JP4144238B2

JP4144238B2 - Organic photorefractive recording medium, recording apparatus, reproducing apparatus, recording / reproducing apparatus

Info

Publication number: JP4144238B2
Application number: JP2002098372A
Authority: JP
Inventors: 隆久原; 治彦河野; 毅日下部; 智孝牟田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-04-01
Filing date: 2002-04-01
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2022-04-01
Also published as: JP2003295743A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照射した光強度パターンに応じた屈折率分布を生じる有機フォトリフラクティブ材料を用いたホログラムメモリ等に利用される記録媒体及び記録装置に関し、特に、記録再生が安定であり、高容量で安価な有機フォトリフラクティブ記録媒体及び記録装置、再生装置、記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報記録技術の向上に従い、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、熱相変化媒体の記録密度は飛躍的に上がっている。しかし、これらの記録方式は共に、ｂｉｔｂｙｂｉｔの記録方式であり、１ｂｉｔ単位で記録再生を行わざるを得ないため、データ転送速度に限界があり、これら現行方式では、高速多重通信の時代の要請に答えられない可能性が出てきている。
【０００３】
このような時代の進展に対して、次世代の高記録密度、高速データ転送速度を兼ね備えた記録方式として、ホログラムメモリが注目されている。このホログラムメモリの課題は、高速で安定な記録再生が可能で、安価な記録メディアを開発することである。
【０００４】
現状では、ＬｉＮｂＯ₃結晶等の無機材料の開発や、ビスフェノール−Ａ−ジグリシジルエーテル、４−ニトロ−１，２−フェニレンジアミン系にホール移動色素としてヒドラゾン誘電体を導入した多成分系伝場配向ポリマーや、ポリビニルカルバゾールとアクセプターとしてのＣ６０との電荷移動錯体、更には、カルバゾール誘導体のオリゴマー、デンドリマー等を用いた有機材料の開発も行われている。
【０００５】
しかしながら、無機材料は媒体作製が容易ではなく、薄膜化が困難で、記録媒体設計の自由度が制限されると言う問題がある。これは記録装置の小型化を図る上で大きな問題となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
これに対して有機材料は、成膜性に優れ、薄膜化や材料の取り扱いも含め媒体作製が容易であり記録媒体設計における自由度も高い。
【０００７】
しかし、短時間では安定な材料も開発されているが、長期間安定な材料は未だ存在していない。例えば、上述した光導電性物質であるポリビニルカルバゾールと、アクセプターとしての非線形光学物質であるＣ６０との電荷移動錯体を用いた有機フォトリフラクティブ材料は、飽和回折効率と格子形成応答速度が共に高く、ホログラムメモリに用いる材料として有望である。しかし、長期における記録再生の繰り返しや、保存時における外部から熱の影響等により、ポリビニルカルバゾールとアクセプターとしての非線形光学物質であるＣ６０とが相間分離を起こして非線形効果が低下する。これによって、回折効率や感度が低下し、記録再生ができなくなると言う問題があった。
【０００８】
また、光導電性物質としての高分子材料にアクセプターとしての非線形光学物質を導入するために、これらを化学的に合成し、各々の機能を備えた高分子とする試みも成されている。しかし、各々の特性を保持させる事は容易でなく、各材料の選択や合成方法も未だ開発段階であって、安価で安定な材料は得られていないのが現状である。
【０００９】
そこで本発明は、書き込み読み出しの記録再生を繰り返しても、相間分離することなく、長期間安定な有機フォトリフラクティブ記録媒体及び記録装置、再生装置、記録再生装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、少なくとも、光導電性物質と、非線形光学物質であるカーボンナノチューブと、ガラス転移温度制御剤とを含有する有機フォトリフラクティブ材料から構成され、この有機フォトリフラクティブ材料におけるカーボンナノチューブの含有割合が０．１重量％〜８０．０重量％である記録層を備え、カーボンナノチューブが直径０．５ｎｍ〜１０ｎｍ、長さ２μｍ以下の有機フォトリフラクティブ材料内の相間分離を抑制できるサイズを有すると共に、記録層がテトラヒドロフランの溶液にカーボンナノチューブを溶解して乾燥させた構造を有する構成としたものである。これにより、長期における記録再生の繰り返しや、保存時における外部からの熱の影響等によって相間分離することなく、長期間安定した有機フォトリフラクティブ記録媒体を提供できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、少なくとも、光導電性物質と、非線形光学物質であるカーボンナノチューブと、ガラス転移温度制御剤とを含有する有機フォトリフラクティブ材料から構成され、この有機フォトリフラクティブ材料におけるカーボンナノチューブの含有割合が０．１重量％〜８０．０重量％である記録層を備え、カーボンナノチューブが直径０．５ｎｍ〜１０ｎｍ、長さ２μｍ以下の有機フォトリフラクティブ材料内の相間分離を抑制できるサイズを有すると共に、記録層がテトラヒドロフランの溶液にカーボンナノチューブを溶解して乾燥させた構造を有することを特徴とする有機フォトリフラクティブ記録媒体であって、長期における記録再生の繰り返しや、保存時における外部からの熱の影響等によって相間分離することなく、長期間安定した有機フォトリフラクティブ記録媒体を提供できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、光導電性物質がポリビニルカルバゾールであることを特徴とする請求項１記載の有機フォトリフラクティブ記録媒体であって、安定した光導電性を付与することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、ガラス転移温度制御剤がエチルカルバゾールであることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機フォトリフラクティブ記録媒体であって、記録及びその消去を安定して繰り返し行うことができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機フォトリフラクティブ記録媒体の記録装置であって、情報が付加された物体光と、参照光とを、記録媒体に照射して、情報の記録を行う記録手段を備えたことを特徴とする記録装置であって、長期間安定な有機フォトリフラクティブ記録媒体に対して記録を行うことができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機フォトリフラクティブ記録媒体の再生装置であって、参照光を情報が記録された記録媒体に照射して、記録媒体から再生された再生光を検出して情報の再生を行う再生手段を備えたことを特徴とする記録再生装置であって、長期間安定な有機フォトリフラクティブ記録媒体に対して再生を行うことができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機フォトリフラクティブ記録媒体の記録装置であって、情報が付加された物体光と、参照光とを、記録媒体に照射して、情報の記録を行う記録手段と、参照光のみを情報が記録された記録媒体に照射して、記録媒体から再生された再生光を検出して情報の再生を行う再生手段とを備えたことを特徴とする記録再生装置であって、長期間安定な有機フォトリフラクティブ記録媒体に対して記録再生を行うことができる。
【００１９】
（実施の形態）
以下、本発明の有機フォトリフラクティブ記録媒体及び記録装置、再生装置、記録再生装置について詳細に説明する。
【００２０】
まず、本発明の有機フォトリフラクティブ記録媒体について説明する。
【００２１】
本発明の有機フォトリフラクティブ記録媒体は、基板に記録層としての有機フォトリフラクティブ材料が形成された構成、或いは、有機フォトリフラクティブ材料それ自体からなる構成である。
【００２２】
有機フォトリフラクティブ材料は、少なくとも、光導電性物質と非線形光学物質であるカーボンナノチューブとを含むものである。更に、ガラス転移温度制御剤を含有させたものである。
【００２３】
光導電性物質としては、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）があげられ、同様の機能を持つ高分子材料であれば、他の材料を用いることもできる。ポリビニルカルバゾールの化学式を（化１）に示す。
【００２４】
【化１】

