JPH11505948A

JPH11505948A - データ記録用感光層を有する光学式大容量記憶装置

Info

Publication number: JPH11505948A
Application number: JP8535443A
Authority: JP
Inventors: ラベイリー，アントワーヌ
Original assignee: ラベイリー，アントワーヌ
Priority date: 1995-05-23
Filing date: 1996-05-23
Publication date: 1999-05-25
Anticipated expiration: 2016-05-23
Also published as: FR2734660B1; US6151287A; EP0827621B1; FR2734660A1; AU6007896A; DE69606403T2; DE69606403D1; ATE189332T1; EP0827621A1; JP3946767B2; WO1996037887A1

Abstract

(57)【要約】光ディスクのような感光層（１）を含む大容量光学式記憶装置が記述されており、これは、その感光層はその中にデータが記録される記録用の自由表面（10）上に分布する基本セルを有する。この装置の特徴は、各基本セルごとに、導光部（3）が含まれ、これが自由記録表面（10）に対して実質的には直交する方向で、光屈折物質の単一モード光ファイバを形成する。リップマン効果によって得られ、そして部分（３）と同じ方向を持つ積み重なった個々の周期的積層物で形成される構造が、そのファイバの中に記録される。感光層（1）は透明な基板（2）上に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】データ記録用感光層を有する光学式大容量記憶装置本発明は、レーザー光のビームを用いてメモリに保存されるような情報データの記録および読み出しに関し、その上さらに、光ディスク（またはレーザー・ディスク）の様な光学式大容量記憶装置の設計と製作に関するものである。しかしながら、標準寸法のいわゆるコンパクト・ディスクの形態が重要な工業的ニーズを満たしているとはいえ、それは制限的なものではなく、さらに、類似の構成と構造を持つ大容量データ記憶メモリは、例えばテープやフィルムのような他の種類の基層上に形成することも出来るということを明確にさせておきたい。現行の光学式記憶装置の保存容量は、多くの用途で、全く不充分であるように思える。ディスクの片側を覆う感光層の表面に情報データを保存する以外の方法は知られていない。殆どの場合、ビームが焦点を結ぶ極小の複数のくぼみが、その様な光学的なコーティング層上に彫られ、これらがデータ記録のための基本的なセルを形成し、感光体の表面上に分布される。このセル個々の面積とセル同士が必要とする間隔によって、これらの数が制限される。光学式ディスクの記憶容量を増やすことを目指す解決手段は目下研究されている。「両面ディスク」とか、「青色のレーザー光を使用して、回折理論に合致するような基本セルのサイズを少しだけ小さくすることを可能にする」とか、「数に限度はあるものの、複数（例えば6層、あるいは最大10層まで）の感光層を重ねあわせて、記録と読み出しの両用に、さらにこれら異なる層に焦点を結ぶ同数のレンズを必要とすれば」と言う人がいるかもしれない。これらの異なる解決手段は、単に現行の光ディスクの容量を最大限10倍に増やすだけで、業界のニーズとしては充分な増加ではない。また、写真用カラー・フィルムの場合のように、複数の異なる色の層を持つ基層を使用することを、思い付くことも出来る。だが現実には、記録と読み出しの両方に使用する色のついた複数のビーム間での相互の影響により、2、3層以上を持つことは困難で、従って記憶増加は制限されたままである。本発明が解決しようと意図する課題は、現行の光学式ディスクの記憶密度にくらべて、大幅に改善された記憶密度を有する光学式の大容量記憶を提供することであり、これは顕微鏡レンズのエアリー（Airy）ピークに対応する一つのゾーン内に数百のデータ・ビットを都合よく記録可能にすることによるもので、このピークは一般には約1ミクロンの幅である。この目的に対し、本発明は、別の分野で探求された感光媒体のボリュームの体積ホログラフィーの能力に頼りながら、データ保存に際しては、これにより光学的層の表面上の高格子密度と深さにおける垂直方向の高密度とを結合させることを提案する。