NO152150B - Fremgangsmaate og innretning for skriving av et signalinformasjonsspor paa en plate - Google Patents

Abstract

FREMGANGSMÅTE OG INNRETNING FOR SKRIVING AV ET SIGNALINFORMASJONSSPOR PÅ EN PLATE.

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og en innret-

ning for skriving av et signalinformasjonsspor på en plate med en overflate som er i stand til å reagere på en viss intensitet av laserstråling eller annen stråling (terskel-

nivået) ved at den omformes fra å ha en første strålingsreflekterende egenskap til å ha en andre strålingsreflekte-

rende egenskap, hvor intensiteten av den stråling som rettes mot et lokalt punkt langs sporet, moduleres av en lysmodula-

tor som påtrykkes et informasjonssignal.

Fransk patentskrift nr. 2 218 612 viser en innret-

ning for skriving av et frekvensmodulert signal på et plate-

element som er montert på en platetallerken eller dreieskive. Dreieskiven drives ved hjelp av en bevegelsesstyremontasje

som roterer platen nøyaktig i en sirkel med konstant rota-sjonshastighet, og en translasjonsdrivmontasje for transla-

tering av skrivestrålebunten med en meget konstant og meget .

lav hastighet langs en radius av den roterende plate. Rota-sjonsdriften av platen er synkronisert med translasjonsdrif-

ten av skrivestrålebunten for å frembringe et spiralspor med forutbestemt stigning. I en foretrukket utførelse er senter-avstanden mellom tilstøtende spor av spiralen lik 2 ym. Teg-

nene dannes med en bredde på 1 ym. Dette etterlater et mel-lomspor- eller beskyttelsesområde på 1 ym mellom tegn i til-støtende spor. Dersom det ønskes, kan tegnene dannes som konsentriske sirkler ved hjelp av translasjon i inkrementale trinn, i stedet for ved translas jon :med konstant hastighet slik som nettopp beskrevet.

En lineært polarisert ionelaser benyttes som kilde

for skrivestrålebunten. En Pockels-celle benyttes til å

dreie skrivestrålebuntens polarisasjonsplan i forhold til dens faste plan med lineær polarisasjon. En lineær polari-

sator svekker den dreide skrivestrålebunt i en grad som er proporsjonal med forskjellen i polarisasjon mellom lyset i skrivestrålebunten og den lineære polarisators akse. Kombinasjonen av en Pockels-celle og en lineær polarisator modu-

lerer skrivestrålebunten med den videoinformasjon som skal registreres eller lagres. Denne modulasjon følger det møns-

ter som er tilveiebrakt ved hjelp av styresignaler som tilveiebringes av en<Pockels-celledriver.

Det videosignal som skal registreres, tilføres til en frekvensmodulatorkrets. Utgangssignalet fra modulator-kretsen er en firkantbølge med en frekvens som er proporsjonal med videosignalets amplitude. Varigheten av hver syklus av firkantbølgeformen er variabel, slik det er karakteristisk for et frekvensmodulert signal. Slik det er karakteristisk for en firkantbølge, har denne et øvre spenningsnivå og et nedre spenningsnivå. Firkantbølgens øvre og nedre spennings-nivåer forsterkes av Pockels-celledriveren og benyttes til å styre Pockels-cellen. Pockels-cellen endrer polarisasjons-vinkelen for det lys som passerer gjennom denne, som reaksjon på det momentane spenningsnivå av det styresignal som tilfø-res av Pockels-celledriveren.

Intensiteten av den lysstrålebunt som kommer fra kombinasjonen av Pockels-celle og lineær polarisator, retter seg etter styresignalet og vil vekselvis ligge over og under det nivå på hvilket intensiteten kan påvirke et lysfølsomt belegg på platen for å frembringe første og andre informa-sjons -re<p>resenterende tegn. På grunn av firkantfølgeformen på styresignalet er imidlertid den kjente innretning beheftet med den ulempe at den registrerte signalinformasjon er øm-fintlig overfor harmonisk forvrengning.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebrakt en fremgangsmåte av den innledningsvis angitte type som er kjenne-tegnet ved at informasjonssignalet gis form som en modulert, kontinuerlig, trekantformet spenningsbølgeform som er sammensatt av partier i hvilke spenningen varierer lineært med tiden, og styrer lysmodulatoren som har en sinusformet sammenheng mellom sin styrespenning og sin strålingstransmisjonsfaktor.

Ifølge oppfinnelsen er det videre tilveiebrakt en innretning for skriving av et signalinformasjonsspor på en plate med en overflate som er i stand til å reagere på en viss intensitet av laserstråling eller annen stråling (terskelnivået) ved at den omformes fra å ha en første strålingsreflekterende egenskap til å ha en andre strålingsreflekterende egenskap, omfattende en laserlyskilde og en modulator for modulasjon av intensiteten av den stråling som rettes mot et lokalt punkt langs sporet, i overensstemmelse med et informasjonssignal, hvilken innretning er kjenneteg-

net ved at den omfatter en anordning for omforming av infor-mas jonssignalet til et drivsignal i form av en modulert, kontinuerlig, trekantformet spenningsbølgeform som er sammen-

satt av partier i hvilke spenningen varierer lineært med tiden, idet drivsignalet styrer modulatoren som har en sinus-

formet sammenheng mellom sin styrespenning og sin strålingstransmisjonsfaktor.

