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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung hat einen optischen Aufzeichnungsträger mit
zwei übereinanderliegenden Niveaus,
eine Aufzeichnungsvorrichtung und ein entsprechendes Leseverfahren
zum Gegenstand. Dieser Träger
kann eine beliebige Form haben, ist aber in den meisten Fällen scheibenförmig. Die
Erfindung kann bei allen optischen Aufzeichnungsarten angewendet
werden, egal ob es sich um Lesen oder Schreiben handelt, um Beschreibungs-
und/oder Wiederbeschreibungstechniken.
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Eine
Anwendung der Erfindung ist zum Beispiel die Aufzeichnung auf optischer
Platte, zum Beispiel für
ein DVD-RAM der zweiten Generation mit großer Aufzeichnungskapazität (von 2,6
bis 40 Gigahertz pro Platte).
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Stand der Technik
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Im
Wesentlichen kennt man zwei Typen von optischen Platten: diejenigen,
welche den Phasenübergang
eines Festkörpermaterials
nutzen (kristalline Phase oder amorphe Phase), und diejenigen, welche
die magnetooptischen Eigenschaften bestimmter Materialien nutzen,
insbesondere die Polarisationsrotation eines Lichtstrahls.
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Die
optischen Platten mit Phasenübergang
sind seit vielen Jahren Gegenstand intensiver Forschungen. Diese
Platten funktionieren nach dem Prinzip, gemäß dem es möglich ist, ein Material auf
umkehrbare Weise aus einem amorphen Zustand in einen kristallinen
Zustand übergehen
zu lassen, je nach Intensität
und Dauer eines auf es wirkenden Laserspots. Dieses Prinzip ermöglicht außerdem ein
direktes Überschreiben schon
geschriebener Daten durch neue Daten.
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Die
Aufzeichnungszone einer Phasenübergangsplatte
präsentiert
sich wie dargestellt in der beigefügten 1. Man sieht
dort zwischen kristallinen Zonen Zc amorphe Zonen Za, wobei diese
amorphen Zonen die aufgezeichnete binäre Information darstellen.
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Das
Lesen dieser Informationen erfolgt auf optischem Wege. Ein Laserspot,
im Allgemeinen durch eine Rille geführt, tastet die Oberfläche der
Platte ab und die reflektierte Welle wird in ein Detektionssystem eingespeist.
Die 2 zeigt also eine Platte 10, die von
einem Laser 12 durch eine Fokussierlinse 14 hindurch bestrahlt
wird. Das reflektierte Licht durchläuft einen Teilerwurfel 16.
Die Austrittspupille 18 umfasst einen Detektor mit mehreren
Quadranten, im Allgemeinen mit vier Quadranten A, B, C, D. Dieser
Detektor umfasst im Allgemeinen Fotodioden (im vorliegenden Fall
vier).
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Die
Intensitätsverteilung
in der Austrittspupille ist abhängig
von den Reflexionskoeffizienten der durch den Laserspot beleuchteten
amorphen und kristallinen Zonen. Diese Koeffizienten sind zwei komplexe
Zahlen, die man schreiben kann: r ^ = r.exp jϕwo r ^ der
Reflexionsamplitudenkoeffizient und ϕ die Phase der reflektierten
Welle. Die Intensitätsreflexion
eines Lichtstrahls auf einem Medium ist gleich r2.
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Die 3 zeigt
mehr im Detail die beleuchtete Zone der Platte. Der Laserspot trägt das Bezugszeichen 20.
Er überdeckt
teilweise eine amorphe Zone Za. Die relative Verschiebung des Spots
in Bezug auf die Zone Za erfolgt in der Richtung des Pfeils. In
der Praxis ist der Spot stationär
und die Platte rotiert. Die Intensität und die Phase der reflektierten
Welle hängen
von den beleuchteten amorphen und kristallinen Zonen ab und variieren
infolgedessen während
der Relativbewegung des Spots.
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Es
können
also zwei Detektionsarten der aufgezeichneten Informationen vorgesehen
werden:
- a) Die klassischere Detektionstechnik
bei der optischen Phasenübergangsaufzeichnung
ist die "Summentechnik" (von englisch "sum"), bei der man die
Summe der durch die vier in dem Vierquadranten-Detektor angeordneten
Fotodioden detektierten Intensität
berechnet. Dieses Summensignal Ss ist in dem linken Teil der 4 dargestellt.
