DE1449772C3 - Einrichtung zum thermoplastischen Aufzeichnen von digitalen Informationen und zum Löschen der im thermoplastischen Material in diskreten Flächen eingetragenen Information - Google Patents
Einrichtung zum thermoplastischen Aufzeichnen von digitalen Informationen und zum Löschen der im thermoplastischen Material in diskreten Flächen eingetragenen InformationInfo
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- 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
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum thermoplastischen Aufzeichnen von digitalen Informationen
und zum Löschen der im thermoplastischen Material in diskreten Flächen eingetragenen Information.
Die Informationsaufzeichnung in Form einer Deformation in der Oberfläche eines bei geringer Erwärmung
erweichenden thermoplastischen Films ist bereits bekannt. Nach einem in der Zeitschrift Electronic Industries,
Februarheft 1960, S. 76 bis 79, beschriebenen, bekannten thermoplastischen Aufzeichnungsverfahren
wird die Aufzeichnung in Form kleiner Riffelungen auf der Oberfläche des thermoplastischen Films mit Hilfe
eines die Oberfläche abtastenden Elektronenstrahls hergestellt. Mit Hilfe dieses Elektronenstrahls wird auf
der thermoplastischen Oberfläche ein Ladungsmuster erzeugt, das dem Riffelmuster entspricht. Die thermoplastische
Schicht wird dann bis zur Erweichung erwärmt, wobei es unter dem Einfluß der aus dem Ladungsmuster
entwickelten elektrostatischen Kräfte zu einer Deformation entsprechend dem Ladungsmuster
an der Oberfläche der thermoplastischen Schicht kommt. Danach wird die Deformation durch Abkühlen
fixiert.
Ein thermoplastisches Registrierverfahren ist auch durch die belgische Patentschrift 5 92 152 bekanntgeworden.
Hierbei wird ein durch die Registrierstelle bewegtes Dreischichtenband, das eine 20 bis 30 μ dicke
ίο transparente, thermoplastische Polyesterschicht mit
homogen eingestreuten, kleinen, lichtdispersen Partikeln enthält, während der Dauer der Registrierung an
einen ortsfesten Fotoleiter angedrückt. Dieser Fotoleiter besteht bei dem bekannten Verfahren aus einer
dünnen Glasplatte, einer dünnen, transparenten und elektrisch leitenden, als Elektrode benutzten Mittelschicht
und einer Cadmiumsulfidschicht, welche bei der Registrierung der die elektrische Ladung tragenden
Oberfläche der thermoplastischen Schicht des thermoplastischen Dreischichtenbandes gegenübersteht. Eine
die Oberflächenladung modulierende Belichtung erfolgt hier durch die Elektrode des Fotoleiters hindurch,
deren Potential etwa 300 bis 1000 V beträgt.
Eine thermoplastische Registrierung, in welcher der thermoplastischen Schicht des Aufzeichnungsträgers
ein Oberflächenladungsmuster nach Maßgabe der zu registrierenden Information aufgeprägt werden kann,
so daß die dann erwärmte Schicht unter dem Einfluß der elektrostatischen Kräfte an den Ladungsmusterstellen
entsprechende Deformationen zeigt, welche sich durch anschließende Kühlung einfrieren lassen, wobei
die Oberflächen-Ladungsmustermodulation auf optischem Wege und unter Verwendung einer fotoleitenden
Schicht erfolgt, ist durch die amerikanische Patentschrift 30 55 006 bekanntgeworden. Bei dieser bekannten
Anordnung ist die längsbewegliche fotoleitende dielektrische Schicht zu der in gleicher Richtung längsbeweglichen
transparenten, thermoplastischen dielektrischen Schicht derart angeordnet, daß der modulierende
Lichtstrahl erst die thermoplastische Schicht durchdringt, ehe er auf die fotoleitende dielektrische
Schicht trifft. Damit ist ein erheblich vergrößerter Deformationsbereich im thermoplastischen Material und
eine Verfeinerung des Aufzeichnungsverfahrens erreichbar.
