FR2643470A2 - Improvement to the recording and the reading of information in an electrooptical material - Google Patents
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Abstract
Description
PERFECTIONNEMENTS A L'ENREGISTREMENT ET LA LECTURE
D'INFORMATIONS DANS UN MATERIAU ELECTRO-OPTIpUE
La présente addition se réfère à la demande de brevet principal déposée le 22 Juillet 1988 au nom de la demanderesse, et concerne un dispositif et un procédé pour l'enregistrement et la lecture d'informations dans un matériau électro-optique
Dans la demande de brevet principal, on a décrit un procédé et un dispositif apte à figer l'image d'un champ électrique auquel on soumet un tel matériau, en vue d'applications telles que l'enregistrement de données ou de signaux, et notamment un procédé dans lequel on élève la température en- au moins une zone d'un tel matériau au-delà d'un niveau de transition à partir duquel l'orientation des molécules douées d'activité électro-optique de ce matériau peut etre modifiée par une action extérieure ; on applique en cette zone un champ électrique dont la direction et/ou l'intensité sont déterminées en fonction de caractéristiques d'anisotropie optique du matériau que l'on souhaite obtenir et, pendant l'application dudit champ, on abaisse la température dans ladite zone en dessous de la température de transition pour figer les caractéristiques d'orientation des molécules du matériau induite par le champ appliqué dans le matériau, appelé par la suite champ orientateur ou polarisateur. L'intensité du champ électrique appliqué au matériau est modulée dans au moins une direction de l'espace de façon à faire varier une caractéristique d'anisotropie optique de ce matériau le long de cette direction. A cet effet, on peut notamment créer un déplacement relatif, selon cette direction, du matériau et de la source du champ électrique.Si la modulation du champ électrique est produite par un signal ou des données à enregistrer, les variations de la caractéristique d'anisotropie optique résultante dans le matériau le long de cette direction constituent un enregistrement de ce signal ou de ces données en fonction d'un paramètre qui peut être représenté par la variation d'anisotropie du matériau dans cette direction.IMPROVEMENTS ON RECORDING AND PLAYBACK
INFORMATION IN AN ELECTRO-OPTICAL MATERIAL
The present addition refers to the main patent application filed on July 22, 1988 in the name of the applicant, and relates to a device and a method for recording and reading information in an electro-optical material
In the main patent application, a method and a device have been described capable of freezing the image of an electric field to which such a material is subjected, with a view to applications such as the recording of data or signals, and in particular a process in which the temperature is raised in at least one zone of such a material beyond a transition level from which the orientation of the molecules endowed with electro-optical activity of this material can be modified by external action; an electric field is applied in this zone, the direction and / or intensity of which are determined as a function of optical anisotropy characteristics of the material which it is desired to obtain and, during the application of said field, the temperature in said field is lowered area below the transition temperature to freeze the orientation characteristics of the molecules of the material induced by the field applied in the material, hereinafter called the orienting or polarizing field. The intensity of the electric field applied to the material is modulated in at least one direction of space so as to vary an optical anisotropy characteristic of this material along this direction. For this purpose, it is possible in particular to create a relative displacement, in this direction, of the material and of the source of the electric field. If the modulation of the electric field is produced by a signal or data to be recorded, the variations of the characteristic of resulting optical anisotropy in the material along this direction constitutes a recording of this signal or of these data according to a parameter which can be represented by the variation of anisotropy of the material in this direction.
La création et la modulation de l'anisotropie destinées à réaliser l'écriture sur le matériau, peuvent être effectuées selon deux modes différents. Le premier mode consite à chauffer localement et appliquer un champ électrique global. Le second mode consiste à chauffer globalement et appliquer un champ électrique local.The creation and the modulation of the anisotropy intended to carry out the writing on the material, can be carried out according to two different modes. The first mode consists in heating locally and applying a global electric field. The second mode consists in heating overall and applying a local electric field.
L'écriture consiste donc à réaliser dans le matériau une succession de zones non orientées et orientées, qui constituent les données sous forme de bits à deux états
O ou 1.Writing therefore consists in producing in the material a succession of non-oriented and oriented zones, which constitute the data in the form of bits with two states.
O or 1.
Avantageusement, le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé d'écriture connu comprend des moyens de chauffage local constitués d'un émetteur de faisceau laser apte à être focalisé sur le support. Dans ce cas, on peut prévoir des électrodes de part et d'autre du support ; les électrodes sont en un matériau à la fois conducteur et apte à laisser passer la lumière du faisceau laser. Les électrodes sont par exemple constituées de deux plaques présentant une différence de potentiel entre elles, au voisinage desquelles défile le support.Advantageously, the device for implementing this known writing method comprises local heating means consisting of a laser beam emitter capable of being focused on the support. In this case, it is possible to provide electrodes on either side of the support; the electrodes are made of a material which is both conductive and capable of letting the light of the laser beam pass. The electrodes are for example made up of two plates having a potential difference between them, in the vicinity of which the support passes.
