DE2907193C2

DE2907193C2 -

Info

Publication number: DE2907193C2
Application number: DE2907193A
Authority: DE
Inventors: Alan Edward East Windsor N.J. Us Bell; Robert Alfred Trenton N.J. Us Bartolini; Rabah Princeton N.J. Us Shahbender; Brown F. Priceton N.J. Us Williams
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1978-02-24
Filing date: 1979-02-23
Publication date: 1989-06-22
Also published as: AU531122B2; GB2015770B; US4189735A; GB2015770A; JPH03116455A; NL193334C; JPH0118503B2; AU4443379A; FR2418514B1; JPH0470704B2; IT7920329A0; FR2418514A1; JPS54126005A; NL7901448A; NL193334B; DE2907193A1; IT1111718B; HK77686A

Description

Die Erfindung betrifft einen Aufzeichnungsträger, bei dem die Aufnahme und Wiedergabe jeweils mittels eines fokussierten Lichtstrahls erfolgen kann, gemäß dem Obergriff des Patentanspruchs 1. Ein Aufzeichnungsträger dieser Gattung ist aus der DE 27 10 629 A1 bekannt.

Es gibt verschiedene Ausführungsformen von Aufzeichnungsträgern, bei denen zum Aufzeichnen von Information Licht aus einem Laser auf die Oberfläche des Trägers mit einer solchen Intensität fokussiert wird, daß im Bereich des Auftreffens des Lichtes eine Veränderung der Oberfläche erfolgt. Durch geeignete Steuerung der Intensität des fokussierten Lichtstrahls entsprechend der aufzuzeichnenden Information bei gleichzeitiger Relativbewegung zwischen Aufzeichnungsträger und fokussiertem Lichtfleck läßt sich ein für die Information charakteristisches Muster von gestörten Oberflächenbereichen und dazwischenliegenden ungestörten Oberflächenbereichen bilden.

Zur Wiedergabe der aufgezeichneten Information wird ein Lichtstrahl auf die Informationsspur eines rotierenden Aufzeichnungsträgers des vorstehend beschriebenen Typs fokussiert. Der Wiedergabelichtstrahl hat eine konstante Intensität, die zur Herbeiführung einer Veränderung der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers nicht ausreicht. Die optische Frequenz des Wiedergabelichtstrahls ist so, daß die gestörten Oberflächenbereiche den Strahl in anderer Weise beeinflussen als die ungestörten Oberflächenbereiche. Ein Detektor, der so angeordnet ist, daß er reflektiertes Licht von den aufeinanderfolgenden Bereichen der Informationsspur beim Durchlaufen dieser Bereiche durch den Weg des fokussierten Lichts empfängt, erzeugt ein Signal, das für die aufgezeichnete Information charakteristisch ist.

Der bekannte Aufzeichnungsträger nach der eingangs erwähnten DE 27 10629 A1 hat ein Substrat aus Glas, auf dem sich als oberste Schicht ein Material befindet, welches das Licht der verwendeten Lichtstrahlen absorbiert. Zwischen dem Substrat und dieser Absorptionsschicht, die vorzugsweise aus Fluoreszin besteht, befindet sich eine lichtreflektierende Zwischenschicht, die einen Aluminiumbelag enthält und zur Passivierung mit einer noch viel dünneren Schicht aus Aluminiumoxid überzogen ist. Die Absorptionsschicht ist so ausgelegt, daß sie durch den Aufnahmelichtstrahl selektiv abgetragen werden kann, unter Freilegung der reflektierenden Zwischensschicht. Die durch diese Materialabtragung gebildeten "gestörten" Oberflächenbereiche reflektieren das Licht des Wiedergabelichtstrahls, der eine die Absorptionsschicht nicht störende geringere Intensität als der Aufnahmelichtstrahl hat, stärker als die ungestörten Bereiche, so daß die aufgezeichneten Information durch Fühlen der Lichtreflexion wiedergewonnen werden kann.

Bei der Gestaltung der Zwischenschicht wurde im bekannten Fall größter Wert darauf gelegt, daß diese Schicht einerseits gut reflektierend ist, andererseits aber zu hohe seitliche Wärmeverluste verhindert. Daher wurden alle Anstrengungen darauf verwendet, die Zwischenschicht einerseits möglichst eben und glatt zu machen und andererseits möglichst dünn zu bemessen.