Bruken av et trekantformet drivsignal som styrer

en lysmodulator med den angitte, sinusformede overførings-

relasjon, resulterer i en modulert lysstrålebunt med en ef-

fekt som varierer med tiden i overensstemmelse med en enkel sinusfunksjon som har lite eller ikke noe innhold av høyere harmoniske. Den informasjon som skrives i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse, er følgelig mindre ømfint-

lig overfor harmonisk forvrengning enn de firkantbølgedrévne systemer ifølge den kjente teknikk.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende

under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et blokk-

diagram av en innretning for skriving av et signalinformasjons-

spor på et videoplateelement, fig. 2 viser et kretsskjema av en passende stabiliseringskrets for benyttelse i skriveinn-

retningen som er vist på fig. 1, fig. 3 viser forskjellige bølgeformer som benyttes for å illustrere virkemåten av en master-maskin, og fig. 4 viser et skjematisk snittbilde av en utførelse av en videoplate.

I den etterfølgende beskrivelse er uttrykkene regi-strering og lagring benyttet ensbetydende med uttrykket skri-

ving.

Innretningen for skriving av videoinformasjon i

form av et frekvensmodulert signal på et videoplateelement 10

er vist på fig. 1. En informasjonssignal-kildekrets 12 be-

nyttes for å tilveiebringe et informasjonssignal som skal registreres. Dette informasjonssignal, som er til stede på en ledning 14, er et frekvensmodulert signal hvis informasjons-

innhold er i form av en bærefrekvens med frekvensendringer i tid som representerer den informasjon som skal registreres. Informasjonssignalkildekretsen 12 benytter en videosignal-

kildekrets 16 for å tilveiebringe et informasjonsignal på en ledning 18 hvis informasjonsinnhold er i form av en spenning som varierer med tiden. En frekvensmodulatorkrets 20 reagerer på videosignalkretsen 16 for å omforme det tidsvarie-rende spenningssignal til det frekvensmodulerte signal på ledningen 14.

Videoplateelementet 10 er montert på en platetallerken eller dreieskive 21. Elementet 10 omfatter et substrat 22 med en første overflate 24 og et lysfølsomt belegg 26 som dekker den første overflate 24. En bevegelsesstyremontasje 2 8 bibringer jevn bevegelse til plateelementet 10 i forhold til en skrivestrålebunt 29<*> frembrakt av.en lyskilde 30. Bevegelsesstyremontasjen 28 omfatter en rotasjonsdrivkrets 32 for tilveiebringelse av jevn rotasjonsbevegelse til plateelementet 10, og en translasjonsdrivkrets 34 som er synkronisert med rotasjonsdrivkretsen 32 for å bevege den fokuserte lysstrålebunt 2 9' radialt over belegget 26. Bevegelsesstyremontasjen 28 omfatter videre en elektrisk synkroniseringsmon-tasje 36 for opprettholdelse av et konstant forhold mellom den rotasjonsbevegelse som overføres til plateelementet 10

av rotasjonsdrivkretsen 32, og den translasjonsbevegelse som overføres til lysstrålebunten 29'av translasjonsdrivkretsen 34.

Lyskilden 30 tilveiebringer en lysstrålebunt 2 9 som har tilstrekkelig intensitet til å samvirke med eller endre belegget 26 når belegget er i bevegelse og plassert på det bevegelige plateelement 10. Lysstrålebuntens 2 9' intensitet er dessuten tilstrekkelig til å frembringe permanente tegn i belegget 26 som er representative for den informasjon som skal registreres. En passende lyskilde 30 består av en skri-velaser for frembringelse av en kollimert skrivestrålebunt av polarisert, monokromatisk lys.

I en første utførelse av et passende videoplateelement 10 er substratet 22 fremstilt av glass og har en jevn, flat, plan første overflate 24. Det lysfølsomme belegg 26

er dannet på overflaten 24. Belegget 26 er et tynt, ugjennom-siktig, metallisert sjikt som har passende fysikalske egen-skaper for å tillate lokal oppvarming som reaksjon på direkte

påvirkning av skrivelysstrålebunten 2 9'fra skrivelaseren 30.

Under drift forårsaker oppvarmingen lokal smelting av beleg-

get 26 ledsaget av tilbaketrekning av det smeltede materiale mot omkretsen av det smeltede område. Ved størkning etterla-

ter dette en permanent åpning (ikke vist) i det tynne metall-

belegg 26. Åpningen er den ene type av tegn som benyttes for å representere informasjon. Suksessivt anbrakte åpninger er adskilt av et mellomromsparti av det uforstyrrede belegg 26,

og dette parti er den andre type tegn som benyttes for å representere informasjon.

En bevegelig, optisk montasje 40 og en strålebunt-styrende, optisk montasje 41 definerer i fellesskap en optisk bane for lysstrålebunten 2 9 som kommer fra lyskilden 30. De optiske montasjer avbilder skrivestrålebunten 29'i et punkt 42 på belegget 26 som bæres av plateelementet 10. Den optis-

ke bane er også representert ved den linje som er betegnet med henvisningstallene 29 og 2 9'.

En lysintensitetsmodulerende montasje 44 er anbrakt

1 den optiske bane 29 mellom lyskilden 30 og belegget 26. I

sin videste arbeidsmodus intensitetsmodulerer den lysintensitetsmodulerende montasje lysstrålebunten 2 9 med den informa-

sjon som skal lagres. Den lysintensitetsmodulerende montasje 44 arbeider under styring av en forsterket form for det frekvensmodulerte signal. Dette frekvensmodulerte signal brin-

ger montasjen 44 til å skifte mellom sin tilstand med høyest lysoverføring og sin tilstand med lavest lysoverføring under hver periode av det frekvensmodulerte signal. Denne hurtige skifting mellom overføringstilstander modulerer lysstrålebun-

ten 29 med det frekvensmodulerte signal som skal lagres.

