NO301144B1

NO301144B1 - Optisk datalagring

Info

Publication number: NO301144B1
Application number: NO952040A
Authority: NO
Inventors: Hans Gude Gudesen; Per-Erik Nordal
Original assignee: Opticom As
Priority date: 1995-05-23
Filing date: 1995-05-23
Publication date: 1997-09-15
Also published as: JPH11507156A; ATE222018T1; NO952040D0; CA2222026C; EP0829082B1; NO952040L; EP0829082A1; WO1996037888A1; US6115344A; KR19990021840A; DE69622860D1; CA2222026A1; CN1191035A; RU2159471C2; KR100292452B1; AU705314B2; AU5846996A; BR9609203A

Description

Oppfinnelsen angår et databærende medium, omfattende et fluorescerende sjikt anordnet på et substrat, hvor det i det fluorescerende sjikt i dets overflate eller fra dets overflate og henimot substratet er anordnet databærende strukturer, hvor de databærende strukturer er anordnet i et lineært eller krumt forløp, eller i rader og kolonner slik at de databærende strukturer danner en matrise, og hvor det fluorescerende sjikt omfatter i utgangspunktet fluorescerende fargestoffmolekyler innleiret i en gjennomsiktig polymergrunnmasse. Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte til generering av en databærende struktur i et databærende medium. Videre angår oppfinnelsen et ytterligere databærende medium i henhold til innledningen av krav 8 samt en ytterligere fremgangsmåte til generering av en databærende struktur i det ytterligere databærende medium i henhold til innledningen av krav 24. Endelig angår oppfinnelsen en fremgangsmåte til generering og deteksjon av en fluorescenseksitasjon hos en databærende struktur i det ytterligere databærende medium, i henhold til innledningen av krav 26.

Mer bestemt angår oppfinnelsen digitale, optiske datalagringsmedier av WORM-typen (Write Once, Read Many times) hvor informasjon skrives på et tynt sjikt ved hjelp av en lyspuls med høy intensitet, typisk en sterkt fokusert laserstråle. Med en gang data er skrevet på sjiktet, kan dette ikke bringes tilbake til sin opprinnelige tilstand, men det kan avleses en rekke ganger av en svakere lysstråle som ikke påvirker sjiktets fysiske tilstand ytterligere. Velkjent i denne henseende er tynnmetallsjikt eller plane glass- eller plastoverflater eller tynne polymersjikt som inneholder et lysabsorberende fargestoff. Slike sjikt er i de fleste tilfeller anordnet mellom andre sjikt, f.eks. reflekterende eller beskyttende sjikt. Sjiktet lagrer informasjon ved at det gjennomgår en forandring under påvirkning av den kraftige skrivelyspuls og utgjør det egentlige datalagirngssjikt i mediet.

Hovedsakelig er dagens optiske lagringsteknologi nesten utelukkende basert på den reflektive kontrast mellom skrevne merker i datalagringssjiktet eller dets umiddelbare omgivelser. En fokusert laserstråle føres langsetter datalagringssjiktet og forandringer i intensiteten av det reflekterte laserlys registreres når strålen passerer et skrivemerke. Typisk kan merket være i form av små runde eller langstrakte groper, med dimensjoner mellom 0,5 og 7u.m. Optiske datalagringsmedier som er basert på refleksjon, benytter typisk et sterkt reflekterende sjikt, f.eks. et pådampet aluminiumssjikt i en flerlagsstruktur hvor datalagringssjiktet regulerer mengden av det på mediet innfallende lys som reflekteres.

Det er også kjent datalagringsmedier basert på transmisjonskontrast for lys som detekteres etter å ha passert gjennom datalagringsmediet. I et slikt tilfelle kan datalagringssjiktet ha en lav lystransmisjonsevne i ubeskrevet tilstand og være mer gjennomsiktig i skrivemerkene som dannes av den kraftige skrivestrålen. Alternativt kan datalagringssjiktet omdannes fra gjennomsiktig til opakt i skrivemerkene.

Det er også kjent at det er under utvikling datalagringsmedier hvor kontrasten er basert på stimulert lysemisjon. Under utlesning av data avsøker en eller flere lysstråler datalagringsmediet som reagerer ved å emittere lys med en intensitet som avhenger av hvordan mediet tidligere er blitt behandlet i skrivefasen. Den emitterte lysenergi skyldes enten frigjøring av innfangede elektroner i høy energitilstand i datalagringssjiktet eller nedomforming av den avsøkende lysstråle. Det har også vært foreslått holografiske datalagringsmedier, med både på volum- og sjiktlagring av data. En viktig kontrast-mekanisme i denne forbindelse er lysindusert forandring av brytningsindeksen.

Imidlertid bygger de fleste av dagens kommersielt tilgjengelige, optiske datalagringsmedier basert på datalagirngssjikt av WORM-typen, basert på en av de følgende kategorier: 1) Hulldannelse i et absorberende eller reflekterende tynnsjikt, hvor hullet fremkommer ved ablasjon eller smelting av et metallsjikt. Slike datalagringssjikt kan ofte benyttes uten en underliggende reflektor og gi kontrast, da lys som etter hulldannelsen går gjennom hullet, går tapt i det indre datalagirngssjikt eller bak det, noe som fører til at et mørkt merke kan registreres på en sterkt reflekterende bakgrunn når det avleses under refleksjon. Datalagringsmedier av denne art er velegnet til også å avleses i transmisjon, gitt at forholdsvis lite lys kan gå gjennom datalagringssjiktet før det skrives på det. 2) Topografisk merkedannelse ved massetransport er kjent, f.eks. i form av en varmeindusert gropdannelse i polymersjikt. Under skriving absorberes en sterk puls av fokusert lys i polymersjiktet og forårsaker lokal oppvarming og transport av polymer-materialet bort fra det oppvarmede område. Den fysiske prosess som er involvert i massetransporten er typisk termoplastisk deformasjon, eventuelt også fordampning eller ablasjon i noen tilfeller. Resultatet er at det dannes en grop hvis dimensjon og form er definert av lysstrålens fokalstørrelse og absorpsjonseffektiviteten til polymersjiktet, varigheten av belysningen og termiske diffusjons- og materialtransportparametere for materialet i skriveområdet i datalagringssjiktet. Data leses fra mediet ved å registrere den totale refleksjonskoeffisient for innfallende lys som går gjennom polymersjiktet og som reflekteres fra et underliggende refleksjonssjikt og returnerer via polymersjiktet. For å oppnå de ønskede lysabsorberende egenskaper er polymersjiktet vanligvis dopet med et fargestoff. 3) Det er også kjent andre datalagringsmedier av lignende art, hvor datalagringssjiktets absorberende eller reflekterende egenskaper er modifisert ved å innleire for dette formål egnede partikler i en gjennomsiktig grunnmasse eller hvor overflaten av datalagringssjiktet påvirkes lokalt ved en termisk prosess indusert av en høyeffekts, fokusert laserstråle, slik at overflaten i det belyste punkt blir glattere og mer reflekterende.