Es wurde nun gefunden, daß der Rauschabstand des aus einer optisch hergestellten Aufzeichnung durch Licht gelesenen Signals vergrößert werden kann, wenn man die Intensität des Wiedergabelichtstrahls erhöht. Diese Erhöhung muß jedoch klein genug gehalten werden, um zu verhindern, daß die Aufzeichnung beim Wiedergewinnen der Information beschädigt oder gestört wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht aber darin, einen Aufzeichnungsträger zu entwickeln, der das Auslesen mit einem Wiedergabelichtstrahl relativ hoher Intensität gestattet, um somit ein möglichst rauscharmes Lesesignal zu erhalten, oder mit anderen Worten, die Empfindlichkeit des Aufzeichnungsträgers gegenüber einem Lichtstrahl gegebener Intensität zu reduzieren. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bei dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger sorgt die Zwischenschicht hoher Wärmeleitfähigkeit dafür, daß die Energieeinkopplung aus dem Wiedergabelichtstrahl in die Absorptionsschicht auf ein unwirksames Maß reduziert wird. Im einzelnen sorgt die Zwischenschicht für eine schnelle und effektive Wärmeübertragung aus der Absorptionsschicht in das Substrat. Das heißt, die durch Absorption eines fokussierten Lichtstrahls in der Absorptionsschicht entstehende Wärme "diffundiert" dank der gut wärmeleitenden Zwischenschicht in die (aus Zwischenschicht und Substrat bestehende) Unterlage der Absorptionsschicht. Dieses hohe "Wärmediffusionsvermögen" der Unterlage (ein im folgenden verwendeter Begriff zur Beschreibung der Fähigkeit, als Wärmesenke zu wirken) führt dazu, daß man einen fokussierten Lichtstrahl eine beträchtlich höhere Intensität aufbringen muß, um die Temperatur des Materials der Absorptionsschicht auf denjenigen Wert anzuheben, bei dem eine Störung dieses Materials eintritt.

Es ist vorteilhaft, wenn man den Grad des erstrebten Wärme diffusionsvermögens, das die erfindungsgemäße geschichtete Unterlage der Absorptionsschicht hat, und damit den thermischen Wirkungsgrad der Energieeinkopplung in die absorbierende Schicht kontrollieren kann, so daß die zum Aufzeichnen benötigte Energie des Aufnahmelichtstrahls nicht übermäßig hoch wird. Diesen Vorteil bietet eine besondere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die zwischen Substrat und Absorptionsschicht befindliche Zwischenschicht ihrerseits ein dünner Schichtaufteil ist, bestehend aus einem ersten Material, dessen Wärmeleitfähigkeit wesentlich höher ist als diejenige des Substrats, und einer darüberliegenden dünnen Schicht eines zweiten, isolierenden Materials. Diese zusammengesetzte Struktur der Zwischenschicht hat den Vorteil, daß die Herstellung des Aufzeichnungsträgers besonders wirtschaftlich ist, denn man kann hier ein Substrat aus Materialien mit den gewünschten Eigenschaften fertigen (z. B. mechanische Festigkeit, Ebenheit der Oberfläche, Langzeitstabilität und Formstabilität, niedrige Herstellungskosten, usw. ), ohne auf die thermischen Eigenschaften Rücksicht nehmen zu müssen, während die Wirksamkeit der Wärmesenke (also das Wärmediffusionsvermögen der Unterlage) für die absorbierende Schicht durch geeignete Wahl der Dicke der Zwischenschicht und ihres isolierenden Überzugs eingestellt werden kann.

Die Herstellung einer vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgers kann erfolgen, indem eine Oberfläche eines Substrats, das z. B. aus Glas besteht und die Form einer Kreisplatte hat, poliert und eben ausgestattet und dann mit einer dünnen Schicht eines Metalls (z. B. Aluminium) bedeckt wird, die dann ihrerseits mit einer wärmeisolierenden Schicht (z. B. Siliziumdioxid oder Polystyrol) beschichtet wird, dessen Wärmeleitfähigkeit klein ist gegenüber derjenigen der Metallschicht, um für die spätere aufzubringende Absorptionsschicht eine zusammengesetzte Unterlage zu bilden, deren Wärmediffusionsvermögen insgesamt hoch ist. Auf die wärmeisolierende Schicht wird dann eine Schicht eines Materials (z. B. einer Legierung von Platin und Kobalt oder einer Legierung von Mangan und Wismut) aufgebracht, das hochabsorbierend bei der Lichtfrequenz einer monochromatischen Lichtquelle ist, die für die Aufnahme zur Verfügung steht (z. B. ein HeNe-Laser, der Ausgangslicht einer Wellenlänge von 6328 Å liefert). Der in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellte geschichtete Plattenaufbau bildet einen Aufzeichnungsträger, der in Verbindung mit einem geeignet gesteuerten Aufnahmelichtstrahl der passenden Frequenz verwendet werden kann und bei dem es möglich ist, für die Wiedergabe einen Lichtstrahl zu nehmen, dessen Intensität wesentlich höher ist als diejenigen Intensitäten, die im Falle des Fehlens der Metallschicht zum Schreiben einer Aufzeichnung in die absorbierende Schicht erforderlich sind.

