CN215911186U - 一种应用于全息存储介质的二向色层和全息存储介质 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种应用于全息存储介质的二向色层和全息存储介质，所述二向色层能反射红光并透过蓝光或绿光，由若干第一膜层和第二膜层交替层叠设置而成，第一膜层、第二膜层的折射率范围为1.4～3.0。本实用新型所述的二向色层即由高低两种折射率交替且层叠设置的多膜层构成，多层膜设计有利于红光的反射和蓝光或绿光的透射，能满足透射式全息存储介质的需求。各第一膜层的折射率可以相同，也可以不相同或不完全相同。同样，对于第二膜层的折射率也可以相同，也可以不相同或不完全相同。各第一膜层的厚度可以相同，也可以不相同或不完全相同。同样，各第二膜层的厚度可以相同，也可以不相同或不完全相同。

Description

一种应用于全息存储介质的二向色层和全息存储介质

技术领域

本实用新型涉及全息存储技术领域，更具体地，涉及一种应用于全息存储介质的二向色层和全息存储介质。

背景技术

全息存储系统中通常选取红色激光作为伺服光，蓝色或绿色激光作为读写光。

目前使用最多的是反射式全息存储介质，即伺服光和信号光均被反射，这种反射式的全息存储介质如要实现双面读写，需要在介质两侧分别设置记录层。

而透射式全息存储介质，只需要设置一个记录层就能实现双面读写，且相对反射式全息存储介质更稳定。实践中，需要在伺服光入射的一侧捕捉伺服光，完成对全息光盘地址信息的读取；同时需要在存储介质的另一侧捕捉再现信号光，完成对全息图数据的读取。因此，需要研究出一种二向色层，使得该二向色层能反射红光，透射蓝光或绿光，以将伺服光与读写光分离，提高信息读写的稳定性，并实现在存储介质的两侧进行信息读写。

二向色层的折射率与其成分密切相关，因此可制备具有不同结构和成分的膜层，获得所需要的折射率值，使得二向色层能反射红光，透射蓝光或绿光，满足透射式全息存储的需求。

实用新型内容

本实用新型旨在实现上述目的，提供一种应用于全息存储介质的二向色层和具有该二向色层的全息存储介质。

一方面，本实用新型提供一种应用于全息存储介质的二向色层，所述二向色层能反射红光并透过蓝光或绿光，由若干第一膜层和第二膜层交替层叠设置而成，第一膜层和第二膜层的折射率范围为1.4～3.0。

本实用新型所述的二向色层即由高低两种折射率交替且层叠设置的多膜层构成，多膜层的设计有利于红光的反射和蓝光或绿光的透射，满足透射式全息存储介质的需求。

各第一膜层的折射率可以相同，也可以不相同或不完全相同。同样，对于第二膜层的折射率也可以相同，也可以不相同或不完全相同。

各第一膜层的厚度可以相同，也可以不相同或不完全相同。同样，各第二膜层的厚度可以相同，也可以不相同或不完全相同。

为保证膜层厚度不至于太大而影响全息信息的读写，又保证一定的反射率和透射率，第一膜层、第二膜层的厚度在30nm～500nm之间。

第一膜层和第二膜层的材质均为透明对光无吸收的材料，其中第一膜层的材质包括硫化锌、氧化钛、氧化钽、氧化铪和氧化锆中至少一种；第二膜层的材质包括氧化铝、氧化硅、氟化镁、氮化硅、氟化钙和六氟化铝酸钠中至少一种。

在一个优选方案中，第一膜层、第二膜层的厚度在30nm～500nm之间。第一膜层和第二膜层的层数之和为2～100层，第一膜层均为ZnS膜层，第二膜层均为Al₂O₃膜层。

利用上述方案所述的二向色层，当入射的红光垂直入射时，所述二向色层对红光的反射率大于30％；当入射的蓝光或绿光呈0-90°入射角入射时，所述二向色层对蓝光或绿光的透射率大于90％。

另一方面，本实用新型提供一种全息存储介质，包括以上所述的二向色层，还包括第一基板、记录层、二向色层和第二基板，所述第一基板、记录层、二向色层和第二基板依次层叠设置。

