NL8201298A

NL8201298A - Drager voor optische registratie van informatie.

Info

Publication number: NL8201298A
Application number: NL8201298A
Authority: NL
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 1981-03-27
Filing date: 1982-03-29
Publication date: 1982-10-18
Also published as: DE3211273A1; CA1180445A; FR2502825B1; GB2097142B; US4460636A; GB2097142A; FR2502825A1

Description

* ... V

C/Ca/eh/1398

Drager voor optische registratie van informatie.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een drager voor optische registratie van informatie, en meer in het bijzonder op een dergelijkeinformatieregistratiedrager, waarbij de optische toestand van een registratielaag, namelijk 5 het vermogen tot lichtweerkaatsing of tot lichtdoorlating van de registratielaag, voor opname en/of weergave van informatie wordt gewijzigd.

Sedert enige tijd is men tot optische registratie van informatie overgegaan door wijziging van de optische 10 toestand van een registratielaag van een drager, bijvoorbeeld door vorming van een opeenvolging van putten, welke eveneens optisch kunnen worden uitgelezen; op deze wijze is men gekomen tot een zogenaamde "videoplaat" of "digitale audioplaat".

Voor de practisch beschikbare informatieregistratiedragers van 15 dit type geldt, dat de gebruikers slechts geregistreerde informatie uit de drager kunnen uitlezen, doch zelf geen informatie op een dergelijke drager kunnen registreren of opnemen. Hoewel reeds verschillende voorstellen zijn gedaan om te komen tot dergelijke informatieregistratiedragers, waarbij de ge-20 bruiker zelf de door hem of haar gewenste informatie optisch op de drager kan registreren, zijn nog geen voor practische toepassing daarvan geschikte informatieregistratiedragers beschikbaar gekomen.

Zo heeft men reeds een voor registratie van 25 willekeurig gewenste informatie geschikte drager voorgesteld, welke is voorzien van een laag registratiemateriaal in de gedaante van bijvoorbeeld een dunne metaalfilmlaag met een lage smelttemperatuur, zoals bismuth Bi en tellurium Te, waarbij de desbetreffende laag wordt blootgesteld aan een met een op 30 te nemen informatiesignaal gemoduleerde laserbundel, zodanig, dat de registratielaag selectief smelt en een als registratie-put dienende opening of gat wordt gevormd op een gesmolten gedeelte van de laag registratiemateriaal-.

Aangezien voor optische informatieregistratie 35 op dergelijke wijze, dat wil zeggen door optische vorming van registratieputten, bij de werkelijke uitvoering van de infor- 8201298 4 * - 2 - matieregistratie met een betrekkelijk groot vermogen dient te worden gewerkt en nauwkeurige beheersing van de vorm van bijvoorbeeld door laser-smelting gevormde registratieputten zeer moeilijk blijkt te zijn, vertoont een dergelijke informatie-5 -registratiedrager echter het nadeel van een hoog ruisniveau en voorts het nadeel van geringe resolutie, zodat het verkrijgen van een hoge registratiedichtheid op de drager moeilijk is.

De onderhavige uitvinding stelt zich ten doel, een optische informatieregistratiedrager te verschaffen, waar-10 op registratie van informatie op betrekkelijk eenvoudige en betrouwbare wijze raogelijk is.

Voorts stelt de uitvinding zich ten doel, een optische informatieregistratiedrager te verschaffen, waarop informatieregistratie onder toepassing van een gering regis-15 tratievermogen mogelijk is.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een optische informatieregistratiedrager met uitstekende resolutie, zodanig, dat informatieregistratie bij hoge registratiedichtheid mogelijk is.

20 Daartoe verschaft de uitvinding een optische informatieregistratiedrager, welke bestaat uit: een substraat, een op het substraat gevormde, eerste laag van een materiaal, dat een hoge absorptie voor invallend licht van 25 een vooraf bepaalde golflengte vertoont, waarbij een gedeelte van dergelijk invallend licht in warmte wordt omgezet, en uit een op de eerste laag gevormde, tweede laag van een materiaal, waarvan een optische eigenschap voor licht van vooraf bepaalde golflengte door bestraling met invallend 30 licht en door de in de eerste laag opgewekte warmte wordt gewijzigd, zodanig, dat registratie van een informatiesignaal op de tweede laag door wijziging van een optische eigenschap van de tweede laag mogelijk is.

De uitvinding zalvorden verduidelijkt in de nu 35 volgende beschrijving aan de hand van de bijbehorende tekening. Daarin tonen: fig. 1 en 2, op vergrote schaal, dwarsdoorsneden 8201298 " " '' ' ' 4' > - 3 - door enige uitvoeringsvormen van een optische informatieregis-tratiedrager volgens de uitvinding, fig.3, 4, 5, 7, 9 en 11 enige grafische weergaven van de bij meting van de reflectiviteit en de absorptie 5· aan optische informatieregistratiedragers volgens de uitvinding gevonden meetresultaten, fig. 6, 8 en 10 enige grafische weergaven van de bij 'meting van de reflectiviteit en de absorptie aan een voor vergelijking met een optischs informatieregistratiedrager 10 volgens de uitvinding gekozen vergelijkingsexemplaar gevonden meetresultaten, en fig. 12 een schematische weergave, gedeeltelijk uitgevoerd als blokschema, van een stelsel voor optische opname en/of weergave van informatie op, respectievelijk uit, 15 een optische informatieregistratiedrager volgens de onderhavige uitvinding.