Mit der vorliegenden Erfindung wird also ein Aufzeichnungsträger geschaffen, dessen Empfindlichkeit gegenüber fokussierten Lichtstrahlen so weit vermindert ist, daß eine Wiedergabe mit Lichtstrahlen hohe Intensität möglich wird. Dies ist der besonderen Wahl der Materialien und Dicke der Zwischenschicht im Verhältnis zu den anderen Bestandteilen des Aufzeichnungsträgers zu verdanken. Bisher hatten Zwischenschichten zwischen Absorptionsschicht und Substrat eines optischen Aufzeichnungsträgers andere Funktionen wie etwa Lichtreflektion für Wiedergabezwecke (vgl. die erwähnte DE 27 10 629 A1) oder Wärmereflexion zur Verhinderung unerwünschter Wärmeableitung in das Substrat (vgl. US 36 65 483). Selbst wenn in den bekannten Fällen das für die Zwischenschichten vorgeschlagene Material eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Substratmaterial hat und deswegen eine leichte Verminderung der Empfindlichkeit des Aufzeichnungsträgers nicht ausgeschlossen sein mag, so reicht diese Verminderung nicht aus, um Beschädigungen des Aufzeichnungsträgers zu verhindern, wenn für den Wiedergabelichtstrahl die zur weitgehenden Reduzierung des Signal-Rausch-Abstandes erforderlichen hohen Intensitätswerte genommen werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgers, das einen Substrataufbau gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hat;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen Teil der Informationsspur einer Aufzeichnung, die auf einem Träger des in Fig. 1 dargestellten Typs gemäß den Prinzipien der Erfindung gebildet ist;

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen Teil eines Aufzeichnungsträgers mit einem Schichtaufbau gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch einen Teil der Informationsspur einer Aufzeichnung, die auf einem Träger des in Fig. 3 dargestellten Typs gemäß den Prinzipien der Erfindung gebildet ist;

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen dem thermischen Wirkungsgrad und veschiedenen Zwischenschichtmaterialien für ausgewählte Werte der Dicke der absorbierenden Schicht in einem Aufzeichnungsmedium zeigt;

Fig. 6 zeigt, teilweise in Blockform, ein optisch arbeitendes Abspielgerät, welches zur Wiedergewinnung der aufgezeichneten Information von einer Aufzeichnung des in Fig. 2 dargestellten Typs verwendet werden kann.

Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Rohkörper 11 für eine optische herzustellende Aufzeichnung und offenbart den Aufbau eines Aufzeichnungsträgers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieser Aufzeichnungsrohling 11 hat ein Substrat 13, z. B. in Form einer runden Scheibe oder Platte, dessen eine Hauptoberfläche poliert und eben ist. Das Substrat 13 besteht aus einem Material wie z. B. Glas, das sich gut zum Erhalt der gewünschten Oberflächeneigenschaften bearbeiten läßt.

Auf der Oberfläche s des Substrat 13 befindet sich eine dünne Schicht 15 eines Materials mit hoher Wärmeleitfähigkeit.

Die wärmeleitenden Schicht 15 kann aus einem Metall wie z. B. Aluminium gebildet sein, das durch einen Verdampfungsprozeß auf die Oberfläche s niedergeschlagen ist. Über der leitenden Schicht 15 befindet sich eine dünne Schicht 17, die lichtabsorbierend über mindestens einen Teil des Lichtspektrums ist. Die absorbierende Schicht ist z. B. ein 500 Å dicker Überzug aus einem Metall, beispielsweise einer Legierung aus Platin und Kobalt, das durch einen Verdampfungsprozeß auf die leitende Schicht 15 niedergeschlagen ist.

Ein Vorteil der Verwendung einer leitenden Schicht 15 zwischen der absorbierenden Schicht 17 und dem Substrat 13 wird deutlich, wenn man den Effekt betrachtet, der sich ergibt, wenn ein Lichtstrahl L (mit einer Frequenz innerhalb des oben genannten vorgegebenen Teils des Spektrums) längs einer Achse x senkrecht zur Oberfläche der absorbierenden Schicht 17 gerichtet wird. Ein großer Teil der Wärme, die durch Absorption des einfallenden Lichts in der absorbierten Schicht 17 erzeugt wird, bleibt nicht dort gesammelt, wie es beim Fehlen der leitenden Schicht 15 der Fall wäre, sondern wird wegen der hohen Geschwindigkeit der durch die leitende Schicht 15 gehenden Wärmeübertragung weitgehend an das Substrat 13 weitergegeben. Während des Aufzeichnungsvorgangs, bei dem das Oberflächenmaterial durch Belichtung gestört werden soll, vermindert diese erhöhte Wärmeübertragung in das Innere des Aufzeichnungsträgers die Einkopplung von Energie aus dem aufzeichnenden Lichtstrahl in das Oberflächenmaterial, so daß die Empfindlichkeit des Aufzeichnungsrohlings gegenüber der Lichtintensität verringert ist.