Bei der bekannten Anordnung nach der amerikanischen Patentschrift 30 55 006 enthält die erste Schicht
aus transparentem, thermoplastischem Material 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 fotoleitenden Schicht im wesentlichen
auf null. Dadurch wird die Ladung auf diesen belichteten Flächen abgeleitet, wohingegen die Ladung auf den
unbelichteten Flächen keine Veränderung im Ladungsmuster zeigt. Das in Sandwich-Bauweise erstellte thermoplastische
Bauelement wird dann bis zum Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials erwärmt, und
entsprechend jenen Flächen höherer elektrostatischer Kraft entsteht dann das Deformationsmuster. Beim Abkühlen
erstarren die deformierten Flächen in der thermostatischen Schicht.
Die bekannten thermoplastischen Registriermetho-
den erfordern ein Spezialverfahren für das Aufbringen einer elektrostatischen Ladung an den Stellen der thermoplastischen
Oberfläche, wo die aufzuzeichnende Information einzubringen ist, woran sich das Erwärmen
bis über den Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials anschließt Beim Transportieren des thermoplastischen
Materials von der Stelle der Ladungsaufbringung bis zur Erwärmungsstelle, in welcher das Ladungsmuster
entwickelt wird, muß sehr sorgfältig verfahren werden, damit keine Ladungsstreuung bzw. kein
Ladungsverlust eintreten kann. Diese Forderung einzuhalten, macht bei den bekannten thermoplastischen Registrierverfahren
große Schwierigkeiten. Die Streuung von Ladungen auf andere Flächen oder aus dem thermoplastischen
Material heraus würde zu einem Informationsverlust führen.
Diese Schwierigkeiten zu beheben, ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe.
Für eine Einrichtung zum thermoplastischen Aufzeichnen von digitalen Informationen und zum Löschen
der im thermoplastischen Material in diskreten Flächen eingetragenen Information besteht danach die Erfindung
darin, daß ein die Information tragender Lichtstrahl, dessen Intensität mit derjenigen eines Laser-Strahls
vergleichbar ist, insbesondere der Lichtstrahl eines Lasers, bei der Informationseintragung an der
ausgewählten diskreten Fläche des Aufzeichnungsträgers durch Erwärmung der diskreten Fläche eine örtliche
Aufweichung des thermoplastischen Materials herbeiführt, während das gesamte der Information zur
Verfügung stehende Gebiet auf dem Informationsträger gleichermaßen einem elektrostatischen bzw. .magnetischen
Feld ausgesetzt ist und daß die dabei eintretende örtliche Oberflächendeformation durch Abkühlung
fixiert wird
Bei der Einrichtung nach der Erfindung erfolgt die Erhitzung mit dem Laserstrahl nur innerhalb der einzelnen
Informationselemente. Im Gegensatz dazu wird bei den bekannten thermoplastischen Aufzeichnungsverfahren
das gesamte Gebiet des Informationsträgers erhitzt, während die einzelnen Informationselemente
elektrostatisch aufgeladen werden.
Das thermoplastische Material kann bei der Einrichtung nach der Erfindung die Form einer Scheibe, eines
Bandes oder eines Streifens haben oder die Oberfläche einer Trommel sein. Verwendet wird ein thermoplastisches
Material mit relativ niedrigem Schmelzpunkt, dessen Substratmaterial einen hochliegenden Schmelzpunkt
hat. Die Oberfläche 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 diskrete Fläche der thermoplastischen Oberfläche
wird in vorteilhafter Weise ein monochromatischer, hochintensiver Laser-Lichtwellenstrahl 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 mit der die Kräfte
wiederherstellenden Oberflächenspannung. Dadurch 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.
Die Einrichtung zum thermoplastischen Aufzeichnen ist in ihrer Löschfähigkeit anpassungsfähig. Das mit
Aufzeichnungen versehene thermoplastische Medium kann durch gleichmäßige Erwärmung über den
Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials leicht vollständig gelöscht werden. Wenn es gewünscht wird,
einen Teil der aufgezeichneten Information beizubehalten, dann braucht wechselseitig nur die ausgewählte Information
gelöscht zu werden. Das selektive Löschen wird durch Entfernung der zusammenziehenden Kraft
und durch Schmelzen des thermoplastischen Materials in der ausgewählten, eingedrückten, diskreten und
durch eine hochintensive Lichtquelle zu löschenden Fläche durchgeführt. Die Oberflächenspannung des
thermoplastischen Materials wird dann die eingedrückte Fläche ausglätten. Nach dem Abkühlen kann die gelöschte
Fläche wieder mit Aufzeichnungen versehen werden.