Pour lire un tel enregistrement, un champ électrique est nécessaire pour mettre en évidence les variations de ladite caractéristique d'anisotropie du matériau le long de la direction considérée. On peut, à cet effet, soumettre le matériau à un champ électrique, dit ci-après détecteur, révélateur ou de lecture. Un dispositif de détection optique mesure les variations de l'activité électro-optique du matériau le long de ladite direction pour lire les informations - ou le signal ayant modulé initialement le champ électrique orientateur. Pour ce faire, on réalise l'analyse d'un faisceau lumineux traversant le support (placé sous un champ électrique de lecture) et dont certaines caractéristiques ont été modifiées par l'anisotropie du matériau (telle que la biréfringence).La lecture repose sur la détection de la modification due au champ électrique appliqué, d'une propriété optique du matériau constituant la bande. La figure 4 du brevet principal représente schématiquement un dispositif de lecture, comportant. des moyens permettant de révéler l'anisotropie du matériau, en forme de bande, préalablement orienté à l'aide d'un champ et d'un faisceau laser d'écriture, tous deux sensiblement orthogonaux au plan du film.Le faisceau de lecture, après avoir traversé la bande, est reçu par des moyens d'analyse du type polarimétrique et comprenant une lentille focalisant le faisceau d'intensité - 1o, un séparateur de polarisation, deux photodétecteurs (recevant des intensités respectives I2 et Il) dont les sorties sont reliées à un amplificateur différentiel attaquant un circuit de traitement des signaux électriques.To read such a recording, an electric field is necessary to highlight the variations of said anisotropy characteristic of the material along the direction considered. One can, for this purpose, subject the material to an electric field, hereinafter called detector, developer or reading. An optical detection device measures the variations in the electro-optical activity of the material along said direction to read the information - or the signal which initially modulated the orienting electric field. To do this, we carry out the analysis of a light beam passing through the support (placed under an electric reading field) and some of whose characteristics have been modified by the anisotropy of the material (such as birefringence). detecting the modification due to the applied electric field, of an optical property of the material constituting the strip. Figure 4 of the main patent schematically shows a reading device, comprising. means making it possible to reveal the anisotropy of the material, in the form of a strip, previously oriented using a field and a writing laser beam, both substantially orthogonal to the plane of the film. after having crossed the strip, is received by polarimetric type analysis means and comprising a lens focusing the intensity beam - 1o, a polarization splitter, two photodetectors (receiving respective intensities I2 and II) whose outputs are connected to a differential amplifier attacking a circuit for processing electrical signals.
Selon un premier aspect, la présente invention vise à rendre encore plus performante la lecture de l'information et ce, quel que soit la caractéristique optique mesurée/détectée à la lecture ; notamment l'invention se propose de rendre la lecture insensible, ou à tout le moins très peu sensible, aux défauts de surface du support (tels que rayures ou poussières).According to a first aspect, the present invention aims to make reading of the information even more efficient, regardless of the optical characteristic measured / detected on reading; in particular, the invention proposes to make the reading insensitive, or at the very least very insensitive, to surface defects of the support (such as scratches or dust).
A cette fin, selon l'invention, le champ électrique de lecture est modulé et on détecte l'effet de cette modulation dans le signal optique issu de la lecture.To this end, according to the invention, the electric reading field is modulated and the effect of this modulation is detected in the optical signal originating from the reading.
On peut notamment utiliser une modulation en amplitude à une fréquence déterminée.One can in particular use an amplitude modulation at a determined frequency.
Le dispositif selon l'invention permet une détection de l'information avec une fiabilité accrue, puisqu'il pernet de distinguer plus facilement les zones polarisées des zones non polarisées. En effet, le signal de sortie est à la fréquence du champ de lecture et modulé en amplitude par le signal enregistré. Le champ de lecture constitue le signal de porteuse modulée en amplitude par le signal enregistré. Dans le cas d'un signal enregistré du type analogique, le dispositif de lecture comprend un circuit de traitement du signal de sortie du type de ceux utilisés dans le domaine de la détection radio (par réjection de bruits hors de la bande de détection). Dans le cas d'un signal enregistré du type numérique, à deux états O ou 1, le circuit de traitement comprend un filtre passe-bande centré sur ladite fréquence ou un filtre passe haut à fréquence de coupure sensiblement inférieure à ladite fréquence ; le signal de sortie comprend une succession de signaux constants (bit O) et de signaux périodiques (bit 1) à la fréquence de modulation du champ de lecture. De plus, les pertes de lumière, dûes par exemple à un défaut local sur le matériau (poussière), n'affectent pas la détection du signal, car la détection ne repose pas sur le niveau moyen du signal (très sensible à la quantité de lumière) mais sur la différenciation signal constant/signal modulé; ainsi, tout défaut local sur le support aura pour seul effet de diminuer le niveau moyen du signal à cet endroit. The device according to the invention allows detection of the information with increased reliability, since it makes it easier to distinguish the polarized zones from the non-polarized zones. Indeed, the output signal is at the frequency of the reading field and amplitude modulated by the recorded signal. The read field constitutes the carrier signal amplitude modulated by the recorded signal. In the case of a recorded signal of the analog type, the reading device comprises a circuit for processing the output signal of the type used in the field of radio detection (by rejection of noises outside the detection band). In the case of a recorded signal of the digital type, with two states O or 1, the processing circuit comprises a bandpass filter centered on said frequency or a high pass filter with cutoff frequency substantially lower than said frequency; the output signal comprises a succession of constant signals (bit O) and periodic signals (bit 1) at the modulation frequency of the read field. In addition, the light losses, due for example to a local defect on the material (dust), do not affect the detection of the signal, since the detection does not rely on the average level of the signal (very sensitive to the amount of light) but on the differentiation between constant signal and modulated signal; thus, any local fault on the support will only have the effect of reducing the average level of the signal at this location.
De préférence, la fréquence de modulation du champ électrique de lecture est sensiblement supérieure à la fréquence correspondant à la cadence d'enregistrement/ lecture de l'information sur le support.Preferably, the frequency of modulation of the electric reading field is appreciably higher than the frequency corresponding to the rate of recording / reading of the information on the support.