In diesem Fall wird die Phasendifferenz-Information nicht berücksichtigt.
- b) Bei einer anderen Detektionsart, der "Differentialtechnik", bestimmt man die Differenz zwischen
den Signalen, die geliefert werden durch die beiden symmetrisch
angeordneten Gruppen von zwei Fotodioden (oder allgemeiner die beiden
Gruppen von N Fotodioden). Die Form dieses Differentialsignals,
also von Sd, ist im rechten Teil der 4 dargestellt.
In diesem Fall ist das Lesesignal proportional zu der Phasendifferenz
zwischen den jeweils durch die amorphen Zonen und die kristallinen
Zonen reflektierten Wellen, wenn diese Zonen durch den Lese-Spot
beleuchtet werden. Diese Detektionsart ist im Gegensatz zu der Ersten empfindlich
für den Übergang
des Spots von einer kristallinen Zone in eine amorphe Zone und ändert das Vorzeichen
bei einem umgekehrten Übergang.
Die Amplitude des Übergangs
ist proportional zu der Größe: wo die Indices a und c sich
auf die amorphen und kristallinen Zustände beziehen.
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Das
soeben beschriebene Differentialsignal darf nicht verwechselt werden
mit einem anderen Signal, das auch in dieser Technik angewendet
wird und ebenfalls durch eine Differenz erlangt und "Push-pull-Signal" genannt wird. Dieses
Signal wird nicht zur Detektion der aufgezeichneten Daten benützt, sondern
dient der Verfolgung der Lesespur. Diese Spur bricht den einfallenden
Laserstrahl, und wenn dieser sich leicht von der Spur entfernt,
beobachtet man ein Ungleichgewicht zwischen den Brechungsintensitäten in den
Größenordnungen
+1 und –1.
Es ist dieses Ungleichgewicht, das dazu dient, in entsprechenden
Empfangs-Fotodioden ein "Push-pull"-Signal zu erzeugen.
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Wenn
man die vier durch einen Fotodetektor mit vier Quadranten gelieferten
Signale mit A, B, C und D bezeichnet, ist das bei der Differentiallektüre benutzte
Signal die Größe (A +
B) – (C
+ D), während
das "Push-pull"-Regelungssignal
das Signal (A + B) – (B
+ A) wäre.
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Die
Werte der von kristallinen und amorphen Zonen stammenden Reflexionsamplitudenkoeffizienten rc und ra können justiert
werden, indem man das Phasenübergangsmaterial
in ein Multischichten-Interferenzsystem einfügt. Die Funktion dieser zusätzlichen
Schichten ist nicht auf den optischen Aspekt begrenzt, sondern betrifft
auch noch eine Schutzrolle. Sie beeinflussen auch die Dynamik der
thermischen Phänomene
bei der Aufzeichnung.
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Die
Differentiallektüre
von Phasenübergangs-Platten
ist aus zwei Gründen
besonders interessant:
- – sie ermöglicht zunächst eine größere Flexibilität der Struktur
des Dünnschichtensystems;
dies ermnöglicht,
Stapel mit hoher optischer Transmission vorzusehen, die trotzdem
Phasendifferenzen und derart wichtige bzw. große Signale liefern;
- – sodann
ermöglicht
sie, starke Signale auf einem einfachen Niveau zu erzeugen [1].
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Jedoch
ist diese Lesetechnik bisher kaum entwickelt worden, denn sie entfernt
sich von der üblichen bei
optischen Platten der vorhergehenden Generation ("compact-disks" genannt) angewendeten
Technik, welche die Summenlesetechnik ist.
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Wahr
ist, dass die Differentialtechnik einen Nachteil aufweist. Im Falle
der optischen Phasenübergangsaufzeichnung
ist es besonders schwierig, die Länge der aufgezeichneten Zone
genau zu kontrollieren (es existiert ein "Jitter" genannte Fluktuation), was eine Verschlechterung
des Spektrums des Differentialsignals mit sich bringt. Es wurden
jedoch Lösungen
dieses Problems vorgeschlagen [2].
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Bezüglich der
Lesesignale der magnetoopischen Platten weiß man, dass sie von einer Polarisationsrotation
des Lesestrahls nach der Reflexion durch den Aufzeichnungsträger stammen.