【００２５】
また、非線形光学物質であるカーボンナノチューブは、電荷（この場合は正孔）を捕捉するアクセプターとしての機能を有するものである。
【００２６】
カーボンナノチューブは、直径０．５ｎｍ〜１０ｎｍで長さ２μｍ以下のものを用いることができる。ここで、図１にカーボンナノチューブの構造例を示す。なお、図１は本発明の一実施の形態におけるカーボンナノチューブを示す構造図である。また、カーボンナノチューブは単層であっても、多層であってもよく、共に同様の効果が期待できる。
【００２７】
更に、ガラス転移温度制御剤としては、光導電性物質のポリビニルカルバゾールに対してはエチルカルバゾールがあげられる。このガラス転移温度制御剤の働きは、ガラス転移温度（Ｔｇ）を低下させ、有機フォトリフラクティブ材料に対して、ホログラム記録及びその消去を繰り返し行うことを可能とするものである。エチルカルバゾールはポリビニルカルバゾールに対し、いわゆる可塑剤として作用する。エチルカルバゾールが存在せずガラス転移温度が高い状態では、ホログラム記録は可能であるが消去が困難である。また、エチルカルバゾールの化学式を（化２）に示す。
【００２８】
【化２】

【００２９】
なお、カーボンナノチューブの添加量は、例えば、ポリビニルカルバゾール、カーボンナノチューブ、エチルカルバゾールで構成される有機フォトリフラクティブ材料に対して、０．１重量％以上８０．０重量％以下含有される。
【００３０】
また、有機フォトリフラクティブ記録媒体の製法としては、以上のように構成される有機フォトリフラクティブ材料をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）で溶かし、この溶液を基材に塗布し、これを乾燥させて成膜することによって、有機フォトリフラクティブ記録媒体を得ることができる。また、テトラヒドロフランを（化３）に示す。
【００３１】
【化３】