Wenn die Intensität des gebündelten Lichtstrahls L genügend stark ist, dann wird das die absorbierende Schicht 17 bildende Material auf eine Temperatur erhitzt, die eine Störung in diesem Material bewirkt, so daß ein gestörter Bereich in der Oberfläche des Aufzeichnungsrohlings 11 entsteht. Indem man aufeinanderfolgende Bereiche des Rohlings 11 durch den Strahlweg laufen läßt und dabei die Intensität des Lichtstrahls L entsprechend einem Aufzeichnungssignal moduliert, erhält man eine Informationsspur in Form beabstandeter gestörter Bereiche, die in denjenigen Gebieten der absorbierenden Schicht entstanden sind, die vom Lichtstrahl mit hoher Intensität belichtet wurden, und die durch ungestörte Bereiche der absorbierenden Schicht voneinander getrennt sind (wo keine so intensive Belichtung stattgefunden hat).

Die Fig. 2 zeigt einen Teil der Aufzeichnung, wie sie durch eine solche kontrollierte Strahlbelichtung des Aufzeichnungsrohlings 11 nach Fig. 1 entstanden ist. Wie in Fig. 2 in Schnittansicht zu erkennen, besteht die Informationsspur aus einer Folge beabstandeter gestörter Bereiche p₁, p₂, p₃, p₄, die durch Bereiche u₁, u₂, u₃, u₄ voneinander getrennt sind, in denen die Oberfläche und der absorbierenden Schicht 17 ungestört ist.

Die charakteristische Länge für die Diffusion von Wärme (d. h. die thermische Diffusionslänge) irgendeines gegebenen Feststoffes läßt sich leicht bestimmen als eine Funktion einer durch die Wärmeleitfähigkeit bestimmten Diffusitätskonstante K des Stoffes und der ab Auflösung der Wärmeenergie verstrichenen Zeit τ. Eine solche Berechnung für eine typische Platin-Kobalt-Legierung zeigt, daß für eine 50 n^s (50×10^-9 Sekunden) dauernde Belichtung mit einem Aufzeichnungsstrahl die thermische Diffusionslänge l (mit l=) ungefähr 1 Mikron (1×10^-6 Meter) beträgt. Da die Dicke der absorbierenden Schicht einer Aufzeichnungsplatte wie etwa der Platte nach Fig. 1 gewöhnlich in der Größenordnung von 500 Å beträgt, wird der Temperaturanstieg in einer solchen Schicht stark durch die thermischen Eigenschaften des Substrats beeinflußt.

Durch Wahl der Dicke der leitenden Schicht 15 ist es möglich, die Wärmeleiteigenschaften des aus dem Substrat 13 und der leitenden Schicht 15 bestehenden zusammengesetzten Unterlage innerhalb eines Bereichs zu verändern, dessen Grenzen durch die Wärmeleiteigenschaften der die zusammengesetzte Unterlage bildenden Materialien gesetzt sind. Eine ausführlichere Diskussion dieser Eigenschaften in ihrer Beziehung zu einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung folgt weiter unten.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der Erfindung ist zwar geeignet, die gewünschte Verminderung in der Empfindlichkeit des Aufzeichnungsrohlings zu bringen, jedoch ist die Kontrolle der Dicke der leitenden Schicht bei der Herstellung kein einfacher Prozeß. Eine nachstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist demgemäß über in einfacherer Weise herstellbar, weil man dort eine leichter zu kontrollierende zusätzliche Variable hat, nämlich die Dicke einer isolierenden Schicht, und die leitende Schicht dick ausgebildet wird.

Die Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil eines Rohlings 11 für eine optisch herzustellende Aufzeichnung und offenbart den Aufbau eines Aufzeichnungsträgers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Der Aufzeichnungsrohling 11 enthält als Substrat 13 eine Kreisscheibe aus einem Material wie z. B. Glas, auf dem sich eine dünne Schicht 15 eines gut leitenden Materials wie z. B. Aluminium befindet. Über der leitenden Schicht 15 liegt eine Schicht 19 eines Materials, das ein Wärmeisolator ist. Die isolierende Schicht 19 besteht z. B. aus Siliziumdioxid, das durch einen Aufdampfungsprozeß wie z. B. Glimmentladung auf die leitende Schicht 15 niedergeschlagen ist. Über der isolierenden Schicht 19 befindet sich schließlich noch eine dünne Schicht 17 eines Materials, das über mindestens einen gegebenen Teil des Lichtspektrums lichtabsorbierend ist. Die absorbierende Schicht 17 ist z. B. ein 500 Å dicker Überzug eines Metalls, z. B. einer Platin-Kobalt-Legierung, das auf die isolierende Schicht 19 aufgedampft ist.

