DE2951341C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen optischen Aufzeichnungsträger
bzw. ein Aufzeichnungsmittel mit einer Schicht aus durch
auffallendes Licht abzulösendem Absorptionsmaterial auf
einer Schicht aus das Licht reflektierendem Material. Vorzugsweise
wird der Aufzeichnungsträger so ausgebildet, daß
er mit Hilfe eines AlGaAs-Festkörper-Injektionslasers betrieben
werden kann.
In der US-PS 40 97 895 wird ein Aufzeichnungsträger beschrieben,
der aus einem lichtreflektierenden Material,
zum Beispiel Aluminium oder Gold, besteht, welches mit einer
lichtabsorbierenden Schicht, zum Beispiel Fluoreszein,
bedeckt ist. Dieser Aufzeichnungsträger kann mit Licht eines
Argonlasers betrieben werden. Die Dicke der lichtabsorbierenden
Schicht wird so gewählt, daß die Struktur ein
minimales Reflexionsvermögen besitzt.
Ein auffallender Lichtstrahl löst die absorbierende Schicht
ab, verdampft oder schmilzt sie, so daß ein Loch entsteht,
in dem die lichtreflektierende Schicht freigelegt ist. Nach
der Aufnahme ergibt sich für die Wellenlänge des zur Aufnahme
benutzten Lichts ein maximaler Unterschied zwischen dem
minimalen Reflexionsvermögen der lichtabsorbierenden
Schicht und dem Reflexionsvermögen der lichtreflektierenden
Schicht. Wenn das lichtreflektierende Material als dünne
Schicht auf ein nichtleitendes Substrat aufgebracht wird,
bleibt außerdem der Energieverlust sowohl durch Reflexion
an der dünnen absorbierenden Schicht als auch aufgrund Übertragung
durch die reflektierende Schicht gering. Die aus
dem Lichtstrahl absorbierte Energie wird also auf einen
sehr dünnen Film konzentriert und die Aufnahmeempfindlichkeit
ist überraschend hoch.
Wegen seines geringen Energiebedarfs, seiner kleinen Abmessung
und der Möglichkeit der direkten Modulation der optischen
Ausgangsleistung durch Modulation des elektrischen
Antriebsstroms wird ein Festkörper-Injektionslaser, insbesondere
der AlGaAs-Laser, der im Wellenlängenbereich zwischen
etwa 750 und 850 Nanometer (nm) arbeitet, bevorzugt
als Lichtquelle für ein optisches Aufnahmesystem benutzt.
Aus diesem Grunde erscheinen bei niedrigen Temperaturen
durch Absorption der optischen Energie in dem angegebenen
Wellenlängenbereich sich ablösende, verdampfende oder
schmelzende Materialien als optisches Aufnahmemedium besonders
günstig.
Materialien, die als lichtabsorbierende Schicht des Aufzeichnungsträgers
verwendet werden sollen, müssen in Form
einer dünnen, glatten Schicht hoher optischer Qualität und
vorbestimmter Dicke auf ein Substrat aufzubringen sein.
Die Materialien müssen ferner bei der Frequenz der verwendeten
Lichtquelle absorbieren und durch das Absorbieren zum
Bilden gleichmäßiger Löcher abzulösen, zu verdampfen oder
zu schmelzen sein.
