JP2022534376A - 窓、媒体及び光記憶方法 - Google Patents

Abstract

本発明は窓、媒体及び光記憶方法を提供し、ここで、窓は高分子固体膜層を含み、窓の材料に光吸収制御可能な互変異性分子を含み、光吸収制御可能な互変異性分子は第１立体配置分子と第２立体配置分子との間で変換され、第１立体配置分子の第１光の吸収率はその第２光の吸収率よりも低く、第２立体配置分子の第２光の吸収率はその第１光の吸収率よりも低く、第１立体配置分子が第２光を吸収するが第１光を吸収しない場合、第１立体配置分子は第２立体配置分子に変換され、第２立体配置分子が第１光を吸収するが第２光を吸収しない場合、第２立体配置分子は第１立体配置分子に変換される。媒体は窓と光感応部とを含む。本発明は２ビーム超解像光学原理を採用し、窓と合わせて超解像高密度技術を実現し、従来の２ビーム技術が光感応部の材料に高い要求を有するという問題を解決する。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、光学技術分野に属し、特に窓、媒体及び光記憶方法に関する。

光は、エネルギー、電子、通信、ヘルスケアなどに広く利用されており、特に、情報の読み書き、半導体製造、情報の伝送、光学顕微鏡などの分野では、光が対象物に作用する領域をできるだけ小さくすることが求められている。光の回折限界により、光が対象物に作用する領域のサイズは回折限界の制限を突破できないため、光学技術の発展が大きく阻害される。

従来技術では、励起ビームを用いて対象物上で光重合を開始させ、焦点が中空形状を有する１つの抑制ビームが励起ビームと抑制ビームとの重なる領域内での重合反応を抑制し、重合反応を中空部分の焦点中心に制限することで、対象物上の光作用領域のサイズを縮小するという目的を達成し、単一ビーム回折限界の制限を突破する新規な２ビーム超解像技術がある。

しかし、従来の２ビーム超解像技術では、２つのビームが両方とも物質と相互作用する必要があるため、従来の１ビーム加工に用いられているフォトレジスト、開始剤などの材料は、２ビーム超解像リソグラフィ技術の要求を満たすことができなくなり、２ビームに両方とも作用し、かつ光作用機能を実現できる代替材料を探す必要があり、材料の要求が高く、かつ難易度が高い。

