DE2431074C2 - Verfahren zur optischen Speicherung und Wiedergewinnung von Informationen - Google Patents
Verfahren zur optischen Speicherung und Wiedergewinnung von InformationenInfo
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Description
a) die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers,-der
aus einem Material besteht, das einen reversib- is len elastischen Obergang bei Erhitzung oberhalb
einer für das Material charakteristischen Übergangstemperatur aufweist, wird mechanisch
vorgespannt,
b) mit Hilfe eines Laserstrahlbündels werden Gebiete des Aufzeichnungsträgers gemäß einer
zu speichernden Information bis auf eine Temperatur oberhalb der Übergangstemperatur
örtlich erhitzt, um den entspannten Zustand dieser Gebiete wieder herzustellen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein bestimmtes Gebiet gemäß einem
mittels eines Laserstrahls erzeugten holographischen Muster erhitzt wird, um örtlich innerhalb
dieses Gebietes eine Entspannung von Teilgebieten herbeizuführen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material auf einem elektrisch
empfindlichen Substrat angebracht wird und daß verformte und entspannte Gebiete als eine Änderung
in einem elektrischen Parameter detektiert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Änderung in der kapazitiven
Kopplung detektiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Änderungen in der kapazitiven
Kopplung mit Hilfe einer MOS-Matrix detektiert werden, auf der das Material des Aufzeichnungsmediums
angebracht ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung des Materials mit
Hilfe eines gerichteten Luftstroms, einer Nadel oder elektrostatischer anziehender oder abstoßender
Kräfte erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Aufzeichnungsmediums
eine Gold-Kupfer-Legierung mit der Zusammensetzung
- »Zn 1 -y
60
ist, wobei
0,15 < x< 0,35 und
0,40 < y < 0,60 ist.
0,40 < y < 0,60 ist.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach b5
dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein Verfahren zum Herstellen von optischen Informationsaufzeichnungen
ist 1,) der DE-OS 21 53 100 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein Muster von
verformten und unverformten Gebieten in Form eines Oberflächenreliefs dadurch erhalten, daß ein lichtempfindliches
Band, das heißt ein Plastikband mit einer Photolackschicht, örtlich von einem modulierten Laserbündel
belichtet wird. Nach Entwicklung erhält man ein Band mit einer Modulation in Form von Tiefenänderungen.
Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, daß die so gespeicherte Information bleibend ist und nicht gelöscht
und das Aufzeichnungsmedium nicht aufs neue verwendet werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur optischen Speicherung und Wiedergewinnung
von Information anzugeben, bei dim der
Aufzeichnungsträger löschbar und wiederverwendbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im
Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst
Es ist z. B. aus IEEE Transactions on Magnetics, VoLMAG-5, Nr. 4, Dez. 1969, Seiten 700 bis 716
bekannt, zur Speicherung von Information einen Aufzeichnungsträger mit Hilfe eines Laserstrahlbündels
örtlich zu erhitzen. Dabei werden aber ausschließlich die magnetischen Eigenschaften des Aufzeichnungsträgers
an der erhitzten Stelle verändert
Die in der vorliegenden Anmeldung beschriebene Technik zum Speichern und Wiedergewinnen von
Information in kleine Gebiete (10~4—10~9 cm2) beruht
auf der Anwendung eines ferro-elastischen Materials, das es möglich macht, zuvor gespeicherte Information
dadurch zu löschen, indem die entspannten Gebiete erneut verformt (gespannt oder gestreckt) werden, so
daß sich das Material wieder dazu eignet, neue Informationen darin einzuschreiben.
Ein ferro-elastisches Material wird definiert als Material:
1. das einen ferro-elastischen Zustand aufweist, der
nach Erhitzung des Materials über eine bestimmte Temperatur, die sogenannte ferro-elastische Curietemperatur,
übergeht in einen para-elastischen Zustand,
2. wobei eine im ferro-elastischen Zustand erzeugte Zugspannung stabil ist, während das Material sich
im para-elastischen Zustand entspannt,
3. wobei der Übergang von dem ferro-elastischen zum para-elastischen Zustand eine umkehrbare,
ihermoelastische martensitische (d. h. diffusionslose) Umwandlung ist, und
4. wobei eine Hysterese in der Druck-Zug-Verformungs-Kennlinie des Materials und eine Anomalie
in einer der elastischen Konstanten bei der Curietemperatur auftritt.
Von gewissen Legierungen, bei denen eine martensitische Phasenumwandlung erfolgt, aber bei denen über
etwaige ferro-elastische Eigenschaften bisher nichts bekannt war, wurde nachgewiesen, daß sie günstige
Formspeichereigenschaften aufweisen.
Zum Beispiel wird in der US-Patentschrift 36 52 697 eine Nickel-Titan-Legierung erwähnt, die in Form eines
Drahtes gebracht verformt (aufgerollt) wird, der dann zur Wiederherstellung des ursprünglichen Zustandes
über eine genaue bestimmte Temperatur erhitzt wird und sich entrollt. Ein derartiger Draht kann z. B. in
Schutzvorrichtungen und Relais verwendet werden.
gierungen der allgemeinen Formel
0<x< 1
beschrieben, die vorgespannt und dann zur Wiederherstellung
des ursprünglichen Zustandes erhitzt werden. Derartige Legierungen könnten in Schutzvorrichtungen
verwendet werden.