Generelt er bruken av fluorescerende materiale i optisk datalagringsmedier kjent, og det skal i den forbindelse vises til patentpublikasjonene EP-A3-0159397, EP-A3- 0415763, EP-A1-0503428, WO-A1-90/01480 og US patent nr. 5268862. De fleste av disse publikasjoner angir at lagring eller skriving av data kan skje ved at det fluorescerende materiale undergår en kvalitativ forandring, eksempelvis i form av en fluorescensmodifikasjon. EP-A-0503428 viser imidlertid et optiske datalagringsmedium som inneholder et fluorescerende materiale og en fotoreaktiv bistabil slukker. Informasjon registreres digitalt med bruk av de bistabile isomerer av den fotoreaktive bistabile slukker ved å bestråle mediet med lys av en bølgelengde som skal absorberes av det fluorescerende materiale, hvorved energi overføres fra dette til slukkeren. Lesing skjer ved å bestråle mediet med et svakere lys og å detektere fluorescensen som emitteres av det fluorescente materiale. Ved å bestråle mediet med lys av bølgelengden til absorpsjonsbåndet for en isomer av slukkeren med kort bølgelengde og omforme en del av slukkerens kortbølgeisomer til den langbølgede isomer, idet mengden av slukker er større enn det som trengs for å slukke fluorescensen fra det fluorescente materiale, kan lagret informasjon viskes ut eller datalagringsmediet initialiseres for skriving på ny. EP-A1-0503428 angir således et gjenbrukbart datalagringsmedium.

Det er i utviklingen av optiske datalagringsmedier en generell tendens mot stadig høyere datatettheter.

Det er følgelig en hensikt med den foreliggende oppfinnelse å oppnå et optisk datalagringsmedium hvor datalagringssjiktet tillater større lagringstetthet ved at skrivemerkene lages vesentlig mindre. Det er ønskelig å kunne generere skrivemerker eller databærende strukturer som er mindre enn 0,4u,m og som lett kan avleses, noe som krever at datalagringssjiktet ikke må ha partikler eller topografiske strukturer som er større enn 0,1 (im. Det er også tanken at datalagringssjiktets følsomhet skal være tilstrekkelig høy til at det kan benyttes lys med kort pulsvarighet for å oppnå høy romlig oppløsning og dessuten tillates bruk av korte skrivepulsvarigheter, slik at det fås tilsvarende korte termiske diffusjonslengder.

Det er en annen hensikt med den foreliggende oppfinnelse å skaffe et datalagringssjikt med tettere mønstre av databærende strukturer eller skrivemerker, slik at det dermed fås en øket datatetthet. Dette gjør at det ikke kan benyttes databærende strukturer basert på materialtransport, med mindre det transporterte materiale avsettes på en slik måte at det ikke kommer inn på områder som opptas av de tilstøtende, databærende strukturer.

Det er en ytterligere hensikt med den foreliggende oppfinnelse å skaffe et datalagringsmedium som tillater lagring av flere bit på samme sted, dvs. flere bit i hvert skrivemerke eller hver databærende struktur. Vanligvis er forholdet slik at et skrivemerke eller en databærende struktur i et konvensjonelt lagringsmedium har et skrivemerke som under avlesning vil befinne seg i en av to mulige tilstander, svarende til en binær 0 eller en binær 1. Typisk måles datalagringssjiktets reflektans eller transmittans og en enkel desisjonsterskel avgjør om sjiktet er utsatt for en skrivende laserpuls eller ikke ved stedet for den databærende struktur. Spesielt er derfor hensikten med oppfinnelsen i det foreliggende tilfelle å skaffe databærende strukturer som kan lagre mer enn 1 bit og fremfor alt å skaffe en databærende struktur som tillater koding av en gråskala slik at datalagringstettheten økes vesentlig i forhold til dagens kjente optiske datalagringsmedier. I den forbindelse kan det nevnes at det har vært gjort forsøk med elektroninnfanging i et flernivås lagringssjikt utviklet av Optex Inc., som hevder at det er mulig å benytte 16 gråskalanivåer, svarende til 4 bit. Dette mediet avleses ved å generere fluorescens fra elektroner innfanget under skriving, og mulighe-ten for lagring av en flernivås kode fremkommer ved å overvåke styrken av fluorescensen.

Endelig er hensikten med den foreliggende oppfinnelse å skaffe et datalagringsmedium hvor posisjonen av fokalpunktet i datalagringssjiktet forandres ved å forandre innfallsvinkelen for lys som benyttes til skriving i datalagringssjiktet, noe som gjør det mulig å danne et tett mønster av innfallsvinkeladresserbare datalagringsstrukturer, f.eks. med bruk av mikrolinser anordnet på datalagringsmediets overflate, slik dette er kjent fra NO-PS nr. 90-0443.

Det ovennevnte og andre hensikter oppnås i henhold til oppfinnelsen med et databærende medium som er kjennetegnet ved at hver av de databærende strukturer har en i henhold til verdien av det datum den representerer bestemt slukkingsgrad for fluorescensen som avgis fra denne databærende struktur når den bestråles med en fluorescenseksiterende stråling, idet slukkingsgraden for fluorescensen er referert til fluorescensen avgitt av det jomfruelige, fluorescerende sjikt i et område hvis overflateareal er lik arealet av den databærende struktur ved overflaten av det fluorescerende sjikt; eller med et databærende medium som er kjennetegnet ved at hver av de databærende strukturer har en i henhold til verdien av det datum den representerer bestemt slukkingsgrad for fluorescensen som avgis fra denne databærende struktur når den bestråles med en fluorescenseksiterende stråling, slik at det datum den databærende struktur representerer, tilsvarer verdien av et bestemt nivå i en på forhånd fastsatt, flernivås kode hvor hvert nivå tilsvarer en bestemt slukkingsgrad for fluorescensen, idet slukkingsgraden for fluorescensen er referert til fluorescensen avgitt av det jomfruelige, fluorescerende sjikt i et område hvis overflateareal er lik arealet av den databærende struktur ved overflaten av det fluorescerende sjikt; samt med en fremgangsmåte som er kjennetegnet ved å rette en laserstråle mot et sted på det fluorescerende sjikt, å bestråle dette sted slik at det dannes en databærende struktur ved dette sted i det fluorescerende sjikt, idet den databærende struktur fremkommer ved en termisk påvirkning av det fluorescerende sjikt og/eller en fotoindusert påvirkning av de i det fluorescerende sjikt anordnede fluorescerende fargestoffmolekyler og eventuelle andre molekyler, hvorved den databærende struktur får en bestemt slukkingsgrad for fluorescensen som avgis fra denne databærende struktur når den bestråles med fluorescenseksiterende stråling, idet slukkingsgraden for fluorescensen er referert til fluorescensen avgitt av det jomfruelige sjikt i et område hvis overflateareal er lik arealet av den databærende struktur ved overflaten av det fluorescerende sjikt; eller med en fremgangsmåte som er kjennetegnet ved å rette en laserstråle mot et sted på det fluorescerende sjikt, å modulere laserstrålen i henhold til en på forhånd fastsatt modulasjonsprosedyre som omfatter en rekke modulasjonstrinn tilsvarende nivåer i en på forhånd fastsatt flernivås kode, og å bestråle stedet på det fluorescerende sjikt med den modulerte laserstråle slik at det dannes en databærende struktur ved dette sted i det fluorescerende sjikt, idet den databærende struktur fremkommer ved en termisk påvirkning av det fluorescerende sjikt og/eller en fotoindusert påvirkning av de i det fluorescerende sjikt anordnede fluorescerende fargestoffmolekyler og eventuelle andre molekyler, hvorved den databærende struktur etter bestrålingen får en ved modulasjonen av laserstrålen bestemt slukkingsgrad for fluorescensen som avgis fra denne databærende struktur når den bestråles med fluorescenseksiterende stråling, idet slukkingsgraden for fluorescensen tilsvarer verdien av det ved den modulerte bestråling av den databærende struktur tilordnede datum som svarer til verdien av et bestemt nivå i den på forhånd fastsatte flernivås kode.