本発明は、上記従来技術の欠点に鑑み、従来の２ビーム超解像技術における材料の要求が高いという問題を解決するための窓、媒体及び光記憶方法を提供することを目的とする。

上記目的及び他の関連する目的を達成するために、本発明は、以下の例を提供する。
１．本発明が提供する例１：窓であって、高分子固体膜層を含み、前記高分子固体膜層は光吸収制御可能な互変異性分子を含み、前記光吸収制御可能な互変異性分子は第１立体配置分子と第２立体配置分子との間で変換され、前記第１立体配置分子の第１光の吸収率はその第２光の吸収率よりも低く、前記第２立体配置分子の第２光の吸収率はその第１光の吸収率よりも低く、前記第１立体配置分子が前記第２光を吸収するが前記第１光を吸収しない場合、前記第１立体配置分子は前記第２立体配置分子に変換され、前記第２立体配置分子が前記第１光を吸収するが第２光を吸収しない場合、前記第２立体配置分子は前記第１立体配置分子に変換される。
２．本発明が提供する例２：上記例１を含み、ここで、前記第１立体配置分子は前記第１光及び前記第２光の光子エネルギーを同時に吸収する場合、依然として前記第１立体配置分子であり、前記第２立体配置分子は前記第１光及び前記第２光の光子エネルギーを同時に吸収する場合、前記第１立体配置分子に変換される。
３．本発明が提供する例３：上記例１又は２を含み、ここで、前記光吸収制御可能な互変異性分子はジアリールエテン類分子及び誘導体化分子、スピロピラン類分子及び誘導体化分子、スピロオキサジン類分子及び誘導体化分子、アゾベンゼン類分子及び誘導体化分子又はフルギド類分子及び誘導体化分子を含む。
４．本発明が提供する例４：媒体であって、窓と光感応部とを含み、前記窓の材料に光吸収制御可能な互変異性分子を含み、前記光吸収制御可能な互変異性分子は第１立体配置分子と第２立体配置分子との間で変換され、前記第１立体配置分子の第１光の吸収率はその第２光の吸収率よりも低く、前記第２立体配置分子の第２光の吸収率はその第１光の吸収率よりも低く、前記第１立体配置分子が前記第２光を吸収するが前記第１光を吸収しない場合、前記第１立体配置分子は前記第２立体配置分子に変換され、前記第２立体配置分子が前記第１光を吸収するが第２光を吸収しない場合、前記第２立体配置分子は前記第１立体配置分子に変換される。
５．本発明が提供する例５：上記例４を含み、ここで、前記第１立体配置分子は前記第１光及び前記第２光の光子エネルギーを同時に吸収する場合、依然として前記第１立体配置分子であり、前記第２立体配置分子は前記第１光及び前記第２光の光子エネルギーを同時に吸収する場合、前記第１立体配置分子に変換される。
６．本発明が提供する例６：上記例４又は５を含み、前記光吸収制御可能な互変異性分子はジアリールエテン類分子及び誘導体化分子、スピロピラン類分子及び誘導体化分子、スピロオキサジン類分子及び誘導体化分子、アゾベンゼン類分子及び誘導体化分子又はフルギド類分子及び誘導体化分子を含む。
７．本発明が提供する例７：上記例４～６のいずれかを含み、ここで、前記窓は光吸収制御可能な互変異性分子を含む高分子固体膜層を含む。
８．本発明が提供する例８：上記例４～７のいずれかを含み、ここで、前記光感応部の材料に光感応記録成分を含む。
９．本発明が提供する例９：上記例４～８のいずれかを含み、ここで、前記光感応記録成分は分子スイッチ制御可能な蛍光分子、光酸発生剤及び蛍光前駆体分子、２光子吸収特性を有する分子スイッチ制御可能な蛍光分子、２光子吸収特性を有する光酸発生分子及び蛍光前駆体、２光子吸収特性を有する無機蛍光材料及び蛍光前駆体、２光子吸収特性を有する有機無機複合材料又は２光子吸収特性を有しポリマーが蛍光特性を有する無機材料を含む。
１０．本発明が提供する例１０：上記例４～９のいずれかを含み、ここで、前記光感応部は光感応記録成分を含む高分子固体膜層を含む。
１１．本発明が提供する例１１：光記憶媒体であって、上記例４～１０のいずれかに記載の媒体を含み、前記光記憶媒体は単層片面読取媒体構造、単層両面読取媒体構造、単層２点両面読取媒体構造、多層片面読取媒体構造、多層両面読取媒体構造又は多層２点両面読取媒体構造を含む。
１２．本発明が提供する例１２：光学システムであって、
光源と媒体とを含み、
前記光源は第１光と第２光とを含み、前記媒体は上記例１～３のいずれかの窓又は上記例４～１０のいずれかの媒体又は上記例１１の光記憶媒体を含む。
１３．本発明が提供する例１３：上記例１２を含み、ここで、前記第１光は中空光であり、前記第２光は中実光である。
１４．本発明が提供する例１４：上記例１２又は１３を含み、ここで、前記第１光と前記第２光とは同軸である。
１５．本発明が提供する例１５：上記例１２～１４のいずれかを含み、ここで、前記第１光は単一の中空光又は複数の中空光のアレイを採用し、前記第１光の単一の中空光の中央中空領域はナノスケールであり、ナノスケールの選択可能な範囲は０～１０ｎｍ、１０～２０ｎｍ、２０～３０ｎｍ、３０～４０ｎｍ、４０～５０ｎｍ、５０～６０ｎｍ、６０～７０ｎｍ、７０～８０ｎｍ、８０～９０ｎｍ、９０～１００ｎｍ、１００～１１０ｎｍ、１１０～１２０ｎｍ、１２０～１３０ｎｍ、１３０～１４０ｎｍ、１４０～１５０ｎｍ、１５０～１６０ｎｍ、１６０～１７０ｎｍ、１７０～１８０ｎｍ、１８０～１９０ｎｍ又は１９０～２００ｎｍである。
