JPH0396941A - 光学記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光多重メモリーに関し、更に具体的に言えば
極低温におけるフォトケミカルホールバーニング現象を
利用した高品質で高密度な波長多重記憶を可能にする光
学記憶媒体に関する。

〔従来の技術〕

フォトケミカルホールバーニング（ＰＨＢ）現象を利用
した波長多重光メモリーが、１９７８年にカストロ（Ｃ
ａｓｔｒｏ）らにより提案〔米国特許第４１０１９７６
号明細書（１９７８）コされて以来、ＰＨＢ光メモリー
は理論的には通堂の光メモリーの１０００倍を越える多
重度が可能な現在考え得る最も極限的な光メモリーとし
て広く注目を集めるようになった。第２図にＰＨＢ現象
を利用した波長多重記憶法の概略図を示す。第２図に従
い、ＰＨＢ光メモリーの原理の概略を述べると以下のよ
うになる。例えば透明なポリマーや剛体ガラスなどのマ
トリックスに色素分子などのゲスト分子を分散した系で
は、その吸収スペクトルは分子の電子状態の持つ本質的
な幅（均一幅：△ωｈ）による広がりと個々のゲスト分
子とマトＩＪックスとの相互作用が微妙に異なるために
生じる不均一な広がり（不均一幅：△ωＩ）を示す。十
分低温においては、△ω．《△ω１であるから、前記の
ような構造を持つ吸収帯に狭い波長幅を持つ光を照射し
た場合、照射光のエネルギーを共鳴的に吸収できるエネ
ルギーサイトの分子だけが選択的に励起され化学反応を
起こすこどにより、その分子の吸収を別の波長域に移す
ことでホールを形或ずろ。そして、ホールの有無により
データビッｌ・の１及び０を表す。

現在までに有機祠料及び無機イ３料ともに様々な系で、
この方法によるホールの形或が報告されている［Ｗ．Ｅ
　　モーナー（Ｌ　Ｅ．　Ｍｏｅｒｎｅｒ）編、パーシ
ステント　スペクトラル　ホール−バニング：ザイエン
ス　アンド　アプリケーションズ（　Ｐｅｒｓｉｓｔｅ
ｎｔ　Ｓｐｅｃｔｒａｌ　ｌｌｏｌｅ−Ｂｕｒｎｉｎｇ
　　：Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏ
ｎｓ　）、スプリンゲル出版社（１　９　８　８）が、
そのほとんどが反応速度が遅く、量子収率の小さい光化
学反応であるプロトン互変異性反応や分子内・分子間の
水素結合変換反応などの〜光子的な光化学反応に基づい
ているため、ホール形成に数秒〜数分程度、あるいはそ
れ以上の時間を要し、また書込みレーザーのスポット径
を小さくすることができないという欠点を有していた。

これらの欠点を克服するために、反応速度が速く、量子
収率の高い電子移動反応を用いたＰＨＢの研究例がある
。具体的には、ポリメチルメタクリレー｝　（ＰＭＭＡ
）中の亜鉛テトラベンゾポルフィリン（ＴＺＴ）、ある
いはマグネシウムテトラペンゾポルフィリン（ＴＭＴ）
と、ハロゲン化メタン系におけるホールハーニングであ
る［：Ｔ．Ｐ．カーター（コ゛．Ｐ，　Ｃａｒｔｅｒ）
ばかジャーナル　オブ　フィシ力ル　ケミストリー（　
Ｊ．　Ｐｈｙｓ，　Ｃｈｅｍ，　）第９工巻、第３９９
８頁（１９８７）、及びＷ，Ｅ　　モーナーほか、アフ
゜ライド　フィジクス　レクーズ（八ｐｐｌ，　Ｐｈｙ
ｓＬｅｔｔ．）　、第５０巻、第４３０頁（１　９　８
　７）　：］。

