FR2471649A1 - Video recording disc - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un nouveau support d'enregistrementThe present invention relates to a new recording medium
optique. Plus particulièrement, elle se rapporte à un support d'enregistrement optique à optical. More particularly, it relates to an optical recording medium with
utiliser avec un laser à injection à l'état solide. use with a solid state injection laser.
Dans le brevet US no 4 097 895 du 27f:tsJuin 1978, Spong a décrit un support d'enregistrement par ablation qui se compose d'un matériau réfléchissant la alumière, comme de l'aluminium ou de l'or, enduit d'une couche absorbant la lumière, comme de la fluorescéine. Un faisceau laser focalisé dont l'intenaité est modules par exemple d'un laser à Margon ou hélium-cadmium, quand il est dirigé sur le support d'enregistrement, vaporise-ou effectue l'ablation du matériau absorbant la lumière, laissant un trou et exposant la couche réfléchissant la lumière. L'épaisseur de la couche absorbant la lumière est choisie de façon que la structureaituneréflectivité minimale. Après enregistrement, il y aura un contraste maximum entre le facteur minimum de réflexion de la couche absorbantela lumière et le facteur de réflexion de la couche réfléchissant la lumière. Par ailleurs, quand le matériau réfléchissant la lumière est lui-même composé d'une couche mince sur un substrat non conducteur, comme il y a peu d'énergie perdue par réflexion de-la couche mince et absorbante, et peu d'énergie perdue par transmission à travers la couche réfléchissante, l'énergie absorbée du faisceau lumineux est concentrée In US Pat. No. 4,097,895 of 27f: tsJune 1978, Spong described an ablation recording medium which consists of a light reflecting material, such as aluminum or gold, coated with a light absorbing layer, such as fluorescein. A focused laser beam, the intensity of which is modulated, for example by a Margon or helium-cadmium laser, when it is directed onto the recording medium, vaporizes or ablates the light absorbing material, leaving a hole and exposing the light reflecting layer. The thickness of the light absorbing layer is chosen so as to structure it a minimum reflectivity. After recording, there will be a maximum contrast between the minimum reflection factor of the light absorbing layer and the reflection factor of the light reflecting layer. On the other hand, when the light-reflecting material is itself composed of a thin layer on a non-conductive substrate, as there is little energy lost by reflection from the thin and absorbent layer, and little energy lost by transmission through the reflective layer, the energy absorbed from the light beam is concentrated
en une pellicule très mince, et la sensibilité à l'enregis- into a very thin film, and the sensitivity to recording
trement est considérablement élevée. very considerably.
Ce système fonctionne trèsbien, mais présente l'inconvénient que leslasersà-l'argon et hélium-cadmium sont des dispositifs encombrarfanécessitant une quantité comparativement importante de courant électrique pour les faire fonctionner. De plus, un modulateur externe de lumière est requis. Il serait souhaitable de travailler à des niveaux de courant électrique reçu plus faibles, tel que celui requis par les lasers à injection à lêétat This system works very well, but has the disadvantage that argon and helium-cadmium lesers are bulky devices requiring a comparatively large amount of electric current to operate them. In addition, an external light modulator is required. It would be desirable to work at lower levels of electrical current received, such as that required by state injection lasers
solide, comprenant les lasers à l'arsenJure de gallium-alumi- solid, including gallium-alumi- arsenide lasers
nium. Ces lasers opèrent entre 750 et 850 manomètres et 247t649 ainsi des matériaux absorbants à ces longueurs d'onde sont requis pour le support d'enregistrement utile nium. These lasers operate between 750 and 850 manometers and 247t649 so absorbent materials at these wavelengths are required for the useful recording medium.
dans le système d'enregistrement ci-dessus. in the registration system above.