Lysstrålebunten 29 moduleres idet den passerer

gjennom den lysintensitetsmodulerende montasje 44. Deretter blir den modulerte lysstrålebunt, nå representert ved henvis-ningstallet 29', avbildet på belegget 26 ved hjelp av de op-

tiske montasjer 40 og 41. Når den modulerte lysstrålebunt 2 9' treffer belegget 26, blir det i belegget dannet tegn som representerer det frekvensmodulerte signal som skal lagres.

Den lysintensitetsmodulerende! montasje 44 innehol-

der en elektrisk styrbar delmontasje 46 som reagerer på fre-

kvensmodulatoren 20 for å variere intensiteten av lysstrålebunten 29' over en forutbestemt intensitet ved hvilken den fokuserte strålebunt 2 9' endrer belegget 26 som bæres av plateelementet 10. Den elektrisk styrbare delmontasje 46 reagerer dessuten på frekvensmodulatoren 20 for å variere lys-strålebuntens intensitet under en forutbestemt intensitet ved hvilken den fokuserte strålebunt 29' unnlater å endre belegget 26. De endringer som dannes i belegget 26, er representative for det frekvensmodulerte signal som skal lagres. Når et fotomotstands- eller fotoresistsjikt danner belegget 26 som bæres av plateelementet 10, er endringene i form av avdekkede og ikke-avdekkede fotoresistelementer som er analoge med den størrelse som er omtalt foran i forbindelse med de informasjonsrepresenterende tegn.

Når belegget 26 som bæres av plateelementet 10, er et metallbelegg, varierer den elektrisk styrbare delmontasje 46 skrivestrålebuntens 2 9' intensitet over en første forutbestemt intensitet ved hvilken den fokuserte strålebunt 29' smelter metallbelegget uten å fordampe dette, og varierer videre skrivestrålebuntens intensitet under en forutbestemt intensitet ved hvilken den fokuserte strålebunt 29' unnlater å smelte metalloverflaten.

Den lysintensitetsmodulerende montasje 44 omfatter en stabiliseringskrets 48 for tilveiebringelse av et tilbakekoplingssignal som benyttes for temperaturstabilisering av driftsnivået for den elektrisk styrbare delmontasje 46 slik at den arbeider mellom et forutbestemt høyeste lysintensitetsnivå og et forutbestemt laveste lysintensitetsnivå. Den lysintensitetsmodulerende montasje 44 omfatter en lysfølende krets for avføling av i det minste en del av lysstrålebunten, angitt ved 2 9", som kommer fra den elektrisk styrbare delmontasje 46, for å frembringe et elektrisk tilbakekoplingssignal som er representativt for den midlere intensitet av strålebunten 29'. Tilbakekoplingssignalet er koplet til den elektrisk styrbare delmontasje 46 over ledninger 50a og 50b for å stabilisere dens driftsnivå.

Den lysfølende anordning frembringer et elektrisk tilbakekoplingssignal som er representativt for den midlere intensitet av den modulerte lysstrålebunt 29'. På denne måte stabiliseres den lysintensitetsmodulerende montasje 44 slik at den utsender lysstrålebunten med et i hovedsaken konstant, midlere effektnivå. Stabiliseringskretsen 48 omfatter også en nivåinnstillingsanordning for selektiv innstilling av det midlere effektnivå for lysstrålebunten 29' på en forutbestemt verdi, for å oppnå det foretrukne pulsforhold i enten et metallbelegg 26 eller et fotoresistbelegg 26, eller hvilket som helst annet materiale som benyttes som belegg 26.

Den bevegelige, optiske montasje 40 omfatter en objektivlinse 52 og et hydrodynamisk luftlager 54 for under-støttelse av linsen 52 over belegget 26. Den av laserkilden 30 frembrakte laserstrålebunt 2 9' er dannet av i hovedsaken parallelle lysstråler. Ved fravær av linsen 66 har disse stort sett parallelle lysstråler i hovedsaken ingen naturlig tendens til å divergere. Objektivlinsen 52 har da en inngangsåpning 56 som er større i diameter enn diameteren av lysstrålebunten 2 9'. En plankonveks spredelinse 66 som er anbrakt i lysstrålebunten 29', benyttes for å spre den i hovedsaken parallelle lysstrålebunt 29' slik at den i det minste fyller objektivlinsens 52 inngangsåpning 56.

Den strålestyrende, optiske montasje 41 omfatter videre et antall speilelementer 58, 60, 62 og 64 for avbøy-ning av lysstrålebuntene 29' og 2 9" på ønsket måte. Speilet 6 0 er vist som et plant speil og benyttes for å danne helt sirkulære spor i stedet for de foretrukne spiralspor. Spiralspor krever bare et fast speil.

Slik som foran beskrevet, frembringer lyskilden 30 en polarisert laserstrålebunt 2 9. Den elektrisk styrbare delmontasje 46 dreier polarisasjonsplanet for denne laserstrålebunt 2 9 under styring av det frekvensmodulerte signal. En passende, elektrisk styrbar delmontasje omfatter en Pockels-celle 6 8, en lineær polarisator i form av et Glan-prisme 70 og en Pockels-celledriver 72. Pockels-celledriveren 72 er i hovedsaken en lineær forsterker og reagerer på det frekvensmodulerte signal på ledningen 14. Utgangen fra Pockels-celledriveren 72 tilveiebringer drivsignaler til Pockels-cellen 68 for å dreie laserstrålebuntens 2 9 polarisasjonsplan. Den lineære polarisator 70 er orientert i en forutbestemt relasjon i forhold til det opprinnelige polarisasjonsplan for laserstrålebunten 29 som kommer fra laserkilden 30.