この系ではＴＺＴ，あるいはＴＭＴをドナー、ハロゲン
化メタンをアクセプターとし、ＴＺＴ，あるいはＴＭＴ
の三重項状態を中間状態とするドナーからアクセプター
への三光子的な電子移動反応を行わせることにより、ス
ポッ１一径２００μｍのＣＷレーザー光を用いて深さ１
％のホルを３０ｎｓの高速で形或できた。更にこの材料
系においてはレーザースポット系が１　ｃｍの場合では
あるが、３ｎｓの高速でホールを形或することにも或功
している〔前記Ｗ，Ｅ　　モーナーほか、アブライド　
フィジクス　レターズ、第５０巻、第４３０頁（１９８
７））。しかしこの祠料は、■アクセプターとして用い
ているハロゲン化メタン類が、同時に試料を作魁する際
の溶媒であるため、媒体の作製が容易ではなく、また試
料作製の際アクセプターの濃度を任意に再現性良くコン
トロールすることが不可能である、■アクセプターとし
て用いているハロゲン化メタン類の沸点が低いため媒体
の安定性が悪い、■実際の光メモリーとして用いるには
、書込み速度、レーザースポット径及びホール形或感度
の点ではまだ不十分である、■ホール形戒に寄与する光
化学反応が炭素一塩素結合の解離という不可逆過程を含
むため書換え可能なメモリとしでは使用できない、等の
欠点を有していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

Ｐ　Ｈ　Ｂを利用した波長多重光メモリー媒体、あるい
はその記憶方法に望まれる点は、まず作製が容易でその
媒体組或が任意の値に再現性良くコントロールできるこ
と、媒体の安定性が良いこと、また形威したホールが狭
く多重度が上げられること及び昇温に伴うホール保持性
が良好なことに加え、書込み・読み出しが小さな光のス
ポットで高速にできること、及びホールの形或・消去が
可逆的に行えることが極めて重要である。

本発明の目的は、小さなスポット径の光（直径１〜１０
０μｍ）での高速書込み（数１０ｎｓ〜数ｎｓ／ｂｌｔ
）・高速読み出し（数１０ｎＳ〜数ｎｓ／ｂｉｔ）を実
現し、高感度で、昇温に伴うホール保持性が高く、作製
が容易でその媒体組或が任意の値に再現性良くコントロ
ールでき、しかも安定性のよい書換え可能な高品質で高
密度な波長多重記憶を可能にする光学記憶媒体を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明を概説すれば、本発明は光学記憶奴体に関する発
明であって、本発明媒体は、ゲスト分子及びこれを分散
し得るマトリックスからなり、前記マトリックスと前記
ゲスト分子との相互作用が異なるために生ずる不均一な
吸収線の店がりを有する光学記憶媒体において、電子｛
Ｊ（与性ゲスト分子と電子受容性ゲスト分子との間の一
光子的、あるいは多光子的な、可逆的分子間電子移動反
応に基づき、ゲスト分子の周波数次元において少なくと
も２つの永続的なデータビットを記憶することをできる
ことを特徴とする。

本発明媒体においては、ホール生戊の原因である光化学
反応として高速で量子収率が高く、しかも可逆的な分子
間電子移動反応を用いているので、本発明媒体は、書換
え可能で高感度な光メモリーとして低レーザーパワーを
用いた小さなスポット径での高速書込み・読み出しを実
現することができた。

ホールの書込み・読み出し方法としてはゲ）ト分子は不
均一幅より狭い帯域幅の光を用いてホールピットごとに
行う方法と、ホログラフィ方式を用いる方法とがある。

周波数次元に多重記憶を行わせる方法としては、波長可
変レーザーを用いて書込み・読み出し波長を変化させる
方法と、単一波長レーザーを用いて、電場、あるいは磁
場、あるいは歪場を書込み時及び読み出し時に媒体に印
加することにより行う方法とが挙げられる〔前記ＩＩＩ
．Ｂ．モーナー編、パーシステント　スペクトラル　ホ
ールーバーニンク；ザイエンス　アンド　アプリケーシ
ョンズ、スプリンゲル出版社（１９８８））。

以下、図面を参照しつつ、本発明を更に詳細に説明する
。

下記式は本発明媒体におけるホール形戒に寄与する可逆
的な分子間電子移動反応の概念を示す。

ホールあるいはホログラムは、媒体中で起こるＡからＢ
への一光子的、あるいは多光子的な分子間電子移動反応
による変化の結果記憶される。このような変化は屈折率
及び吸光度の変化を与える。また上記分子間電子移動反
応は、光あるいは熱により可逆的でなければならない。

上記分子間電子移動反応が、二光子過程以上の多光子過
程の場合には、上記反応が閾値を持つため読み出し時の
ホール破壊を防止することができる。第１図は本発明媒
体の基本構造を示す図であって、その主たる構或は、一
種以上の光，化学反応性分子を含むマトリックスから或
る。

