3c所显示的那种结果。该图显示一记录层，其中某一轨道已用一系列擦除脉冲加以清除，而连续不断加热的区域互相重叠。图中示出了被窄结晶区35围绕的一系列非晶区34，而不是均匀的非晶轨道。结晶区的大小取决于清除条件和记录媒体的特性。在后来的写入动作中，把一系列信息区写在该系列窄结晶区35上，在该动作中结晶区35可能全部或部分存在于新近写入的信息被读出的时候，读出信号因出现区域所引起的噪声而难以处理。
窄区域35的起源可参照图3b加以解释。在擦除脉冲末尾，在扫描点位置上的记录层温度分布是用曲线32表示。在加热扫描点6下面的中心区将在直径33范围内被加热到熔点之上。周围的、具有内直径33和外直径36的环形区被加热到介于结晶温度和熔点的温度上。该环形区在擦除脉冲的一部分脉冲持续时间和记录层的冷却时间内保持在这温度轨迹上。在已知的清除方法中，这时间比结晶时间长。所以，环形区的因此全部地或部分地从非晶结构变到结晶结构。在切断辐射射束之后，环形区冷却在这结晶结构上。但是，由于非晶结构的高冷却速度，该中心区(在擦除脉冲期间，它是处于其熔化状态)在擦除脉冲的末尾就凝固了。在清除以后，窄结晶区留在某一区域之内的记录层上，该区域具有大约直径36减去直径33的宽度。
本发明鉴于上述对记录层的不良耐擦性的原因的认识，并由此提供了满意地清除上述记录层的可能性。按照本发明，应该把较长结晶时间和较短除脉冲及块速冷却结合起来，使得环形区在结晶温度之上的时间短于结晶时间。在短擦除脉冲的持续时间以内，环形区35得被加热到结晶温度之上，正如已知的长擦除脉冲的情况一样。但是，在这些原子能以结晶结构在这区域内排列它们自己之前，也就是在结晶时间之内，早已把擦除脉冲切断，而记录层则冷却到结晶温度以下。所以，环形区35保持其非晶结构。
通过这样陆陆续续地施加擦除脉冲，该加热区形成连续的轨道，因而写入某一轨道的所有信息都能全部地加以擦除。
其实对环形区35的不需要的晶化来说，在清除期间不但冷却时间而且擦除脉冲的持续时间都是重要的，冷却时间只对于使具有直径33的中心区变成非晶是重要的，而在熔解状态中花费的时间是不重要的。因此，记录层的设计者可通过选择在记录层周围的诸层而使冷却速率适应使中心区域为非晶的技术要求。同时，通过选择记录层的参数可使晶化时间适合于由设备实现的擦除脉冲的最小脉冲持续时间。
除所述结晶时间以外，对擦除脉冲的脉冲持续时间来说，记录层的加热时间是重要的。图3d显示在清除期间记录层的温度变化T作为时间t的函数。这变化适用于加热到最高温度的那部分环形区35，即靠近内直径33的那部分。擦除脉冲的脉冲持续时间用tp表示。在擦除脉冲之前，记录层是在室温Tr之下。在擦除脉冲的末尾，靠近环形区35的内直径33的那部分记录层被加热到正好低于熔点。在擦除脉冲期间，温度变化像一根直线一样被显示出来，对用短脉冲加热来说是比较好的近似值。在擦除脉冲加热来说它是比较好的近似值。在擦除脉冲的末尾，该层再次冷却到室温(沿着所示曲线)。在经过时间t1(在擦除脉冲期间)和时间t12(以冷却周期的开头)的期间，记录层的温度高于结晶温度Tc。按照本发明，这些时间t1和t2的和应小于记录层的结晶时间，以便阻止该层结晶。时间t2是以前限定的冷却时间。对不同记录材料来说，一般适用(Tm-Tr)≈2(Tc-Tr)。对(例如许多GeTeSb合金来说，一般适用Tm≈630℃和Tc≈300℃。显然，对上述材料来说，t＝1/2tp，即在半脉冲持续时间内，环形区的内部的部分是结晶温度之上。
