DE4208328C2 - Method and device for erasable storage of information - Google Patents

Method and device for erasable storage of information

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DE4208328C2 DE19924208328 DE4208328A DE4208328C2 DE 4208328 C2 DE4208328 C2 DE 4208328C2 DE 19924208328 DE19924208328 DE 19924208328 DE 4208328 A DE4208328 A DE 4208328A DE 4208328 C2 DE4208328 C2 DE 4208328C2
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Description

Gegenstand der ErfindungSubject of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur löschbaren Speicherung von Information mittels digitaler Speichersysteme, mit der Maßgabe, daß in ein photorefraktives Speichermedium Informationsbits als holographisch eingeschriebene Gitter eingebracht werden, daß der Speichervorgang reversibel ist und daß die gespeicherte digitale Information mit Abspielgeräten der Compact-Disk- Technologie des Standes der Technik abgerufen werden kann.The invention relates to a method for erasable Storage of information using digital Storage systems, with the proviso that in a photorefractive storage medium information bits as holographically inscribed grids are introduced that the storage process is reversible and that the stored digital information with compact disc players State of the art technology can be accessed.

Stand der TechnikState of the art

Die digitale Speicherung kleinster Informationseinheiten (BIT) ist u. a. mit flüssigkristallinen Polymeren (LCP) möglich. Derartige LCP-Trägersysteme sind beispielsweise in EP-PS 231 856 (= US 4 886 718) beschrieben, in der ein Verfahren zur reversiblen, optischen Datenspeicherung unter Verwendung von LCPs beansprucht wird. Hierbei wird mittels linear polarisiertem Laserlicht über einen optisch nicht­ linearen Effekt aufgrund der positiven Orientierung der mesogenen Gruppen in einem Film Information in Form eines optisch anisotropen Phasenobjekts eingespeichert. EP-OS 231 858 (= US 4 896 292) beschreibt eine Vorrichtung zur reversiblen optischen Datenspeicherung unter Verwendung von LCPs mit mesogenen Seitenketten als Speichermedium, eingerichtet zum Einspeichern von Information mittels selektiver Variation der Ordnung der LCPs mittels einer Wärmequelle. Hierbei wird der makroskoptisch orientierte LCP-Film zur Einspeicherung der Information mit einer Wärmequelle selektiv, lokal in den isotrop, flüssigen Zustand aufgeheizt und nach Abschalten der Wärmequelle wird die örtliche Information im Glaszustand des Polymeren fixiert.The digital storage of smallest information units (BIT) is u. a. with liquid crystalline polymers (LCP) possible. Such LCP carrier systems are for example in EP-PS 231 856 (= US 4,886,718), in which a Process for reversible, optical data storage under Use of LCPs is claimed. Here, means linearly polarized laser light over an optically not linear effect due to the positive orientation of the mesogenic groups in a film information in the form of a optically anisotropic phase object stored. EP-OS 231 858 (= US 4,896,292) describes a device for reversible optical data storage using of LCPs with mesogenic side chains as storage medium, set up for storing information by means of selective variation of the order of the LCPs using a  Heat source. Here, the macroscopically oriented LCP film for storing the information with a Heat source selective, local in the isotropic, liquid Condition heated up and after switching off the heat source the local information in the glassy state of the polymer fixed.

Die in DE-OS 36 23 395 (= US 5 024 784) dargelegte Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur reversiblen optischen Informationsspeicherung mit einem LCP-Speichermedium, wobei das Speichermedium aus einem makroskopisch orientierten Film eines flüssigkristallinen Polymeren, welches photochrome Gruppen enthält, besteht und wobei die Informationsspeicherung durch lokale Desorientierung der Moleküle, induziert durch Photoisomerisierung mittels einer selektiv wirkenden Lichtquelle, erfolgt.The invention set out in DE-OS 36 23 395 (= US 5,024,784) relates to a device for reversible optical Information storage with an LCP storage medium, wherein the storage medium from a macroscopically oriented film of a liquid crystalline polymer which is photochromic Contains, consists and where the Information storage through local disorientation of the Molecules induced by photoisomerization using a selectively acting light source.

DE-OS 38 10 722 (= US 5 023 859) beschreibt wiederum eine Vorrichtung zur reversiblen optischen Informationsspeicherung unter Verwendung von Polymeren als Speichermedium, wobei hier die Vorrichtung einen Film aus einem amorphen Polymeren als Speichermedium enthält und so ausgerichtet ist, um mittels einer lokalen Variation der Molekülordnung die Information einzuspeichern.DE-OS 38 10 722 (= US 5 023 859) again describes one Reversible optical device Information storage using polymers as Storage medium, the device being a film contains an amorphous polymer as a storage medium and so is aligned to by means of a local variation of the Molecular order to store the information.

In Druckschrift EP-A 0 455 539 ist das Verfahren zum Einschreiben und Auslesen binärer Informationen einer Disk beschrieben. Jedoch ist die Rückwärtskompatibilität zu der kommerziellen CD-Technik nicht in der Druckschrift EP-A 0 455 539 beschrieben.In document EP-A 0 455 539 is the method for writing and reading binary information of a disc. However, the backward compatibility on the commercial CD technology not in EP-A 0 455 539 described.

Die reversiblen Eigenschaften amorpher und flüssigkristalliner Polymere sind in den Druckschriften DE-A 38 10 722 und DE-A 36 23 395 beschrieben; die photorefrak­ tiven Polymere sind im Zusammenhang mit reversibler Datenspeicherung nicht beschrieben.The reversible properties of amorphous and liquid crystalline polymers are in the Publications DE-A 38 10 722 and DE-A 36 23 395 described; the photorefrak tive polymers are not in connection with reversible data storage described.

Ein schwerwiegendes Hindernis, das der praktischen Einführung von LCP-Informationsträger-Systemen im Wege steht ist die bisher nicht vorhandene Kompatibilität mit den marktgängigen Abspiel- und Aufnahmegeräten, insbesondere der Compact Disk (CD)-Technologie. Soweit sich die - allerdings in stetiger Entwicklung begriffene - Szene überblicken läßt, stehen derzeit keine rückwärtsintegrierbaren, löschbaren optischen Speicher zur Verfügung. Allem Anschein nach beten auch die bis dato entwickelten magnetooptischen Speichersysteme diese Rückwärtsintegration nicht.A serious obstacle, that of practical Introduction of LCP information carrier systems stands in the way is the lack of compatibility with the standard playback and recording devices, especially the Compact Disk (CD) technology. As far as the - however constantly evolving - overlooks the scene, there are currently no backwards integrable, erasable optical memory available. Apparently pray also the magneto-optical ones developed to date Storage systems this backward integration does not.