なお符号１及び２は光化学反応性分子、３はマトリック
ス゛を意味する。ただし、第■図においては、簡単のた
めに光化学反応性分子が２種の場合について示してある
。ホールの可逆的な生？・消去及び、小さなスポット径
の光〈直径１〜１００μｍ）による高速書込み・読み出
し（数１０ｎｓ〜数ｎｓ／ｂｉｔ）の実現には、ホール
生或に用いる光化学反応が高速で量子収率の高い可逆反
応であれば何でも良いが、例えば電子供与性ゲスト分子
と電子受容性ゲスト分子との間の分子間電子移動反応が
考えられる。電子供与性ゲスト分子と電子受容性ゲスト
分子との組合せの選び方の１つの、しかも重要な目安と
しては、電子供与体の酸化電位Ｅ。ＸＤ、電子受容体の
還元電位Ｅ，■′、光励起により蓄積される電子エネル
ギーＥ。，。、及び反応の結果生ずるイオン対の媒体に
よる安定化エネルギー（−ｅ２／Ｒｃε，ここで、ｅ：
電子の電荷、ＲＣ：イオン対間距離、ε：媒体の誘電率
）を用いて（１）式 ΔＧ　　＝　　Ｆ（ＢＯＸ　　−　　ＢｒｅｄＡ）−　
　８．，。−ｅ２／Ｒｃε・　・　・　　（１〉 により見積ることのできる反応に伴う自由エネｑ １０ ルギーの変化ΔＧが負になる組合せを選べばよいｌ．Ｗ
，フェルホーフェン（Ｊ，Ｗ，　Ｖｅｒｈｏｅｖｅｎ）
　、ピュア　アンド　アプライド　ケミストリ　−　（
Ｐｕｒｅ　　ａｎｄ　　八ｐｐｌ，　　Ｃｈｅｍ．）　
　、　第　５　８　巻、　第１２８５頁（１９８６））
。しかし通常は、（１）式の右辺第三項の値が小さいた
め無視し〔２〕式ΔＧ　　＝　　Ｆ（Ｂ．Ｘ　−　　Ｂ
，ａｄＡ）　　−　　８。，．　　　＝−　　（２）を
使うことが多い。

これらの光化学反応性分子が具備すべき特定の性質とは
、まず電子供与性ゲスト分子（ＥＤと略記する）につい
ては、マ｝　ＩＪックス中に分散した際、少なくとも１
個以上の不均一な広がりを有する吸収線を与え、且つ前
記吸収線の帯域幅よりも狭い帯域幅の光を受けると、媒
体中に同時に存在する一種類以上の分子との間で、可逆
的な分子間電子移動反応などの可逆的な高速で量子収率
の高い光化学反応を起こすことである。具体的には、メ
タルフリーテトラフエニルボルフィリン、メタルフリー
クロリン、メクルフリーフタロシアニン等のポルフィリ
ン誘導体が挙げられる。また電子受容性ゲスト分子（Ｅ
Ａと略記する）としては、前記のＥＤ分子の有する性質
に応じ選択すればよく、その組合せは何通りも挙げられ
る。特に光化学反応として電子移動反応を用いる際には
、前記（１）式を１つの目安とすることができる。また
具体的には、前記のようなポルフィリン誘導体をＥＤ分
子として用いる場合には、ＥＡ分子として、２無水ピロ
メリット酸、テトラシアノエチレン、ｐベンソキノン、
０−ペンゾキノン、７．　　７，　　８．　　８テトラ
シアノキノジメタン、ヘキサシアノブタジェン、２，６
−ナフトキノン、ジフェノキノン、１１，　　１１，　
　１２．　　１２−テトラシアノナフト−２，６−キノ
ジメタン等の分子、あるいはこれらの分子の誘導体で代
表される電子受容性分子の中から選べばよい。そして、
前記ＥＤ分子と前記ＥΔ分子との組合せを用いた場合に
は、一光子的な分子ＥＤから分子ＥＡへの電子移動反応
により移動した電子が分子ＥＡ中に非局在化した■ １２ 電子としてトラップされることにより永続的なホールが
分子ＥＤの有する不均一に広がった吸収線内に生戒する
。つまりこれは少なくとも低温領域では分子ＥＡがアニ
オンラジカルとして安定であることを意味する。また、
アニオンラジカルの安定性は、分子ＥＡの還元電位が正
の大きな値であるほど安定である。しかし、分子ＥＤと
分子ＥＡとは、基底状態で電荷移動錯体やラジカルイオ
ン塩を形成してはならない。この場合には電子一格子相
互作用が大きいため狭いホールを形成することが不可能
なためである。