扫描速率是1.3m/s记录媒体(如同常见的小型磁盘式样的记录媒体)在下文中得作为本发明的一个实施例加以描述。具有像图2所示的结构并为780nm辐射波长而设计的这种记录媒体具有下述结构：折射率n＝1.52透明基片15、n＝0.33-i6.2的11nm厚的黄金金属层16、n＝2.1的142nm Ta 0介质层17n＝4.53-i1.17的10nm GeTeSb的记录层18、10nm Ta 0介质层19、不止30nm厚的黄金n属层20以及保护层21。如果金属层20不止30nm厚，用于辐射的这一层的传输是小得微不足道。这种带非晶状态记录层的记录媒体的反射率是71％，而带结晶状态的是27％。信息区是用最小脉冲持续时间为770ns的写脉冲和足以加热记录层正好在熔点之下的功率来写入。取(例如)400ns的结晶时间，记录层就有足够的时间在写脉冲范围之内结晶以便结晶信息区被写入。结晶时间尤其取决于记录层的化学成分。对(例如)GeSbTe层来说，结晶时间可通过附加Sb加以改变。在没有附加的Sb的情况下，结晶时间是50ns，用GeSbTe材料，然后用附加的Sb，结晶时间是1μs。记录层18的冷却速率可用金属层20的金属类型的厚度和介质层19的厚度及热传导加以改变。对给定结构的记录层和厚度为30nm的黄金层20来说，冷却速率是20K/ns，在厚度为100nm的条件下冷却速率是30K/ns。如果像图3d所示温度线性地随在时间T期间的时间而变，并且如果Tc和Tm具有上述数值630℃和300℃，30nm厚的黄金层的冷却速率近似等于16ns。用30ns的脉冲清除，当环形非晶区35的内部部分高于结晶温度时，时间周期近似等于1/2*30+30＝45ns，它比结晶时间短。因此，环形区35的内部部分不会结晶并保持非晶。在擦除脉冲的末尾环绕它们那部分具有比内部部分较低的温度，如同在图3b中清楚地加以显示的那样，并且必然会更快地冷却到低于结晶温度，于是这部分保持在结晶温度，于是这部分保持在结晶温度之上的时间比内部产吩更短。此外，结晶温度随温度降低而提高，结果是环形区35的周围部分在清除期间肯定会保持非晶。使用介于300和700ns之间的擦除脉冲重复时间，能得到连续非晶轨道。
通过在必须书写信息区期间提供写脉冲和在顺序写脉冲之间提供一系列擦除脉冲，可以直接用新的信息改写以前写入的信息。图4示出了作为时间t的函数辐射功率，可以看到一个在前的写脉冲40及跟着其后的一系列擦除脉冲41。在直接冲掉改写的情况下，较为有利的是写脉冲先以预加热脉冲(即具有比写脉冲的后续部分更高功率的短脉冲)工作预加热脉冲保证了记录层迅速地被加热，结果是比在写脉冲不包括预加热脉冲的情况下更早地开始写入。这导致在清除和写入区之间更短的过渡和提供增加信息密度的可能性。有了令人满意的预加热脉冲与写脉冲的后续部分的功率比，写入信息区获得在信息区长度范围内的均匀宽度。后者必能用包括一系列脉冲的写脉冲加实现。
在记录层上正好位于轨道外边(即在图3c的直径33外边)的中间区在清除期间被加热到结晶(晶化)温度之上，但只在短时间内，以致于这些中间区在擦除作用期间没有改变到结晶状态。但是，这相变材料能记忆在中心线周围不会产生问题，因为，由于该层熔化，该记忆在每个擦除作用期间被清除。中间区的无用结晶可通过在给定数目的擦除作用之后清除记录层一次未清除，在该处扫描点6不是沿轨道的中心线而是在轨道之间扫描。扫描点路径改变可借助于包括控制回路37和电路18的装置以已知的方式来实现，其中控制回路用来跟踪那些影响，例如目标系统5的位置，而电路38则用来改变跟踪误差信号St极性，该信号St控制该控制回路并且由检测系统8提供。由于所述极性改变，扫描点6不再跟踪轨道的中心线而是跟踪介于两个邻近的中心线之间的通道。
此外有可能放慢无用的结晶。这一点可通过确保在轨道之间只有最小数目的结晶核心来实现，使得有最长的结晶时间。这一点可通过取出含较少结晶核的记录层材料来实现。为了有能力尽快地写入这样一种涂层，应该增加在轨道中心线周围的结晶核的数量。为此，在中心线上可设置狭窄的槽，该槽具有一定宽度，例如跟踪周期的三分之一和V形断面。已发现，槽的尖锐底部和边缘起结晶核的作用。