På fig. 2 er vist et idealisert diagram av en Pockels-celle-stabiliseringskrets 48 som er egnet for bruk i innretningen på fig. 1. Som kjent roterer eller dreier en Pockels-celle 68 polarisasjonsplanet for den tilførte skrivestrålebunt 2 9 som funksjon av en påtrykt spenning.

Avhengig av den individuelle Pockels-celle 68 forårsaker en spenningsendring av størrelsesorden 100 volt at cellen dreier polarisasjonsplanet for lys som passerer gjennom denne, hele 90°. Pockels-celledriveren 72 har som opp-gave å forsterke utgangssignålet fra informasjonssignalkilden 12 til en utgangsspenning med en største spenningsvariasjon på 100 volt. Dette tilveiebringer et passende inngangsdriv-signal til Pockels-cellen 68.

Pockels-cellen bør drives med en gjennomsnittlig rotasjon på 4 5° for å bringe den modulerte lysstråleintensi-tet til å reprodusere det elektriske drivsignal mest mulig nøyaktig. En forspenning må tilveiebringes til Pockels-cellen for å holde cellen på dette gjennomsnittlige arbeids-punkt. Den elektriske forspenning som svarer til et arbeids-punkt med en rotasjon på 45°, varierer i praksis kontinuerlig. Denne kontinuerlig varierende forspenning genereres ved benyttelse av en servo-tilbakekoplingssløyfe. Denne tilbake-koplingssløyfe omfatter sammenlikning av middelverdien av det overførte lys med en innstillbar referanseverdi, og tilførsel av differansesignalet til Pockels-cellen ved hjelp av en likestrømsforsterker. Dette arrangement stabiliserer arbeidspunktet. Referanseverdien kan innstilles slik at den svarer til den midlere overføring svarende til arbeidspunktet på 45°, og servotilbakekoplingssløyfen tilveiebringer korrigerende forspenninger for å holde Pockels-cellen på denne gjennomsnittlige rotasjon på 4 5°.

Stabiliseringskretsen 48 inneholder en lysfølende anordning 225. En siliciumdiode virker som en passende lys-følende anordning. Dioden 225 avføler en del 2 9" av skrivestrålebunten 29' som kommer fra den optiske modulator 4 4 og passerer gjennom det delvis reflekterende speil 58 som vist på fig. 1. Siliciumdioden 225 virker mye på samme måte som en solcelle og er en kilde for elektrisk energi når den belyses av innfallende stråling. Den ene utgangsledning fra siliciumdioden 225 er forbundet med et felles referansepoten-sial 226 via en ledning 22 7. Den andre utgangsledning fra dioden 225 er koplet til den ene inngang til en differensial-forsterker 228 via en ledning 230. Utgangsledningene fra siliciumdioden 225 er shuntet av en belastningsmotstand 232 som muliggjør lineær responsmodus.

Den andre inngang til differensialforsterkeren 228 er koplet til en stillbar arm 2 34 på et potensiometer 236 via en ledning 238. Den ene ende av potensiometeret 236 er kopr let til referansepotensialet 226 via en ledning 2 40. En kraftkilde 242 er koplet til potensiometerets 236 andre ende, hvilket muliggjør innstilling av differensialforsterkeren 22 8 for å generere et tilbakekoplingssignal på ledningene 24 4 og 2 46, for innstilling av det gjennomsnittlige energinivå for den modulerte laserstrålebunt 29' på en forutbestemt verdi.

Differensialforsterkerens 228 utgangsklemmer er koplet via respektive motstandselementer 248 og 250 og ut-gangs ledninger 244 dg 246 til inngangsklemmene til Pockels-cellen 68 som er vist på fig. 1. Pockels-celledriveren 72 er vekselstrømskoplet til Pockels-cellen 68 via kapasitive elementer, mens differensialforsterkeren 228 er likestrøms-koplet til Pockels-cellen 68.

Under drift energiseres systemet. Den del 29" av lyset fra skrivestrålebunten 2 9' som treffer siliciumdioden 225, genererer en differensialspenning på den ene inngang til differensialforsterkeren 228. Innledningsvis innstilles potensiometeret 2 36 slik at den gjennomsnittlige overføring gjennom Pockels-cellen svarer til en rotasjon på 45°. Dersom det gjennomsnittlige intensitetsnivå som treffer siliciumdioden 225, deretter enten øker eller avtar, vil en korrigerende spenning bli generert av differensialforsterkeren 228. Den korrigerende spenning som tilføres til Pockels-cellen 68, har en polaritet og størrelse som er egnet til å gjenoppret-te det midlere intensitetsnivå til det forutbestemte nivå som er valgt ved innstilling av inngangsspenningen til den andre inngang til differensialforsterkeren over ledningen 2 38, ved bevegelse av den bevegelige arm 234 langs potensiometeret 236.