１６．本発明が提供する例１６：上記例１２～１５のいずれかを含み、ここで、前記第２光は単一の中実のガウシアンビーム又は個別にスイッチ制御可能な複数のガウシアンビームのアレイを採用し、前記第２光の単一のビームはいずれも第１光の対応する中空光の中央中空中心と同軸であり、第２光の単一のビームの照射範囲は前記第１光の単一のビームの照射領域を超えない。
１７．本発明が提供する例１７：光学方法であって、
光吸収制御可能な互変異性分子を含む窓に第１光を照射し、第１光領域を形成する工程と、
前記窓に第２光を照射し、第２光領域を形成する工程であって、前記第１光領域と前記第２光領域とは部分的に重なる工程と、を含み、
ここで、前記第１光領域内に、第１光領域と第２光領域とが重なる部分を含み、前記光吸収制御可能な互変異性分子は第１立体配置分子であり、前記第２光領域の非重なり部分において、前記光吸収制御可能な互変異性分子は第１立体配置分子から前記第２立体配置分子に変換され、前記第１立体配置分子の第１光の吸収率はその第２光の吸収率よりも低く、前記第２立体配置分子の第２光の吸収率はその第１光の吸収率よりも低い。
１８．本発明が提供する例１８：上記例１７を含み、ここで、第２光領域の非重なり部分は第２光の回折限界よりも小さい。
１９．本発明が提供する例１９：上記例１７又は１８を含み、ここで、前記第１光領域の中心領域は中空領域であり、第１光領域の周辺領域は光作用を抑制するための照射領域であり、前記第２光領域は光作用のための照射領域である。
２０．本発明が提供する例２０：上記例１７～１９のいずれかを含み、ここで、前記第１光は中空光であり、前記第２光は中実光である。
２１．本発明が提供する例２１：上記例１７～２０のいずれかを含み、ここで、前記第１光と前記第２光とは同軸である。
２２．本発明が提供する例２２：上記例２０又は２１のいずれかを含み、ここで、前記第１光は単一の中空光又は複数の中空光のアレイを採用し、前記第１光の単一の中空光の中央中空領域はナノスケールであり、ナノスケールの選択可能な範囲は０～１０ｎｍ、１０～２０ｎｍ、２０～３０ｎｍ、３０～４０ｎｍ、４０～５０ｎｍ、５０～６０ｎｍ、６０～７０ｎｍ、７０～８０ｎｍ、８０～９０ｎｍ、９０～１００ｎｍ、１００～１１０ｎｍ、１１０～１２０ｎｍ、１２０～１３０ｎｍ、１３０～１４０ｎｍ、１４０～１５０ｎｍ、１５０～１６０ｎｍ、１６０～１７０ｎｍ、１７０～１８０ｎｍ、１８０～１９０ｎｍ又は１９０～２００ｎｍである。
２３．本発明が提供する例２３：上記例２０～２２のいずれかを含み、ここで、前記第２光は単一の中実のガウシアンビーム又は個別にスイッチ制御可能な複数のガウシアンビームのアレイを採用し、前記第２光の単一のビームはいずれも第１光の対応する中空光の中央中空中心と同軸であり、第２光の単一のビームの照射領域は前記第１光の単一のビームの照射領域を超えない。
２４．本発明が提供する例２４：光記憶方法であって、上記例１７～２３のいずれかの光学方法を含み、ここで、
前記第１光及び第２光は光記憶媒体の窓に作用し、前記窓内の光吸収制御可能な互変異性分子に作用し、前記第１光領域の照射領域下の光吸収制御可能な互変異性分子は前記第２光の光子エネルギーを吸収する吸収状態にあり、前記第２光を遮断する窓閉状態を形成し、前記第２光が光感応部を変化させることができないようにし、
前記第１光領域の中央中空領域は前記第２光を吸収しない窓開状態を形成し、前記第２光は前記光感応部に作用し、前記光感応部における光感応記録成分を活性化し、活性化された光感応記録成分は前記第２光の光子エネルギーを吸収した後、光記録情報ドットを生成する。
２５．本発明が提供する例２５：上記例２４を含み、ここで、前記光記憶方法は、
第１光の照射により、前記第１光領域の照射領域内で第２立体配置分子の生成を抑制する工程であって、前記第１光領域の中央中空領域は抑制作用を有しない工程と、
第２光の照射により、窓内の第１立体配置分子は第１光領域と重なる部分内の第２光を吸収し続け、第２光が窓を透過することを抑制し、第１光領域の中央中空領域において、第２光は窓内の第１立体配置分子を第２立体配置分子に変換した後、窓を通して下層の光感応部に作用する工程と、をさらに含む。
２６．本発明が提供する例２６：上記例２４を含み、ここで、前記光記憶方法は、
第１光の照射により、前記第１光領域の照射領域内で窓内の第２立体配置分子は第１光を吸収し続けた後、第１立体配置分子に変換される工程であって、前記第１光領域の中央中空領域において窓は依然として第２立体配置分子である工程と、
第２光の照射により、窓内の第１立体配置分子は第１光領域と重なる部分内の第２光を吸収し続け、第２光が窓を透過することを抑制し、第１光領域の中央中空領域において、第２光が窓を通して下層の光感応部に作用する工程と、をさらに含む。