Diese Rotation ist abhängig
von der Magnetisierungsrichtung der durch den Laserspot beleuchteten
Bereiche. Die magnetooptische Technik ist gegenwärtig die einzige, die polarisierte
Optiken erfordert. Auch die gelesenen Signale sind von differentieller
Art, aber bei der Phasenübergangs-Aufzeichnungsdifferenz
erhält
man das Signal durch zwei zusätzliche
Fotodioden, welche die beiden Polarisationsrichtungen entkoppeln.
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Die 5 zeigt
die entsprechende Lesevorrichtung. Die Platte 30 wird wieder,
mit Hilfe eines Laser 32, durch eine Fokussierlinse 34 hindurch
beleuchtet. Ein Teilerwürfel 36 sendet
das durch die Platte reflektierte Licht in Richtung eines anderen
Teilerwürtels 38,
der enmöglicht,
die Polarisationen zu trennen. Die parallele Polarisationskomponente
trifft auf einen ersten Detektor 40, während die senkrechte Polarisationskomponente
auf einen zweiten Detektor 42 trifft.
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Was
die Platte betrifft, so gibt es in ihr zwei Typen von Zonen, nämlich die
Zonen mit positiver Magnetisierung Z+, wo
die Rotation der Polarisation positiv ist (+θ), und in Zonen mit negativer
Magnetisierung Z–, wo die Rotation der
Polarisation negativ ist (–θ).
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Unter
diesen Bedingungen ist die Differenz zwischen den durch die beiden
Detektoren 40 und 42 empfangenen Signalen proportional
zu der Projektion der Polarisationskomponente des durch die Platte
reflektierten Lichts in senkrechter Richtung, von dem man das der
parallelen Richtung abzieht. Dies ist in der 7 schematisch
dargestellt, wo die parallele Richtung Dpar auf der Abszissenachse
aufgetragen ist und die senkrechte Richtung auf der Ordinatenachse.
Die Winkel +θ und –θ werden
in Bezug auf die Winkelhalbierende gerechnet.
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Zahlreiche
Lösungen
sind schon vorgeschlagen worden oder werden derzeit entwickelt,
um die Aufzeichnungsdichte der optischen Platten zu erhöhen. Bei
der Phasenübergangstechnologie
betreffen die markantesten Verbesserungen Aufzeichnungstechniken
in den oberen und unteren Teilen der Rille, was ermöglicht,
die Dichte zu verdoppeln [3]. Zahlreiche Entwicklungen betreffen
auch die Reduzierung einerseits der Wellenlänge der verwendeten Laser und
andererseits der Dicke der Substrate, um die numerische Apertur
der Fokussierlinse erhöhen
zu können
[4]. Diese beiden Verbesserungen führen zu einer Reduktion der
Größe des Laserspots
auf der Platte. Leider sind die Fortschritte bei der Realisierung
von Laserdioden mit kurzen Wellenlängen langsam.
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Diverse Ätz- und
Formungs- bzw. Gießtechniken
der Führungsrille
des Laserspots lassen auf eine Reduzierung der Steigung der Spirale
und eine Verbesserung ihres Oberflächenzustands hoffen [5].
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Bei
dieser Entwicklung einer hohen Aufzeichnungsdichte stößt die Technologie
der optischen Phasenübergangsplatten
auf eine Schwierigkeit, die verbunden ist mit der Begrenzung der
Kristallisationsgeschwindigkeiten der verwendeten Materialien, im
Gegensatz zu den magnetooptischen Materialien, bei denen das Kippen
der Magnetisierung sehr viel schneller erfolgt. Bei dieser letzteren
Technik erfolgt die Dichteerhöhung durch ähnliche
Techniken, aber es gibt spezifische Verbesserungen wie zum Beispiel
das Aneinanderfügen
diverser aktiver Schichten, was Techniken des Maskierens, der magnetischen
Lupe und des direkten Überschreibens
ermöglicht.
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Man
kann hinzufügen,
dass für
die zukünftige
Generation der DVDs gewisse Labors eine doppelseitige Lösung anstreben,
darin bestehend, zwei Platten aufeinander zu kleben. Dies erfordert
das Umdrehen des Trägers
und das Realisieren einer doppelten Lesevorrichtung. Bisher sind
Kapazitäten
in der Größenordnung von
5 Gigabyte erzielt worden, was der Aufzeichnung eines gut zweistündigen Films
im MPEG2-Format entspricht.