Volgens de uitvinding vindt registratie van optische informatie op een drager plaats door wijziging van een optische eigenschap, zoals het vermogen tot lichtdoorlating 20 en/of tot lichtweerkaatsing, van een registratielaag door bestraling met een met een op te nemen informatiesignaal gemoduleerde laserbundel; deze methode komt in de plaats van de vorming van een opeenvolging van een aantal putten door op gebruikelijke wijze de registratielaag aan een smelt- of ver-25 dampingsinwerking te onderwerpen. Bij toepassing van de onderhavige uitvinding wordt hoge resolutie en daarmede een hoge registratiedichtheid verkregen, terwijl het bij de registratie door middel van een laserbundel toe te passen vermogen zeer gering gehouden kan worden. In verband met eventuele inter-30 ferrentieverschijnselen, welke zich tijdens informatieregis-tratie door middel van een laserbundel zouden kunnen voordoen, is het bovendien van belang, dat de uitvinding de mogelijkheid verschaft om de informatieregistratie uit te voeren bij geringe reflectiviteit van de registratielaag, terwijl de aan 35 registratie onderworpen gedeelten van de registratielaag vervolgens een hogere reflectiviteit vertonen. Op die wijze kan de resolutie en de registratiedichtiedichtheid nog verder worden beperkt, respectievelijk kan het toegepaste registratievermogen 8201298 - 4- 4 % kleiner worden gemaakt.

Fig. 1 toont op vergrote schaal een dwarsdoorsnede door een optische informatieregistratiedrager volgens de onderhavige uitvinding.

5 De drager 10 bestaat uit een substraat S van glas of kunsthars, zoals acrylhars, waarop respectievelijk een eerste laag 1 en een tweede laag 2 zijn gevormd. Zoals meer in details zal worden beschreven, wordt een optische eigenschap van de tweede laag 2 door verhitting gewijzigd.

10 De eerste laag 1 bestaat uit een materiaal, dat de eigenschap heeft, dat het bij uitvoering of vorming als enkellaag een betrekkelijk hoge reflectiviteit vertoont voor licht van een bepaalde golflengte, zoals een component met een golflengte van 8000 £ van een halfgeleiderlaserlichtbundel, 15 en voorts dat het voor licht van de desbetreffende golflengte een hogere absorptie vertoont dat het materiaal van de tweede laag 2, zodanig, dat het door de eerste laag 1 geabsorbeerde licht van de vooraf bepaalde golflengte in warmte wordt omgezet.

Bij voorkeur wordt voer de eerste laag een mate 20 riaal met een betrekkelijk lage thermische geleidbaarheid gekozen..

De eerste laag 1 kan worden gevormd uit een materiaal als bismuth (Bi) of tellurium (Te) of een legering daarvan, dat geen ongewenste fysische of chemische verande-25 ringen van eigenschappen ondergaat bij een temperatuur van 200°C, waarbij een verandering van optische eigenschappen van de tweede laag optreedt.

Voor de dikte van de eerste laag 1 wordt bijvoorbeeld een waarde van 50-1500 £ gekozen. Dit geschiedt 30 hoofdzakelijk omdat, indien voor de eerste laag 1 een dikte van minder dan 50 £ zou worden gekozen, de laag 1 het karakter van een monomoleculaire laag zou krijgen, waardoor de lichtabsorptie daalt en de lichtdoorlating toeneemt. Indien daarentegen voor de eerste laag een dikte van meer dan 1500 £ zou 35 worden gekozen, dan kan zich in de eerste laag 1 gedeeltelijk hetrerschijnsel voordoen, dat de in de eerste laag 1 veroorzaakte warmte niet op effectieve wijze naar de aangrenzende 8201298 r \ - 5 - tweede laag 2 wordt overgebracht, hetgeen in energieverlies resulteert.

De tweede laag 2 behoeft niet eenzelfde hoge absorptie voor registratielicht van de vooraf bepaalde golf-5 lengte als de eerste laag 1 te vertonen en heeft een aanzienlijk geringere absorptie van de eerste laag 1.

Voor de vorming van de tweede laag 2 kan een materiaal worden gebruikt, waarvan één of meer optische eigenschappen, zoals de brekingsindex, de reflectiviteit, de ab-10 sorptie en dergelijke, hoofdzakelijk door verwarming en eventueel door lichtbestraling in combinatie met verwarming worden gewijzigd. Als voorbeelden van in aanmerking komende materialen kunnen worden genoemd As, Se, Sb, Te, In, Cd en S of legeringen daarvan, zoals TeSe^, Sb2Se^, Sb2Te3, InSe, ln2^e^, 15 In-^Se^, CdTeSe^, CdSe, Sb2TeSe5 enz. Bovendien kunnen andere tellurium bevattende legeringen, zoals I^Te^ en Sb2Te3 worden gebruikt.

De hiervoor genoemde verbindingen behoeven niet steeds de door hun respectieve chemische formules weergegeven, 20 stoïchiometrische samenstellingsverhouding te vertonen. Zo kan bijvoorbeeld in de uit Te en Se gevormde legeringsverbinding voor de hoeveelheid Te een atoompereentage van 10-80 worden gekozen, waarbij het overige gedeelte uit Se bestaat;1 Op soortgelijke wijze kan bij een legeringsverbinding van Sb en Se voor 25 de hoeveelheid Sb een atoompercentage van 10-80 worden gekozen, bij een legeringsverbinding uit Sb en Te voor de hoeveelheid Sb een atoompercentage van 20-80 worden gekozen, bij een legeringsverbinding uit In en Se voor de hoeveelheid In een dergelijk percentage van 10-80 worden gekozen en bij een legerings-30 verbinding uit In en Te voor de hoeveelheid In een percentage van 20-80 worden gekozen. Bij een legering uit Sb-Te, bijvoorbeeld Sb2Te3 kan bijvoorbeeld tot 40 atoomprocenten van de legering In, Mn, Cu of Cd worden toegevoegd. Gebleken is, dat deze verbindingen alle aanzienlijke wijzigingen van één of 35 meer optische eigenschappen onder verhitting vertonen.