Man könnte versuchen, als bei Bestrahlung mit Licht eines
Aluminiumgalliumarsenid-Laser (AlGaAs) ablösendes Material
des Aufzeichnungsmediums eine auf eine selbst auf einem
Substrat liegende reflektierende Schicht aufgebrachte
Schicht aus Bleiphthalozyanin, Chloroaluminiumphthalozyanin,
Vanadylphthalozyanin, Stanniphthalozyanin oder Chloroaluminium
chlorophthalozyanin vorzusehen. Die Ablösetemperatur
dieser an sich vorteilhaften Materialien liegt jedoch
im Bereich zwischen etwa 300 und 400°C.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optischen
Aufzeichnungsträger eingangs genannter Art mit einem licht
absorbierenden Material geringerer Ablösetemperatur zu
schaffen, so daß weniger Energie zum Bilden der Löcher
durch Ablösen, Verdampfen oder Schmelzen, d. h. zum Erreichen
der Ablösetemperatur, erforderlich ist und ein empfindlicheres
System von Aufzeichnungsträger und Aufzeichnungs-
bzw. Abtaststrahl entsteht. In diesem Sinne wären absorbierende
Materialien besonders erwünscht, die im Wellenlängenbereich
zwischen 750 und 850 nm Licht absorbieren, nicht
spiegelnde, amorphe Filme bilden und eine niedrige Schmelztemperatur
besitzen.
Bei einem optischen Aufnahmemedium mit einer lichtreflektierenden
Schicht und einer Licht eines Wellenlängenbereichs
von etwa 750 bis 850 nm lichtabsorbierenden Schicht
wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Schicht
aus einer Pt Bis(Dithio-α-Diketon)-Komplexverbindung der
Formel
als absorbierende Schicht, wobei R ein Phenyl oder eine
substituierte Phenylgruppe bedeutet.
Die verwendete lichtreflektierende Schicht soll so ausgebildet
werden, daß sie bei dem zur Aufnahme benutzten Licht
reflektiert. Geeignete lichtreflektierende Materialien sind
zum Beispiel Aluminium, Rhodium, Gold und ähnliches. Die
Dicke der lichtreflektierenden Schicht soll so groß sein,
daß die Schicht im wesentlichen das gesamte zur Aufnahme
oder zum Abtasten benutzte Licht reflektiert.
Im allgemeinen wird die lichtreflektierende Schicht auf
ein Substrat aufgebracht. Das Substrat soll dann eine optisch
glatte, ebene Oberfläche besitzen, auf die die lichtreflektierende
Schicht anschließend festhaftend aufzubringen
ist. Beispielsweise sind Glasplatten oder -scheiben
sowie Kunststoffplatten geeignet. Wenn das lichtreflektierende
Material als selbsttragende Schicht mit optisch ebener
Oberfläche herzustellen ist, kann sich das Substrat
erübrigen.
Erfindungsgemäß wird zum Herstellen der lichtabsorbierenden
Schicht eine Platinkomplexverbindung von Bis(Dithio-
α-Diketonen) verwendet, in der die Substituenten der Äthylengruppe
Phenyle oder substituierte Phenylgruppen sind.
Zum Substituieren kommen Alkyl- oder Alkoxygruppen, wie
p-Isopropylphenyl oder p-Methoxyphenyl, in Frage. Diese
Verbindungen lassen sich nach den Angaben in der Zeitschrift
J. Amer. Chem. So., Band 87 (1965), Seiten 1483
bis 1489 herstellen.
Zwar ist es aus der US-PS 40 32 691 bekannt, in einer absorbierenden
Schicht sowohl Edelmetalle, z. B. Silber oder
Gold, als auch organische Farbstoffe zu verwenden, jedoch
liegen die beiden Materialien im Bekannten nicht - wie erfindungsgemäß -
als chemische Edelmetall-Komplexverbindung
sondern als einfache Mischung vor. Die beanspruchten Pt Bis
(Dithio-α-Diketon)Verbindung, welche zur Lösung der vorliegenden
Aufgabe führt, wird im Bekannten nicht erwähnt.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Absorptionsmaterialien
absorbieren bei den Wellenlängen von Festkörper-Injektionslasern,
nämlich zwischen 750 und 850 nm, und können alle
auf eine lichtreflektierende Schicht so aufgebracht werden,
daß sich glatte Absorptionsschichten von optischer Qualität
ergeben, in die die zu speichernde Information mit hohem
Signal-Rauschspannungsverhältnis zu zeichnen ist.