Den innstillbare arm 2 34 på potensiometeret 2 36 ut-gjør anordningen for valg av det midlere intensitetsnivå for det lys som genereres av skrivelaseren 30. Optimale resultater oppnås når lengden av en innformasjonsrepresenterende åpning i platebelegget 26 er nøyaktig lik lengden av det etterfølgende mellomromsparti. Innstillingen av potensiometeret 2 36 er middelet for oppnåelse av denne lengdelikhet. Når lengden av en åpning i platebelegget 26 er lik lengden av dens neste tilstøtende mellomrom, oppnås et pulsforhold på femti-femti. Et slikt pulsforhold kan detekteres ved å undersøke fremvisningen av den nettopp skrevne informasjon på en fjernsynsmonitor og/eller et oscilloskop. Kommersielt godtagbare resultater opptrer når lengden av en åpning varierer mellom 4 0 og 60 % av den kombinerte lengde av en åpning og dens neste, suksessivt anbrakte mellomrom. Med andre ord måles lengden av en åpning og det neste, suksessivt anbrakte mellomrom. Åpningen kan da ha en lengde som faller innenfor området fra 40 til 60 % av den totale lengde.

I den første utførelse av videoplateelementet 10 blir et parti av glassubstratet avdekket i hver åpning. Det avdekkede parti av glassubstratet forekommer som et område med ikke-speilende lysreflektivitet for en innfallende lesestrålebunt. Det parti av metallbelegget som gjenstår mellom suksessivt anbrakte åpninger, fremkommer som et område med høy lysreflektivitet for en innfallende lesestrålebunt.

Når formingen av første og andre tegn gjennomføres ved benyttelse av et belegg av fotoresist-materiale, innstilles intensiteten av skrivestrålebunten 2 9' på et slikt nivå at en 45° rotasjon av polarisasjonsplanet genererer en lysstrålebunt 2 9' med terskelintensitet, for å avdekke og/eller samvirke med fotoresistbelegget 26 mens fotoresistbelegget er i bevegelse og anbrakt på det bevegelige videoplateelement 10. Kombinasjonen av Pockels-cellen 68 og Glan-prismet 70 utgjør et lysinten.sitetsmodulerende element som opererer fra den 45°'s oppstillingsbetingeIse til en lavere lysoverførings-tilstand knyttet til en operasjonstilstand med en rotasjon på nesten null grader, til en høyere lysoverføringstilstand knyttet til en operasjonstilstand med en rotasjon på nesten 90°. Når intensiteten av skrivelysstrålebunten 2 9' øker over det opprinnelig innstilte nivå eller den forutbestemte start-intensitet, og øker mot den høyere lysoverføringstilstand, avdekker den innfallende skrivelysstrålebunt 2 9' det fotoresistmateriale som belyses av strålebunten. Denne avdekning fortsetter etter at intensiteten av skrivestrålebunten oppnår den maksimale lysoverføringstilstand og starter tilbake ned mot den opprinnelige, forutbestemte intensitet som er knyttet til den 45°'s rotasjon av polarisasjonsplanet for det lys som kommer fra skrivelaseren 30. Når rotasjonen faller under verdien på 45°, faller intensiteten av skrivestrålebunten 29' som kommer fra Glan-prismet 70, under den terskelintensitet ved hvilken den fokuserte skrivestrålebunt unnlater å avdekke det av denne belyste fotoresistmaterlale. Denne manglende evne til å avdekke det av strålebunten belyste fotoresistmaterlale fortsetter etter at skrivestrålebuntens intensitet når den minimale lysoverføringstilstand og starter tilbake opp mot den opprinnelige, forutbestemte intensitet som er knyttet til en 45°<*>s rotasjon av polarisasjonsplanet for det lys som kommer fra skrivelaseren 30.

Pockels-celledrivkretsen 72 er typisk en forsterker med høy forsterkning og høy spenning og med et utgangssignal som tilveiebringer et utgangsspenningssving på 100 volt. Dette signal er ment å passe til drivbetingelsene for Pockels-cellen 68. Som et typisk eksempel betyr dette at den midtre spenningsverdi av utgangssignalet fra Pockels-celledriveren 72 tilveiebringer en tilstrekkelig stor spenning til å drive Pockels-cellen 68 over en 45°<*>s rotasjon, slik at ca. halv-parten av det totale, tilgjengelige lys fra laseren 30 kommer ut fra den lineære polarisator 70. Når utgangssignalet fra driveren 72 går i positiv retning, passerer mer lys fra laseren. Når utgangssignalet fra driveren 72 går i negativ retning, passerer mindre lys fra laseren.

I den første utførelse av videoplateelementet som benytter et metallbelegg 26, innstilles utgangssignalet fra laseren 30 slik at det frembringes en intensitet som begynner å smelte metallsjiktbelegget 26 som er anbrakt på platen 10, når utgangssignalet fra driveren 72 er null og arbeidspunktet for Pockels-cellen er 45°. Når utgangssignalet fra driveren 72 går i positiv retning, fortsetter følgelig smeltingen. Når videre utgangssignalet fra driveren 72 går i negativ retning, stopper smeltingen.

I en andre utførelse hvor det benyttes et foto re - sistbelegg 26, innstilles utgangssignalet fra laseren 20 slik at det frembringes en intensitet som både belyser og avdekker fotoresistbelegget 26 når utgangssignalet fra driveren 72 genererer sin midtre spenningsverdi. Når utgangssignalet fra driveren 72 går i positiv retning, fortsetter følgelig belysningen og avdekningen av det fotoresistmateriale som belyses av skrivestrålebunten. Også når utgangssignalet fra driveren går i negativ retning, fortsetter belysningen, men energien i skrivestrålebunten er utilstrekkelig til å avdekke det belyste område. Uttrykket "avdekke" benyttes her i sin tekniske betydning som beskriver det fysiske fenomen som ledsager eksponert fotoresistmateriale. Eksponert fotoresistmateriale kan lett fremkalles, og den fremkalte fotoresist fjernes ved hjelp av vanlige metoder. Fotoresist som belyses av lys som har Utilstrekkelig intensitet til å eksponere fotoresistmaterialet, kan ikke fremkalles og fjernes.