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Die
vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, die Aufzeichnungskapazität dieser
optischen Träger
zu erhöhen,
indem sie diese Kapazität
verdoppelt, dabei aber die oben erwähnten Nachteile vermeidet.
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Das
Dokument [6] beschreibt ein Datenspeicherungssystem mit mehreren
Ebenen und einem in einem solchen System verwendbaren Aufzeichnungsträger. Der
Informationsträger
kann zwei Niveaus besitzen, wo die Daten auf zwei verschiedene Arten
aufgezeichnet werden. Derselbe optischer Strahl liest diese beiden Niveaus.
Zwei unterschiedliche Messkanäle
sind vorgesehen, von denen der eine mit einem Summensignal arbeitet
und der andere mit einem Differentialsignal.
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Die
vorliegende Erfindung schlägt
ein neuartiges und leistungsfähiges
Mittel dieses Typs vor, mit speziellen Lesearten dieser beiden Niveaus.
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Darstellung der Erfindung
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Genau
ausgedrückt
hat die vorliegende Erfindung einen optischen Aufzeichnungsträger mit
einem ersten und einem über
dem ersten angeordneten zweiten Aufzeichnungsniveau und Einrichtungen
zum Lesen dieser beiden Niveaus mit Hilfe eines selben optischen
Strahls aber unterschiedlicher Prinzipien zum Gegenstand, der dadurch
gekennzeichnet ist, dass das Lesen des ersten Niveaus auf dem Prinzip
einer Phasenmodulation des optischen Strahls beruht und das Lesen
des zweiten Niveaus auf dem Prinzip einer Intensitätsmodulation
dieses optischen Strahls.
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Die
beiden Aufzeichnungsniveaus funktionieren entweder mit aktiven Phasenübergangsschichten oder
aktiven magnetooptischen Schichten.
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Vorzugsweise
umfassen das erste und das zweite Aufzeichnungsniveau einen Stapel
dünner
Schichten mit einer zwischen zwei dielektrischen Schichten eingefügten aktiven
Schicht.
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Da
die Leseeinrichtungen klassisch sind, erfordert die Erfindung keine
bedeutende Modifizierung der Technik der üblichen Lesevorrichtungen für optische
Platten, was ein beträchtlicher
industrieller und wirtschaftlicher Vorteil ist.
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Die
vorliegende Erfindung, definiert in den Ansprüchen 1, 9 und 10, hat auch
eine optische Aufzeichnungsvorrichtung zum Gegenstand, die umfasst:
- – einen
Aufzeichnungsträger
mit einem ersten Aufzeichnungsniveau und einem über dem ersten angeordneten
zweiten Aufzeichnungsniveau,
- – Einrichtungen,
um die genannten Aufzeichnungsniveaus zu beleuchten, wobei das zweite
Aufzeichnungsniveau durch das Erste hindurch beleuchtet wird,
- – Leseeinrichtungen,
fähig das
durch das erste Niveau und durch das zweite Niveau reflektierte
Licht zu empfangen, wobei diese Einrichtungen wenigstens zwei Fotorezeptoren,
einen ersten Kanal zur Bildung der Differenz der durch die Fotorezeptoren
gelieferten Signale und einen zweiten Kanal zur Bildung der Summe
der durch die Detektoren gelieferten Signale umfassen,
und
dadurch gekennzeichnet ist, dass das Lesen des ersten Niveaus auf
dem Prinzip einer Phasenmodulation des reflektierten Strahls beruht,
wobei der erste Kanal das Differentialsignal liefert, das die in
dem ersten Niveau aufgezeichnete Information wiedergibt, und dadurch,
dass das Lesen des zweiten Niveaus auf dem Prinzip einer Intensitätsmodulation
des reflektierten Strahls beruht, wobei der zweite Kanal das Summensignal
liefert, das die in dem zweiten Niveau aufgezeichnete Information
wiedergibt.