Avantageusement, le signal est modulé de manière qu'il présente quelques périodes de modulation pour une information élémentaire.Advantageously, the signal is modulated so that it has some modulation periods for elementary information.
Avantageusement, le circuit de traitement comporte également, en parallèle sur le filtre passe-bande, un filtre passe-bas dont la fréquence de coupure est sensiblement inférieure à la fréquence de modulation du champ de lecture.Advantageously, the processing circuit also comprises, in parallel with the bandpass filter, a lowpass filter whose cutoff frequency is significantly lower than the modulation frequency of the read field.
L'utilisation d'un filtre passe-bas permet de contrôler le fonctionnement du dispositif ; en effet, le niveau O du signal de sortie, à la sortie du filtre passe-bande, correspond soit å un bit 0, soit à l'absence de lumière; ce dernier cas donne lieu au contraire à la sortie du filtre passe-bas, à un signal nul, aisément distinguable du niveau moyen du signal.The use of a low-pass filter makes it possible to control the operation of the device; in fact, the level O of the output signal, at the output of the bandpass filter, corresponds either to a bit 0, or to the absence of light; the latter case, on the contrary, gives rise to the output of the low-pass filter, at a zero signal, easily distinguishable from the average level of the signal.
Selon un second aspect, la présente invention propose une méthode et un dispositif pour l'écriture et la lecture d'informations en volume, dans l'épaisseur d'un matériau électro-optique.According to a second aspect, the present invention provides a method and a device for writing and reading information in volume, in the thickness of an electro-optical material.
Comme mentionné dans la demande de brevet principal, la modulation des caractéristiques d'anisotropie peut être réalisée dans plusieurs directions de l'espace à l'intérieur du matériau. On obtient un enregistrement multidimensionnel. Il est ainsi possible d'écrire à des niveaux différents dans l'épaisseur d'un support du type en feuille ou en bande. En effet, par chauffage local de chaque niveau donné, sous un champ orientateur donné, on réalise un enregistrement de l'information en volume, selon les trois dimensions du support. La figure 8 de la demande principale montre un exemple de réalisation permettant d'écrire dans l'épaisseur d'une bande à plusieurs niveaux.La bande défile entre des électrodes reliées respectivement à la masse et au potentiel écriture Plusieurs émetteurs lasers (quatre dans l'exemple décrit) sont disposés de manière à pouvoir émettre séquentiellement un faisceau lumineux dans une direction donnée ; des miroirs semi-transparents renvoyant les quatre faisceaux respectifs selon une direction unique sur le trajet de laquelle se trouve une lentille qui focalise le faisceau traversant celle-ci en une zone de la bande située à un niveau donné (dans l'épaisseur de la bande)#. Les émetteurs émettent des faisceaux lumineux à des longueurs d'onde respectives différentes, et telles que chaque faisceau soit focalisé à un niveau donné dans l'épaisseur de la bande.La lecture s'effectue de la même manière, en focalisant successivement un faisceau de lecture dans la direction d'alignement des zones de profondeur croissante enregistrées lors de l'écriture dans chacune des zones.As mentioned in the main patent application, the modulation of the anisotropy characteristics can be carried out in several directions of the space inside the material. We obtain a multidimensional recording. It is thus possible to write at different levels in the thickness of a support of the sheet or strip type. Indeed, by local heating of each given level, under a given orienting field, a recording of the information in volume is carried out, according to the three dimensions of the support. FIG. 8 of the main application shows an exemplary embodiment making it possible to write in the thickness of a strip at several levels. The strip passes between electrodes connected respectively to ground and to the writing potential Several laser transmitters (four in the 'example described) are arranged so as to be able to emit a light beam sequentially in a given direction; semi-transparent mirrors returning the four respective beams in a single direction on the path of which there is a lens which focuses the beam passing through it in an area of the strip located at a given level (in the thickness of the strip ) #. The emitters emit light beams at respective respective wavelengths, such that each beam is focused at a given level in the thickness of the strip. Reading is carried out in the same way, by successively focusing a beam of reading in the direction of alignment of the zones of increasing depth recorded during the writing in each of the zones.
Cependant, ce dispositif- connu, bien que très avantageux, présente des limitations. D'une part, les bits situés sur l'axe optique de lecture dans l'épaisseur de la bande, doivent être suffisamment distants les uns des autres, pour que, lors de la lecture, l'influence des bits situés au-dessus et au-dessous du bit sur lequel est focalisé le faisceau de lecture, soit négligeable. D'autre part, même à supposer remplie la condition précédente, il peut arriver que l'ensemble des bits situés sur le trajet faisceau de lecture, respectivement#au-dessous et audessus du bit lu, réalisent sur le signal optique de détection un effet annulant celui du bit lu ; bien que statistiquement peu probable, une telle situation aurait des conséquences désastreuses sur la fiabilité.However, this known device, although very advantageous, has limitations. On the one hand, the bits located on the optical reading axis in the thickness of the strip, must be sufficiently distant from each other, so that, during reading, the influence of the bits located above and below the bit on which the read beam is focused, is negligible. On the other hand, even assuming fulfilled the previous condition, it can happen that all the bits located on the read beam path, respectively # below and above the bit read, achieve an effect on the optical detection signal canceling that of the bit read; although statistically unlikely, such a situation would have disastrous consequences on reliability.
L'invention, selon un second aspect, remédie à ces inconvénients et évite toute diaphonie entre les couches situées à des profondeurs différentes.The invention, according to a second aspect, overcomes these drawbacks and avoids any crosstalk between the layers located at different depths.