Ein Vorteil des dargestellten bevorzugten Aufbaus des Aufzeichnungsträgers, d. h. der Verwendung einer leitenden Schicht 15 und einer isolierenden Schicht 19 zwischen der absorbierenden Schicht 17 und dem Substrat 13, wird deutlich, wenn man den Fall betrachtet, daß ein Lichtstrahl L (einer Frequenz innerhalb des oben genannten gegebenen Teils des Spektrums) längs einer Achse x senkrecht zur Oberfläche der absorbierenden Schicht 17 gerichtet wird. Ein großer Teil der Wärme, die durch Absportion des einfallenden Lichts in der absorbierenden Schicht 17 erzeugt wird, bleibt nicht dort gesammelt, wie es beim Fehlen der leitenden Schicht 15 der Fall wäre, sondern geht weitgehend in Form von Wärme im Substrat 13 "verloren", und zwar wegen der schnellen Wärmeübertragung sowohl durch die isolierende Schicht 19 als auch die leitende Schicht 15. Wo gewünscht ist, durch Belichtung mit einem aufzeichnenden Lichtstrahl Störungen im Material hervorzurufen, vermindert diese Erhöhung der Wärmeleitverluste in das Innere des Aufzeichnungsträgers die Einkopplung von Energie aus dem aufzeichnenden Lichtstrahl in das Oberflächenmaterial und verringert dadurch die Empfindlichkeit. Durch Kontrollieren der Dicke der isolierenden Schicht 19 relativ zur Dicke der leitenden Schicht 15 kann das Maß oder die Geschwindigkeit der Wärmeleitung zwischen der absorbierenden Schicht 17 und dem Substrat 13 leicht kontrolliert werden.

Wenn die Intensität des gebündelten Lichtstrahls L ausreichend stark ist, dann wird das Material der absorbierenden Schicht 17 auf eine Temperatur erhitzt, die eine Störung in diesem Material bewirkt und somit einen gestörten Bereich an der Oberfläche des Aufzeichnungsrohlings 11 entstehen läßt. Indem man aufeinanderfolgende Bereiche des Aufzeichnungsrohlings 11 durch den Strahl weg laufen läßt und dabei die Intensität des Strahls L entsprechend einem Aufzeichnungssignal moduliert, erhält man eine Aufzeichnungsspur in Form beabstandeter gestörter Bereiche der absorbierenden Schicht, die an den Stellen der Belichtung mit hoher Strahlintensität entstanden sind und die durch ungestörte Bereiche der absorbierenden Schicht voneinander getrennt sind, wo keine derart intensive Belichtung stattgefunden hat.

Die Fig. 4 zeigt einen Teil einer Aufzeichnung, die durch eine solche kontrollierte Strahlbelichtung des Rohlings 11 nach Fig. 3 entstanden ist. Wie die Schnittansicht der Fig. 4 offenbart, besteht die Informationsspur aus einer Folge beabstandeter gestörter Bereiche p₁, p₂, p₃, p₄ und jeweils dazwischenliegenden Bereichen u₁, u₂, u₃, u₄, wo die Oberfläche der absorbierenden Schicht 17 ungestört ist.

Der Einfluß der Wahl des Materials der Unterlage auf den thermischen Wirkungsgrad des Aufzeichnungsvorgangs läßt sich demonstrieren, wenn man zwei Aufzeichnungsrohlinge betrachtet, die jeweils eine gleiche dünne absorbierende Platin/Kobalt-Schicht aufweisen, in einem Fall über einer Metallunterlage und im anderen Fall über einer Unterlage aus Siliziumdioxid. Unter der Annahme, daß in beiden Fällen eine Belichtungszeit τ gewählt wird, die für einen gebündelten Lichtstrahl ausreicht, Störungen in einem Bereich der absorbierenden Schicht hervorzurufen, läßt sich die in die Unterlage abgeleitete Wärmeenergie wie folgt errechnen:

für 2,5 l<Dicke der Unterlage und wobei l die thermische Diffusionslänge für das Material der Unterlage ist, Cu die spezifische Wärme des Materials der Unterlage bedeutet und Tm die zu Störungen führende Temperatur für die absorbierende Schicht ist.