【００３２】
更に、有機フォトリフラクティブ記録媒体に用いられる基材としては、ソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英ガラス等の無機酸化物ガラス、無機フッ化物ガラス等の無機ガラス、更に、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリフッ化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアクリレート、非晶質ポリオレフィン、フッ素系樹脂等の高分子フィルム等があげられ、有機フォトリフラクティブ材料を塗布し、成膜可能であれば、いかなる材料を用いてもよい。
【００３３】
また、有機フォトリフラクティブ材料の基材への塗布方法としては、スピンコート、ロールコート、スプレーコート等の種々のコーティング方法や、ディップ法、浸漬塗布法等を用いることができる。
【００３４】
また、有機フォトリフラクティブ記録媒体として、有機フォトリフラクティブ材料の被膜を単体で用いてもよい。その場合、基材はなくてよい。被膜単体を作製するには、基材に一旦成膜したものを剥離すればよい。或いは、有機フォトリフラクティブ材料を有機溶剤で溶解した溶液を滴下し、これを乾燥して得られる固形物を用いてもよい。
【００３５】
ここで、本発明の有機フォトリフラクティブ記録媒体の作用について説明する。有機フォトリフラクティブ記録媒体に、２つの干渉性の高い光（コヒーレント光）、例えばレーザー光が入射されると、光導電性物質は電荷を発生し、この電荷はアクセプターである非線形光学物質に捕捉される。この時、レーザー光の干渉によって生じる干渉縞の明暗の光強度分布に応じて、空間電荷による電界が形成され、電気光学効果による屈折率分布を生じ、干渉縞に対応した電荷の濃淡分布の形で蓄積されホログラム記録がなされる。
【００３６】
また、本発明の有機フォトリフラクティブ記録媒体においては、非線形光学物質であるカーボンナノチューブはその構造が繊維状であるので、記録、再生或いは消去を繰り返しても、光導電性物質であるポリビニルカルバゾールやガラス転移温度制御であるエチルカルバゾールで構成された高分子膜内で相間分離を生じない。よって、有機フォトリフラクティブ記録媒体の寿命特性の改善を図ることが可能となる。
【００３７】
次に、本発明の有機フォトリフラクティブ記録媒体の記録再生装置ついて説明する。
【００３８】
ここで、図２は本発明の一実施の形態における有機フォトリフラクティブ記録媒体の記録再生装置を示す模式図である。図２において、１は記録媒体、２はエンコーダ、３は光源、４はビームスプリッタ、５はＳＬＭ（空間光変換器、ＳｐａｔｉａｌＬｉｇｈｔＭｏｄｕｌａｔｏｒ）、６，７はレンズ、８はミラー、９は可動ミラー、１０は光検出器、１１はデコーダである。
【００３９】
記録媒体１は、上述した有機フォトリフラクティブ材料が基材に形成された有機フォトリフラクティブ記録媒体、或いは、基材を有することなく本発明の有機フォトリフラクティブ材料の被膜そのものからなる有機フォトリフラクティブ記録媒体のいずれかを用いる。
【００４０】
エンコーダ２は、記録媒体１に記録するデジタルデータを平面上に明暗による単位ページ配列ドットパターンとして並べ替えＳＬＭ５に出力する。例えば、論理値「０」を明、論理値「１」を暗とし、単位ページ毎に明暗からなる配列ドットパターンデータを形成する。この配列ドットパターンデータは、縦１０００ｂｉｔ×横１０００ｂｉｔのような単位ページの画素データとして与えられ、単位ページが記録単位となる。
【００４１】
光源３は干渉性の高い光（コヒーレント光）を発する光源であり、具体的にはレーザー発生装置である。
【００４２】
光源３から発した照射光は、ビームスプリッタ４で分割され、一方はＳＬＭ５、他方はミラー８へと導かれる。
【００４３】
ＳＬＭ５は、具体的には液晶表示装置があげられるが、エンコーダ２から出力された配列ドットパターンに対応させて、照射光を空間的な光のオンオフ信号に光変調するものである。例えば、論理値「０」である明を光透過、論理値「１」である暗を光不透過とする。
【００４４】
このように、エンコーダ２の配列ドットパターンの明暗（論理値「０」、「１」）はＳＬＭ５の透過・不透過パターンに置き換えられ、照射光はＳＬＭ５を通過、変調されて物体光（信号光）としてレンズ６に導かれる。
【００４５】
この物体光は、レンズ６でフーリエ変換され、記録媒体１に参照光と共に入射される。
【００４６】
なお、参照光は、ミラー８から可動ミラー９を介して記録媒体１に入射されるものであり、記録媒体１に対して特定の入射角θで入射される。
【００４７】
そして、物体光と参照光が干渉し、この干渉縞に応じて、記録媒体１では内部電場が発生して屈折率変化を生じて回折格子が記録される。即ち、干渉縞が記録媒体１にホログラム（屈折率格子）として記録されることになる。なお、記録媒体１に対する参照光の入射角θを変化させれば多重記録が可能となる。可動ミラー９は入射角θを変更するために可動するものである。
【００４８】
次に、記憶されたデータを記録媒体１から再生するには、記録時と同じ入射角θで参照光を入射すればよい。このとき物体光は入射しない。
【００４９】
参照光を入射すると、記録媒体１に記録されたホログラムから回折光が生じ、これがレンズ７で逆フーリエ変換され、光検出器１０へ導かれる。
【００５０】
光検出器１０は、具体的にはＣＣＤがあげられるが、これは入射された光の明暗を電気信号の強弱に変換するものである。そして、この電気信号（アナログ信号）はデコーダ１１に出力され、所定のスライスレベルと比較され、論理値「０」、「１」として再生される。
【００５１】
なお、本実施の形態においては、記録再生装置の構成で説明したが、エンコーダ２、光源３、ＳＬＭ５等は、これに関連する光学系を含め、記録媒体１に記録を行うための記録手段を構成するものであり、更に、光源３、光検出器１０、デコーダ１１等は、これに関連する光学系を含め、記録媒体１の再生を行うための再生手段を構成するものである。よって、記録装置として用いる場合には、少なくとも記録手段を備えればよく、再生装置として用いる場合には、少なくとも再生手段を備えればよい。更に、記録媒体１にホログラム記録されたデータを消去する場合には、紫外光を照射すればよく、その場合は、紫外光照射手段を設ければよい。
【００５２】
【実施例】
実施例により本発明を詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例により何ら限定されるものではない。
【００５３】
本実施例で使用した有機フォトリフラクティブ材料の組成を下記に示す。
光導電性物質
ポリビニルカルバゾール７５重量％
非線形光学物質
カーボンナノチューブ５重量％
ガラス転移温度制御剤
エチルカルバゾール２０重量％
まず、上記組成材料をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）で熔解した。そして、この溶液を基材となるガラス基板にバーコーターで塗布し、これをオーブンで乾燥させて成膜したところ、ガラス基板に膜厚１００μｍの有機フォトリフラクティブ膜（記録層）を有する有機フォトリフラクティブ記録媒体を得た。
【００５４】
次に、図２に示した記録再生装置を用いて得られた記録媒体の評価を行った。光源３には波長４０８ｎｍのレーザーダイオードを用いた。そして、簡易的なテストデータを作成してエンコーダ２に出力し、物体光（信号光）と参照光を照射して記録媒体上で交差、干渉させ、記録媒体に記録を行った。その後、参照光のみを照射したところテストデータがデコーダ１１に出力され再生された。
【００５５】
そして、この記録媒体は長期保存で劣化することなく、記録再生が可能であり、従来のものに比して保存安定性に優れていた。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、書き込み読み出しの記録再生を繰り返しても、相間分離することなく、長期間安定な有機フォトリフラクティブ記録媒体及び記録装置、再生装置、記録再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるカーボンナノチューブを示す構造図
【図２】本発明の一実施の形態における有機フォトリフラクティブ記録媒体の記録再生装置を示す模式図
【符号の説明】
１記録媒体
２エンコーダ
３光源
４ビームスプリッタ
５ＳＬＭ
６，７レンズ
８ミラー
９可動ミラー
１０光検出器
１１デコーダ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a recording medium and a recording apparatus used for a hologram memory or the like using an organic photorefractive material that generates a refractive index distribution according to an irradiated light intensity pattern. The present invention relates to an inexpensive organic photorefractive recording medium, recording apparatus, reproducing apparatus, and recording / reproducing apparatus.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the improvement of information recording technology, the recording density of magnetic recording media, magneto-optical recording media, and thermal phase change media has increased dramatically. However, both of these recording methods are bit-by-bit recording methods, and recording / reproduction must be performed in 1-bit units, so there is a limit to the data transfer speed. There is a possibility that the request cannot be answered.