A cette fin, le dispositif selon l'invention comporte, outre des moyens aptes à chauffer localement le matériau à une profondeur donnée, une pluralité de moyens, incorporés dans l'épaisseur du support en matériau électrooptique, et. aptes à- réaliser chacun un champ local dans une couche donnée du support correspondant à une profondeur donnée.To this end, the device according to the invention comprises, in addition to means capable of locally heating the material to a given depth, a plurality of means, incorporated into the thickness of the support of electrooptical material, and. able to each produce a local field in a given layer of the support corresponding to a given depth.
Conformément à un mode avantageux de réalisation, le support d'informations comprend, dans le sens de l'épaisseur, une succession de complexes tri-couche, à savoir une première couche conductrice (formant première électrode), une seconde couche électrooptique (réceptrice de l'information), une troisième couche conductrice (formant seconde électrode), chaque complexe tri-couche, situé à une profondeur donnée dans le support, étant sépare du suivant par une couche inactive de séparation.According to an advantageous embodiment, the information medium comprises, in the thickness direction, a succession of tri-layer complexes, namely a first conductive layer (forming first electrode), a second electrooptic layer (receiving information), a third conductive layer (forming a second electrode), each tri-layer complex, located at a given depth in the support, being separated from the next by an inactive separation layer.
De préférence, l'épaisseur des couches est comprise entre les valeurs suivantes
couche électrode : 100 et 5000 Angstrôms
couche électrooptique : 1 et 3 microns couche inactive 1 l et 20 microns
A titre d'exemple, les électrodes sont en oxyde d'étain Son02, ou en oxyde d'itrium Ito.Preferably, the thickness of the layers is between the following values
electrode layer: 100 and 5000 Angstroms
electrooptical layer: 1 and 3 microns inactive layer 1 l and 20 microns
For example, the electrodes are made of tin oxide Son02, or itrium oxide Ito.
Le dispositif d'écriture et/ou de lecture selon l'invention comprend avantageusement, d'une part une source de tension nulle et une source de tension non nulle, toutes deux susceptibles d'être reliées respectivement, pour le complexe tri-couche dans lequel on désire écrire/lire, å la première et à la seconde électrode (de manière à créer un champ électrique d'écriture/lecture dans la couche électrooptique située entre les électrodes), et d'autre part des moyens aptes à chauffer sélectivement et localement une portion de ladite couche électrooptique correspondant à une information élémentaire (ou bit). Avantageusement, les moyens de chauffage local sont constitués d'un émetteur de faisceau laser susceptible d'être focalisé sur ladite portion de couche électrooptîque. The writing and / or reading device according to the invention advantageously comprises, on the one hand a source of zero voltage and a source of non-zero voltage, both of which can be connected respectively, for the three-layer complex in which one wishes to write / read, at the first and at the second electrode (so as to create an electric field for writing / reading in the electrooptic layer situated between the electrodes), and on the other hand means capable of selectively heating and locally a portion of said electrooptical layer corresponding to elementary information (or bit). Advantageously, the local heating means consist of a laser beam emitter capable of being focused on said portion of the electrooptic layer.
Un troisième aspect de l'invention propose un mode avantageux d'écriture du type à chauffage global et champ électrique local.A third aspect of the invention proposes an advantageous writing mode of the type with global heating and local electric field.
La figure 9 de la demande de brevet principal, représente un exemple de réalisation d'un dispositif permettant de créer un champ électrique local par dépôt de charges électriques localisées à la surface de la bande et comprenant des moyens de chauffage global de la bande (four tunnel). La bande comporte une première couche en matériau électrooptique et une seconde couche transparante en matériau photoconduc#trice c 'est-à-dire dont la conductivité augmente avec l'éclairement. Sur une des faces de la bande, est prévu un film conducteur et transparent constituant une électrode reliée à la masse. Face à la couche transparente photoconductrice et en contact avec celle-ci, est disposée une électrode transparente reliée à un potentiel v. Sous l'effet d'un faisceau laser d'écriture, se crée un canal de conduction entre la zone en partie supérieure de la couche photoconductrice portée au potentiel v, et la zone en partie supérieure de la bande où est focalisé le faisceau de commande ; cette dernière zone se trouve alors au potentiel v et accumule des charges électriques qui se maintiennent localement du fait de la non conductivité du polymère constituant la bande, en créant un champ électrique dans l'épaisseur de la bande sous l'effet duquel les molécules électro-actives s'orientent. La bande est portée, en amont des moyens d'écriture, à une température telle qu'elle reste à une température supérieure à la température critique Tc pendant une durée suffisante après l'apparition du potentiel v sur la zone à polariser, pour que l'orientation des molécules s'effectue.Celle-ci est figée lors du refroidissement ultérieur de la bande.FIG. 9 of the main patent application represents an exemplary embodiment of a device making it possible to create a local electric field by depositing electrical charges located on the surface of the strip and comprising means for global heating of the strip (oven tunnel). The strip comprises a first layer of electrooptical material and a second transparent layer of photoconductive material # trice that is to say, whose conductivity increases with the illumination. On one side of the strip, there is provided a transparent and conductive film constituting an electrode connected to ground. In front of and in contact with the transparent photoconductive layer, is arranged a transparent electrode connected to a potential v. Under the effect of a writing laser beam, a conduction channel is created between the zone in the upper part of the photoconductive layer brought to the potential v, and the zone in the upper part of the strip where the control beam is focused. ; this latter zone is then at potential v and accumulates electrical charges which are locally maintained due to the non-conductivity of the polymer constituting the strip, creating an electric field in the thickness of the strip under the effect of which the electro molecules -active are oriented. The strip is brought, upstream of the writing means, to a temperature such that it remains at a temperature above the critical temperature Tc for a sufficient time after the appearance of the potential v on the area to be polarized, so that the orientation of the molecules takes place, which is frozen during the subsequent cooling of the strip.