更に、これらの光化学反応性分子は、媒体作製を容易に
し、安定で、且つ媒体の組戒を任意の値にコントロール
することを可能にするために、常温で安定で且つ固体状
態であることが望ましい。

一方、マトリックスとして具体的には、前記ポルフィリ
ン誘導体及びハロゲン化縮合芳香族炭化水素、あるいは
ハロゲン化芳香族炭化水素に代表される光化学反応性分
子を分散し、これら分子のＯ−０バンド領域の透明性の
よい、波長多重度の高い、しかも、熱的ホール安定性の
良好な高分子、剛体ガラス、無機ガラス、セラミックガ
ラス、あるいはタンパク質ならなんでも良い。具体的に
は、高分子としては例えば、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリイソブチレン等に代表されるポリオレフィン
、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレー
ト等に代表されるポリメタクリレート誘導体の他、ポリ
ビニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、更に、
ポリブチルアセタール、ポリビニル力ルバゾール等に代
表されるポリビニルアセクール誘導体、ポリアクリロニ
トリル、ポリメチルアクリレート、ポリエチルアクリレ
ート等に代表されるポリアクリレート誘導体、α−メチ
ルシアノアクリレート、α一エチルシアノアクリレート
、α−イソブチルシアノアクリレート等に代表されるポ
リシアノアクリレート誘導体、ポリスチレン誘導体、ポ
リブタジェン、あるいはこれらの高分子の共重合体、更
に芳香族１３ １４ ポリカルボン酸誘導体、ポリアミド誘導体、ポリビニル
アルコール誘導体、ポリイミド誘導体、ポリカーボネー
ト誘導体、ポリウレタン誘導体、ポリフェニレンオキシ
ド等のポリエーテル誘導体、ポリアセタール誘導体等が
挙げられるが、これらに限定されるものではない。また
、剛体ガラスとしては、エタノール等のアルコール類、
グリコール類、グリセロール、エーテル類、ｎアルカン
類、ケトン類、エステル類、アミド類、あるいはこれら
の混合物が挙げられる。また、無機ガラスあるいはセラ
ミックガラスとしては、ケイ酸ガラス類、二或分ケイ酸
ガラス、ホウ酸ガラス、リン酸ガラス、ホウケイ酸ガラ
ス、フッ化物ガラス、アルミケイ酸ガラス、鉛ガラス等
が挙げられる。更にゾルゲル法により作られるガラスも
挙げられる。

〔実施例〕

辺下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが
、本発明は以下の例に限定されるものではない。

実施例１ 市販のＰＭＭＡのクロロホルム溶液中にメタルフリーテ
トラフェニルポルフィリン（以下、ＴＰＰと略記する）
又はその亜鉛塩（以下、ＺｎＴＰＰと略記する）、及び
２無水ビロメリット酸（以下、ＰＭＤＡと略記する）、
又はテトラシアノエチレン（以下、ＴＣＮＥと略記する
）、又はｐ−ペンゾキノン（以下、ｐ−ＢＱと略記する
）、又はテトラシアノキノジメタン（以下、ＴＣＮＱと
略記する）を乾燥時の濃度が下記表１となるように加え
た後、透明ガラス性基板上に窒素ガス雰囲気下、５０〜
６０℃で一昼夜キャストし、更にロータリーポンプ減圧
下、１５０℃で二昼夜放置することにより溶媒を完全に
除去し、厚さ約１ｍｍのフィルムを得た。

一例として、媒体ｌの可視領域における吸収スペクトル
を第３図に示す。すなわち第３図は波長（　ｎｍ，横軸
）と吸光度（任意単位、縦軸）との関係で示す吸収スペ
クトル図である。

１５ １６ 実施例２ 市販の高密度ポリエチレン（以下、ＰＥと略記する）の
熱バラキシレン溶液中にＴＰＰ、又はＺｎＴＰＰ　，及
びＰＭＤＡ，又はＴＣＮＥ，又はｐ−ＢＱ，又はＴＣＮ
Ｑを乾燥時の濃度が下記表２となるように加えた後、透
明ガラス性基板上に窒素ガス雰囲気下、１２０℃で一昼
夜キャストし、更にロータリーポンプ減圧下、１５０℃
で二昼夜放置することにより溶媒を完全に除去し、厚さ
約１００〜２００μｍのフィルムを得た。これらの媒体
の吸収スペクトルは、実施例１の媒体と同様な挙動を示
した。

