JPS634166B2 - - Google Patents
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- JPS634166B2 JPS634166B2 JP56045843A JP4584381A JPS634166B2 JP S634166 B2 JPS634166 B2 JP S634166B2 JP 56045843 A JP56045843 A JP 56045843A JP 4584381 A JP4584381 A JP 4584381A JP S634166 B2 JPS634166 B2 JP S634166B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、特定の結晶又は薄膜に着色中心を形
成させ、その光学的特性（光吸収率、屈折率、光
導電性等）の変化を利用して情報を記録する方法
に関するものである。
成させ、その光学的特性（光吸収率、屈折率、光
導電性等）の変化を利用して情報を記録する方法
に関するものである。
従来着色中心は、アルカリハライドの結晶、
CaF2、SrSO4、BaO、MgO、Al2O3、SiO2、石
英、ガラス、ダイヤモンド、シリコン、ゲルマニ
ウム等で認められている。しかしながら、SiO2
を除く上記物質においては、着色中心は、室温で
も数秒乃至数ケ月程度で消失するので、記録媒体
としては到底実用に供し得ない。SiO2の着色中
心は、保存寿命は長いが、その形成に高エネルギ
ーのＸ線や電子ビームを必要とするので、やはり
実用されていない。
CaF2、SrSO4、BaO、MgO、Al2O3、SiO2、石
英、ガラス、ダイヤモンド、シリコン、ゲルマニ
ウム等で認められている。しかしながら、SiO2
を除く上記物質においては、着色中心は、室温で
も数秒乃至数ケ月程度で消失するので、記録媒体
としては到底実用に供し得ない。SiO2の着色中
心は、保存寿命は長いが、その形成に高エネルギ
ーのＸ線や電子ビームを必要とするので、やはり
実用されていない。
本発明者は、上記の如き実情に鑑み、低エネル
ギーの例えばレーザー光により容易に形成可能で
あつて且つ保存性に優れた着色中心を形成させ得
る材料を見出すべく種々研究を重ねた結果、特定
のビスマス酸化物系結晶又はその薄膜が上記の要
求を充足することを見出し、遂に本発明を完成す
るにいたつたものである。即ち本発明は、
Bi2O3・（MOx）y〔但しＭは、Si、Ge、Ti、Zn、
Ｂ、Ga、In、Ｐ、Fe、Tl、Zr、Pb、Mn、Nb、
Ta、As、Co、Ni、Cd、Ce、Ｖ、Cr、Mo、Ｗ
及びSnの１種又は２種以上を示し、且つｘ及び
ｙは、夫々１≦ｘ≦３及び０≦ｙ≦1.5の範囲内
にあり、整数或いは小数のいずれであつても良
い〕で示されるBi2O3含有複合酸化物からなる結
晶又は薄膜にレーザー光又は電子ビームにより着
色中心を形成させることを特徴とする光学的記録
方法を提供するものである。
ギーの例えばレーザー光により容易に形成可能で
あつて且つ保存性に優れた着色中心を形成させ得
る材料を見出すべく種々研究を重ねた結果、特定
のビスマス酸化物系結晶又はその薄膜が上記の要
求を充足することを見出し、遂に本発明を完成す
るにいたつたものである。即ち本発明は、
Bi2O3・（MOx）y〔但しＭは、Si、Ge、Ti、Zn、
Ｂ、Ga、In、Ｐ、Fe、Tl、Zr、Pb、Mn、Nb、
Ta、As、Co、Ni、Cd、Ce、Ｖ、Cr、Mo、Ｗ
及びSnの１種又は２種以上を示し、且つｘ及び
ｙは、夫々１≦ｘ≦３及び０≦ｙ≦1.5の範囲内
にあり、整数或いは小数のいずれであつても良
い〕で示されるBi2O3含有複合酸化物からなる結
晶又は薄膜にレーザー光又は電子ビームにより着
色中心を形成させることを特徴とする光学的記録
方法を提供するものである。
本発明方法は、Bi2O3含有複合酸化物Bi2O3・
（MOx）yからなる結晶又は基材上に形成されたそ
の薄膜を記録媒体として使用することにより、Ｘ
線、電子ビーム等の高エネルギー線のみならず、
レーザー光線の如き低エネルギー線により保存寿
命の極めて長い着色中心が得られる点に、その利
点を有する。例えば、本発明の基礎となつた一実
験において、第１図に示す如く、Bi12SiO20単結
晶３に発振波長3371ÅのN2レーザー光源１から
のレーザー光をレンズ２により集光して照射し、
着色中心を形成したところ、室温で２年３ケ月経
過後にも、着色中心に実質的な変化は認められ
ず、着色中心の長期保存が可能であることが見出
された。更に、Bi12GeO20単結晶についても同様
の結果が得られること、並びにBi4Si3O12及び
Bi4Ge3O12の単結晶についても、より大きな照射
強度を必要とはするものの、N2レーザー光によ
り着色中心が形成されることも見出された。又、
Bi2O3の大きな単結晶は現在得られていないが、
その多結晶についてはN2レーザー光により着色
中心の形成が可能なることが見出された。これ等