Cette façon de réalisation présente l'avantage de faire appel à un émetteur laser de faible puissance.This embodiment has the advantage of using a low power laser transmitter.
L'invention, selon un troisième aspect, se propose d'améliorer et perfectionner ce mode d'écriture.The invention, according to a third aspect, proposes to improve and perfect this writing mode.
A cette fin, selon l'invention, le procédé d'écriture d'informations dans un support en un matériau électro-optique est caractérisé en ce que l'on utilise un matériau présentant à la fois des propriétés électro-optique et photoconductrice.To this end, according to the invention, the method of writing information in a support made of an electro-optical material is characterized in that a material is used having both electro-optical and photoconductive properties.
Dans le cas d'un support en forme de bande, le dispositif d'écriture/lecture comporte une plaquette conductrice disposée en regard d'une face de la bande et portée à un potentiel non nul, tandis que l'autre face de la bande est à un potentiel nul ; une plaquette isolante est prévue entre la plaquette conductrice et la face correspondante de la bande. Le faisceau laser d'écriture traversant le matériau crée un puits de conduction entre les faces parallèles de la bande, et donc provoque l'annulation locale du champ électrique d'écriture. In the case of a strip-shaped support, the writing / reading device comprises a conductive plate disposed opposite one face of the strip and brought to a non-zero potential, while the other face of the strip is at zero potential; an insulating plate is provided between the conductive plate and the corresponding face of the strip. The writing laser beam passing through the material creates a conduction well between the parallel faces of the strip, and therefore causes the local writing field to be canceled.
L'invention sera bien comprise à la lumière de la description qui suit en référence au des#sin dans lequel: - La figure 1 est un schéma de côté d'un dispositif de
lecture selon un premier aspect de l'invention - Les figures 2 et 3 sont des schémas montrant les
signaux électriques de sortie du dispositif de la
figure 1 - La figure 4 montre en coupe schématique une portion
de bande pourvue de moyens de génération de champs
locaux à différentes profondeurs - La figure 5 est un schéma de côté du dispositif
d'écriture selon un troisième aspect de l'invention ;
et - La figure 6 montre schématiquement une variante de
réalisation de celle montrée à la figure 4.The invention will be clearly understood in the light of the following description with reference to the # sin in which: - Figure 1 is a side diagram of a device
reading according to a first aspect of the invention - Figures 2 and 3 are diagrams showing the
electrical device output signals from the
Figure 1 - Figure 4 shows in schematic section a portion
tape provided with field generation means
rooms at different depths - Figure 5 is a side diagram of the device
writing according to a third aspect of the invention;
and - Figure 6 schematically shows a variant of
realization of that shown in figure 4.
La figure 1 montre un dispositif de lecture d'informations portées sur une bande, préalablement enregistrée, de l'une des manières indiquées dans la demande de brevet principal. Le dispositif de la figure 1 est similaire à celui représente sur la figure 4 du brevet principal; ses éléments constitutifs similaires à cette dernière figure portent les mêmes références.FIG. 1 shows a device for reading information carried on a previously recorded tape in one of the ways indicated in the main patent application. The device of Figure 1 is similar to that shown in Figure 4 of the main patent; its constituent elements similar to this last figure bear the same references.
La bande 1 est éclairée par un faisceau laser 14 de lecture émis par l'émetteur laser 131 ; la plaque inférieure ll formant électrode de masse et la plaque supérieure 12 formant électrode est portée à un potentiel positif Vlecture de manière à placer la bande dans un champ électrique de lecture, normal au plan de la bande.Le faisceau de lecture 14' après avoir traversé la bande, est reçu par les moyens d'analyse 16 du type polarimétrique, comprenant une lentille 17 focalisant le faisceau d'intensité Io, un séparateur de polarisation 18 (par exemple sous forme de prisme de Wollaston), deux photodétecteurs 19 et 20 (recevant des intensités respectives I2 et Il) dont les sorties sont reliées à un amplificateur différentiel 21 attaquant un circuit de traitement 22 de signaux électriques. Le faisceau 14' issu du film est oblique par rapport à la normale au film et de même pour l'axe optique des éléments optiques 17,18,19 et 20. La lecture repose sur la détection et la mesure de la rotation de la polarisation de la lumière induite par l'effet électro-optique du matériau constituant la bande.Les moyens d'analyse 16 détectent donc une succession (et alternance) de zones dites orientées et non orientées telle que la zone hachurée 15. Le signal
S détecté à la sortie de l'amplificateur 21 est
S = II - I2 = 10 sin TETA, avec TETA l'angle de polarisation ; on a
TETA = A Vlecture, avec
A = B écriture
où B est une constante représentative des paramètres physiques de la bande.The strip 1 is lit by a reading laser beam 14 emitted by the laser transmitter 131; the lower plate 11 forming the ground electrode and the upper plate 12 forming the electrode is brought to a positive reading potential so as to place the strip in an electric reading field, normal to the plane of the strip. The reading beam 14 ′ after having crossed the strip, is received by the analysis means 16 of the polarimetric type, comprising a lens 17 focusing the beam of intensity Io, a polarization splitter 18 (for example in the form of a Wollaston prism), two photodetectors 19 and 20 (receiving respective intensities I2 and II) whose outputs are connected to a differential amplifier 21 driving a processing circuit 22 of electrical signals. The beam 14 ′ coming from the film is oblique with respect to the normal to the film and likewise for the optical axis of the optical elements 17,18,19 and 20. The reading is based on the detection and the measurement of the rotation of the polarization of the light induced by the electro-optical effect of the material constituting the strip. The analysis means 16 therefore detect a succession (and alternation) of so-called oriented and non-oriented areas such as the hatched area 15. The signal
S detected at the output of amplifier 21 is
S = II - I2 = 10 sin TETA, with TETA the angle of polarization; we have
TETA = A Vlecture, with
A = B writing
where B is a constant representative of the physical parameters of the band.