[0003]
With the progress of such times, hologram memory has attracted attention as a recording method that combines the next generation with high recording density and high data transfer speed. The problem of this hologram memory is to develop an inexpensive recording medium capable of stable recording and reproduction at high speed.
[0004]
At present, the development of inorganic materials such as LiNbO ₃ crystals, and multi-component field orientation with hydrazone dielectrics introduced as hole transfer dyes in bisphenol-A-diglycidyl ether and 4-nitro-1,2-phenylenediamine systems Development of organic materials using polymers, charge transfer complexes of polyvinyl carbazole and C60 as an acceptor, oligomers of carbazole derivatives, dendrimers, and the like has also been carried out.
[0005]
However, the inorganic material is not easy to produce a medium, and it is difficult to make a thin film, and there is a problem that the degree of freedom in designing a recording medium is limited. This is a major problem in reducing the size of the recording apparatus.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In contrast, organic materials are excellent in film formability, easy to produce a medium including thinning and handling of materials, and have a high degree of freedom in designing a recording medium.
[0007]
However, materials that are stable in a short time have been developed, but materials that are stable for a long time have not yet existed. For example, an organic photorefractive material using a charge transfer complex of polyvinyl carbazole, which is the photoconductive material, and C60, which is a nonlinear optical material as an acceptor, has a high saturation diffraction efficiency and a high lattice formation response speed. It is promising as a material used for memory. However, due to repeated recording and reproduction over a long period of time and the influence of heat from the outside during storage, polyvinyl carbazole and C60, which is a nonlinear optical material as an acceptor, cause phase separation and the nonlinear effect is reduced. As a result, there is a problem in that diffraction efficiency and sensitivity are lowered, and recording / reproduction cannot be performed.
[0008]
In addition, in order to introduce a nonlinear optical substance as an acceptor into a polymer material as a photoconductive substance, attempts have been made to chemically synthesize these to obtain polymers having respective functions. However, it is not easy to maintain the respective characteristics, and the selection and synthesis method of each material is still in the development stage, and at present, an inexpensive and stable material has not been obtained.
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic photorefractive recording medium, a recording apparatus, a reproducing apparatus, and a recording / reproducing apparatus that are stable for a long period of time without separation between phases even when recording / reproducing of reading / writing is repeated.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is composed of an organic photorefractive material containing at least a photoconductive substance, a carbon nanotube as a nonlinear optical substance, and a glass transition temperature control agent, and this organic photorefractive material. Including a recording layer with a carbon nanotube content of 0.1 wt% to 80.0 wt%, and suppressing interphase separation in organic photorefractive materials with carbon nanotubes having a diameter of 0.5 nm to 10 nm and a length of 2 µm or less In addition, the recording layer has a structure in which the carbon nanotube is dissolved in a tetrahydrofuran solution and dried . Accordingly, it is possible to provide an organic photorefractive recording medium that is stable for a long time without phase separation due to repeated recording and reproduction for a long time, the influence of external heat during storage, and the like.