この結果を得るために、本発明の目的は、一つの感光層を有する種類の大容量の光メモリで、好適には光ディスク上に形成されていて、その感光層の自由表面のいたるところに分布される基本セルを内包し、データを記録するには、その感光層が露出されるレーザービームがその感光層に到達し、このようにして記録されたデータはレーザービームを用いて読み出しを通して検索される。本発明によるメモリは、各基本セルに関し、単一モード光ファイバとして有効な導光ロッドを含み、これは感光物質から作られており、この軸は自由記録表面に対してほぼ直角である。このような層内のファイバがデータ伝送ビームに触れると、この中では、リップマン(Lippmann)効果によって、この感光物質上に作用することによって、その中に、ロッド軸に沿うように重なってた一かたまりの周期的な複数の成層の各ファイバ内に構成された構造体を作る複数の波長を持つ定常波が生成されて干渉像を形成する。本発明による感光層内の各ロッドでは、アクセス可能な露出面に対して横断するように方向づけられた単一モードファイバの一格子を形成する構造を有し、その光学的特性の成層として検索可能な形でデータは記録され、そしてこれは、周期的なパターンの追加により、全体的にも周期的なものである。上述したように、複数の感知層に刻印するためにリップマン効果を使用すること自体は新しいことではない。特に、アメリカ合衆国特許文書US-A5377176では、これらの感知層がカラー写真用に使用されている時の現象を記述している。この中で、干渉性の、単色であるが互いに非調和的な光の各々3つの異なった周波数を持つ3つの光ビームが、どのようにして透明物質の一つの層内で単一通路に沿って共存するノードとループを持つ定常波を生成するかということ、が説明されている。同文書は、多くの例を与える感光物質において、3つの周期的な成層のマークとして干渉像の形跡を維持することを提供している。この文書はさらに、一方ではホログラムの記録を可能にする露出の間と、他方では記録されたホログラムを返還するための読み出しの間とに使用出来る方法と装置を記述するという関心事を紹介している。しかしながら、明らかにこの文書の著者は、これが1963年という昔のことではあるが、記録帯を分割するように、刻印するために材料に光を当てるには貫通されたマスクを使用する以外のことが出来なかったと思える。今やこのようなマスクは感光物質に入る前に、すでに回折により混乱を招くばかりでなく、拡散される瞬間的な波によって、この物質の近接した地帯で生成される成層が相互に汚染することを避けるものが何も無いこととなる。この物質内の単一モード導波ファイバと同等なものを与える光学的特性の分布ネットワークを前もって生成しておくことによって、本発明は、結果として生じる障害を避けることを可能にし、光学的な形態で受信する情報データを保存する際には、感光性の層の奥行きにおける高密度と表面上の分布における高密度の両方の組合わせを可能にする。この感光層は、それを支持する透明な基板上に好適に被覆され、この基板はディスク形状をしており、以前から公知の光メモリの通常の標準に一致する。リップマン効果を用いることにより、各ロッドに沿った感光層の奥行きの中に数百のデータ・ビットを記録することが可能となり、以前は保存密度が1平方ミクロン当たり1ビットを超えることがなかったのに、目に見える領域内に位置する波長を有するレーザービームに対し各記録帯ごとに、このようになった。そして、以前のシステムに関してメモリ容量での対応する増加が得られる。さらには、任意の光点を閉じ込めることは、感光層のアクセス可能な表面に対して横断する方向のファイバ構造によって保証されているが、記録層の表面の分布内でさらに高密度のセルあるいは基本帯を可能にする。この閉じ込めが、ビームの不要な分岐をなくし、このため、その焦点が維持され、単一モードファイバの長さに沿ったこの全てのものが容易に得られる。この長さとは感知層の厚さのことで、好適には数十または数百ミクロン、もっと正確には50から1000ミクロンに達する。各ロッドを単一モード光ファイバとして動作させるために使用する感光物質は、既に知られているいかなる性質のものでも可能である。本発明実施の第一モードによれば、それは光を屈折する物質から成り、その屈折率は露出光によって異なるものである。このような光を屈折する物質は、ニオブ酸リチウムかチタン酸バリウムのような鉱物の化合物か、または有機化合物で、しかもポリマでできているものである。