所述二向色层能反射伺服光并透射读写光，记录层用于全息信息的记录，第一基板和第二基板保护记录层和第二基板表面的凹凸结构不受损。

第二基板且朝向记录层一侧的表面刻有用于伺服寻址的凹凸结构，该凹凸结构是用于伺服光定位读写位置，同时实现伺服锁轨功能。

为了增加光束的透射率，在第一基板远离记录层的一侧和第二基板远离记录层的一侧还涂布有一层抗反射层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：多层膜设计有利于红光的反射和蓝光或绿光的透射，并且厚度不同或不完全相同，以及折射率不同或不完全相同的多膜层设计，能实现透射式全息存储的需求，且满足不同场合的需求。

附图说明

图1为本实用新型二向色层的结构示意图。

图2为读写光以不同的入射角射入存储介质的示意图。

图3为具有不同入射角且偏振方向平行于入射面的光通过二向色层的透射率。

图4为本实用新型存储介质的结构示意图。

图中标号：第一基板1；记录层2；二向色层3；第二基板4；读写光5；聚焦透镜6；伺服光7；抗反射层8，9；第一膜层n₁；第二膜层n₂。

具体实施方式

本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种二向色层，为一种多层膜结构材料，由若干第一膜层n₁和第二膜层n₂交替层叠设置而成，第一膜层n₁、第二膜层n2的折射率范围为1.4～3.0。也就是说，所述二向色层其由高折射率材料和低折射率材料相间构成。所述多膜层结构，能很好的反射红光并透射蓝光。

所述膜层最好为偶数层。

各第一膜层n₁的折射率可以相同，也可以不相同或不完全相同。同样，对于第二膜层n₂的折射率也可以相同，也可以不相同或不完全相同。

各第一膜层n₁的厚度可以相同，也可以不相同或不完全相同。同样，各第二膜层n₂的厚度可以相同，也可以不相同或不完全相同。

为保证膜层厚度不至于太大而影响全息信息的读写，又保证一定的反射率和透射率，优选地，第一膜层n₁、第二膜层n2的厚度均为30nm～500nm之间。

第一膜层n₁和第二膜层的材质为透明对光无吸收的材料，其中，第一膜层n₁的材质包括硫化锌、氧化钛、氧化钽、氧化铪和氧化锆中至少一种；第二膜层n₂的材质包括氧化铝、氧化硅、氟化镁、氮化硅、氟化钙和六氟化铝酸钠中至少一种。

本实施例中，选用硫化锌作为第一膜层n₁，氧化铝作为第二膜层n₂，第一膜层n₁均为ZnS膜层，第二膜层均为Al₂O₃膜层。且第一膜层、第二膜层n₂的厚度均为30nm～500nm之间。即由一层ZnS膜层和一层Al₂O₃膜层交替层叠设置而成。也可以根据需要改变各膜层的厚度。

材料的反射率(R)等于反射光功率与入射光功率之比，表征材料对光的反射性能。透射率(T)等于透射光功率与入射光功率之比。对于无吸收材料，T与R的关系为T＝1-R。对于伺服光而言，只需要有部分反射能获得地址信息即可，因此，可不需要较高的反射率。而对于读写光，为保证全息信息读写的稳定性，则要求透射率越高越好，尽量让读写光能全部透射。实验证明，当反射率至少为30％就可满足需求，当然也可以设计更高的反射率，但会增加膜层的厚度，从而影响全息信息读写的稳定性。

本实施例所述的二向色层对垂直入射的波长为650nm的红光的反射率大于30％，可定义表现为反射红光；对蓝光的透射率大于90％，表现为透射蓝光。在全息存储系统中使用红光作为伺服光，蓝光作为读写光，在全息存储介质第二基板的凹凸结构表面涂布该二向色层，则该存储介质可表现出反射伺服光，透射读写光的性能。

如图2所示，读写光5进入二向色层3时具有不同的入射角。伺服光7基本是垂直入射在二向色层表面，入射角度变化范围小，不需要考虑红光非垂直入射时的透射率。读写光5会以不同的角度入射进入二向色层，因此需要考虑蓝光入射角不同时的透射率。

如图3所示，当光的偏振方向与入射面平行时，对于波长为405nm的蓝光，当光的入射角为0°、20°、50°、60°、70°时，其透射率分别为99.3％、99.9％、100％、98.7％、97.2％；对于波长为650nm的红光，当光垂直入射时，其透射率为44.0％，即反射率为56％。

因此，本实施例的二向色层对红光垂直入射，蓝光以不同的入射角度入射时，均表现出反射红光透射蓝光的特性。具体表现为，当红光垂直入射进入光盘时，二向色层对红光的反射率大于30％；当蓝光以不同的入射角进入光盘时，二向色层对蓝光的透射率均大于90％。

