DE3722100A1

DE3722100A1 - Informationsaufzeichnungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3722100A1
Application number: DE19873722100
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Nishida; Motoyasu Terao; Yasushi Miyauchi; Shinkichi Horigome; Kazuo Shigematsu; Norio Ohta; Toshimitsu Kaku; Masahiro Ojima
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-07-04
Filing date: 1987-07-03
Publication date: 1988-01-14
Also published as: JPS63153728A; US4806952A; DE3722100C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Informationsaufzeichnungsvor richtung zum Aufzeichnen einer Information durch Bestrah lung eines Informationsaufzeichnungsträgers mit einem Ener giestrahl.

Als Vorrichtungen zum Aufzeichnen von digitalen Signalen wie beispielsweise von Signalen, die durch eine Frequenz modulation von analogen Signalen eines Bildes, eines Tones usw. erhalten werden, zum Aufzeichnen Daten elektronischer Rechner, von Faksimilesignalen, digitalen Tondaten usw. in Echtzeit werden Vorrichtungen benutzt, die zur Informa tionsaufzeichnung einen Informationsaufzeichnungsträger mit einem Energiestrahl, beispielsweise einem Laserstrahl, einem Elektronenstrahl usw. bestrahlen.

Als Vorrichtungen zur Informationsaufzeichnung über die Be strahlung eines Informationsaufzeichnungsträgers mit einem Laserstrahl sind bisher Vorrichtungen bekannt, bei denen verschiedene Änderungen wie beispielsweise Verformungen, Phasenänderungen, chemische Änderungen, Änderungen im Magnet feld usw., in Abhängigkeit von der Wellenform des Laserlicht impulses im Informationsaufzeichnungsträger erzeugt werden. Unter diesen Vorrichtungen sind diejenigen, die eine Verfor mung verwenden, beispielsweise in der US-PS 42 38 803 und diejenigen, die eine Phasenänderung verwenden, in der US-PS 35 30 441 beschrieben.

Wenn bei den bekannten Informationsaufzeichnungsvorrichtungen jedoch Impulse eines Energiestrahls auf den Aufzeichnungs träger treffen, wie sie in Fig. 1a der zugehörigen Zeichnung dargestellt sind, dann wird die Wellenform der wieder gegebenen Signalen verformt, wie es in Fig. 1b dargestellt ist, und ist es nicht möglich, die Aufzeichnungsstelle mit hoher Genauigkeit zu benennen. Aus diesem Grunde wird das wiedergegebene Signal differenziert, um es in ein Signal umzuwandeln, das in Fig. 1c dargestellt ist, und wird die Aufzeichnungsstelle als die Stelle definiert, an der der Signalpegel gleich Null ist. Die bekannte Informationsauf zeichnungsvorrichtung benötigt daher eine Differenzier schaltung, was zu den Schwierigkeiten führt, daß das Signalrausch verhältnis abnimmt und die Vorrichtung mit zu hohen Kosten verbunden ist. Es besteht darüberhinaus die weitere Schwierig keit, daß leicht eine Abweichung von der Spurtreue oder der Fokussierung auftritt, da das mittlere Reflektionsver mögen auf der Aufzeichnungsspur sich aufgrund der Tatsache ändert, daß dort eine Information aufgezeichnet ist

Durch die Erfindung soll eine Informationsaufzeichnungsvor richtung geschaffen werden, die mit geringen Kosten ver bunden ist und deren Fehlerrate dennoch klein ist, um die oben erwähnten Schwierigkeiten zu beseitigen.

Das wird bei der erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungs vorrichtung, bei der die Information dadurch aufgezeichnet wird, daß ein Informationsaufzeichnungsträger mit einem Energiestrahl bestrahlt wird, dadurch erreicht, daß eine Kombination aus der Zeit τ, die für eine Phasenänderung im Aufzeichnungsträger notwendig ist, der Stärke der thermischen Diffusion a des Aufzeichnungsträgers, der eine dünne Aufzeichnungsschicht und eine Schutzschicht aufweist, dem Radius r des projizierten Energiestrahls, der Lineargeschwin digkeit v des Aufzeichnungsträgers und der Abkühlungszeit α nach dem Abnehmen des Impulses des Energiestrahles so ge wählt wird, daß nach einer Bewegung des wiedergegebenen Signals, das von einem Teil erhalten wird, an dem die Änderungs geschwindigkeit der dem Informationsträger gegebenen Energie bezüglich der Zeit groß ist, in eine Richtung, das wiederge gebene Signal sich in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Das heißt, daß für ein leistungsmoduliertes Muster des Energie strahls, wie es in Fig. 2a dargestellt ist, rekonstru ierte Signale, wie sie in den Fig. 2c bis h dargestellt sind, oder ihre auf und ab invertierten Signale erhalten werden, während bisher rekonstruierte Signale erhalten wurden, wie sie in Fig. 2b dargestellt sind.