Bij de onderhavige uitvinding wordt voor het materiaal van de tweede laag 2 een zodanige keuze gemaakt, dat 8201298 • ί - 6 - tenminste een bepaalde optische eigenschap van het materiaal, zoals de reflectiviteit, de transmissiviteit, de brekingsindex en dergelijke, een verandering van meer dan 10% ondergaat als gevolg van de door bestraling met een registratie-5 lichtbundel opgewekte warmte. Bovendien dient voor de dikte van de tweede laag 2 een in een gebied van meer dan 200 & doch minder dan 1600 £ gelegen waarde te worden gekozen. Meer in het bijzonder kan worden gesteld, dat indien de tweede laag 2 een geringere dikte dan 200 £ heeft, geen bevredigende veran-10 dering van optische eigenschappen kan worden verkregen, terwijl, iridien voor de dikte van de tweede laag 2 een grotere waarde dan 1600 £ wordt gekozen, een zodanige verdikking optreedt, dat door bestraling met een registratielaserbundel geen geschikte verandering van optische eigenschappen wordt 15 verkregen, waardoor de signaal/ruis-verhouding kleiner wordt.

Hoewel bij de keuze van het materiaal en van de dikte van de tweede laag 2 in het algemeen van de hiervoor genoemde criteria moet worden uitgegaan, verdient het de voorkeur, dat bij de desbetreffende keuzen volgens de hierna volgende 20 overwegingen te werk gegaan wordt►

Daarbij wordt de keuze van de dikte van de tweede laag 2 zodanig gedaan, dat de tweede laag 2 na laminatie op de eerste laag 1 een reflectiviteit voor, respectievelijk een vermogen tot weerkaatsing van, registratielaserbundel-25 licht vertoont, waarvoor het volgende geldt: de reflectiviteit dient voorafgaande aan registratie van informatie als gevciLg van interferrentieverschijnselen een betrekkelijk geringe waarde te hebben, doch na informatieregistratie, waarbij de genoemde één of meer optische eigenschappen van de 30 tweede laag 2 door de informatieregistratie zijn veranderd, dient de. refelectiviteitswaarde van de aan werkelijke registratie onderworpen gedeelten van de tweede laag met een bedrag van meer dan 15% en bij voorkeur met een bedrag van meer dan 20% te zijn toegenomen ten opzichte van de aan/fè?matie-35 registratie voorafgaande reflectiviteitswaarde.

Meer in het bijzonder kan worden gesteld, dat op de tweede laag 2 "geworpen" en aan het hoofdoppervlak daar- 8201298 - 7 - * * van weerkaatst licht zal interferreren met aan het grensvlak van de tweede laag 2 met de eerste laag 1 weerkaatst licht; wanneer deze eerste laag 1 een betrekkelijk hoge reflectivi-teit vertoont, zulks als gevolg van uitvoering als enkellaag, 5 ; zal de reflectiviteit van de informatieregistratiedrager in zijn geheel gering zijn. Voor de dikte van de tweede laag 2 dient nu een zodanige waarde te worden gekozen, dat nadat de één of meer optische eigenschappen van de aan werkelijke registratie onderworpen gedeelten van de tweede laag 2 zijn gewijzigd, 10 de totale reflectiviteit van de informatieregistratiedrager ter plaatse van de werkelijk aan registratie onderworpen gedeelten met een bedrag van meer dan 15% en bij voorkeur met een bedrag van meer dan 20% ten opzichte van de oorspronkelijke reflectiviteitswaarde is toegenomen.

15 Aangezien de eigenschappen van de eerste laag 1 en de tweede laag 2 worden gekozen op basis van de hiervoor beschreven onderlinge relatie, kan voor de eerste laag 1 een zelfde materiaal als voor de tweede laag 2 worden toegepast. Indien de tweede laag 2 bijvoorbeeld is vervaardigd van Sb2Se3, 20 kan voor de daaronder gelegen eerste laag 1 bijvoorbeeld Sb^e^ worden gekozen, dat in de vorm van een enkellaag een hogere lichtweerkaatsing en bovendien een hogere lichtabsorptie dan Sb2Se^ vertoont.

Voor opname van informatie op een optische in-25 formatieregistratieregistratiedrager volgens de onderhavige uitvinding kan bijvoorbeeld gebruik gemaakt worden van een halfgeleiderlaser met een golflengte van 8000 £ en een vermogen van bijvoorbeeld lOmW; de desbetreffende laserbundel wordt aan de zijde van de tweede laag 2 op de drager gericht 30 en voert een aftasting daarvan uit, waarbij de laserbundel met de op te nemen informatie is gemoduleerd en een daarmede overeenkomend registratiepatroon teweeg brengt. Zoals in het voorgaande is beschreven, is voor de dikte van de tweede laag 2 een zodanige waarde gekozen , dat de tweede laag 2 een be-35 trekkelijk lage reflectiviteitswaarde voor de registratielaser-bundel vertoont, hetgeen tot gevolg heeft, dat het registratie-laserbundellicht binnen de tweede laag 2 met een hoog omzetrende- 8201298 ; i * - 8 - ment in warmte wordt omgezet, waardoor een verandering optreedt van de optische eigenschappen van de tweede laag 2 in . dié gedeelten daarvan, welke door de laserlichtbundel zijn bestraald.

