JPS58173785A - 情報記憶装置 - Google Patents
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- JPS58173785A JPS58173785A JP57218489A JP21848982A JPS58173785A JP S58173785 A JPS58173785 A JP S58173785A JP 57218489 A JP57218489 A JP 57218489A JP 21848982 A JP21848982 A JP 21848982A JP S58173785 A JPS58173785 A JP S58173785A
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
- G11B7/0065—Recording, reproducing or erasing by using optical interference patterns, e.g. holograms
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
- G11B7/26—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of record carriers
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
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- G—PHYSICS
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- G03H2001/026—Recording materials or recording processes
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-
- G—PHYSICS
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Holo Graphy (AREA)
- Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
３名ｙびり灯影を艷
本発明は光学的情報記憶技術に係り、更に具体的に云え
ば、情報を２光子４準位材料中に形成された顕微鏡的干
渉パターンの形で記憶する技術に係る。
ば、情報を２光子４準位材料中に形成された顕微鏡的干
渉パターンの形で記憶する技術に係る。
従来技術
米国特許第４５５９５１５号の明細書は、ホログラムの
形成に２光子４準位材料を用いることを示している。特
願昭５７−１２’ ５２．０６号の明細書は、その目的
にも有用な他の材料を示している。
形成に２光子４準位材料を用いることを示している。特
願昭５７−１２’ ５２．０６号の明細書は、その目的
にも有用な他の材料を示している。
しかしながら、それらの明細書はいずれも、本発明に必
要とされる構成を示していない。
要とされる構成を示していない。
本発明の概要
本発明は、２光子４準位記録媒体中の成る特定の空間的
位置に於ける顕微鏡的干渉・くターンの存在（例えば、
論理“１”）又は不在（例えば、論理′°０”）によっ
て情報の各ビットが配憶される、光学的情報記憶装置を
提供する。本発明の本質的要素は、次に示す特定の実施
例によって示されている。
位置に於ける顕微鏡的干渉・くターンの存在（例えば、
論理“１”）又は不在（例えば、論理′°０”）によっ
て情報の各ビットが配憶される、光学的情報記憶装置を
提供する。本発明の本質的要素は、次に示す特定の実施
例によって示されている。
本発明の実施例
第１ａ図から理解され得る如く、連続波の赤色光又は赤
外線レーザ５の出力が初めに振幅変調器６全通され、そ
れからビーム分割器７により２つの別個のビーム１及び
２に分割される。
外線レーザ５の出力が初めに振幅変調器６全通され、そ
れからビーム分割器７により２つの別個のビーム１及び
２に分割される。
書込構成に於ては、第１ａ図に示されている如く、シャ
ッタ８が開かれ、両ビームは焦結レンズを通ってから記