Endelig skaffes det i henhold til den foreliggende oppfinnelse også en fremgangsmåte som kan benyttes til avlesning av et av de databærende medier i henhold til oppfinnelsen og som er kjennetegnet ved å rette en lysstråle mot en databærende struktur, å avstemme lysstrålens bølgelengde til den spektrale respons av de fluorescerende fargestoffmolekyler i den databærende struktur, og å detektere den fra den databærende struktur avgitte fluorescens i en detektoranordning på avstand fra det databærende medium og anbragt over eller under dette, idet intensiteten av den detekterte fluorescens tilsvarer verdien av det til den databærende strukur tilordnede datum som utgjør et nivå i en på forhånd fastsatt, flernivås kode.

Ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsen fremgår av de vedføyde uselvstendige krav.

Oppfinnelsen skal nå omtales mer detaljert i tilknytning til den vedføyde tegning; hvor

figur 1 viser et skjematisk snitt av et databærende medium i henhold til den foreliggende oppfinnelse,

figur 2a, b viser skjematisk og i snitt generering av en databærende struktur i det databærende medium,

figur 3a, b viser skjematisk og i snitt generering av en annen databærende struktur i det databærende medium,

figur 4a, b viser skjematisk og i snitt generering av en tredje databærende struktur i det databærende medium,

figur 5 viser et skjematisk snitt av en utførelse av det databærende medium i henhold til oppfinnelsen,

figur 6 viser skjematisk og i snitt lagring av flere bit i en databærende struktur ved foreliggende oppfinnelse,

figur 7 viser skjematisk og i snitt lagring av flere bit i en annen databærende struktur ved den foreliggende oppfinnelse,

figur 8 viser skjematisk og i snitt en mer realistisk utførelse av et databærende medium i henhold til oppfinnelsen, og

figur 9 viser skjematisk prinsippet for utlesning av data fra et databærende medium i henhold til oppfinnelsen.

På fig. 1 er det vist et databærende medium som omfatter et fluorescerende sjikt 1

anordnet på et substrat 2. I det fluorescerende sjikt er det i dets overflate eller fra dets overflate og henimot substratet anordnet databærende strukturer generelt gjengitt med 3. Det skal forstås at betraktet fra oversiden av mediet vil de databærende strukturer 3

kunne være være anordnet i et lineært eller krumt forløp, eksempelvis i spiralform som på en CD-plate, eller også i rader og kolonner slik at de danner en matrise.

Det fluorescerende sjikt 1 som vist på fig. 2, omfatter fargestoffmolekyler 4 (fig. 2) som fordelaktig er innleiret i en gjennomsiktig polymergrunnmasse, eksempelvis av modifisert polymetylmetakrylat (MPMMA). Fargestoffmolekylene 4 kan eksempelvis være rodaminmolekyler. Hver av de databærende strukturer 3 har en bestemt slukkingsgrad for fluorescensen som avgis fra en databærende struktur 3 når den bestråles med fluorescenseksiterende stråling (fig. 6). Denne slukkingsgrad for fluorescensen er referert til den fluorescens som avgis av et jomfruelige, fluorescerende sjikt, dvs. det fluorescerende sjikt 1 uten databærende strukturer og som ikke er bestrålt med laserlys for å generere databærende strukturer 3. Eksempelvis kan slukkingsgraden for fluorescensen i et slikt tilfelle være referert til et område av det jomfruelige, fluorescerende sjikt og med et overflateareal lik arealet av den databærende struktur 3 ved overflaten av det fluorescerende sjikt 1. Slukkingsgraden for fluorescensen som avgis av en databærende struktur 3 angir verdien av det datum som er lagret i den databærende struktur.

På fig. 1 kan eksempelvis hver databærende struktur 3 representere en binær 0 eller en binær 1 og mellomrommet mellom hver databærende struktur representere en binær 1 eller en binær 0, idet fluorescensen som avgis i dette mellomrom, naturligvis vil være fluorescensen avgitt av det jomfruelige, fluorescerende sjikt 1.

De databærende strukturer 3 kan tilordnes en bestemt slukkingsgrad på flere måter. Fordelaktig kan det oppnås som vist på fig. 2a, b ved at skrivepulsen, dvs. en stråle av laserlys, faller inn på det fluorescerende sjikt 1 (fig. 2a) og mykner og smelter materialet i det fluorescerende sjikt slik at det dannes en databærende struktur 3

(fig. 2b) i form av en grop i dette sjikt. De involverte prosesser kan være en termoplastisk deformasjon, ablasjon eller en annen varmeindusert transpotrprosess. Ved bestråling av det fluorescerende sjikt med en fluorescenseksiterende stråling, vil gropen, dvs. den databærende struktur 3, ha lavere fluorescens enn de omgivende deler av det fluorescerende sjikt 1, idet slukkingsgraden for fluorescensen hovedsakelig bestemmes av geometrien til den varmeinduserte grop, i praksis f.eks. dybde og diameter.

Fluorescensen i det fluorescerende sjikt 1 kan også modifiseres på molekylært nivå, f.eks. som på fig. 3a, b ved å rette en stråle av laserlys mot overflaten av det fluorescerende sjikt 1 og å bevirke at i det minste en del av de fluorescerende fargestoff-

molekyler 4 migrerer ut av den med stiplet linje antydet databærende struktur 3

(fig. 3a). Dermed blir det færre fargestoffmolekyler 4 tilbake i den databærende struktur 3, som vist på fig. 3b, og intensiteten av fluorescenslyset som avgis fra strukturen 3 blir tilsvarende svekket, slik at det igjen oppnås en bestemt slukkingsgrad for fluorescensen. Slukkingsgraden vil hovedsakelig være bestemt av forholdet mellom antallet fluorescerende fargestoffmolekyler i strukturen 3, henholdsvis før og etter at fluorescensen er modifisert ved hjelp av laserstrålen.

På fig. 4a, b er det vist hvordan en databærende struktur 3 kan dannes i det fluorescerende sjikt 1 ved å bevirke en kjemisk reaksjon mellom de fluorescerende fargestoffmolekyler 4 og reagensmolekyler 5 som på figuren er vist som sirkler med en x, mens fargestoffmolekylene 4 er vist som åpne sirkler. Dermed fås som vist på fig. 4b, en databærende struktur hvor en del av molekylene i det fluorescerende sjikt 1 nå er reaksjonsprodukter 6, her vist som fylte sirkler, av fargestoffmolekylene 4 og og reagensmolekylene 5, idet reaksjonsproduktets molekyler 6 ikke fluorescerer under bestråling. Den dermed dannede databærende struktur 3 får en slukkingsgrad for fluorescensen som er bestemt av antall gjenværende, fluorescerende fargestoffmolekyler 4 i den databærende struktur 3 etter fluorescensmodifikasjonen. Bestrålingen med laserlys bevirker at fargestoffmolekylene 4 reagerer kjemisk med reagensmolekylene. En rekke andre kjemiske prosesser som kan initieres ved bestråling med laserlys, er velkjente for fagfolk, og det kan eksempelvis nevnes at det er mulig å oppnå fluorescensslukking ved radikaldannelse, oppdeling av fargestoffmolekylene eller omordning av fargestoffmolekylene eller å la fargestoffmolekylene reagere kjemisk med andre molekyler. I den forbindelse kan det vises til D.A. Gromov & al., "Efficient Plastic-Host Dye-Lasers", J. Opt. Soc. Am., bd. 2, nr. 7, sidene 1028-1031 (juli 1985).