Im folgenden wird ein konkretes Beispiel dieses Verfahrens gegeben. Bei einem Aufzeichnungsträger, bei dem beispiels weise das Aufzeichnen und Löschen über eine umkehrbare Phasen änderung zwischen der kristallinen und der amorphen Phase mittels einer Bestrahlung mit einem Energiestrahl, bei spielsweise einem Laserstrahl, bewirkt werden (Licht aufzeichnungsträger mit Phasenänderung) wird das Ziel der Erfindung dadurch erreicht, daß die Zeit, die für die Phasen änderung von der amorphen zur kristallinen Phase während der Bestrahlung mit dem Laserlichtstrahl benötigt wird, d. h. die Kristallisationszeit τ so bestimmt wird, daß

erfüllt ist, wobei
α : Zeit, während der die Temperatur eines Teils des Aufzeichnungsträgers, auf den der abfallende Teil des Energiestrahlimpulses fällt, durch einen Phasenänderungs temperaturbereich geht,
β : die Zeit, während der die Temperatur eines Teils des Auf zeichnungsträgers, auf den der durchgehende Teil des Energie strahlimpulses fällt, durch den Phasenänderungstemperaturbe reich geht,
a : Stärke der thermischer Diffusion des Aufzeichungsträgers einschließlich einer dünnen Aufzeichnungsschicht 3 und einer Schutzschicht 4,
A : Konstante, B: Konstante, A <B,
r : Radius des projizierten Energiestrahles,
v : Lineargeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers, und
l : Impulsbreite des Strahlimpulses.

Die Stärke der thermischen Diffusion a ist darüberhinaus durch die folgende Gleichung gegeben:

a = (Wärmeleitfähigkeit) · (spezifische Wärme)^-1 · (Dichte)^-1 · (Stärke der dünnen Schicht) (2)

Wenn beispielsweise die Zusammensetzung der dünnen Aufzeich nungsschicht Ge₄₃Te₄₇Se₁₀ ist, und die Schutzschicht aus SiO₂ besteht, dann ist die in Gleichung (1) dargestellte Bedingung erfüllt, wenn τ = 40 ns, a = 0,5, r = 0,8 µm und α = 20 ns gewählt sind, so daß das erfindungsgemäße Auf zeichnungsverfahren verwirklicht werden kann, wenn v <10 m/s.

Wenn die Zusammensetzung der dünnen Aufzeichnungsschicht Ge₄₃Te₄₇Tl₁₀ ist und die Schutzschicht auf der Lichteinfalls seite SiO₂ und Al auf der gegenüberliegenden Seite besteht, dann ist die durch die Gleichung (1) wiedergegebene Bedingung er füllt, wenn τ = 10 ns, a = 0,15, r = 0,8 µm und α = 4 ns ge wählt sind, so daß das erfindungsgemäße Aufzeichnungsverfahren verwirklicht werden kann, wenn v <12 m/s ist.

Wenn weiterhin der Durchmesser des Aufzeichnungsträgers 13 cm beträgt und die Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit gleich 1200 Umdrehungen/Minute ist, dann beträgt die Linear geschwindigkeit am äußersten Umfangsbereich des Aufzeichnungs trägers 8 m/s. Wenn in diesem Fall die Zusammensetzung der dünnen Aufzeichnungsschicht Ge₃₈Te₄₂Se₂₀ ist, die Schutz schicht aus ZrO₂ besteht, τ = 100 ns ist, a = 1,0 ist und α = 50 ns ist, dann wird die durch die Gleichung (1) wieder gegebene Bedingung erfüllt, so daß das erfindungsgemäße Auf zeichnungsverfahren verwirklicht werden kann.

Wenn bei dieser Informationsaufzeichnungsvorrichtung das wieder gegebene Signal nur von einem Teil ausgegeben wird, an dem die Änderungsgeschwindigkeit der dem Informationsaufzeichnungs träger gegebenen Energie gegenüber der Zeit groß ist, und ein optischer Aufzeichnungsträger, der über eine Phasen änderung arbeitet und dessen Zusammensetzung Ge₄₃Te₄₇Se₁₀ ist, mit einem rechtwinkligen Lichtimpuls bei einer Linear geschwindigkeit von 8 m/s bestrahlt wird, wird aufgrund der Tatsache, daß die Abkühlungszeit kürzer als die für die Kristallisation notwendige Zeit ist, an den ansteigenden und abfallenden Teilen des Impulses der Aufzeichnungsträger amorph und aufgrund der Tatsache, daß die Abkühlungszeit länger als die zur Kristallisation notwendige Zeit ist, an dem durchgehenden Lichtbestrahlungsteil des Impulses re kristallisiert. Die Spitzen des rekonstruierten Signals treten daher nur an den ansteigenden und abfallenden Teilen des Impulses auf.