Das Aufbringen der erfindungsgemäßen Absorptionsmaterialien
auf die lichtreflektierende Schicht kann durch herkömmliches
Vakuumverdampfen erfolgen. Das fragliche Material wird
zunächst in ein Gefäß mit einer Widerstandsheizung gefüllt
und in eine Vakuumkammer gesetzt. Die Heizung wird eingeschaltet
und ein Substrat oberhalb des aufzudampfenden Materials
bzw. Farbstoffs in einen rotierenden Halter eingesetzt.
Darin wird das Substrat mit einer Geschwindigkeit
von etwa 50 Umdrehungen pro Minute rotiert.
Die Vakuumkammer wird auf etwa 1,3×10-4 Pa evakuiert.
Dann wird die Heizung so eingestellt, daß die Temperatur
des Absorptionsmaterials bis zu dessen Verdampfungstemperatur
ansteigt. Die Verdampfung wird solange fortgesetzt,
bis eine Absorptionsschicht der gewünschten Dicke auf der
lichtreflektierenden Schicht niedergeschlagen ist. Anschließend
werden der elektrische Strom abgeschaltet und
die Kammer belüftet.
Die Dicke der beim Aufdampfen aufwachsenden Schicht wird
vorzugsweise mit Hilfe eines optischen Systems, welches
das Reflexionsvermögen der mit dem Absorptionsmaterial bedeckten
Reflexionsoberfläche mißt, überwacht. Sobald das
Reflexionsvermögen seinen minimalen Wert erreicht, wird
das Aufdampfen beendet.
Anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen
werden weitere Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt eines Aufzeichnungsträgers vor
dem Belichten;
Fig. 2 einen Querschnitt eines belichteten Aufzeichnungsträgers;
und
Fig. 3 ein schematisches Blockbild eines Aufzeichnungs-
und Wiedergabesystems, in dem der Aufzeichnungsträger
zu verwenden ist.
In Fig. 1 wird ein Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen
Aufzeichnungsträger schematisch dargestellt, der einem
Aufnahmelichtstrahl noch nicht ausgesetzt war. Der Aufzeichnungsträger
besteht aus einem Glassubstrat 110, einer lichtreflektierenden
Schicht 112 und einer erfindungsgemäß zusammengesetzten
lichtabsorbierenden Schicht 114. Die
reflektierende Schicht 112 kann als Goldschicht mit etwa
60 nm Dicke oder einem anderen Metall geeigneter Dicke
ausgebildet sein.
Fig. 2 zeigt einen bereits belichteten erfindungsgemäßen
Aufzeichnungsträger. Hier ist die absorbierende Schicht 114
durch einen Aufnahmelichtstrahl an einer Stelle so abgelöst,
worden, daß ein Loch 116 mit darin freigelegter lichtreflektierender
Schicht 112 entstanden ist. Nach der Aufnahme
ist der erfindungsgemäße Träger natürlich mit einer Vielzahl
von Ausnehmungen oder Löchern 116 versehen und nicht
nur mit dem einen beispielhaft dargestellten Loch gemäß
Fig. 2.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträgers
bzw. -mediums wird anhand von Fig. 3 noch näher erläutert.
Zur Aufnahme wird ein von einem AlGaAs-Injektionslaser 10
emittierter Lichtstrahl unmittelbar in Abhängigkeit von
einem elektrischen Eingangssignal 14 moduliert. Der modulierte
Lichtstrahl wird dann mit Hilfe der Aufnahmeoptik
16 vergrößert und dadurch der Durchmesser des intensitäts
modulierten Laserstrahls so erweitert, daß dieser die Blende
einer Objektivlinse 18 in den Ebenen parallel und senkrecht
zur Ebene des Lasers 10 ausfüllt. Der vergrößerte modulierte
Laserstrahl wird durch eine polarisierende Strahlteilerplatte
20 total reflektiert und gelangt durch ein Viertelwellen
längenplättchen 22 (t/4-Plättchen) zur Objektivlinse 18.