Le potentiel Vlecture est modulé à une fréquence donnée, par exemple de quelques dizaines de kHz.The read potential is modulated at a given frequency, for example a few tens of kHz.
Le dispositif comprend en outre des moyens de traitement électronique 220 du signal issu du comparateur 21, et comportant un filtre passe-bande 230, délivrant un signal de sortie Sl, en parallèlle sur un filtre passe-bas 240 délivrant un signal de sortie S2. Le filtre passe-bande est centré sensiblement sur la fréquence de modulation du champ de lecture, tandis oue la fréquence de coupure du filtre passe-bas est sensiblement inférieure à ladite fréquence
Ainsi, le signal de sortie S1 est de la forme représentée sur la figure 2 (81 en fonction du temps), et comporte une succession alternée de portions à niveau constant (en l'occurence nul) représentatives de bits 0, et de portions de niveaux modulés à la fréquence de modulation du champ de lecture, représentatifs de bits 1.Le niveau constant correspond à un niveau moyen du signal.The device further comprises electronic processing means 220 of the signal from the comparator 21, and comprising a bandpass filter 230, delivering an output signal S1, in parallel on a low pass filter 240 delivering an output signal S2. The bandpass filter is centered substantially on the modulation frequency of the read field, while the cutoff frequency of the low pass filter is significantly lower than said frequency.
Thus, the output signal S1 is of the form represented in FIG. 2 (81 as a function of time), and comprises an alternating succession of portions at constant level (in this case zero) representative of bits 0, and portions of levels modulated at the modulation frequency of the read field, representative of bits 1. The constant level corresponds to an average level of the signal.
Les différentes portions de signal SI correspondant respectivement à des bits 0 et 1, sont aisément distinguables les unes des autres, et ce quelque soit l'état de surface de la bande. En effet, un défaut local (poussière, rayure) aura pour seule conséquence de diminuer le niveau moyen du signal, sans affecter la modulation.The different signal portions SI corresponding respectively to bits 0 and 1, are easily distinguishable from one another, regardless of the surface condition of the strip. Indeed, a local fault (dust, scratch) will only result in reducing the average level of the signal, without affecting the modulation.
La description qui précède fait référence à un enregistrement binaire (0 ou l). Il est possible d'appliquer la modulation du champ de lecture à des enregistrements, intermédiaires entre le mode binaire (mentionne précédemment), et le mode analogique constitués d'un ensemble de valeurs discrètes du signal d'écriture.The above description refers to a binary record (0 or l). It is possible to apply the modulation of the read field to recordings, intermediate between the binary mode (mentioned above) and the analog mode made up of a set of discrete values of the write signal.
Le filtre 240 passe-bas présente un caractère optionel avantageux; il délivre un signal S2 de niveau constant (correspondant au niveau moyen) puisque les portions modulée à la fréquence de modulation sont supprimées.The low-pass filter 240 has an advantageous optional character; it delivers a signal S2 of constant level (corresponding to the average level) since the portions modulated at the modulation frequency are deleted.
Le signal S2 est non nul tant qu'une certaine quantité de lumière est détectée; en cas, par exemple, de défaillance des moyens de détection ou du laser, intervenant à l'instant tl, le niveau du signal S2 devient nul, alors qu'à la sortie du filtre passe-bande 220, l'absence de lumière ne se distingue pas du niveau zéro.The signal S2 is non-zero as long as a certain amount of light is detected; in the event, for example, of failure of the detection means or of the laser, intervening at time t1, the level of the signal S2 becomes zero, while at the output of the bandpass filter 220, the absence of light does not not different from level zero.
La figure 4 montre une vue en coupe d'une bande formant support d'informations et conforme à un second aspect de la présente invention permettant d'écire et lire des informations à différentes profondeurs dans la bande.FIG. 4 shows a sectional view of a strip forming an information medium and in accordance with a second aspect of the present invention making it possible to write and read information at different depths in the strip.