録媒体に於て約２２°以上の角度で交差する。その結果
形成される顕微鏡的干渉パターンの体積の寸法は約４μ
ｍＸ４μｍ×１０μｍである。ビーム、１及び２は、干
渉縞が記録媒体の移動方向に平行になる様に、該記録媒
体より成る回転ディスク９０回転軸と同一平面上にある
。こ゛れは、移動している記録媒体への情報の記録を可
−能にする。赤色光又は赤外線レーザの放射に対する記
録媒体の増感は、紫外線又は可視光による全面照射１０
により露光することによって達成される。その照射によ
って生じる増感の寿命（）１ｍｓｅｃ）は、紫外線又は
可視光により照射される領域が焦結された赤色光又は赤
外線レーザ・ビームが記録媒体にぶつかる領域から空間
的に移動され得る様に、ディスクの回転期間よ□）りも
相当に長くされ得る。２進データは赤色光又は赤外線レ
ーザの強度を変調することによって記録される。全強度
に於て、顕微鏡的干渉パターンが記録され、零の強度に
於て、パターンは何ら形成されない。
ッタ８が開かれ、両ビームは焦結レンズを通ってから記
録媒体に於て約２２°以上の角度で交差する。その結果
形成される顕微鏡的干渉パターンの体積の寸法は約４μ
ｍＸ４μｍ×１０μｍである。ビーム、１及び２は、干
渉縞が記録媒体の移動方向に平行になる様に、該記録媒
体より成る回転ディスク９０回転軸と同一平面上にある
。こ゛れは、移動している記録媒体への情報の記録を可
−能にする。赤色光又は赤外線レーザの放射に対する記
録媒体の増感は、紫外線又は可視光による全面照射１０
により露光することによって達成される。その照射によ
って生じる増感の寿命（）１ｍｓｅｃ）は、紫外線又は
可視光により照射される領域が焦結された赤色光又は赤
外線レーザ・ビームが記録媒体にぶつかる領域から空間
的に移動され得る様に、ディスクの回転期間よ□）りも
相当に長くされ得る。２進データは赤色光又は赤外線レ
ーザの強度を変調することによって記録される。全強度
に於て、顕微鏡的干渉パターンが記録され、零の強度に
於て、パターンは何ら形成されない。
読取構成に於ては、第１ｂ図に示されている如・−く、
紫竺線又は可視光による全面照射１０が遮断され、そし
て各々の潜在的な顕微鏡的干渉パターンの位置が赤色光
反は赤外線レーザからの単一の読取ビーム（ビーム３）
によって照射される様に、シャッタ８が閉じられる。上
記赤色光又は赤外線レーザ・ビームは振幅変調されてい
ない。上記読′取ビームは、顕微鏡的干渉パターンを書
込むために用いられたビームの１つ（ビーム１）と同一
の位相面（１ｄｅｎｔｉｃａｌ ｐｈａｓｅ−ｆｒｏ
ｎｔ）を有し、従って効率的な回絣のための規準を充た
している。上記読取ビームによってプローブされた領域
に顕微鏡的干渉パターンが存在する場合には常に、ビー
ムが回折されて、ビーム２と同一の位相面を有する像ビ
ーム（ビーム４）が形成される。
紫竺線又は可視光による全面照射１０が遮断され、そし
て各々の潜在的な顕微鏡的干渉パターンの位置が赤色光
反は赤外線レーザからの単一の読取ビーム（ビーム３）
によって照射される様に、シャッタ８が閉じられる。上
記赤色光又は赤外線レーザ・ビームは振幅変調されてい
ない。上記読′取ビームは、顕微鏡的干渉パターンを書
込むために用いられたビームの１つ（ビーム１）と同一
の位相面（１ｄｅｎｔｉｃａｌ ｐｈａｓｅ−ｆｒｏ
ｎｔ）を有し、従って効率的な回絣のための規準を充た
している。上記読取ビームによってプローブされた領域
に顕微鏡的干渉パターンが存在する場合には常に、ビー
ムが回折されて、ビーム２と同一の位相面を有する像ビ
ーム（ビーム４）が形成される。
ビーム４が読取ビームから角度的に分離され、従って適
切に配置されたフォトダイオードの如き光検出器１１は
、顕微鐘的干渉パターンが存在する場合には信号を生じ
、該パターンが存在してぃない場合には何ら信号を生じ
ない。従って、データの読取が、零の背景信号に於て行
われる。
切に配置されたフォトダイオードの如き光検出器１１は
、顕微鐘的干渉パターンが存在する場合には信号を生じ
、該パターンが存在してぃない場合には何ら信号を生じ
ない。従って、データの読取が、零の背景信号に於て行
われる。
記録媒体の表面からの幾つかの別個の深さに於ける記録
が、各々の深さに於てビーム１とビーム２との間の角度
を変えることによって達成される。