I begge de første og andre utførelser som nettopp er beskrevet, blir skrivestrålebuntens absolutte effektnivå justert oppover og nedover for å oppnå denne virkning ved å innstille skrivelaserens 30 effekttilførsel. I kombinasjon med denne innstilling av det absolutte effektnivå for skrivelaseren 30 benyttes også potensiometeret 236 for å bringe tegn til å dannes i belegget 26 når strålebunten 29 roteres ca. 45° slik som foran beskrevet.

Før det gis en detaljert beskrivelse av virkemåten for en forbedret versjon av en master-maskin, vil det være fordelaktig å definere et antall uttrykk som har en spesiell betydning i den etterfølgende beskrivelse. Laserintensiteten som genereres av skrivelaserkilden når den treffer master-eller modervideoplaten, benyttes til å vekselvirke med det informasjonsbærende parti av videoplaten for å danne tegn som representerer bærefrekvensen og frekvensvariasjonene i tid fra bærefrekvensen.

Det terskeleffektnivå som kreves av laserstrålebun-

ten i treffpunktet med det informasjonsbærende sjikt av video-

platen, varierer avhengig av det materiale som det informasjonsbærende sjikt er dannet av. I de to eksempler som er gitt foran og som beskriver et metall, såsom vismut, og et lysfølsomt materiale, såsom fotoresist, er det terskeleffekt-

nivå som kreves for å danne tegn, vesentlig forskjellig og representerer et godt eksempel for å illustrere uttrykket terskeleffekt. Terskeleffekten for andre materialer ville åpenbart også være forskjellig fra hvert av de beskrevne ek-

sempler.

De tegn som er dannet i en vismut-belagt videoplate-modermatrise, er vekslende områder med lysreflektivitet og ikke-lysreflektivitet.<v> Områdene med ikke-lysreflektivitet forårsakes ved ; smeltingen av vismuten etterfulgt av tilbake-trekningen av vismutmaterialét før avkjøling for å avdekke et underliggende parti av glassubstratet. Lys som treffer metallsjiktet, reflekteres i høy grad, mens lys som treffer det avdekkede parti av glassubstratet, absorberes, og dermed oppnås ikke-lysreflektivitet.

Terskeleffekten er den effekt fra laserstrålebunten

som kreves for å oppnå smelting og tilbaketrekning av metall-

sjiktet i nærvær av en laserstrålebunt med økende lysintensi-

tet. Terskeleffektnivået er også representert ved den inten-

sitet av et avtagende lysintensitetssignal hvor metallsjiktet slutter å smelte og trekker seg tilbake fra det område som treffes av innfallende lys. Når effekten i den innfallende lysstrålebunt overskrider terskeleffekten som kreves av registreringsmaterialet, dannes nærmere bestemt et hull i registreringsmaterialet. Når lysintensitetseffekten i den innfallende lysstrålebunt ligger under terskeleffektnivået for registreringsmaterialet, dannes ikke noe hull i registrerings-mediet. Dannelsen av et hull og ikke-dannelsen av et hull ved hjelp av den innfallende lysstrålebunt er den grunnleg-

gende måte på hvilken lysstrålebunten som treffer en vismut-

belagt moderplate, vekselvirker med vismutsjiktet for å danne tegn på den registrerende flate. Tegnet representerer en baerefrekvens som har frekvensendringer i tid som varierer rundt bærefrekvensen.

En videoplate-modermatrise som har et tynt lag av fotoresist dannet over denne, har sitt eget terskeleffektnivå. Den mekanisme ved hjelp av hvilken en lysstrålebunt avdekker et fotoresistsjikt, er i overensstemmelse med en fotonteori som krever at et tilstrekkelig antall fotoner i den innfallende lysstrålebunt eksponerer et parti av fotoresistmaterialet. Når den positivt^ående, modulerte lysstrålebunt inneholder et tilstrekkelig antall fotoner over dette terskeleffektnivå, blir fotoresistmaterialet i dette område eksponert slik at senere fremkalling fjerner den eksponerte fotoresist. Når fotonnivået i en modulert lysstrålebunt med avtagende lysintensitet faller under det normale terskeleffektnivå for fotoresistmaterialet, slutter fotoresistmaterialet å bli eksponert i den grad at senere fremkalling ikke fjerner fotoresisten som er belyst av en innfallende lysstrålebunt som har fotoner under terskeleffektnivået.

Den innfallende lysstrålebunt fra den modulerte laserkilde vekselvirker med det informasjonsbærende sjikt for å eksponere fullt ut eller undereksponere fotoresistsjiktet som belyses av den innfallende lysstrålebunt. Dette er en vekselvirkning mellom fotonene i den innfallende lysstrålebunt og det informasjonsbærende element for å danne tegn som representerer bærefrekvensen og har frekvensendringer i tid som varierer rundt bærefrekvensen. De tegn som lagrer bærefrekvensen og frekvensendringer i tid, forstås mer fullsten-dig etter fremkallingstrinnet ved hvilket de partier som har helt eksponert fotoresistmateriale, effektivt fjernes mens de undereksponerte partier av videoplateelementet blir igjen.