Da die Energie, die in der absorbierenden Schicht absorbiert ist (E _Schicht) und für die Störung eines gegebenen Bereichs dieser Schicht erforderlich ist, unabhängig vom Material der Unterlage die gleiche ist, und da sich die Aufzeichnungsrohlinge bei dem hier betrachteten Beispiel nur in ihrem Material der Unterlage voneinander unterscheiden, kann der thermische Wirkungsgrad des Aufzeichnungsvorgangs wie folgt errechnet werden:

Die Ergebnisse einer solchen Berechnung der thermischen Wirkungsgrade beim Aufzeichnen auf einen Rohling mit Metallunterlage und einen Rohling mit Siliziumdioxid-Unterlage sind in Fig. 5 für verschiedene Dicken einer absorbierenden Platin- Kobalt-Schicht graphisch dargestellt. Aus diesen Berechnungen wird deutlich, daß an durch Verwendung einer Unterlage mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit bzw. thermischen Diffusitätskonstante des thermischen Wirkungsgrades beim Aufzeichnen auf einen Aufzeichnungsrohling erreichen kann.

Die vorstehenden Ergebnisse können zur Analyse einer zusammengesetzten Unterlage des erfindungsgemäßen Typs herangezogen werden, wobei die Abnahme des thermischen Wirkungsgrades des Aufzeichnungsvorgangs, der bei einem Wert zwischen den dargestellten Kurven liegt, von der leicht zu kontrollierenden Dicke der isolierenden Siliziumdioxidschicht abhängt, und wobei die leitende Schicht eine Dicke von etwa ein Mikron hat, um dadurch den thermischen Effekten der leitenden Unterlage nahe zu kommen und die thermischen Effekte des Substrats 13 vernachlässigbar zu machen.

Die Wärmeleitfähigkeit bzw. die thermische Duffusitätskonstante der Schicht 15 sollte mindestens eine Größenordnung höher sein als die des Substrats 13, vorzugsweise sogar einige Größenordnungen.

In ähnlicher Weise sollte die Wärmeleitfähigkeit bzw. thermische Diffusitätskonstante 19 mindestens eine Größenordnung niedriger sein als diejenige der Schicht 15, vorzugsweise sogar einige Größenordnungen.

Zwei praktische Beispiele mögen die Prinzipien der Erfindung erläutern. Gegeben seien zwei Aufzeichnungsplatten mit absorbierenden Schichten unterschiedlichen Materials, im einen Fall eine Mangan-Wismut-Legierung (Mn-Bi) und im anderen Fall eine Platin-Kobalt-Legierung (Pt-Co), die jeweils als dünne Schicht direkt auf ein betreffendes scheibenförmiges Glassubstrat aufgebracht sind. Für die jeweilige Aufzeichnungsschwelle, d. h. die zur Bewirkung einer Informationsaufzeichnung notwendige Lichtintensität, wurden folgende Werte errechnet:

Material
Aufzeichnungsschwelle
Mn-Bi\|12 mW
Pt-Co	70 mW

Für die Lichtintensitäten, die zum Abspielen dieser Aufzeichnungsplatten mit einem gewünschten Rauschabstand von ungefähr 40 db notwendig sind, wurden folgende Mindestwerte errechnet:

Material
Leistung für Abspielvorgang
Mn-Bi\|10 mW
Pt-Co	200 mW

Die Mn-Bi-Platte kann zwar mit dem gewünschten Abspiel- Leistungspegel abgespielt werden, es ist hierbei jedoch ständig die Gefahr vorhanden, daß die absorbierende Schicht während des Abspielens immer noch etwas gestört wird, was zum Löschen der aufgezeichneten Information führt. Das Abspielen der Pt-Co-Platte mit dem gewünschten Abspiel- Leistungspegel ist andererseits unmöglich, denn die gewünschte Spiel-Leistung entspricht nahezu dem Dreifachen der Auf zeichnungsintensität.

Wenn diese absorbierenden Schichten direkt auf zugehörigen scheibenförmigen Aluminiumunterlagen aufgebracht sind, dann errechnen sich folgende Schwellenwerte für die Intensität des Aufzeichnungslichts:


Mn-Bi\|175 mW
Pt-Co	800 mW

Diese drastische Erhöhung der Schwelle für das aufzeichnende Licht, die auf der Abnahme des thermischen Wirkungsgrades des Aufzeichnungsprozesses beruht, ermöglicht das Abpielen der betrachteten Platten mit den oben genannten Abspiel- Intensitätswerten ohne die Gefahr des Löschens von Information. Diese Abnahme der Aufzeichnungsempfindlichkeit ist jedoch weit größer, als es zum Schutz der absorbierenden Schicht während des Abspielens erforderlich wäre, und man benötigt eine unnötig hohe Strahlenintensität zum Aufzeichnen. Die Einfügung einer 800 Å dicken Siliziumdioxidschicht zwischen die absorbierende Schicht und die leitende Schicht, insbesondere wie es in Fig. 3 gezeigt ist, führt zu einer Herabsetzung der Aufzeichnungs-Intensitätsschwelle für die Mn-Bi- Platte, und zwar um 20 mW, wie sich errechnen läßt. In ähnlicher Weise führt das Einfügen einer 330 Å dicken Siliziumdioxidschicht zwischen eine absorbierende Pt-Co-Schicht und eine leitende Schicht zu einer Verminderung der Schwelle für die Aufzeichnungsintensität um errechnete 233 mW.