Aufgabe und LösungTask and solution

Es bestand somit die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung für löschbare digitale Speichersysteme zur Verfügung zu stellen, die mit der bestehenden CD-Technologie kompatibel sind. Die so definierte Aufgabe kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Speicherverfahrens gelöst werden. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur löschbaren Speicherung von Information mittels eines digitalen Speichersystems, wobei in ein Speichermedium Informationsbits als holographisch eingeschriebene Gitter eingebracht werden und zum Löschen die Schwingungsrichtung des linear polarisierten Laserlichts gegenüber der Schwingungsrichtung zum Einschreiben gedreht ist. Die mit dem speziell hierfür entwickelten Schreib-Lesegerät, mit dem beschrieben, gelesen und gelöscht werden kann, geschriebene Information kann mit jedem beliebigen CD-Abspielgerät gelesen werden. Das Speichermedium, das eine Sandwich-Struktur aufweist, besteht aus einem Trägermaterial (Fig. 1, 1) und einem photorefraktiven Material (Fig. 1, 2). In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung (Fig. 2) kann sich einseitig zwischen Trägermaterial (1) und photorefraktiver Schicht (2) eine reflektierende Schicht (3) befinden.The object was therefore to provide a method and a device for erasable digital storage systems which are compatible with the existing CD technology. The object defined in this way can be achieved with the aid of the storage method according to the invention. The present invention relates to a method for the erasable storage of information by means of a digital storage system, information bits being introduced as holographically inscribed grids in a storage medium and the direction of oscillation of the linearly polarized laser light being rotated relative to the direction of oscillation for inscription for erasing. The information written with the specially developed write / read device, which can be used to write, read and erase, can be read with any CD player. The storage medium, which has a sandwich structure, consists of a carrier material ( FIGS. 1, 1) and a photorefractive material ( FIGS. 1, 2). In a further embodiment of the invention ( FIG. 2), a reflective layer ( 3 ) can be located on one side between the carrier material ( 1 ) and the photorefractive layer ( 2 ).

Der Schreib-/Lösch-Zyklus besteht darin, ein holographisches Gitter in die photorefraktive Schicht (2) einzuschreiben oder ein schon eingeschriebenes Gitter zu löschen. Im Fall des Speichermediums A (Fig. 1) wird der einfallende Lesestrahl (5) bei "gesetztem" Bit von dem in der photorefraktiven Schicht (2) befindlichen Reflexionsgitter (4) reflektiert, und bei "nicht gesetztem" Bit durchdringt der Lesestrahl die photorefraktive Schicht (2) (Fig. 3). Beim Speichermedium B (Fig. 2) wird der einfallende Lesestrahl (5) bei "gesetztem" Bit durch das Gitter (4) in der photorefraktiven Schicht (2) weggebeugt und bei "nicht gesetztem" Bit von der reflektierenden Schicht (3) zurückreflektiert (Fig. 4). Diese Speichermethode ist kompatibel zur bestehenden CD-Technologie, da die Beugungswirkungsgrade der Reflexionsgitter (4) den "Bit an"- bzw. "Bit aus"-Signalpegel der CD-Technologie erreichen.The write / erase cycle consists of writing a holographic grating in the photorefractive layer ( 2 ) or erasing a grating that has already been written. In the case of storage medium A ( FIG. 1), the incident reading beam ( 5 ) is reflected by the reflection grating ( 4 ) located in the photorefractive layer ( 2 ) when the bit is set, and the reading beam penetrates the photorefractive bit when the bit is not set Layer ( 2 ) ( Fig. 3). In the case of storage medium B ( FIG. 2), the incident reading beam ( 5 ) is deflected away by the grating ( 4 ) in the photorefractive layer ( 2 ) when the bit is set and is reflected back by the reflecting layer ( 3 ) when the bit is not set ( Fig. 4). This storage method is compatible with the existing CD technology, since the diffraction efficiencies of the reflection gratings ( 4 ) reach the "bit on" or "bit off" signal level of the CD technology.

Durchführung der ErfindungImplementation of the invention Die photorefraktive SchichtThe photorefractive layer

Die erfindungsgemäß für die photorefraktive Schicht (2) verwendbaren Polymeren können eine flüssigkristalline oder eine amorphe Struktur aufweisen. Die Polymerketten bestehen partiell oder vollständig aus geeigneten photosensitiven Molekülbausteinen.The polymers which can be used according to the invention for the photorefractive layer ( 2 ) can have a liquid-crystalline or an amorphous structure. The polymer chains consist partially or completely of suitable photosensitive molecular building blocks.

Verwendung finden beispielsweise makroskopisch orientierte Filme aus flüssigkristallinen Polymeren, welche photochrome Gruppen enthalten wie in DE-OS 36 23 395 (= US 5 024 784) beschrieben. Das Einschreiben des holographischen Gitters erfolgt durch lokale Desorientierung der Moleküle, induziert durch eine Photoisomerisierung der photochromen Gruppen mittels einer selektiv wirkenden Lichtquelle. Diese Polymersysteme werden im folgenden mit S1 bezeichnet. Die Stärke der photorefraktiven Schicht liegt vorteilhaft zwischen 2 und 1000 µm.Macroscopically oriented films made of liquid-crystalline polymers which contain photochromic groups are used, for example, as described in DE-OS 36 23 395 (= US Pat. No. 5,024,784). The holographic lattice is inscribed by local disorientation of the molecules, induced by photoisomerization of the photochromic groups using a selectively acting light source. These polymer systems are referred to below as S 1 . The thickness of the photorefractive layer is advantageously between 2 and 1000 μm.

Im Speichermedium befinden sich vorteilhafterweise Farbstoffe als photochrome Gruppen. Die Farbstoffmoleküle können dabei kovalent gebundene Bestandteile des flüssigkristallinen Polymeren sein oder sie können dem Speichermedium beigemischt und darin verteilt sein. Die Glastemperatur Tg des flüssigkristallinen Polymeren liegt über der Raumtemperatur. Die Bestimmung der Glastemperatur Tg kann nach A. Turi "Thermal Characterization of Polymeric Materials", Seiten 169 ff, Academic Press, New York 1981 vorgenommen werden. Das Auslesen der Information kann durch Ausleuchten des Polymerfilms mit monochromatischem kohärentem Licht erfolgen. Zur Einspeicherung der Information sind verschiedene Orientierungsmöglichkeiten des flüssigkristallinen Polymerfilms möglich:
Dyes are advantageously in the storage medium as photochromic groups. The dye molecules can be covalently bonded constituents of the liquid-crystalline polymer or they can be added to the storage medium and distributed therein. The glass transition temperature Tg of the liquid crystalline polymer is above room temperature. The glass transition temperature Tg can be determined according to A. Turi "Thermal Characterization of Polymeric Materials", pages 169 ff, Academic Press, New York 1981. The information can be read out by illuminating the polymer film with monochromatic coherent light. Various orientations of the liquid crystalline polymer film are possible for storing the information:

  • a) Die mesogenen Gruppen werden parallel zur Flächennormalen der polymeren Filmschicht (= photo­ refraktiven Schicht (2)) einheitlich ausgerichtet. Dies kann durch Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes an das mit (transparenten) Elektroden beschichtete Substratmaterial (1), wobei das elektrische Feld parallel zur Normalen der photorefraktiven Schicht liegt, durch Anlegen eines Magnetfeldes oder durch Oberflächenbehandlung geschehen.a) The mesogenic groups are aligned uniformly parallel to the surface normal of the polymer film layer (= photo refractive layer ( 2 )). This can be done by applying an alternating electric field to the substrate material ( 1 ) coated with (transparent) electrodes, the electric field being parallel to the normal of the photorefractive layer, by applying a magnetic field or by surface treatment.
  • b) Die mesogenen Gruppen werden parallel zur photorefraktiven Schicht gekippt und parallel zu einer makroskopisch vorgegebenen Richtung orientiert. Dies kann entweder durch Beschichtung des Substratmaterials (1) mittels eines geeigneten Materials wie Polyimid und durch Strukturieren dieser Beschichtung in Richtung der gewünschten Vorzugsorientierung oder durch geeignete Schrägbedampfung der Substrate mit Siliciumoxid geschehen. Ebenso kann die erforderliche Orientierung durch geeignetes Scheren oder Verstrecken erzeugt werden.b) The mesogenic groups are tilted parallel to the photorefractive layer and oriented parallel to a macroscopically predetermined direction. This can be done either by coating the substrate material ( 1 ) using a suitable material such as polyimide and by structuring this coating in the direction of the desired preferred orientation, or by suitable oblique vapor deposition of the substrates with silicon oxide. The required orientation can also be generated by suitable shearing or stretching.

In beiden Fällen a) und b) erfolgt die Orientierung im flüssigkristallinen Zustand. Die Orientierung wird durch Abkühlen in den Glaszustand eingefroren. Die Löschung der Information erfolgt durch Aufheizen der Probe in den anisotropen oder isotropen Bereich oberhalb der Glastemperatur Tg.In both cases a) and b) the orientation takes place in the liquid crystalline state. The orientation is through Cooling frozen in the glass state. The deletion of the Information is provided by heating the sample in the anisotropic or isotropic range above the Glass temperature Tg.

Desweiteren finden beispielsweise Filme aus amorphen Polymeren Verwendung, in denen durch eine lokale Variation der Molekülordnung unter Anwendung polarisierten Lichtes die Information eingespeichert wird, wie in DE-OS 38 10 722 (= US 5 023 859) beschrieben. Das Einschreiben der Information geschieht durch die Erzeugung einer lokalen geometrischen Störung am Ort der photochromen Gruppen mittels eines polarisierten Lichtstrahls, was zu einer Reorientierung der Hebung dieser Gruppen führt. Die vorstehend genannten Polymersysteme werden im folgenden mit S2 bezeichnet. Die Stärke der aus S2 gebildeten photorefraktiven Schicht liegt vorteilhaft zwischen 2 und 1000 um. Die das Speichermedium S2 aufbauenden Polymeren gehorchen im allgemeinen dem Prinzip, daß die Polymerketten partiell oder vollständig aus geeigneten photosensitiven Molekülbausteinen aufgebaut sind und amorph sind. Unter dem amorphen Zustand ist hierbei die Abwesenheit kristalliner Ordnung in maßgeblichen Anteilen insbesondere die Abwesenheit des flüssigkristallinen Zustands zu verstehen. Zur Definition des flüssigkristallinen Zustands vgl. Kirk- Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd. Ed. Vol. 14, Seiten 395 bis 427, John Wiley and Sons, New York, 1981. Die photosensitiven Molekülbausteine können dabei kovalent gebundene Bestandteile des amorphen Polymeren sein oder können dem amorphen Polymeren beigemischt und darin verteilt sein. Furthermore, films made of amorphous polymers are used, for example, in which the information is stored by local variation of the molecular order using polarized light, as described in DE-OS 38 10 722 (= US Pat. No. 5,023,859). The information is written in by generating a local geometric disturbance at the location of the photochromic groups using a polarized light beam, which leads to a reorientation of the uplift of these groups. The polymer systems mentioned above are referred to below as S 2 . The thickness of the photorefractive layer formed from S 2 is advantageously between 2 and 1000 μm. The polymers making up the storage medium S 2 generally obey the principle that the polymer chains are partially or completely constructed from suitable photosensitive molecular building blocks and are amorphous. The amorphous state here means the absence of crystalline order in significant proportions, in particular the absence of the liquid-crystalline state. For the definition of the liquid crystalline state cf. Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd. Ed. Vol. 14, pages 395 to 427, John Wiley and Sons, New York, 1981. The photosensitive molecular building blocks can be covalently bonded constituents of the amorphous polymer or can be admixed with the amorphous polymer and distributed therein.

Die Einspeicherung von Information in S2-Systeme kann sowohl im zähelastischen Zustand als auch im Glaszustand durchgeführt werden.Information can be stored in S 2 systems both in the tough elastic state and in the glass state.

Im Fall eines makroskopisch isotropen Ausgangszustands führt dies zu anisotropen Bereichen, die eine starke Doppelbrechung zeigen. Im Fall eines makroskopisch anisotropen Ausgangszustands führt dies zu Bereichen mit einer veränderten Vorzugsrichtung der Molekülgruppen und damit zu Veränderungen in der lokalen Doppelbrechung. In beiden Fällen resultiert ein Phasenobjekt. Nach Abschalten des Lichts friert der veränderte Orientierungszustand ein. Grundsätzlich kann das Löschen der eingespeicherten Information in S2-Systemen durch Temperaturerhöhung über Tg bis über den Temperaturbereich des zähelastischen Zustands hinaus erfolgen.In the case of a macroscopically isotropic initial state, this leads to anisotropic areas that show strong birefringence. In the case of a macroscopically anisotropic initial state, this leads to regions with a changed preferred direction of the molecular groups and thus to changes in the local birefringence. In both cases, a phase object results. After switching off the light, the changed orientation status freezes. In principle, the stored information in S 2 systems can be deleted by increasing the temperature above Tg to beyond the temperature range of the viscoplastic state.

Als photochrome Gruppen, die in den Systemen S1 und S2 eingesetzt werden, werden photosensitive Einheiten, ausgewählt aus der Gruppe Azobenzol, Bisazobenzol, Trisazobenzol, Azoxybenzol, Stilben, Spiropyran und/oder substituierten Derivaten der zuvor genannten Verbindungen, verwendet. Zum näheren molekularen Aufbau der photosensitiven Gruppen sei auf DE-OS 36 23 395 (= US 5 024 784) und auf DE-OS 38 10 722 (= US 5 023 859) verwiesen.The photochromic groups used in the systems S 1 and S 2 are photosensitive units selected from the group consisting of azobenzene, bisazobenzene, trisazobenzene, azoxybenzene, stilbene, spiropyran and / or substituted derivatives of the aforementioned compounds. For a more detailed molecular structure of the photosensitive groups, reference is made to DE-OS 36 23 395 (= US 5 024 784) and DE-OS 38 10 722 (= US 5 023 859).