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention according to claim 1 is composed of an organic photorefractive material containing at least a photoconductive substance, a carbon nanotube that is a nonlinear optical substance, and a glass transition temperature control agent, and the carbon in the organic photorefractive material. Size capable of suppressing interphase separation in an organic photorefractive material having a recording layer having a nanotube content of 0.1 wt% to 80.0 wt%, and a carbon nanotube having a diameter of 0.5 nm to 10 nm and a length of 2 µm or less An organic photorefractive recording medium characterized in that the recording layer has a structure in which carbon nanotubes are dissolved and dried in a solution of tetrahydrofuran, and the recording layer is repeatedly recorded and reproduced over a long period of time and externally stored. it can be between phases by heat influence separation It can provide long-term stable organic photorefractive recording medium.
[0012]
The invention according to claim 2 is the organic photorefractive recording medium according to claim 1, wherein the photoconductive substance is polyvinyl carbazole, and can provide stable photoconductivity.
[0014]
The invention according to claim 3 is the organic photorefractive recording medium according to claim 1 or 2 , wherein the glass transition temperature control agent is ethyl carbazole, wherein recording and erasure are stably repeated. It can be carried out.
[0016]
A fourth aspect of the present invention is the recording apparatus for an organic photorefractive recording medium according to any one of the first to third aspects, wherein the object light to which information is added and the reference light are recorded on the recording medium. The recording apparatus is provided with a recording means for recording information by irradiating and recording on an organic photorefractive recording medium that is stable for a long period of time.
[0017]
A fifth aspect of the present invention is the organic photorefractive recording medium reproducing apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the recording medium on which information is recorded is irradiated with the reference light to perform recording. A recording / reproducing apparatus provided with a reproducing unit that detects reproduction light reproduced from a medium and reproduces information, and reproduces an organic photorefractive recording medium that is stable for a long period of time. it can.
[0018]
The invention according to claim 6 is the recording apparatus for an organic photorefractive recording medium according to any one of claims 1 to 3, wherein the object light to which information is added and the reference light are recorded on the recording medium. And recording means for recording information, and reproducing means for irradiating only the reference light to the recording medium on which information is recorded, detecting the reproduction light reproduced from the recording medium, and reproducing the information A recording / reproducing apparatus comprising: an organic photorefractive recording medium that is stable for a long period of time.
[0019]
(Embodiment)
Hereinafter, the organic photorefractive recording medium, recording apparatus, reproducing apparatus, and recording / reproducing apparatus of the present invention will be described in detail.
[0020]
First, the organic photorefractive recording medium of the present invention will be described.
[0021]
The organic photorefractive recording medium of the present invention has a structure in which an organic photorefractive material as a recording layer is formed on a substrate, or a structure made of the organic photorefractive material itself.
[0022]
The organic photorefractive material includes at least a photoconductive substance and a carbon nanotube that is a nonlinear optical substance. Furthermore, a glass transition temperature control agent is contained.
[0023]
Examples of the photoconductive substance include polyvinyl carbazole (PVK), and other materials can be used as long as they are polymer materials having similar functions. The chemical formula of polyvinylcarbazole is shown in (Chemical Formula 1).
[0024]
[Chemical 1]