Die Erfindung sei nachstehend an Hand der schematischen Zeichnungen für beispielsweise Ausführungsformen näher erläutert.
F i g. 1 enthält eine schematische Darstellung einer ersten möglichen Ausführungsform der Erfindung;
F i g. 2 zeigt schematisch ein thermoplastisches Speicherbauelement mit in Form eingeprägter diskreter
Flächen eingetragener Information;
F i g. 3 enthält eine schematische Dastellung einer zweiten möglichen Ausführungsform der Erfindung;
F i g. 4 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus eines möglichen thermoplastischen Speicherelements,
das für die Anordnung nach F i g. 3 verwendbar ist;
F i g. 5 ist eine stark vergrößerte Schnittdarstellung der Form einer variablen Fokuslinse, welche für die
Einrichtungen nach den F i g. 1 und 3 verwendet werden kann;
F i g. 6 zeigt die variable Fokuslinse nach F i g. 5 mit Blick von der Position der Lichtquelle aus;
F i g. 7 enthält eine graphische Darstellung einer Lichtablenkvorrichtung, die in Verbindung mit der Erfindung
verwendet werden kann;
F i g. 8 zeigt die Hauptachsen des elektrisch deformierten Indexellipsoids des ersten elektrooptischen
Mediums nach F i g. 7;
F i g. 9 zeigt die Hauptachsen des elektrisch deformierten Indexellipsoids des zweiten elektrooptischen
Mediums der Vorrichtung nach F i g. 7.
Das in den F i g. 1 und 2 gezeigte thermoplastische Medium 10 ist bandförmig und für das Aufzeichnen der
Information eingerichtet. Es setzt sich zusammen aus der eigentlichen thermoplastischen Aufzeichnungsschicht
12 und einer Grundschicht 14 mit relativ niedrigem Schmelzpunkt. Diese Grundschicht 14 kann aus
irgendeinem Material bestehen, dessen Schmelzpunkt wesentlich höher liegt als derjenige der thermoplastischen
Aufzeichnungsschicht 12.
Die Grundschicht 14 hält die ursprüngliche Form der Aufzeichnung über die gesamte Aufzeichnungsperiode
aufrecht. Eine ungedämpfte bzw. kontinuierliche Welle oder ein Impuls-Laser 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 Lichtstrahl 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 thermoplastischen Medium 10 konzentriert und
durch die thermoplastische Aufzeichnungsschicht 12
absorbiert. Diese wird wiederum fast augenblicklich bei einer über dem Schmelzpunkt der Schicht liegenden
Temperatur aufgeweicht, wobei die Oberflächenspannung des thermoplastischen Materials jeden Flächeneindruck
ausglättet.
Nach der Abkühlung des thermoplastischen Materials bis unter seinen Schmelzpunkt mittels einer Kühlvorrichtung,
z. B. Ventilator 27, ist die thermoplastische Aufzeichnungsschicht 12 für einen Wiedergebrauch bereitgestellt.
Der zweite Lichtstrahl 24 wird auf eine reflektierende Fläche 28 projiziert und über die Vorrichtung 32 auf
die Oberfläche der thermoplastischen Aufzeichnungsschicht 12 gerichtet. Die Vorrichtung 32 dient zur
Steuerung und Konzentration des Lichtstrahls auf die Oberfläche von 10.
Die glatte thermoplastische Aufzeichnungsschicht 12 bewegt sich unter einer Vorrichtung 30 zur Aufbringung
einer gleichmäßigen elektrostatischen Ladung auf die Gesamtoberfläche des thermoplastischen Mediums
10 vorbei. Die Aufladung kann durch konventionelle Mittel, z. B. durch Korona-Entladung, aufgebracht werden.
