DE3817451A1 - Verfahren zur speicherung und zur wiedergabe von informationen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Speicherung und zur Wiedergabe von Informationen, wobei als Speichermedium ein optisches Aufzeichnungsmedium dient, das einen Farbstoff als strahlungsempfindliche Substanz enthält, mittels eines Schreib- und eines Leselasers, jeweils auf Basis eines Halbleiterlasers, wobei die Wellenlänge des Schreiblasers geringer ist als die des Leselasers.

Optische Speichermedien sind bekannt. Als Aufzeichnungsmaterialien enthalten sie Stoffe, die mit Strahlen hoher Leistungsdichte, z.B. mit fokussiertem Laserlicht, eine lokal begrenzte Zustandsänderung erfahren. Mit dieser thermisch ausgelösten Zustandsänderung, z.B. Verdampfen, Änderung des Fließverhaltens oder Ausbleichen, ist eine Änderung der optischen Eigenschaften, beispielsweise der Reflektivität oder Absorption verbunden, welche zur Informations- oder Datenaufzeichnung ausgenutzt werden kann.

Aufzeichnungsmaterialien für diese Art der Informationsspeicherung sind beispielsweise dünne Schichten aus Metallen (auch Legierungen), z.B. Tellur oder Wismut, oder organische Verbindungen, z.B. Farbstoffe, wie Phthalocyaninverbindungen, Methinfarbstoffe oder Quadratsäurederivate.

Solche optischen Speichermedien, die einen Träger und eine strahlungs­ empfindliche, Farbstoff enthaltende Schicht enthalten, sind z.B. in der EP-A-2 41 696 oder in den älteren deutschen Anmeldungen P 37 03 985.7, P 37 11 762.9, P 37 16 734.0, P 37 33 173.6, P 38 10 642.6 oder P 38 10 956.5 beschrieben.

Vorrichtungen, die ein Beschreiben der Schichten von optischen Aufzeichnungsmedien sowie ein Auslesen der eingeschriebenen Information erlauben, arbeiten teilweise nach dem DRAW-System ("direct read after write") unter Verwendung zweier Laser.

Halbleiterlaser bieten wegen ihrer geringen Größe gegenüber Gaslasern (z.B. HeNe-Laser) Vorteile für den Bau von Laufwerken. Insbesondere sind hier AlGaAs-Laser zu nennen, die im Wellenlängenbereich von ca. 750 bis 950 nm arbeiten. Aufgrund der geringen Größe des Bauelements, seiner hohen optischen Effizienz und der Möglichkeit der direkten Modulation der optischen Ausgangsleistung durch Modulation des elektrischen Antriebs­ stromes eignen sich solche Lasertypen besonders gut, Aus Gründen der Strahlführung zum optimalen Beschreiben und Auslesen von Informationen arbeiten dabei Schreib- und Leselaser bei unterschiedlichen Wellenlängen.

In der Praxis ist es üblich, zum Schreiben einen längerwelligeren, im allgemeinen energiereicheren Halbleiterlaser (z.B. einen AlGaAs-Laser mit einer Wellenlänge von 830 nm) und zum Lesen einen kürzerwelligen, im allgemeinen energieärmeren Halbleiterlaser (z.B. einen AlGaAs-Laser mit einer Wellenlänge von 780 nm) zu verwenden.

Bei der Anwendung von optischen Speichermedien, die einen Farbstoff als strahlungsempfindliche Substanz enthalten, besteht ein Problem darin, daß die Energie des Leselasers die Speicherschicht an beschriebenen oder auch unbeschriebenen Stellen verändern kann.

Diese Veränderungen lassen sich zwar durch Reduzierung der Leistung des Leselasers bis zu einem kritischen Schwellwert unterdrücken, allerdings weist dann in vielen Fällen der reflektierte Leselaserstrahl die zur problemlosen Funktion der Servoeinrichtungen (Tracking- und Fokusservo) benötigte ausreichende Intensität nicht mehr auf. Außerdem können die Signale nur mit einem geringen Signal-Rausch-Verhältnis ausgelesen werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, bei Farbstoff enthaltenden optischen Aufzeichnungsmedien ein Verfahren zur Speicherung und zum Auslesen der Information bereitzustellen, bei dem die oben aufgeführten Nachteile nicht mehr auftreten.

Es wurde nun gefunden, daß die Speicherung von Informationen in einem optischen Aufzeichnungsmedium, enthaltend einen Träger und eine strahlungsempfindliche, Farbstoff enthaltende Schicht, mittels eines Halbleiterlasers als Schreiblaser und das Lesen der so gespeicherten Information mittels eines Halbleiterlasers als Leselaser vorteilhaft gelingt, wenn die Wellenlänge des Schreiblasers geringer ist als die des Leselasers.

Wie bereits ausgeführt, sind die im erfindungsgemäßen Verfahren zur Anwendung kommenden, Farbstoff enthaltenden optischen Aufzeichnungsmedien sowie ihre Herstellung bekannt und z.B. in den eingangs zitierten Patentanmeldungen beschrieben.

Bei der Herstellung wird die einen oder mehrere Farbstoffe und gegebenen­ falls Bindemittel enthaltende Schicht auf einen transparenten Träger, beispielsweise aus Polycarbonat oder aus Polymethacrylat, durch an sich bekannte Methoden, wie Aufdampfen unter vermindertem Druck oder Aufschleudern einer Lösung, aufgebracht.

Das Beschreiben und Lesen dieser Schicht kann sowohl luftseitig als auch durch die transparente Trägerplatte erfolgen. Als Schreib- und Leselaser dienen handelsübliche Laser, wie sie eingangs beschrieben wurden.

Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, daß die Differenz der Wellen­ länge zwischen Leselaser und Schreiblaser 20 bis 90 nm, vorzugsweise ca. 50 nm beträgt.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht man einen höheren Kontrast beim Lesevorgang und eine höhere Empfindlichkeit beim Schreib­ vorgang. Außerdem kann die Leistung des Leselasers deutlich erhöht werden, ohne daß eine Veränderung der unbeschriebenen Schicht oder auch der eingeschriebenen Pits zu beobachten ist.

Dieser Effekt kann noch unterstützt werden, wenn man die strahlungs­ empfindlichen Farbstoffe so auswählt, daß sie im Bereich der Wellenlänge des Leselasers keine oder nur eine sehr geringe Absorption aufweisen.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.

Beispiel 1

Auf eine Plexiglasscheibe wurde im Hochvakuum Zink-Naphthalocyanin aus einem Tantal-Schiffchen mittels Widerstandsheizung aufgedampft.

Die Reflexion betrug bei 786 nm 19,4% und bei 836 nm 26,6%.

Zur Durchführung der Schreib- und Leseexperimente wurde ein Test-Laufwerk verwendet, das folgende charakteristischen Daten aufwies:
1. Laser: AlGaAs-Halbleiterlaser, Wellenlänge λ= 786 nm
2. Laser: AlGaAs-Halbleiterlaser, Wellenlänge λ= 836 nm

Zum Einschreiben der Pits wurden rechteckige Lichtpulse benutzt. Die Dachleistung des Pulses des Schreiblasers betrug auf der Aufzeichnungs­ schicht jeweils 3,6 mW. Die Pulsdauer der Lichtpulse wurde über die unterschiedliche Breite des Strompulses von 0,1 µsec bis zu 5 µsec variiert.

Zur Fokussierung wurde ein handelsüblicher Aktuator mit einem Fokussier­ objektiv (numerische Apertur: 0,44) benutzt.

Die CW-Leistung bei Lesen der Pits betrug auf der Aufzeichnungsschicht jeweils 0,14 mW.

Bei einer Schreibenergie von 2,2 nJ/Puls (1. Laser, 786 nm) betrug die Signalhöhe des Lesesignals (2. Laser, 836 nm) 1,05 V.

Beispiel 2 (Vergleich)

Es wurde analog Beispiel 1 vorgegangen, jedoch betrug jetzt die Wellen­ länge des 1. Lasers 836 nm und die des 2. Lasers 786 nm. Bei einer Schreibenergie von 2,2 nJ/Puls (836 nm) betrug die Signalhöhe des Lese­ signals (786 nm) lediglich 0,53 V.

Beispiel 3 (Vergleich)

Es wurde analog Beispiel 1 vorgegangen, jedoch wurde jetzt mit einer Wellenlänge von 786 nm sowohl geschrieben (2,2 nJ/Puls) als auch gelesen. Die Signalhöhe betrug lediglich 0,82 V.

Claims (1)

1. Verfahren zur Speicherung von Informationen in einem optischen Aufzeichnungsmedium, enthaltend einen Träger und eine strahlungs­ empfindliche, Farbstoff enthaltende Schicht, mittels eines Halbleiter­ lasers als Schreiblaser und zum Lesen der so gespeicherten Information mittels eines Halbleiterlasers als Leselaser, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge des Schreiblasers geringer ist als die des Leselasers.