Afin d'être Lutiles comme couche absorbant la lumière, les matériaux doivent pouvoir être appliqués pour former une couche mince et régulière de qualité optique et d'une épaisseur prédéterminée; ils doivent être absorbants à la fréquence de la source optique employée-; et ils doivent subir une ablation ou fondre pour former des trous réguliers afin de donner un motif du signal ayant un rapport signal/bruit d'au moins environ 40 décibels On a trouvé un support d'enregistrement par ablation, qui se compose d'une couche réfléchissant la lumière et d'une couche absorbant la lumière qui absorbe à environ 750-850 nm, comprenant un colorant ayant pour formule In order to be Lutile as a light absorbing layer, the materials must be able to be applied to form a thin and regular layer of optical quality and of a predetermined thickness; they must be absorbent at the frequency of the optical source used; and they must be ablated or melt to form regular holes in order to give a signal pattern having a signal-to-noise ratio of at least about 40 decibels. We have found an ablation recording medium, which consists of a a light reflecting layer and a light absorbing layer which absorbs at about 750-850 nm, comprising a dye having the formula
N M$NI)IXN M $ NI) IX
ll
N C _N C _
o X est de l'hydrogène et du chlore et M est choisi dans le groupe consistant en plomb, aluminium, vanadyle o X is hydrogen and chlorine and M is selected from the group consisting of lead, aluminum, vanadyle
ou étain (+4).or tin (+4).
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci The invention will be better understood and other aims, characteristics, details and advantages thereof
apparaîtront plus clairement au cours de la description will appear more clearly during the description
explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation dé l'invention etdans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un support d'enregistrement selon l'invention, avant enregistrement; - la figure 2 est une vue en coupe transversale d'un support d'enregistrement selon l'invention, après enregistrement; et - la figure 3 est une vue schématique du système d'enregistrement et de restitution dans lequel peut être employé le support d'enregistrementselon l'inventiono Les colorants particulièrement appropriés à une utilisation dans le support d'enregistrement selon l'invention comprennent la phtalocyanine de plomb, la phtalocyanine de chloro- aluminium, la phtalocyanine de vanadyle, la phtalocyanine stannique, ou la Explanatory which will follow made with reference to the accompanying schematic drawings given solely by way of example illustrating an embodiment of the invention and in which: - Figure 1 is a cross-sectional view of a recording medium according to the invention, before registration; - Figure 2 is a cross-sectional view of a recording medium according to the invention, after recording; and FIG. 3 is a schematic view of the recording and restitution system in which the recording medium can be used according to the invention. The dyes which are particularly suitable for use in the recording medium according to the invention include phthalocyanine. lead, chloroaluminum phthalocyanine, vanadyl phthalocyanine, stannic phthalocyanine, or
chlorophtalocyanine de chloro-aluminium. chloro-aluminum chlorophthalocyanine.
Les composés ci-dessus absorbent tous auxlongueurs d'onde du laser à injection à l'état solide, et ils peuvent tous être évaporés sur une couche réfléchissant la lumière pour donner des couches absorbant la lumière régulières et de qualité optique, qui forment une information enregistrée ayant des rapports signal/bruit élevés. La phtalocyanine de vanadyle a un indice de réfraction The above compounds all absorb at wavelengths from the solid state injection laser, and they can all be evaporated on a light reflecting layer to give regular, optical quality light absorbing layers which form information recorded with high signal-to-noise ratios. Vanadyl phthalocyanine has a refractive index
de 2,4 et un coefficient d'absorption, K, de 1,0 à 800 nm. 2.4 and an absorption coefficient, K, 1.0 to 800 nm.
La chlorophtalocyanine de chloro-aluminium a un indice de réfraction de 3, 2 et un coefficient d'absorption Chloro-aluminum chlorophthalocyanine has a refractive index of 3.2 and an absorption coefficient
de 0,5 à 800 nm.from 0.5 to 800 nm.
La phtalocyanine de plomb a un indice de réfraction Lead phthalocyanine has a refractive index
de 2,4 et un coefficient d'absorption de 0,4 à 800 nm. of 2.4 and an absorption coefficient of 0.4 at 800 nm.