再書き込み可能なメモリシステムを得るために使用する目的で最近出現した磁気光学物質の事例のように、鉄粒子の中での磁化と消磁の現象と関連する感光物質を使用することは望ましい。「PHYSICS TODAY」の1995年4月号に発表された記事で、神学博士Awschalom D．D.と哲学博士Divicenzo，D.P.は、この目的のために、磁化感受性をもたらす鉄の原子と結合している有機分子から作られた物質を提案している。さらなる状況下では、何らかの方法で感光層の局所的な燃焼を引起こす熱効果により、レーザー光に対する同等の感度を得ることができる。あらゆる場合において、記録と読み出しのそれぞれに用いる手段の適切な適合があれば、その現象は反転させることが可能か、少なくともおおむね反転可能である。本発明を実施するための光屈折性物質を基本的に使用するという範囲内で、実際には、有機物質のほうを、より古典的な半導体の鉱物よりも選んでしまうことになってしまうことが最も多いであろう。確かに、高分子化合物の化学の分野での割合最近の研究によると、ポリマ産業は今や光の作用の下で屈折率が多少とも永続的に調整可能である透明物質を生産することが出来る。特に、ポリメタクリル酸アルキル、さらに具体的にはポリメタクリル酸メチル、のポリマと共重合体に基づくものを思い出す人もあるであろう。特に、そのような物質として、光で重合する開始剤の存在下では、ポリビニルピロリドンやポリビニルカルバゾール等の網目状の試剤で共重合化するポリメタクリル酸の連鎖に基づく物質が存在する。対応するポリマ構成の網目状の硬化は、この構成が適切な強度の光の照射にさらされる領域の中で選択的に達成されるこのような化合物の各成分の機能的半分割部分(functional moieties)の性質、その化合物の相関的割合、及び適切に選ばれた補足的な置換基の相関的割合で、結晶性半導体によって表示される特性よりも往々にして優れている安全性と精度の水準を伴って、局在化された方法で、光学的特性を調整することが出来る。特に、高分子化合物の物理化学で得られた知識は顕著な調整を容易にする、これは、第一に化合物の感度を、局在化された永久的な網目状化を引き起こす照射に対して調整することであり、第二に活性サイトに依存する類似点を局在化した光伝導性での調整であり、それは電荷キャリヤーとして高分子化合物上に合体させることで創出される。例として、「PHYSICS TODAY」の1995年1月発行の中の17から19ページの記事には、その内部で電子のアクセプタの追加が光感度を増加させるようなポリマの構成と、電気光学的な吸収剤の追加が光を屈折する作用に必要な非線形効果をもたらすこと、を示している。さらに、可塑剤の存在が電界の方向に伴って電気活性の発色団の半分割部分内に存在する双極子をそろえることに有利に働く。このような化合物を使って、ごく微細構造の透明な物質を得ることも出来、その内部で磁気モーメントのサイトの分布がナノメーター規模で発生する。本発明の他の特色は、単一モード光ファイバの繊維化された構成として作られたこの感光層の物理構造の採用に関連している。この観点から、本発明の実施モードの一つに続いて、この導光ロッドは基板の表面に掘られた孔から得られるが、これらの孔を液体形態での光屈折ポリマ樹脂で埋めて、続いてポリマを固体に硬化することによって得られる。しかし、本発明によると、この導光ロッドを光電気的処理によって作成することが望まれる。この処理は、いかなるデータをも刻む以前に、ハニカム状配列、あるいは格子を生成するために、光を屈折する物質の層を、レーザー光の数本の平行ビームからの同時照射に露出することに存する。このレーザー光は焦点効果は存在しないことを考慮すると、この層の厚さを貫通する。一般的な方法では、互いに120度をなす夫々の方向で、光を屈折する物質の層に向かって、平行光の最小限3本のビームを使用することはその目的にかなっている。そこに単一モードファイバのハニカムネットワークが得られ、3本のビームではこのネットワークは六角形分布を示す。しかしながら、単一のステップでは、より多くの数のビーム、実際には好適に 4本、を用いるほうが有利であるということが分る。そしてそのような場合、得られたハニカム分布は四角形、特に正方形のメッシュの方が精密である。本発明はまた、上記に定義したような大容量メモリの中に情報データの書き込みと読み取りを実行するための好適な手段にも関する。これらの手段の一部、特に、セル又は基本記録領域の入口にレーザービームの焦点を結ばせるための装置、及び上記のセルを順番に同一ビームを用いて走査するためレーザー光を動かすための装置に関しては、既知である。