I henhold til oppfinnelsen er det mulig å danne databærende strukturer 3 hvor slukkingsgraden for fluorescensen tilsvarer verdien av det datum som er tilordnet den databærende struktur, idet dette datum tilsvarer verdien av et bestemt nivå i en på forhånd fastsatt flernivås kode. Igjen er slukkingsgraden for fluorescensen referert til fluorescensen som avgis av det jomfruelige, fluorescerende sjikt i et område av dette som tilsvarer området for den databærende struktur 3 i det fluorescerende sjikt 1. Dermed blir det også å lagre flere bit i en og samme databærende struktur. Bruk av to forskjellige slukkingsgrader for fluorescensen gir eksempelvis en toverdig eller binær kode, idet en slukkingsgrad kan svare til binær 0 og en annen slukkingsgrad til binær 1. Med 4 forskjellige slukkingsgrader kan det lagres 2 bit. Det er imidlertid mulig å benytte koder med langt flere nivåer og i det minste teoretisk mulig å oppnå en effektiv gråskalakode, f.eks. ved at hver databærende struktur tilordnes en kode med 1024 nivåer og altså kan lagre inntil 10 bit. Dermed kan en og samme databærende struktur f.eks. lagre tallene 0-1023 og man får en økning i datatettheten med en faktor på 10 i forhold til konvensjonelle optiske datalagringssystemer av WORM-typen eksempelvis basert på reflekterende/ikke-reflekterende områder, dvs. enten med 1 eller 0 represen-tert i hver databærende struktur. Ved tilordning av de databærende strukturer til en flernivås kode, kan de samme metoder benyttes som vist på fig. 2-4, idet verdien av det datum den databærende struktur 3 lagrer på fig. 2, er gitt ved størrelsen av den databærende struktur eller gropen, på fig. 3 ved antall gjenværende fargestoffmolekyler 4 i den databærende struktur, og på fig. 4 ved antall fargestoffmolekyler 4 som ikke har undergått en kjemisk reaksjon med reagensmolekylene 5 og mistet fluorescensevnen.

Ved en fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen til generering av en databærende struktur 3 hvor det lagrede datum har en verdi som tilsvarer et nivå i en på forhånd fastsatt flernivås kode, moduleres laserstrålen i henhold til en på forhånd fastsatt modulasjonsprosedyre som omfatter en rekke modulasjonstrinn tilsvarende nivåer i den fastsatte flernivås kode. Ved å danne den databærende struktur 3 med en laserstråle som er gitt en bestemt modulasjonsverdi, får den databærende struktur en tilsvarende slukkingsgrad, slik at fluorescensen som avgis fra den databærende struktur når den bestråles med fluorescenseksiterende stråling, tilsvarer verdien av det til den databærende struktur tilordnede datum som fremkommer ved å benytte den fastsatte modulasjonsverdi for laserstrålen som danner den databærende struktur. Ved generering av de databærende strukturer 3 kan laserstrålen moduleres med hensyn til en rekke parametere. Fordelaktig kan modulasjonen oppnås ved å variere pulspara-metrene, idet modulasjonsverdien naturligvis er kommensurabel med verdien av det datum som tilordnes den databærende struktur 3 når den genereres og som igjen representerer et bestemt nivå i den fastsatte flernivås kode.

Fordelaktig kan det som vist på fig. 5, på overflaten av det fluorescerende sjikt 1 være anordnet et opakt sjikt 7 med gode strålingsabsorberende egenskaper og som forsvin-ner ved bestrålingen med laserlyset under genereringen av de databærende strukturer 3. Fig. 6 viser skjematisk databærende strukturer 3r34 i form av varmeinduserte groper med forskjellig størrelse, slik at de databærende strukturer fra 3r34 i rekkefølge representerer en kode med fire nivåer og dermed kan hver lagre 2 bit. Eksempelvis kan her 3t representerer binær 11, dvs. 3, og 340. Fig. 7 viser det samme arrangement som på fig. 6, med nivåene i hver datastruktur 3

3i-34bestemt av antall fluorescerende fargestoffmolekyler 4 i den dannede datastruktur. Det ønskede antall som svarer til et bestemt nivå i den fastsatte flernivås kode kan fremskaffes ved enten å bevirke en migrasjon av fargestoffmolekylene 4 ut av den databærende struktur 3 eller ved at fargestoffmolekyler 4 reagerer med andre molekyler og danner ikke-fluorescerende reaksjonsprodukter. På fig. 7 er den databærende struktur 3t skjematisk vist med 2 fargestoffmolekyler 4 og er tilordnet den binære verdi 11, altså 3, mens den databærende struktur 34er skjematisk vist med åtte fargestoffmolekyler 4 og tilordnet verdien 0. Tilsvarende avtar slukkingsgraden fra den databærende struktur 3i til den databærende struktur 34i henhold til de fire nivåer i den benyttede kode og de databærende strukturer 3 kan dermed hver lagre inntil 2 bit. Det skal naturligvis forstås at fig. 6 og 7 er rent skjematiske og er bare ment å skulle illustrere prinsippet for datalagring i henhold til oppfinnelsen, idet de fysiske realiteter (antallet molekyler etc.) naturligvis vil være helt annerledes.

Fig. 8 viser en mer praktisk utførelse av det databærende medium i henhold til oppfinnelsen. Over det fluorescerende sjikt 1 som er dopet med her ikke viste fargestoffmolekyler 4, kan det som nevnt være anordnet et strålingsabsorberende sjikt 7 som er opakt overfor både den fluorescerende stråling som avgis av det fluorescerende sjikt og den stråling som benyttes til å frembringe fluorescensen. Det opake sjikt 7 vil imidlertid forsvinne eller bli gjennomsiktig der hvor det absorberes stråling som benyttes til å danne den underliggende databærende struktur 3. Det fluorescerende sjikt 1 er anordnet over et gjennomsiktig substrat 2 som har høy transmissivitet overfor den av den databærende struktur 3 avgitte fluorescerende stråling. Som vist på fig. 8, er det fordelaktig anordnet optisk aktive strukturer 10>104 på overflaten av det databærende medium. Disse optiske aktive strukturer er på fig. 8 vist som mikrolinser

10i-104og delvis innleiret i et festesjikt 9 som er anbragt over et gjennomsiktig avstandssjikt 8. Det opake sjikt 7 er her vist anordnet mellom avstandssjiktet 8 og det fluorescerende sjikt 1, men det skal forstås at sjiktet 7 om ønsket kan utelates, selv om det innbærer visse fordeler ved f.eks. lesning av de i de databærende strukturer 3 lagrede data, idet det opake sjikt 7 ikke påvirkes av den fluorescenseksiterende lysstråling og gir det databærende medium økt støyimmunitet ved utlesning av de lagrede data. Mikrolinsene 10r104 kan være dannet av monodisperse kuler, slik dette nærmere er omtalt i den ovennevnte NO patentsøknad nr. 90-0443. Mikrolinsene 10r 104er optisk-geometrisk anordnet i entydig korrespondanse med en eller flere databærende strukturer. I praksis vil imidlertid en enkelt mikrolinse 10 som typisk kan ha en diameter på noen få ti-u.m, være tilordnet et meget stort antall databærende strukturer, eksempelvis flere tusen, idet utstrekningen av en enkelt databærende struktur 3 sammenlignet med mikrolinsens dimensjoner kan være meget liten, eksempelvis godt

under 1u.m.