Das SubstratmaterialThe substrate material

Die photorefraktive Schicht (2) wird im allgemeinen zwischen zwei planparallel angeordneten Substratschichten (1) angeordnet. Die transparente Substratschicht (1) ist entweder fest oder biegsam. Die Dicke der Substratschicht beträgt zwischen 10 und 2000 µm, vorzugsweise zwischen 50 und 1000 µm.The photorefractive layer ( 2 ) is generally arranged between two plane-parallel substrate layers ( 1 ). The transparent substrate layer ( 1 ) is either firm or flexible. The thickness of the substrate layer is between 10 and 2000 microns, preferably between 50 and 1000 microns.

Als Substratmaterialien finden vorzugsweise transparente Gläser oder transparente amorphe Kunststoffe, wie beispielsweise Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat, Anwendung. Hierbei weist das Substratmaterial in bevorzugter Form eine geringe Doppelbrechung auf.Transparent materials are preferably used as substrate materials Glasses or transparent amorphous plastics, such as for example polymethyl methacrylate (PMMA) or Polycarbonate, application. Here, the substrate material in a preferred form a low birefringence.

Die SpeicherzelleThe memory cell

Wie in den Fig. 1 und 2 schematisch angedeutet, besteht die Speicherzelle aus zwei planparallel angeordneten, transparenten Platten aus Substratmaterial (1), zwischen den sich die photorefraktive Schicht (2) sowie gegebenenfalls zusätzlich eine reflektierende Schicht (3) befinden. Die reflektierende Schicht (3) wird auf dem Substratmaterial (1) durch Bedampfen mit Metallen oder Metalloxiden, beispielsweise durch Abscheidung aus einem Hochfrequenz- Plasma, oder durch Naßverspieglung abgeschieden. Letztere wird beispielsweise für amorphe Kunststoffmaterialien, wie beispielsweise PMMA, in DE-OS 33 41 536 (= US 4 663 199) beschrieben.As indicated schematically in FIGS. 1 and 2, the memory cell consists of two plane-parallel, transparent plates made of substrate material ( 1 ), between which there is the photorefractive layer ( 2 ) and optionally also a reflective layer ( 3 ). The reflective layer ( 3 ) is deposited on the substrate material ( 1 ) by vapor deposition with metals or metal oxides, for example by deposition from a high-frequency plasma, or by wet mirroring. The latter is described for example for amorphous plastic materials, such as PMMA, in DE-OS 33 41 536 (= US 4,663,199).

Der Abstand der beiden planparallelen Substratplatten (1) liegt im allgemeinen unterhalb 1 mm, vorzugsweise bei etwa 10 µm. Der gewünschte Abstand der beiden Substratplatten wird durch geeignete Abstandshalter der passenden Abmessung, vorzugsweise aus Polyimid-Kunststoff, fest eingestellt. Die Substratplatten werden mit Hilfe eines temperaturstabilen Klebers, beispielsweise eines Siliconklebers, so aneinander fixiert, daß ein zellenartiger leerer Innenraum mit jeweils nur einem Einlaß und Auslaß von einigen mm Breite gebildet wird. Nach Antrocknen der Klebenähte zwischen Abstandhalter und Substratplatten wird die Speicherzelle auf einer heizbaren Einrichtung mit dem im isotropen Zustand befindlichen, flüssigkristallinen Polymeren oder mit dem in geschmolzenem Zustand befindlichen amorphen Polymeren gefüllt. Durch Kapillarwirkung bedingt füllt sich so der noch freie Zellenraum vollständig mit der Polymerschmelze. Der Vorteil dieses Vorgehens gegenüber der Verwendung einer noch teilweise offenen Zelle liegt u. a. darin, daß der Einschluß von Luftblasen zuverlässig verhindert wird (vgl. hierzu DE-OS 36 23 395 = US 5 024 784).The distance between the two plane-parallel substrate plates ( 1 ) is generally below 1 mm, preferably about 10 µm. The desired distance between the two substrate plates is fixed by suitable spacers of the appropriate dimensions, preferably made of polyimide plastic. The substrate plates are fixed to one another with the aid of a temperature-stable adhesive, for example a silicone adhesive, in such a way that a cell-like empty interior is formed, each with only one inlet and outlet of a few mm in width. After the adhesive seams between the spacers and the substrate plates have dried on, the memory cell is filled on a heatable device with the liquid-crystalline polymer in the isotropic state or with the amorphous polymer in the molten state. Due to capillary action, the still free cell space is completely filled with the polymer melt. The advantage of this procedure over the use of a still partially open cell is, among other things, that the inclusion of air bubbles is reliably prevented (cf. DE-OS 36 23 395 = US 5 024 784).

Die Geometrie der Speicherzelle ist beliebig, vorzugsweise rund. Die Grundfläche beträgt in der Regel einige Quadratzentimeter bis einige Quadratdezimeter.The geometry of the memory cell is arbitrary, preferably round. The base area is usually a few Square centimeters to a few square decimeters.

Die Schreib-Lese-GerätekombinationThe read / write device combination

Vor dem Einschreibprozeß wird die Speicherzelle mit monochromatischem, polarisiertem Licht solange belichtet bis die Farbstoffmoleküle eine Vorzugsausrichtung aufweisen. Dies geschieht bei einer runden Speicherzelle (6) als Analogon zu einer CD vorzugsweise durch einen radial angeordneten Belichtungsspalt (7) wie in Fig. 5 dargestellt. Weiterhin kann beispielsweise die Orientierung der mesogenen Gruppen und der Farbstoffmoleküle durch zusätzliche strukturierte Oberflächen, die beispielsweise in der herkömmlichen Display-Technologie zur Orientierung der flüssigkristallinen Phasen verwendet werden, bewirkt werden. Vorteilhaft hierbei ist, daß die Gesamtinformation der Speicherzelle durch Tempern gelöscht werden kann, ohne daß vor dem nächsten Schreibprozeß eine Belichtung der Speicherzelle nötig ist.Before the writing process, the memory cell is exposed to monochromatic, polarized light until the dye molecules have a preferred orientation. In the case of a round memory cell ( 6 ) as an analogue to a CD, this is preferably done by means of a radially arranged exposure slit ( 7 ) as shown in FIG. 5. Furthermore, the orientation of the mesogenic groups and the dye molecules can, for example, be brought about by additional structured surfaces which are used, for example, in conventional display technology to orient the liquid-crystalline phases. The advantage here is that the total information of the memory cell can be deleted by annealing without the memory cell having to be exposed before the next writing process.

Nach der Belichtung weisen die Farbstoffmoleküle (8) eine radiale Vorzugsorientierung auf, die bei den LCP- Speichermedien besonders ausgeprägt ist (Fig. 6).After exposure, the dye molecules ( 8 ) have a radial preferred orientation, which is particularly pronounced with the LCP storage media ( FIG. 6).