が、各々の深さに於てビーム１とビーム２との間の角度
を変えることによって達成される。
その場合には、読取構成に於て喪つかのフォトダイオー
ドが用いられ、それらの各フォトダイオードは対応する
深さに於ける顕微鏡的干渉パターンからの像ビームを監
視する様に配置される。
ドが用いられ、それらの各フォトダイオードは対応する
深さに於ける顕微鏡的干渉パターンからの像ビームを監
視する様に配置される。
本発明の理解を助けるために、以下の説明を行う。第２
図は、書込ステップ中てビーム１及びビーム２により形
成された干渉の体積を拡大して示している。それらのビ
ームがビームのくびれだ部分の半径Ｗ。−２μｍ（ｗｏ
はビーム強度が１／ｅ′だけ減少する領域の半径）に焦
結されそしてλ−０８μｍであると仮定すると、焦点の
深さは共焦点のパラメータｂ＝２πＷｏ／λ＝３０μｍ
によって与えられ、それらのビームは回折角θ−λＷＯ
＝０．１３ｒａｄで分散する。像ビームが読取ビームか
ら良好なＳＮ比で分離されるには、ビーム１とビーム２
との間の角度が△θン６０−０．５９ ｒａｄ（２２°
）によって与えられる必要がある。従って、顕微鏡的干
渉パターンの厚さＴはＴ＝２”ｏ／ｌａｎ△θ−１０μ
ｍによって与えられる。
図は、書込ステップ中てビーム１及びビーム２により形
成された干渉の体積を拡大して示している。それらのビ
ームがビームのくびれだ部分の半径Ｗ。−２μｍ（ｗｏ
はビーム強度が１／ｅ′だけ減少する領域の半径）に焦
結されそしてλ−０８μｍであると仮定すると、焦点の
深さは共焦点のパラメータｂ＝２πＷｏ／λ＝３０μｍ
によって与えられ、それらのビームは回折角θ−λＷＯ
＝０．１３ｒａｄで分散する。像ビームが読取ビームか
ら良好なＳＮ比で分離されるには、ビーム１とビーム２
との間の角度が△θン６０−０．５９ ｒａｄ（２２°
）によって与えられる必要がある。従って、顕微鏡的干
渉パターンの厚さＴはＴ＝２”ｏ／ｌａｎ△θ−１０μ
ｍによって与えられる。
記録された顕微鏡的干渉パターンの回折効率ηは次式（
１）によって与えられる。
１）によって与えられる。
上記式に於て、ｎｌは干渉縞の記録に於て誘起された光
化学的変化により生じた屈折率の変調である。現存する
重合体ホスト材料中の２光子４準位有機記録材料の典型
的値は２．５Ｘ１０−４ である。Ｔ−１０μｍに於て
は、η−１０−４である。
化学的変化により生じた屈折率の変調である。現存する
重合体ホスト材料中の２光子４準位有機記録材料の典型
的値は２．５Ｘ１０−４ である。Ｔ−１０μｍに於て
は、η−１０−４である。
従って、１０ｍＷの読取ビームの場合には、１μＷの回
折されたパワーがフォトダイオード上に入射する。この
大きさのパワー・レベルハ、１０’Ｈｚの帯域幅を有す
る５０Ωに於て終端されたフォトダイオードによって容
易に検出され得る。
折されたパワーがフォトダイオード上に入射する。この
大きさのパワー・レベルハ、１０’Ｈｚの帯域幅を有す
る５０Ωに於て終端されたフォトダイオードによって容
易に検出され得る。
２光子４準位ホログラムを生ぜしめる基本的な物理的プ
ロセスが、第６図に於て、その様な材料に関する典型的
エネルギ準位図によって示されている。第１ステツプＩ
ｇ）−ｌｉ＞は、吸収断面積σ！及び強度■１を有する
周波数ω１ の放射によって励起される。中間準位ｌｉ
＞は、寿命τを有する、第２の準安定の中間準位ｌｊ＞
に迅速に崩壊する。
ロセスが、第６図に於て、その様な材料に関する典型的
エネルギ準位図によって示されている。第１ステツプＩ
ｇ）−ｌｉ＞は、吸収断面積σ！及び強度■１を有する
周波数ω１ の放射によって励起される。中間準位ｌｉ
＞は、寿命τを有する、第２の準安定の中間準位ｌｊ＞
に迅速に崩壊する。
第２ステツプｌｊ＞−＝ｌｆ＞は、吸収断面積σ２及び
強度■２ を有する周波数ω２の放射によって励起され
る。最終準位Ｉｆ）は化学的に活性であるが接地準位１
ｇ＞並びに中間準位ｌｉ＞及びｌｊ＞は相対的に化学的
活性度が低い。ω１及びω２の値は、ω１の放射が第１
ステツプだけ励起を生じそしてω２の放射が第２ステツ
プだけ励起を生じる様に・充分に異なっている。従って
、２光子の光化学的プロセスは、画周波数が存在してい
る場合にのみ生じる。本発明の適用例に於ては、ω、は
紫外線又は可視光の範囲内であり、ω、は赤色光又は赤