上述のように、本発明の提供する窓、媒体及び光記憶方法は、以下の有益な効果の少なくとも１つを有し、
第１、本発明は光感応部の材料に対する要求が従来技術よりも低く、長期的に安定し、高い２光子吸収断面を有する分子スイッチ材料を見つける必要がなく、必要な性質が複雑な材料を２つの単純な材料に分け、選択範囲が大幅に向上する。
第２、本発明は２ビーム超解像光学原理を採用し、窓と合わせて超解像技術を実現し、新規な２ビーム超解像実現方法を提案する。
第３、本発明を光記憶に用いると、長期的に安定した光記憶を実現でき、光感応部の材料がより安定する。
第４、本発明を光記憶に用いると、多層の情報の書き込み及び読み取りを実現でき、かつ良好な信号対雑音比を得る。

本発明の単層片面読取媒体の構成を示す図である。 本発明の単層両面読取媒体の構成を示す図である。 本発明の単層２点両面読取媒体の構成を示す図である。 本発明の多層片面読取媒体の構成を示す図である。 本発明の多層両面読取媒体の構成を示す図である。 本発明の多層２点両面読取媒体の構成を示す図である。 本発明の光学システムの構成を示す図である。 本発明の第１光及び第２光の構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態を特定の具体例によって説明するが、当業者は本明細書に開示された内容から本発明の他の利点及び効果を容易に理解することができる。本発明は他の様々な実施形態によっても実施又は適用され得るものであり、本明細書の各詳細事項は、本発明の精神から逸脱することなく、様々な観点及び適用に基づいて様々な修飾又は変更を行うことができる。なお、以下の実施例及び実施例における特徴は、相互に矛盾しない限り、互いに組み合わせることができる。

なお、以下の実施例で提供される図面は、本発明の基本的な構想を模式的にのみ説明するものであり、図面には、本発明に関連する部品のみが示されており、実際の実施時の部品の数、形状及びサイズによって描かれているのではなく、実際の実施時の各部品の形態、数及び比率は任意に変更可能であり、その部品のレイアウト形態も複雑になる可能性がある。

（実施例１）
本実施例は、窓１１を提供する。

ここで、窓１１の材料に光吸収制御可能な互変異性分子を含み、光吸収制御可能な互変異性分子は第１立体配置分子と第２立体配置分子との間で変換可能である。第１立体配置分子の第１光の吸収率はその第２光の吸収率よりも低く、第２立体配置分子の第２光の吸収率はその第１光の吸収率よりも低い。第１立体配置分子が第２光を吸収するが第１光を吸収しない場合、第１立体配置分子は第２立体配置分子に変換されることができ、第２立体配置分子が第１光を吸収するが第２光を吸収しない場合、第２立体配置分子は第１立体配置分子に変換されることができる。

具体的には、光吸収制御可能な互変異性分子は第１立体配置分子と第２立体配置分子とを含む。第１立体配置分子は第１光を吸収せず第２光を吸収し、第２立体配置分子は第２光を吸収せず第１光を吸収する。第１立体配置分子は第２光の光子エネルギーを吸収した後、第２立体配置分子に変換され、第２立体配置分子は第１光の光子エネルギーを吸収した後、第１立体配置分子に変換される。

第１立体配置分子は第１光及び第２光の光子エネルギーを同時に吸収する場合、依然として第１立体配置分子であり、常に第２光の光子エネルギーを吸収可能な状態にある。第２立体配置分子は第１光及び第２光の光子エネルギーを同時に吸収する場合、第１立体配置分子に変換され、常に第２光の光子エネルギーを吸収可能な状態にある。

窓１１は高分子固体膜層であってもよく、高分子固体膜層は光吸収制御可能な互変異性分子を含む。光吸収制御可能な互変異性分子のタイプはジアリールエテン類分子及び誘導体化分子、スピロピラン類分子及び誘導体化分子、スピロオキサジン類分子及び誘導体化分子、アゾベンゼン類分子及び誘導体化分子又はフルギド類分子及び誘導体化分子などを含む。

（実施例２）
図１Ａに示すように、本実施例は、窓１１と光感応部１２とを含む媒体を提供する。

ここで、窓１１は実施例１における窓１１であってもよいが、窓１１の形状は高分子固体膜層に限定されない。光感応部１２の材料に光感応記録成分を含む。光感応記録成分は第２光にのみ感応し、当該光感応記録成分は第２光の光子エネルギーを吸収した後、安定して記録可能な記録情報ドットを生成する。

具体的には、光感応部１２は高分子固体膜層を含み、高分子固体膜層は光感応記録成分を含み、光感応記録成分は分子スイッチ制御可能な蛍光分子、光酸発生剤及び蛍光前駆体分子、２光子吸収特性を有する分子スイッチ制御可能な蛍光分子、２光子吸収特性を有する光酸発生分子及び蛍光前駆体、２光子吸収特性を有する無機蛍光材料及び蛍光前駆体、２光子吸収特性を有する有機無機複合材料又は２光子吸収特性を有しポリマーが蛍光特性を有する無機材料などを含む。

（実施例３）
本実施例は、実施例２における媒体を含む光記憶媒体を提供する。

光記憶媒体は単層片面読取媒体、単層両面読取媒体、単層２点両面読取媒体、多層片面読取媒体、多層両面読取媒体又は多層２点両面読取媒体を含む。

図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄ、図１Ｅ、図１Ｆを参照すると、それぞれ単層片面読取媒体、単層両面読取媒体、単層２点両面読取媒体、多層片面読取媒体、多層両面読取媒体、多層２点両面読取媒体の構成を示す図である。

読取光１０は第１光と第２光とを含み、情報の読み取りに用いられる。書込光２０は別の第１光と別の第２光とを含み、情報の書き込みに用いられる。図中の矢印で示す方向は対応する読取光１０又は書込光２０の照射方向である。

図１Ａに示すように、単層片面読取媒体は窓１１と窓１１に重ねられた光感応部１２とを含む。具体的には、窓１１は光感応部１２の上層に設けられ、読取光１０及び書込光２０は片面の窓１１から照射される。