La chlorophtalocyanine de chloro-aluminium a un indice de réfraction de 3, 1 et un coefficient d'absorption de Chloro-aluminum chlorophthalocyanine has a refractive index of 3, 1 and an absorption coefficient of
0,3 à 800 nm.0.3 to 800 nm.
Quand la couche réfléchissant la lumière est elle-même une couche sur un substrat, la nature du substrat n'est pas critique. Ce substrat doit avoir une surface plane et optiquement régulière, à laquelle adhère une couche réfléchissant la lumière subséquemment appliquée. Une plaque ou disque en verre ou un disque en matière plastique est adapté. Si le matériau réfléchissant la lumière peut être formé de façon à être une couche autonome optiquement régulière, la nécessité du substrat peut être éliminée. Le matériau réfléchissant la lumière doit réfléchir la lumière utilisée pour l'enregistrement. On peut citer, comme matériaux appropriés réfléchissant la lumière, l'aluminium, le rhodium, l'or ou analogue. Le matériau réfléchissant la lumière a une épaisseur telequ'il When the light reflecting layer is itself a layer on a substrate, the nature of the substrate is not critical. This substrate must have a flat and optically regular surface, to which a subsequently applied light reflecting layer adheres. A glass plate or disc or a plastic disc is suitable. If the light reflecting material can be formed to be an optically regular self-contained layer, the need for the substrate can be eliminated. The light reflecting material should reflect the light used for recording. Mention may be made, as suitable materials reflecting light, of aluminum, rhodium, gold or the like. The light reflecting material has a thickness that
réfléchisoela lumière d'enregistrement. reflect the recording light.
Les colorants de phtalocyanine actuels peuvent être appliqués par évaporation traditionnelle sous vide. Le colorant est introduit dans un récipient approprié et placé dans une chambre sous vide. Le récipient est alors relié à une source de courant. Un substrat- est placé au-dessus du colorant. La chambre sous vide est évacuée à environ 10o6 torr et du courant est appliqué au récipient pour élever la température du colorant à sa température d'évaporation. L'évaporation continue jusqu'à ce qu'une couche de colorant à l'épaisseur requise soit déposée sur la couche réfléchissant la lumière, et à ce moment le courant est interrompu et la Current phthalocyanine dyes can be applied by traditional vacuum evaporation. The dye is introduced into a suitable container and placed in a vacuum chamber. The container is then connected to a current source. A substrate is placed above the dye. The vacuum chamber is evacuated to about 10o6 torr and current is applied to the container to raise the temperature of the dye to its evaporation temperature. Evaporation continues until a dye layer of the required thickness is deposited on the light reflecting layer, and at this time the current is interrupted and the
chambre est éventée.room is stale.
On se référera maintenant aux dessins joints. We will now refer to the accompanying drawings.
La figure 1 montre un support d'enregistrement selon l'invention, avant exposition à un faisceau de lumière d'enregistrement, et il comprend un substrat 110 en verre, une couche 112 réfléchissant la lumière comprenant une couche d'or ayant environ6OX d'épaisseur, et une couche 114 absorbant la lumière de l'un des colorants de FIG. 1 shows a recording medium according to the invention, before exposure to a recording light beam, and it comprises a glass substrate 110, a light-reflecting layer 112 comprising a gold layer having approximately 6OX of thickness, and a layer 114 absorbing the light of one of the dyes of
phtalocyanine ci-dessus mentionnés. above mentioned phthalocyanine.
La figure 2 montre un support d'enregistrement selon l'invention, après exposition à un faisceau de lumière d'enregistrement, o la couche de colorant 114 a été retirée pour laisser un trou 116,exposant la couche 112 réfléchissant la lumière. On comprendra qu'un support d'enregistrement, après enregistrement, comporte un certain Figure 2 shows a recording medium according to the invention, after exposure to a recording light beam, where the dye layer 114 has been removed to leave a hole 116, exposing the light-reflecting layer 112. It will be understood that a recording medium, after recording, comprises a certain
47 164947 1649
nombre de trous 116 plutôt que le seul trou représenté number of holes 116 rather than the only hole shown
sur la figure 2.in figure 2.