Gemäß der Erfindung ist die Zunahme der Fehlerrate aufgrund eines Zitterns des erfaßten Signals klein, verglichen mit der Fehlerrate, die bei dem bekannten Verfahren, d. h. bei einem Verfahren auftritt, bei dem ein Signal, dessen Form ähnlich dem des gegebenen Lichtimpulses ist, erhalten wird und dessen ansteigende und abfallende Teile erfaßt werden (das sogenannte Pit-Randerfassungsverfahren).

Da der Aufzeichnungsträger an den ansteigenden und den ab fallenden Teilen des Impulses amorph wird und die nadel förmigen rekonstruierten Signale nur dort erhalten werden, ändert sich darüberhinaus gemäß der Erfindung das mittlere Reflektionsvermögen auf der Aufzeichnungsspur kaum, ver glichen mit dem bekannten Verfahren, so daß keine Veranlassung für eine Abweichung der genauen Spurführung und der automa tischen Fokussierung gegeben wird.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher be schrieben. Es zeigt:

Fig. 1 in einem Wellenformendiagramm die Beziehung zwischen den Aufzeichnungslichtimpulsen, dem wiedergegebenen Signal und dem differenzierten Signal bei einer be kannten Informationsaufzeichnungsvorrichtung,

Fig. 2 in einem Wellenformendiagramm die Beziehung zwischen den Aufzeichnungslichtimpulsen und den wiedergege benen Signalen bei der erfindungsgemäßen Informa tionsaufzeichnungsvorrichtung,

Fig. 3 in einer Schnittansicht einen Informationsaufzeich nungsträger zur Verwendung bei einer Informations aufzeichnungsvorrichtung,

Fig. 4A bis 4C und Fig. 5A bis 5C schematische Darstellungen zur Erläuterung des Arbeitsprinzipes eines Aus führungsbeispiels der erfindungsgemäßen Informa tionsaufzeichnungsvorrichtung,

Fig. 6 und 7 in Wellenformendiagrammen die Beziehung zwischen den Aufzeichnungslichtimpulsen und den wiedergegebenen Signalen bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 8 in einem Wellenformendiagramm die Beziehung zwischen den Aufzeichnungslichtimpulsen und den wiedergege benen Signalen bei einer Abwandlungsform des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung und

Fig. 9 und 10 in Wellenformendiagrammen zwei verschiedene Beziehungen zwischen den Aufzeichnungslichtimpulsen und den wiedergegebenen Signalen bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Im folgenden werden im einzelnen ein erstes und ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Erstes Ausführungsbeispiel

Fig. 3 zeigt in einer Querschnittsansicht einen Teil eines Informationsaufzeichnungsträgers, der bei der erfindungsge mäßen Informationsaufzeichnungsvorrichtung verwandt werden kann. Eine Grundplatte 1 besteht aus einer Scheibe aus einem chemisch verstärkten Glas mit einer Stärke von 1,1 mm und einem Durchmesser von 130 mm. Rillen zur Spurführung, die aus einem in ultraviolettem Licht aushärtendem Harz gebildet sind, sind auf der Oberfläche der Scheibe nachgebildet.

Eine Schutzschicht 2 aus SiO₂ ist auf der Grundplatte 1 mit einem Magnetronzerstäubungsverfahren ausgebildet, wobei diese Schutzschicht 110 nm stark ist. Eine dünne Aufzeich nungsschicht 3 ist auf der Schutzschicht 2 vorgesehen, wobei die Aufzeichnungsschicht nach einem Aufdampfverfahren durch unabhängiges Aufdampfen von Ge, Te und Se ausgebildet ist, eine Schutzschicht 4 aus SiO₂ ist auf der Aufzeich nungsschicht 3 mit dem Magnetronzerstäubungsverfahren ausge bildet, wobei diese Schutzschicht 4 110 nm stark ist.

