DE1449772A1 - Thermoplastischer Informationsspeicher - Google Patents
Thermoplastischer InformationsspeicherInfo
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- G11B11/03—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by deforming with non-mechanical means, e.g. laser, beam of particles
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- G11B11/10502—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing characterised by the transducing operation to be executed
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/002—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier
- G11B7/003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier with webs, filaments or wires, e.g. belts, spooled tapes or films of quasi-infinite extent
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- G—PHYSICS
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/085—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam into, or out of, its operative position or across tracks, otherwise than during the transducing operation, e.g. for adjustment or preliminary positioning or track change or selection
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- Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
- Y10S430/146—Laser beam
Description
Docket 7626
Dr.-kig. RUDOLF SCHIERING 3O.APrii ι96*
\ Patentanwalt Dr.Schxe/E
BÖBLiNGEN/WÜRTT.
tähahofeiraBe 14 · Telefon 7319
tähahofeiraBe 14 · Telefon 7319
Anmelderin: International Business Machines Corporation,
Hew York, N.T. (V.St.v.A.)
Die Erfindung befaßt sich mit der Äufzeichnungs- und Wiedergabetechnü
für schnelles Schreiben und Löschen einer digitalen Information auf einem thermoplastischen träger. Die Erfindung
betrifft insbesondere eine Methode und ein Gerät zur Informationsaufzeichnung in Form von in ein thermoplastisches Material
durch Yenrendung von hochintensiver elektromagnetischer Energie, insbesondere Licht, eingedrückter diskreter Flächen.
Die Informationsaufzeichnung in Form einer Deformation in der
Oberfläche eines bei geringer Erwärmung erweichenden thermoplastiochen
Films ist bereits bekannt. Hach einer ersten verwendeten
Methode bringt man ein Ladungsmuster auf der Oberfläche
eines thermoplastischen Films gemäß der zu speichernden Information auf, was z.B. mittels eines Elektronenstrahls geschieht.
Der Film wirddann bis zum Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials erwärmt. Elektrostatische Kräfte zwischen
den Ladungen auf dem Film und der Erdplatte bewirken Eindrücke auf der Oberfläche, wo Ladungen auftreten bis die Kräfte ins
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Gleichgewicht kommen. Der Film wird dann bis unter den Schmelzpunkt
des thermoplastischen Materials ,abgekühlt, und die Deformationen
in der Oberfläche werden fest.
Eine zweite Methode zur Informationsaufzeichnung in einen thermoplastischen Film ist in der amerikanischen Patentschrift
3 055 006 von A. W. Dreyfobs, ,jr., R.B. Mazza, ff.A. Badke und
A.A. Staley unter dem Titel "High Density, Erasable Optical
Image Recorder" beschrieben worden. Hierbei werden zwei dünne Schichten verwendet. Die erste dieser Schichten besteht aus
einem transparenten, dielektrischen Material von weitestgehend gleichförmiger Dicke, während die zweite Schicht aus einem
dünnen photoleitendem Material hergestellt ist, das auch wie ein Dielektrikum wirksam ist.
Die erste Schicht aus transparentem, thermoplastischem Material erhält ein gleichmäßiges Ladungsmuster aufgeprägt. Auf diskrete
Flächen der thermoplastischen Oberfläche wird ein modulierter Lichtstrahl gerichtet. Das Licht durchdringt die transparente
Schicht und erniedrigt den Widerstand der photoleitenden Schicht im wesentlichen auf null. Die Ladung auf diesen belichteten
Flächen wird dadurch abgeleitet. Die Ladung auf den unbelichteten Flächen zeigt keine Veränderung im Ladungsmuster. Das Sandwich-Element
wird dann bis zum Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials erwärmt und das Deformationsmuster entsteht
entsprechend jenen Flachen höherer elektrostatischer Kraft* Beim Abkühlen erstarren dann die deformierten Flächen in der
thermostatischen Schicht.
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Diese bekannten Methoden erfordern ein Spezialverfahren für die Aufbringung einer elektrostatischen Ladung in den Flächen,
wo die aufzuzeichnende Information einzubringen ist, woran sich das Erwärmen bis über den Schmelzpunkt des thermoplastischen
Materials anschließt. Während das thermoplastische Material von der Ladungs-Station zur Erwärmungsstelle bewegt wird, wo
das Ladungsmuster entwickelt wird, muß man auf große Sorgfalt achten, um die elektrostatische Ladung auf den Flächen zu halten,
auf denen die Informationen aufzuzeichnen sind. Die Streuung der Ladung auf andere Flächen oder völlig aus dem thermoplastischen
Material heraus würde offensichtlich zu einem Informationsverlust führen.