の結果に基き、種々実験及び研究を重ねた結果、
Bi2O3・（MOx）yなる組成の他の結晶及び薄膜に
ついても、同様の結果が得られることが判明し
た。
（MOx）yからなる結晶又は基材上に形成されたそ
の薄膜を記録媒体として使用することにより、Ｘ
線、電子ビーム等の高エネルギー線のみならず、
レーザー光線の如き低エネルギー線により保存寿
命の極めて長い着色中心が得られる点に、その利
点を有する。例えば、本発明の基礎となつた一実
験において、第１図に示す如く、Bi12SiO20単結
晶３に発振波長3371ÅのN2レーザー光源１から
のレーザー光をレンズ２により集光して照射し、
着色中心を形成したところ、室温で２年３ケ月経
過後にも、着色中心に実質的な変化は認められ
ず、着色中心の長期保存が可能であることが見出
された。更に、Bi12GeO20単結晶についても同様
の結果が得られること、並びにBi4Si3O12及び
Bi4Ge3O12の単結晶についても、より大きな照射
強度を必要とはするものの、N2レーザー光によ
り着色中心が形成されることも見出された。又、
Bi2O3の大きな単結晶は現在得られていないが、
その多結晶についてはN2レーザー光により着色
中心の形成が可能なることが見出された。これ等
の結果に基き、種々実験及び研究を重ねた結果、
Bi2O3・（MOx）yなる組成の他の結晶及び薄膜に
ついても、同様の結果が得られることが判明し
た。
本発明方法における着色中心の生成機構につい
ては、未だ完全に解明されるにいたつていない
が、レーザー光線を使用する場合には、5000Å以
下の光照射によつてBi3+イオンが励起されて価数
に変化を生じ、Bi4+又はBi5+となり、例えば第２
図に示す如く、曲線イから曲線ロに吸収スペクト
ルが変化することによるものと推測される。
ては、未だ完全に解明されるにいたつていない
が、レーザー光線を使用する場合には、5000Å以
下の光照射によつてBi3+イオンが励起されて価数
に変化を生じ、Bi4+又はBi5+となり、例えば第２
図に示す如く、曲線イから曲線ロに吸収スペクト
ルが変化することによるものと推測される。
本発明方法は、光学的記録方法として以下の如
き優れた特性を示す。
き優れた特性を示す。
１ Ｘ線及び電子線のみならず、低エネルギーの
レーザー光線によつても着色中心を形成するこ
とが出来る。
レーザー光線によつても着色中心を形成するこ
とが出来る。
２ 形成された着色中心は、長期にわたり退色し
ない。
ない。
３ 例えば、発振波長3371Å、パルス巾1nsとい
う大気圧N2レーザーで照射することにより、
容易に着色中心を形成し得る。即ち、レーザー
光源の強度が十分に大きければ着色中心の形成
が、nsec以下の極めて短時間内に行なわれるの
で、超高速の書込み記録が可能である。
う大気圧N2レーザーで照射することにより、
容易に着色中心を形成し得る。即ち、レーザー
光源の強度が十分に大きければ着色中心の形成
が、nsec以下の極めて短時間内に行なわれるの
で、超高速の書込み記録が可能である。
４ 例えば、大気圧N2レーザーを使用する場合、
最小着色中心形成エネルギーは、僅か100ｍ
Ｊ／cm2である。
最小着色中心形成エネルギーは、僅か100ｍ
Ｊ／cm2である。
５ 着色中心の大きさは数十Å以下なので、レー
ザー光線等の照射線の集光度に依存する。例え
ば、100ｍＷのArイオンレーザー光源（波長
4579Å）により直径５cmφのデイスク上に、
1μｍφの着色中心を1μｍ間隔で列間隔を2μｍ
として形成すると、５×108ビツトの大容量記
録が可能であり、20cmφのデイスクには５×
109ビツトの大容量記録が可能となる。より具
体的には、30cmφのデイスクに数千冊の書物に
相当する情報量を記録保管することが出来る。
ザー光線等の照射線の集光度に依存する。例え
ば、100ｍＷのArイオンレーザー光源（波長
4579Å）により直径５cmφのデイスク上に、
1μｍφの着色中心を1μｍ間隔で列間隔を2μｍ
として形成すると、５×108ビツトの大容量記
録が可能であり、20cmφのデイスクには５×
109ビツトの大容量記録が可能となる。より具
体的には、30cmφのデイスクに数千冊の書物に
相当する情報量を記録保管することが出来る。
６ 第２図に示す如く、5000Åにおける着色中心
の透過率（曲線ロ）は、未着色の場合（曲線
イ）の1/3に減少するので、光の吸収特性の変
化によつても着色の有無が極めて正確に観測出
来る。従つて正確な情報読み出しが可能とな
る。
の透過率（曲線ロ）は、未着色の場合（曲線
イ）の1/3に減少するので、光の吸収特性の変
化によつても着色の有無が極めて正確に観測出
来る。従つて正確な情報読み出しが可能とな
る。
７ 着色中心は、しきい値以下の出力のレーザー
光線では形成不可能であることから、２光子吸
収によつて形成されているものと思われる。従
つて、光学的情報の読み出しに際し、本発明結
晶又は薄膜の温度が上がらなければ、しきい値
以下の出力の光源を長時間照射しても着色中心