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Die
vorliegende Erfindung hat auch ein Verfahren zum Lesen eines Aufzeichnungsträgers mit
einem ersten Aufzeichnungsniveau und einem über dem ersten angeordneten
zweiten Aufzeichnungsniveau zum Gegenstand, bei dem man diese beiden
Niveaus mittels eines selben optischen Strahls liest, wobei dieser Strahl
durch jedes Niveau moduliert wird und das Lesen der beiden Niveaus
dabei auf zwei unterschiedlichen Modulationsarten beruht, dabei
ist dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Lesen des
ersten Niveaus auf einer Phasenmodulation des Strahls beruht und
das Lesen des zweiten Niveaus auf einer Intensitätsmodulation dieses Strahls.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die
oben schon beschriebene 1 stellt beschriebene amorphe
Zonen in der kristallinen Matrix einer Phasenübergangsplatte dar;
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die
schon beschriebene 2 zeigt das Prinzipschema einer
Lese-Schreib-Vorrichtung für
eine optische Phasenübergangsplatte;
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die
schon beschriebene 3 zeigt eine amorphe Zone, gelesen
durch einen Laserspot;
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die
schon beschriebene 4 zeigt das Aussehen der jeweils
durch den Summen- und den Differentialkanal gelieferten Signale,
wenn ein Laser-Lesespot eine auf kristallinem Untergnund amorphe
Aufzeichnungszone einer Phasenübergangsplatte
passiert;
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die
schon beschriebene 5 ist ein Prinzipschema einer
Lesevorrichtung für
eine magnetooptische Platte;
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die
schon beschriebene 6 zeigt beschriebene Magnetisierungszonen
in einer magnetooptischen Platte;
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die
schon beschriebene 7 zeigt das Leseprinzip einer
Polarisationsrotation bei einer magnetooptischen Platte;
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die 8 zeigt
einen erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger;
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die 9 zeigt
ein Aufzeichnungsniveau-Beispiel, bei dem das gelesene Signal in
dem Differentialkanal optimiert wird;
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die 10A und 10B zeigen
die Veränderung
der Phasendifferenz zwischen den jeweils durch die amorphen und
die kristallinen Zonen reflektierten Lichtwellen in Abhängigkeit
von den Dicken der verwendeten Schichten.
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Detaillierte Darstellung
von Ausführungsarten
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In
der 8 sieht man einen erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger. Dieser
Träger
umfasst ein transparentes Substrat 50, ein erstes Aufzeichnungsniveau
N1, eine transparente Abstandsschicht 51 und ein zweites
Aufzeichnungsniveau N2 mit einer reflektierenden Schicht 52.
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Diesem
Träger
sind Leseeinrichtungen zugeordnet, die einen Laser 54,
der die beiden Aufzeichnungsniveaus beleuchtet (das Zweite, N2,
wird durch das Erste, N1, hindurch beleuchtet), einen Teilerwürfel 56,
eine Einheit 58 aus vier Fotodetektoren mit zum Beispiel
vier Quadranten (A, B, C, D) und vier Fotodetektoren. Diese Einheit
empfängt
einen ersten reflektierten Strahl Fr1, der von dem ersten Niveau
stammt, und einen zweiten reflektierten Strahl Fr2, der von dem
zweiten Niveau N2 stammt. Die Leseeinrichtungen umfassen noch einen
ersten Kanal 60-1, der mit der Differentialtechnik arbeitet
und fähig
ist, ein Differentialsignal Sd zu liefern, und einen zweiten Kanal 60-2,
der mit der Summentechnik arbeitet und fähig ist, ein Summensignal Ss
zu liefern.
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Erfindungsgemäß arbeitet
das erste Niveau mit Phasenmodulation und das Signal Sd gibt die
in dem ersten Niveau aufgezeichnete Information wieder. Das zweite
Niveau arbeitet mit Intensitätsmodulation,
so dass es das Signal Ss ist, das die entsprechende Information
wiedergibt. Da diese beiden Modulationen unterschiedlich sind, gibt
es keine Wechselwirkung zwischen den beiden gelesenen Informationen.
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Die 9 zeigt
ein Beispiel eines Schichtenstapels, der das erste Niveau bilden
kann. Er umfasst – auf
einem transparenten Substrat 70 – eine erste dielektrische
Schicht 72, eine aktive Schicht 74 aus Phasenübergangsmaterial
und eine zweite dielektrische Schicht 76.