外線の範囲内である様に選択されている。
強度■２ を有する周波数ω２の放射によって励起され
る。最終準位Ｉｆ）は化学的に活性であるが接地準位１
ｇ＞並びに中間準位ｌｉ＞及びｌｊ＞は相対的に化学的
活性度が低い。ω１及びω２の値は、ω１の放射が第１
ステツプだけ励起を生じそしてω２の放射が第２ステツ
プだけ励起を生じる様に・充分に異なっている。従って
、２光子の光化学的プロセスは、画周波数が存在してい
る場合にのみ生じる。本発明の適用例に於ては、ω、は
紫外線又は可視光の範囲内であり、ω、は赤色光又は赤
外線の範囲内である様に選択されている。
各々の顕微鏡的干渉パターンの書込みに要する時間は次
式（２）から見積られ得る。
式（２）から見積られ得る。
上記式に於て、Ｋは１ｌｅｅ ’の単位で表わされる
２光子の光化学的プロセスの速度である。第１ステツプ
に関する典型的な値は、σ、＝１０”０ｍ２、ｆ＞ａｌ
＋−５Ｘ１０１９Ｊ、 Ｉ＋＝２５０ｍＷ／ｃｍ２及び
τ−１００ｍ５ｅｃである。この工１の値は、第１項を
１のオーダーにするに充分な値であり、非干渉性の紫外
線ランプの源により容易に生ぜしめられ得ろ。Ｉ＋の値
が更に増加されても、準位ｌｊ＞への分子分布の完全な
励起が既に達成されているので、Ｋは更に増加されない
。第２ステツプに関する典型的な値は、σｇ＝５×ＩＱ
”ｃｍ・、ｈω２＝２Ｘ１０ ”Ｊ及びＩ２＝
８ Ｘ １０’Ｗ／ａｍ２である。■２の値は、書込レ
ーザのためのパワーが１０ｍＷでありそして焦点面積Ａ
−πＷ□” ＝＝ １゜２Ｘ１０’ｃｍ”であると仮定
して得られたものである。式（２）への代入により、Ｋ
＝ ２ Ｘ １０７ｓｅｃ ’が得られる。従って、
干渉縞の最大強度に於ける殆ど全ての分子が５０ ｎ５
ｅｃに於て２光子の光化学的プロセスを生じる。必要と
される赤色光又は赤外線のエネルギ密度は４ｍＪ／ｃｍ
”である。
２光子の光化学的プロセスの速度である。第１ステツプ
に関する典型的な値は、σ、＝１０”０ｍ２、ｆ＞ａｌ
＋−５Ｘ１０１９Ｊ、 Ｉ＋＝２５０ｍＷ／ｃｍ２及び
τ−１００ｍ５ｅｃである。この工１の値は、第１項を
１のオーダーにするに充分な値であり、非干渉性の紫外
線ランプの源により容易に生ぜしめられ得ろ。Ｉ＋の値
が更に増加されても、準位ｌｊ＞への分子分布の完全な
励起が既に達成されているので、Ｋは更に増加されない
。第２ステツプに関する典型的な値は、σｇ＝５×ＩＱ
”ｃｍ・、ｈω２＝２Ｘ１０ ”Ｊ及びＩ２＝
８ Ｘ １０’Ｗ／ａｍ２である。■２の値は、書込レ
ーザのためのパワーが１０ｍＷでありそして焦点面積Ａ
−πＷ□” ＝＝ １゜２Ｘ１０’ｃｍ”であると仮定
して得られたものである。式（２）への代入により、Ｋ
＝ ２ Ｘ １０７ｓｅｃ ’が得られる。従って、
干渉縞の最大強度に於ける殆ど全ての分子が５０ ｎ５
ｅｃに於て２光子の光化学的プロセスを生じる。必要と
される赤色光又は赤外線のエネルギ密度は４ｍＪ／ｃｍ
”である。
記録媒体は通常、２光子４準位材料を含む重合体マトリ
ックスより成る。その重合体は、用いられる光を透過す
べきである。適当な重合体には、例えば、ポリビニル・
カルバゾール、ポリスチレン、フェノール樹脂及びアク
リル樹脂等がある。
ックスより成る。その重合体は、用いられる光を透過す
べきである。適当な重合体には、例えば、ポリビニル・
カルバゾール、ポリスチレン、フェノール樹脂及びアク
リル樹脂等がある。
適当な２光子４準位材料には、例えば、ピアセチル、カ
ンファーキノン及びベンジルの如きα−ジケトン化合物
並びにテトラジン化合物等がある。
ンファーキノン及びベンジルの如きα−ジケトン化合物
並びにテトラジン化合物等がある。
本発明の装置は、従来技術に優る幾つかの利点を有する
。顕微鏡的パターンが媒体の表面下に記録される。これ
は、表面の腐食による記憶された清報の破壊をなくす。
。顕微鏡的パターンが媒体の表面下に記録される。これ
は、表面の腐食による記憶された清報の破壊をなくす。
２光子の光化学的プロセスのゲーティング特性は、真の
非破壊的読取を可能にする。それらのパターンは自己現
像されるので、何ら湿式処理が必要とされず、この様に
して構成されたメモリは郵送可能である。パターンが表
面Ｆに幾つかの深さに形成され得るので、ビット密度が