5 Een gedeelte van het registratielaserbundel- licht dringt bovendien in de eerste laag 1 en wordt eveneens in warmte omgezet,, aangezien deze laag is vervaardigd van een materiaal met hoge absorptie voor het registratielaserbundel-licht. De bij het voorgaande ontwikkelde warmte-energie leidt 10 tot verhitting met hoog rendement van de op de eerste laag 1 gelamineerde, tweede laag 2, zodat dié gedeelten van de tweede laag 2, welke door het registratielaserbundellicht worden getroffen, een temperatuursverhoging tot bijvoorbeeld ongeveer 200°C ondergaan, waardoor één of meer optische eigenschappen 15 van die gedeelten veranderen; meer in het bijzonder neemt de reflectiviteit van de desbetreffende, volgens het registratie-patroon van de laserbundel gevormde gedeelten van de tweede laag 2 in waarde toe.

üitlezing of weergave van de aldus op een infor-20 matieregistratiedrager volgens de uitvinding opgenomen informatie vindt plaats op basis van het verschil in reflectiviteit, transmissiviteit of brekingsindex, dat bij de eerder beschreven informatieregistratiedrager in gedeelten van de tweede laag 2 . is teweeg gebracht. Deze üitlezing of weergave van informatie 25 kan eveneens worden uitgevoerd door middel van een halfgeleider-laserbundel. Daarbij is het voldoende, dat voor het vermogen van de bij informatie-uitlezing gebruikte laserlichtbundel een met een bedrag van bijvoorbeeld 3mW geringere waarde dan voor het vermogen van de bij informatieregistratie gebruikte 30 laserlihtbundel wordt gekozen. Daardoor wordt zekergesteld, dat het bij informatie-uitlezing toegepaste laservermogen een waarde heeft, welke niet voldoende groot is om informatieregistratie te veroorzaken, hetgeen immers tot gevolg zou hebben, dat de informatie-uitlezing een gngewenste beïnvloeding van 35 eerder geregistreerde informatie door herregistratie zou veroorzaken.

Hoewel bij de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvorm van een informatieregistratiedrager volgens de 8201298 . ---- - ----- ...- - .

- 9 - uitvinding de tweede laag 2 op de eerste laag 1 is gevormd, is het ook mogelijk, dat de tweede laag 2 rechtstreeks op het substraat S, waarop de eerste laag 1 is gevormd, wordt aangebracht.

5 Zoals fig. 2 laat zien, kan tussen het substraat S en de eerste laag 1 een laag 3 van warmte-isolerend materiaal, bijvoorbeeld Sg, worden toegepast. Deze laag 3 dient om te verhinderen, dat de in de eerste laag 1 ontwikkelde warmte naar het substraat S wordt afgeleid.

10 Voor opname en/of weergave van informatie op, respectievelijk uit, een informatieregistratiedrager 10 volgens de uitvinding wordt verwezen naar het in fig. 12 gedeeltelijk als blokschema weergegeven stelsel.

Bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 12 bevindt 15 de optische informatieregistratiedrager 10 volgens de uitvinding zich op een roteerbaar onderstel 30, dat in rotatie om zijn hartlijn of rotatie-as wordt aangedreven. Het refe-rentiegetal 31 heeft betrekking op een laserlichtbundèlbron, zoals een halfgeleiderlaserbron, welke een laserlichtbundel 20 afgeeft; deze laatstgenoemde wordt via een collimatorlens 32, een prisma 33, een ''grating" 34, een bundelsplitser 35, een kwart plaatje 36, een spoorvolgspiegel 37 en een objectief-lens 38 op het informatieregistratie-orgaan 10 gericht voor belichting van de registratielaag daarvan.

25 Tijdens signaalweergave wordt een aan de infor matieregistratiedrager 10 weerkaatste laserlichtbundel via de objectieflens 38, de spoorvolgspiegel 37, het kwartAplaatje 36, de bundelsplitser 35 en een lensenstelsel 39 naar een lichtdetector 40 geleid; in deze laatstgenoemde wordt de in 30 de weerkaatste laserlichtbundel aanwezige, optische informatie daaruit gedetecteerd en omgezet in een electrisch signaal, dat aan een uitgangsaansluiting 41 ter beschikking komt.

De verwijzingsgetallen 43 en 44 hebben respectievelijk betrekking op een spoorvolgservobesturingsschakeling 35 en een focusseringsservobesturingsschakeling, waarvan de servo-regelsignalen respectievelijk aan het rotatiemechanisme van de spoorvolgspiegel 37 en het focusseringsbijregelmechanisme 8201298 j Η - 10 - van de objectieflens 38 worden toegestuurd voor respectieve spoorvolg- en focusseringsbijregeling. Het verwijzingsgetal 45 heeft betrekking op een bron voor afgifte van een op te nemen informatiesignaal. Dit informatiesignaal voert een zo-5 danige intensiteitsmodulatie van de laserlichtbundelbron 31 uit, dat deze tijdens signaalopname een gemoduleerde laser-lichtbundel afgeeft, welke op de hiervoor beschreven wijze op de informatieregistratiedrager 10 wordt gericht.

Vervolgens zullen enige voorbeelden van optische 10 informatieregistratiedragers volgens de onderhavige uitvinding en voor vergelijking daarmede dienende vergelijkingsexemplaren worden beschreven aan de hand van de overige figuren van de tekening.