１８ 実施例３ 下記表３に示す条件で電気化学的方法によりＴ　Ｐ　Ｐ
　．．ＺｎＴＰＰについては酸化電位、ＰＭＤＡ，ＴＣ
ＮＥ，ｐ−ＢＱ及びＴＣＮＱについては還元電位を測定
した。表３に結果をまとめて示す。

表３　光化学反応性分子の酸化・還元電位ＴＰＰ　　　
　　　ＣＩ１２Ｃｌ２ ＺｎＴＰＰ　　　　Ｃｔｌ２Ｃ］２ ＰＭＤＡ　　　　　ＭｅＣＮ ＴＣＮＢ　　　　　ＭｅＣＮ ｐ−８０　　　　　ＭｅＣＮ Ｂｕ４ＮＢＦ．　　　　　０．９５（Ｖ　　ｖｓ　　Ｓ
ＣＢ）ＢｕＪＢＰ４　　　　０、７１ Ｂｕ．ＮＢＰ４　　　−０．５５ ８υ．ｌｔｌＢＦ４　　　　０．２４ ＢｔＪＣ］０＜　　　−０，５↓ これらの酸化電位あるいは還元電位の値によれば、Ｔ　
Ｐ　Ｐ　，　ＺｎＴＰＰのうちのどちらかの分子と、Ｐ
ＭＤＡ，ＴＣＮＥＸ　ｐ−ＢＱＸＴＣＮＱのどれか１つ
の分子とのいかなる組合せにおいても（２）式で算出し
たΔＧ値が負となり、ＴＰ２０ Ｐの０１吸収帯（約６　４　５　ｎｍ）あるいはＺｎＴ
ＰＰのＱ１吸収帯（５８８ｎｍ）への光励起により光子
的な分子間電子移動反応は起こり得ることが解った。

実施例４ 表１あるいは表２の媒体を液体ヘリウム温度まで冷却し
、ＹＡＧレーザー励起のパルス色素レーザーの６４５ｎ
ｍの光（パルス幅：　２．　５　ｎｓ，バンドＩｉ　：
　１　ｃｍ−’）　ヲ１パルス、照射エネルギー　０．
　３　ｍＪ／　ｃｍ２　・パルスで照射したところ、す
べての媒体に対し、ホール幅約１．　５　ｃｍ−’のホ
ールを生戊した。次に、肘レーザー励起のＣＷ色素レー
ザーの光（バンド幅：　＜　Ｉ　Ｘ　１　０　−４ｃｍ
−’）を音響光学変調器を用いてパルス状とした光（パ
ルス幅：１μｓ）を照射光源とし、また同一のＣＷ色素
レーザーを用いた波長走杏によるダブルビーム分光法を
用いることにより、狭バンド幅光源によるホール形戒と
検出の高感度化を目的とし、下記表４に示す照射光量で
照射した場合に、各媒体において生威したホールのホ一
ル幅と深さを表４にまとめて示した。ホールの形或効率
は、マトリックスがＰＥの場合、ＰＭＭＡの場合に比較
し約１桁高いことが解った。

表４ 照射条件とホール特性 媒体１ 媒体２ 媒体３ 媒体４ 媒体５ 媒体６ 媒体７ 媒体８ 媒体９ ８０ １０００ ３００ ３００ ６０ １０ ８０ ３０ ３０ ８１ ９．５ ７．１ ８．６ ８．２ ８．０ ８．６ ８．１ ８１ １０　６ ６．３ ９．９ ６．５ ＩＯ．８ ９．８ ６．０ ９，５ ６．２ 実施例５ ホール形戊に関する照射光パルス幅の影響を調べるため
に媒体１を例にとり、照射光パルス２１ ２ ２ 幅を８ｍｓ〜２，　５　ｎｓの範囲で変化させ、ホール
幅やホール深さを調べた。媒体１を液体ヘリウｌ・温度
まで冷却し、パルス幅２．５　ｎｓの場合には、ＹＡＧ
レーザー励起のパルス色素レーザーの６　４　５　ｎｍ
の光（バンド幅：　１　ｃｍ−’）を１パルス、パルス
幅１μＳ〜８ｍｓについては后レーザー励起のＣＷ色素
レーザーの６４５ｎｍの光（バンド幅：　＜　Ｉ　Ｘ　
１　０−’ｃｍ−’）を音響光学変調器を用いてパルス
状とした光を１パルス用いて、表５に示す照射光量で照
射した。各媒体において生戊したホールのホール幅とホ
ール深さを表５にまとめて示した。