は退色しない。
光線では形成不可能であることから、２光子吸
収によつて形成されているものと思われる。従
つて、光学的情報の読み出しに際し、本発明結
晶又は薄膜の温度が上がらなければ、しきい値
以下の出力の光源を長時間照射しても着色中心
は退色しない。
８ 例えば、Nd：YAGレーザー光（1.06μｍ、
出力1W）により着色中心を退色させることが
出来るので、書き込まれた情報を該レーザーに
より消去し、さらに例えばArレーザーにより
書き直すことのできるいわゆる書き替え可能デ
イスクとして使用し得る。
出力1W）により着色中心を退色させることが
出来るので、書き込まれた情報を該レーザーに
より消去し、さらに例えばArレーザーにより
書き直すことのできるいわゆる書き替え可能デ
イスクとして使用し得る。
Bi12SiO20単結晶を使用する場合、情報書き
込み用に5000Å以下のレーザー、読み出し用に
5000Å近辺のレーザー、情報消去用に近赤外域
のレーザーを組合せて使用することにより良好
な結果が得られた。
込み用に5000Å以下のレーザー、読み出し用に
5000Å近辺のレーザー、情報消去用に近赤外域
のレーザーを組合せて使用することにより良好
な結果が得られた。
９ 熱処理による退色も可能であり、前記
Bi12SiO20単結晶の着色中心は、400℃、５分間
で完全に退色した。
Bi12SiO20単結晶の着色中心は、400℃、５分間
で完全に退色した。
10 本発明で使用するBi2O3・（MOx）yなるBi2O3
含有複合酸化物は、例えば高周波スパツタリン
グにより、アルミニウム、銅等の金属、各種の
ガラス類、各種の樹脂類等の基板上に薄膜化す
ることが出来るので、デイスク寸法には実質上
制限はない。又、Bi12SiO20の場合には、すで
に５cmφ以上の単結晶が得られている。
含有複合酸化物は、例えば高周波スパツタリン
グにより、アルミニウム、銅等の金属、各種の
ガラス類、各種の樹脂類等の基板上に薄膜化す
ることが出来るので、デイスク寸法には実質上
制限はない。又、Bi12SiO20の場合には、すで
に５cmφ以上の単結晶が得られている。
第３図に本発明方法による光学的記録、読み出
し及び消去方法の１例を示す。
し及び消去方法の１例を示す。
Arレーザー光源５からのアルゴンレーザー光
（波長4579Å）を変調器６により強度変調しつつ、
ダイクロイツク反射鏡８を経てレンズ９により集
光し、モーター１４により回転可能な透明板１１
上にのせたBi12SiO20単結晶の板１０を照射する。
かくして、アルゴンレーザー光の光強度に応じて
単結晶板１０表面に着色中心が順次形成され、情
報が記録される。Arレーザー光源５の出力を下
げてレーザー光の発振波長を5145Åとし、単結晶
板１０を透過して来た光をレンズ１２で集め、受
光器１３により読み出すことにより、情報の読み
出しが行なわれる。情報の消去は、例えば低出力
のYAGレーザー光源又は半導体レーザー光源４
からのレーザー光をダイクロイツク反射鏡７及び
レンズ９を経て着色中心に照射させ、加熱するこ
とにより行なわれる。
（波長4579Å）を変調器６により強度変調しつつ、
ダイクロイツク反射鏡８を経てレンズ９により集
光し、モーター１４により回転可能な透明板１１
上にのせたBi12SiO20単結晶の板１０を照射する。
かくして、アルゴンレーザー光の光強度に応じて
単結晶板１０表面に着色中心が順次形成され、情
報が記録される。Arレーザー光源５の出力を下
げてレーザー光の発振波長を5145Åとし、単結晶
板１０を透過して来た光をレンズ１２で集め、受
光器１３により読み出すことにより、情報の読み
出しが行なわれる。情報の消去は、例えば低出力
のYAGレーザー光源又は半導体レーザー光源４
からのレーザー光をダイクロイツク反射鏡７及び
レンズ９を経て着色中心に照射させ、加熱するこ
とにより行なわれる。
情報の記録は、固定した結晶板上をＸ軸及びＹ
軸方向にスキヤニングしつつ行なつても良い。或
いは、逆に結晶板全面に着色中心を形成し、着色
中心の一部を記録情報に対応して消去することに
よつても、情報を書き込むことも可能である。
軸方向にスキヤニングしつつ行なつても良い。或
いは、逆に結晶板全面に着色中心を形成し、着色
中心の一部を記録情報に対応して消去することに
よつても、情報を書き込むことも可能である。
本発明で使用する単結晶又は薄膜は、従来知ら
れていない特異な性質を有するので、広範な用途
を有する、例えば、コンピユーターの二次メモリ
ー、大容量の記録媒体、録画及び再生可能なビデ
オデイスク、PCM録音、病院等のレントゲン写
真の保存媒体等として利用可能である。
れていない特異な性質を有するので、広範な用途
を有する、例えば、コンピユーターの二次メモリ
ー、大容量の記録媒体、録画及び再生可能なビデ
オデイスク、PCM録音、病院等のレントゲン写
真の保存媒体等として利用可能である。
第１図は、本発明光学的情報記録方法の概略を
示す図面、第２図は、本発明で使用する