[0025]
In addition, the carbon nanotube which is a nonlinear optical material has a function as an acceptor that captures electric charges (in this case, holes).
[0026]
Carbon nanotubes having a diameter of 0.5 nm to 10 nm and a length of 2 μm or less can be used. Here, FIG. 1 shows a structural example of a carbon nanotube. FIG. 1 is a structural diagram showing a carbon nanotube in one embodiment of the present invention. Carbon nanotubes may be single-walled or multi-walled, and the same effect can be expected in both cases.
[0027]
Further, as the glass transition temperature control agent, ethyl carbazole is exemplified with respect to polyvinyl carbazole which is a photoconductive substance. The function of the glass transition temperature control agent is to reduce the glass transition temperature (Tg) and to repeatedly perform hologram recording and erasure on the organic photorefractive material. Ethyl carbazole acts as a so-called plasticizer for polyvinyl carbazole. In the state where there is no ethyl carbazole and the glass transition temperature is high, hologram recording is possible but erasure is difficult. The chemical formula of ethylcarbazole is shown in (Chemical Formula 2).
[0028]
[Chemical 2]

[0029]
In addition, the addition amount of a carbon nanotube is 0.1 to 80.0 weight% with respect to the organic photorefractive material comprised, for example with polyvinyl carbazole, a carbon nanotube, and ethyl carbazole.
[0030]
In addition, the organic photorefractive recording medium can be manufactured by dissolving the organic photorefractive material configured as described above with tetrahydrofuran (THF) , applying the solution to a substrate, drying the film, and forming a film. An organic photorefractive recording medium can be obtained. Tetrahydrofuran is shown in (Chemical Formula 3).
[0031]
[Chemical 3]