増加される。重合体ホスト材料は、低コストによるディ
スクの製造を可能にする。更に、読取が零の背景信号に
於て達成される。
非破壊的読取を可能にする。それらのパターンは自己現
像されるので、何ら湿式処理が必要とされず、この様に
して構成されたメモリは郵送可能である。パターンが表
面Ｆに幾つかの深さに形成され得るので、ビット密度が
増加される。重合体ホスト材料は、低コストによるディ
スクの製造を可能にする。更に、読取が零の背景信号に
於て達成される。
第１ａ図及び第１ｂ図は記録媒体が回転ディスクとして
構成されている、各々書込構成及び読取構成に於ける本
発明の装置の１実施例を示す図、第２図は書込ステップ
中に２つのレーザ・ビームにより記録媒体内に形成され
た干渉の領域を拡大して示す図、第６図は２光子４準位
材料に関する典型的なエネルギ準位図である。 １．２．６．４・・・・ビーム、５・・・・赤色光又は
赤外線レーザ、６・・・・振幅変調器、７・・・・ビー
ム分割器、８・・・・ンヤツタ、９・・・・記録媒体よ
り成る回転ディスク、１０・・・・紫外線又は可視光に
よる全面照射、１１・・・・光検出器。 出 願人 インターナシタナノいビジネス・マンーンズ
・コーポレーション代理人 弁理士 岡 １）
次 生（外１名）
構成されている、各々書込構成及び読取構成に於ける本
発明の装置の１実施例を示す図、第２図は書込ステップ
中に２つのレーザ・ビームにより記録媒体内に形成され
た干渉の領域を拡大して示す図、第６図は２光子４準位
材料に関する典型的なエネルギ準位図である。 １．２．６．４・・・・ビーム、５・・・・赤色光又は
赤外線レーザ、６・・・・振幅変調器、７・・・・ビー
ム分割器、８・・・・ンヤツタ、９・・・・記録媒体よ
り成る回転ディスク、１０・・・・紫外線又は可視光に
よる全面照射、１１・・・・光検出器。 出 願人 インターナシタナノいビジネス・マンーンズ
・コーポレーション代理人 弁理士 岡 １）
次 生（外１名）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ２光子４準位材料を含む記録媒体と、 紫外線又は可視光による全面照射により露光することに
よって上記記録媒体を増感する手段と、上記記録媒体内
で交差する２つのレーザ・ビームの放射により上記の増
感された記録媒体を露光する手段とを含む情報記憶装置
。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US06/364,160 US4458345A (en) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | Process for optical information storage |
| US364160 | 1982-03-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58173785A true JPS58173785A (ja) | 1983-10-12 |
Family
ID=23433301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57218489A Pending JPS58173785A (ja) | 1982-03-31 | 1982-12-15 | 情報記憶装置 |
Country Status (4)
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|---|---|
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| EP (1) | EP0090145B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58173785A (ja) |
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- 1983-02-01 EP EP83100912A patent/EP0090145B1/en not_active Expired
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