しかし、リップマン効果に基づく放射または受光レーザー型の装置の使用にもまた利点がある。ここでは、同一日付で同一出願人が、「光学的情報伝達のためのレーザー送信または受信装置および方法」との名称で提出した他の特許出願（フランス特許95 06104 号、1995年5月23日出願）を参照するのが有益である。本発明のこれ以上の特徴および利点は、特別の実施例に関し、添付図面を参照しておこなった下記の説明から明らかになるだろう。参照図面とは下記である。 −図１は、本発明に合致する大容量光メモリの基本構造、つまり記録面の部分、を図式的にあらわす。 −図２は、かかる光メモリを構成する単一モード光ファイバ内のリップマン積層の形成を図式的に示す。 −図３は、情報データの書き込みと読み込みの第１モードを図式的に示す。 −また図４は、書き込みと読み込みの第２モードを図示する。図１の部分的断面図は、本発明にしたがうレーザー光記憶ディスクの中のデータ書き込み面の内部構造を示す。データは既に書き込まれていると仮定する。この構造は、リップマン効果により作成された干渉像が刻んだ図形を示している限りにおいて、リップマン構造と同等である。これは、白黒感光層内に作成される構造に属することが知られている。そこには、形成された光の定常波があり、それが感光層の大きさの範囲内に、狭い成層を作っている。適切な現像作用に続いて、周期的成層の重畳が観測され、その各々は、感光層が露出されたビームの中に存在する波長に由来し、この波長の半分の量の周期を有する。この方法で、白色光の反射で見るカラー写真を作ることが出来る。この技術はホログラムを作るために使われて来た。本発明は、基板2の上に堆積された感光物質の層1の中にこの型の構造を有することを含む。その自由記録面10の上に、この層1は、各基本領域毎に、導光ロッドを含む。この基本領域は、読み取りの際には顕微鏡レンズのエアリー（Airy）領域に相当する。導光ロッドは単一モード光ファイバロッドとして働き、半透明の光学的構造を有する。これらのロッドのそれぞれは、別々の単一モード導光管として動作し、またリップマン構造を受ける能力がある。書き込みステップの間に作られた周期的成層の外形は干渉像であり、これは書き込みに使われたビームのスペクトルのフーリエ変換である。読み取りに際しては、記録された構造が、一連の異なる波長の光を、選択的に反射する。光との相互作用が線形である特別の場合を考えると、構造の反射係数のスペクトル依存性は、成層中の、実数または複素数の、屈折率の分布を記述する曲線のフーリエ変換である。書き込みに用いた光のスペクトルはこれにより、読み取りに際して反射する光の中に正確に復元される。図１に、このような光ファイバロッド3と4が、それらの成層とともにあらわしてある。いくつかのロッド4は、例えば赤色光の反射に相当するような幅広い成層を示し、別のロッド3は、例えば青色光の反射に相当するような狭い周期性を示す。しかし、本発明を実際の実用に実施したときは、これらのロッドのそれぞれにおいて、成層は非周期的である。それらは、各種の波長を一つのスペクトルに蓄積することに相当しているからで、そこにデータ列全体からの情報データが積分されている。ファイバの成層は、その軸に沿った屈折率の変調を含む。屈折率曲線は、記録に用いたビームのスペクトルのフーリエ変換である。ブラッグ(Bragg)の法則によれば、成層の各正弦波成分は、単一の異なる波長の下で光を反射し、その波長に適当な、透明媒体中では正弦波の周期の二倍に相当する値を有する。ファイバに記録された情報は、広帯域レーザービームをファイバに注入し反射光をスペクトル分解することにより読み取られる。これは、顕微鏡レンズを用いて、レーザー光の光点の焦点をファイバの入口に結ばせ、反射光を集めることにより実施することができる。本発明の個別の実施態様では、二つの垂直ファイバロッドの間隔は、ほぼ0.5 から2ミクロンで、それぞれの長さは、20から200ミクロンの範囲の層の厚みをまたいで伸びている。実際は、忠実度を良くするため、感光層の厚さを100から500 マイクロメートルの値まで増加するのが好ましいかろう。横断面でのファイバの幅は、常に光波長に近いままである。個別に0.5ミクロンの幅を取り上げると、1 .4ミクロンの網目パターンピッチにしたがって分布される。これは下記に説明する技術により得られることが分かる。記録面上のファイバの分布は、図１上で10と図示したハニカムパターンのそれに相当する。