L'utilisation du support d'enregistrement selon l'invention sera expliquée en plus de détail en se référant à la figure 3. Pour l'enregistrement, la lumière The use of the recording medium according to the invention will be explained in more detail with reference to Figure 3. For recording, the light
émise par un laser à injection à l'arsernlure de gallium- emitted by a gallium arsenide injection laser -
aluminium 10, est modulée directement en réponse à un signal électrique reçu d'une source 14o Le faisceau modulé est agrandi par un système optiqqe d2enregistrament 16 pour augmenter le diamètre du faisceau laser modulé en intensité, afin qu'il remplisse l'ouverture souhaitée d'un objectif 18 dans lesplarsparallèle et perpendiculaire au plan du laser 100 Le faisceau laser modulé et agrandi est totalement réfléchi par un diviseur de faisceau polarisant 20 et il passe par une plaque quart d'onde 22 faisant tourner le faisceau vers l'objectif 18. Le faisceau d'enregistrement modulé fait alors impact sur un support dBenregistrement 24, comme on l'a décrit sur la figure 1, et il effectue l1ablation ou l'évaporation d'une partie de la couche absorbant la lumière pour exposer une partie de la couche réfléchissant la lumièreo Le support d'enregistrement 24 est entraîné en rotation par l'entrainement 26 de la platine à environ 1800 t/mno Un servo-focaliseur 28.maintient une distance constante aluminum 10, is modulated directly in response to an electrical signal received from a source 14o The modulated beam is enlarged by an optic system d2enregistrament 16 to increase the diameter of the laser beam modulated in intensity, so that it fills the desired opening d an objective 18 in the parallel parallel and perpendicular to the plane of the laser 100 The modulated and enlarged laser beam is totally reflected by a polarizing beam splitter 20 and it passes through a quarter-wave plate 22 causing the beam to rotate towards the objective 18. The modulated recording beam then impacts on a recording medium 24, as described in Figure 1, and it performs the ablation or evaporation of part of the light absorbing layer to expose part of the light reflecting layer o The recording medium 24 is rotated by the drive 26 of the turntable at around 1800 rpm A servo-focuser 28 maintains a constant distance
entre l'objectif 18 et la surface du support denregistre- between objective 18 and the surface of the recording medium
ment 24.ment 24.
Pour la lecture, un faisceau laser non modulé et moins intense, c'est-àdire un faisceau ne provoquant pas l'ablation dans le support d'enregistrement, suit lei mime trajet que le faisceau d'enregistrement vers le support d'enregistrement 24 Le motif enregistré de réflexionantiréflexion module la lumière réfléchie à travers l'objectif 18 et lapiaque quart d'onde 220 La lumière, maintenant tournée de 900eampolarisation par les deux passages à.travers la plaque quart d'onde 22, passe par le diviseur de faisceau polarisant 20 et est dirigée par un système optique de restitution 30 vers un photodétecteur 320 Le photodétecteur 32 convertit le faisceau de lumière réfléchie en un signal électrique de sortie à la borne 34, qui correspond au signal reçu de la source 14. Un asservissement de piste- 36 contrôle la lumière darsle système optique de restitution 30 pour assurer que la piste dans le support d'enregistrement 24 est la même pendant la restitution que celle utilisée For reading, an unmodulated and less intense laser beam, that is to say a beam which does not cause ablation in the recording medium, follows the same path as the recording beam towards the recording medium 24 The recorded reflection-deflection pattern modulates the light reflected through the objective 18 and the quarter-wave beam 220 The light, now rotated by 900eampolarization by the two passages through the quarter-wave plate 22, passes through the beam splitter polarizing 20 and is directed by an optical restitution system 30 to a photodetector 320 The photodetector 32 converts the beam of reflected light into an electrical output signal at terminal 34, which corresponds to the signal received from source 14. A track servo - 36 controls the light in the optical restitution system 30 to ensure that the track in the recording medium 24 is the same during the restitution as that used
pendant l'enregistrement.during recording.