Der modulierte Aufnahmestrahl fällt dann auf den Aufzeichnungsträger
24 gemäß Fig. 1 auf und löst einen Teil der
lichtabsorbierenden Schicht ab bzw. verdampft diesen Teil
so, daß ein entsprechender Teil der lichtreflektierenden
Schicht freigelegt wird. Der Aufnahmeträger 24 wird mit
Hilfe eines Drehtisches 26 mit etwa 1800 Umdrehungen pro
Minute rotiert. Ein Schärferegler 28 sorgt für einen konstanten
Abstand zwischen der Objektivlinse 18 und der
Oberfläche des Aufzeichnungsträgers bzw. -mediums 24.
Zum Lesen wird ein unmodulierter und weniger intensiver
Laserstrahl benutzt. Die relativ geringe Intensität wird
dabei so ausgewählt, daß der Strahl noch keine Ablöse-,
Verdampfungs- oder Schmelzerscheinungen im Aufnahmemedium
verursacht. Der Lesestrahl folgt demselben Weg wie der
Aufnahmestrahl auf dem Aufzeichnungsträger 24. Das auf dem
Aufzeichnungsträger 24 gespeicherte Reflexions/Antireflexions-
Muster moduliert das zur Objektivlinse 18 und zum Viertel
wellenlängenplättchen 22 zurückreflektierte Licht. Dieses
nunmehr durch zweimaliges Passieren des Viertelwellenlängen
plättchens 22 um 90° gedrehte Licht gelangt durch die
polarisierende Strahlteilerplatte 20 auf die Wiedergabeoptik
30 und zu einem Photodetektor 32. Letzterer wandelt
den reflektierten Lichtstrahl in ein elektrisches Ausgangssignal
um, das dem Eingangssignal 14 entspricht und am Signalausgang
34 abzunehmen ist. Ein Spurregler 36 überwacht das
durch die Wiedergabeoptik 30 fallende Licht und lenkt den
auffallenden Lichtstrahl ggfs. radial so ab, daß er auf
die jeweilig interessierende Spur zentriert bleibt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der folgenden
Beispiele beschrieben:
Eine Vinylplatte als Substrat wurde durch Aufdampfen mit
einer Goldschicht von etwa 60 Nanometern bedeckt. Das so
beschichtete Substrat wurde in einer Vakuumkammer oberhalb
eines Verdampferschiffchens angeordnet und mit 50 Umdrehungen
pro Minute rotiert. Das Verdampferschiffchen enthielt die
Bis(Diphenyl-Dithio-α-Diketon)-Komplexverbindung von Platin.
Die Verdampferkammer wurde auf etwa 1,3×10-4 Pa evakuiert.
Das Schiffchen wurde dann an eine Stromquelle angeschlossen
und auf etwa 225 bis 275°C erhitzt. In diesem Temperaturbereich
wurde die Blende bzw. der Verschluß geöffnet und das
erfindungsgemäße Absorptionsmaterial mit einer Geschwindigkeit
von etwa 0,4 nm pro Sekunde aufgedampft. Das Verdampfen
wurde solange fortgesetzt, bis eine absorbierende Schicht
von etwa 60 nm Dicke auf der Goldschicht niedergeschlagen
war.
Es entstand eine glatte, amorphe, spiegelnde und durchgehende
Schicht. Der reelle (n) und der imaginäre (k) Teil der
Dielektrizitätskonstante der Pt Bis(Diphenyl-Dithio-α-Diketon)-
Schicht betrugen bei 800 Nanometer Wellenlänge etwa 2,08
bzw. 0,5.
Der entstandene Aufzeichnungsträger wurde einer Reihe von
Lichtimpulsen von etwa 800 Nanometern Wellenlänge und
jeweils etwa 50 Nanosekunden Dauer eines Aluminiumgallium
arsenid-Injektionslasers in einer Apparatur gemäß Fig. 3
ausgesetzt. Das absorbierende Material wurde durch Mehrfachbelichtung
mit auf die Platte auffallendem Laserlicht
von 10 Milliwatt von dieser abgelöst.