La bande est constituée d'une succession dans le sens de l'épaisseur de complexes tri-couches référencés a, b, c, d et e. Chaque complexe comprend une première couche formant première électrode transparente 300, une seconde couche 301 en matériau életrooptique porteuse de l'information, et une troisième couche 302 formant seconde électrode transparente. Chaque complexe est séparé du suivant par une couche de séparation 303 en matériau inactif. Les épaisseurs respectives des différentes couches sont par exemple de:
couche électrode : 1000 Angstrôms
couche électrooptique : 1 micron
couche de séparation : 4 micrqns
L'écriture ou la lecture d'informations sur la bande ci-dessus décrIte est effectuée à l'aide par exemple d'un dispositif comportant les moyens de chauffage local décrits dans la demande de brevet principal en relation avec la figure 8 de ladite demande, et ci-après rappelés
Plusieurs émetteurs lasers, en l'occurence quatre, référencés 30,31,32,33, sont susceptibles d'émettre un faisceau respecrtivement 34,35,36,37 t des miroirs semi- transparents 38,39,40,41, alignés selon un axe oblique par rapport à l'axe longitudinal de la bande renvoyant les quatre faisceaux respectifs selon une direction unique 42 sur le trajet de laquelle se trouve une lentille 400 qui focalise le faisceau 43 traversant celle-ci en une zone 44 de la bande située à un niveau donné (dans l'épaisseur de la bande). Les émetteurs 30,31,32,33 émettent des faisceaux lumineux à des longueurs d'onde respectives différentes, et telles que chaque faisceau soit focalisé à un niveau donné 44,45,46 ou 47. Le faisceau 43 focalisé par la lentille 400 chauffe une zone d'un niveau donné sous champ le électrique applique par les électrodes 4 et 5, ce qui modifie l'orientation des molécules de ladite zone. Les molécules actives des zones écrites sont donc orientées dans un champ électrique orthogonal au plan de la bande.The strip consists of a succession in the thickness direction of three-layer complexes referenced a, b, c, d and e. Each complex comprises a first layer forming a first transparent electrode 300, a second layer 301 made of eletrooptical material carrying information, and a third layer 302 forming a second transparent electrode. Each complex is separated from the next by a separation layer 303 made of inactive material. The respective thicknesses of the different layers are for example:
electrode layer: 1000 Angstroms
electrooptical layer: 1 micron
separation layer: 4 microns
The writing or reading of information on the tape described above is carried out using for example a device comprising the local heating means described in the main patent application in relation to FIG. 8 of said application , and hereinafter recalled
Several laser transmitters, in this case four, referenced 30,31,32,33, are capable of emitting a beam respectively 34,35,36,37 t of semi-transparent mirrors 38,39,40,41, aligned according to an axis oblique to the longitudinal axis of the strip returning the four respective beams in a single direction 42 on the path of which there is a lens 400 which focuses the beam 43 passing through it in an area 44 of the strip located at a given level (in the thickness of the strip). The emitters 30, 31, 32, 33 emit light beams at respective respective wavelengths, and such that each beam is focused at a given level 44, 45, 46 or 47. The beam 43 focused by the lens 400 heats an area of a given level under field the electrical applied by the electrodes 4 and 5, which modifies the orientation of the molecules of said area. The active molecules of the written areas are therefore oriented in an electric field orthogonal to the plane of the strip.
Afin d'écrire ou de lire dans une couche donnée, on focalise le faisceau laser 305 sur ladite couche et on relie la première électrode 300 à un potentiel V non nul et la seconde électrode 302 à la masse, ce qui crée un champ électrique dans la couche. Les életrodes des couches (ou complexes tri-couches) disposées au-dessus de la couche en cours d'écriture/lecture sont au même potentiel que l'électrode supérieure de cette dernière; de même, les électrodes des couches inférieures sont au potentiel de l'électrode inférieure de la couche écrite/lue.In order to write or read in a given layer, the laser beam 305 is focused on said layer and the first electrode 300 is connected to a non-zero potential V and the second electrode 302 to ground, which creates an electric field in layer. The electrodes of the layers (or tri-layer complexes) disposed above the layer being written / read are at the same potential as the upper electrode of the latter; similarly, the electrodes of the lower layers are at the potential of the lower electrode of the written / read layer.
On évite ainsi toute diaphonie entre les couches situées à différentes profondeurs, car l'écriture ou la lecture s'effectue par l'application simultanée d'un champ électrique et de chaleur et ce, localement, c'est-à-dire uniquement à l'endroit recherché correspondant à un bit; ce dernier présente par exemple des dimensions de l'ordre de 1 micron x 1 micron. This avoids any crosstalk between the layers located at different depths, because writing or reading is done by the simultaneous application of an electric field and heat and this, locally, that is to say only at the desired location corresponding to a bit; the latter for example has dimensions of the order of 1 micron x 1 micron.
La figure 5 représente schématiquement de coté un dispositif selon un troisième aspect de l'invention, et destiné à permettre l'écriture par application de chaleur globale et d'un champ électrique local, notamment par effet photoconducteur.FIG. 5 schematically represents from the side a device according to a third aspect of the invention, and intended to allow writing by application of global heat and of a local electric field, in particular by photoconductive effect.
La ban#de 1 en matériau électrooptique défile dans un four tunnel 200 chauffant cette dernière de façon uniforme; un émetteur de faisceau laser 530, disposé à la sortie dudit four, émet un faisceau 540 orthogonal au plan de la bande. En regard de l'une des faces (par exemple supérieure) de la bande est prévue une plaquette conductrice 550 portée à un potentiel Vécriture, tandis que l'autre face de la bande est reliée à la mass. Entre la plaquette conductrice 550 formant électrode et la face correspondante de la bande, est- prévue une plaquette en matériau isolant 570.The ban # 1 of electrooptical material runs in a tunnel oven 200 heating the latter uniformly; a laser beam emitter 530, disposed at the outlet of said oven, emits a beam 540 orthogonal to the plane of the strip. Opposite one of the faces (for example upper) of the strip is provided a conductive plate 550 brought to a writing potential, while the other face of the strip is connected to the ground. Between the conductive plate 550 forming an electrode and the corresponding face of the strip, is provided a plate of insulating material 570.
L'ensemble du matériau de la bande est préalablement orienté ou polarisé de manière globale par le four tunnel.The entire material of the strip is previously oriented or generally polarized by the tunnel oven.
Le matériau constitutif de la bande présente, outre ses propriétés électrooptiques, des propriétés photoconductrices, c'est-à-dire que sa cçnductîvité augmente avec l'éclairement.The material of the strip has, in addition to its electro-optical properties, photoconductive properties, that is to say that its conductivity increases with the illumination.