Ziel der Erfindung ist, eine Technik für das Aufzeichnen von Information auf ein thermoplastisches Medium in Form eingedrückter,
diskreter Flächen in schnellerer und einfacherer Weise zu schaffen. Ein anderes Ziel der Erfindung besteht in
der Schaffung eines Verfahrens und einer Einrichtung für das Eintragen der Information in ein thermoplastisches Medium in
Form eingedrückter diskreter Flächen, wobei die diskreten Flächen auf das Medium ohne die besondere Preparation eines
Ladungsmusters eingetragen werden.
Diese und Weitere Ziele werden bei der Erfindung durch Schaffung
eines relativ niedrig schmelzenden Materials auf einem Substrat mit hohem Schmelzpunkt erreicht. Das thermoplastische
Medium kann die Form einer Scheibe, eines Bandes oder Streifens haben oder die Oberfläche einer Trommel sein.. Die Ober-
ORjQiNAL
fläche der thermoplastischen. Schicht muß ein gleichmäßiges
Zusammenziehen ermöglichen, um ein Eindrücken in dieser beim lokalen Erwärmen einer diskreten Stelle bis zum Schmelzpunkt'
des thermoplastischen Materials zu bilden. Auf die ausgewählte diAskrete Fläche der thermoplastischen Oberfläche wird in vorteilhafter
Weise ein monochromatischer, hochint ens iver laser-Liehtwellenstrahl
gerichtet, um ein lokalisiertes Schmelzen auf der thermoplastischen Oberfläche herbeizuführen.
Die auf der thermoplastischen Oberfläche bestehenden zusammenziehenden
Kräfte drücken die Oberfläche im geschmolzenen Bereich bis die zusammenziehenden Kräfte im Gleichgewicht sind. iz±t der
die Kräfte wiederherstellenden Oberflächenspannung. Badurch
wird eine eingedrückte Fläche an dieser lokalisierten geschmolzenen Fläche gebildet. Das Medium wird bis unter den Schmelzpunkt
des thermoplastischen Materials abgekühlt und die eingedrückte
Fläche in der Oberfläche fixiert. Der lichtstrahl wird nur auf ausgewählte Flächen der thermoplastischen Oberfläche unter
Steuerung der Informationsquelle gerichtet. Die Konzentration des lichtintensiven laserlichtstrahles auf die thermoplastische
Oberfläche kann bei äußerst hohen Geschwindigkeiten durchgeführt werden.
Das thermoplastische Aufzeichnungssystem ist in seiner Löschfähigkeit
anpassungsfähig. Das mit Aufzeichnungen versehene thermoplastische Medium kann durch gleichmäßige Erwärmung über
den Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials leicht vollständig gelöscht werden, viean es gewünscht wird, einen Seil der
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aufgezeichneten Information beizubehalten, dann braucht wechselseitig
nur die ausgewählte Information gelöscht zu werden. Das selektrive Loschen wird durch Entfernung der zusammenziehenden
Kraft und durch Schmelzen des thermoplastischen Materials in der ausgewählten, eingedruckten, diskreten und
durch eine hochintensive Lichtquelle zu löschende Fläche durchgeführt. Die Oberflächenspannung des thermoplastischen Materials
wird dann die eingedrückte Fläche ausglätten. Fach dem Abkühlen
kann die gelöschte Flache wieder mit Aufzeichnungen versehen
werden.
Die Erfindung sei nachstehend an Hand dor schematischen Zeichnungen
für beispielsweise Ausführungsformen näher erläutert.
Fig. 1 enthält eine schematische Darstellung einer ersten möglichen
Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 zeigt schematisch ein thermoplastisches Speichorbauelement mit in Form eingeprägter diskreter Flächen eingetragener Information.
Fig. 3 enthält eine schematische Darstellung einer zweiten
möglichen Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus eines
möglichen thermoplastischen Speicherelements, das für die Anordnung nach Fig. 3 verwendbar ist.
Fig. 5 ist eine stark vergrößerte Schnittdarstellung der Form
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einer variablen Fokuslinse, welche für die Einrichtungen nach
den Figuren 1 und 3 verwendet werden kann.