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Belichtung in einer Spur (9) wobei die vorzugsweise runde Speicherzelle rotiert (Fig. 7). Das Prinzip der Einspeicherung von Information in S1- bzw. S2-Systeme ist vorgehend beschrieben.In a further embodiment of the invention, the exposure takes place in a track ( 9 ), the preferably round storage cell rotating ( FIG. 7). The principle of storing information in S 1 or S 2 systems has been described above.

In Fig. 8 ist die Einschreibevorrichtung und der Einschreibeprozeß schematisch dargestellt. Der linear polarisierte Laserstrahl (10) wird durch den Strahlteiler (11) in zwei zueinander kohärente Teilstrahlen aufgeteilt. Diese Teilstrahlen werden durch Fokussiereinheiten (13) gebündelt und unter einem Winkel von 180 Grad überlagert. Das auf diese Weise erzeugte Interferenzgitter (14) wird in die Speicherschicht durch Umorientierung der photochromen Gruppen in der photorefraktiven Schicht und der damit verbundenen Änderung des Brechungsindex eingeschrieben. Über die Shutter (12) können die Teilstrahlen in Pulsen, deren Intensität von der Laserleistung abhängt und deren Dauer im Bereich zwischen Nano- und Millisekunden liegt, auf die Speicherschicht einwirken. Damit wird ein schnelles Einschreiben digitaler Information möglich.In Fig. 8 the enrollment device and the enrollment process is shown schematically. The linearly polarized laser beam ( 10 ) is divided into two mutually coherent partial beams by the beam splitter ( 11 ). These partial beams are bundled by focusing units ( 13 ) and overlaid at an angle of 180 degrees. The interference grating ( 14 ) generated in this way is written into the storage layer by reorienting the photochromic groups in the photorefractive layer and the associated change in the refractive index. The partial beams can act on the storage layer in pulses, the intensity of which depends on the laser power and the duration of which lies in the range between nano- and milliseconds, via the shutter ( 12 ). This enables a quick registration of digital information.

Den Leseprozeß, der in Fig. 9 dargestellt ist, wird mit einem Teilstrahl verminderter Ausgangsintensität des Lasers (10) durchgeführt. Die durch das eingeschriebene Gitter (14) oder durch eine reflektierende Schicht (vgl. hierzu Fig. 4) rückgestreute Lichtintensität wird durch die Photodiode (15) nachgewiesen und als "gesetztes" Informationsbit erkannt. The reading process, which is shown in Fig. 9, is carried out with a partial beam of reduced output intensity of the laser ( 10 ). The light intensity backscattered by the inscribed grating ( 14 ) or by a reflecting layer (cf. FIG. 4) is detected by the photodiode ( 15 ) and recognized as a "set" information bit.

Bei fehlendem Gitter und nicht vorhandener reflektierender Schicht wird kein Informationsbit erkannt.In the absence of a grating and nonexistent reflective Layer no information bit is recognized.

In Fig. 10 ist schematisch der Löschprozeß dargestellt. Einzelne Informationsbits können selektiv durch das Löschen der einzelnen Bit-Gitter (14) aus dem Speichermedium entfernt werden. In diesem Falle wird die Schwingungsrichtung des linear polarisierten Laserstrahls (10) durch eine Kerr-Zelle (16) gedreht. Der Strahl wird dann auf das betreffende Bit-Gitter (14) fokussiert (13) und löscht das Gitter durch Umorientierung aller Farbstoffmoleküle im belichtetem Bereich.The deletion process is shown schematically in FIG . Individual bits of information can be selectively removed from the storage medium by deleting the individual bit grids ( 14 ). In this case, the direction of oscillation of the linearly polarized laser beam ( 10 ) is rotated by a Kerr cell ( 16 ). The beam is then focused ( 13 ) on the relevant bit grating ( 14 ) and quenches the grating by reorienting all of the dye molecules in the exposed area.

Einen Gesamtüberblick über die erfindungsgemäße Schreib- Lese-Lösch-Kombination gibt Fig. 11. Sie ist aufgebaut aus einem Laser (1) der linear polarisiertes Licht emittiert, hierfür wird vorzugsweise ein holographiegeeigneter Dauerstrichlaser, wie beispielsweise von H. Marwitz et al., in "Praxis der Holographie" (Seite 53 ff, Expert Verlag, Ehningen bei Böblingen 1990) beschrieben, eingesetzt. Über den Strahlteiler (11) wird der Laser in zwei kohärente Teilstrahlen aufgeteilt, wobei vorzugsweise dielektrisch beschichtete Strahlteiler, wie beispielsweise von J. Collier et al. in "Optical Holography" (Seite 167 ff, Academic Press, INC., London 1971) beschrieben, Anwendung finden. Die Shutter (12) trennen die Teilstrahlen in Strahlenpulse auf, deren Intensität von der Laserleistung abhängt und deren Dauer im Bereich zwischen Nano- und Millisekunden liegt. Als Shutterelemente werden vorzugsweise Kerr-Zellen, wie beispielsweise in Bergmann, Schäfer "Lehrbuch der Experimentalphysik" (Seite 624 ff, W. de Gruyter-Verlag, Berlin, New York, 1987) beschrieben, verwendet. Über monomodale Lichtwellenleiter (17) werden die Laser- Teilstrahlenpulse über die beiden Fokussiereinheiten (13) in die Speicherschicht geleitet und erzeugen dort durch die Umorientierung der photochromen Gruppen in der photorefraktiven Schicht das Interferenzgitter (14). Für die Lichtwellenleiter (17) werden vorzugsweise Monomode- Lichtwellenleiter, wie sie beispielsweise von H. Marwitz et al. in "Praxis der Holographie" (Seite 37 ff, Expert Verlag, Ehningen bei Böblingen 1990) beschrieben werden, eingesetzt. Die Fokussiereinheiten (4) bestehen bevorzugt aus Indexgradienten-Linsen, deren Apertur an die Apertur des verwendeten Lichtwellenleiters angepaßt sein sollte (H. Marwitz, loc. cit. Seite 37).An overall overview of the write-read-erase combination according to the invention is given in FIG. 11. It is constructed from a laser ( 1 ) which emits linearly polarized light. For this purpose, a continuous wave laser suitable for holography, such as, for example, by H. Marwitz et al. In "Practice of holography" (page 53 ff, Expert Verlag, Ehningen bei Böblingen 1990). The laser is divided into two coherent partial beams via the beam splitter ( 11 ), preferably dielectric-coated beam splitters, as described, for example, by J. Collier et al. described in "Optical Holography" (page 167 ff, Academic Press, INC., London 1971). The shutters ( 12 ) separate the partial beams into radiation pulses, the intensity of which depends on the laser power and the duration of which lies in the range between nano- and milliseconds. Kerr cells are preferably used as shutter elements, as described, for example, in Bergmann, Schafer "Textbook of Experimental Physics" (page 624 ff, W. de Gruyter-Verlag, Berlin, New York, 1987). The laser partial beam pulses are passed via the two focusing units ( 13 ) into the storage layer via monomodal optical waveguides ( 17 ) and generate the interference grating ( 14 ) there by reorienting the photochromic groups in the photorefractive layer. For the optical waveguide ( 17 ) are preferably single-mode optical waveguides, as described for example by H. Marwitz et al. in "Practice of holography" (page 37 ff, Expert Verlag, Ehningen bei Böblingen 1990). The focusing units ( 4 ) preferably consist of index gradient lenses, the aperture of which should be adapted to the aperture of the optical waveguide used (H. Marwitz, loc. Cit. Page 37).