本实施例所述的二向色层的制备方法包括如下步骤：(1)使用镀膜机在全息存储介质的第二基板的凹凸结构表面镀一层ZnS膜层；(2)使用镀膜机在高折射率材料薄膜表面镀一层Al₂O₃膜层；(3)重复上述步骤，共完成n次循环。

实施例2

如图4所示，本实施例提供一种全息存储介质，包括以上所述的二向色层3，还包括第一基板1、记录层2、二向色层3和第二基板4，所述第一基板1、记录层2、二向色层3和第二基板4依次层叠设置。

所述二向色层3均匀涂布于第二基板的凹凸结构表面，记录层2用于全息信息的记录，第一基板1和第二基板4保护记录层2和第二基板表面的凹凸结构不受损。利用该全息存储介质能反射伺服光并透射读写光。

第二基板表面且朝向记录层一侧刻有凹凸结构，是用于伺服光定位读写位置，同时实现伺服锁轨功能。

为了增加光的透射率，在第一基板1远离记录层的一侧和第二基板4远离记录层的一侧可以涂布有抗反射层。

利用该全息存储介质，当蓝色读写光5和红色伺服光7分别在第一基板1一侧入射时，伺服光7依次透过抗反射层8、第一基板1和记录层2后到达二向色层3获取地址信息后被二向色层3反射回，读写光5为信号光束和参考光束，信号光束和参考光束透过抗反射层8和第一基板1后，在记录层2中伺服光7定位位置处干涉形成全息图。全息图再现时，在相同侧输入参考光束5和伺服光7，伺服光7获取地址信息后由二向色层3反射，并依次透过记录层2、第一基板1和抗反射层8；参考光束5透过抗反射层8和第一基板1后在记录层2中伺服光7定位的位置处衍射出再现信号光束，再现信号光束依次透射出二向色层3、第二基板4和抗反射层9，在光束入射的另一侧即第二基板4一侧再现出全息信息。

同样地，当蓝色读写光5和红色伺服光7分别在第二基板4一侧入射时，伺服光7依次透过抗反射层9和第二基板4，在第二基板4的凹凸结构表面获取地址信息后，经二向色层3反射，先后透过第二基板4和抗反射层9；信号光束和参考光束依次透过抗反射层9、第二基板4和二向色层3后，在记录层2中伺服光定位位置处干涉形成全息图。全息图再现时，在相同侧输入参考光束5和伺服光7，伺服光7透过抗反射层9和第二基板4后，在第二基板4的凹凸结构处获取地址信息后由二向色层3反射，再透射出第二基板4和抗反射层9；参考光束5透过抗反射层9、第二基板4和二向色层3后在记录层2中伺服光定位的位置处衍射出再现信号光束，再现信号光束透射出第一基板1和抗反射层8后，在光束入射的另一侧即第一基板1一侧再现全息信息。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种应用于全息存储介质的二向色层，其特征在于，所述二向色层能反射红光并透过蓝光或绿光，由若干第一膜层和第二膜层交替层叠设置而成，第一膜层、第二膜层的折射率范围均为1.4～3.0。

2.根据权利要求1所述的二向色层，其特征在于，第一膜层包括硫化锌膜层、氧化钛膜层、氧化钽膜层、氧化铪膜层和氧化锆膜层中至少一种；第二膜层包括氧化铝膜层、氧化硅膜层、氟化镁膜层、氮化硅膜层、氟化钙膜层和六氟化铝酸钠膜层中至少一种。

3.根据权利要求2所述的二向色层，其特征在于，第一膜层、第二膜层的厚度均为30nm～500nm之间。

4.根据权利要求3所述的二向色层，其特征在于，第一膜层和第二膜层的层数之和为2～100层，第一膜层均为ZnS膜层，第二膜层均为Al₂O₃膜层。

5.根据权利要求4所述的二向色层，其特征在于，当入射的红光垂直入射时，所述二向色层对红光的反射率大于30％；当入射的蓝光或绿光呈0-90°入射角入射时，所述二向色层对蓝光或绿光的透射率大于90％。

6.一种全息存储介质，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的二向色层，还包括第一基板、记录层、二向色层和第二基板，所述第一基板、记录层、二向色层和第二基板依次层叠设置。

7.根据权利要求6所述的全息存储介质，其特征在于，所述第二基板朝向记录层一侧的表面刻有用于伺服寻址的凹凸结构。

8.根据权利要求7所述的全息存储介质，其特征在于，在第一基板远离记录层的一侧和第二基板远离记录层的一侧设有抗反射层。

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