Fig. 6 zeigt die variable Fokuslinse nach Fig. 5 mit Blick
von der Position der Lichtquelle aus.
Fig. 7 enthält eine graphische Darstellung einer Lichtablenkvorrichtung,
die in Verbindung mit der Erfindung verwendet werden kann.
Fig. 8 zeigt die Hauptachsen des elektrisch deformierten Indexellipsoids
des ersten elektro-optisehen Mediums nach Fig.7·
Fig. 9 zeigt die Hauptachsen des elektrisch deformierten Indexellipsoids
des zweiten elektro-optischen Mediums der Vorrichtung nach Fig. 7·
Das in ä.en Figuren 1 und 2 gezeigte thermoplastische Medium
hat die Form eines Bandes (10), das für eine Informations-Auf zeichnung eingerichtet ist. Das thermoplastische Medium in
der ersten möglichen Ausführungsform ist zusammengesetzt aus einer thermoplastischen Aufzeichnungsschicht 12 mit einem
relativ niedrigen Schmelzpunkt und einer Grundschicht 14. Die Zusatzscliicht 14 (backing layer) kann aus irgendeinem Material
bestehen» das einen wesentlich höheren Schmelzpunkt hat als
die Aufzeichnungsschicht 12.
Die Schicht 14 hält die ursprüngliche Form des Aufzeichnungeelements
über die gesamte Aufzeichnungsperiode aufrecht. Eine ungedämpfte, bzw. kontinuierliche Welle oder eine Impuls-
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!•aserlichtstrahlquelle 16 liefert einen monochromatischen
Lichtstrahl 18 hoher Intensität, Dieser Lichtstrahl 18 fällt auf den Strahlenteiler 20, der in Form eines halbversilberten
Spiegels ausgebildet sein kann.
Der Strahl 18 wird "bei 20 in einen ersten (22) und in einen
zweiten (24). Lichtstrahl aufgeteilt. Der erste Lichtstrahl 22 wird mittels fester Fokuslinse 26 auf dem Aufzeichnungsträger
10 konzentriert und durch die thermoplastische Aufzeichnungsträgerschicht absorbiert. Diese wird wiederum fast augenblicklich
bei einer über dem Schmelzpunkt der Schicht liegenden Temperatur aufgeweicht, wobei die Oberflächenspannung des ternioplastischen
Materials jeden Flächeneindruck ausglättet.
Hach der Abkühlung des thermoplastischen Materials bis unter
seinen Schmelzpunkt mittels einer Kühlvorrichtung, z.B. Ventilator
27, ist die Schicht für einen Wiedergebrauch bereitgestellt.
Der zweite Lichtstrahl 24 wird auf eine reflektierende Fläche
projiziert und über die Vorrichtung 32 auf die Oberfläche des
thermoplastischen Aufzeichnungsmediums gerichtet. Die Vorrichtung 32 dient zur Steuerung und Konzentration des Lichtstrahles
auf die Oberfläche von 10.
Der glatte thermoplastische Aufzeichnungsträger bewegt sich unter einer Vorrichtung 30 zur Aufbringung einer gleichmäßigen
elektrostatischen Ladung auf die Gesamtoberfläche des thermo-
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plastischen Mediums 10 vorbei. Die Aufladung kann durch konventionelle
Mittel, z.B. durch Korona-Entladung, aufgebracht werden.
Der zweite Lichtstrahl 24- Wird vom Spiegel 28 reflektiert und
gelangt dabei in die Vorrichtung 32, um Lichtstrahlen aus der Lichtquelle 16 auf eine diskrete Fläche der Aufzeichnungsträgeroberfläche
12 des thermoplastischen Mediums selektiv -zu konzentrieren..
Das in der Zeichnung schematisch gezeigte Konzentrierungsmittel
ist eine Kombination einer variablen Fokuslinse 34- mit einer festen Fokuslinse 36.
Die variable Fokuslinse 34- sammelt entweder den hochintensiven
Lichtstrahl auf dem thermoplastischen Medium 10 oder entbündelt den Lichtstrahl. Eine Vorrichtung 38, welche auf eine
Quelle 37 von Informationen in Form elektrischer Signale anspricht,
steuert die variable Fokuslinse entweder im Sinne einer Fokussierung oder einer Entbündelung des auf das thermoplastische
Medium 10 fallenden Lichtstrahles.