このパターンは、六角形でなく、図2に示すような正方形網目を有する四角形が好ましい。それぞれの構成は、何のデータ登録も行わないうちに単一モードファイバの束から作られた網目を発生させるため選ばれる工程に関係する。すべての場合に、網目パターンピッチは十分小さくて、その中の各ロッドが書き込みと読み取りの両方のステップの間、単一モード光ファイバとして動作できるようになっている。光ファイバロッド、またはもっと一般的にはすべてのファイバをその中に含む感光層全体は、光屈折性物質から形成されている。これは、その屈折率が、光への露出により変更されるように、局所的に受けた照明に左右される物質である。この特性により物質中に干渉パターンを刻むことが出来る。使用する材料によって、屈折率の変動は次の事実から生じる。即ち、強く照明された領域では、吸収により正と負の電荷が生まれ、これが分離して再配置される。その結果、電場を生じ、これが翻って、屈折率の変化を引起こす。光屈折性物質を構成する化合物として、例えば、ニオブ酸リチウムまたはチタン酸バリウムが用いられる。出来れば、光屈折性ポリマのような、有機物質を使うのが良い。ファイバの記録刻み込みを実行したら、各光ファイバロッド内の屈折率の軸方向変化を、使用した光屈折性物質にしたがって選んだ適切な物理的および／または化学的処理により安定させる。本発明にしたがう、光ディスクの製造、またはデータ記録のため大容量メモリを形成する同様の層の製造には、各種の工程が利用出来る。ここで、基板の上面に刻んだピットを作成することが出来る。次いでこれを液状で用いる光屈折性樹脂で満たし、引き続き記録ステップの前か後のいずれかで固体に硬化することが想起されよう。ここで用いるミクロン程度の幅については、このようなピットを作るのに、成型によることを選択することができる。それは、好適な基板上に支えられた光屈折層のウエルを操るマトリクスを使う成型である。その成型技術は、回折格子およびマイクロレンズのアレイの複写のため用いられるものと同等である。それゆえ、成型感光層およびその基板は一枚のシートから、既知の光デイスクを製造する初期ステップで行われるのと同じ方法で、作成される。しかし、本発明にしたがって、単一モード光ファイバロッドのパターンで層１を作成するのに、A.Labeyrieが雑誌"Electro-Optical Systems Design"，1971年 2月号、32頁から38頁に述べたような、光化学的加工技術を用いることが、強く好適である。本発明を適切な方法で実施した特定例としては、厚さが100から300ミクロンの光屈折性ポリマの層を用いるものがある。この材料は、Du Pont de Nemours 社がOmnidex 600の商品名で市販している樹脂から製造される。実際において、この会社は商業的にこの型の材料のシリーズを、二枚のポリエチレン・テレフタレートのフォイルまたはマイラーの間で一時的に保護されたフィルムの形で、売り出している。その化合物は、ホログラフィー記録および密着複写のため論文"Hologram recording in Du Pont's new photopolymer"（"Pract ical Holography",IV,SPEI OE/lase conference Proceedings,1212-04, Los Ang eles,ca,1990年1月14-19日で発表）に説明されたところでは、ポリマバインダーと、ポリマ可能モノマーと、光ポリマ促進組織と、規定の波長の下で活性な光感光化剤とに、その物理化学的特性を制御出来る可塑剤および表面活性剤のような添加剤が加えてある。本発明にしたがうメモリ層を製造するためその化合物を使うに当たって、光屈折層を合成透明物質で作られた基板上に固定する。ついで、その自由面全体を、平行な複数のレーザービームに露出する。レーザービームは、上記に参照した文献に説明されたように少なくとも3条とする。好適には、４本の光ビームがそれぞれ２０から３０度の同一角度で表面に向けられ、４本のビームは正四面体の稜のように、互いに対して９０度の入射面内に位置づけられる。光に露出すると、光屈折性ポリマの全体を貫通するハニカムまたは四角形のセルの干渉パターンが、干渉パターンは焦点外れを感知しないという事実によって、層の深さ全体にわたって現れる。これに対応して、材料の局所特性の変化が、単一モード導光管ファイバの形成とともに起こる。勿論、各ファイバに情報を記録するには第二露出が必要である。