Die beim Leseprozeß durch das eingeschriebene Gitter (14) oder durch die reflektierende Schicht (Fig. 4) durch rückgestreute Lichtintensität wird durch die Photodiode (15) nachgewiesen. Hierbei finden Photodioden, die die Wellenlänge des Laserlichts bevorzugt empfindlich nachweisen können, Verwendung.The light intensity detected during the reading process by the inscribed grating ( 14 ) or by the reflecting layer ( Fig. 4) by backscattered light is detected by the photodiode ( 15 ). Here, photodiodes are used that can detect the wavelength of the laser light, preferably sensitive.

Die beim Löschprozeß (Fig. 10) erforderliche Drehung der Schwingungsrichtung des linear polarisierten Laserlichts wird durch eine Kerr-Zelle (16) bewirkt, wobei hier dieselben Zellen, wie sie auch für die Shutterelemente (12) beschrieben werden, zum Einsatz kommen können.The rotation of the oscillation direction of the linearly polarized laser light required in the quenching process ( FIG. 10) is brought about by a Kerr cell ( 16 ), the same cells as are described for the shutter elements ( 12 ) being able to be used here.

Vorteilhafte Wirkungen der ErfindungAdvantageous effects of the invention

Eine mit der erfindungsgemäßen Schreib-Lese-Lösch- Gerätekombination beschriebene Platte mit photorefraktiver Schicht kann in einem herkömmlichen CD-Abspielgerät des Standes der Technik abgespielt werden, da bei diesem Gerät die Information ebenfalls über die Intensität des rückreflektierten Lichts ausgelesen wird. Bei der Verwendung von LCPs, deren Brechungsindex abhängig von der Polarisationsrichtung des einfallenden Lichts ist, ist hierbei zu berücksichtigen, daß die handelsüblichen CD- Abspielgeräte unpolarisierte Laser als Lichtquellen besitzen. Die Beugungseffizienz der Interferenzgitter (14, Fig. 7) muß in diesen Fällen entsprechend höher sein, da nur die Anteile des Lichts mit einer bestimmten Polarisationsrichtung vom Gitter reflektiert werden.A disk with a photorefractive layer described with the write-read-erase device combination according to the invention can be played in a conventional CD player of the prior art, since in this device the information about the intensity of the back-reflected light is also read out. When using LCPs, whose refractive index depends on the direction of polarization of the incident light, it must be taken into account here that the commercially available CD players have unpolarized lasers as light sources. The diffraction efficiency of the interference grating ( 14 , FIG. 7) must be correspondingly higher in these cases, since only the portions of the light with a certain direction of polarization are reflected by the grating.

Einzelne Informationsbits können selektiv durch das Löschen der einzelnen Interferenzgitter aus dem Speichermedium entfernt werden. Im Falle der LCPs wird die Schwingungsrichtung des linear polarisierten Strahls durch die Kerr-Zelle (16) gedreht, wobei der Strahl auf das betreffende Interferenzgitter (14 fokussiert wird und das Gitter durch Umorientierung der Farbstoffmoleküle in der photorefraktiven Speichermatrix löscht.Individual bits of information can be selectively removed from the storage medium by deleting the individual interference grids. In the case of LCPs, the direction of oscillation of the linearly polarized beam is rotated by the Kerr cell ( 16 ), the beam being focused on the relevant interference grating ( 14 ) and erasing the grating by reorienting the dye molecules in the photorefractive memory matrix.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Informationsspeicherung mit dem hierfür entwickelten Schreib-Lese-Lösch-Gerät ist mit der CD-Technologie des Standes der Technik kompatibel und damit betreffend die gespeicherte Information rückwärtsintregrierbar.The method for information storage according to the invention with the specially developed read-write-delete device compatible with the prior art CD technology and thus regarding the stored information rückwärtsintregrierbar.

Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. The following examples serve to explain the Invention.  

BEISPIELEEXAMPLES Beispiel 1example 1 Präparation der flüssigkristallinen SpeicherschichtPreparation of the liquid crystalline storage layer

Als organischer polymerer Träger T dient ein Farbstoff- Flüssig-Kristall-Copolymer mit 70 Gew.-% Anteil eines Azobenzolcomonomeren der folgenden schematischen Formel:
A dye-liquid-crystal copolymer containing 70% by weight of an azobenzene comonomer of the following schematic formula serves as the organic polymeric carrier T:

x = 0,7; y = 0,3
Mw = 7200; U (Uneinheitlichkeit) = 0,38
Tg = 27 Grad C, (λmax = 360 nm)
Tn, i = 127 Grad C.
x = 0.7; y = 0.3
Mw = 7200; U (inconsistency) = 0.38
Tg = 27 degrees C, (λmax = 360 nm)
Tn, i = 127 degrees C.

Die Präparation nach dem Spin- bzw. Ziehverfahren erfolgt in dünner Schicht auf vororientierten Objektträgern (Glas mit einer Polyimidschicht). Nach dem Beschichten wird kurz über Tn, i (127 Grad C) aufgeheizt und langsam (1-10 min) auf 100 Grad C abgekühlt und 10 min getempert. Es resultiert ein flüssigkristalliner Polymerfilm mit Monodomänen-Struktur. The preparation according to the spin or pull method takes place in thin layer on preoriented slides (glass with a polyimide layer). After coating is briefly over Tn, i (127 degrees C) heated up and slowly (1-10 min) Cooled to 100 degrees C and annealed for 10 minutes. The result is a liquid crystalline polymer film with monodomain structure.  

Beispiel 2Example 2 Informationsspeicherunginformation storage

Die Orientierung der Farbstoffmoleküle kann über ihr dichroitisches Absorptionsverhalten im UV/VIS- Spektralphotometerexperiment überprüft werden. In Fig. 12 ist die Extinktion von linear polarisiertem Licht der Wellenlänge 355 nm als Funktion des Winkels Φ zwischen Polarisations- und Vorzugsrichtung aufgetragen. Die Farbstoffe sind in Richtung der Vorzugsachse mit einem Ordnungsparameter von 0,7 orientiert.The orientation of the dye molecules can be checked via their dichroic absorption behavior in the UV / VIS spectrophotometer experiment. In Fig. 12, the absorbance of linearly polarized light of wavelength 355 nm is plotted as a function of the angle Φ between polarization and preferred direction. The dyes are oriented in the direction of the preferred axis with an order parameter of 0.7.

Im folgenden soll gezeigt werden, auf welche Weise man mit linear polarisiertem Licht diese über Oberflächeneffekte induzierte Vorzugsachse der Farbstoffmoleküle gezielt neu einstellen kann.The following is intended to show how you can use linear polarized light this via surface effects induced preferential axis of the dye molecules can adjust.