Der zweite Lichtstrahl 24 wird von der reflektierenden Fläche 28 reflektiert und gelangt dabei in die Vorrichtung
32, um Lichtstrahlen aus dem Laser 16 auf eine diskrete Stelle der Oberfläche der thermoplastischen
Aufzeichnungsschicht 12 des thermoplastischen Mediums 10 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 Information
in Form elektrischer Signale anspricht, steuert die variable Fokuslinse entweder im Sinne einer Fokussierung
oder einer Entbündelung des auf das thermoplastische Medium 10 fallenden Lichtstrahls.
Wenn der zweite Lichtstrahl 24 auf der thermoplastischen Aufzeichnungsschicht 12 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 der thermoplastischen Aufzeichnungsschicht 12 nahezu augenblicklich zu bewirken. Die
gleichmäßig an die thermoplastische Aufzeichnungsschicht 12 angelegten elektrostatischen Kräfte kommen
dann in der lokalisiert geschmolzenen Fläche im Sinne einer Oberflächenkontraktion zur Wirkung. Die
elektrostatischen Kräfte drücken in Verbindung mit der Oberflächenspannung der thermoplastischen Aufzeichnungsschicht
die Mediumfläche dort, wo die lokalisierte Schmelzung auftritt, so lange 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, welehe
durch die Informationsquelle 37 ausgewählt ist, eine diskrete eingedrückte Fläche, z. B. 40 in F i g. 2.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigen die F i g. 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 Ausführungsform der Erfindung wird das Auslöschen diskreter Eindrücke im thermoplastischen
Aufzeichnungsträger 50 durch die Heizvorrichtung 56 bewerkstelligt.
Der thermoplastische Aufzeichnungsträger 50 wird gleichmäßig auf eine Temperatur gebracht, die über
seinem Schmelzpunkt liegt, und die Oberflächenspannung des thermoplastischen Aufzeichnungsträgers 50
wird dann diese Eindrücke ausglätten. Der thermoplastische Aufzeichnungsträger 50 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 einen Impulslaserlichtstrahl ist in der Zeichnung
mit 16 bezeichnet. Der Laser liefert einen Lichtstrahl 18 an die Vorrichtung 32, die zur selektiven Konzentrierung
des Lichtstrahls aus dem genannten Laser 16 auf einer diskreten Fläche der thermoplastischen
Aufzeichnungsschicht 52 dient. In der an Hand der F i g. 1 und 2 gezeigten Weise wird der Lichtstrahl auf
der gewünschten diskreten Fläche des thermoplastischen Aufzeichnungsträgers 50 entweder fokussiert
oder defokussiert. Beim Schmelzen einer ausgewählten diskreten Stelle der Oberfläche der thermoplastischen
Aufzeichnungsschicht 52 deformiert der Magnet 58 die diskrete Fläche durch magnetische Anziehung der eingebetteten
ferromagnetischen Partikeln in der Aufzeichnungsoberfläche. Die Kontraktion 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 in den Ausführungsformen der Erfindung nach den F i g. 1 und 3 kann die in
den F i g. 5 und 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, Kaliumdihydrogenphosphat, Ammoniumdihydrogenphosphat
und Bariumtitanat.
Die Dicke des Kristalls entspricht einer Viertelwellenlänge des vom Laser 16 emittierten Lichts. Auf den
beiden gegenüberliegenden 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 Eintrittsfläche der variablen Linse 34 zugeführte Licht muß ein zirkulär polarisiertes, monochro-
matisches Licht sein. Wenn der Laser 16 nicht zirkulär
polarisiertes Licht abgibt, wird ein konventionales Zirkular-Lichtpolarisatorblatt
in den Lichtweg gesetzt, um das monochromatische, gerichtete Licht aus dem Laser
16 zirkulär zu polarisieren. Der Ringabstand 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 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 doppelbrechend. Diese
Bereiche funktionieren wie Viertelwellenplatten, weil die Dicke des Kristalls für die einfallende Welle eine
Viertelwellenlänge ist. Das von diesen Flächen ausgehende Licht passiert den Rest des Kristalls 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 Resultat ist eine Fokussierung
des zirkulär polarisierten Lichts am Brennpunkt.