図１Ｂに示すように、単層両面読取媒体は窓１１と窓１１に重ねられた光感応部１２とを含む。書込光２０は一方側の窓１１から照射され、読取光１０は他方側の光感応部１２から照射される。

図１Ｃに示すように、単層２点両面読取媒体はそれぞれ両側に位置する窓１１と、窓１１の間に挟まれた光感応部１２とを含む。読取光１０及び書込光２０は両面の窓１１から照射される。

図１Ｄに示すように、多層片面読取媒体は複数組の窓１１と窓１１に重ねられた光感応部１２とを含み、ここで、多層片面読取媒体の一方側は窓１１であり、他方側は光感応部１２である。読取光１０及び書込光２０は一方側の窓１１から照射される。

図１Ｅに示すように、多層両面読取媒体は複数組の窓１１と窓１１に重ねられた光感応部１２とを含み、ここで、多層両面読取媒体の一方側は窓１１であり、他方側は光感応部１２である。読取光１０は一方側の窓１１から照射され、書込光２０は他方側の光感応部１２から照射される。

図１Ｆに示すように、多層２点両面読取媒体は複数組の窓１１と窓１１に重ねられた光感応部１２とを含み、ここで、多層２点両面読取媒体の両側はいずれも窓１１である。読取光１０及び書込光２０は両面の窓１１から照射される。

（実施例４）
図２に示すように、本実施例は、第１光源２１と、第２光源２２と、光変調システム２３と、窓１１とを含む光学システムを提供し、窓１１は実施例１における窓１１であってもよい。

第１光源２１は第１光２１１を含み、第２光源２２は第２光２２１を含み、第１光２１１及び第２光２２１は窓１１の第１立体配置分子及び第２立体配置分子を変換する任意の適切な光であってもよい。

一実施例において、第１光２１１は中空光であり、第２光２２１は中実光であり、第１光２１１及び第２光２２１の照射方式はいずれも連続式又はパルス式であってもよい。第１光２１１の中心領域は中空領域であり、第１光２１１の周辺領域は光作用を抑制するための照射領域であり、第２光２２１は光作用のための照射領域である。第１光２１１及び第２光２２１が光変調システム２３を通過すると、第１光２１１と第２光２２１とは同軸であり、部分的に重なる。変調された同軸の第１光２１１及び第２光２２１が窓１１を照射し、窓１１の作用により、第２光２２１の照射領域のうち第１光２１１と重ならない部分が窓１１を通過する。第２光２２１が窓１１を通過する部分は窓１１を通過する前の部分よりも小さく、情報の読み書き、半導体製造、情報の伝送、光学顕微鏡などの分野に用いることができ、回折限界を突破する超解像技術を実現する。

第１光２１１は単一の中空光又は複数の中空光のアレイを含む。第１光２１１の単一の中空光の中央中空領域はナノスケールであり、ナノスケールの選択可能な範囲は０～１０ｎｍ、１０～２０ｎｍ、２０～３０ｎｍ、３０～４０ｎｍ、４０～５０ｎｍ、５０～６０ｎｍ、６０～７０ｎｍ、７０～８０ｎｍ、８０～９０ｎｍ、９０～１００ｎｍ、１００～１１０ｎｍ、１１０～１２０ｎｍ、１２０～１３０ｎｍ、１３０～１４０ｎｍ、１４０～１５０ｎｍ、１５０～１６０ｎｍ、１６０～１７０ｎｍ、１７０～１８０ｎｍ、１８０～１９０ｎｍ又は１９０～２００ｎｍである。

第２光２２１は単一の中実のガウシアンビーム又は個別にスイッチ制御可能な複数のガウシアンビームのアレイを含み、第２光２２１の単一のビームはいずれも第１光２１１の対応する中空光の中央中空中心と同軸であり、第２光２２１の単一のビームの照射範囲は第１光２１１の単一のビームの照射領域を超えない。

（実施例５）
本実施例は、光学方法を提供し、
光吸収制御可能な互変異性分子を含む窓１１に第１光を照射し、第１光領域３１を形成する工程と、
窓１１に第２光を照射し、第２光領域３２を形成する工程と、を含む。ここで、第１光領域３１と第２光領域３２とは部分的に重なる。第１光領域３１内に、第１光領域３１と第２光領域３２とが重なる部分を含み、光吸収制御可能な互変異性分子は第１立体配置分子である。第２光領域３２の非重なり部分において、光吸収制御可能な互変異性分子は第１立体配置分子から第２立体配置分子に変換される。第１立体配置分子の第１光の吸収率はその第２光の吸収率よりも低く、第２立体配置分子の第２光の吸収率はその第１光の吸収率よりも低い。第２光領域３２の非重なり部分は第２光の回折限界よりも小さい。

第１光は中空光であり、第２光は中実光であり、第１光及び第２光の照射方式はいずれも連続式又はパルス式であってもよい。図３に示すように、第１光領域３１の中心領域は中空領域であり、第１光領域３１の周辺領域は光作用を抑制するための照射領域であり、第２光領域３２は光作用のための照射領域である。第１光領域３１と第２光領域３２とは同軸であり、部分的に重なる。本実施例では、第２光の回折限界により第１光がない場合に第２光領域３２の非重なり部分が生じ得ない場合、第２光領域３２の非重なり部分は第２光の回折限界よりも小さい。第２光領域３２の非重なり部分が第２光の回折限界よりも小さいとは以下のように定義され、第２光領域３２の非重なり部分とは、窓１１に第２光のみが照射され、第１光が照射されない領域をいう。

具体的には、第１光は単一の中空光又は複数の中空光のアレイを含み、第１光の単一の中空光の中央中空領域はナノスケールであり、ナノスケールの選択可能な範囲は０～１０ｎｍ、１０～２０ｎｍ、２０～３０ｎｍ、３０～４０ｎｍ、４０～５０ｎｍ、５０～６０ｎｍ、６０～７０ｎｍ、７０～８０ｎｍ、８０～９０ｎｍ、９０～１００ｎｍ、１００～１１０ｎｍ、１１０～１２０ｎｍ、１２０～１３０ｎｍ、１３０～１４０ｎｍ、１４０～１５０ｎｍ、１５０～１６０ｎｍ、１６０～１７０ｎｍ、１７０～１８０ｎｍ、１８０～１９０ｎｍ又は１９０～２００ｎｍである。

具体的には、第２光は単一の中実のガウシアンビーム又は個別にスイッチ制御可能な複数のガウシアンビームのアレイを含み、第２光の単一のビームはいずれも第１光の対応する中空光の中央中空中心と同軸であり、第２光の単一のビームの照射範囲は第１光の単一のビームの照射領域を超えない。

（実施例６）
本実施例は、実施例４の光学方法を含む実施例３の光記憶媒体に対して情報の読み取り及び情報の書き込みを行うための光記憶方法を提供する。

情報の書き込み操作を行う際には、中空光及び中実光は光記憶媒体の窓１１に作用し、窓１１内の光吸収制御可能な互変異性分子に作用する。第１光領域３１の照射領域下の光吸収制御可能な互変異性分子は第２光の光子エネルギーを吸収する吸収状態にあり、中空光と中実光との重なり部分では中空光の方が中実光よりも強く作用するため、中空光の照射領域下で光吸収制御可能な互変異性分子が常に中実光の光子エネルギーを吸収可能な状態にあることを保証し、第１光を遮断する窓閉状態を形成し、第１光が光感応部１２に到達できないようにする。本実施例において、窓閉状態とは、励起光が窓１１に照射されることにより、窓１１がある波長の励起光に対して不透明となり、当該波長の光が窓１１を透過できなくなり、光感応部１２に作用する励起光のスポットサイズを制限できる状態をいう。

中空光の中央中空領域は中空光の光子作用を有しないため、第１光領域３１の中央中空領域は第２光を吸収できず、第２光を吸収しない窓開状態を形成し、第２光は窓１１を通して光感応部１２に作用し、光感応部１２における光感応記録成分を活性化し、第２光の光子エネルギーを吸収し、光記録情報ドットを生成する。活性化された光感応記録成分は読み取りの際に、別の波長の励起光の作用下で蛍光を発することができ、励起光と発した蛍光がいずれも窓１１を透過でき、情報の書き込み及び読み取りを実現する。本実施例において、窓開状態とは、励起光が窓１１に照射されることにより、窓１１がある波長の励起光に対して透明となり、当該波長の光が窓１１を透過して光感応部１２に作用し、かつ情報の書き込み又は読み取りを行うことができる状態をいう。

本実施例において、光記憶方法は２つの実施方法を含み、
第１、第１光の照射を受け、第１光領域３１の照射領域内で第２立体配置分子の生成を抑制し、第１光領域３１の中央中空領域は抑制作用を有しない。
第２光の照射を受け、窓１１内の第１立体配置分子は第１光と重なる領域内の第２光を吸収し続け、第２光が窓１１を透過することを抑制し、第１光領域３１の中央中空領域において、第２光領域３２は窓１１内の第１立体配置分子を第２立体配置分子に変換した後、窓１１を通して光感応部１２に作用する。
第２、第１光の照射を受け、第１光領域３１の照射領域内で、窓１１内の第２立体配置分子は第１光を吸収し続けた後、第１立体配置分子に変換され、第１光領域３１の中央中空領域において窓１１は依然として第２立体配置分子である。
第２光の照射を受け、窓１１内の第１立体配置分子は第１光と重なる領域内の第２光を吸収し続け、第２光が窓１１を透過することを抑制する。第１光領域３１の中央中空領域において、第２光は窓１１内の第２立体配置分子を通して光感応部１２に作用することができる。光感応部１２における光感応記録成分は第２光にのみ感応し、第２光の光子エネルギーを吸収した後に安定して記録可能な信号ドットを生成する。