Diese neuen Schwellenwerte für die Aufzeichnungsintensität sind noch genügend hoch, um die Aufzeichnung vor Löschung beim Abspielen zu schützen, sie vermindert jedoch die zum Aufzeichnen erforderliche Mindestintensität auf realisierbare Werte. Falls andere Schwellenwerte für die Aufzeichnungsintensität gewünscht sind, kann man diese leicht durch Änderung der Dicke der isolierenden Schicht bekommen.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise des in Fig. 6 dargestellten Abspielsgerätes sei angenommen, daß die rotierende Platte 11 mit Aufzeichnungen versehen ist und einen Aufbau hat, wie es in Fig. 4 gezeigt ist.

Das monochromatische Licht vom Ausgang eines Lasers 31, z. B. Licht von einem HeNe-Laser mit einer Ausgangswellenlänge von 6328 Å wird durch einen Intensitätsmodulator 33 auf einen Strahlteiler 35 geschickt. Der Intensitätsmodulator 33 wird durch eine Modulator-Steuereinrichtung 36 angesteuert, die es erlaubt, daß der Laserausgang auf einen konstanten Intensitätswert eingestellt werden kann, der durch den für die wieder zu gewinnende Information geforderten Rauschabstand bestimmt wird und natürlich weit genug unter demjenigen Wert liegt, bei dem eine Störung der absorbierenden Schicht verursacht werden würde.

Eine Linse 37 formt das vom Strahlteiler 35 durchgelassene Licht zu einem Stahl, der auf einen Spiegel 41 gerichtet wird, welcher den Strahl auf die Eingangsöffnung einer Linse 43 refektiert. Die Linse 43 fokussiert den vom Spiegel 41 reflektierten Lichtstrahl auf die gewünschte Informationsspur, die in der dünnen absorbierenden Oberflächenschicht 17 der Platte 11 gebildet ist. Ein Linsenverschiebungslaufwerk 61 bewegt den aus Linse 43 und Spiegel 41 bestehenden Aufbau 63 in radialer Richtung. Das Laufwerk 61 ist so ausgelegt, daß die Form der abzuspielenden Informationsspur abgetastet wird. Das von der Informationsspur reflektierte Licht wird über die Elemente 43, 41 und 37 zurück zum Strahlteiler 35 gelenkt. Der Strahlteiler 35 ist ein sogenannter 50/50-Strahlteiler, der 50% des einfallenden Lichts reflektiert und 50% durchläßt. Somit gelangen 50% des zurückgekehrten Lichts über einen Analysator 71 zu einem Photodetektor 79. Der Analysator 71 ist notwendig, um zwischen dem Licht von den gestörten und dem Licht von ungestörten Bereichen zu unterscheiden. Der Analysator ist ein Polarisator, dessen Auslösungsachse um einen gewissenen Winkel R gedreht ist, entsprechend dem Winkel der Polarisationsachsendrehung, die der Lichtstrahl gegenüber seiner ursprünglichen Polarisationsrichtung erfährt, wenn der auf die gestörten Bereiche trifft.

Die Intensität des auf den Detektor 69 fallenden Lichts wechselt zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert, wenn die aufeinanderfolgenden Bereiche p₁, u₁, p₂, u₂ usw. der Informationsspur durch den Weg des fokussierten Strahls gehen. Bei der hier betrachteten Ausführungsform hat die Intensität des den Detektor 69 erreichenden Lichts ihren Mindestwert, wenn sich im Wege des fokussierten Strahls ein ungestörter Bereich u₁, u₂ usw. der dünnen absorbierenden Schicht 17 befindet, denn solche Bereiche bewirken keine Drehung der Polarisationsachse des auftreffenden Strahls. Das den Detektor 69 erreichende Licht hat maximale Intensität, wenn sich im Wege des fokussierten Strahl ein gestörter Bereich p₁, p₂ usw. befindet, der eine Drehung der Polarisationsachse des auftreffenden Strahls um einen Winkel R bwirkt.