La présente invention sera mieux illustrée par les exemples qui suivent qui ne doivent en aucun cas en The present invention will be better illustrated by the following examples which should in no case be
limiter le cadre.limit the frame.
Exemple 1Example 1
Un substrat fut enduit par évaporation d'une couche d'or d'environ 600A d'épaisseur. Le substrat enduit fut placé dans une chambre sous vide audessus d'une coupelle A substrate was coated by evaporation of a layer of gold about 600A thick. The coated substrate was placed in a vacuum chamber above a cup
d'évaporation contenant de l-&-phtalocyanine de plomb. evaporator containing lead phthalocyanine.
Une source de courant fut reliée à la coupelle et la A power source was connected to the cup and the
chambre sous vide fut évacuée jusqu'à environ 10-6 torr. vacuum chamber was evacuated to around 10-6 torr.
La coupelle fut chauffée à environ 300-400 C,température à laquelle l'obturateur fut ouvert et le colorant évaporé à - raison de 4A par seconde. L'évaporation continua jusqu'à ce qu'une couche de l'ordre de 600A d'épaisseur The cup was heated to about 300-400 C, the temperature at which the shutter was opened and the dye evaporated at - 4A per second. Evaporation continued until a layer of the order of 600A thick
soit déposée sur3a couche d'or.be deposited on a layer of gold.
Il se déposa une pellicule régulière, amorpheclaire It deposited a regular film, amorphous
et continue.and carry on.
Le support d'enregistrement résultant fut exposé à une série d'impulsions de lumière de 50 nanosecondes ayant une longueur d'onde de l'ordre de 800 nm en provenance d'un laser à injection à onde continue à l'arsenjtue de gallium-aluminium dans un appareil comme - sur la figure 3. Des petits trous de forme régulière et lisse, furent formés_ par ablation dans la pellicule de colorant pour une puissance de sortie du laser de The resulting recording medium was exposed to a series of pulses of light of 50 nanoseconds having a wavelength of the order of 800 nm coming from a laser with injection with continuous wave with the arsenjtue of gallium- aluminum in an apparatus like - in figure 3. Small holes of regular and smooth shape, were formed by ablation in the dye film for an output power of the laser of
l'ordre de 31 milliwatts.around 31 milliwatts.
Exemple 2Example 2
En suivant le processus gétéral de l'exemple 1, un substrat enduit d'or comme à l'exemple 1, fut enduit d'une couche de phtalocyanine de chloroaluminium ayant environ 51A dépaisseur. Des petits trous de formeO environ 5qX0A d'épaisseur. Des petits trous de forme X;1 régulière furent formés par ablation dans la pellicule du colorant, à une puissance de sortie du laser de l'ordre Following the general process of Example 1, a gold-coated substrate as in Example 1 was coated with a layer of chloroaluminum phthalocyanine about 51A thick. Small holes of formO about 5qX0A thick. Small regular X; 1 holes were formed by ablation in the dye film, at an output power of the laser of the order
de 42 milliwatts.of 42 milliwatts.
Exemle 3 En suivant le processus général de l'exemple 1, un substrat enduit d'or fut enduit d'une couche de phtalocyanine de vanadyle ayant environ 650A d'épaisseur. La réfleativité O était de l'ordre de 9% à 8000A. Après repos pendant environ six semaines, le facteur de réflexion était Example 3 Following the general process of Example 1, a gold coated substrate was coated with a layer of vanadyl phthalocyanine about 650A thick. The reflectivity O was of the order of 9% at 8000A. After resting for about six weeks, the reflectance was
inchangé.unchanged.