当擦除脉冲的持续时间与晶化时间是在同一数量级时，在擦除期间因记录层的记忆引起的中间区域的无用晶化将较早发生。为防止仍处于其非晶状态的区域变成在该情况下的结晶，建议，在这样的情况下，只有当扫描点出现在必须加以清除的结晶区时才产生擦除脉冲，而不是该扫描点出现于早已非晶的区域的时候产生擦除脉冲。在接连的擦除脉冲之间的周期内有可能读记录载体。产生或不产生擦除脉冲取决于出现扫描点的区域的状态(结晶或非晶状态)。这种擦除策略的优点是，激光器受较小负载的支配。对读出来说，强度低的辐射射束必须在擦除脉冲之间投射到记录层上。如果不使用该前擦除这种方法，最好，在擦除脉冲之间彻底关掉该射束，因为这的增加在擦除脉冲末尾记录层的冷却速率。
如前述可知，在清除期间被记录层所吸收的功率应高于在写入期间所吸收的功率，因为在清除期间必须把该层加热到此写入期间更高的温度。根据本发明的另一方面，由该装置提供的最大功率可通过适当选择涂层16、17、18、19和20来形成记录媒体1来限制，即使其在非晶状态下的记录层的反射大于其在结晶状态下的记录层的反射。如果记录媒体有微弱透射，则结晶状态的吸收会更高，比在非晶状态下会吸收较大一部分入射功率。在记录层需要最大功率的阶段(即在清除期间)，通过最大限度吸收记录层的辐射能最佳地利用擦除脉冲的功率。的确，写脉冲的功率不是最佳地加以利用，但这不是缺点，因为需要较少功率用于写。有了满意的选择两种状态下的记录媒体的反射，就有可能用同样功率的写和擦。其次该装置的脉冲发生器9应有能力产生不同持续时间但等幅值的脉冲。这方法非常适用于直接重写系统中的信息，在该系统中记录层内信息区的可能位置是固定的。在重写期间，可以避免在脉冲持续过程中扫描点试落在非晶区和结晶区之间的交界面上，从而使跨越扫描点平均的反射会有不明确的数值并且使该脉冲不能产生所需写或擦。
在适当选择非晶和结晶反射的情况下，初始(即在非晶状态中)具有高反射的记录媒体可与紧凑光盘(CD)型相兼容。反射值可在叠层的记录媒体中满意地实现，该叠层(从辐射入射侧观察)包括MIP、PIM、DIPIM或MIPIM共同组成反射器，其中M是金属层、I是介质干扰层、P是相变材料做的记录层以及D是很少几个介质层。

Claims (34)

1.一种信息存储系统，包括：
用于产生一定强度的辐射射束的辐射发生装置；
用于产生擦除脉冲的脉冲发生装置，该擦除脉冲具有一持续时间(tp)；和
用以根据所述擦除脉冲调制辐射射束的强度以产生擦除脉冲辐射射束的调制装置；以及
具有一个记录层的记录媒体，该记录层具有一热特性，其中，通过将具有非晶结构的记录层的第一区域(33)改变成具有结晶结构的信息区而将信息写入上述记录层；该记录层可用所述擦除脉冲辐射射束进行扫描，通过将信息区(33)加热到记录层的熔点(Tm)之上，从而把写在所述记录层上的信息擦除；其中，所述擦除脉冲辐射射束在第一时间周期(t1)内将邻近于所述信息区(33)的第二区域(35)从记录层的结晶温度(Tc)加热到高于结晶温度(Tc)同时低于熔点温度(Tm)的温度，并且所述第二区域(35)在第二时间周期(t2)内从所述温度冷却至所述结晶温度(Tc)；
其特征在于所述第一时间周期(t1)与所述第二时间周期(t2)之和小于该记录层的结晶时间。
2.根据权利要求1的系统，其特征在于，记录层以取决于所述热特性的冷却速率冷却，其中所述第一时间周期(t1)随所述擦除脉冲的持续时间(tp)和所述擦除脉冲辐射射束的强度而变化，而所述第二时间周期(t2)随所述冷却速率相反变化。
3.根据权利要求1的系统，其特征在于，所述擦除脉冲辐射射束的脉冲持续时间(tp)与所述冷却时间(t2)之和小于所述结晶时间。
4.根据权利要求1的系统，其特征在于，所述擦除脉冲辐射射束的脉冲持续时间(tp)的二分之一与所述冷却时间(t2)之和小于所述结晶时间。
5.根据权利要求1的系统，其特征在于，在擦除写在所述记录层上的信息期间，所述脉冲发生装置产生一连续的擦除脉冲序列，在该擦除脉冲序列之间具有时间间隔，使得由于所述连续的擦除脉冲所产生的擦除脉冲辐射射束所加热的记录层的区域相互重叠。