Das Ausgangssignal des Detektors 69 besteht aus einer Trägerwelle, deren Nulldurchgänge mit einer Frequenz aufeinanderfolgen, die sich so ändert, wie sich der Abstand der durch den Weg des fokussierten Strahls gehenden Ränder der gestörten Bereiche ändert. Das Ausgangssignal des Detektors wird auf ein Bandfilter 73 gegeben, das selektiv Signalkomponenten durchläßt, die innerhalb des für das aufgezeichnete Videosignal verwendeten Hubbereichs fallen, sowie geeignete Seitenbänder davon. Das Ausgangssignal des Bandfilters 73 wird über einen Begrenzer 75, der ungewollte Ampliudenmodulationen der frequenzmodulierten Trägerwelle entfernt, auf den Eingang eines FM-Demodulators 77 gegeben, der die aufgezeichnete Vidoeinformation wiedergewinnt.

Claims

1. Aufzeichnungsträger für die Verwendung mit einem fokussierten Wiedergabelichtstrahl einer gegebenen Frequenz und einer ersten Intensität und einem fokussierten Aufnahmelichtstrahl der gegebenen Frequenz und einer zweiten Intensität, wobei die zweite Intensität größer ist als die erste Intensität, mit

- einem Substrat (13)
- einer Zwischenschicht (15) eines Materials hoher Wärmeleitfähigkeit, welche eine Oberfläche (S) des Substrats (13) überdeckt, und
- einer Absorptionsschicht (17) eines Materials einer gegebenen Dicke, welche Licht der gegebenen Frequenz absorbiert und die Zwischenschicht (15) hoher Wärmeleitfähigkeit überdeckt,

dadurch gekennzeichnet,

- daß die Zwischenschicht (15) hoher Wärmeleitfähigkeit für die Absorptionsschicht (17) eine wesentliche Wärmesenke darstellt,
- daß die Absorptionsschicht der gegebenen Dicke für einen fokussierten Lichtstrahl der ersten Intensität empfindlich ist, falls eine derartige Absorptionsschicht des Substrats direkt, das heißt ohne die Zwischenschicht (15), überdeckt, so daß der fokussierte Lichtstrahl der ersten Intensität Störungen in einer derartigen, des Substrat direkt überdeckenden Absorptionsschicht hervorrufen würde, und
- daß der Aufzeichnungsträger für den Aufnahmelichtstrahl (L) der zweiten Intensität empfindlich ist, so daß der Aufnahmelichtstrahl (L) Störungen (p₁, p₂, p₃, p₄) in der Absorptionsschicht (17) des mit der Zwischenschicht (15) ausgestatteten Aufzeichnungsträgers hervorruft, die Absorptionsschicht (17) des Aufzeichnungsträgers jedoch durch einen fokussierten Lichtstrahl (L) der ersten Intensität ungestört bleibt,
- wobei durch die Materialien und die Schichtdicke der Zwischenschicht (15) der Wert der für die Wiedergabe verwendeten ersten Intensität so gesteuert wird, daß bei dem eingesetzten Material der Absorptionsschicht (17) ein Wiedergabesignal mit vorgegebenem Signal- Rausch-Abstand ohne Veränderung der Absorptionsschicht ausgelesen wird.

2. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (13) scheibenförmig ist.

3. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe aus Glas gebildet ist.

4. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (15) hoher Wärmeleitfähigkeit eine Materialschicht enthält, die eine Wärmeleitfähigkeitskonstante hat, welche um mindestens eine Größenordnung größer ist gegenüber der Wärmeleitfähigkeitskonstante des Substrats (13), und die Oberfläche (S) des Substrats (13) überdeckt.

5. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Materialschicht derart gewählt ist, daß sich ein gewünschter Wärmestrom zwischen der Absorptionsschicht (17) aus lichtabsorbierendem Material und dem Substrat einstellt.

6. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialschicht aus Metall gebildet ist.

7. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsschicht (17) Mangan-Wismut enthält.

8. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht hoher Wärmeleitfähigkeit folgendes enthält:
eine erste Materialschicht (15) mit einer großen Wärmeleitfähigkeitskonstante gegenüber der Wärmeleitfähigkeitskonstante des Substrats (13), die eine Oberfläche des Substrats überdeckt, und
eine zweite Materialschicht (19) mit einer kleinen Wärmeleitfähigkeitskonstante gegenüber der Wärmeleitfähigkeitskonstante der ersten Materialschicht (15), die die erste Materialschicht (15) überdeckt.

9. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der ersten Materialschicht (15) gegenüber der Dicke der zweiten Materialschicht (19) derart gewählt ist, daß sich ein gewünschter Wärmestrom zwischen der Absorptionsschicht (17) und dem Substrat (13) einstellt.

10. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Materialschicht (15) aus Metall gebildet ist.

11. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsschicht (17) Platin-Kobalt ent hält.

12. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsschicht (17) Mangan-Wismut ent hält.