Der entsprechende Versuchsaufbau ist in Fig. 13 schematisch dargestellt.The corresponding experimental setup is shown schematically in FIG. 13.

Ein linear polarisierter Laserstrahl (18) der Wellenlänge 514,5 nm wird über die Linsenkombination 19 aufgeweitet. Die Probe (20) wird 4 min mit 200 mW/cm2 belichtet, wobei die Polarisationsrichtung des Lichtes parallel zur Vorzugsachse des Polymeren steht. Nach der Belichtung wird die Probe zunächst 1 Woche lichtgeschützt gelagert. Anschließend zeigt sich, daß die Farbstoffmoleküle nach der Belichtung mit einem Orientierungsparameter von 0,4 senktrecht zur ursprünglichen Richtung orientiert sind (Fig. 14). A linearly polarized laser beam ( 18 ) with a wavelength of 514.5 nm is expanded via the lens combination 19 . The sample ( 20 ) is exposed to 200 mW / cm 2 for 4 min, the direction of polarization of the light being parallel to the preferred axis of the polymer. After the exposure, the sample is first stored protected from light for 1 week. It then appears that the dye molecules are oriented perpendicular to the original direction after exposure with an orientation parameter of 0.4 ( FIG. 14).

Eine makroskopische Änderung der Doppelbrechung durch Bestrahlung der Probe mit linear polarisiertem Licht kann mit dem in Fig. 15 schematisch dargestellten Versuch nachgewiesen werden.A macroscopic change in birefringence due to irradiation of the sample with linearly polarized light can be demonstrated with the experiment shown schematically in FIG. 15.

Mittels einer Testmaske (23) werden Strukturen zwischen 500 und 2 µm mit einer Polarisationsrichtung von 45 Grad zur Vorzugsrichtung eingeschrieben. Die Wellenlänge der Ar- Ionenlasers (21) beträgt 514,5 nm; Intensität = 300 mW/cm2, Belichtungszeit = 4 min.Structures between 500 and 2 µm with a polarization direction of 45 degrees to the preferred direction are inscribed using a test mask ( 23 ). The wavelength of the Ar ion laser ( 21 ) is 514.5 nm; Intensity = 300 mW / cm 2 , exposure time = 4 min.

In belichteten Bereichen wird durch das polarisierte Laserlicht eine Änderung der Doppelbrechung kaum im Polarisationsmikroskop beobachtet werden. Fig. 16 zeigt eine polarisationsmikroskopische Aufnahme einer beschriebenen Probe mit Vorzugsrichtung parallel zum Analysator.In exposed areas, the change in birefringence due to the polarized laser light will hardly be observed in the polarizing microscope. Fig. 16 shows a polarization microscope image of a sample described with a preferred direction parallel to the analyzer.

In Fig. 17 sind die relativen Intensitäten der belichteten Bereiche (25) im Verhältnis zur unbelichteten Matrix (26) wiedergegeben. Aus der Verschiebung der Intensitätsmaxima um 45 Grad folgt, daß durch die Bestrahlung der Probe mit linear polarisiertem Licht die Doppelbrechungssachse um 45 Grad gedreht wurde.In Fig. 17, the relative intensities of the exposed areas (25) are shown relative to the unexposed matrix (26). From the shift of the intensity maxima by 45 degrees it follows that the birefringence axis was rotated by 45 degrees by irradiating the sample with linearly polarized light.

Fig. 18 zeigt einen Versuchsaufbau mit dem die optische Achse des Speicherpolymersystems gezielt zwischen zwei Ausrichtungen geschaltet werden kann, wobei Aussagen über Geschwindigkeit und Zyklenzahl des Umschaltprozesses gewonnen werden. FIG. 18 shows an experimental setup with which the optical axis of the memory polymer system can be switched between two orientations in a targeted manner, statements about the speed and number of cycles of the switching process being obtained.

Zu Beginn des Experiments wird die Polarisationsrichtung des Detektionslasers (30) mit einer Wellenlänge λ1 = 633 nm parallel zur optischen Achse der Probe eingestellt. Die Durchlaßrichtung des Analysators (34) steht senkrecht zur Polarisierungsrichtung des Detektionslasers und verhindert somit einen Durchgang des Lichts. Die Photodiode (35) mißt keinen Lichteinfall. Der Schreiblaser (27), der eine Wellenlänge von λ2 = 514,5 nm aufweist, gibt nun über den Shutter (28) gesteuert einen kurzen Lichtpuls von 20 ms auf die Probe (32). Der Filter (33) verhindert hierbei den Lichteinfall des Schreiblichtes in die Photodiode (35). Die Polarisationsrichtung dieses Lichts ist über ein λ/2- Plättchen (29) auf einen Winkel von 45 Grad zur Vorzugsrichtung der Probe eingestellt. Die optische Achse der Probe dreht sich durch diesen Lichtpuls auf einen Winkel von -45 Grad bezogen auf die Ausgangslage. Durch diese - neue - Lage der optischen Achse wird die Polarisationsrichtung des Detektionslichtes beim Durchgang durch die Probe (22) verändert und es fällt Licht auf die Photodiode (35).At the beginning of the experiment, the direction of polarization of the detection laser ( 30 ) is set with a wavelength λ 1 = 633 nm parallel to the optical axis of the sample. The transmission direction of the analyzer ( 34 ) is perpendicular to the direction of polarization of the detection laser and thus prevents the light from passing through. The photodiode ( 35 ) measures no incidence of light. The write laser ( 27 ), which has a wavelength of λ 2 = 514.5 nm, now controls a short light pulse of 20 ms onto the sample ( 32 ) via the shutter ( 28 ). The filter ( 33 ) prevents the light from the writing light from entering the photodiode ( 35 ). The direction of polarization of this light is set to an angle of 45 degrees to the preferred direction of the sample using a λ / 2 plate ( 29 ). The optical axis of the sample rotates through this light pulse to an angle of -45 degrees in relation to the starting position. This - new - position of the optical axis changes the direction of polarization of the detection light as it passes through the sample ( 22 ) and light falls on the photodiode ( 35 ).

Im nächsten Schritt wird das λ/2-Plättchen (29) gedreht, so daß die Polarisationsrichtung des nächsten Lichtpulses senkrecht zur ursprünglichen Vorzugsachse steht. Die optische Achse der Probe (32) wird dadurch in die ursprüngliche Lage gedreht, die Polarisationsrichtung des Detektionslichts wird nicht mehr verändert und es fällt kein Licht auf die Photodiode (35). In Fig. 19 sind die Ergebnisse zum Experiment der Umschaltung der optischen Achse dargestellt.In the next step, the λ / 2 plate ( 29 ) is rotated so that the polarization direction of the next light pulse is perpendicular to the original preferred axis. The optical axis of the sample ( 32 ) is thereby rotated into the original position, the polarization direction of the detection light is no longer changed and no light falls on the photodiode ( 35 ). In Fig. 19 the results are shown of the optical axis to the experiment of switching.