15 VOORBEELD 1

Bij de grafische weergaven volgens fig. 3 wordt uitgegaan van een optische informatieregistratiedrager met een eerste laag 1 van tellurium met een dikte van 400 £, welke is gevormd op een glassubstraat S en waarop een verdere, tweede 20 laag 2 van Se is gevormd.

De grafische weergaven van meetpunten of meet-krommen 11 en 12 volgens fig. 3 tonen de relatie tussen de dikte d van de tweede laag 2 en de reflectiviteit R van de drager 10 bij belichting (aan de zijde van de tweede laag) 25 met een halfgeleiderlaserlichtbundel met een golflengte van 8000 £. Daarbij heeft de meetkromme 11 in fig. 3 betrekking op de reflectiviteit van het orgaan 10 voorafgaande aan registratie door de laserlichtbundel, terwijl de meetkromme .

12 betrekking heeft op de reflectiviteit van de drager 10 30 na verwarming tot 200°C van de tweede laag 2 door middel van de laserlichtbundel, dat wil zeggen na registratie van informatie. Uit de beide meetkrommen komt naar voren, dat de reflectiviteit R, en daarmede de transmissiviteit van de drager 10, door de verhitting tot 200°C van de tweede laag 2, 35 respectievelijk door registratie van informatie op de drager 10, aanzienlijk is gewijzigd.

De reden, dat de reflectiviteit R van de drager 8201298 *· · < - 11 - met de filmdikte d van de tweede laag 2 van Se verandert, is gelegen in het feit, dat bij een filmdikte van het Se van 700 & zodanige interferrentieverschijnselen optreden, dat de laag practisch het karakter van een zogenaamde "antireflectielaag" 5 krijgt.

üit de beide meetkrommen 11 en 12 volgens fig.

3 kan worden afgeleid, dat bij keuze van een waarde van 400 8. voor de dikte d van de tweede laag 2 het effect wordt verkregen, dat een oorspronkelijke reflectiviteitswaarde van 10 35 %_ door registratie op de hiervoor beschreven wijze wordt gewijzigd in 15%, hetgeen de mogelijkheid verschaft tot optische uitlezing gebaseerd op het verschil in reflectiviteit tussen aan registratie onderworpen en aan registratie niet-onderworpen gedeelten van de tweede laag 2.

15 VOORBEELD II

De beide meetkrommen volgens fig. 4 hebben betrekking op een uitvoeringsvorm, waarbij zich tussen de eerste laag 1 en het substraat S een warmte-isolerende laag 3 bevindt, welke de gedaante heeft van een filmlaag Se met een dikte van 400 £; 20 -p de warmte-isolerende laag 3 is de eerste laag 1 van tellurium gevormd met een dikte van 670 £, terwijl op deze eerste laag 1 een tweede laag 2 van TeSe2 is gevormd.

De beide meetkrommen 13 en 14 tonen de reflec-tiviteit R van de desbetreffende uitvoeringsvorm als functie 25 van de dikte d van deze tweede 2 van TeSe2 voor halfgeleider-laserlicht met een golflengte van 8000 £. Daarbij heeft de meet-kromme 13 betrekking op de reflectiviteit R voorafgaande aan de reeds beschreven warmtebehandeling, dat wil zeggen voorafgaande aan informatieregistratie, terwijl de meetkromme 14 30 betrekking heeft op de reflectiviteit R na warmtebehandeling bij 200°C, dat wil zeggen na informatieregistratie op de drager. Zoals fig. 4 laat zien, wordt bij keuze van een waarde van 600 £ voor de dikte van de tweede laag 2 een zeer groot verschil in reflectiviteitswaarde verkregen, zodanig, dat opti-35 sche registratie en uitlezing van informatie met hoge gevoeligheid mogelijk is.

8201298 - 12 -

Een optische informatieregistratiedrager volgens de aan de hand van de beide hiervoor beschreven voorbeelden uitgevoerde uitvoeringsvormen van de uitvinding, welke bijvoorbeeld het karakter van een videoplaat of een digitale 5 audioplaat heeft, kan aan informatieregistratie worden onderworpen bij een snelheid, welke door een rotatiesnelheid van ongeveer 1800 omwentelingen per minuut wordt bereikt; een dergelijke informatieregistratie is dan mogelijk met behulp van · een halfgeleiderlaserbron met een vermogen van bijvoorbeeld 10 10 mW. Bij de informatie-uitlezing of -weergave dient met een bijvoorbeeld 3 mW geringer laservermogen te worden gewerkt om vernietiging van de oorspronkelijke informatieregistratie, respectievelijk herregistratie, te vermijden.

Opgemerkt wordt, dat de informatieweergave of 15 -uitlezing van een dergelijke informatieregistratiedrager volgens de uitvinding mogelijk is met behulp van elk willekeurig geschikte weergeefstelsel van het type met op reflectiviteit of transmittiviteit gebaseerde type.

Wanneer voor het materiaal van de tweede laag 20 2 een zodanige keuze wordt gemaakt, dat de informatieregistratiedrager na uitgevoerde registratie een wijziging van meer dan 10% van één of meer optische eigenschappen, zoals transmis-siviteit of absorptie, ten opzichte van de desbetreffende eigenschappen voorafgaande aan de registratie ondergaat, kan 25 bovendien informatiaeergave bij een hoge signaal/ruis-ver-houding worden verkregen.