Le faiceau laser 540 crée un puits de conduction 560 dans la bande, ce qui revient à relier électriquement les faces parallélles de la bande; le champ électrique à l'intérieur du matériau, dans la zone du puits 560, est donc annulé.The laser beam 540 creates a conduction well 560 in the strip, which amounts to electrically connecting the parallel faces of the strip; the electric field inside the material, in the area of well 560, is therefore canceled.
L'écriture selon le procédé précédemment décrit est donc réalisée par annulation locale (en un bit donné) de l'orientation globale préalable donnée au matériau. Writing according to the method described above is therefore carried out by local cancellation (in a given bit) of the prior global orientation given to the material.
En variante, la plaquette isolante peut être remplacée par une couche isolante rapportée sur la couche électrooptique et photoconductrice.Alternatively, the insulating plate can be replaced by an insulating layer attached to the electrooptic and photoconductive layer.
Il est à noter que le laser utilisé peut être de faible puissance, et en toute hypothèse de puissance bien inférieure å celui nécessaire pour chauffer en vue d'écrire/lire utilisé dans les autres modes.It should be noted that the laser used can be of low power, and in any hypothesis of power much lower than that necessary to heat in order to write / read used in the other modes.
La description qui précède, se rapportant à l'un quelconque des aspects de la présente invention, fait référence å une bande. L'invention est également susceptible de s'appliquer à un disque ou une carte.The foregoing description, relating to any of the aspects of the present invention, refers to a tape. The invention can also be applied to a disc or a card.
Dans le cas d'une carte, l'épaisseur du support étant généralement grande comparée à celle de la couche électrooptique, il est avantageux de prévoir au moins une couche conductrice formant électrode sur une des faces de la couche électrooptique, de manière à réduire l'épaisseur totale des couches soumises au champ électrique.In the case of a card, the thickness of the support being generally large compared to that of the electrooptic layer, it is advantageous to provide at least one conductive layer forming an electrode on one of the faces of the electrooptic layer, so as to reduce the total thickness of the layers subjected to the electric field.
Il est possible de combiner et associer les caractéristiques de l'invention selon ses second et troisième aspects respectifs. La figure 6 montre un exemple de réalisation correspondant, à savoir vu en coupe (dans son épaisseur), un support d'information (en forme de bande), à plueisurs couches, et dans lequel l'information peut être enregistrée à plusieurs niveaux dans l'épaisseur du matériau. Un émetteur laser 600 émet un faisceau laser 601 susceptible d'être focalisé å une profondeur donnée dans le matériau. La bande comprend deux ensembles multicouches.Le premier ensemble multicouche comporte une couche isolante 603, une couche électrooptique et photoconductrice et une couche électrode 604 (reliée à la masse) ; le second ensemble comporte une première couche électrode 606, une couche électrooptique et photoconductrice 607, une seconde couche électrode 608 reliée à la masse ; ces deux ensembles multicouche sont séparés l'un de l'autre par une couche de séparation 605 (en matériau inactif sur le plan électrooptique), tandis que le second ensemble repose sur une autre couche de séparation 609.It is possible to combine and associate the features of the invention according to its second and third respective aspects. FIG. 6 shows a corresponding exemplary embodiment, namely seen in section (in its thickness), an information medium (in the form of a strip), in several layers, and in which the information can be recorded at several levels in the thickness of the material. A laser transmitter 600 emits a laser beam 601 capable of being focused at a given depth in the material. The strip comprises two multilayer assemblies. The first multilayer assembly comprises an insulating layer 603, an electrooptic and photoconductive layer and an electrode layer 604 (connected to ground); the second assembly comprises a first electrode layer 606, an electrooptic and photoconductive layer 607, a second electrode layer 608 connected to ground; these two multilayer assemblies are separated from each other by a separation layer 605 (made of electro-optically inactive material), while the second assembly rests on another separation layer 609.
En regard de la face supérieure de la bande (c'est-à-dire face à la couche isolante 602) est disposée une plaque conductrice portée à un potentiel
V. Les couches électrodes dans la bande sont susceptibles d'être reliées à ce potentiel V. De la même manière que décrit en relation avec la figure 5, le faisceau laser 601 crée un puits de conduction dans une portion limitée de la couche électrooptique et photoconductrice 607, et ainsi provoque l'annulation du champ à l'intérieur de ladite portion. Opposite the upper face of the strip (that is to say facing the insulating layer 602) is arranged a conductive plate brought to a potential
V. The electrode layers in the strip are likely to be connected to this potential V. In the same way as described in relation to FIG. 5, the laser beam 601 creates a conduction well in a limited portion of the electrooptical layer and photoconductive 607, and thus causes the cancellation of the field inside said portion.
Claims (17)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8902106A FR2643470A2 (en) | 1988-07-22 | 1989-02-17 | Improvement to the recording and the reading of information in an electrooptical material |
EP89402076A EP0352194A1 (en) | 1988-07-22 | 1989-07-21 | Methods, apparatus and media for recording information |
JP19122689A JPH02154345A (en) | 1988-07-22 | 1989-07-24 | Method, apparatus and medium for recording information |
Applications Claiming Priority (2)
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FR8809916A FR2634566B1 (en) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | METHOD AND DEVICE FOR FIXING THE IMAGE OF AN ELECTRIC FIELD IN A MATERIAL |
FR8902106A FR2643470A2 (en) | 1988-07-22 | 1989-02-17 | Improvement to the recording and the reading of information in an electrooptical material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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FR2643470A2 true FR2643470A2 (en) | 1990-08-24 |
Family
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Family Applications (1)
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