２３ 表５ ホール特性の照射光パルス幅依存性 ２．５Ｘ　１０−３　　　　３００ １　　　　　　　　８０ １０　　　　　　　　１０ １００　　　　　　　　　５ ２２．　０　　　　　　　１０．　８ ７．　１　　　　　　　１０．　６ ７．　８　　　　　　　　１０．　０ ８，　３　　　　　　　１０．　５ 実施例６ ホール形筬に対する照射レーザースポット径の影響を調
べるために媒体工を例にとり、液体ヘリウム温度でＡｒ
レーザー励起のＣＷ色素レーザーの６４５ｎｍの光（バ
ンド幅：＜ｌＸｌ　Ｏｃｎｒ’）を音響光学変調器を用
いてパルス状とした光（パルス幅：１μＳ）とした６　
４　５　ｎｍの光を１パルス、照射パワー１０μＷ／ｃ
ｍ２　・パルスで照射したところ、レーザースポット径
が１００μφまでレーザー走査によるダブルビーム法に
よりホールを生或・検出することができた。

２４ 実施例７ ホール形或に対するアクセプター濃度の影響を調べるた
めに、実施例１に示したのと同様な方法で表６に示すゲ
スト分子濃度を有し、ＰＭＭＡをマトリックスどする光
学記憶媒体を作製した。

媒体１　１　　　　　５．　４ｘ　１０−”　　　　２
．　８ｘ　１０−３媒体１　２　　　　５．　６ｘ　１
０−’　　　　５．　Ｏｘ　１０−２表６の媒体を液体
ヘリウム温度まで冷却し、ＹＡＧレーザー励起のパルス
色素レーザーの６４５ｎｍの光（パルス幅：　２，　５
　ｎｓ，バンド幅：１ｃｕｒ’）を１パルス、表７に示
す照射光量で照射したところ、ＴＰＰのＱ，［収帯にホ
ールを形或した。各媒体において生或したホールのホー
ル幅とホール深さを表７にまとめて示した。表７と表４
を比較すれば解るように、媒体１と比較し、媒体１１程
度のアクセプター濃度上昇ではホール生或効率に対する
効果は認められないが、媒体１２、１３程度のアクセプ
ター濃度になると約１０倍程度のホール生或効率の上昇
が認められた。これは、ホール生戊効率がドナーアクセ
プター分子間の平均距離に依存することを示す。また、
この実験結果により、マトリックスがＰＥの場合にＰＭ
ＭＡの場合に比較し、ホール生或効率が約一桁程度高い
ことも説明できる。結晶性ポリマーであるＰＥの場合に
も、ゲスト分子はそのわずかなアモルファス部分に分散
しているので、［Ｔｈ，セッセルマン、Ｗ．リヒター、
Ｄ．ハーラー及びＨ．モラウィッツ（Ｔｈ，　Ｓｅｓｓ
ｅｌｍａｎｎ，　Ｗ．　Ｒｉｃｈｔｅ５　Ｄ，　Ｈａａ
ｒｅｒ　，Ｈ，　Ｍｏｒａｗｉｔｚ）、フィジカル　レ
ビ！　　（　Ｐｈｙｓ，Ｒｅｖ，　）第Ｂ３６巻、第７
６０１頁（１　９　８　７）〕、ＰＭＭＡの場合と同じ
ゲスト濃度の場合でも、ドナー、アクセプタ一間距離は
近いからで２５ ２６ ある。

表７　アクセプター高濃度化ＰＭＭＡ媒体における照射
条件とホール特性 媒体１１　　　　６０　　　　　　７．９　　　　　１
０．５媒体１２　　　　１０　　　　　　１４．２　　
　　　１５．５実施例８ 媒体１を液体ヘリウム温度まで冷却し、第４図に示す光
学系を用い、ＹＡＧレーザー励起の色素レーザーの波長
６４５ｎｍの２木のコヒーレントな光（パルス幅：　２
．　５　ｎｓ，照射エネルギー０．　３　ｍＪ／　ｃｍ
２　　・パルス、一方が参照光であり、他方が物体光で
ある）を、スポッｌ・ザイズ１００μｍで、媒体上に干
渉パターンを形成するように■パルス照射したところ、
光化学反応を起こしホログラフィパターンを形或した。