VOORBEELD III

De meetkrommen 15, 16 en 105 volgens fig. 5 hebben betrekking op een optische informatieregistratiedrager, 30 waarbij de eerste laag 1 van tellurium een dikte van 400 S heeft en rechtstreeks op het substraat S van glas is gevormd, terwijl de tweede laag 2 van TeSe2 door vacuumopdampen op de eerste laag 1 is gevormd. Op deze wijze is een aantal monsters met steeds andere dikte van de tweede laag 2 vervaardigd.

35 Eerst, dat wil zeggen voorafgaande aan informatieregistratie, zijn de reflectiviteit en de absorptie van de verschillende monsters voor registratielaserbundellicht met een golflengte 8201298 - 13 - van 8000 £ gemeten, hetgeen respectievelijk tot de reflecti-viteitsmeetkromme 15 en de absorptiemeetkromme 105 leidt.

Uit de meetresultaten komt naar voren, dat de reflectiviteit R van de informatieregistratiedrager volgens de hiervoor be-5 schreven specificatie minimumwaarden vertoont bij dikte-waarden d van 4000 £ en 16000 £ voor de tweede laag 2? bij de genoemde diktewaarden treedt een aanzienlijke interfer-rentieeffect op.

Vervolgens is door middel van een laserlicht-10 bundel met een golflengte van 8000 £ en een laserbronveraiogen van 10 mW inforraatieregistratie op de verschillende monsters gesimuleerd. Vervolgens is de reflectiviteit na informatie-registratie gemeten, waarbij de meetpunten in de vorm van de meetkromme 16 in fig. 5 zijn uitgezet.

15 Ter verkrijging van eén hoog registratierende- ment is het gewenst voor de dikte van de tweede laag 2 dié waarden d te kiezen, waarbij de reflectiviteit R op de kromme 15 een zo laag mogelijke waarde vertoont. Ter verkrijging van een hoge weergeefgevoeligheid is het voorts gewenst, dat bin-20 nen het dynamische reflectiviteitsgebied, waarbinnen wordt gewerkt, het verschil tussen de reflectiviteitswaarde voorafgaande aan informatieregistratie en de reflectiviteitswaarde na informatieregistratie tenminste 15% bedraagt. Daarbij is het voldoende, dat voor de dikte van de tweede laag 2 een 25 waarde d wordt gekozen, welke ligt binnen een gebied A van circa 360-650 £ of een gebied B van 1470-1850 £, zoals ook uit fig. 5 naar voren komt.

Terwille van een zo hoog mogelijke registratie-gevoeligheid verdient het echter de voorkeur, dat de thermi-30 sche capaciteit van het aan werkelijke informatieregistratie onderworpen gedeelte of gebied van de tweede laag 2 zo klein mogelijk wordt gehouden. In verband daarmede, en bovendien in verband met de wens tot laserbundelregistratie bij 10 mW van een videosignaal met een relatieve rotatieverplaatsingssnel-35 heid van 1800 omwentelingen per minuut van de drager, wordt voor de dikte d van de tweede laag 2 een in het gebied A van 400-600 £ gelegen waarde gekozen (zie fig. 5).

8201298 - 14 -

De meetkromme 16 in fig. 5 laat zien, dat de reflectiviteit R van de tweede laag 2 na informatieregistratie voor een dikte van ongeveer 1000 £ van de tweede laag 2 betrekkelijk groot is, terwijl de volgens de kromme 105 uitge-5 zette absorptie bij een dergelijke laag dikte van 1000 £ gering is, zodat voor een dergelijke diktewaarde geen hoog registratierendement kan worden verwacht.

VERGELIJKINGSVOORBEELD I

De meetkrommen 17, 18 en 106 volgens fig. 6 heb-10 ben betrekking op een optische informatieregistratiedrager, waarbij op een substraat S van glas uitsluitend een laag TeSe2 is gevormd, welke overeenkomt met de tweede laag 2 bij de als voorbeeld III beschreven uitvoeringsvorm; een met de eerste laag 1 van de desbetreffende uitvoeringsvorm overeenkomende 15 laag is bij dit vergelijkingsvoorbeeld weggelaten. De respectievelijk voorafgaande aan informatieregistratie en na informatieregistratie gemeten reflectiviteitswaarden R zijn respectievelijk in de meetkrommen 17 en 18 in fig. 6 uitgezet; voor de genoemde informatieregistratie is eenzelfde laserbundel-20 vermogen als in het geval van fig. 5 toegepast.

Hoewel ook bij dit vergelijkingsvoorbeeld voor de dikte’ van de laag TeSe2 een waarde kan worden gekozen, waarvoor een groot verschil in reflectiviteit R wordt verkregen, bijvoorbeeld een voor het piekwaardengebied van de meetkromme 25 17 kenmerkende diktewaarde van de laag, waarbij reflectivi-teitswaardeverschillen van aanzienlijk meer dan 15% kunnen worden verkregen, heeft een aldus uitgevoerde ''informatieregistratiedrager" het nadeel, dat voor informatieregistratie een hoog registratievermogen nodig is, hetgeen resulteert in een 30 laag registratierendement. Dit wordt duidelijk bij beschouwing van de meetkromme 106 in fig. 6, welke laat zien, dat de absorptie van deze "informatieregistratiedrager" voorafgaande aan de optische informatieregistratie zeer gering is.