6.根据权利要求1的系统，其特征在于，该设备还包括用于根据来自所述记录媒体的辐射而产生读出信号的读出装置，该脉冲发生装置适于在读出信号指示出现信息区的那些时间周期中产生擦除脉冲，导致产生擦除脉冲辐射射束。
7.根据权利要求1的系统，其特征在于，所述记录层包括可写入信息的轨道，所述设备还包括用于使该擦除脉冲辐射射束形成的扫描点的中心去跟踪在记录层上基本上位于相邻轨道中间的一个通道的装置。
8.根据权利要求1的系统，其特征在于，该记录层具有用于记录其中的信息区的轨道，该记录层所包含的接近于轨道的中心线的晶化核比在轨道之间的晶化核多。
9.根据权利要求7的系统，其特征在于，在轨道中心线存在狭槽，该狭槽沿所述轨道断面方向有锐交界面，该锐交界面构成了结晶核。
10.根据权利要求1的系统，其特征在于，记录媒体的具有非晶结构的记录层的反射大于具有结晶结构的记录层的反射。
11.根据权利要求1的系统，其特征在于，所述脉冲发生装置适于产生写脉冲，所述调制装置适于根据该写脉冲调制所述辐射射束的强度以产生写脉冲辐射射束，所述记录媒体可用该写脉冲辐射射束扫描以形成信息区。
12.根据权利要求10的系统，其特征在于，记录媒体的具有非晶结构的记录层的反射大于具有结晶结构的记录层的反射，所述写脉冲辐射射束和擦除脉冲辐射射束的幅值基本相同。
13.根据权利要求11的系统，其特征在于，所述脉冲发生装置适于将所要写入的并且施加到所述脉冲发生装置的信息信号转换成擦除脉冲序列，导致产生擦除脉冲辐射射束，擦除脉冲序列在根据所述信息信号对信息区进行写入的时间周期中被引起产生写脉冲辐射射束的一个或多个写脉冲所切断。
14.一种设备，包括：
用于产生用来扫描记录媒体的辐射射束的辐射发生装置，该辐射射束具有一定强度，该记录媒体具有记录层，该记录层具有一热特性，其中通过将具有非晶结构的记录层的第一区域(33)改变成具有结晶结构的信息区而将信息写入上述记录层；
用于产生具有脉冲持续时间(tp)的擦除脉冲的脉冲发生装置；和
用以根据所述擦除脉冲调制辐射射束的强度以产生擦除脉冲辐射射束的调制装置，该擦除脉冲辐射射束通过使信息区(33)加热到记录层的熔点(Tm)之上，从而把写在所述记录层上的信息擦除；其中所述擦除脉冲辐射射束在第一时间周期(t1)内将邻近于所述信息区的第二区域(35)从记录层的结晶温度(Tc)加热到高于结晶温度(Tc)同时低于熔点温度(Tm)的温度，并且所述第二区域(35)在第二时间周期(t2)内从所述温度冷却至所述结晶温度(Tc)；
其特征在于所述第一时间周期(t1)与所述第二时间周期(t2)之和小于记录层的结晶时间。
15.根据权利要求14的设备，其特征在于，记录层以取决于所述热特性的冷却速率冷却，其中所述第一时间周期(t1)随所述擦除脉冲的持续时间(tp)和所述擦除脉冲辐射射束的强度而变化，而所述第二时间周期(t2)随所述冷却速率相反变化。
16.根据权利要求14的设备，其特征在于，所述擦除脉冲辐射射束的脉冲持续时间(tp)与所述冷却时间(t2)之和小于所述结晶时间。
17.根据权利要求14的设备，其特征在于，所述擦除脉冲辐射射束的脉冲持续时间(tp)的二分之一与所述冷却时间(t2)之和小于所述结晶时间。
18.根据权利要求14的设备，其特征在于，在擦除写在所述记录层上的信息期间，所述脉冲发生装置产生一连续的擦除脉冲序列，在该擦除脉冲序列之间具有时间间隔，使得由于所述连续的擦除脉冲所产生的擦除脉冲辐射射束所加热的记录层的区域相互重叠。
19.根据权利要求14的设备，其特征在于，该设备还包括用于根据来自所述记录媒体的辐射而产生读出信号的读出装置，该脉冲发生装置适于在读出信号指示出现信息区的那些时间周期中产生擦除脉冲，导致产生擦除脉冲辐射射束。