Wenn der zweite Lichtstrahl 24- auf der thermoplastischen
Schicht entfokussiert wird, dann absorbiert das thermoplastische Material nicht genügend Licht für eine ausreichende Erwärmung,
um ein lokalisiertes Schmelzen herbeizuführen. Wenn Jedoch der Lichtstrahl auf einer diskreten Fläche der thermoplastischen
Schicht konzentriert ist, dann reicht die Lichtabsorption an dieser Stelle aus, um das lokalisierte Schmelzen
des thermoplastischen Mediums nahezu augenblicklich zu bewirken. Die gleichmäßig an das thermoplastische Medium ange-
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legten elektrostatischen Kräfte kommen dann in der lokalisiert geschmolzenen Fläche im Sinne einer Oberflächenkontraktion
zur Wirkung. Die elektrostatischen Kräfte drücken in Verbindung mit der Oberflächenspannung des thermoplastischen Mediums
die Mediumoberfläche dort, wo die lokalisierte Schmelzung auftritt, solange ein, bis diese zusammenziehenden Kräfte im
Gleichgewicht sind mit der Oberflächenspannung, welche die Kräfte wiederherstellt. Die geschmolzene Fläche wird durch
irgendwelche Mittel, z.B. durch Luftzirkulation, die in der Zeichnung allgemein durch ein Gebläse 39 angedeutet ist,
bis unterhalb des Schmelzpunktes des thermoplastischen Materials abgekühlt. Dadurch bildet sich 'an der Stelle, welche durch die
Informationsquelle 37 ausgewählt ist, eine diskrete eingedrückte Fläche, z.B. bei 40 in Fig. 2.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigen die Figuren 3 und 4, in denen gleiche Bezugszeichen auf dieselben Bauelemente
hinweisen sollen. Der Aufzeichnungsträger 50 enthält eine Aufzeichnungsschicht 52, die eine gleichmäßige Dispersion von
Teilchen aus ferromagnetischem Material in einer bei niederer Temperatur schmelzenden thermoplastischen Substanz aufweist.
Eine stützende Lage 54- aus bei hoher Temperatur schmelzendem
Material dient als Träger der Aufzeichnungsfläche.
Bei dieser Ausfohrungsform der Erfindung wird das Auslöschen
diskreter Eindrücke im Film 50 durch die Heizvorrichtung 56
bewerkstelligt.
Das thermoplastische Aufzeichnungsmedium wird gleichmäßig auf
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- ίο -
eine Temperatur gebracht, die "über seinem Schmelzpunkt liegt,
und die Oberflächenspannung des Mediums wird dann diese Eindrücke
ausglätten. Das thermoplastische Medium wird durch einen
über seine Oberfläche geführten Luftstrom gekühlt. In Verbindung mit dem löschenden Erhitzer kann auch eine Vorrichtung
zur Einführung eines magnetischen Feldes (nicht gezeigt) verwendet werden, um die magnetischen Partikel im thermoplastischen
Material von neuem zu verteilen.
Eine Quelle für eine hochintensive, ungedämpfte Welle oder
Impulslaserlichtstrahl ist in der Zeichnung mit 16 bezeichnet. Sie liefert einen Laserstrahl 18 an die Vorrichtung 32, die zur
selektiven Konzentrierung des Lichtstrahl es aus der genannten
Lichtquelle 16 auf einer diskreten Fläche des thermoplastischen Materials 52 dient. In der an Hand der Figuren 1 und 2 gezeigten
Weise wird der Lichtstrahl auf der gewünschten diskreten Fläche des thermoplastischen Mediums 50 entweder fokussiert
oder defokussiert. Beim Schmelzes: einer ausgewählten diskreten Fläche der thermoplastischen Aufzeichnungs-Oberfläche ^2. deformiert
der Magnet 58 die diskrete Fläche durch magnetische
Anziehung der eingebetteten ferromagnetischen Partikeln in der Aufzeichnungs-Oberfläche. .Die Eontraktion der Aufzeichnungsoberfläche
zur Bildung eingedrückter Flächen ist damit durchgeführt. Die Oberfläche wird dann gekühlt und die deformierte
oder eingedrückte diskrete Fläche in der thermoplastischen Aufzeichnungsoberfläche fixiert·
Die variable Fokuslinse 34- ia den Ausführungsformen der
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■ . findung nach den Figuren 1 und 3 kann die in den Figuren 5
6 gezeigte Ausbildung haben. Diese Linse 34 besteht aus einem Einkristall 42 aus optisch für den Frequenzbereich des im Laser
16 emittierten Lichtes transparenten Material. Solche Materialien sind z.B., für die vorliegenden Zwecke geeignet, Kaliumdihydrogenphosphatj^Ammoniumdihydrogenphosphat
und Bariumtitanat. .