I stedet for å benytte optisk aktive strukturer i form av refraktive strukturer som mikrolinser, kan de optisk aktive strukturer også være diffraktive strukturer, slik dette er nærmere omtalt i samme søkers samtidig inngitte norsk patentsøknad nr. 952542 og den tilsvarende PCT-søknad PCT/NO96/00155. Både med bruk av mikrolinser 10yi04som vist på fig. 8, og med diffraktive optiske strukturer kan strålen av innfallende lys, hvor enten det dreier seg om laserlys til generering av de databærende strukturer 3 eller lysstråling for å bevirke fluorescenseksitasjon i de databærende strukturer 3, entydig fokuseres til et bestemt punkt i det fluorescerende sjikt 1 for å danne en databærende struktur 3 eller til en databærende struktur 3 for derved å bevirke fluorescens for lesning av det der lagrede datum. Ved samtidig å benytte flere lysstråler med forskjellig innfallsvinkel 9 og som går gjennom mikrolinsen 10 eller den optisk aktive struktur, blir det mulig å generere databærende strukturer i parallell, idet de enkelte lysstråler naturligvis kan moduleres uavhengig av hverandre ved å benytte separate kilder for hver enkelt lysstråle. Tilsvarende kan det ved samtidig å benytte flere lysstråler, men med samme innfallsvinkel 9, for å frembringe fluorescens i de databærende strukturer 3, oppnås en parallell lesning av et antall databærende strukturer som svarer til antall benyttede lysstråler. Disse omstendigheter ligger imidlertid utenfor den foreliggende oppfinnelses ramme, men er nærmere behandlet i den ovennevnte samtidig inngitte og parallelle norske patentsøknad. Ved lesning av de lagrede data benyttes i henhold til oppfinnelsen en fremgangsmåte til generering og deteksjon av en fluorescenseksitasjon i de databærende strukturer. Prinsipielt er dette også vist på fig. 8. En lysstråle med en innfallsvinkel 9 treffer en mikrolinse 102og fokuseres mot en av de databærende strukturene 322. Den fluorescenseksiterende lysstråle må ha en bølgelengde som er avstemt til den spektrale respons av de fluorescerende fargestoffmolekyler 4 i den databærende struktur 3. Den fluorescens som ved eksitasjon genereres og avgis fra den databærende struktur, detekteres i en detektoranordning 11 som kan være anordnet på avstand fra det databærende medium og anbragt over eller under dette. På fig. 8 og 9 er det vist hvordan den avgitte fluorescens kommer ut av den databærende struktur og går gjennom det gjennomsiktige substrat 2, slik at detektoren 11 i dette tilfellet ville være anbragt under det gjennomsiktige substrat 2. Intensiteten av den detekterte fluorescens tilsvarer verdien av det til den databærende struktur tilordnede datum som utgjør et av nivåene i den fastsatte, flernivås kode. Det er imidlertid ingenting i veien for å anordne en fluorescensdetektoren 11' på oversiden av det databærende medium, idet fluorescenslyset som avgis fra den databærende struktur 3 i dette tilfellet kan passere gjennom den optisk aktive struktur eller mikrolinsen 10 og kan dermed fokuseres av

denne mot f.eks. et detektorelement i den optisk detektor 1 V.

I forbindelse med lesning av de lagrede data, dvs. deteksjon av den fra den databærende struktur avgitte fluorescens, kan det med fordel foregå en kalibrering eller kontroll av de avleste verdier ved samtidig å avlese databærende referansestrukturer som i rekkefølge representerer verdien av hvert enkelt nivå i den fastsatte flernivås kode. Disse referansestrukturer kan med fordel inngå i det antall databærende strukturer som er tilordnet en av de optisk aktive strukturer og det skal i den forbindelse vises til fig. 6 og 7, hvor det vil ses at de der viste databærende strukturer 3 nettopp gjengir referansestrukturer for en kode med fire nivåer, idet de databærende strukturer 3r34 i rekkefølge representerer de enkelte trinn i denne firenivås kode som tillater lagring av inntil 2 bit i hver av datastrukturene.

I et databærende medium i henhold til den foreliggende oppfinnelse og med anvend-else av fremgangsmåter til generering av en databærende struktur 3 i henhold til den foreliggende oppfinnelse er det mulig å oppnå meget små databærende strukturer, da fargestoffmolekylene 4 som er jevnt fordelt i det fluorescerende sjikt 1, gir en romlig definisjon som til syvende og sist bare er begrenset av avstanden mellom og dimen-sjonene av fargestoffmolekylene. Det er imidlertid verdt å merke seg at andre faktorer kan bidra til å redusere størrelsen av den databærende struktur eller påvirke det fluorescerende sjikt på en uheldig måte. Eksempelvis kan klyngedannelse eller krystallisasjon av fargestoffmolekylene gi det fluorescerende sjikt en komet struktur, noe som kan være et problem dersom det er nødvendig med en høy konsentrasjon av fargestoffmolekyler for å oppnå tilstrekkelig fluorescensstyrke i det fluorescerende sjikt.

Dersom fluorescensslukkingen oppnås ved en termisk prosess, vil omfanget av høytemperaturområdet som genereres under dannelse av de databærende strukturer, være avgjørende. Dette området kan strekke seg utenfor det direkte belyste volum, avhengig av pulsvarighet og varmetranspotrparameterne i det fluorescerende sjikt og i substratet. Selv i tilfeller hvor fluorescensslukkingen begrenses bare til det volum i det fluorescerende sjikt som utsettes for en intens belysning under dannelse av de databærende strukturer, dvs. at det ikke opptrer en termisk diffusjonsutvidelse av volumet av den databærende struktur, kan det være nødvendig å benytte et fluorescerende sjikt som for å sikre tilstrekkelig lysabsorpsjon, blir så tykt at det kan føre til et tap i definisjonen av stedet for den databærende struktur.

Ved dannelse av databærende strukturer 3 i henhold til den foreliggende oppfinnelse er det som ovenfor nevnt, mulig å oppnå fluorescensslukking ved en rekke forskjellige prosesser hvorunder de enkelte fargestoffmolekyler 4 påvirkes in situ, dvs. uten materialtransport over en større avstand. Det er eksempelvis velkjent at en rekke prosedyrer, som f.eks. lokal oppvarming i fokalområdet til skrivestrålen, kan involvere materialtransport på et molekylært nivå. Slike prosesser kan som nevnt, innbefatte radikaldannelse, oppdeling, omordning eller kjemisk reaksjon med tilstøtende molekyler i polymergrunnmassen. Da den foreliggende oppfinnelse ikke benytter materialtransport over et større område enn den kontrastdannende mekanisme, vil situasjonen være forskjellig fra hva tilfellet er ved skriving ved hjelp av termoplastisk deformasjon. Da det således ikke foregår noen vesentlig materialstrøm, er det heller ikke noe problem med overlapping mellom tilstøtende databærende strukturer, slik at disse ved den foreliggende oppfinnelse kan danne et ekstremt tett mønster.