第１の光記憶方法を例にとると、光記憶媒体が単層両面読取媒体である場合、
光記憶媒体は窓１１と光感応部１２とからなり、窓１１の材料は１，２－ビス（５，５’－ジメチル－２，２’－ジチエニル）ヘキサフルオロシクロペンテンであり、光感応部１２の材料は４，４’ビス（ジフェニルアミノ－トランス－スチリル）ビフェニルである。窓１１は分子スイッチタイプの材料であり、開環の形で保持されている。開環構造は３２５ｎｍの光を吸収して照射されると、閉環構造の異性体に変換され、閉環構造は６３３ｎｍの光を吸収して照射されると、開環構造の異性体に変換される。書込光２０は中心に同心の中空ビーム及びガウシアンビームを重ねたものを用い、中空ビームは波長６３３ｎｍ、ガウシアンビームは波長３２５ｎｍである。書込光２０は窓１１にピンホールを形成するので、ピンホールの範囲内でのみガウシアン光は窓１１に吸収されない。３２５ｎｍのガウシアン光は窓１１を透過した後に光感応部１２に照射される。光感応部１２の材料はガウシアン光を吸収した後に材料の特性が変化し、記録ドットを生成する。読取光１０は中心に同心の中空ビーム及びガウシアンビームを重ねたものを用い、中空ビームは波長６３３ｎｍ、ガウシアンビームは波長３３５ｎｍである。したがって、中空光の照射領域の記録ドットは蛍光を発せず、ガウシアン光の照射領域の記録ドットは蛍光を発することで、情報の読み取りを実現する。

光記憶媒体が単層２点両面読取媒体である場合、
書込光２０及び読取光１０は光感応部１２の両側に位置する窓１１に１本ずつあり、単層両面読取媒体構造の光記憶方法と同様の原理により、光感応部１２の上半分と下半分の両方に記録ドットを生成し、２層の記録ドットを形成する。

上述のように、本発明の提供する窓、媒体及び光記憶方法は、以下の有益な効果の少なくとも１つを有し、
第１、本発明は光感応部の材料に対する要求が従来技術よりも低く、長期的に安定し、高い２光子吸収断面を有する分子スイッチ材料を見つける必要がなく、必要な性質が複雑な材料を２つの単純な材料に分け、選択範囲が大幅に向上する。
第２、本発明は２ビーム超解像光学原理を採用し、窓と合わせて超解像技術を実現し、新規な２ビーム超解像実現方法を提案する。
第３、本発明を光記憶に用いると、長期的に安定した光記憶を実現でき、光感応部の材料がより安定する。
第４、本発明を光記憶に用いると、多層の情報の書き込み及び読み取りを実現でき、かつ良好な信号対雑音比を得ることができる。

本発明は、従来技術における種々の欠点を効果的に克服し、高い産業利用価値を有する。

上記実施例は、本発明の原理及びその効果を例示的に説明するためのものにすぎず、本発明を限定するものではない。当業者は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、上記実施例を修飾又は変更することができる。したがって、当業者であれば、本発明の開示された精神及び技術的思想から逸脱することなく行うことができる全ての等価な修飾又は変更は、本発明の特許請求の範囲によって包含されるものとする。

１ 媒体、
１１ 窓、
１２ 光感応部、
２１ 第１光源、
２１１ 第１光、
２２ 第２光源、
２２１ 第２光、
３１ 第１光領域、
３２ 第２光領域、
１０ 書込光、
２０ 読取光。

Claims (14)