Die Dicke (lea »Kristalls entspricht einer Viertelwellenlänge des
vom Laser. 16 emittierten Lichts. Auf den beiden gegenüberliegfSnden
Seiten des Kristalls sind mehrere konzentrische, ringförmige, transparente Elektroden 44 vorgesehen. Alle Elektroden
sind auf jeder Seite elektrisch zusammengefaßt, um einen Satz paralleler Kondensatoren in konzentrischer Ringkonfiguration
auf diese Weise zu bilden. Ein Lichtpolarisationsblatt 46 ist getrennt vom Kristall 42 und der transparenten Elektrodenstruktur
auf der der Lichtquelle 16 abgewandten Seite vorgesehen.
Das der EintrJJjtsfläche der variablen Linse 34 zugeführte Licht
muß ein zirkulär polarisiertes, monochromatisches, gerichtetes Licht sein. Wenn der Laser 16 nicht zirkulär polarisiertes
Licht abgibtt wird ein konventionales Zirkular-Lichtpolarisatorblatt
in den Lichtweg gesetzt, um das monochromatische,
gerichtete Licht aus dem Laser 16 zirkulär zu polarisieren. Der Eingabstand hängt von der Wellenlänge des einfallenden
Lichtes und dem Abstand vom Brennpunkt zum lichtpolarisierenden Blatt 46 ab. ._..,_ -
In dem Falle,, wo den Elektroden 44 keine Spannung zugeführt
wird, passiert das zirkulär polarisierte Licht den Kristall 42
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und das lichtpolarisierende Blatt 46 mit minimalem Effekt
und ohne merkliche !Fokussierung am Brennpunkt. Bei Einführung
einer Spannung aus der Informationsquelle 37 über die steuernde
Vorrichtung 38 wird Jedoch das Material zwischen den leitenden
transparenten Elektroden doppeltbrechend. Diese Bereiche funktionieren wie Viertelwellenplatten, weil die Dicke
des Kristalls für die einfallende Welle eine Viertelwellenlänge ist. Das von diesen !Flächen ausgehende Licht ist linear polarisiert.
Das zirkulär polarisierte Licht passiert den Eest des Kristalles unverändert. Auf diese Weise enthält das gerichtete
Licht, welches jetzt auf das lichtpolarisierende Blatt 46 fällt, abwechselnd zirkulär und linear polarisiertes Licht.
Das lichtpolarisierende Blatt 46 läßt nur das zirkulär polarisierte
Licht passieren. Die Löschung des linear polarisierten Lichtes liefert die korrekte Bedingung für die Fresnel-Zonen-Plattenaktion.
Das Besultat ist eine Fokussierung des zirkulär
polarisierten Lichts am Brennpunkt.
Während eine variable Fokus-Linse J4 des vorstehend beschriebenen
Typs wegen ihrer Hochgeschwindigkeitseigenschaften für die Konzentrierung des Lichts auf diskreten Flächen der thermoplastischen
Oberfläche besonders vorteilhaft ist, so können natürlich auch die verschiedenartigen mechanischen und elektrooptischen
Lichtventile bekannter Art hier zur Anwendung gelangen. Diese Lichtventile würden dann in den Lichtweg des
hochintensiven Lichtstrahles einzuordnen sein. Das Lichtventil könnte dann durch elektrische Mittel gesteuert werden., ·.
um den Lichtdurchgang nur dann zu ermöglichen, wenn eine Auf-
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zeichnung gewünscht wird. Diese Lichtventile müßten natürlich aus einem Material bestehen, das keine Energie des hochintensiven
Laserstrahles absorbiert.
Fig. 7 zeigt eine mögliche Vorrichtung für die Ablenkung
des hochintensiven Laserstrahls zum Aufzeichnungsmedium durch mit hoher Geschwindigkeit arbeitende elektro-optische Methoden,
so daß die Information bequem in einer anderen Dimension auf dem Medium eingetragen werden kann.