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Bei
einem Phasenübergangs-Aufzeichnungsniveau,
in dem das Differentialsignal optimiert wird, kann man zum Beispiel
Schichten nehmen, deren Eigenschaften für eine Wellenlänge von
685 nm die folgenden sind, wobei n der reelle Teil des komplexen
Index ist und k der imaginäre
Teil:
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Es
existieren Kombinationen dieser drei optischen Schichten, bei denen
das Differentialsignal optimiert wird (die Differenz zwischen der
Phase der reflektierten Welle der kristallisierten Zonen und der
Phase der reflektierten Welle der amorphen Zone ist gleich 90°).
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Wenn
der Index der dielektrischen Schicht 76 größer ist
als der Index des Austrittsmediums ist es möglich, diese Lösungen entsprechend
zwei Typen zu klassieren:
- – Lösungen mit einer sehr dicken
dielektrischen Schicht (um 100 nm),
- – Lösungen mit
einer dünnen
dielektrischen Schicht (einige nm).
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Die 10A und 10B liefern
die in Grad ausgedrückten
Phasendifferenzen D, berechnet für
eine Dicke des Phasenübergangsmaterials
GeSbTe von 20 nm in Abhängigkeit
von der Dicke der ersten dielektrischen Schicht (72). Für die 10A ist die Dicke der zweiten dielektrischen Schicht
5 nm während
sie für
die 10B 130 nm ist.
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Der
Vorteil eines Aufzeichnungsniveaus wie dem in Verbindung mit der 9 beschriebenen
beruht auf der Tatsache, dass es keine reflektierende Schicht umfasst
und folglich ermöglicht,
ein zweites Niveau hinzuzufügen.
Dieses zweite Niveau kann ein Mal beschreibbar sein oder wiederbeschreibbar,
vom Phasenübergangstyp
(Lektüre
gemäß der Summentechnik)
sein oder vom magnetooptischen Typ (Lektüre gemäß der magnetooptischen Differentialtechnik).
Die Transmission eines solchen ersten Niveaus ist kontrollierbar
(unter Beibehaltung einer Phasenrotation von 90°) indem man vor allem die Dicke
des Phasenübergangsmaterials und
die Differenz zwischen den Indizes des Austrittsmediums (im Allgemeinen
die Abstandsschicht) und dem Dielektrikum 76 variiert.
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Was
das zweite Niveau betrifft, so kann dieses durch einen beschreibbaren
oder wiederbeschreibbaren Stapel gebildet werden. Wenn man sich
für die
Phasenübergangstechnik
entscheidet, wählt
man dünne Schichten,
welche die Reflexionsänderungen
optimieren, je nach dem, ob das Material amorph oder kristallin ist,
um auf dem Summenkanal (Kanal 60-2 in der 8)
ein gutes Summensignal zu erhalten.
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Beispielsweise
kann man für
ein zweites Niveau mit starker Intensitätsmodulation drei Schichten
verwenden, deren Dicken e in der folgenden Tabelle angegeben sind,
wo die Indizes 1 und 2 der ersten und zweiten dielektrischen Schicht
entsprechen, der Index a der aktiven Schicht und der Index al dem
Aluminium, mit dem – so
wird angenommen – das
zweite Niveau endet, wobei die Größe ΔR die Reflektivitätsdifferenz
zwischen den amorphen und kristallinen Zonen ist:
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Zur
weiteren Erläuterung
der Erfindung kann noch das folgende genaue Realisierungsbeispiel
einer Anwendung des Typs DVD dienen. Das erste Aufzeichnungsniveau
entspricht dem ersten oben beschriebenen Beispiel und das zweite
Niveau dem zweiten oben beschriebenen Beispiel. Man hat dann auf
einem transparenten Substrat folgende Materialien in Folge:
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Die
Abstandsschicht kann aus jedem transparenten Material sein, zum
Beispiel aus Siliciumoxid. Ihre Dicke kann zum Beispiel 50 μm betragen.
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Die
folgende Tabelle liefert die drei für jedes Niveau möglichen
Fälle.
Die Gesamtheit der neun Kombinationen, die man aufgrund dieser Tabelle
realisieren kann, ist vorsehbar, wenn die Art des gewählten Niveaus
1 eine Differentiallektüre
ermöglicht:
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Bei "voraufgezeichnet" handelt es sich
um Informationen, die direkt in das Substrat oder jeden anderen Träger geätzt werden,
den man als Replikation erhält
und die das Hinzufügen
optischer Schichten notwendig machen können, um lesbar zu werden.