I litteraturen er det godt belagt at fluorescensen fra fargestoffer som er immobilisert i en polymergrunnmasse, kan slukkes i varierende grad ved å utsettes for intens belysning, eksempelvis i en rekke trinn, jf. den ovennevnte artikkel av D.A. Gromov & al. Ved den foreliggende oppfinnelse oppnås en flernivås koding av de databærende strukturer 3 i de fluorescerende sjikt 1 ved passende styring av intensiteten og energien til lysstrå-lingen under genereringen av de databærende strukturer og skrivingen av data. Ved datautlesning kan den gjenværende fluorescens fra de databærende strukturer kvantifiseres ved å benytte en vel definert lyspuls for å generere fluorescens fra den databærende struktur under utlesningen og dermed angi en flerbits tilstand i den databærende struktur.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse skaffes fluorescensslukkingen ved f.eks. å modulere intensiteten og pulsenergien til det innfallende lys. Forholdene mellom de valgte modulasjonsparametere for skrivestrålen kan være lineære, ikke-lineære eller terskelavhengige. Som et eksempel på sistnevnte, kan det nevnes at hvor fluorescensslukkingen forårsakes av lokal oppvarming ved absorpsjon av lyset, vil fluorescensslukkingen ikke bli effektiv før det nås en terskeltemperatur, f.eks. glassovergangs-temperaturen til polymergrunnmassen i det fluorescerende sjikt 1. Ved en praktisk implementering av flernivås koding av de databærende strukturerer 3 i henhold til oppfinnelsen, skal det derfor forstås at valget av parametere for å generere slike databærende strukturer i stor utstrekning er avhengig av empiriske bestemte data.

Antallet oppnåelig nivåer ved bruk av flernivås koding av de databærende strukturer 3 avhengig av utstyret som benyttes til genereringen og innbærer at det må tas hensyn til både skrive- og lesehastighetene såvel som datalagringstettheten i datalagringsmediet samt de stipulerte kostnader for utstyr og datalagringsmedier.

Som et eksempel på hva det er mulig å oppnå med hensyn til antall nivåer i den benyttede flernivås kode, skal det vises til forsøk med fluorescensslukking av xantenfarge-stoffer innleiret i polymetylmetakrylat, med bruk av suksessive lyspulser. Belysnings-nivåene varierte fra et meget høyt nivå hvor all fluorescens ble slukket i en enkelt puls, og nedover. Det ble iaktatt at antallet pulser som var nødvendig for en bestemt grad av fluorescensslukking, var reproduserbart knyttet til belysningsnivået. I den forbindelse kan det vises til den ovennevnte artikkel av D.A. Gromov & al. Basert på disse resulta-ter, ligger det maksimalt oppnåelige antall trinn for flernivås koding i området fra 100-2000, dvs. at det er mulig å lagre ca. 5-10 bit i hver databærende struktur 3 i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Til sammenligning kan anføres den tidligere omtalte optiske datalagring basert på elektroninnfanging (ETOM) som i denne forbindelse er spesielt relevant, da den også er basert på fluorescens. Selv om de benyttede materialer og lagringspirnsipper er helt forskjellig fra de ved den foreliggende oppfinnelse, er de grunnleggende begrensninger med hensyn til utstyr og fluores-censdeteksjon lignende. Utlesning fra ETOM er utført på tretten nivåer og det er som ovenfor omtalt, hevdet at seksten nivåer, dvs. 4 bits lagring, vil bli realisert i kommersi-elle versjoner.

Ved utlesning av data fra de databærende strukturer 3 i datalagringsmediet i henhold til den foreliggende oppfinnelse, blir det fluorescerende sjikt belyst ved forskjellige steder for de databærende strukturer av en forholdsvis svak lysstråle som frembringer fluorescensen av de databærende strukturer. Selv om det innfallende, fluorescenseksiterende lys treffer den databærende struktur eller det fluorescerende sjikt fra forskjellige retninger, vil fluorescenslyset som emitteres av den databærende struktur i hvert tilfelle utstråles isotropt (fig. 9). Selv om bare en relativt liten andel av den totale fluorescensemisjon fra en databærende struktur er rettet slik at den innfanges av deteksjonssystemet, vil denne andel i en første tilnærmelse være den samme for alle posisjoner av de databærende strukturer og belysningsretninger. Dette innbefatter også refleksjon eller transmisjon fra baksiden av datalagringsmediet, hvor fluorescenslys emittert fra alle databærende strukturer vil ha den samme fordeling med hensyn til vinkelintensitet. Eliminering av problemer knyttet til variabel eller total refleksjon utgjør et viktig aspekt ved bruk av fluorescensbaserte databærende strukturer.

Da genereringen av databærende strukturer 3 og deteksjon av deres utsendte fluorescenslys finner sted i to forskjellige bølgelengdeområder, blir det mulig å fjerne direkte lysstråling som lekker gjennom det fluorescerende sjikt 1, såvel som falske refleksjoner av dette lyset inne i datalagringsmediet. Dette oppnås ved å benytte et filter som er anbragt på detektoren 11 for fluorescensemisjon og/eller ved å dope substratet 2 for datalagringsmediet med et spektralt tilpasset, ikke-fluorescerende fargestoff. Krysstale ved deteksjonsbølgelengden kan reduseres ved å innføre absorpsjon i substratet, slik at det fås en sterk svekking av fluorescenslyset som forplanter seg over avstander som er mye større enn tykkelsen av substratet. Ytterligere kan bruken av et opakt sjikt 7 over det fluorescerende sjikt bidra til å øke støyimmuniteten til datalagringsmediet i henhold til oppfinnelsen, enten ved å absorbere refleksjoner på grenseflatene av det fluorescerende sjikt eller ved å maskere bort reflektert eller spredt fluorescenslys fra tilstøtende databærende strukturer når deteksjonen av fluorescenslyset skjer ved fokusering gjennom optisk aktive strukturer 10.

For å fremstille et tynt fluorescerende sjikt 2 som benyttet ved datalagringsmediet i henhold til den foreliggende oppfinnelse, kan det anvendes en rekke forskjellige fargestoffer, f.eks. kumarin-, xanten- eller oxazin-fargestoffer og faste runnmassematerialer, f.eks. termoherdende polymerer eller termoplastiske polymerer. Etter at fargestoffet er oppløst i grunnmassematerialet og før det sistnevnte herdes, kan sjiktet påføres ved en rekke mulige beleggingsprosesser for tynnsjikt, såsom spinnbelegging, elektrostatisk sprøytbelegging, knivbestrykning eller meniskbelegging. For å oppnå en god definisjon av de databærende strukturer 3, bør sjikttykkelsen være mindre enn 1u,m og fargestoffets tetthet og sjikttykkelsen må styres meget nøyaktig i de tilfeller hvor det skal benyttes flernivås koding av de databærende strukturer. Dette ligger godt innenfor mulighetene som dagens teknikk tilbyr for masseproduksjonsprosesser, også dersom det benyttes et krumt avstandssjikt konsentrisk med de kuleformede mikrolinser og et tilsvarende krumt fluorescerende sjikt.

Som et konkret eksempel kan det i den forbindelse vises til fargestoff/polymer-systemet omtalt i den ovennevnte artikkel av D.A. Gromov & al., hvor rodamin 6g ble innleiret i en grunnmasse av modifisert polymetylmetakrylat (MPMMA). Når kloridet av rodamin 6g ble belyst med 50 ns pulser av laserlys med en bølgelengde på 530 nm, ble fluorescensen fullstendig slukket med 180 pulser med en intensitet på 1 J/cm<2>(svarende til 10 nJ/u;m2. Økning av intensiteten til 1,6 J/cm<2>, svarende til 16 nJ/u.m2, forårsaket fullstendig fluorescensslukking i en eneste puls. Dette svarer til en lasereffekt på 10 mW, fokusert til 0,25 u,m2 og med en pulslengde på 400 ns. Disse parametere ligger tett opptil de som for tiden benyttes i konvensjonell optisk datalagring.