Der Laserstrahl, welcher monochromatisch und ein im wesentlichen parallelgerichtetes Bündel sein muß, wird der festen Fokuslinse
60 zugeführt, um den Laserstrahl über die Ablenkvorrichtung 62 auf der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 70 zu fokussieren.
Die Ablenkvorrichtung 62 ist im Vergleich zu anderen Bauelementen in der Zeichnung stark vergrößert gezeigt, um die Arbeitsweise
der Vorrichtung besser verstehen zu können. Die Einrichtung 64 ist steuerbar, um dem Lichtstrahl die Projektion in seiner
konzentrierten Form auf lokalisierten Flächen des thermoplastischen Mediums 70 zu ermöglichen oder nicht zu ermöglichen.
Die Einrichtung 6A- könnte die oben beschriebene variable Fokuslinse
sein. Statt dessen könnte man auch mechanische oder elektro-optische Lichtblenden bekannter Art verwenden.
Die Ablenkvorrichtung 62 besteht aus den beiden elektrooptischen Kristallen 66 und 68, die z.B. aus Bariumtitanat bestehen. Die
Kristalle sind um 90° zueinander orientiert, wie aus dea Achsendiagrammen nach Fig. 8 und Fig. 9 hervorgeht, derart» daß
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bei Anlegung eines elektrischen Feldes längs der Z-Achse der
Kristalle sich die Brechungsindizes der Kristalle in entgegengesetzten
Eichtungen ändern. An den gegenüberliegenden Oberflächen des Eristalles sind Elektroden 72 und 74- angebracht.
Die anderen gegenüberliegenden Oberflächen des Kristalles sind mit reflektierenden Oberflächen 76 und 78 versehen. Der Licht_
eingang ist in der Darstellung nach Fig. 7 in eier y1-Richtung
polarisiert und ist monochromatisch. Das Licht tritt an der Eingangsoberfläche 80 des elektro-optischen Kristalles ein
und durchläuft den ersten Kristall 66 bis er an der Grenze 82 zwischen den beiden Kristallen gebrochen wird. Durch eine genau
eingestellte Spannung an den Elektroden 72 und 74· kann der
Ausgangs-Lichtstrahl in einer breiten Fläche abgelenkt werden. Die Weglänge wird auch durch innere Reflektionsmittel 76 und
wesentlich verlängert.
Das Verfahren zum Betrieb des Systems für die Aufzeichnung einer digitalen Information auf einem thermoplastischen Aufzeichnungsträger
beginnt mit der Bildimg einer kontinuierlichen WeSe oder eines monochromatischen Impuls-Laserlichtstrahles. Das
mit Aufzeichnungen zu versehende thermoplastische Medium muß mit einer Oberfläche versehen sein, die ein gleichförmiges Zusammenziehen
ermöglicht, um einen Eindruck in der Oberfläche zu bilden, wenn in dieser eine diskrete Fläche bis zum Schmelzpunkt
des thermoplastischen Materials örtlich erwärmt wird.
Die beiden erörterten Systeme zur Schaffung solch einer Eigenschaft
in einem thermoplastischen Material sind Gegenstand der
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beiden Ausfüürungsformen. des Erfindungsgedankens. Die erste
Ausführungsform nutzt die Anwendung einer gleichförmigen elektrostatischen
Ladung über der gesamten Oberfläche des thermoplastischen Mediums aus. Die zweite Ausführungsform verleibt
dem thermoplastischen Medium magnetische Partikel ein und nutzt eine magnetische Kraft aus, um diese Partikel zur Qberflächenkontraktion
anzuziehen.
Der stark gerichtete Laserlichtstrahl kommt an einer ausgewählten diskreten Fläche der thermoplastischen Oberfläche beim
Ansprechen auf eine Information aus der Informationsquelle zum
Einsatz, um ein lokalisiertes Schmelzen der Oberfläche zu verursachen. Das lokalisierte Schmelzen einer elektrostatisch geladenen
Oberfläche bewirkt die Kontraktion der thermostatischen Oberfläche in Form eines Eindruckes bis die elektrostatischen
Kräfte mit der die Kräfte erneuernden Oberflächenspannung im
Gleichgewicht sind.