Holographische Experimente beweisen, daß Phasengitter in das flüssigkristalline Polymerisat eingeschrieben werden können. Holographic experiments prove that phase gratings in the liquid crystalline polymer can be registered.  

Das Einschreiben erfolgt beispielsweise über einen Michelson-Interferometer-Aufbau, wobei bei entsprechender Justierung ein Strichgitter mit einer Gitterkonstante von 50 um resultiert. Dieses Strichgitter mit einer relativ großen Gitterkonstanten kann im Polarisationsmikroskop nachgewiesen werden (Fig. 20). Beim Übergang zu höheren Schichtdicken (z. B. 10 µm in Display-Zellen) und zu kleineren Gitterkonstanten (0,3 bis 0,8 µm) wird ein Beugungswirkungsgrad von bis zu 70% gemessen. Das bedeutet, daß bis zu 70% des einfallenden Lichts am Gitter gebeugt und zur Detektion eines Informationsbits genutzt werden kann.The inscription takes place, for example, using a Michelson interferometer structure, a line grating with a grating constant of 50 μm being obtained with appropriate adjustment. This line grating with a relatively large grating constant can be detected in the polarizing microscope ( FIG. 20). A diffraction efficiency of up to 70% is measured when changing to higher layer thicknesses (e.g. 10 µm in display cells) and to smaller grating constants (0.3 to 0.8 µm). This means that up to 70% of the incident light can be diffracted at the grating and used to detect an information bit.

Claims (5)

1. Verfahren zur löschbaren Speicherung von Information mittels digitaler Speichersysteme, dadurch gekennzeichnet, dass in ein photorefraktives Spei­ chermedium Informationsbits als holographisch eingeschriebene Gitter eingebracht werden, dass der Speichervorgang reversibel ist, dass die gespeicherte digitale Information mit Abspielgeräten der Compact-Disk- Technologie des Standes der Technik abgerufen werden kann und zum Löschen die Schwingungsrichtung des linear polarisierten Laserlichts gegenüber der Schwingungsrichtung zum Einschreiben gedreht ist.1. A method for the erasable storage of information by means of digital storage systems, characterized in that information bits are introduced as a holographically inscribed grid in a photorefractive storage medium, that the storage process is reversible, that the stored digital information with playback devices of the compact disk technology of the prior art the technology can be called up and the direction of oscillation of the linearly polarized laser light is rotated with respect to the direction of oscillation for writing to erase. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das photore­ fraktive Speichermedium als Schicht zwischen transparenten Substratmate­ rialien befindet.2. The method according to claim 1, characterized in that the photore fractive storage medium as a layer between transparent substrate material rialien located. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die photorefraktive Schicht photosensitive Molekülbausteine aufweist.3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the photorefractive layer has photosensitive molecular building blocks. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das photorefraktive Speichermedium eine flüssigkristalline Polymermatrix aufweist.4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the photorefractive storage medium a liquid crystalline polymer matrix having. 5. Vorrichtung für ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit derselben Vorrichtung Informationsbits geschrieben, gelesen und gelöscht werden können.5. Device for a method according to claims 1 to 4, characterized characterized that information bits are written with the same device, can be read and deleted.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7903510B2 (en) 2000-09-19 2011-03-08 Lg Electronics Inc. Apparatus and method for reproducing audio file

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990028735A (en) * 1995-07-05 1999-04-15 모리슨 그랜트 Optical storage system
EP0900239B1 (en) 1996-05-22 2002-03-27 Bayer Ag Photo-addressable substrates and photo-addressable side-group polymers with highly inducible double refraction
US6020985A (en) * 1998-01-30 2000-02-01 Siros Technologies, Inc. Multilayer reflection microhologram storage in tape media
US6212148B1 (en) 1998-01-30 2001-04-03 Siros Technologies, Inc. Optical data storage by selective localized alteration of a format hologram
US6147782A (en) * 1998-05-01 2000-11-14 Siros Technologies, Inc. Positive unit magnification reflective optics for holographic storage
US6322933B1 (en) 1999-01-12 2001-11-27 Siros Technologies, Inc. Volumetric track definition for data storage media used to record data by selective alteration of a format hologram
US6310850B1 (en) 1999-07-29 2001-10-30 Siros Technologies, Inc. Method and apparatus for optical data storage and/or retrieval by selective alteration of a holographic storage medium
US6512606B1 (en) 1999-07-29 2003-01-28 Siros Technologies, Inc. Optical storage media and method for optical data storage via local changes in reflectivity of a format grating
US6322931B1 (en) 1999-07-29 2001-11-27 Siros Technologies, Inc. Method and apparatus for optical data storage using non-linear heating by excited state absorption for the alteration of pre-formatted holographic gratings
US6348983B1 (en) * 2000-06-08 2002-02-19 Lucent Technologies Inc. Holographic storage medium having enhanced temperature operating range and method of manufacturing the same
US6611365B2 (en) 2001-03-20 2003-08-26 Imation Corp. Thermoplastic substrates for holographic data storage media
US7455889B2 (en) 2004-03-24 2008-11-25 Imation Corp. Holographic media fabrication techniques
AU2006289412B2 (en) * 2005-09-05 2011-12-15 Bayer Innovation Gmbh Storage medium for confidential information
DE102006005860A1 (en) 2006-02-09 2007-08-30 Bayer Innovation Gmbh Method and device for producing polarization holograms
DE102006062457A1 (en) 2006-12-28 2008-07-03 Bayer Innovation Gmbh Optical storage layer useful for recording analog or digital data and information comprises a photoaddressable polymer and an additive

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3623395A1 (en) * 1986-07-11 1988-01-21 Roehm Gmbh DEVICE FOR REVERSIBLE, OPTICAL DATA STORAGE USING POLYMERIC LIQUID CRYSTALS
DE3810722A1 (en) * 1988-03-30 1989-10-12 Roehm Gmbh DEVICE FOR REVERSIBLE OPTICAL DATA STORAGE
EP0455539A1 (en) * 1990-05-02 1991-11-06 Thomson-Csf System for optical recording of data on disks and corresponding methods of reading and writing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3623395A1 (en) * 1986-07-11 1988-01-21 Roehm Gmbh DEVICE FOR REVERSIBLE, OPTICAL DATA STORAGE USING POLYMERIC LIQUID CRYSTALS
DE3810722A1 (en) * 1988-03-30 1989-10-12 Roehm Gmbh DEVICE FOR REVERSIBLE OPTICAL DATA STORAGE
EP0455539A1 (en) * 1990-05-02 1991-11-06 Thomson-Csf System for optical recording of data on disks and corresponding methods of reading and writing
US5659536A (en) * 1990-05-02 1997-08-19 Thomson-Csf Optical storage method and device for storing and reading digital information

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7903510B2 (en) 2000-09-19 2011-03-08 Lg Electronics Inc. Apparatus and method for reproducing audio file

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