In der US-Patentschrift 34 50 372 wird eine faltbare Antenne für ein Raumfahrzeug beschrieben, die sich
unter dem Einfluß von Wärmestrahlung entfaltet. Derartige Antennen sind aus einer Nickel-Titan-Legierung
hergestellt, die bei Erhitzung ihren ursprünglichen Zustand wieder annimmt.
Diese bekannten ferro-elastischen Materialien können
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden, jedoch sind auch andere
Materialien möglich.
Im Rahmen der Erfindung kann ein dünner Film aus einem zu verwendenden Material durch Walzen,
Zerstäuben oder ein anderes metallurgisches Verfahren hergestellt werden. Zum Beispiel wird ein langgestreckter
dünner Metallstreifen aus einer Legierung, die bei Erhitzung einen ferro-elastischen Übergang erfährt, in
der ferro-elastischen Phase vorgespannt, um eine dauernde Dehnung zu erhalten. Die Legierung kann rr.it
Hilfe eines gerichteten Luftstroms, einer Nadel oder elektrostatischer anziehender oder abstoßender Kräfte
vorgespannt werden.
Wenn der Metallfilm vorgespannt ist, wird Information in dem Material dadurch festgelegt, daß selektierte
Gebiete oberhalb der ferro-elastischen Curietemperatur erhitzt werden, was bedeutet, daß das Material an
der Stelle dieser Gebiete entspannt wird, so daß es frei von Zugspannungen ist; dies ist eine notwendige
.Bedingung in dem para-elastischen Zustand. Bei Abkühlung des Materials von dem para-elastischen
Zustand auf den ferro-elastischen Zustand werden in der Kristallstruktur des Materials Zwillinge gebildet
(Englisch: the material will twin), und wird die zuvor eingeführte makroskopische Spannung beseitigt. Der
Erhitzungs- und Abkühlungszyklus wird auf einfache Weise mit Hilfe eines fokussierten Laserstrahls, der von
einem zu speichernden Informationssignal gesteuert wird, erhalten. Nachdem das Informationssignal auf
diese Weise eingeschrieben worden ist, ist die Information in der verwendeten Legierung in Form
eines Oberflächenmusters gespeichert.
Zur Wiedergewinnung der gespeicherten Information muß diese Information »ausgelesen« werden. Dies
kann auf einfache Weise dadurch erfolgen, daß ein Laserbündel mit niedriger Leistung zum Abtasten der
Oberfläche verwendet wird, und daß das modulierte reflektierte Lichtbündel detektiert wird. Die Zwilüngsstrukture
in der Oberfläche reflektieren das Licht, nämlich auf eine andere Weise als ihre Umgebung.
Parallele Speicherung ist auch möglich, z. B. dadurch,
daß ein großes Gebiet mit einer Gitterstruktur verfornit
wird und dann innerhalb des verformten Gebietes eine Entspannung von Teilgebieten durch ein Beugungsmuster
auf die oben beschriebene Weise herbeigeführt wird. Das betreffende Gebiet würde dann ein Trägersignal
für ein holographisches Muster aufweisen.
Außerdem kann ein Standardhologramm dadurch festgelegt werden, daß ein bestimmtes Gebiet verformt
und eine Entspannung der angestrahlten (erhitzten) Stellen durch ein holographisches Muster herbeigeführt
wird.
Um zuvor gespeicherte Information zu löschen, sollen die entspannten Gebiete aufs neue verformt werden, so
daß sich das Material wieder dazu eignet, eine Information darin einzuschreiben.
Das Auslesen eingeschriebener Information kann nicht nur auf optischem Wege, sondern auch auf
elektrischem Wege erfolgen. Verformte und unverformte Gebiete können durch eine Änderung in der
kapazitiven Kopplung voneinander unterschieden werden. Dazu kann die verwendete Legierung z. B. auf
einem elektrisch empfindlichen Substrat, z. B. auf einer MOS-Matrix, angebracht werden. Eine weitere Möglichkeit
besteht darin, einen für Kapazitätsunterschiede empfindlichen Detektorkopf die Oberfläche des Materials
abtasten zu lassen.
All diejenigen Materialien können Anwendung finden, die einen elastischen Übergang aufweisen.
Derartige Materialien sind nicht nur aus den bereits genannten Literaturstellen, sondern auch aus »Journal
of Applied Physics«, Band 26, Nr. 4,1955, S. 473 bekannt. Insbesondere wird eine mögliche ferro-elastische
Klasse von Legierungen in »Journal of the Physical Society of Japan«, Band 33, Nr. 5, November 1972,
S. 1350—1360 beschrieben, und zwar:
wobei
0,15 < χ < 0,35 und
0,40 < y < 0,60 ist.
0,40 < y < 0,60 ist.
Im Rahmen der Erfindung wurde ein dünner Film aus
einem Material der vorstehenden allgemeinen Zusammensetzung, das durch Walzen erhalten war und eine
Dicke von etwa 25 μηι aufwies, einem mit einem Videosignal modulierten Laserstrahl ausgesetzt. Auf
diese Weise wurde das Videosignal in Form eines Oberflächenmusters in dem Film gespeichert
Claims (1)
1. Verfahren zum Speichern und Wiedergewinnen von Informationen, wobei die Speicherung durch
Erzeugen eines Musters von Gebieten unterschiedlieher Oberflächenbeschaffenheit in der Oberfläche
eines Aufzeichnungsträgers erfolgt und zum Auslesen der gespeicherten Information die Oberfläche
des Aufzeichnungsträgers auf Änderungen in den Oberflächeneigenschaften abgetastet wird, gekennzeichnet
durch die folgenden Verfahrensschritte:
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| OD | Request for examination | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |