DE3739426A1

DE3739426A1 - Verfahren zum optischen aufzeichnen und lesen von informationen

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Publication number: DE3739426A1
Application number: DE19873739426
Authority: DE
Inventors: Urs Paul Prof Dipl Ing Ch Wild; Alois Dr Renn; Manfred Dr Hofmann
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1986-11-24
Filing date: 1987-11-20
Publication date: 1988-05-26
Also published as: GB2198546B; JPS63149685A; GB8726976D0; GB2198546A; CH671473A5; FR2607307A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufzeichnen und Lesen von Informationen in Form von holographisch erzeugten opti schen Veränderungen in einem Aufzeichnungsmaterial, das mindestens eine strahlungsempfindliche, im UV- und/oder sichtbaren und/oder IR-Spektralbereich mindestens eine inhomogen verbreiterte Absorp tionsbande aufweisende Verbindung enthält.

Die Aufzeichnung von Daten oder Bildinformationen in Form von Interferenzmustern (als Hologramm bezeichnet) mit Hilfe von kohärenten Laserlichtstrahlen auf strahlungsempfindlichen Materi alien ist dem Fachmann als Holographie bekannt und beispielsweise in Optical Holography, von P. Hariharan, Cambridge University Press 1984, insbesondere auf Seiten 1-2, beschrieben. Beleuchtet man dann in einem zweiten Schritt das Hologramm mit kohärentem Laserlicht aus derselben Richtung, aus der die Referenzwelle bei der Aufnahme fiel, so entstehen durch Beugung an den Interferenzmustern zwei abgelenkte Lichtbündel, von denen das eine ein räumliches, reelles Bild hinter dem Hologramm und das andere ein räumliches virtuelles Bild vor dem Hologramm erzeugt. Das virtuelle Bild kann mit dem Auge direkt beobachtet werden, wobei sich seine Ansicht mit der Position des Beobachters gleich verändert wie die Ansicht des Gegenstandes selbst. Dieses Verfahren erlaubt bei fester geometrischer Anordnung lediglich die Aufzeichnung eines einzigen Bildes pro Flächenelement des Aufzeichnungsmaterials.

Es ist ferner beispielsweise gemäß US Patent 41 01 976 bekannt, das strahlungsempfindliche, mindestens eine inhomogen verbreiterte Absorptionsbande aufweisende Verbindungen in einem Material (Matrix) bei tiefen Temperaturen durch Bestrahlen mit Laserlicht geringer Bandbreite in einen neuen, photochemisch oder photophysikalisch veränderten Zustand übergehen. Diese optischen Veränderungen sollen zweckmäßig schmalbandig sein, um die gewünschte hohe spektrale Auflösung zu gewährleisten. Damit ist es möglich, innerhalb der inhomogen verbreiterten Absorptionsbande einer strahlungsempfind lichen Verbindung bei verschiedenen Wellenlängen eine große Zahl voneinander unabhängiger spektraler Löcher an derselben geometri schen Stelle einzubrennen und anschließend bei den entsprechenden Wellenlängen wieder zu detektieren. Auf diese Weise lassen sich Informationen in digitaler Form (oft als Bits = binäre Zahlen bezeichnet) durch Zuordnung einzelner Bits zu je einem spektralen Loch an einer bestimmten Stelle des Materials speichern, so daß eine sehr große Menge von Informationen in einem bestimmten Volumen des Materials gespeichert wird. Der Photochemismus dieser Art optischen Ausbleichens erfaßt nur solche Moleküle, die bei den eingesetzten Laser-Frequenzen absorbieren; die restlichen bei anderen Frequenzen absorbierenden Moleküle im Material bleiben unverändert, weil sie nicht an der photoinduzierten Reaktion teilnehmen.

Dem obigen US Patent 41 01 976 (Kolonne 4, Zeilen 27-30) läßt sich außerdem entnehmen, daß die Aufzeichnung der Informationen auch holographisch durchgeführt werden kann.

Weiterhin ist beispielsweise aus Chemical Physics Letters 94(1), S. 483-487 (1983) bekannt, derartige durch geeignetes Laserlicht erzeugte spektrale Löcher unter dem Einfluß eines elektrostatischen Feldes (Stark-Effekt) derart zu verändern, daß ihre Absorptions tiefe abnimmt und ihre spektrale Breite ausgedehnt wird. Gleiche Effekte können auch erzielt werden, wenn ein während des Brennens des spektralen Loches angelegtes elektrostatisches Feld nachträglich verändert oder abgebaut wird. Zudem ist gemäß Molecular Physics 45, Nr. 1, S. 113-127 (1982) auch bekannt, daß magnetische Felder einen ähnlichen Einfluß auf spektrale Löcher ausüben, und daß beispiels weise nach Optics Communications 51, S. 412-416 (1984) spektrale Löcher unter dem Einfluß von Druck (als hydrostatischer Druck oder als Schallwellen) ihre Form entsprechend verändern. Die spektralen Löcher werden wieder hergestellt, wenn bei der Detektion die gleiche Feldstärke eingestellt wird, die schon bei der Aufzeichnung vorlag. Auf diese Weise können auch mehrere Bits in Form photochemischer Löcher an einer Stelle in einer Matrix aufgezeichnet werden, wobei gemäß dieser Literaturstelle ein Laser mit einer festen Wellenlänge verwendet wird.

Es wurde nun gefunden, daß sich mehrere Hologramme als spektrale Löcher in einem geeigneten Aufzeichnungsmaterial speichern lassen, wenn unter dem Einfluß variabler äußerer Felder mehrere ver schiedene Hologramme an derselben Stelle im Aufzeichnungsmaterial und bei gleicher Laser-Wellenlänge aufgezeichnet und anschließend gelesen werden. Überraschend dabei ist, daß die aufgenommenen Hologramme durch einfache Rekonstruktion der ursprünglichen Feld stärken wieder mit guter Trennschärfe sichtbar gemacht werden können, obwohl die spektralen Löcher durch den Einfluß unter schiedlicher äußerer Felder nur ihre Form und Tiefe verändern. Dies ist umso überraschender, als die gleiche Art von Molekülen für ver schiedene Informationen, die bei verschiedenen äußeren Feldern aufgezeichnet worden sind, als Speichermaterial (zum Aufzeichnen und Lesen) benützt werden können, ohne daß die eingebrannten Löcher vollständig verschwinden; die verschiedenen Informationen können dadurch unabhängig voneinander registriert und gelesen werden.

Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zum optischen Aufzeichnen und Lesen von Informationen in einem Aufzeichnungs material, das mindestens eine strahlungsempfindliche, im UV- und/oder sichtbaren und/oder IR-Spektralbereich mindestens eine inhomogen verbreiterte Absorptionsbande aufweisende Verbindung enthält, die unter der Einwirkung von schmalbandigem Laserlicht mit mindestens einer innerhalb dieser Absorptionsbande liegenden Frequenz und unter der Einwirkung eines von außen einstellbaren elektrostatischen, magnetischen oder Druck-Feldes eine Änderung des Absorptionsverhaltens erfährt, wobei durch Einstellung anderer Feldstärken des elektrostatischen, magnetischen oder Druck-Feldes weitere Veränderungen des Absorptionsverhaltens bewirkt und daher zusätzliche Informationen aufgezeichnet werden können, diese Änderungen jedoch bei Wiederherstellung der Feldstärken zur Zeit der Aufzeichnung wieder abgelesen werden können, dadurch gekenn zeichnet, daß die Informationen in Form von Hologrammen aufge zeichnet und gelesen werden.

Als von außen einstellbares Feld bevorzugt ist ein elektro statisches Feld.

Besonders geeignet sind strahlungsempfindliche Verbindungen, die im UV- und/oder sichtbaren und/oder nahen IR-Spektralbereich, ganz besonders aber im sichtbaren und/oder nahen IR-Spektralbereich, absorbieren.

Unter nahem IR-Spektralbereich versteht man den Bereich zwischen 0,78 µm und 2 µm.

Die strahlungsempfindliche Verbindung kann im erfindungsgemäß in Frage kommenden Aufzeichnungsmaterial (Matrix) beispielsweise in einer Menge von 0,001 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Aufzeichnungs material, vorzugsweise von 0,01 bis 10 Gew.-%, insbesondere aber von 0,01 bis 0,5 Gew.-%, vorliegen. Die optimale Konzentration hängt insbesondere ab von der eingesetzten Verbindung, von der Dicke des Aufzeichnungsmaterials und der Laser-Frequenz, die zur Herstellung des Hologrammes verwendet wird.

Durch Einwirkung schmalbandigen Laserlichtes einer bestimmten Frequenz erfahren bestimmte Moleküle dieser strahlungsempfindlichen Verbindung durch den Prozeß des photophysikalischen oder photo chemischen Lochbrennens eine Änderung im Absorptionsprofil der durch die Laserfrequenz berührten inhomogen verbreiterten Bande. Informationsbits können daher mit einem Laser bestimmter Frequenz bei verschiedenen Werten des von außen angelegten Feldes (elek trostatischen, magnetischen oder Druck-Feldes) aufgezeichnet und später durch Einstellung der dem Aufzeichnungsvorgang entsprechenden Feldstärke wieder gelesen werden. Änderungen des Absorptions verhaltens der strahlungsempfindlichen Verbindungen können physi kalisch auch mit Änderungen des Brechungsindexes des Aufzeichnungs materials gekoppelt sein, und die Beugungseffizienz der Hologramme kann durch die beiden Effekte beeinflußt werden.

Die durch den Laser bestrahlte Fläche kann in der Größe von einigen Mikrometern bis zu mehreren Zentimetern ausgewählt werden. Die Hologramme auf kleinen Flächen werden mit Hilfe von optischen Instrumenten gelesen.

Die Lebensdauer von solchen strahlungsinduzierten Informations-bits liegt bei tiefer Temperatur im allgemeinen in der Größenordnung von Jahren, so daß diese Informationen als stabil anzusehen sind.

Beispiele von erfindungsgemäß in Frage kommenden Verbindungen, die durch selektive Bestrahlung photophysikalische oder photochemische Reaktionen erfahren können, sind Substanzen, die sich beispielsweise gemäß Phys. Bl. 41 (1985), Nr. 11, S. 363-369 nach Ein- oder Zwei-Photon-Prozessen umwandeln lassen, wobei für Ein-Photon Prozesse vor allem Protonentransfer- bzw. Tautomeriereaktionen und für Zwei-Photonen-Reaktionen beispielsweise photochemische Zer setzungen und Photoionisation in Frage kommen. Die Veränderung der Lage oder Orientierung von Molekülen der strahlungsempfindlichen Verbindung in der Matrix, beispielsweise indirekte Reorientierung von benachbarten Matrixmolekülen, fällt auch unter den Begriff des photophysikalischen Lochbrennens. Ein Beispiel für eine Protonen transferreaktion ist das Molekül Chinizarin, dessen intramolekulare Wasserstoffbrücke sich unter geeigneter Bestrahlung öffnet und eine intermolekulare Brücke zur Matrix bildet. Dadurch kann eine spektro skopische Verschiebung um einige hundert Wellenzahlen erzeugt werden, so daß das entstandene Photoprodukt bezüglich seiner Absorption außerhalb der inhomogen verbreiterten Absorptionsbande der Ausgangssubstanz liegt. Ein Beispiel für eine Photo-Tautomeri sierung ist Phthalocyanin, ein Beispiel für eine photochemische Reaktion Dimethyl-s-tetrazin.

Erfindungsgemäß in Frage kommende strahlungsempfindliche Verbin dungen sind z. B. Porphin-Abkömmlinge, wie Porphyrin, deuterisiertes Porphyrin, Tetraphenylporphyrin, 7,8-Dihydroporphyrin (Chlorin), ferner Porphyrazine, wie unsubstituierte oder substituierte Phthalo cyanine, ferner Chinizarin, α-Diketone, wie Benzil, Camphorchinon oder Biacetyl, Oxazine, wie das Iminium-perchlorat von 3,7-Bisethyl amino-2,8-dimethylphenoxazin, ferner Tetrazine, wie Dimethyl-s- tetrazin oder Diphenyl-s-tetrazin, Spiropyrane, Isoimidazole, Azirine, sowie Verbindungen, die als Laserfarbstoffe dem Fachmann bekannt sind.

Verbindungen, die sich durch cis-trans-Isomerisierung photochemisch umwandeln lassen, wie Maleinsäure, Fumarsäure oder Crotonsäure kommen auch in Frage.

Besonders bevorzugte Verbindungen sind Porphin-Abkömmlinge, Por phyrazine, Chinizarin, α-Diketone und Tetrazine.

Zur Aufzeichnung der Informationen im erfindungsgemäß in Frage kommenden Aufzeichnungsmaterial werden zweckmäßig spektral reine Laser-Quellen verwendet. Dabei wird die Energiestrahlung entspre chend der Form der aufzubringenden Information auf die Oberfläche des zu markierenden Aufzeichnungsmaterials gerichtet und gegebenen falls fokussiert, wobei an den bestrahlten Stellen eine spektrale Veränderung entsteht.

Beispiele für solche Laser-Quellen sind Festkörper-Pulslaser, wie Alexandrit-Laser, Rubin-Laser oder frequenzvervielfachte Nd : YAG-Laser, gepulste Laser mit Zusatzeinrichtung, wie gepulste Farbstofflaser oder Ramanshifter, weiter Dauerstrichlaser, die gegebenenfalls Pulsmodifikationen (Q-Switch, Mode-Locker) aufweisen, beispielsweise auf Basis von CW Nd : YAG-Laser mit Frequenzverviel facher, kontinuierliche Farbstofflaser oder CW Ionen-Laser (Ar, Kr), ferner gepulste Metalldampflaser, wie beispielsweise Cu-Dampflaser oder Au-Dampflaser, oder Halbleiter-Laser mit geringer spektraler Bandbreite, insbesondere sogenannte Einmoden-Laser.

Vorteilhaft ist bei den erwähnten Festkörper- und Gaslasern die Verwendung von Zusatzeinrichtungen zur Verringerung der Bandbreite, z. B. Prismen, Gitter und Etalons, innerhalb des Laserresonators.

Bevorzugt werden Dauerstrich-Laser, wie beispielsweise in der nachstehenden Tabelle neben weiteren handelsüblichen erfindungs gemäß in Frage kommenden Lasern aufgeführt.

Tabelle

Das erfindungsgemäß in Frage kommende Aufzeichnungsmaterial (Matrix) kann hochmolekulares organisches Material natürlicher oder künstlicher Herkunft, Glas, keramisches Glas oder eine gefrorene Flüssigkeit sein.

Stellt das Aufzeichnungsmaterial ein hochmolekulares organisches Material dar, so kann es sich z. B. um Naturharze oder trocknende Öle, aber auch um abgewandelte Naturstoffe handeln, beispiels weise um ölmodifizierte Alkydharze oder um Cellulosederivate, wie Cellulo seester oder Celluloseether, und besonders um vollsynthetische organische Polyplaste, das heißt um Kunststoffe, die durch Polyme risation, Polykondensation oder Polyaddition hergestellt sind. Aus der Klasse dieser Kunststoffe seien besonders folgende genannt:
Polyethylen, Polypropylen, Polyisobutylen, Polystyrol, Polyvinyl chlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylacetale, Polyacrylnitril, Polyacrylsäure- und Polymethacrylsäureester oder Polybutadien, sowie Copolymerisate davon, insbesondere ABS oder EVA; Polyester, insbe sondere hochmolekulare Ester aromatischer Polycarbonsäuren mit polyfunktionellen Alkoholen; Polyamide, Polyimide, Polycarbonate, Polyurethane, Polyether wie Polyphenylenoxid, Polyacetale, die Kondensationsprodukte von Formaldehyd mit Phenolen, die sogenannten Phenoplaste, und die Kondensationsprodukte von Formaldehyd mit Harnstoff, Thioharnstoff und Melamin, die sogenannten Aminoplaste; die unter dem Namen "Epoxyharze" bekannten Polyadditions- bzw. Polykondensationsprodukte von Epichlorhydrin mit Diolen oder Polyphenolen und ferner die als Lackharze verwendeten Polyester, und zwar sowohl gesättigte, wie z. B. Alkydharze, als auch ungesättigte, wie beispielsweise Maleinatharze. Es sei betont, daß nicht nur die einheitlichen Verbindungen, sondern auch Gemische von Polyplasten, sowie Mischkondensate und Mischpolymerisate, wie z. B. solche auf Basis von Butadien, verwendet werden können.

Hochmolekulare organische Materialien in gelöster Form als Film bildner kommen auch in Frage, wie z. B. Leinölfirnis, Nitrocellulose, Alkydharze, Phenolharze, Melaminharze, Acrylharze und Harnstoff- Formaldehydharze, wobei die daraus erhaltenen Filme, beispielsweise auf transparenten Trägern oder zwischen zwei transparenten Trägern, eingesetzt werden können.

Die Zugabe der erfindungsgemäß in Betracht gezogenen strahlungs empfindlichen Verbindung zu dem zu Formkörpern zu verarbeitenden hochmolekularen organischen Material erfolgt nach an sich bekannten Methoden, beispielsweise derart, daß man eine solche Verbindung gegebenenfalls in Form von Masterbatches, diesem Substrat unter Verwendung von Extrudern, Walzwerken, Misch- oder Mahlapparaten zumischt. Die Zugabe der strahlungsempfindlichen Verbindungen kann auch vor der endgültigen Polymerisation oder Vernetzung in eine Mischung von Monomeren, Prepolymeren, gesättigten oder unge sättigten Oligomeren und/oder multifunktionalen Monomeren erfolgen, gegebenenfalls unter Zusatz von Polymerisationsinitiatoren, so daß diese Verbindungen während der Polymerisation oder Vernetzung chemisch oder physikalisch fest in die Matrix eingebaut werden. Das erhaltene Material wird hierauf nach an sich bekannten Verfahren wie Kalandrieren, Pressen, Strangpressen, Streichen, Gießen, Extru dieren oder durch Spritzguß in die gewünschte endgültige Form gebracht. Oft ist es erwünscht, den Matrix-Materialien zur Her stellung von nicht starren Formkörpern oder zur Verringerung ihrer Sprödigkeit vor der Verformung sogenannte Weichmacher einzuver leiben. Als solche können z. B. Ester der Phosphorsäure, Phthalsäure oder Sebacinsäure dienen. Die Weichmacher können vor oder nach der Einverleibung der strahlungsempfindlichen Verbindung in die Polymeren eingearbeitet werden.

Zur Herstellung von Filmen werden die Matrix-Materialien und die strahlungsempfindliche Verbindung, gegebenenfalls zusammen mit weiteren Zusätzen, in einem gemeinsamen organischen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch fein dispergiert bzw. gelöst. Man kann dabei so verfahren, daß man die einzelnen Komponenten für sich oder auch mehrere gemeinsam dispergiert bzw. löst, und erst hierauf alle Komponenten zusammenbringt. Das homogenisierte Gemisch wird dann nach an sich bekannten Verfahren auf ein transparentes Substrat aufgetragen und eingebrannt bzw. getrocknet, und der erhaltene Film wird dann erfindungsgemäß bestrahlt.

Der getrocknete Film kann auch vor der Bestrahlung auf ein anderes transparentes Substrat gebracht oder zwischen zwei Trägerplatten fixiert werden. Hat das Matrix-Material genügend Festigkeit, kann es auch direkt mit transparenten Elektroden versehen werden. Dadurch werden die transparenten Trägerplatten überflüssig.

Ist das Aufzeichnungsmaterial (Matrix) Glas oder keramisches Glas, so handelt es sich um Gläser und keramische Gläser, die dem Fachmann wohlbekannt und beispielsweise in der Ullmann Enzyklopädie der techn. Chemie, 4. Auflage, Bd. 12, S. 320-323 und 361-364, beschrie ben sind. Beispiele hierfür sind Silikatgläser, Silikatgläser aus zwei Komponenten, Borat-, Phosphat-, Borosilikat-, Aluminiumsilikat- und Bleigläser. Gläser, welche bei tiefer Temperatur nach dem Sol-Gel-Verfahren hergestellt werden, können erfindungsgemäß auch verwendet werden.

Das erfindungsgemäß in Betracht gezogene Aufzeichnungsmaterial kann auch eine gefrorene Flüssigkeit sein, die beispielsweise bei Raumtemperatur flüssig, bei tieferer Temperatur aber fest und transparent ist. Dabei wird die strahlungsempfindliche Verbindung zweckmäßig in der in Frage kommenden Flüssigkeit, beispielsweise bei Raumtemperatur gelöst, worauf durch Abkühlen der erhaltenen Lösung in einer geeigneten Küvette mit geringer Schichtdicke unter den Gefrierpunkt der verwendeten Flüssigkeit ein festes Aufzeich nungsmaterial, beispielsweise in der Form eines dünnen Filmes, hergestellt wird.

Beispiele von geeigneten Flüssigkeiten sind Alkohole, wie Ethanol, ferner Glykole, Glycerin, Ether, n-Alkane, Ketone, Ester oder Amide, oder Gemische dieser Flüssigkeiten.

Das erfindungsgemäß in Frage kommende Aufzeichnungsmaterial kann auch ein Gemisch der oben angegebenen Flüssigkeiten untereinander oder einer oder mehrerer dieser Flüssigkeiten mit einem oben angegebenen hochmolekularen organischen Material sein.

Für das erfindungsgemäße Verfahren besonders bevorzugte Auf zeichnungsmaterialien sind amorphe transparente Materialien.

Ganz besonders bevorzugte Materialien sind z. B. Polyacrylate, wie Polymethylmethacrylat, Polyethylmethacrylat, Polymethyl- oder Polyethyl-acrylat, Polycyanoacrylate, wie α-Methyl-, α-Ethyl- oder α-Isobutyl-cyanoacrylat, Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylacetale, wie Polyvinylbutyral, Polyvinylcarbazole oder Polyvinylalkohole.

Die Einstellung des Lasers beim Aufzeichnen und Lesen auf eine ausgewählte Stelle des Aufzeichnungsmaterials erfolgt nach dem Fachmann bekannten Verfahren, beispielsweise mittels Ablenkung durch bewegliche Spiegel, bewegliche Prismen, elektrooptische Elemente oder mittels Verschiebung des Aufzeichnungsmaterials.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können die verschiedensten Aufzeichnungsarten erhalten werden. Beispiele hierfür sind: Zeichen, Daten, Bilder, Bit-Muster, sowie die verschiedensten Informationen.

Nachstehend sei die Erfindung anhand der Zeichnungen 1, 2, 3a, 3b, 3c und 3d näher erläutert. Darin zeigen im einzelnen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäß in Frage kommenden Speichervorrichtung einschließlich der Mittel zum Einschreiben und Lesen der Information,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Speichermediums und der Elektrodenanordnung,

Fig. 3a das Absorptionsverhalten des Materials als Funktion der angelegten Feldstärke, bevor es dem Laserlicht ausgesetzt wird,

Fig. 3b das Absorptionsverhalten des Aufzeichnungsmaterials als Funktion der angelegten elektrischen Feldstärke, nachdem es in einem bestimmten elektrischen Feld C der Belichtung durch Laserlicht einer festen Frequenz ausgesetzt worden ist,

Fig. 3c das Absorptionsverhalten des Aufzeichnungsmaterials als Funktion der elektrischen Feldstärke, nachdem es bei zwei verschie denen elektrischen Feldstärken C und D einer Bestrahlung mit der gleichen festen Laserfrequenz ausgesetzt worden ist,

Fig. 3d die holographische Beugungseffizienz des Aufzeichnungs materials als Funktion der Feldstärke, nachdem es bei zwei ver schiedenen Feldstärken C und D einer holographischen Belichtung mit der gleichen festen Laserfrequenz unterworfen wurde.

Wenn die Information als Hologramme aufgezeichnet wird, hängt die Beugungseffizienz des erzeugten Hologrammes im Aufzeichnungsmaterial von der Feldstärke ab. Fig. 3d zeigt die Beugungseffizienz von zwei Hologrammen, die bei den Feldstärken C und D aufgezeichnet wurden. Die Maxima bei den Feldstärken C und D repräsentieren holographisch gespeicherte Information, die sich deutlich und mit gutem Signal/ Rauschen-Verhältnis von der Nullinie abhebt.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäß einsetzbaren Aufzeichnungsvorrichtung.

In Fig. 1 ist schematisch eine optische Speichervorrichtung darge stellt, an welche die elektrische Feldstärke angelegt wird. Die optische Informationsspeichervorrichtung enthält eine Laserlicht quelle, die bei einer oder mehreren festen Frequenzen stabil arbeitet und deren Linie oder Linien schmalbandig in bezug auf die inhomogen verbreiterte Absorptionsbande sind. Die Lichtintensität des Lasers muß den Erfordernissen des Speichermaterials bei dem Schreib- und Leseprozeß angepaßt werden können. Wenn der Laser 1 bei mehr als einer festen Frequenz arbeitet, dient ein optisches Filter zur Selektion der gewünschten Laserfrequenz. Der erzeugte Laserstrahl 8 wird durch einen geeigneten Aufbau 2 holographisch strukturiert. Die Einrichtungen für die räumliche Ablenkung des Laserstrahls sind nicht dargestellt und sind von gebräuchlicher Bauart. Das Speichermedium 3 befindet sich durch Anlegen einer externen Spannung 7 an einen Satz von geeignet konstruierten transparenten Elektroden 4 in einem elektrischen Feld. Bei der Einstrahlung von Laserlicht fester Frequenz erfährt das Speicher medium 3 eine permanente oder zeitlich befristete Absorptions änderung, die durch eine Änderung der elektrischen Feldstärke weitgehend auf den vor der Einstrahlung vorhandenen Wert zurück gebildet wird, jedoch bei der Wiederherstellung der elektrischen Feldstärke im wesentlichen in der ursprünglich aufgezeichneten Form wieder erscheint. Das optische Filter 5 und eine Detektorschaltung 6 werden nur während des Leseprozesses verwendet.

In Fig. 2 wird eine perspektivische Darstellung des Aufzeichnungs materials (Speichermedium) in der Form eines Filmes, an dem durch zwei Elektroden ein elektrisches Feld angelegt werden kann, und der Elektrodenanordnung gezeigt. Dieser Film hat eine Dimension von 20 mm × 10 mm × 50 µ und wird zwischen zwei transparenten Glas platten 9 angeordnet, welche je eine Elektrode zum Erzeugen des elektrischen Feldes tragen. Diese Glasplatten dienen als Träger für die auf der Innenseite aufgedampften elektrisch leitenden und optisch durchsichtigen Elektroden 4. Die Konzentration der strah lungsempfindlichen Verbindung wird so gewählt, daß sich im Maximum der inhomogen verbreiterten Absorptionsbande eine optische Dichte von ungefähr 1 ergibt. Zum Schreiben dient ein schmalbandiger frequenzstabilisierter Farbstofflaser einer Frequenz, die im Bereich der inhomogenen Bandenbreite liegt. Bei einer Einstrahlungsintensi tät von beispielsweise 0,2 mW/cm² können in dem Speichermedium, das sich in einem Kryostaten bei der Temperatur des flüssigen Heliums befindet, innerhalb weniger Sekunden Absorptionsänderungen in der Größe von 0,3 optischen Dichte-Einheiten erzielt werden. Die Speichereigenschaften des Speichermediums werden wesentlich durch die Wahl seiner Betriebstemperatur beeinflußt. Bei tieferen Temperaturen erhöht sich die erreichbare Speicherkapazität. Weiter hängen die Speichereigenschaften auch von der Art des (Polymer)- Filmes ab. So zeigt beispielsweise Chlorin in einem Polymethyl methacrylatfilm gegenüber einem Polyvinylbutyralfilm eine ungefähr 2mal kleinere Speicherkapazität. Substanzen oder Zentren mit gutem Speichervermögen zeichnen sich dadurch aus, daß in solchen Substan zen der Unterschied in den Dipolmomenten und/oder den Polarisierbar keiten zwischen dem Grundzustand und dem benützten angeregten Elektronenzustand möglichst groß ist.

Das Aufzeichnungsmaterial wird gemäß den zu speichernden Informa tionen jeweils bei fester Laserfrequenz unter sich stufenweise ändernder von außen angelegter Feldstärke beschrieben, wobei jeder Aufzeichnungs- und Lesevorgang jeweils bei konstant bleibender Feldstärke durchgeführt wird.

Wenn das Laserlicht mit einer festen Frequenz innerhalb der in homogen verbreiterten Absorptionsbande holographisch auf das Speichermedium, das sich im angelegten Feld befindet, auftrifft, dann erzeugt der Laser ein enges spektrales Loch. Dabei werden Moleküle oder Zentren erfaßt, die in diesem Feld einer bestimmten Größe das Laserlicht der festen Frequenz absorbieren. Die Auswahl dieser vom Ausbleichverfahren betroffenen Moleküle wird unter anderem durch die Größe der angelegten Feldstärke bestimmt. Die im Speichermaterial erzeugte Änderung des Absorptionsverhaltens kann entweder permanent oder zeitlich beschränkt sein. Weitere Infor mationsspeicherprozesse können nach einer Veränderung dieses elektrischen Feldes nach dem gleichen Prinzip ausgeführt werden.

Eine wichtige Eigenschaft des erfindungsgemäßen Speicherverfahrens besteht darin, daß im Aufzeichnungsmaterial mit einem Laser fester Frequenz in der Dimension des äußeren Feldes mehrere Hologramme gespeichert werden können. Die Anzahl der Hologramme, die bei einer festen Wellenlänge aufgezeichnet werden können, hängt von der elektrischen Spannungsfestigkeit des Materials ab, die den möglichen Speicherbereich des Materials begrenzt. Die Grenzen dieser Span nungsfestigkeit sind in den Fig. 3a, 3b und 3c mit A und B eingezeichnet und liegen in der Größenordnung von ±5 × 10⁵ V/cm. Der verwendbare Bereich für die elektrischen Feldstärken liegt somit zwischen A und B. Weiter ist die Änderung der Feldstärke entschei dend, die zu einem weitgehenden Verschwinden der Absorptionsänderung führt. Aus dem Beispiel von Chlorin in einem Polyvinylbutyralfilm bei der Temperatur des flüssigen Heliums ergibt sich, daß ein elektrischer Feldstärkenbereich von ungefähr 2 × 10⁴ V/cm für die Speicherung eines Hologramms ausreicht. Bei einer Film-Schichtdicke von 50 µ entspricht dies einer Änderung von 100 V der angelegten Spannung. Daraus ergibt sich, daß im zulässigen Bereich zwischen A und B Information in der Größenordnung von 50 Hologrammen für jede Laserfrequenz abspeicherbar ist.

Durch Einstrahlen von Licht geeigneter Frequenzen an den Stellen entgegengesetzter Absorptionsänderung ist die durch das schmal bandige Laserlicht erzeugte Absorptionsänderung wieder abrufbar.

Zum Lesen der Daten kann die in Fig. 1 dargestellte Speicher vorrichtung verwendet werden. Die Intensität des schmalbandigen Lasers 1 fester Frequenz wird gegenüber dem Schreibvorgang um mehr als einen Faktor 100 reduziert. Das Laserlicht 8 trifft auf das Speichermaterial im elektrischen Feld. Das durchgelassene Licht stellt ein Maß für die im Schreibvorgang erzielte Änderung des Absorptionsverhaltens dar und wird nach Passieren des optischen Filters 5, das die Aufgabe hat, störendes Licht zu unterdrücken, im Detektor als Funktion der elektrischen Feldstärke registriert. In Fig. 3a ist das Absorptionsverhalten des Speichermediums aufge zeigt, bevor es dem Schreibvorgang mit Laserlicht ausgesetzt wird. In Fig. 3b ist das Absorptionsverhalten der Probe bei einer festen Wellenlänge als Funktion der angelegten elektrischen Feldstärke gezeigt, nachdem es bei der elektrischen Feldstärke C dem Laserlicht ausgesetzt worden ist. In Fig. 3c ist das Absorptionsverhalten der Probe bei einer festen Wellenlänge als Funktion der angelegten elektrischen Feldstärke gezeigt, nachdem es bei der elektrischen Feldstärke C und D dem Laserlicht ausgesetzt worden ist. Die Minima an den Stellen C in Fig. 3b, an den Stellen C und D in Fig. 3c repräsentieren gespeicherte Informationen. Fig. 3d stellt halographische Effizienz dar.

Zum Speichern und Lesen können auch andere Einrichtungen verwendet werden als in Fig. 1 dargestellt. Beispielsweise kann auf die optischen Filter verzichtet werden.

Das bisher beschriebene erfindungsgemäße Verfahren arbeitet mit einer einzigen festen Laserwellenlänge. Das dargestellte Prinzip läßt sich auch auf Informationsspeichervorgänge anwenden, wobei das Aufzeichnungsmaterial gemäß den zu speichernden Informationen bei mehreren festen Laserwellenlängen, die einem oder mehreren Lasern entstammen, simultan oder bevorzugt sukzessiv beschrieben wird.

Somit können mehrere diskrete Laser-Frequenzen (Frequenz-Multiplex- Methode) beispielsweise mit dem Stark-Effekt kombiniert werden, so daß bei jeder Laserfrequenz durch zusätzliche Variation der Stark-Spannung eine weitere Steigerung der Informationsdichte, beziehungsweise eine einfachere Aufzeichnung der Informationen über die Spannung, erreicht werden kann.

Es können auch mehrere Diodenlaser (Halbleiter-Laser) mit je einer anderen, festen Frequenz, die an derselben Stelle auf dem Speicher medium aufzeichnen, verwendet werden, wobei jede Diode bei ihrer Frequenz durch Variation des von außen angelegten Feldes, beispiels weise der Stark-Spannung, verschiedene Informationen (ein ver schiedenes Hologramm) aufzeichnen kann.

Erfindungsgemäß können auch Aufzeichnungsmaterialien aus einer eine definitionsgemäße strahlungsempfindliche, mindestens eine inhomogen verbreiterte Absorptionsbande aufweisende Verbindung enthaltenden Matrix verwendet werden, wobei die Matrix aus einem Polymermaterial oder einem Wachs besteht, die auch bei Raumtemperatur im Innern von elektronischen Geräten, beispielsweise bis ca. 60°C, fest und chemisch stabil bleiben, ohne daß die bei tiefer Temperatur aufgezeichneten Informationen gelöscht werden.

Als Aufzeichnungsmaterial kann auch eine Polymer-Matrix eingesetzt werden, bei der die erfindungsgemäße strahlungsempfindliche, mindestens eine inhomogen verbreiterte Absorptionsbande aufweisende Verbindung chemisch an die Polymer-Matrix gebunden oder in die Polymerkette eingebaut ist, wie z. B. in Polystyrol eingebautes Anthracen [vgl. Vlauer, P. Remmp, L. Monnerie, Y. Yang, R. S. Stein, Polymer Communic., 26 (1985), S. 73-76].

Schließlich können als Aufzeichnungsmaterialien auch eine defini tionsgemäße strahlungsempfindliche Substanz enthaltende Matrices verwendet werden, bei denen die Moleküle der strahlungsempfindlichen Verbindung durch geeignete Herstellungstechniken geometrisch ausgerichtet werden. Dies kann z. B. durch Adsorption oder chemische Bindung an einer glatten Oberfläche oder Phasengrenze, durch Adsorption oder Bindung an der Oberfläche von kleinen Plättchen, die in paralleler Anordnung in die Matrix eingebracht werden, Beschich tung nach der Langmuir-Blodgett-Technik (in Chemie in unserer Zeit, Nr. 9 (1975), S. 173-182 beschrieben) durch Ausrichtung der strahlungsempfindlichen Verbindung in einem von außen angelegten (z. B. elektrischen) Feld während der Herstellung des Speicher mediums, oder durch mechanisches Strecken der Matrix mit der homogen verteilten strahlungsempfindlichen Verbindung erfolgen.

Durch eine parallele Ausrichtung der Moleküle läßt sich unter der Einwirkung des von außen angelegten Feldes, insbesonders des Stark-Effektes, nicht nur eine Verbreiterung der spektralen Löcher, sondern auch eine effektive spektrale Verschiebung des Bandenschwerpunktes erreichen.

Die nachstehenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Ein optisches Aufzeichnungsmedium (siehe Fig. 2) wird nach folgendem Verfahren hergestellt:

0,37 mg Chlorin (7,8-Dihydroporphyrin, synthetisiert nach der Vorschrift in U. Eisner und R. P. Linsteadt, Journal of the Chemical Society 4 (1955), S. 3742-3749) werden in 2 ml Methylenchlorid (Merck, UVASOL) gelöst. 600 mg Polyvinylbutyral mit Molekulargewicht 38 000-45 000 (Polyscience Inc., Warrington, Pennsylvania 18978, USA) werden in 10 ml Methylenchlorid (Merck, UVASOL) gelöst. Die beiden Lösungen werden in einer Kristallisierschale von 4 cm Durchmesser gut vermischt und dann bei Raumtemperatur stehen gelassen, bis das Lösungsmittel verdampft ist. Von der am Boden der Schale zurückbleibenden farbigen Kunststoffplatte von ca. 0,2 mm Dicke wird aus der Mitte ein rechteckiges Stück von 1 × 2 cm Größe herausgeschnitten und wie folgt fixiert:

2 Glasplatten (10 × 24 × 1 mm) [(9), Fig. 2], die auf einer Seite mit einem elektrisch leitenden, optisch transparenten Film aus Zinndioxid bedampft sind, werden mit einer seitlichen Versetzung von ca. 5 mm zu einem Sandwich-Stapel zusammengefügt, so daß der Kunststoff in der Mitte liegt und auf beiden Seiten mit einer Elektrode im Kontakt steht. Das ganze Sandwich wird sodann während 12 Stunden unter Druck bei 100°C verklebt, wobei die Dicke des Kunststoffilms durch Abstandslehren in der Presse auf 0,2 mm eingestellt wird.

Die beiden Elektroden [(4), Fig. 2] werden mit Drähten [(7), Fig. 2] kontaktiert, und dann das ganze Sandwich wird auf einem isolierenden Träger montiert.

Für die optische Aufzeichnung und Wiedergabe wird eine Apparatur mit folgenden Hauptkomponenten verwendet (siehe Fig. 4):

- Ein Badkryostat (11) für flüssiges Helium mit zwei parallel zueinander stehenden Fenstern und Vakuumanschluß zum Arbeiten mit reduziertem Heliumdruck;
- Ein Farbstofflaser (1 a), angeregt durch einen Argon-Ionenlaser (1) bei 488 nm, mit Abstimmeinheit und Frequenzstabilisierung (Linien breite ca. 1 MHz, Modell CR-599-21 der Firma Coherent, Palo Alto, CA. 94304, USA), ausgerüstet mit dem Laserfarbstoff DCM der Firma Exciton, Overlook Station, Dayton, OH 45431, USA;
- Eine Detektionseinrichtung bestehend aus einem Restlichtverstärker (16) und einer handelsüblichen Videokamera (17) mit Monitor und Video-Aufzeichnungsgerät (nicht dargestellt).

Für die Aufzeichnung eines Hologrammes wird ein Halter mit dem Aufzeichnungsmaterial in den Kryostaten (11) eingebaut, so daß dieses zwischen die Fenster zu liegen kommt; der Kryostat wird vakuumdicht verschlossen und durch Einfüllen von flüssigem Helium auf etwa 4 Kelvin abgekühlt. Danach wird die Temperatur durch Abpumpen von gasförmigem Helium bei 1000 Pa um weitere 2 Kelvin gesenkt.

Der Ausgangsstrahl des Farbstofflasers (1 a) wird auf 635 nm einge stellt und stabilisiert, abgeschwächt auf eine Leistung von 1 Mikro watt, dann mit einem Strahlteleskop (12) mit Vergrößerungsfak tor 15 aufgeweitet und mit einem Würfel-Strahlteiler (13) in zwei Teilstrahlen gleicher Leistung (Objektstrahl (14) und Referenzstrahl (15) genannt) geteilt. Durch Ablenkung mit einstellbaren Spiegeln (S ₂, S ₃, S ₄) werden die beiden Teilstrahlen annähernd senkrecht auf das Aufzeichnungsplättchen (10) im Kryostaten (11) gerichtet, so daß sie sich auf diesem unter einem Winkel von 10° schneiden. Der gesamte Strahl kann über eine erste elektrisch betätigte Klappe (18) zwischen dem Teleskop (12) und dem Strahlteiler (13) unterbrochen werden, der Objektstrahl (14) durch eine weitere Klappe (19) nach dem Strahlteiler. Für die Aufzeichnung eines ersten Hologrammes wird vorerst bei unterbrochenem Laserstrahl an die Elektroden (20) des Aufzeichnungsplättchens (10) eine von einer Spannungsquelle (21) ausgehende Spannung von -500 V angelegt, ein erstes Bild (ein Diapositiv mit einer schwarz/weißen Strichzeichnung (22)) in den Objektstrahl gestellt, und dann werden beide Laserstrahlen durch Öffnung der Klappen (18) und (19) während 20 Sekunden freigegeben. Danach wird die Spannung um 200 V auf -300 V erhöht, ein zweites Bild in den Objektstrahl gestellt, und wieder während 20 Sekunden belichtet. Dieser Vorgang wird noch bei -100 V, +100 V und +300 V wiederholt.

Zur Wiedergabe der einzelnen Bilder wird der Laser bei gleicher Wellenlänge auf ca. 0,1 Mikrowatt abgeschwächt, aber nur noch der Referenzstrahl (15) freigegeben. Dieser wird nun am Aufzeichnungs plättchen (10) gebeugt und kann durch Öffnung der Klappe (25) über eine Linse (23) der Brennweite 25 cm auf den Restlichtverstärker (16) abgebildet werden. Im Brennpunkt nach der Linse wird durch eine Lochblende (24) von 1 mm Durchmesser störendes Streulicht abgeblockt. Durch Anlegen der bei der Aufzeichnung verwendeten Spannungen zwischen -500 V und +300 V werden die 5 aufgezeichneten Bilder wahlweise getrennt über die Videokamera (17) wiedergegeben.

Im vorliegenden Beispiel 1 (Chlorin in einem Polyvinylbutyralfilm) führt das Einstrahlen mit Licht im Wellenlängenbereich von 625-640 nm zum Prozeß des photochemischen Lochbrennens. Das Molekül Chlorin führt dabei unter dem Einfluß von Licht eine Photoreaktion aus, wobei das neue erzeugte Photoprodukt im Bereich von 560-580 nm absorbiert. Diese Photoreaktion ist reversibel, und die gespeicherte Information kann durch Einstrahlen mit Licht im Spektralbereich von 560-580 nm oder auch in eine weitere Absorptionsbande des Photo produktes mit guter Effizienz gelöscht werden. Ein vollständiges Löschen der gespeicherten Information findet auch beim Aufwärmen des Speichermediums auf Raumtemperatur statt.

Beispiel 2

Vorgehen und Apparatur sind analog zu Beispiel 1, jedoch wird anstelle von Chlorin eine Lösung mit 0,35 mg Oxazin-4-Per chlorat (Laser-Qualität, Firma Eastman Kodak, Rochester, NY 14692) in 2 ml Methylenchlorid für die Herstellung des Aufzeichnungs materials verwendet. Der Farbstofflaser wird dabei für die Auf zeichnung und Wiedergabe auf 620 nm eingestellt.

Beispiel 3

Vorgehen und Apparatur sind analog zu Beispiel 1, jedoch wird anstelle von Chlorin eine Lösung mit 0,35 mg Cresyl-Violett (Laser-Qualität, Firma Eastman Kodak, Rochester, NY 14692) in 2 ml Methylenchlorid für die Herstellung des Aufzeichnungsmaterials verwendet. Der Farbstofflaser wird dabei für die Aufzeichnung und Wiedergabe auf 625 nm eingestellt.

Beispiel 4

Ein Aufzeichnungsmedium wird gemäß Beispiel 1 herge stellt, jedoch werden anstelle von Chlorin 0,5 mg Phthalocyanin (Fluka, Schweiz) verwendet. Die Aufzeichnung (Lochbrennen) wird bei einer Laserwellenlänge von 690 nm durchgeführt, wobei das Bild im Probestrahl durch eine offene Blende ersetzt wird, und die gesamte Signal-Intensität wird mit Hilfe eines Photovervielfachers auf genommen.

Beispiel 5

Eine sich in einer flachen Schale befindliche Pille (0,5 g) aus linearem Polyäthylen niederer Dichte wird auf einer Heizplatte über den Glasumwandlungspunkt auf 180°C erwärmt. Eine Lösung aus 0,35 mg Chlorin (gemäß Beispiel 1 hergestellt) und 2 ml Dichloromethan wird zugetropft, wobei gleichzeitig zur homogenen Dispergierung des Chlorins in der weichen Pille das Polyäthylen mit Hilfe eines Spatels geknetet wird. Das resultierende Polymer wird zu einer flachen Scheibe (0,5 mm Dicke) mit Hilfe des Spatels heiß geformt und dann auf Raumtemperatur abgeschreckt. Daraus wird ein Stück geschnitten und zwischen zwei elektrisch leitenden Glasplatten gemäß dem Verfahren des Beispiels 1 fixiert. Die Aufzeichnung wird gemäß Beispiel 1 bei einer Laserwellenlänge von 635 nm durchge führt, und das Bild im Probestrahl wird durch eine offene Blende ersetzt.

Beispiel 6

Eine sich in einer flachen Schale befindliche Pille (0,5 g) aus Polystyrol (Typ 144C013, BASF) wird auf einer Heizplatte über den Glasumwandlungspunkt auf 190°C erwärmt. Eine Lösung aus 0,35 mg Chlorin (gemäß Beispiel 1) und 2 ml Dichlormethan wird zugetropft, wobei gleichzeitig zur homogenen Dispergierung des Farbstoffes in der weichen Pille das Polystyrol mit Hilfe eines Spatels geknetet wird. Dann wird das Polymer zu einer flachen Scheibe 0,5 mm Dicke mit Hilfe des Spatels heiß geformt und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Daraus wird ein Stück geschnitten und zwischen zwei elektrisch leitenden Glasplatten gemäß dem Verfahren des Beispiels 1 fixiert. Die Aufzeichnung (Lochbrennen) wird gemäß Beispiel 1 bei einer Laserwellenlänge von 635 nm durchgeführt, das Bild im Probestrahl wird durch eine einfache Blende ersetzt, und die gesamte Signal-Intensität wird mit Hilfe eines Photovervielfachers aufgenommen.

Beispiel 7

Eine Probe aus Silikat-Glas wird nach dem Sol-Gel-Ver fahren aus einer Lösung von 0,6 g Oxazin-4-Perchlorat (Kodak, Rochester, NY 14692) in 10 ml Tetraäthoxysilan (Fluka, Schweiz), 3,7 ml destilliertem Wasser, 11,4 ml Äthanol und 0,1 ml Salzsäure (1 Molar) hergestellt. 2,5 ml dieser Lösung werden dann in eine zylindrische Glasschale (2 cm Durchmesser) gegossen. Dann wird diese Schale mit einem breiten Becherglas als Glasglocke so eingeschlos sen, daß die Lösungsmittel langsam bei Raumtemperatur verdampfen. Das Gemisch ist nach 4 Wochen fest, die erhaltene Pille aus der Glasschale entfernt und noch während zwei Monaten bei Raumtempera tur gehalten. Die so erhaltene Pille wird zu einem optischen Standard geschliffen und poliert, und die resultierende Probe wird dann in den Kryostat gebracht. Die Aufzeichnung wird gemäß Ver fahren des Beispiels 1 durchgeführt, wobei keine Elektroden auf der Probe fixiert werden. Somit können Aufzeichnung und Wiedergabe der Information bei Null-Volt durchgeführt werden, und der Laser wird auf 620 nm eingestellt.

Beispiel 8

Aufzeichnungsmedium, Apparatur und Vorgehen sind analog zu Beispiel 2, jedoch werden zwei unabhängige Serien von 5 Bildern aufgezeichnet, die eine bei einer Laserwellenlänge von 619 nm, die andere bei Einstellung des Lasers auf einer um 0,02 nm höheren Wellenlänge. Somit werden auf einem Bestrahlungsort insgesamt 10 verschiedene Bilder gespeichert. Das Lesen (Wiedergabe) jedes dieser 10 gespeicherten Bilder erfolgt bei der entsprechenden, zur Aufzeichnung verwendeten Wellenlänge sowie Stark-Spannung.

Claims

1. Verfahren zum optischen Aufzeichnen und Lesen von Informationen in einem Aufzeichnungsmaterial, das mindestens eine strahlungs empfindliche, im UV- und/oder sichtbaren und/oder IR-Spektralbereich mindestens eine inhomogen verbreiterte Absorptionsbande aufweisende Verbindung enthält, die unter der Einwirkung von schmalbandigem Laserlicht mit mindestens einer innerhalb dieser Absorptionsbande liegenden Frequenz und unter der Einwirkung eines von außen einstellbaren elektrostatischen, magnetischen oder Druck-Feldes eine Änderung des Absorptionsverhaltens erfährt, wobei durch Einstellung anderer Feldstärken des elektrostatischen, magnetischen oder Druck-Feldes weitere Veränderungen des Absorptionsverhaltens bewirkt und daher zusätzliche Informationen aufgezeichnet werden können, diese Änderungen jedoch bei Wiederherstellung der Feldstärken zur Zeit der Aufzeichnung wieder abgelesen werden können, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen in Form von Hologrammen aufgezeichnet und gelesen werden.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als von außen einstellbares Feld ein elektrostatisches Feld eingesetzt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial hochmolekulares organisches Material natürli cher oder künstlicher Herkunft, Glas, keramisches Glas oder eine gefrorene Flüssigkeit ist.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial ein amorphes transparentes Material ist.

5. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das hochmolekulare organische Material ein Polyacrylat, ein Polycyano acrylat, Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, ein Polyvinyl acetal, Polyvinylcarbazol oder ein Polyvinylalkohol ist.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsempfindliche Verbindung durch den Prozeß des photo physikalischen oder photochemischen Lochbrennens eine Änderung im Absorptionsprofil der durch die Laserfrequenz berührten inhomogen verbreiterten Bande erfährt.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsempfindliche Verbindung im UV- und/oder sichtbaren und/oder nahen IR-Spektralbereich absorbiert.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsempfindliche Verbindung im sichtbaren und/oder nahen IR-Spektralbereich absorbiert.

9. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsempfindliche Verbindung ein Porphin-Abkömmling, ein Porphyrazin, Chinizarin, ein α-Diketon, ein Oxazin, ein Tetrazin, ein Spiropyran, ein Isoimidazol, ein Azirin, sowie ein Laserfarb stoff, ist.

10. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsempfindliche Verbindung in einer Menge von 0,001 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Aufzeichnungsmaterial (Matrix), vorliegt.

11. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial in der Form eines Filmes vorliegt, an dem durch zwei Elektroden ein elektrisches Feld angelegt werden kann.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Film zwischen zwei transparenten Glasplatten angeordnet ist, welche je eine Elektrode zum Erzeugen des elektrischen Feldes tragen.

13. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial gemäß den zu speichernden Informationen jeweils bei fester Laserfrequenz unter sich stufenweise ändernder von außen angelegter Feldstärke beschrieben wird, wobei jeder Aufzeichnungs- und Lesevorgang jeweils bei konstant bleibender Feldstärke durchgeführt wird.

14. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einstrahlen von Licht geeigneter Frequenzen an den Stellen entgegen gesetzter Absorptionsänderung die durch das schmalbandige Laserlicht erzeugte Absorptionsänderung wieder abrufbar ist.

15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial gemäß den zu speichernden Informationen bei mehreren festen Laserwellenlängen, die einem oder mehreren Lasern entstammen, simultan oder sukzessiv beschrieben wird.

16. Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmaterial sukzessiv beschrieben wird.