Grundsätzlich ähnlich wie in Beispiel 1 wurde ein goldbeschichtetes
Substrat mit einer Schicht der Bis(Di-p-
Isopropylphenyl-Dithio-α-Diketon)-Platinkomplexverbindung
von 132,4 Nanometern Dicke bedeckt. Der reelle (n) und
der imaginäre (k) Teil der Dielektrizitätskonstanten der
entstandenen Pt Bis(Di-p-Isopropylphenyl-Dithio-α-Diketon)-
Schicht betrugen bei 800 Nanometern etwa 1,75 bzw. 0,78.
Es wurde eine glatte, amorphe, spiegelnde und ununterbrochene
Schicht niedergeschlagen.
Im wesentlichen ähnlich wie in Beispiel 1 wurde ein mit
Gold beschichtetes Substrat mit einer Schicht aus einer
Bis(Di-p-Methoxyphenyl-Dithio-α-Diketon)-Platinkomplexverbindung
von 190 Nanometern Dicke versehen. Der reelle (n)
und der imaginäre (k) Teil der Dielektrizitätskonstanten
der niedergeschlagenen Pt Bis(Di-p-Methoxyphenyl-Dithio-α-
Diketon)-Schicht lagen bei 800 Nanometern bei etwa 1,61
bzw. 0,76.
Es entstand eine glatte, amorphe, spiegelnde und ununterbrochene
Schicht. Der Film reduzierte das Reflexionsvermögen
des Aufnahmemediums auf etwa 7% gegenüber dem 95%-Re
flexionsvermögen der Goldschicht, bevor die Absorptionsschicht
auf diese aufgebracht war.
Im wesentlichen ähnlich wie im Beispiel 1 wurde goldbeschichtete
Vinylplatten mit Bis(Dithio-α-Diketon)-Komplexverbindungen
von Platin, Palladium oder Nickel mit denselben
oder unterschiedlichen substituierten, Aryl- oder Alkylgruppen
beschichtet. Die Komplexverbindungen gehörten einer Klasse
mit der Formel
an, in der M Platin, Palladium oder Nickel sowie R₁ und R₂
ein Alkyl, Phenyl oder Alkyl- bzw. Alkoxy-substituiertes
Phenyl bedeuten. Mit Hilfe dieser Materialien wurden entweder
nicht spiegelnde bzw. reflektierende Filme oder
Filme mit schlechter Reflexionsschutz-Eigenschaft nach dem
Bedampfen erzielt. In fast allen Fällen waren die Filme
anfangs trübe und kristallisierten innerhalb weniger Tage.
Keiner dieser Farbstoffe bzw. Materialien war im Rahmen
der vorliegenden Erfindung zu gebrauchen.
Die gemessenen Daten sind in der nachfolgenden Tabelle
zusammengestellt.
Claims (6)
1. Optischer Aufzeichnungsträger mit einer Schicht aus
durch auffallendes Licht abzulösendem Absorptionsmaterial
auf einer Schicht aus das Licht reflektierendem
Material, gekennzeichnet durch eine Schicht (114) aus
einer Pt Bis(Dithio-α-Diketon)-Komplexverbindung der
Formel
als absorbierende Schicht, wobei R ein Phenyl oder
eine substituierte Phenylgruppe bedeutet.
2. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die absorbierende Schicht (114) eine
mit einem (Licht-)Abtaststrahl vorgegebener Frequenz
auszulesende Informationsspur aufweist, die aus einer
Folge von repräsentativ für die gespeicherte Information
auf Abstand gesetzten Löchern besteht.
3. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß R eine Phenylgruppe ist.
4. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß R eine p-Isopropylphenylgruppe
ist.
5. Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß R eine p-Methoxyphenylgruppe ist.
6. Aufzeichnungsträger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 5, gekennzeichnet durch eine im Bereich
von 750 bis 850 Nanometer Wellenlänge des auffallenden
Lichts auf minimale Reflexion eingestellte Dicke der
absorbierenden Schicht (114).
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