Endelig skal det nevnes at dersom datamediet i henhold til oppfinnelsen er utført i form av et hybrid sjikt som vist på fig. 8, kan det også benyttes fargestoff/polymersystemer hvor fluorescensslukking ikke er mulig. Ved hjelp av det i utgangspunktet opake sjikt 5 som er anordnet over det fluorescerende sjikt 4, f.eks. i form av et hulldannende metallsjikt, hindres lys i å nå det fluorescerende sjikt, bortsett fra områder hvor det opake sjikt er påvirket under skriveprosessen. Ved utlesning vil fluorescens bare kunne eksiteres fra de åpninger som er dannet i det opake sjikt. Denne fremgangsmåten som er basert på bruk av en kontrollert fluorescenseksitasjon, muliggjør bruk av skrivbare sjikt som ikke er fluorescerende i det bølgelengdeområde hvor deteksjonen finner sted, men som allikevel kan bestråles for å danne en opak eller helt transmitterende tilstand, henholdsvis tilsvarende binær 0 eller binær 1. Sjiktet kan også bestråles slik at transmisjonsgraden (absorpsjonen) varierer i flere trinn, slik at det blir mulig å lagre mer enn én bit i hver databærende struktur i det fluorescerende sjikt. Fire trinn eller transmissivitetsnivåer vil f.eks. muliggjøre lagring av 2 bit. Dette innebærer en vesentlig utvidelse av mulighetene for å velge materiale ved en praktisk fremstilling av det databærende medium.

Claims

1. Databærende medium, omfattende et fluorescerende sjikt (1) anordnet på et substrat (2), hvor det i det fluorescerende sjikt (1) i dets overflate eller fra dets overflate og henimot substratet (2) er anordnet databærende strukturer (3), hvor de databærende strukturer (3) er anordnet i et lineært eller krumt forløp, eller i rader og kolonner slik at de databærende strukturer danner en matrise, og hvor det fluorescerende sjikt (1) omfatter i utgangspunktet fluorescerende fargestoffmolekyler (4) innleiret i en gjennomsiktig polymergrunnmasse,karakterisert vedat hver av de databærende strukturer (3) har en i henhold til verdien av det datum den representerer bestemt slukkingsgrad for fluorescensen som avgis fra denne databærende struktur (3) når den bestråles med en fluorescenseksiterende stråling, idet slukkingsgraden for fluorescensen er referert til fluorescensen avgitt av det jomfruelige, fluorescerende sjikt (1) i et område hvis overflateareal er lik arealet av den databærende struktur (3) ved overflaten av det fluorescerende sjikt.

2. Databærende medium i henhold til krav 1, karakterisert vedat hver databærende struktur (3) ved sin slukkingsgrad representerer en binær 0 eller en binær 1, og at mellomrommet mellom hver databærende struktur (3) tilsvarende representerer en binær 1 eller en binær 0 ved fluorescensen avgitt av det jomfruelige, fluorescerende sjikt (1).

3. Databærende medium i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert vedat den databærende struktur (3) er en fotoindusert grop i det fluorescerende sjikt (1), slik at en databærende struktur (3) har en slukkingsgrad for fluorescensen hovedsakelig bestemt av den fotoinduserte grops geometri.

4. Databærende medium i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert vedat den databærende struktur (3) er et fluorescensmodifisert område i det fluorescerende sjikt (1), idet fluorescensmodifikasjonen er dannet ved å bevirke en migrasjon av i det minste en del av de i utgangspunktet fluorescerende fargestoffmolekyler (4) ut av den databærende struktur (3), slik at graden av fluorescensmodifikasjon tilsvarer forholdet mellom antallet fluorescerende fargestoffmolekyler (4) i området for den databærende struktur (3) henholdsvis før og etter fluorescensmodifikasjonen, hvorved den databærende struktur (3) fåren slukkingsgrad for fluorescensen hovedsakelig bestemt av antall gjenværende fargestoffmolekyler i den databærende struktur etter fluorescensmodifikasjonen.

5. Databærende medium i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert vedat den databærende struktur (3) er et fluorescensmodifisert område i det fluorescerende sjikt (1), idet fluorescensmodifikasjonen er dannet ved å bevirke en kjemisk forandring av i det minste en del av de i utgangspunktet fluorescerende fargestoffmolekyler (4) slik at de ikke lenger fluorescerer, slik at graden av fluorescensmodifikasjon tilsvarer forholdet mellom antallet fluorescerende fargestoffmolekyler (4) i området for den databærende struktur (3) henholdvis før og etter fluorescensmodifikasjonen, hvorved den databærende struktur (3) får en slukkingsgrad for fluorescensen hovedsakelig bestemt av antall gjenværende, fluorescerende fargestoffmolekyler (4) i den databærende struktur etter fluorescensmodifikasjonen.

6. Databærende medium i henhold til krav 5, karakterisert vedat de kjemisk forandrede, ikke-fluorescerende fargestoffmolekyler (4) er et reaksjonsprodukt mellom de i utgangspunktet fluorescerende fargestoffmolekyler (4) og i grunnmassen forekommende ytterligere molekyler (5) som reagerer kjemisk med fargestoffmolekylene (4) under en kontrollert, ytre fysisk påvirkning av det fluorescerende sjikt (1).

7. Fremgangsmåte til generering av en databærende struktur (3) i et databærende medium omfattende et fluorescerende sjikt (1) i henhold til et av de foregående krav,karakterisert vedå rette en laserstråle mot et sted på det fluorescerende sjikt, å bestråle dette sted slik at det dannes en databærende struktur ved dette sted i det fluorescerende sjikt, idet den databærende struktur fremkommer ved en termisk påvirkning av det fluorescerende sjikt og/eller fotoindusert påvirkning av de i det fluorescerende sjikt anordnede fluorescerende fargestoffmolekyler og eventuelle andre molekyler, hvorved den databærende struktur får en bestemt slukkingsgrad for fluorescensen som avgis fra denne databærende struktur når den bestråles med fluorescenseksiterende stråling, idet slukkingsgraden for fluorescensen er referert til fluorescensen avgitt av det jomfruelige sjikt i et område hvis overflateareal er lik arealet av den databærende struktur ved overflaten av det fluorescerende sjikt.

8. Databærende medium, omfattende et fluorescerende sjikt (1) anordnet på et substrat (2), hvor det i det fluorescerende sjikt (1) i dets overflate eller fra dets overflate og henimot substratet (2) er anordnet databærende strukturer (3), hvor de databærende strukturer er anordnet i et lineært eller krumt forløp, eller i rader og kolonner slik at de databærende strukturer danner en matrise, og hvor det fluorescerende sjikt (1) omfatter i utgangspunktet fluorescerende fargestoffmolekyler (4) innleiret i en gjennomsiktig polymergrunnmasse,karakterisert vedat hver av de databærende strukturer (3) har en i henhold til verdien av det datum den representerer bestemt slukkingsgrad for fluorescensen som avgis fra denne databærende struktur (3) når den bestråles med en fluorescenseksiterende stråling, slik at det datum den databærende struktur (3) representerer, tilsvarer verdien av et bestemt nivå i en på forhånd fastsatt, flernivås kode hvor hvert nivå tilsvarer en bestemt slukkingsgrad for fluorescensen, idet slukkingsgraden for fluorescensen er referert til fluorescensen avgitt av det jomfruelige, fluorescerende sjikt (1) i et område hvis overflateareal er lik arealet av den databærende struktur (3) ved overflaten av det fluorescerende sjikt.