Fig. 3 viser en rekke bølgeformer som illustrerer en forbedret form for lysmodulasjon av en skrivestrålebunt 29. Linje A på fig. 3 viser en idealisert eller forenklet video-bølgeform 73 som typisk tilføres som et videosignal fra en videobåndspiller eller et fjernsynskamera. Denne bølgeform representerer et videosignal som tilføres til FM-modulator-kretsen 20. -To utgangssignaler er vist i linjene B og C, og hvert av disse er et FM-modulert utgangssignal, og hvert ' signal bærer den samme frekvensinformasjon. Bølgeformen i linje B viser det utgangssignal som normalt genereres av en

FM-modulator 20 av multivibratortype. Bølgeformen som er vist i linje C, viser det utgangssignal som genereres av en FM-modulator 20 som har en trekantformet utgangsbølgeform. i Begge bølgeformer inneholder den samme frekvensinformasjon. <! >Den trekantede bølgeform gir forbedrede resultater når den benyttes for å drive en Pockels-celle 68 for lysmodulasjon av en lysstrålebunt med konstant intensitet som tilføres via Pockels-cellen.

De frekvenser som er inneholdt i hver bølgeform B

og C, er til enhver tid indentiske og hver representerer spenningsnivået for den videobølgeform som er vist i linje A. Ved betraktning kan det innses at det laveste amplitudeområdé av videobølgeformen 73, som er generelt betegnet med henvis-, ningstallet 75, svarer til de lave bærefrekvenser, og det høyeste amplitudeområdé av videobølgeformen, som er generelt

i vist ved 77, svarer til den høyeste frekvens som er vist i linjene B og C. Det er vanlig praksis i fjernsynsindustrien' å benytte et spenningssignal på én volt topp-til-topp-verdi og med spenningsvariasjoner i tid som det videosignal som genereres av et fjernsynskamera. Disse signalegenskaper er

de samme som de som kreves for å drive en fjernsynsmonitor. Fordelen med å benytte en trekantet bølgeform for å drive en; lysmodulerende Pockels-celle 68, er å avpasse Pockels-cellenb overføringskarakteristikk eller transmisjonsfaktor til en | valgt bølgeform av det modulerende signal for å oppnå en i sinusformet modulasjon av lysstrålen som passerer gjennom Pockels-cellen 68 og til Glan-prismet 70. Pockels-cellen 68 har en sinusformet sammenheng mellom sin styrespenning og srh strålingsoverføringsfunksjon, dvs. en sammenheng av typen

AI(t) = I(t) - (Imax/2) = • sin(C2V). t Trekantbølgeformen som er vist i linje C, representerer en lineær spenningsendring med tiden. Når den trekantede driv-bølgeform, som har lineær spenningsendring som funksjon av tiden, multipliseres med Pockels-céllens overføringsfunksjon som har sinusformet spenningsendring som funksjon av lyset, fås et utgangssignal fra Glan-prismet 70 med sinusformet varierende lysintensitet.

Den bølgeform som er vist i linje D, illustrerer den sinusformede bølgeform som svarer til lysintensitetsut-gangssignalet fra Glan-prismet når Pockels-cellen drives av den trekantede bølgeform som er vist i linje C.

Idet det henvises spesielt til det nederste punkt 285 og det øverste punkt 286 av den bølgeform som er vist i linje D, identifiseres det punkt som ligger nøyaktig like langt fra hvert av disse punkter, som halveffektpunktet. En forståelse av utnyttelsen av dette halveffektpunkt-særtrekk er nødvendig for modermatriseoperasjoner av høy kvalitet.

Topp-til-topp-spenningen av den trekantede bølge-form er representert ved et første maksimalt spenningsnivå V2 som er vist på en linje 287 i linje C, og ved et andre mini-malt spenningsnivå V, på en linje 288. Spenningsforskjellen mellom linjene 287 og 288 er drivspenningen for Pockels-cellen 68. Denne spenningsforskjell innstilles slik at den er lik den spenning som kreves av Pockels-cellen 68 for å gi en 90° rotasjon av utgangspolarisasjonen av det lys som passerer gjennom Pockels-cellen 68. Forspenningen av Pockéls-cellen holdes slik at spenningsnivåene V, og V- alltid svarer til henholdsvis 0° rotasjon og 90° rotasjon av lysstrålebunten som passerer gjennom Pockels-cellen 68. Den 45°'s rotasjon av en lysstrålebunt ligger halvveis mellom de to ytterpunkter av en trekantbølgeform. Denne midtspenning er alltid den samme for Pockels-cellen 68. Midtspenningen i forhold til en spenning på null volt kan. imidlertid drive på grunn av termiske ustabiliteter som forårsaker at halveffekt-spennings-punktet også driver.

Selv om den bølgeform som er vist i linje C på fig. 3, viser den trekantede bølgeform som er generert av FM-modulatoren 20, representerer den også bølgeformen av det signal som genereres av Pockels-celledriveren 72. Utgangssignalet fra FM-modulatoren ligger typisk i et mindre spen-ningsområde, vanligvis under 10 volt, mens utgangssignalet fra Pockels-celledriveren 72 typisk svinger 100 volt for å tilveiebringe passende drivspenning for Pockels-cellen 68 for å drive denne fra sin null-rotasjonstilstand til sin 90<O>,s rotas jonstilstand. Ved diskusjon av spenningsnivåene V-^ og V2» og linjene 288 hhv. 287 som representerer disse spennings-punkter, henvises til linje C på fig. 3 da utgangssignalet fra Pockels-celledriveren 72 har identisk form selv om den er forskjellig når det gjelder bølgeformens amplitude. Dette gjøres for letthets skyld og for å eliminere en i hovedsaken identisk bølgeform som bare er forskjellig i amplitude..