VOORBEELD IV

35 De meetkrommen 19, 20 en 107 volgens fig. 7 hebben

betrekking op een optische informatieregistratiedrager, welke op dezelfde wijze als de uitvoeringsvorm volgens voorbeeld III

8201298 ✓ - 15 - is vervaardigd; daarbij is de eerste laag 1 van tellurium door vacuumopdampen tot een dikte van 400 & op het substraat S van glas gevormd, waarna de tweede laag 2 van Sb2Se3 op de eerste laag 1 is gevormd. De uit meting van de reflectivi-5 teit R van de drager resulterende meetwaarden zijn als functie van de dikte d van de tweede laag 2 uitgezet. De voorafgaande aan informatieregistratie en na informatieregistratie gevonden meetwaarden voor de reflectiviteitswaarde R zijn respectie-velijk in de meetkrommen 19 en 20 uitgezet.

10 Om dezelfde redenen als bij het voorbeeld volgens fig. 5 verdient het de voorkeur dat voor de dikte d van de tweede laag 2 van Sb2Se3 een in hét gebied A gelegen waarde wordt gekozen.

In fig. 7 vertegenwoordigt de meetkromme 107 de 15 absorptie van de optische informatieregistratiedrager voorafgaande aan werkelijke informatieregistratie. Daaruit blijkt, dat voor een laag dikte van ongeveer 1000 8 van de tweede laag 2 weliswaar een groot verschil in reflectiviteitswaarde R wordt verkregen, doch de lichtabsorptie volgens fig. 7 ge-20 ring is, zodat een laag registratierendement wordt verkregen.

VERGELIJKINGSVOORBEELD II De meetkrommen 21, 22 en 108 volgens fig. 8 hebben betrekking op een "informatieregistratiedrager”, waarbij op het substraat S van glas uitsluitend één enkele laag van 25 Sb2Se3 is gevormd, overeenkomende met de tweede laag bij het voorbeeld IV? een eerste laag 1 wordt in dit geval niet toegepast. De meetkrommen 21 en 22 vertegenwoordigen weer de reflectiviteit R van de genoemde laag van Sb2Se3 respectievelijk voorafgaande aan en na informatieregistratie door mid-30 del van een halfgeleiderlaserbundel met een golflengte van 8000 8. In dit geval blijkt voor een in het gebied van 400-600 8 gelegen waarde d van de dikte van de genoemde laag geen meetwaardencombinatie 21 en 22 te bestaan, waarvoor geldt, dat de reflectiviteitswaarde R na informatieregistratie 15% of 35 meer hoger ligt dan de reflectiviteitswaarde R na informatieregistratie? zoals reeds is uiteengezet, vormt een dergelijke combinatie een voorwaarde voor een goede informatieregistratie.

8201298 * - 16 - .

De meetkrorame 108 in fig. 8 toont de lichtabsorptie van de "informatieregistratiedrager" voorafgaande aan de informatieregistratie; uit deze meetkromme wordt duidelijk, dat een dergelijke "drager" over het gehele gebied 5 een geringe lichtabsorptie vertoont, zodat geen bevredigend registratierendement kan worden verkregen.

VOORBEELD V .

De meetkrommen'23 en 24 volgens fig. 9 hebben betrekking op een informatieregistratiedrager, waarbij een 10 eerste laag 1 van tellurium door vacuumopdamping tot een dikte van 400 $ op een substraat S van glas is gevormd, waarna over de eerste laag 1 een tweede laag 2 van Sb2Te2 is aangebracht, waarvan respectieve diktewaarden langs de abscis in fig. 9 zijn uitgezet. De meetkrommen 23 en 24 vertonen 15 weer de respectieve reflectiviteitswaarden voorafgaande aan en na informatieregistratie door middel van een halfgeleider-laserlichtbundel met een golflengte van 8000 2 als functie van de laag diktewaarden d.

Evenals bij het voorbeeld volgens fig. 5 blijkt 20 een bij een diktewaarde d van ongeveer 250 2 beginnend dikte-waardengebied te bestaan, waarbij een reflectiviteitswaarden-verschil van tenminste 15% wordt gemeten. Met het oog op registratie van video-informatie wordt de voorkeur aan een laag dikte d (voor de tweede laag 2) van 400-600 2 gegeven.

25 VERGELIJKINGSVOORBEELD III

De meetkrommen 25 en 26 volgens fig. 10 hebben betrekking op het geval, waarin een met de tweede laag 2 van het voorbeeld 5 overeenkomende filmlaag van Sb2Te^ als enkele laag op een substraat S van glas is gevormd, dat wil zeggen 30 zonder toepassing van "een eerste laag 1".

Zoals vergelijking van de meetkrommen 25 en 26 laat zien, wordt binnen een laag diktengebied van 400-600 2 geen laagdiktewaarde d gevonden, waarvoor de reflectiviteits-waarde na informatieregistratie (26) meer dan 15% hoger ligt 35 dan dié vóór informatieregistratie (meetkromme 25 of 26), zodat slechts een gering registratierendement kan worden verkregen.

8201298 ..................... . ....... . .. ,-¾.... ~ — - 17 -

VOORBEELD VI

De meetkrommen 27 en 28 volgens fig. 11 hebben betrekking op een situatie, waarbij een eerste laag 1 van Sb2Te^ met een dikte van 530 2 op een substraat S van glas is gevormd, waarna op de eerste laag 1 een tweede laag 2 van Sb2Se^ is ge-5 vormd. De meetkrommen 27 en 28 geven weer op gebruikelijke wijze de respectieve refléctiviteitswaarden R als functie van de dikte-waarden d van de tweede laag 2 weer. Zoals uit fig. 11 blijkt, . bestaat binnen het diktewaardengebie<i van 400-600 2 niet de gewenste meetwaardenrelatie (28=1,15,27).