その後、参照ビームだけを照射したところ、媒体に記憶
させたホログラムパターンを再現することがで２７ きた。

なお、第４図はホログラム方式による装置系の概略図で
あって、符号４は光源、５は検出器、６はページコンポ
ーザー、７及び８は２次元ガルバノミラー、９〜１２は
レンズ、１３は冷却室、１４は記憶媒体、工５は参照光
、１６は物体光を意味する。

実施例９ 媒体１を液体ヘリウム温度まで冷却し、ＹＡＧレーザー
励起のパルス色素レーザーの６４０から６５０ｎｍの光
（パルス幅：　２．　５　ｎｓ）をｌ　ｎｍごとに１０
パルスずつ、照射エネルギー５　ｍＪ／ｃｍ２　　・パ
ルスで照射しＴＰＰのＱ，吸収＋１｝に十分深い１１数
個のホールを形或した。光照射前後での吸収スペクトル
の差スペクトルを測定したところ、反応生戒物は、約６
９０，４９５、４５５ｎｍ付近、及び６７０、６５０、
６２０及び６００ｎｍ付近に吸収を持つことが解った。

文献値との比較により、これらの吸収の内、前３つの吸
収はＴＰＰのカチオンラジカルによる吸２８ 収であり、後４つの吸収はＰＭＤ八アニオンラジカルに
よる吸収であることが解った。つまりホールの生或に伴
い媒体中にはＴＰＰカチオンラジカルとＰＭＤＡア二オ
ンラジカルが反心生或物として発生ずることが解った。

他の媒体についても同様な実験を行ったところ、それぞ
れＴＰＰカチオンラジカルの吸収の他に、それぞれの電
子受容性ゲスト分子に対応ずるアニオンラジカルによる
吸収と帰屈できた。

実施例１０ 媒体■を液体ヘリウム温度まで冷却し、ＹＡＧレーザー
励起のパルス色素レーザーの６４５ｎｍの光（パルス幅
：　２．　５　ｎｓｓハンド幅：　ｌ　ｃｍ−’）を１
パルス、照射エネルギー０．　３　ｍＪ／　ｃｍ２　　
・パルスで照射したところ、ホール幅約１．５ｃｍ’の
ホールを生或した。その後、キセノンランプ（５００Ｗ
）と干渉フィルターにより得た６７０ｎｍの光を１０秒
間試料に照射したところホールは消去した。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明により、小さなスポット径
の光（直径１〜１００μｍ）での高速書込み（数１０ｎ
ｓ〜数ｎｓ／ｂｉｔ）・高速読み出し（数１０ｎＳ〜数
ｎｓ／ｂｉｔ）を実現し、高感度で、昇温に伴うホール
保持性が高く、作製が容易でその媒体組或が任意の値に
再現性良くコントロルでき、しかも安定性のよい書換え
可能な高品質で高密度な波長多重記憶を可能にする光学
記憶媒体を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明媒体の基本構造を示す図、第２図はＰＨ
Ｂ現象を利用した波長多重記憶法の概略図、第３図は媒
体１　　（ＴＰＰ・ＰＭＤＡ／ＰＭＭＡ系〉の可視領域
における吸収スペクトル図、第４図はホログラム方式に
よる装置系の概略図である。 ■及び２：光化学反応性分子、３：マ｝　ＩＪックス、
４：光源、５：検出器、６：ページコンポーザー、７及
び８：２次元ガルバノミラ９〜１２：レンズ、１３：冷
却室、１４２９ ３０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ゲスト分子及びこれを分散し得るマトリックスから
   なり、前記マトリックスと前記ゲスト分子との相互作用
   が異なるために生ずる不均一な吸収線の広がりを有する
   光学記憶媒体において、電子供与性ゲスト分子と電子受
   容性ゲスト分子との間の一光子的、あるいは多光子的な
   、可逆的分子間電子移動反応に基づき、ゲスト分子の周
   波数次元において少なくとも２つの永続的なデータビッ
   トを記憶することができることを特徴とする光学記憶媒
   体。