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Mit "beschreibar" bezeichnet man Systeme
aus optischen Schichten, bei denen die eingeschriebene Information
nicht gelöscht
werden kann und bei denen die Stapel Farbpolymere ("dye polymer") oder irgend ein
anderes Material umfassen, dessen optische Eigenschaften durch Anwendung
eines Laserpulses modifiziert werden. Festzustellen ist, dass ein
wiederbeschreibbares Niveau wie ein beschreibbares Niveau benutzt werden
kann.
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Mit "wiederbeschreibbar" bezeichnet man Niveaus,
die zum Beispiel magnetooptische Materialien oder Phasenübergangsmaterialien
oder jedes andere Material umfassen, in das die Information nicht
dauerhaft eingeschrieben wird, sondern gelöscht werden kann.
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Die
diversen Komponenten des oben beschriebenen Trägers können in drei Etappen realisiert
werden.
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1) Realisierung eines
transparenten Substrats
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Die
Herstellungsverfahren transparenter Substrate für optische Platten sind heute
in der Industrie gut bekannt:
- a) Matrix: die
Matrix, welche die Replikation der Substrate ermöglicht, erhält man nach mehreren galvanotechnischen
Behandlungsschritten, ausgehend von einer Originalätzung durch
Laserablation einer photosensiblen Schicht; diese Matrix kann außer der
Führungsrille
nichtlöschbare
Informationen enthalten;
- b) Kunststoffsubstrate: erhält
man durch Formen bzw. Gießen
eines Polymers auf der Matrix;
- c) Glassubstrate: erhält
man durch Ätzen
eines transparenten Harzes, abgeschieden auf einem flachen Glassubstrat.
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2) Realisierung der dünnen Schichten
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Die
dünnen
Schichten können
auf unterschiedliche Weisen realisiert werden: durch Sputtern, Verdampfen,
Laserablation eines oder mehrerer Targets, oder auch Aufbringen
durch Zentrifugieren. Diese Abscheidungsverfahren können das
Einspeisen eines Gases in die Abscheidungsbehälter erfordern, das reaktiv sein
kann oder auch ein Dotiermittel der zu realisierenden Schichten
sein kann.
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Die
Art der verwendeten Schichten hängt
von der bei dem betreffenden Aufzeichnungsniveau angewendeten Technik
ab. Das Patent US-5 289 453 beschreibt zum Beispiel dielektrische
Schichten, Phasenübergangsmaterialien
und Reflektoren, die bei der optischen Phasenübergangsaufzeichnung häufig benutzt werden.
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3) Realisierung der Abstandsschicht
und der Schutzharzschicht
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- a) Abstandsschicht: sie kann aus photopolymerisierbarem
Harz oder einem dielektrischen Material sein,
- b) ein Schutzharz kann auf der Oberseite der Platte angebracht
werden; dieses Harz kann gebildet werden durch ein mittels UV-Strahlung
photopolymerisierbares Polymer.
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Die
obige Beschreibung betrifft einen Aufzeichnungsträger mit
einem Substrat, das auf nur einer seiner Seiten den gesamten Stapel
mit beiden Aufzeichnungsniveaus trägt. Selbstverständlich ist
die Erfindung allgemeiner und deckt auch den Fall ab, wo das Substrat
auf beiden Seiten einen solchen Stapel trägt. Der Träger ist dann doppelseitig.
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Fundstellen
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- [1] Chubing PENG und M. MANSURIPUR, Technical
Digest, ODS 1997, TuA3, Seiten 32-33.
- [2] Tatsunori IDE und Mitsuya OKADA, Appl. Phys. Lett. 64 (13),
Seiten 1613-1614.
- [3] Takeo OHTA et al., Optoelectronics-Devices and Technologies,
Vol. 10, Nr. 3, Seiten 361-380.
- [4] Takeo OHTA et al., Jpn. J. Appl. Phys, Vol. 32 (1993) Part
1, Nr. 11B, Seiten 5214-5218.
- [5] Seiji MORITA et al., Technical Digest ODS 1997 WB2, Seiten
92-93.
- [6] EP-A-0 605 924