Wenn ein derartiger Informationsaufzeichnungsträger fort laufend mit einem Laserdiodenlichtstrahl von 14,1 mW be strahlt wird, wird der bestrahlte Teil der Aufzeichnungs schicht 3 aufgeschmolzen, so daß die Elemente in der Auf zeichnungsschicht 3 in ausreichendem Maße miteinander reagieren und die Schicht örtlich während der Abkühlung nach der Bestrahlung kristallisiert. Wenn dieser Informationsauf zeichnungsträger nun mit einem rechteckigen Laserlichtimpuls zur Aufzeichnung bestrahlt wird, wie er in Fig. 4A darge stellt ist, wird ein aufgezeichneter Bereich 5, der in Fig. 4B dargestellt ist, in der Aufzeichnungsschicht 3 ausgebildet. Wenn in diesem Fall die Aufzeichnungsschicht 3 am Teil 5 A des aufgezeichneten Bereiches 5, der der ansteigenden Flanke des Lichtimpulses entspricht, sich abkühlt, kühlt er sich auf grund der Tatsache, daß der Teil neben der linken Seite des bestrahlten Bereiches 5 in Fig. 4B nicht mit Laserlicht be strahlt ist, relativ schnell nach dem Durchgang des Laser lichtes ab, wie es durch die Kurve A in Fig. 4C dargestellt ist. Wenn sich die Aufzeichnungsschicht 3 weiterhin am Teil 5 B abkühlt, der dem mittleren Teil des Lichtimpulses ent spricht, kühlt sie sich aufgrund der Tatsache, daß Laser licht am Teil 5 B neben seiner rechten Seite vorliegt und die Temperatur der Aufzeichnungsschicht 3 am Teil neben der linken Seite gleichfalls hoch ist, nach dem Durchgang des Laserlichtes sehr langsam ab, wie es durch die Kurve B in Fig. 4C dargestellt ist. Wenn sich weiterhin die Aufzeich nungsschicht 3 am Teil 5 C im aufgezeichneten Bereich 5 ab kühlt, der der abfallenden Flanke des Lichtimpulses ent spricht, kühlt sie sich aufgrund der Tatsache, daß kein Lichtstrahl an dem Teil neben seiner rechten Seite vorhanden ist, relativ schnell ab, wie es durch die Kurve C in Fig. 4C dargestellt ist. Da sich die Aufzeichnungsschicht 3 schnell abkühlt, nachdem ihre Temperatur den Schmelzpunkt wenigstens an einem Teil des bestrahlten Bereiches überschritten hat, wird sie an den Teilen 5 A und 5 C in dieser Weise amorph. Da weiterhin die Abkühlungsgeschwindigkeit der Aufzeichnungs schicht am Teil 5 C größer als am Teil 5 A ist, ist der Anteil des Teiles der Aufzeichungsschicht 3, der amorph ist, am Teil 5 C größer als am Teil 5 A. Da sich die Aufzeichnungs schicht 3 am Teil 5 B andererseits langsam abkühlt, nachdem die Temperatur den Schmelzpunkt überschritten hat, wird die Aufzeichnungsschicht 3 rekristallisiert und kristallin. Wenn die Energie des Laserlichtes so gewählt ist, daß die höchste Temperatur, die die Aufzeichnungsschicht während der Be strahlung erreicht, etwas über ihrem Schmelzpunkt liegt, dann liegt die Temperatur am Teil 5 A etwas unter dem Schmelzpunkt, so daß an diesem Teil die Aufzeichnungsschicht kristallisiert ohne zu schmelzen. Der kristallisierte Zustand am Teil 5 A ist folglich etwas von dem am Teil 5 B verschieden. Dieser Unterschied im jeweiligen Zustand kann gleichfalls optisch erfaßt werden. Wenn die Aufzeichnungsschicht 3 mit Lese- oder Wiedergabelicht bestrahlt wird, wird dieses Licht an der Vor der- und Rückseitenfläche der Aufzeichnungsschicht 3 reflek tiert, da die Aufzeichnungsschicht 3 dünn ist. Da diese reflektierten Lichtstrahlen miteinander interferieren, gibt es ein Minimum in der Änderung des Reflexionsvermögens bezüglich der Wellenlänge des Leselichtes, wie es in den Fig. 5A, 5B und 5C dargestellt ist. Da darüberhinaus das Reflexions vermögen der Aufzeichnungsschicht 3 im amorphen Zustand kleiner als im kristallisierten Zustand ist, ist die Wellen länge des Leselichtes, für die das Reflexionsvermögen am kleinsten ist, bei einem amorphen Zustand der Aufzeichnungs schicht 3 kürzer als bei einem kristallisierten Zustand der Aufzeichnungsschicht. Wie es in den Fig. 5A, 5B und 5C dargestellt ist, kann die Beziehung zwischen der Wellenlänge des Wiedergabelichtes und dem Reflexionsvermögen des Infor mationsaufzeichnungsträgers an den Teilen 5 A, 5 B und 5 C je weils durch die Kurven A, B und C ausgedrückt werden. Die Wellenlänge des Leselichtes, für die das Reflexionsvermögen am kleinsten ist, wird weiterhin mit zunehmender Stärke der Aufzeichnungsschicht 3 länger. Aus diesem Grunde ist es mög lich, die Wellenlänge des Leselichtes, für die das Reflexions vermögen am kleinsten ist, an den Teilen 5 A, 5 B und 5 C des Informationsaufzeichnungsträgers in der in den Fig. 5A, 5B und 5C dargestellten Weise dadurch zu ändern, daß die Stärke der Aufzeichnungsschicht 3 geändert wird. Die Stärke der Aufzeichnungsschicht hat eine derartige Reihenfolge, daß Fig. 5B<Fig. 5C<Fig. 5A. Wenn der Informationsauf zeichnungsträger mit einem rechteckigen Laserlichtimpuls zur Aufzeichnung bestrahlt wird, wie er in Fig. 6a dargestellt ist, die Wiedergabe mit Leselicht bewirkt wird, dessen Wellen länge 830 nm beträgt, und die Beziehung zwischen der Wellen länge des Leselichtes und dem Reflexionsvermögen derart ist, wie es in Fig. 5A dargestellt ist, kann das wiedergegebene Signal erhalten werden, das in Fig. 6b dargestellt ist. Wenn die Beziehung zwischen der Wellenlänge des Leselichtes und dem Refexionsvermögen derart ist, wie es in Fig. 5B dar gestellt ist, kann ein wiedergegebenes Signal erhalten werden, das in Fig. 6c dargestellt ist, während dann, wenn die Beziehung zwischen der Wellenlänge des Leselichtes und dem Reflexionsvermögen derart ist, wie es in Fig. 5C dargestellt ist, ein wiedergegebenes Signal erhalten werden kann, das in Fig. 6d dargestellt ist.

Unter der Bedingung, daß die Aufzeichnungsschicht 3 des in Fig. 3 dargestellten Informationsaufzeichnungsträgers 350 nm stark ist, daß dieser Informationsaufzeichnungsträger mit einer Geschwindigkeit von 1200 Umdrehungen pro Minute ge dreht wird, daß nach dem Initialisieren der Aufzeichnungs schicht 3 durch Bestrahlen der Aufzeichnungsschicht 3 mit einem ununterbrochenen Halbleiterlaserlichtstrahl mit einer Energie von 14,1 mW, so daß dieser geschmolzen wird und die Elemente darin miteinander reagieren, die Aufzeichnungs schicht mit Rechteckimpulsen einer Laserdiode zum Aufzeichnen bestrahlt wird, deren Aufzeichnungsfrequenz 0,12 MHz ist und Leselicht mit einer Wellenlänge von 830 nm benutzt und das reflektierte Licht aufgenommen wird, wird als wiederge gebenes Signal das Signal erhalten, das in Fig. 6c darge stellt ist. Wenn die Aufzeichnungsschicht mit einem ununter brochenen Lichtstrahl einer Leistung von 14,1 mW bestrahlt wird, dann wird das wiedergegebene Signal von 0,12 MHz re duziert. Es sind daher wiederholt eine Aufzeichnung und ein Löschen möglich. Das wiedergegebene Signal kann so wie es ist ohne Durchgang durch eine Differenzierschaltung ver arbeitet werden. Darüberhinaus ist das Zittern oder Schwanken des aufgezeichneten Signals bezüglich des Aufzeichnungslicht impulses sehr klein, es liegt unter 30 nm. Die Fehlerrate dieses Signals liegt weiterhin bei 1×10^-6. Da die Änderungen in dem mittleren Reflexionsvermögen klein sind, ergibt es sich weiterhin, daß der Vorteil erhalten werden kann, daß Einflüsse der Aufzeichnung auf das Servosteuersystem für die Spurführung und die automatische Fokussierung sehr gering sind. Es ist weiterhin eine Wiederholung der Aufzeichnung und des Löschens über 1×10⁵-mal bei diesem Informationsauf zeichnungsträger möglich. Nach einer 1×10⁶maligen Wieder holung der Aufzeichnung und des Löschens nimmt die Fehler rate auf 2×10^-6 zu, was in der Praxis zu keinen Schwierig keiten Anlaß gibt.

Wenn die Aufzeichnungsschicht 3 350 nm stark ist, dann ist eine Aufzeichnung mit einer Aufzeichnungslaserleistung zwischen 9 und 22 mW möglich. Für einen Bereich der Drehzahl des Informationsaufzeichnungsträgers zwischen 600 und 1500 Umdrehungen/Minute ist es weiterhin möglich, ein wieder gegebenes Signal zu erhalten, dessen Form ähnlich der Form des Signals ist, das beim vorliegenden Ausführungsbeispiel erhalten wird, wobei die Aufzeichnungsfrequenz, die es er laubt, das wiedergegebene Signal dieses Ausführungsbeispiels zu erhalten, bei einer Drehzahl von 1200 Umdrehungen/Minute unter 1 MHz liegt. Wenn die Aufzeichnungsfrequenz des Recht ecklichtimpulses für die Aufzeichnung bei 0,9 MHz liegt, kann darüberhinaus ein gutes wiedergegebenes Signal erhalten werden, wenn das Tastverhältnis des Rechtecklichtimpulses bei 30 bis 70% liegt. Das heißt, daß dann, wenn das Tast verhältnis unter 30% liegt, die ansteigenden und abfallenden Flanken des Rechtecklichtimpulses schwer zu trennen sind und dann, wenn dieses Tastverhältnis über 70% liegt, die Ab kühlungsgeschwindigkeit abnimmt und die Amplitude des wieder gegebenen Signals verringert ist.

Unter den Bedingungen, daß die dünne Aufzeichnungsschicht 3 des Informationsaufzeichnungsträgers, der in Fig. 3 darge stellt ist, 250 nm stark ist, dieser Informationsaufzeich nungsträger mit einer Geschwindigkeit von 2400 Umdrehungen/ Minute gedreht wird, die übrigen Parameter unverändert gleich den Parametern bleiben, die bei dem vorhergehenden Aus führungsbeispiel benutzt wurden, nach der Initialisierung der Aufzeichnungsschicht 3 durch Bestrahlen mit einem ununter brochenen Lichtstrahl einer Laserdiode einer Leistung von 14,1 mW die Aufzeichnungsschicht mit Rechtecklichtimpulsen einer Laserdiode zur Aufzeichnung bestrahlt werden, deren Leistung bei 14,1 mW liegt und deren Aufzeichnungsfrequenz gleich 1,77 MHz ist, und Leselicht mit einer Wellenlänge von 830 nm benutzt und das reflektierte Licht aufgenommen wird, wird das wiedergegebene Signal erhalten, das in Fig. 6d dar gestellt ist. Das wiedergegebene Signal, das von dem Teil kommt, der der ansteigenden Flanke des Lichtimpulses ent spricht, erscheint in negativer Richtung und das wiedergege bene Signal, das von dem Teil kommt, der der abfallenden Flanke des Lichtes entspricht, erscheint in positiver Rich tung. Wenn dann der Informationsaufzeichnungsträger mit einem ununterbrochenen Lichtstrahl einer Leistung von 14,1 mW bestrahlt wird, dann wird die Intensität des wiedergegebenen Signals reduziert.

Wenn die dünne Aufzeichnungsschicht 3 des in Fig. 3 darge stellten Informationsaufzeichnungsträgers etwa 250 nm stark ist, dieser Informationsaufzeichnungsträger mit einer Ge schwindigkeit von 2400 Umdrehungen/Minute gedreht wird, die übrigen Parameter gleich denen sind, wie sie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel benutzt wurden, nach Ini tialisierung der Aufzeichnungsschicht 3 durch Bestrahlen mit einem ununterbrochenen Lichtstrahl einer Leistung von 14,1 mW, dessen Wellenlänge 830 nm beträgt, die Aufzeich nungsschicht mit Rechtecklichtimpulsen zur Aufzeichnung 6, 7 bestrahlt wird, die in Fig. 7a dargestellt sind, und deren Leisung 14,1 mW und deren Aufzeichnungsfrequenz 1,77 MHz beträgt, und Leselicht mit einer Wellenlänge von 830 nm be nutzt wird und das reflektierte Licht aufgenommen wird, dann können wiedergegebene Signale nur an der ansteigenden Flanke des Rechtecklichtimpulses 6 und an der abfallenden Flanke des Rechtecklichtimpulses 7 erhalten werden. Das wiedergege bene Signal, das vom Aufzeichnungsteil kommt, der durch den Rechtecklichtimpuls 6 gebildet wird, erscheint in negativer Richtung und das wiedergegebene Siganl, das von dem Aufzeich nungsteil kommt, der vom Rechtecklichtimpuls 7 gebildet wird, erscheint in positiver Richtung. In dieser Weise ist eine dreiwertige Aufzeichnung möglich. Wenn dann der Informations aufzeichnungsträger mit einem ununterbrochenen Lichtstrahl einer Leistung von 14,1 mW bestrahlt wird, dann verschwindet das wiedergegebene Signal.

Wenn die dünne Aufzeichnungsschicht 3 250 nm stark ist, ist eine Aufzeichnung für einen Leistungsbereich des Lichtimpulses zur Aufzeichnung zwischen 12 und 25 mW möglich und wer den wiedergegebene Signale erhalten, wie sie in Fig. 6d und 7b dargestellt sind. Für einen Bereich der Drehzahl des Informationsaufzeichnungsträgers zwischen 1800 und 3000 Um drehungen/Minute werden wiedergegebene Signale erhalten, wie sie in Fig. 6d und Fig. 7b erhalten werden. Für Auf zeichnungsfrequenzen unter 2 MHz werden weiterhin die wieder gegebenen Signale erhalten, die in Fig. 6d und Fig. 7b dargestellt sind.

Obwohl bei den obigen Ausführungsbeispielen der Fall beschrieben wurde, daß Laserlicht als Energiestrahl benutzt wird, kann auch ein anderer Lichtstrahl oder ein anderer Energie strahl, beispielsweise ein Elektronenstrahl usw. verwandt werden. Obwohl bei den obigen Ausführungsbeispielen als Auf zeichnungsschicht 3 eine Aufzeichnungsschicht aus Ge-Te-Se benutzt wurde, bei der das Neuschreiben der Information über eine Phasenänderung zwischen der kristallinen und der amorphen Phase bewirkt wird, können auch andere Aufzeichnungs schichten des Ge-Te-Systems (Aufzeichnungsschichten, die Ge- und Te sowie eines oder mehrere andere Elemente je nach Not wendigkeit enthalten) verwandt werden, wobei es wünschens wert ist, ein Material zu verwenden, dessen Kristallisations zeit zwischen 5 und 50 ns liegt. Es ist weiterhin wünschens wert, daß die dünne Aufzeichnungsschicht 3 50 bis 500 nm ins besondere 200 bis 400 nm stark ist. Obwohl weiterhin bei den obigen Ausführungsbeispielen das Reflexionsvermögen des In formationsaufzeichnungsträgers aufgenommen wurde, ist es auch möglich, die Lichtdurchlässigkeit oder die Polarisa tionseigenschaften des Informationsaufzeichnungsträgers zu erfassen. Obwohl weiterhin bei den obigen Ausführungsbei spielen der Fall erläutert wurde, daß die Information auf eine Seite des Informationsaufzeichnungsträgers aufgezeichnet wird, ist es auch möglich, eine Information auf beide Seiten des Informationsaufzeichnungsträgers dadurch aufzu zeichnen, daß zwei Stücke eines Informationsaufzeichnungs trägers, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, unter Ver wendung eines organischen Klebemittels zusammengeklebt werden.

Als Abwandlung des Ausführungsbeispiels, bei dem die dünne Aufzeichnungsschicht 3 350 nm stark war, kann als Laserlicht zur Aufzeichnung ein Lichtimpuls verwandt werden, wie er in Fig. 8a dargestellt ist. Wenn die dünne Aufzeichnungs schicht 3 mit dem Laserlicht mit einer Aufzeichnungsfrequenz von 1 MHz und einem Tastverhältnis von 50% bestrahlt wird, wird ein wiedergegebenes Signal erhalten, wie es in Fig. 8b dargestellt ist. Wenn die Schicht mit einem ununterbrochenen Lichtstrahl einer Leistung von 14,1 mW als Laserlicht zum Löschen bestrahlt wird, wird die Intensität des wiedergegebenen Signals reduziert, was wiederholte Aufzeichnungs- und Löschvorgänge ermöglicht.

Ausführungsbeispiel 2

Es wird ein Informationsaufzeichnungsträger benutzt, wie er in Fig. 3 dargestellt ist und bei dem die Schutzschicht 2 100 nm stark ist, die Schutzschicht 4 200 nm stark ist und aus ZrO₂ mit dem Zerstäubungsverfahren ausgebildet ist, und die dünne Aufzeichnungsschicht 3 eine In-Se-Tl-Schicht ist, die durch gemeinsames Aufdampfen ausgebildet ist, wobei diese Schichten auf einer Glasscheibe angeordnet sind, deren Durch messer 13 cm beträgt. Die Scheibe ist mit einer weiteren Glas scheibe auf der Seite der Schutzschicht 4 mit einem Klebe mittel zusammengeklebt.