La puissance incidente d'enregistrement de seuil, sur la surface d'enregistrement/requise pour effectuer l'ablation et former de petits trous lisses et de forme régulière avec le laser était de l'ordre de 3 à 3,5 milliwattso The incident threshold recording power, on the recording / required surface to perform ablation and form small smooth and regular holes with the laser was of the order of 3 to 3.5 milliwattso
Exemple 4Example 4
En suivant le processus général de l'exemple 1, un substrat enduit d'or fut enduit d'une couche de chlorophtalocyanine d'aluminium ayant environ 400A d'épaisseur. Le facteur de réflexion était de l'ordre de Following the general process of Example 1, a gold coated substrate was coated with a layer of aluminum chlorophthalocyanine about 400A thick. The reflectance was around
13% à 800 nm.13% at 800 nm.
La puissance incidente d'enregistrement de seuil sur la surface d'enregistrement, requise pour effectuer, par ablation, des petits trous lisses et de forme régulière, était de l'ordre de 3 à 3,5 miIiwatts.o Exemple de comparaison En suivant le processus général de l'exemple 1, des substrats enduits d'or furent enduits d'autres colorants de phtalocyanine. Cependant4jsne se révélèrent pas adaptés à la présente demande. Les données sont résumées au The incident threshold recording power on the recording surface, required to perform, by ablation, small smooth and regular holes, was of the order of 3 to 3.5 miIiwatts.o Comparison example Following In the general process of Example 1, gold coated substrates were coated with other phthalocyanine dyes. However, they did not prove to be suitable for the present application. The data is summarized at
tableau qui suit.following table.
TABLEAUBOARD
Echantill ons Colorant Phtalocyanine Phtalocyanine Phtalocyanine Phtalocyanine Phtalocyanine Phtalocyanine Phtalocyanine Phtalocyanine Phtalocyanine Phtalocyanine Phtalocyanine Commentaires faible absorption à 800 nm de cuivre de cadmium stanneuse de zinc de nickel de magnesium d'argent de cobalt de chrome de molybdène Phtalocyanine de fer Polychlorophtalocyanine de cuivre Hexadécylchlorophtalocyanine de cuivre Polychlorophtalocyanine Phtalocyanine de manganèse Phtalocyanine de fluorochrome Il Il ! Sample dye Phthalocyanine Phthalocyanine Phthalocyanine Phthalocyanine Phthalocyanine Phthalocyanine Phthalocyanine Phthalocyanine Phthalocyanine Phthalocyanine Phthalocyanine Comments low absorption at 800 nm of cadmium copper zinc nickel magnesium cobalt chromium of molybdenum chromium of phthalocyanine Polychlorophthalocyanine Polychlorophthalocyanine Manganese phthalocyanine Fluorochrome phthalocyanine It It!
mauvaise évaporation,faible absorp- poor evaporation, poor absorption
tion à 800 nm pas d'évaporation pas d'absorption à 800 nm forme une pellicule granuleuse, faible absorption à 800 nm faible absorption à 800 nm pas d'évaporation à 400 C, décomposition au chauffage décomposition au chauffage,pellicule faiblement absorbante à 800 nm faible absorption à 800 nm pas d'absorption à 800 nm c'o tion at 800 nm no evaporation no absorption at 800 nm forms a granular film, low absorption at 800 nm low absorption at 800 nm no evaporation at 400 C, decomposition on heating decomposition on heating, weakly absorbent film on 800 nm low absorption at 800 nm no absorption at 800 nm this
24T164924T1649
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans Of course, the invention is in no way limited to the embodiment described and shown which has been given only by way of example. In particular, it includes all the means constituting technical equivalents of the means described as well as their combinations if these are carried out according to the spirit and implemented in
le cadre des revendications qui suivent. the scope of the claims which follow.
247 1649247 1649
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