これにより最後に、図２のような構造が得られる。これは、四条のビームの干渉により生じた四角網目パターンの中のリップマン効果により得られた記録の断片を図式的に示す。材料の屈折率はファイバの内部の方が、その間の中間媒体の内部よりも高い。このことによって、各ファイバに入口に注入された光が、書き込みまたは読み取りに際して確実に案内される。屈折率自体は、各ファイバ内で多色リップマン成層により作られた縞に、変調される。それにより各ファイバは、単一ビームの、例えば100個の異なる波長にコード化された形で、受け取ったのと同じだけの量のデータを、メモリの中に保持する。全体的初期露出および局所的刻印露出を行うために、と同時に工程の中間ステップのために、様々のレーザー波長が必要になる。例えば、光ファイバロッドは紫外光への露出により形成され、または、紫外線露出に続いて光ファイバロッドの構造のための安定ステップにより、更にこれに伴われてさらに続く可視光への反応のための安定ステップにより形成される。本発明の工業的実現に極めて好都合な変形によれば、光学的手段による書き込みと読み取りのため特に、最近提案されたもののような、便利な他の材料に頼ることになる。特にここで、Review Scienceの1996年5月3日号に佐藤他の署名で発表された論文を参照する。これは、光が誘起する磁化の存在を、有機分子中に組み込まれたシアン化鉄／シアン化コバルトついて証明するが、低温での使用が必要であるという欠点がある。これら様々の工程により、光ファイバロッドの製造が可能であり、その中に数百ビットを記録出来る。こうして、平方デシメートル当たり百ギガバイトに達するメモリ容量を有する光ディスクを目論むことが出来る。記録された情報データの読み取りは、各光ファイバロッドについて、レーザービームの焦点をファイバロッドの入口に結ばせ、導かれた光波を注入することにより行われる。レーザービームの帯域幅が広ければ、ある波長がロッドの中に記録された成層構造によりリップマンの効果にしたがって反射され、レーザーに向かって戻される。ビーム分離装置が、戻ったビームを、スペクトル分析能力を有する検出器に向ける。この検出は、例えば、モード・セレクタと迅速並列読み取りのためのダイオードの線形アレイを利用した、小型スペクトログラフを用いておこなえる。また、並列フーリエ・スペクトログラフも使える。この並列フーリエ・スペクトログラフは、例えば、成層化されたダイオード・アレイの形で用いられ、ここでもまたリップマン効果を用いる。これは、上記の同時提出の特許出願の一部となっている。数本のファイバ・ロッドを同時に読み取ることにより、読み取りを加速するために、単一レーザーが一連のレーザーに置き換えられ、この場合はまた、一連のスベクトル分析検出器を用いる。図３と図４は、本発明にしたがう光メモリの中にデータの書き込みと読み取りが出来る装置を表わし、層1と基板2とは部分的に断面であらわされている。両方の場合、書き込みのためには、瞬間スペクトルを有するレーザーエミッタ6のみを用い、その瞬間スペクトルは、上記と同じ特許出願で説明したように、エミッタに入る一連の励磁電流の同時変調により多重化されたデータ情報全体を搬送している。読み取るときは、レーザー6からのビームがビーム分離器8を通じて伝達され、分離器8はディスクからの後方回折光を検出器7に向ける。レンズ9はビームの焦点をファイバロッド3の入口上に結ばせる。データ書き込みの間、ファイバを貫通する光は他端に伝送され、透明基板2を通って、球面鏡1 2に達し、この球面鏡が光を反射して、ファイバロッドの端面開口部の上に再度焦点を結ばせる。このロッドの光屈折性物質がこうして、反対方向に進行する二つのビームの作用を受け、それらの干渉が定常波を生じる。これらの定常波が、リップマン効果に従って、ファイバの感光物質に屈折率成層の重畳を刻み込む。先に書き込んだデータの読み取りの間、レーザー6は連続スペクトルを有する光を放射し、鏡12はマスクされる。ある波長が選択的に、記録されたリップマン構造によりレーザー6と検出器7に向かって反射される。検出器7は、それ自体分光検出器として考えられたリップマンのプレートの光電的変形であって、一連の電気信号を発生し、その電気信号の分布は、ファイバにより反射されたスペクトルのフーリエ変換である。書き込みと読み取りを加速するため、いくつかのレーザー源を並列で使うことも可能であり、これらのレーザー源は、単一レンズ９により焦点を結んだそれらのビームが、隣り合ういくつかのファイバを貫通するように配置される。