Im Falle des zweiten Ausführungsbeispieles einer zusammenziehenden
Kraft ist der konzentrierte Lichtstrahl an einer ausgewählten Fläche des thermoplastischen Mediums zur Bildung des Schmelzens
an dieser Stelle zur Anwendung gelangt. Eine starke magnetische Kraft wird dem thermoplastischen Medium aufgeprägt, welche
die magnetischen, gleichförmig über die Aufzeichnungsfläche des thermoplastischen Mediums verteilten Partikel anzieht, um einen
Eindruck in der thermoplastischen Mediumoberfläche zu erzeugen. In jedem Falle wird das thermoplastische Material dann gekühlt,
so daß sich eine Fixierung der eingedrückten Fläche im thermo-
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plastischen Material ergibt.
Das ausgewählte Löschen und das Aufzeichnen in den gelöschten
Flächen des thermoplaste chen Mediums ist möglich. Die Lokalisierung
zu löschender diskreter Flächen und ein zweites dort gemachtes Aufzeichnen kann durch Verwendung passender Synchronisiermarken,
Löcher oder andeig? Indizes auf dem Medium in an sich "bekannter Weise leicht durchgeführt werden. Die.Vorrichtung
für die kontrollierte Löschung kann identisch von der Form der Einrichtung 32 sein. Die zum Löschen dienenden lichtkonzentrierenden
Mittel und die zum Aufzeichnen dienenden lichtkonzentrierenden Mittel werden mittels einer zentralen Informationskontrolle
synchronisiert, um die gewünschte Löschung und die Aufzeichnungsergebnisse zu bilden.
Das Ablesen der gebildeten diskreten Sindrücke als Bits der Information,
kann leicht mit an sich bekannten Verfahren erreicht werden. Ein solches System besteht in der Verwendung der thermoplastischen
Oberfläche als Defraktions-Sintexj-ung, welche in
Verbindung mit einem Lichtstrahl ein Licht-Defraktionsmuster entsprechend den in der Oberfläche eingedrückten Flächen liefert.
Die charakteristischen Licht-Defraktionsmuster können dann in irgendeiner Weise in elektrische Ausgangswerte konvertiert
werden, welche die gespeicherte Information wiedergeben.
Das thermoplastische Medium kann die Form ein r Scheibe, oder
eines Bandes haben oder die Oberfläche einer Trommel sein. Die thermoplastische Schicht besteht aus einer dünnen Schicht
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eines Materials mit relativ niedrigem Schmelzpunkt, vorzugsweise im Bereich von 100 - 150° G. Thermoplastische Materialien
wie Polyäthylen und Polystyrol können bei der Erfindung als Aufzeichnungsoberfläche selbst verwendet werden oder können
vermischt werden mit anderen Materialien, um ein Optimum für die Aufzeichnungsoberfläche vorzusehen.
Der Zusatz gewisser !farbstoffe (dyes) zur thermoplastischen
Schicht könnte z.B. benutzt werden, um die Wärmeabsorption der thermoplastischen Schicht zu verstärken. Der besondere Farbstoff
(dye) würde im Falle seiner Verwendung von dem besonderen monochromatischen Licht abhängig sein» In fast allen Fällen erhöht
die Reduktion der Transparenz des Films für das gegebene Licht die Lichtabsorption durch die Schicht und die sich ergebende
Wärmebildung.
Die Stützschicht oder Grundschicht für die thermoplastische Aufzeichnungsschicht
kann aus einen hochschmelzendem Material bestehen, welches durch die Wärme vom Laserstrahl nicht beeinflußt
werden würde und welches gut an der thermoplastischen Aufzeichnungsschicht haften würde. Diese Grundschicht würde vorzugsweise
metallisch sein, wo das thermoplastische Medium Scheibenform hat oder die Oberfläche einer Trommel bildet, weil
an den besonderen Träger hohe Anforderungen gestellt werden. Wo das thermoplastische Medium bandförmig ist, entweder fortlaufend
oder in einer Schleife, besteht die Unterlageschicht vorzugsweise aus thermoplastischen Material mit hohem Schmelzpunkt,
z.B. aus Polyäthylen Terephthalat.
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Die zweite Ausführungsform des Erfindungsgedankens verlangt
die gleichförmige Einlagerung von ferromagnetischen Partikeln
in die thermoplastische Aufzeichnungsoberfläche. Bei dieser
Ausführungsform würde das in der Aufszeichnungsoberfläche verwendete
thermoplastische Material im wesentlichen identisch sein zur ersten Aufzeichnungsschicht. Die Änderung würde allein
im Zusatz feiner ferromagnetischer Partikel zum thermoplastischen Material liegen.