Während eine variable Fokuslinse 34 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 elektrooptisehen
Lichtventile bekannter Art hier zur Anwendung gelangen. Diese Lichtventile würden dann in den Lichtweg
des hochintensiven Lichtstrahls einzuordnen sein. Das Lichtventil könnte dann durch elektrische Mittel
gesteuert werden, um den Lichtdurchgang nur dann zu ermöglichen, wenn eine Aufzeichnung gewünscht wird.
Diese Lichtventile müßten natürlich aus einem Material bestehen, das keine Energie des hochintensiven Laserstrahls
absorbiert.
F i g. 7 zeigt eine mögliche Vorrichtung für die Ablenkung des hochintensiven Lasertrahls zur thermoplastischen
Aufzeichnungsschicht durch mit hoher Geschwindigkeit arbeitende elektrooptische Methoden, so
daß die Information bequem in einer anderen Dimesion 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 Aufzeichnungsträgers 70 zu ermöglichen oder nicht zu ermöglichen. Die
Einrichtung 64 könnte die oben beschriebene variable Fokuslinse sein. Statt dessen könnte man auch mechanische
oder elektrooptische 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 den Achsendiagrammen nach
F i g. 8 und 9 hervorgeht, derart, daß bei Anlegung eines elektrischen Feldes längs der Z-Achse der Kristalle
sich die Brechungsindizes der Kristalle in entgegengesetzten Richtungen ändern. An den gegenüberliegenden
Oberflächen des Kristalls sind Elektroden 72 und 74 angebracht. Die anderen gegenüberliegenden
Oberflächen des Kristalls sind mit reflektierenden Oberflächen 76 und 78 versehen. Der Lichteingang ist
in der Darstellung nach F i g. 7 in der γ — Richtung polarisiert
und ist monochromatisch. Das Licht tritt an der Eingangsoberfläche 80 des elektrooptischen Kristalls
ein und durchläuft den ersten Kristall 66, bis es 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 78 wesentlich
verlängert.
Die Einrichtung zum thermoplastischen Aufzeichnen bildet beim Aufzeichnen einer digitalen Information
eine kontinuierliche Welle oder einen monochromatischen Laserlichtimpulsstrahl. Die mit Aufzeichnungen
zu versehende thermoplastische Aufzeichnungsschicht 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 erste Ausführungsform der Erfindung nutzt die Anwendung einer gleichförmigen elektrostatischen Ladung
über der gesamten Oberfläche der thermoplastischen Aufzeichnungschicht aus. Bei der zweiten Ausführungsform
sind der thermoplastischen Aufzeichnungsschicht magnetische Partikeln einverleibt. Dabei
wird eine magnetische Kraft benutzt, um diese Partikeln zur Oberfläche 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 Eindrucks, bis die elektrostatischen
Kräfte mit der die Kräfte erneuernden Oberflächenspannung im Gleichgewicht sind.
Im Falle des zweiten Ausführungsbeispiels einer zusammenziehenden Kraft ist der konzentrierte Lichtstrahl
an einer ausgewählten Fläche der thermoplastischen Aufzeichnungsschicht zur Bildung des Schmelzens
an dieser Stelle zur Anwendung gelangt. Eine starke magnetische Kraft wird der thermoplastischen Aufzeichnungsschicht
aufgeprägt, welche die gleichförmig über die Oberfläche der thermoplastischen Aufzeichnungsschicht
verteilten magnetischen Partikeln anzieht, um einen Eindruck in der thermoplastischen Aufzeichnungsschicht
zu bilden. In jedem Falle wird das thermoplastische Material dann gekühlt, so daß sich eine Fixierung
der eingedrückten Fläche im thermoplastischen Material ergibt.
Das ausgewählte Löschen und das Aufzeichnen in den gelöschten Flächen der thermoplastischen Aufzeichnungsschicht
ist möglich. Die Lokalisierung zu löschender diskreter Flächen und ein zweites dort gemachtes
Aufzeichnen kann durch Verwendung passender Synchronisiermarken, Löcher oder anderer Indizes
509 517/286
auf der thermoplastischen Aufzeichnungsschicht 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 Eindrücke, als Bits der Information, kann leicht mit an sich bekannten
Verfahren erreicht werden. Ein solches System besteht in der Verwendung der Oberfläche der thermoplastischen
Aufzeichnungsschicht als Defraktions-Einteilung, welche in Verbindung mit einem Lichtstrahl ein Lichtstrahl-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.