いくつかの書き込み・読み取りヘッドを用いるのもまた好都合であり得る。図４は、鏡12を用いない変形をあらわし、書き込みの間、レーザーからの光のうちビーム分離器8で反射された光は鏡15に向かい、レンズ9'を通ってファイバの底部開口に達し、ここに焦点を結ぶ。こうして、ファイバ両端の開口を通ってファイバを貫通するビームが、前の事例と同じように定常波を生じる。読み出しの間、一方のビームは使われず、リップマン効果反射ビームの検出は、以前の場合のように検出器7により行われる。書き込みと読み取りの中間で、ディスクは潜像の現像または安定化のため、物理的または化学的処理を受ける。光路と分散との補償の適切な実施により、ロッド3の中に対称的な縞が得られる。図面の事例のように鏡を使うなら、パルス周波数変調技術を用いて、得られる干渉図形をその時間干渉性とコントラストに関して最適化出来る。これは様々な波長について得られた成層成分の位相をずらして実行し、ずらすには、干渉計の一つの光路内に分散性要素を用いるか、または適切な設計の誘電体の鏡を用いる。異なる波長の記録は、上記のように進行すれば同時であるが、本発明の有利な実施変形において逐次的になる。読み取りのためには、図3の鏡12をおかないか、またはシャッター14をおいてビーム分離器8から出たビームを遮蔽する。両方の場合、レーザーが広帯域光を放射しダイオードアレイ７はスペクトル分析検出器となる。別の変形（図には示さない）に従うと、層1と基板2によって形成されるアセンブリのいずれか一方の接触面に直接反射層が析出し、この反射層を定常波の発生に用いる。しかし、読み取りのためには、この反射層を取り去るかまたは透明にする必要がある。本発明に従う光メモリが特に指向するのは、デジタルまたはアナログのデータをディスクまたは板の上に高密度で記録するための書き込み・読み取り装置の製造である。これはまた、固定または着脱可能のデータ伝送デイスクの加工にも関する。現在、本発明はその最良の発展を、支持ディスク上の層の形のデータ記録メモリとして見出すと思われる。支持ディスクとは、コンパクト・ディスクまたはCD -ROMディスクのような光読み取り装置に回転的に取り付けたディスクであるが、回転レーザー・ヘッドと固定ディスクを含むシステムにも便利であろう。その上、記録は一つのディスクから別のディスクへの光学的転送により、複写することが出来る。本発明は、１桁または２桁の程度の倍率で（例えば50から200で）記憶容量の増加が出来ることを認めるのにも価値があり、この結果は、書き込みおよび／または読み取りの光の波長にも、データ記録用感光層を支えるディスクの回転速度にも左右されない。したがって、データ・リーダ、または再書き込み可能のメモリ層の場合の読み取り／書き込みドライブが、現在あるシステムおよびディスクとの互換性を可能にする形で、実現できる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年５月３０日【補正内容】請求の範囲１．自由記録面(10)全面にわたって分布される情報データを記録するための基本セルを有する感光層(1)を含み、感光層の各基本セルが、単一モード光ファイバとして動作し得る導光ロッド(3)から構成され、前記ロッドはその軸が実質的に自由記録面(10)に直角な方向に向いている光ディスク等の大容量光メモリ。２．単一モード光ファイバとして動作し得る前記のロッドが、一ミクロンの範囲の幅であり、また上記の層に規則的なピッチで横断的に分布されていて、更にそれらの各々が、光ビームの波長にコード化された情報データの干渉像を構成する前記ロッド(3)の軸に沿って配置された重畳周期性成層のスタックにより形成されるリップマン(Lippmann)の構造を登録することが出来ることを特徴とする請求項１に記載の光データメモリ。３．前記単一モード導光ロッド(3)が、ホログラフ的プロセスを通して、光屈折性物質の層を数条の平行ビームの照射に対して露出することにより、光屈折性物質の中に配列されることを特徴とする請求項１または２に記載のメモリシステム。４．前記感光層(1)が透明基板(2)上に支持されることを特徴とする請求項１から3のいずれかに記載のメモリ。５．前記導光ロッド(3)が、基板の表面にピットを彫ることにより、または母型から成型することにより、更に、これらのピットを液状の光屈折性樹脂で満たし続いて固化することにより得られることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のメモリ。