På fig. 4 er vist et skjematisk snittbilde av en videoplate som er dannet i overensstemmelse med modermatrise-prosessen ifølge den foreliggende oppfinnelse. Et substrat-element 300 er vist å ha en plant formet, øvre overflate som er vist ved 302. Et informasjonsbærende sjikt 304 er dannet på toppen av substratets 300 øvre overflate 302. Det informasjonsbærende sjikt 304 har ensartet tykkelse over hele substratets overflate. Selve informasjonssjiktet 304 har en plan øvre overflate 306.

Det er foran blitt beskrevet hvordan halveffektpunktet for kombinasjonen av Pockels-celle og Glan-prisme er be-liggende i et punkt halvveis mellom et første operasjonspunkt i hvilket maksimal overføring av en strålebunt med fast intensitet passerer gjennom Glan-prismet, og et andre operasjonspunkt i hvilket minimal overføring av en strålebunt med fast intensitet passerer gjennom Glan-prismet 70. Halveffektpunktet er det punkt i hvilket lyset som passerer gjennom Pockels-cellen, er blitt dreid 45° fra punket for null effektoverfø-ring.

Under drift innstilles utgangseffekten fra laseren slik at halveffektpunktet for kombinasjonen av Pockels-celle og Glan-prisme tilveiebringer tilstrekkelig energi til å være lik terskeleffektnivået for det informasjonsbærende element som benyttes, såsom elementet 30 4. Tilpasningen av halveffektpunktet for kombinasjonen av Pockels-celle og Glan-prisme sikrer at den høyeste innspillings-naturtrohet av video-frekvenssignalet blir registrert, og sikrer minimal inter-modulasjons-forvrengning av det signal som avspilles fra videoplateelementet.

Denne tilpasning av effektnivåene er illustrert i

linje D på fig. 3 og på fig. 4 og ved hjelp av konstruksjons-

linjene som er trukket vertikalt mellom halveffektpunktet som er representert ved linjen 2 90 i linje D på fig. 3, og åpnin-

gene som er vist generelt ved 310 på fig. 4. Lengden av en åpning 310 er sammenfallende med den tid da den overførte intensitet av den modulerte lysstrålebunt overskrider halv-ef fektpunkt-linjen 2 90 som er vist i linje D på fig. 3. I

denne utførelse representerer halveffektpunkt-linjen 2 90 også nullgjennomgangen av den trekantede bølgeform som er vist i linje C på fig. 3. Nullgjennomgangspunktene er representert ved linjer 291 og 292 som er vist i linjene B hhv. C på fig. 3.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte ved skriving av et signalinformasjonsspor på en plate (10) med en overflate (26) som er i stand til å reagere på en viss intensitet av laserstråling eller annen stråling (terskelnivået) ved at den omformes fra å ha en første strålingsreflekterende egenskap til å ha en andre strålingsreflekterende egenskap, hvor intensiteten av den stråling (29<*>) som rettes mot et lokalt punkt langs sporet, moduleres av en lysmodulator (68) som påtrykkes et in-formas jonssignal , karakterisert ved at infor-mas jonssignalet gis form som en modulert, kontinuerlig, trekantformet spenningsbølgeform som er sammensatt av partier i hvilke spenningen varierer lineært med tiden (fig. 3C), og styrer lysmodulatoren (68) som har en sinusformet sammenheng mellom sin styrespenning og sin strålingstransmisjonsfaktor.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at trekantbølgeformens frekvens moduleres slik at hellingene av partiene av den modulerte trekantbølgeform representerer de momentane amplituder av et amplitudemodu-lert videoinformasjonssignal (73).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den midlere intensitet av den modulerte stråling opprettholdes på et innstilt nivå.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at den midlere intensitet av den modulerte stråling opprettholdes konstant på terskelnivået.

5. Innretning for skriving av et signalinformasjonsspor på en plate (10) med en overflate (26) som er i stand til å reagere på en viss intensitet av laserstråling eller annen stråling (terskelnivået) ved at den omformes fra å ha en første strålingsreflekterende egenskap til å ha en andre strålingsreflekterende egenskap, omfattende en laserlyskilde (30) og en modulator (68) for modulasjon av intensiteten av den stråling (29') som rettes mot et lokalt punkt langs sporet, i overensstemmelse med et informasjonssignal, karakterisert ved at den omfatter en anordning (20) for omforming av informasjonssignalet til et drivsignal i form av en modulert, kontinuerlig, trekantformet spennings-bølgeform som er sammensatt av partier i hvilke spenningen varierer lineært med tiden (fig. 3C), idet drivsignalet styrer modulatoren (68) som har en sinusformet sammenheng mellom sin styrespenning og sin strålingstransmisjonsfaktor.

6. Innretning ifølge krav 5, karakterisert ved at den nevnte anordning (20) omfatter en anordning for deteksjon av de momentane amplituder av et amplitude-modulert videoinformasjonssignal (73), og en anordning for modulasjon av den trekantformede spenningsbølgeforms frekvens i forhold til den detekterte, momentane amplitude, slik at hellingene av partiene av den modulerte trekantbølgeform representerer de momentane amplituder av det amplitudemodulerte videoinformasjonssignal.