Die Aufzeichnungsschicht kann leicht durch die Standart-Besichtungsmethoden
auf die stützende Schicht der gewünschten !Form aufgetragen werden. Eine dieser Methoden besteht darin,
eine Lösung des thermoplastischen Materials unter Verwendung eines passenden Lösungsmittels herzustellen und eine dünne
Schicht der flüssigen Masse auf die Oberfläche der stützenden Schicht mittels einer Gravierungsrolle oder eines Schabers
aufzutragen, wobei dann das Lösungsmittel aus dem Schichtmaterial verdampft.
Wo die ferromagnetischen Partikel in eine thermoplastische
Aufzeichnungsoberfläche zu dispergieren sind, werden die ferromagnetischen
Partikel im Schichtmaterial durch einen Rührprozeß während der Beschichtungsperiode suspendiert. In diesem
Falle würde man weniger Lösungsmittel verwenden, um zu verhindern, daß sich die Partikel am Boden der AufzeichmingsscM.cht
vor der Verdampfung des Lösungsmittels absetzen.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die Verwendung eins
besonderen Lasers. Es kann z.B. der Festkörper-Laser, der mit
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Dysprosium dotierte Kalziumfluorid-Laser, der mit trivalentem
Neodyen dotierte Kalziumwolframat-Laser und der Rubin-Laser
verwendet werden. Von den Gas-Lasern kommen solche mit Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon in Betracht, In vorteilhafter
Weise lassen sich auch Halbleiter-Laser, z.B. die Gallium-Arsendid-Diode,
"bei der Erfindiing einsetzen.
Die Wahl des besonderen kontinuierlichen Wellenlasers (CW-Laser) hängt stark von der Frequenz oder der Farbe des gewünschten
Lichts und' dem vom Lichtstrahl verlangten Energieinhalt ab. Der mit divalentem Dysprosium dotierte Kalziumfluorid-Kristall
ist eine gute Lichtquelle, weil seine Ausgangsleistung größer als 0,3 Watt ist. Ein kohärentes und paralleles Lichtbündel
liefert die Gallium-Arsenid-Diode. Sie ist wegen ihrer ausgezeichneten
verfügbaren Ausgangsleistung und Wirkungsgrades besonders vorteilhaft.
Claims (5)
1.) Einrichtung zur thermoplastischen Aufzeichnung von digitalen Informationen und Löschung der im thermoplastischen
Material in diskreten Flächen eingetragenen. Information, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Aufzeichnungsschicht
(12) vom niederen Schmelzpunkt ist und auf ein hochschmelzendes, wärmefestes Substrat (14) aufgetragen ist,
und daß ein die Information tragender, hochintensiver Lichtstrahl (18), insbesondere der Lichtstrahl eines Lasers (16),
bei der Informationseintragung an der ausgewählten diskreten
Fläche des Aufzeichnungsträgers durch Erwärmung eine örtliche Aufweichung der diskreten Fläche des thermoplastischen Materials
herbeiführt, daß die aufgeweichte Stelle der Wirkung eines elektrostatischen Feldes oder der Eraft eines Magnetfeldes
ausgesetzt wird und daß die dabei eintretende örtliche Oberflächendeformation durch Abkühlung (27) fixiert wird.
2.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,* daß in der thermoplastischen Aufzeichnungsschicht (52) ferromagnetische
Partikel eingebettet sind, die bei der Oberflächendeformation der Kraft eines magnetischen Feldes ausgesetzt
werden.
3·) Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß Oberflächenkräfte beim AufζeichnungsVorgang innerhalb des
thermoplaste chen Materials durch das angelegte elektrostatische Feld zum Verschwinden gebracht werden.
Dv
BAD ORIGINAL
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4-.) Einrichtung nach, den Ansprüchen 1 "bis 3» dadurch gekennzeichnet»
daß im Lichtstrahlengang vor dem Auftreffen des
Lichtstrahles auf· die thermoplastische Aufzeichnungsschicht
ein sammelndes optisches System eingebaut ist, welches aus einer Sammellinse mit konstanter Brennweite und einer Sammellinse
mit variabler Brennweite besteht, wobei die Sammellinse mit variabler Brennweite die Modulation des Strahles mit der
aufzuzeichnenden Information bewerkstelligt.
5.) Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der verwendete Laser ein Halbleiter-Laser, insbesondere eine Gallium-Arsenid-Diode ist·
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