６．前記層のための前記物質が光誘起帯磁性を示す化合物を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のメモリ。７．前記光屈折性物質が光感光化剤から構成される光重合ポリマであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のメモリ。８．感光層が、同時にその層に向けられたコヒーレントなビームによる照明に露出され、それによりそれらの干渉が、単一モード作動の導光ロッドのパターンを、前記層の深さ全体にわたってホログラフ的に作る結果になることを特徴とする透明基板により支持された感光層を含む光型大容量メモリを製造するための工程。９．前記感光層の厚さが50から1000ミクロンの範囲であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のメモリ。 10．前記データをリップマン構造の形で導光ロッド内に、単一モード光ファイバとして有効な感光層の厚さを横切って、記録することにより、書き込みおよび読み取りが、前記各ロッド内に別々に向けられる多色ビームを用いて達成されること、を特徴とする請求項１から７または９のいずれかに記載の、メモリを利用するデータの書き込みおよび／または読み取りのための工程、特に請求項８の製造工程を通じて得られるような工程。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．自由記録面(10)全面にわたって分布される情報データを記録するための基本セルを有する感光層(1)を含み、感光層の各基本セルが、光屈折性物質で作られた単一モード光ファイバとして動作し得る導光ロッド(3)から構成され、前記ロッドはその軸が実質的に自由記録面(10)に直角な方向に向いている光ディスク等の大容量光メモリ。２．単一モード光ファイバとして動作し得る前記のロッドが、一ミクロンの範囲の幅であり、また層の深さ全体に規則的なピッチで横断的に分布されていて、更にそれらの各々が、光ビームの波長にコード化された情報データの干渉像を構成する前記ロッド(3)の軸に沿って配置された重畳周期性成層のスタックにより形成されるリップマン(Lippmann)の構造を登録することが出来ることを特徴とする請求項１に記載の光データメモリ。３．前記単一モード導光ロッド(3)が、ホログラフ的プロセスを通して、光屈折性物質の層を数条の平行ビームの照射に対して露出することにより、光屈折性物質の中に配列されることを特徴とする請求項１または２に記載のメモリシステム。４．前記感光層(1)が透明基板(2)上に支持されることを特徴とする請求項１から3のいずれかに記載のメモリ。５．前記導光ロッド(3)が、基板の表面にピットを彫ることにより、または母型から成型することにより、更に、これらのピットを液状の光屈折性樹脂で満たし続いて固化することにより得られることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のメモリ。６．前記層のための前記物質が光誘起帯磁性を示す化合物を含むことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のメモリ。７．前記光屈折性物質が光感光化剤から構成される光重合ポリマであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のメモリ。８．感光層が、同時にその層に向けられたコヒーレントなビームによる照明に露出され、それによりそれらの干渉が、単一モード作動の導光ロッドのパターンを、前記の層の深さ全体にわたってホログラフ的に作る結果になることを特徴とする透明基板により支持された感光層を含む光型大容量メモリを製造するための工程。９．前記感光層の厚さが50から1000ミクロンの範囲であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のメモリ。 10．前記データをリップマン構造の形で導光ロッド内に、感光物質の層を横切って単一モード光ファイバのアレイを形成させて、記録することにより、書き込みおよび読み取りが、前記各ロッド内に別々に向けられる多色ビームを用いて達成されること、を特徴とする請求項１から７または９のいずれかに記載の、メモリを利用するデータの書き込みおよび／または読み取りのための工程、特に請求項８の製造工程を通じて得られるような工程。