10 Zoals uit het voorgaande naar voren komt, dient bij een optische informatieregistratiedrager volgens de onderhavige uitvinding de eerste laag 1 voor absorptie van het bij informatieregistratie toegepaste licht, zodanig, dat het geabsorbeerde licht in warmte wordt omgezet; door deze warmte 15 wordt een optische eigenschap gewijzigd van de tweede laag 2, waarbij de transmissiviteit/voorligt van de tweede laag 2 zelf geen belangrijke rol speelt, hetgeen een grote vrijheid voor de keuze van het materiaal voor de tweede laag 2 laat.

Voorts geldt, dat zelfs indien de tweede laag 2 20 is vervaardigd van materiaal met een hoge lichttransmissiviteit, informatieregistratie bij gering registratievermogen mogelijk is.

Aangezien de optische registratie van informatie niet geschiedt door vorming van een als doorgaand gat of der-25 gelijke uitgevoerde put doch is gebaseerd op wijziging van ëën of meer optische eigenschappen van het materiaal, wordt een aanzienlijke besparing aan registratie-energie verkregen.

Bij toepassing van de uitvinding wordt een hogere resolutie verkregen als gevolg van het feit, dat het 30 voor optische informatieregistratie benodigde vermogen zeer gering is en dat de registratie niet door putvorming plaatsvindt; dit verschaft de mogelijkheid van een hoge registratie-dichtheid.

Wanneer voor de dikte van de tweede laag 2 een 35 zodanige waarde wordt gekozen, dat de reflectiviteitswaarde van de drager voorafgaande aan informatieregistratie als gevolgen van interferrentieverschijnselen klein is, kan het re- 8201298 - 18 - gistratierendement verder worden verhoogd, zodat het voor registratie benodigde vermogen nog verder kan worden verlaagd; daardoor wordt de resolutie nog verder verbeterd, evenals de registratiedichtheid.

5 Naast het voorgaande geldt nog, dat als gevolg van de mogelijkheid om de informatieregistratie bij gering vermogen uit te voeren, ook voor de individuele gebruiker (af-speler) van een dergelijke informatieregistratiedrager de mogelijkheid ontstaat om zelf tot informatieregistratie over 10 te gaan, in plaats van dat hij of zij zich tot informatie-uitlezing dient te beperken.

Aangezien voor informatieregistratie en voor informatie-uitiezing een laserbundellichtbron van een zelfde golflengte en gering vermogen kan worden toegepast, terwijl 15 bovendien na informatieregistratie geen aanvullende nabehandeling van de informatieregistratiedrager behoeft plaats te vinden, heeft een optische informatieregistratiedrager volgens de onderhavige uitvinding in de praktijk het grote voordeel, dat de optisch geregistreerde informatie onmiddellijk na de 20 werkelijke registratie optisch kan worden uitgelezen? meer in het bijzonder is het mogelijk om optische informatie tijdens registratie daarvan door optische uitiezing te controleren (monitoring).

De uitvinding beperkt zich niet tot de in het 25 voorgaande beschreven en in de tekening weergegeven uitvoeringsvormen. Verschillende wijzigingen kunnen in de beschreven details en in hun onderlinge samenhang worden aangebracht, zonder dat daarbij het kader van de uitvinding wordt overschreden.

8201298

Claims

1. Drager voor optische registratie van informatie, gekenmerkt door: een substraat, een op het substraat gevormde, eerste laag van 5 een materiaal, dat een hoge absorptie voor invallend licht van een vooraf bepaalde golflengte vertoont, waarbij een gedeelte van dergelijk invallend licht in warmte wordt omgezet, en door een op de eerste laag gevormde, tweede laag van een materiaal, waarvan een optische eigenschap voor licht 10 van vooraf bepaalde golflengte door bestraling met invallend licht en door de in de eerste laag opgewekte warmte wordt gewijzigd, zodanig, dat registratie van een informatiesignaal op de tweede laag door wijziging van een optische eigenschap van de tweede laag mogelijk is.

2. Informatieregistratiedrager volgens con clusie 1, met het kenmerk, dat de eerste laag een in het gebied van 50-1500 2 gelegen dikte heeft.

3. Informatieregistratiedrager volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste laag is vervaardigd 20 van Bi, Te of een legering daarvan.

4. Informatieregistratiedrager volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de reflectiviteit door bestraling met het invallende licht een wijziging van meer dan 10% ondergaat.

5. Drager voor optische registratie van in formatie, gekenmerkt door: een substraat, een op het substraat gevormde, eerste laag van een materiaal, dat een hoge absorptie en een hoge reflectivi-30 teit voor invallend licht van een vooraf bepaalde golflengte vertoont, waarbij een gedeelte van dergelijke invallend licht in warmte wordt omgezet, en door een op de eerste laag gevormde, tweede laag van een materiaal, waarvan de reflectiviteit 35 ' voor licht van vooraf bepaalde golflengte door be straling met invallend licht en door de in de eerste laag. op- 8201298 - 20 - gewekte warmte wordt vergroot, waarbij voor de dikte van de tweede laag een waarde is gekozen binnen een gebied, waarvoor geldt, dat de reflectiviteit van de drager door bestraling met het invallende licht met meer dan 15% toeneemt. 5 6. ïnformatieregistratiedrager volgens con clusie 5, met het kenmerk, dat voor de dikte van de tweede laag ' een zodanige waarde is gekozen, dat de tweede laag het karakter van een antireflectielaag heeft. 8201298