1. 窓であって、高分子固体膜層を含み、前記高分子固体膜層は光吸収制御可能な互変異性分子を含み、前記光吸収制御可能な互変異性分子は第１立体配置分子と第２立体配置分子との間で変換され、前記第１立体配置分子の第１光の吸収率はその第２光の吸収率よりも低く、前記第２立体配置分子の第２光の吸収率はその第１光の吸収率よりも低く、前記第１立体配置分子が前記第２光を吸収するが前記第１光を吸収しない場合、前記第１立体配置分子は前記第２立体配置分子に変換され、前記第２立体配置分子が前記第１光を吸収するが第２光を吸収しない場合、前記第２立体配置分子は前記第１立体配置分子に変換される、
   ことを特徴とする窓。
2. 前記第１立体配置分子は前記第１光及び前記第２光の光子エネルギーを同時に吸収する場合、依然として前記第１立体配置分子であり、前記第２立体配置分子は前記第１光及び前記第２光の光子エネルギーを同時に吸収する場合、前記第１立体配置分子に変換される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の窓。
3. 前記光吸収制御可能な互変異性分子はジアリールエテン類分子及び誘導体化分子、スピロピラン類分子及び誘導体化分子、スピロオキサジン類分子及び誘導体化分子、アゾベンゼン類分子及び誘導体化分子又はフルギド類分子及び誘導体化分子を含む、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の窓。
4. 媒体であって、窓と光感応部とを含み、前記窓の材料に光吸収制御可能な互変異性分子を含み、前記光吸収制御可能な互変異性分子は第１立体配置分子と第２立体配置分子との間で変換れ、前記第１立体配置分子の第１光の吸収率はその第２光の吸収率よりも低く、前記第２立体配置分子の第２光の吸収率はその第１光の吸収率よりも低く、前記第１立体配置分子が前記第２光を吸収するが前記第１光を吸収しない場合、前記第１立体配置分子は前記第２立体配置分子に変換され、前記第２立体配置分子が前記第１光を吸収するが第２光を吸収しない場合、前記第２立体配置分子は前記第１立体配置分子に変換される、
   ことを特徴とする媒体。
5. 前記第１立体配置分子は前記第１光及び前記第２光の光子エネルギーを同時に吸収する場合、依然として前記第１立体配置分子であり、前記第２立体配置分子は前記第１光及び前記第２光の光子エネルギーを同時に吸収する場合、前記第１立体配置分子に変換される、
   ことを特徴とする請求項４に記載の媒体。
6. 前記光吸収制御可能な互変異性分子はジアリールエテン類分子及び誘導体化分子、スピロピラン類分子及び誘導体化分子、スピロオキサジン類分子及び誘導体化分子、アゾベンゼン類分子及び誘導体化分子又はフルギド類分子及び誘導体化分子を含む、
   ことを特徴とする請求項５に記載の媒体。
7. 前記窓は光吸収制御可能な互変異性分子を含む高分子固体膜層を含む、
   ことを特徴とする請求項４～６のいずれか一項に記載の媒体。
8. 前記光感応部の材料に光感応記録成分を含む、
   ことを特徴とする請求項４に記載の媒体。
9. 前記光感応記録成分は分子スイッチ制御可能な蛍光分子、光酸発生剤及び蛍光前駆体分子、２光子吸収特性を有する分子スイッチ制御可能な蛍光分子、２光子吸収特性を有する光酸発生分子及び蛍光前駆体、２光子吸収特性を有する無機蛍光材料及び蛍光前駆体、２光子吸収特性を有する有機無機複合材料又は２光子吸収特性を有しポリマーが蛍光特性を有する無機材料を含む、
   ことを特徴とする請求項８に記載の媒体。
10. 前記光感応部は光感応記録成分を含む高分子固体膜層を含む、
    ことを特徴とする請求項８又は９に記載の媒体。
11. 光記憶媒体であって、請求項４～１０のいずれか一項に記載の媒体を含み、前記光記憶媒体は単層片面読取媒体構造、単層両面読取媒体構造、単層２点両面読取媒体構造、多層片面読取媒体構造、多層両面読取媒体構造又は多層２点両面読取媒体構造を含む、
    ことを特徴とする光記憶媒体。
12. 光記憶方法であって、
    第１光及び第２光は光記憶媒体の窓に作用し、前記窓内の光吸収制御可能な互変異性分子に作用し、前記第１光領域の照射領域下の光吸収制御可能な互変異性分子は前記第２光の光子エネルギーを吸収する吸収状態にあり、前記第２光を遮断する窓閉状態を形成し、前記第２光が光感応部を変化させることができないようにする工程と、
    前記第１光領域の中央中空領域は前記第２光を吸収しない窓開状態を形成し、前記第２光は前記光感応部に作用し、前記光感応部における光感応記録成分を活性化し、活性化された光感応記録成分は前記第２光の光子エネルギーを吸収した後、光記録情報ドットを生成する工程と、を含む、
    ことを特徴とする光記憶方法。
13. 前記光記憶方法は、
    第１光の照射により、前記第１光領域の照射領域内で第２立体配置分子の生成を抑制する工程であって、前記第１光領域の中央中空領域は抑制作用を有しない工程と、
    第２光の照射により、窓内の第１立体配置分子は第１光領域と重なる部分内の第２光を吸収し続け、第２光が窓を透過することを抑制し、第１光領域の中央中空領域において、第２光は窓内の第１立体配置分子を第２立体配置分子に変換した後、窓を通して下層の光感応部に作用する工程と、をさらに含む、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の光記憶方法。
14. 前記光記憶方法は、
    第１光の照射により、前記第１光領域の照射領域内で窓内の第２立体配置分子は第１光を吸収し続けた後、第１立体配置分子に変換される工程であって、前記第１光領域の中央中空領域において窓は依然として第２立体配置分子である工程と、
    第２光の照射により、窓内の第１立体配置分子は第１光領域と重なる部分内の第２光を吸収し続け、第２光が窓を透過することを抑制し、第１光領域の中央中空領域において、第２光が窓を通して下層の光感応部に作用する工程と、をさらに含む、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の光記憶方法。

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