Wenn der Informationsaufzeichnungsträger, der mit einer Ge schwindigkeit von 1200 Umdrehungen/Minute gedreht wird, mit einem Laserdiodenlicht einer Leistung von 14,1 mW be strahlt wird, dessen Wellenlänge bei 830 nm liegt, wird der bestrahlte Teil der Aufzeichnungsschicht 3 aufgeschmolzen, so daß die verschiedenen Elemente der Aufzeichnungsschicht 3 in ausreichendem Maße miteinander reagieren können. Das Wieder gabe- oder Leselicht zum Wiedergeben der Signale ist ein ununterbrochenes Licht mit einer Leistung von 1,5 mW. Es werden keine Änderungen beobachtet, wenn die Aufzeichnungs schicht mit Leselicht über mehr als 100 Stunden bestrahlt wird. Das Laserlicht zum Aufzeichnen wird von der gleichen Laser diode erzeugt, die auch das Leselicht erzeugt, wobei das Laser licht für die Aufzeichnung aus Rechtecklichtimpulsen be steht, die von einem Wiedergabeenergiepegel aus ansteigen, wie es in Fig. 9a dargestellt ist. Das Auslesen der Adresse der Spur oder des Sektors wird mit einer Bestrahlung bei dem Wiedergabeenergiepegel vor dem Anstieg des Impulses verwirk licht. Wenn die Aufzeichnungsschicht 3 mit dem Laserlicht zur Aufzeichnung bestrahlt wird, dessen Aufzeichnungsfrequenz bei 1,5 MHz liegt und dessen Tastverhältnis 50% beträgt, wird das in Fig. 9b dargestellte wiedergegebene Signal in der gleichen Weise wie beim ersten Anführungsbeispiel erhalten. Wenn dann die Aufzeichnungsschicht mit einem ununterbrochenen Laserlicht einer Leistung von 14,1 mW zum Löschen be strahlt wird, dann wird die Intensität des wiedergegebenen Signals reduziert, so daß wiederholte Aufzeichnungs- und Löschvorgänge möglich sind. Obwohl bei dem obigen Aus führungsbeispiel eine Aufzeichnungsschicht 3 aus In-Se-Tl be nutzt wurde, können auch andere Aufzeichnungsschichten des In-Se-Systems (Aufzeichnungsschichten mit In und Se sowie einem oder mehreren anderen Elementen je nach Notwendigkeit) verwandt werden.

Bei einer Abwandlungsform dieses Anführungsbeispiels wird weiterhin ein Lichtimpuls, wie er in Fig. 10a dargestellt ist, als Laserlicht für die Aufzeichnung benutzt. Wenn die Aufzeichnungsschicht 3 mit einem Aufzeichnungslicht be strahlt wird, dessen Aufzeichnungsfrequenz gleich 1 MHz ist und dessen Tastverhältnis 50% beträgt, dann wird das wieder gegebene Signal erhalten, das in Fig. 10b dargestellt ist. Wenn die Aufzeichnungsschicht mit einem ununterbrochenen Laserlicht einer Leistung von 14,1 mW zum Löschen bestrahlt wird, nimmt die Intensität des wiedergegebenen Signals ab, was wiederholte Lösch- und Aufzeichnungsvorgänge erlaubt.

Schließlich können auch andere Aufzeichnungsschichten 3 als die beschriebenen Aufzeichnungsschichten aus der Gruppe von Materialien, die hauptsächlich das Ge-Te-System oder das In-Se-System enthalten, beispielsweise Aufzeichnungs schichten des Ga-Se-Systems, des Sb-Se-Systems, des Sb-Te-Systems, des In-Te-Systems, des In-Sb-Systems, des Au-Te-Systems und des Ga-Sb-Systems gleichfalls verwandt werden.

Claims

1. Informationsaufzeichnungsvorrichtung mit einem Informationsaufzeichnungsträger (1, 2, 3, 4) und einer Ein richtung zum Aufzeichnen/Wiedergeben einer Information durch Bestrahlen des Informationsaufzeichnungsträgers (1, 2, 3, 4) mit einem Energiestrahlimpuls, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bedingung er füllt ist, die gegeben ist durch so daß sich die Amplitude des wiedergegebenen Signals, das von einem Bereich auf dem Aufzeichnungsträger erhalten wird, an dem sich die vom Energiestrahlimpuls gelieferte Energie plötzlich ändert, in eine Richtung unmittelbar nach einer Änderung in die gegenüberliegende Richtung ändert, wobei
τ : Zeit, die für eine Phasenänderung im Aufzeichnungsträger notwendig ist,
α : Zeit, während der die Temperatur eines Teils des Auf zeichnungsträgers, auf den der abfallende Teil des Energie strahlimpulses gestrahlt wird, durch einen Phasenänderungs temperaturbereich geht,
β : Zeit, während der die Temperatur eines Teils des Auf zeichnungsträgers, auf den der durchgehende Teil des Energie strahlimpulses gestrahlt wird, durch den Phasenänderungs temperaturbereich geht,
a : Stärke an thermischer Diffusion des Aufzeichnungsträgers einschließlich einer dünnen Aufzeichnungsschicht (3) und einer Schutzschicht (4),
A : Konstante, B : Konstante, A <B,
r : Radius des ausgesandten Energiestrahls,
v : Lineargeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers,
l : Impulsbreite des Strahlimpulses und
a ≈ (Wärmeleitfähigkeit) · (spezifische Wärme)^-1 · (Dichte)^-1 · (Stärke der dünnen Schicht).

2. Informationsaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungs schicht des Informationsaufzeichnungsträgers aus einem System besteht, das aus einer Materialgruppe gewählt ist, die das Ge-Te-System, das In-Se-System, das Ga-Se-System, das Sb-Se- System, das Sb-Te-System, das In-Te-System, das In-Sb-System, das Au-Te-System und das Ga-Sb-System einschließt.