[0032]
Furthermore, as a base material used for an organic photorefractive recording medium, soda-lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, quartz glass and other inorganic oxide glasses, Inorganic glass such as inorganic fluoride glass, polymer films such as polyethylene terephthalate, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyether sulfone, polyvinyl fluoride, polypropylene, polyethylene, polyacrylate, amorphous polyolefin, fluorine resin, etc. Any material can be used as long as an organic photorefractive material can be applied to form a film.
[0033]
In addition, as a method for applying the organic photorefractive material to the base material, various coating methods such as spin coating, roll coating, and spray coating, a dip method, a dip coating method, and the like can be used.
[0034]
In addition, a film of an organic photorefractive material may be used alone as an organic photorefractive recording medium. In that case, there may be no substrate. In order to produce a single coating film, the film once formed on the substrate may be peeled off. Or you may use the solid substance obtained by dripping the solution which melt | dissolved the organic photorefractive material with the organic solvent, and drying this.
[0035]
Here, the operation of the organic photorefractive recording medium of the present invention will be described. When two highly coherent light (coherent light), for example, laser light, is incident on an organic photorefractive recording medium, the photoconductive material generates a charge, and this charge is captured by the nonlinear optical material that is the acceptor. The At this time, an electric field due to space charge is formed according to the light intensity distribution of the interference fringes caused by the interference of the laser light, and a refractive index distribution due to the electro-optic effect is generated, and the shape of the density distribution of the charges corresponding to the interference fringes Is stored and hologram recording is performed.
[0036]
In addition, in the organic photorefractive recording medium of the present invention, since the structure of the carbon nanotube that is a nonlinear optical material is fibrous, even if recording, reproduction, or erasure is repeated, polyvinylcarbazole or glass that is a photoconductive material is used. No phase separation occurs in the polymer membrane composed of ethylcarbazole, which is the transition temperature control. Therefore, it is possible to improve the life characteristics of the organic photorefractive recording medium.
[0037]
Next, the recording / reproducing apparatus for the organic photorefractive recording medium of the present invention will be described.
[0038]
Here, FIG. 2 is a schematic diagram showing a recording / reproducing apparatus for an organic photorefractive recording medium according to an embodiment of the present invention. In FIG. 2, 1 is a recording medium, 2 is an encoder, 3 is a light source, 4 is a beam splitter, 5 is an SLM (spatial light converter, Spatial Light Modulator), 6 and 7 are lenses, 8 is a mirror, and 9 is a movable mirror. Reference numeral 10 denotes a photodetector, and 11 denotes a decoder.
[0039]
The recording medium 1 is an organic photorefractive recording medium in which the above-described organic photorefractive material is formed on a base material, or an organic photorefractive recording medium made of the organic photorefractive material of the present invention without having a base material. Either one is used.
[0040]
The encoder 2 outputs digital data to be recorded on the recording medium 1 to the rearranged SLM 5 as a unit page arrangement dot pattern based on light and dark on a plane. For example, the logical value “0” is light and the logical value “1” is dark, and array dot pattern data consisting of light and dark is formed for each unit page. This array dot pattern data is given as pixel data of a unit page such as 1000 bits long × 1000 bits wide, and the unit page is a recording unit.
[0041]
The light source 3 is a light source that emits highly coherent light (coherent light), and more specifically, a laser generator.
[0042]
Irradiation light emitted from the light source 3 is split by the beam splitter 4, one being guided to the SLM 5 and the other to the mirror 8.
[0043]
A specific example of the SLM 5 is a liquid crystal display device. The SLM 5 modulates irradiation light into a spatial light on / off signal in accordance with the array dot pattern output from the encoder 2. For example, light having a logical value “0” is light transmissive, and dark having a logical value “1” is light non-transmissive.
[0044]
In this way, the light and dark (logical values “0” and “1”) of the array dot pattern of the encoder 2 is replaced with the transmission / non-transmission pattern of the SLM 5, and the irradiation light passes through the SLM 5 and is modulated to obtain object light (signal light). ) To the lens 6.
[0045]
This object light is Fourier-transformed by the lens 6 and enters the recording medium 1 together with the reference light.
[0046]
The reference light is incident on the recording medium 1 from the mirror 8 via the movable mirror 9 and is incident on the recording medium 1 at a specific incident angle θ.
[0047]
Then, the object beam and the reference beam interfere with each other, and in accordance with the interference fringes, an internal electric field is generated in the recording medium 1 to change the refractive index, and the diffraction grating is recorded. That is, the interference fringes are recorded on the recording medium 1 as a hologram (refractive index grating). Note that multiple recording can be performed by changing the incident angle θ of the reference light to the recording medium 1. The movable mirror 9 is movable to change the incident angle θ.
[0048]
Next, in order to reproduce the stored data from the recording medium 1, the reference light may be incident at the same incident angle θ as that at the time of recording. At this time, no object light is incident.
[0049]
When the reference light is incident, diffracted light is generated from the hologram recorded on the recording medium 1, and this is inverse Fourier transformed by the lens 7 and guided to the photodetector 10.
[0050]
A specific example of the photodetector 10 is a CCD, which converts the intensity of incident light into the strength of an electric signal. Then, this electric signal (analog signal) is output to the decoder 11, compared with a predetermined slice level, and reproduced as logical values “0” and “1”.
[0051]
In the present embodiment, the configuration of the recording / reproducing apparatus has been described. However, the encoder 2, the light source 3, the SLM 5, and the like include recording means for recording on the recording medium 1 including an optical system related thereto. Further, the light source 3, the light detector 10, the decoder 11 and the like constitute a reproducing means for reproducing the recording medium 1 including an optical system related thereto. Therefore, when used as a recording apparatus, it is sufficient to include at least a recording means, and when used as a reproducing apparatus, it is sufficient to include at least a reproducing means. Furthermore, when erasing the data recorded in the hologram on the recording medium 1, it is only necessary to irradiate with ultraviolet light, and in that case, ultraviolet light irradiating means may be provided.
[0052]
【Example】
The present invention will be described in detail by examples. In addition, this invention is not limited at all by the following examples.
[0053]
The composition of the organic photorefractive material used in this example is shown below.
Photoconductive material polyvinylcarbazole 75% by weight
Non-linear optical material carbon nanotube 5% by weight
Glass transition temperature control agent Ethylcarbazole 20% by weight
First, the composition material was melted with tetrahydrofuran (THF). Then, this solution was applied to a glass substrate as a base material with a bar coater, and this was dried in an oven to form a film. As a result, an organic photorefractive film having a 100 μm thick organic photorefractive film (recording layer) was formed on the glass substrate. A recording medium was obtained.
[0054]
Next, the recording medium obtained using the recording / reproducing apparatus shown in FIG. 2 was evaluated. As the light source 3, a laser diode having a wavelength of 408 nm was used. Then, simple test data was created and output to the encoder 2, and object light (signal light) and reference light were irradiated to cross and interfere on the recording medium, and recording was performed on the recording medium. Thereafter, when only the reference light was irradiated, test data was output to the decoder 11 and reproduced.
[0055]
This recording medium can be recorded and reproduced without deterioration during long-term storage, and has superior storage stability compared to conventional recording media.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an organic photorefractive recording medium, a recording apparatus, a reproducing apparatus, and a recording / reproducing apparatus that are stable for a long period of time without being separated from each other even when recording / reproducing of reading and reading is repeated. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a structural diagram showing a carbon nanotube in an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing a recording / reproducing apparatus for an organic photorefractive recording medium in an embodiment of the present invention.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Recording medium 2 Encoder 3 Light source 4 Beam splitter 5 SLM
6, 7 Lens 8 Mirror 9 Movable mirror 10 Photo detector 11 Decoder