20.根据权利要求14的设备，其特征在于，所述脉冲发生装置适于产生写脉冲，所述调制装置适于根据该写脉冲调制所述辐射射束的强度以产生能形成信息区的写脉冲辐射射束。
21.根据权利要求20的设备，其特征在于，所述脉冲发生装置适于将所要写入的并且施加到所述脉冲发生装置的信息信号转换成擦除脉冲序列，导致产生擦除脉冲辐射射束，擦除脉冲序列在根据所述信息信号对信息区进行写入的时间周期中被引起产生写脉冲辐射射束的一个或多个写脉冲所切断。
22.根据权利要求20的设备，其特征在于，所述记录媒体的具有非晶结构的记录层的反射大于具有结晶结构的记录层的反射，所述写脉冲辐射射束和擦除脉冲辐射射束的幅值基本相同。
23.一种记录媒体，具有包含轨道的记录层，该记录层的接近于轨道的中心线的晶化核比远离轨道中心线的晶化核多。
24.根据权利要求23的记录媒体，其特征在于，在轨道中心线存在狭槽，该狭槽沿轨道断面方向有锐交界面，该锐交界面构成了结晶核。
25.一种记录媒体，
(a)具有一个记录层，通过将具有非晶结构的记录层的区域改变成具有结晶结构的信息区的写脉冲辐射射束而将信息写入上述记录层；和
(b)该记录层可用擦除脉冲辐射射束进行扫描，该擦除脉冲辐射射束通过使信息区变成具有非晶结构的区域而把所述记录层上具有结晶结构的信息区擦除；
其特征在于，具有非晶结构的记录层的区域的反射大于具有结晶结构的记录层的信息区的反射，所述写脉冲辐射射束和擦除脉冲辐射射束的幅值基本相同。
26.一种利用具有一持续时间(tp)的擦除脉冲辐射射束来擦除写在记录媒体的记录层上的信息的方法，其中，通过将具有非晶结构的记录层的第一区域改变成具有结晶结构的信息区而将所述信息写入上述记录层，该方法包括步骤：用所述擦除脉冲辐射射束对所述记录层进行扫描，通过将信息区加热到记录层的熔点(Tm)之上，从而把写在所述记录层上的信息擦除，其中所述擦除脉冲辐射射束在第一时间周期(t1)内将邻近于所述信息区的第二区域从记录层的结晶温度(Tc)加热到高于结晶温度(Tc)同时低于熔点温度(Tm)的温度，并且所述第二区域在第二时间周期(t2)内从所述温度冷却至所述结晶温度(Tc)；
其特征在于所述第一时间周期(t1)与所述第二时间周期(t2)之和小于记录层的结晶时间。
27.根据权利要求26的方法，其特征在于，记录层以取决于该层的热特性的冷却速率冷却，其中所述第一时间周期(t1)随所述擦除脉冲的持续时间(tp)和所述擦除脉冲辐射射束的强度而变化，而所述第二时间周期(t2)随所述冷却速率相反变化。
28.根据权利要求26的方法，其特征在于，所述擦除脉冲具有一脉冲持续时间以使得该脉冲持续时间的二分之一与所述冷却时间之和小于所述结晶时间。
29.根据权利要求26的方法，其特征在于，在擦除写在所述记录层上的信息期间，连续的擦除脉冲之间具有时间间隔，使得由所述连续的擦除脉冲加热的记录层的区域相互重叠。
30.根据权利要求26的方法，其特征在于，根据来自所述记录媒体的辐射而产生读出信号，擦除脉对读出信号指示出现信息区的区域加热。
31.根据权利要求26的方法，其特征在于，所述记录层包括可写入信息的轨道，由擦除脉冲辐射射束形成的扫描点的中心跟踪在记录层上基本上位于相邻轨道中间的一个通道。
32.根据权利要求26的方法，其特征在于，根据写脉冲调制所述辐射射束的强度以产生写脉冲辐射射束，用该辐射射束扫描所述记录媒体以形成信息区。
33.根据权利要求32的方法，其特征在于，记录媒体的具有非晶结构的记录层的反射大于具有结晶结构的记录层的反射，所述写脉冲和擦除脉冲的幅值基本相同。
34.根据权利要求32的方法，其特征在于，将所要写入的信息信号转换成在根据所述信息信号对信息区进行写入的时间周期期间被一个或多个写脉冲切断的擦除脉冲序列。
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