Bi12SiO20単結晶の着色中心形成前後の透過率の
変化を示す図面、第３図は、本発明による光学的
情報記録及び再生方法の概要を示す図面である。 １……N2レーザー光源、２……収束レンズ、
３……Bi12SiO20単結晶、４……YAGレーザー光
源又は半導体レーザー光源、５……Arレーザー
光源、６……変調器、７……反射鏡、８……ダイ
クロイツク反射鏡、９……収束レンズ、１０……
Bi12SiO20単結晶、１１……透明板、１２……集
光レンズ、１３……受光器、１４……モーター。
示す図面、第２図は、本発明で使用する
Bi12SiO20単結晶の着色中心形成前後の透過率の
変化を示す図面、第３図は、本発明による光学的
情報記録及び再生方法の概要を示す図面である。 １……N2レーザー光源、２……収束レンズ、
３……Bi12SiO20単結晶、４……YAGレーザー光
源又は半導体レーザー光源、５……Arレーザー
光源、６……変調器、７……反射鏡、８……ダイ
クロイツク反射鏡、９……収束レンズ、１０……
Bi12SiO20単結晶、１１……透明板、１２……集
光レンズ、１３……受光器、１４……モーター。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Bi2O3・（MOx）y 〔但しＭは、Si、Ge、Ti、Zn、Ｂ、Ga、In、
Ｐ、Fe、Tl、Zr、Pb、Mn、Nb、Ta、As、Co、
Ni、Cd、Ce、Ｖ、Cr、Mo、Ｗ及びSnの１種又
は２種以上を示し、且つｘ及びｙは、夫々１≦ｘ
≦３及び０≦ｙ≦1.5の範囲内にあり、整数或い
は小数のいずれであつても良い〕 で示されるBi2O3含有複合酸化物からなる結晶又
は薄膜にレーザー光又は電子ビームにより着色中
心を形成させることを特徴とする光学的記録方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56045843A JPS57158834A (en) | 1981-03-27 | 1981-03-27 | Method for optical recording |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56045843A JPS57158834A (en) | 1981-03-27 | 1981-03-27 | Method for optical recording |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57158834A JPS57158834A (en) | 1982-09-30 |
| JPS634166B2 true JPS634166B2 (ja) | 1988-01-27 |
Family
ID=12730494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56045843A Granted JPS57158834A (en) | 1981-03-27 | 1981-03-27 | Method for optical recording |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57158834A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0256035B1 (en) * | 1986-02-24 | 1992-03-18 | Hughes Aircraft Company | Process for forming an environmentally stable optical coating and structures formed thereby |
| US5253101A (en) * | 1987-12-28 | 1993-10-12 | Ford Motor Company | Electrochromic material and method of making an electrochromic material |
| US5130841A (en) * | 1988-04-11 | 1992-07-14 | Ford Motor Company | Method of making an electrochromic material and new electrochromic material |
| JP5027983B2 (ja) * | 2001-05-15 | 2012-09-19 | ユーロケラ エスエヌシー | サーモクロミック材料 |
-
1981
- 1981-03-27 JP JP56045843A patent/JPS57158834A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57158834A (en) | 1982-09-30 |
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