Claims

It is composed of an organic photorefractive material containing at least a photoconductive substance, a carbon nanotube that is a nonlinear optical substance, and a glass transition temperature control agent, and the content ratio of the carbon nanotube in the organic photorefractive material is 0.1. A recording layer having a recording weight of 8% by weight to 80.0% by weight , wherein the carbon nanotube has a size capable of suppressing interphase separation in the organic photorefractive material having a diameter of 0.5 nm to 10 nm and a length of 2 μm or less; An organic photorefractive recording medium , wherein the layer has a structure in which the carbon nanotubes are dissolved in a tetrahydrofuran solution and dried .

2. The organic photorefractive recording medium according to claim 1, wherein the photoconductive substance is polyvinyl carbazole.

Organic photorefractive recording medium according to claim 1 or 2, wherein the glass transition temperature control agent is ethyl carbazole.

The organic photorefractive recording medium recording apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein information is recorded by irradiating the recording medium with object light to which information is added and reference light. A recording apparatus comprising recording means for performing.

The reproduction apparatus for an organic photorefractive recording medium according to any one of claims 1 to 3 , wherein the reproduction light reproduced from the recording medium is irradiated with reference light on the recording medium on which information is recorded. A recording / reproducing apparatus comprising a reproducing means for detecting and reproducing information.

The organic photorefractive recording medium recording apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein information is recorded by irradiating the recording medium with object light to which information is added and reference light. And recording means for performing reproduction of information by irradiating only the reference light onto the recording medium on which the information is recorded and detecting the reproduction light reproduced from the recording medium. Recording / playback device.