Die thermoplastische Aufzeichnungsschicht kann die Form einer Scheibe oder eines Bandes haben oder sie
kann die Oberfläche einer Trommel sein. Die thermoplastische Aufzeichnungsschicht besteht aus einer dünnen
Schicht eines Materials mit relativ niedrigem Schmelzpunkt, vorzugsweise im Bereich von 100 bis
1500C. 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 zur thermoplastischen
Schicht könnte z. B. benutzt werden, um die Wärmeabsorption der thermoplastischen Schicht zu verstärken.
Der besondere Farbstoff 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 einem hochschmelzenden 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 die thermoplastische Aufzeichnungsschicht entweder fortlaufend oder
in einer Schleife bandförmig ist, besteht die Grundschicht vorzugsweise aus thermoplastischem Material
mit hohem Schmelzpunkt, z. B. aus Polyäthylen-Terephthalat.
Die zweite Ausführungsform des Erfindungsgedankens verlangt die gleichförmige Einlagerung von ferromagnetischen
Partikeln in die thermoplastische Aufzeichnungsoberfläche. Bei dieser Ausführungsform
würde das in der Aufzeichnungsoberfläche verwendete thermoplastische Material im wesentlichen identisch
sein zur ersten Aufzeichnungsschicht. Die Änderung würde allein im Zusatz feiner ferromagnetischer Partikeln
zum thermoplastischen Material liegen.
Die Aufzeichnungschicht kann leicht durch die Standard-Beschichtungsmethoden
auf die stützende Grundschicht der gewünschten Form aufgetragen werden. Eine dieser Methoden besteht darin, eine Löschung des
thermoplastischen Materials unter Verwendung eines passenden Lösungsmittels herzustellen und eine dünne
Schicht der flüssigen Masse auf die Oberfläche der stützenden Grundschicht mittels einer Gravierungsrolle
oder eines Schabers aufzutragen, wobei dann das Lösungsmittel aus dem Schichtmaterial verdampft
Wo die ferromagnetischen Partikeln in eine thermoplastische Aufzeichnungsoberfläche zu dispergieren
sind, werden die ferromagnetischen Partikeln im Schichtmaterial durch einen Rührprozeß während der
Beschichtungsperiode suspendiert. In diesem Falle würde man weniger Lösungsmittel verwenden, um zu verhindern,
daß sich die Partikeln am Boden der Aufzeichnungsschicht vor der Verdampfung des Lösungsmittels
absetzen.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die Verwendung eines besonderen Lasers. Es kann z. B. der Festkörper-Laser,
der mit 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 Erfindung 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 ihres Wirkungsgrades besonders vorteilhaft
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Einrichtung zum thermoplastischen Aufzeichnen von digitalen Informationen und zum Löschen
der im thermoplastischen Material in diskreten Flächen eingetragenen Information, dadurch gekennzeichnet,
daß ein die Information tragender Lichtstrahl (18), dessen Intensität mit derjenigen
eines Laserstrahls vergleichbar ist, insbesondere der Lichtstrahl eines Lasers (16), bei der Informationseintragung an der ausgewählten diskreten Fläche
des Aufzeichnungsträgers durch Erwärmung der diskreten Fläche eine örtliche Aufweichung des
thermoplastischen Materials herbeiführt, während das gesamte der Information zur Verfügung stehende
Gebiet auf dem Informationsträger gleichermaßen einem elektrostatischen bzw. magnetischen
Feld ausgesetzt ist, 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 Partikeln eingebettet sind, die bei der Oberflächendeformation der
Kraft eines-magnetischen Feldes ausgesetzt werden.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Oberflächenkräfte beim Aufzeichnungsvorgang
innerhalb des thermoplastischen Materials durch das angelegte elektrostatische Feld
zum Verschwinden gebracht werden.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Lichtstrahlengang
vor dem Auftreffen des Lichtstrahls 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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