9. Databærende medium i henhold til krav 8, karakterisert vedat den flernivås kode er en toverdig eller binær kode.

10. Databærende medium i henhold til krav 8, karakterisert vedat den flernivås kode er en gråskalakode.

11. Databærende medium i henhold til krav 8, karakterisert vedat den databærende struktur (3) er en fotoindusert grop i det fluorescerende sjikt (1), slik at en databærende struktur (3) har en slukkingsgrad for fluorescensen hovedsakelig bestemt av den fotoinduserte grops geometri.

12. Databærende medium i henhold til krav 8, karakterisert vedat den databærende struktur (3) er et fluorescensmodifisert område i det fluorescerende sjikt (1), idet fluorescensmodifikasjonen er dannet ved å bevirke en migrasjon av i det minste en del av de i utgangspunktet fluorescerende fargestoffmolekyler (4) ut av den databærende struktur (3), slik at graden av fluorescensmodifikasjon tilsvarer forholdet mellom antallet fluorescerende fargestoffmolekyler (4) i området for den databærende struktur (3) henholdsvis før og etter fluorescensmodifikasjonen, hvorved den databærende struktur (3) får en slukkingsgrad for fluorescensen hovedsakelig bestemt av antall gjenværende fargestoffmolekyler (4) i den databærende struktur etter fluorescensmodifikasjonen.

13. Databærende medium i henhold til krav 8, karakterisert vedat den databærende struktur (3) er et fluorescensmodifisert område i det fluorescerende sjikt (1), idet fluorescensmodifikasjonen er dannet ved å bevirke en kjemisk forandring av i det minste en del av de i utgangspunktet fluorescerende fargestoffmolekyler (4) slik at de ikke lenger fluorescerer, slik at graden av fluorescensmodifikasjon tilsvarer forholdet mellom antallet fluorescerende fargestoff molekyler i området for den databærende struktur (3) henholdvis før og etter fluorescensmodifikasjonen, hvorved den databærende struktur (3) får en slukkingsgrad for fluorescensen hovedsakelig bestemt av antall gjenværende, fluorescerende fargestoffmolekyler (4) i den databærende struktur etter fluorescensmodifikasjonen.

14. Databærende medium i henhold til krav 13, karakterisert vedat de kjemisk forandrede, ikke-fluorescerende fargestoffmolekyler (6) er et reaksjonsprodukt mellom de i utgangspunktet fluorescerende fargestoffmolekyler (4) og i grunnmassen forekommende ytterligere molekyler (5) som reagerer kjemisk med fargestoffmolekylene under en kontrollert, ytre fysisk påvirkning av det fluorescerende sjikt (1).

15. Databærende medium i henhold til et av kravene 8-14, karakterisert vedat polymergrunnmassen er valgt blant termoherdende polymerer eller termoplastisk polymerer som polymetylmetakrylat.

16. Databærende medium i henhold til et av kravene 8-14, karakterisert vedat fargestoffmolekylene (4) velges blant fargestoffmolekyler tilhørende kumarinklassen, xantenklassen eller oxazinklassen.

17. Databærende medium i henhold til et av kravene 8-14, karakterisert vedat det på overflaten av det fluorescerende sjikt (1) er anordnet et strålingsabsorberende sjikt (7) som er opakt overfor både den fluorescerende stråling avgitt av det fluorescerende sjikt (1) og den fluorescenseksiterende stråling.

18. Databærende medium i henhold til et av kravene 8-14, karakterisert vedat substratet (2) har høy transmissivitet overfor den av en databærende struktur (3) avgitte fluorescerende stråling.

19. Databærende medium i henhold til krav 8, karakterisert vedat en sekvens, rad eller kolonne av databærende struktur (3) omfatter en eller flere referansestrukturer (3r3n) som i rekkefølge representerer verdien av hvert enkelt nivå i den fastsatte flernivås kode.

20. Databærende medium i henhold til krav 8 eller 17, karakterisert vedat det ved overflaten av det fluorescerende sjikt (1) eller det opake, strålingsabsorberende sjikt (7) er anordnet optisk aktive strukturer (10).

21. Databærende medium i henhold til krav 20, karakterisert vedat de optisk aktive strukturer (10) er refraktive strukturer og optisk-geometrisk anordnet i entydig korrespondanse med en eller flere databærende strukturer (3).

22. Databærende medium i henhold til krav 21, karakterisert vedat de optisk aktive strukturer (10) er mikrolinser, delvis innleiret i et festesjikt (9) dannet over det fluorescerende sjikt eller det på det fluorescerende sjikt anordnet opake, strålingsbsorberende sjikt (7).

23. Databærende medium i henhold til krav 8, karakterisert vedat de optisk aktive strukturer (10) er diffraktive strukturer og optisk-geometrisk anordnet i entydig korrespondanse med en eller flere databærende strukturer (3).

24. Fremgangsmåte til generering av en databærende struktur (3) i et databærende medium omfattende et fluorescerende sjikt (1) i henhold til krav 8-23,karakterisert vedå rette en laserstråle mot et sted på det fluorescerende . sjikt, å modulere laserstrålen i henhold til en på forhånd fastsatt modulasjonsprosedyre som omfatter en rekke modulasjonstrinn tilsvarende nivåer i en på forhånd fastsatt flernivås kode, og å bestråle stedet på det fluorescerende sjikt med den modulerte laserstråle slik at det dannes en databærende struktur ved dette sted i det fluorescerende sjikt, idet den databærende struktur fremkommer ved en termisk påvirkning av det fluorescerende sjikt og/eller en fotoindusert påvirkning av de i det fluorescerende sjikt anordnede fluorescerende fargestoffmolekyler og eventuelle andre molekyler, hvorved den databærende struktur etter bestrålingen får en ved modulasjonen av laserstrålen bestemt slukkingsgrad for fluorescensen som avgis fra denne databærende struktur når den bestråles med fluorescenseksiterende stråling, idet slukkingsgraden for fluorescensen tilsvarer verdien av det ved den modulerte bestråling av den databærende struktur tilordnede datum som svarer til verdien av et bestemt nivå i den på forhånd fastsatte flernivås kode.

25. Fremgangsmåte i henhold til krav 24, karakterisert vedat laserstrålen moduleres med hensyn til en av de følgende parametere: pulsvarighet, pulslengde, pulsamplitude eller pulsfrekvens i en strålingsskur, idet modulasjonsverdien velges kommensurabel med verdien av det datum som ved genereringen av den databærende struktur tilordnes denne og som utgjør et bestemt nivå i den fastsatte flernivås kode.

26. Fremgangsmåte til generering og deteksjon av en fluorescenseksitasjon hos en databærende struktur (3) i et databærende medium omfattende et fluorescerende sjikt (10), i henhold til krav 8-23, karakterisert vedå rette en lysstråle mot en databærende struktur, å avstemme lysstrålens bølgelengde til den spektrale respons av de fluorescerende fargestoffmolekyler i den databærende struktur, og å detektere den fra den databærende struktur avgitte fluorescens i en detektoranordning på avstand fra det databærende medium og anbragt over eller under dette, idet intensiteten av den detekterte fluorescens tilsvarer verdien av det tii den databærende strukur tilordnede datum som utgjør et nivå i en på forhånd fastsatt, flernivås kode.

27. Fremgangsmåte i henhold til krav 26, karakterisert vedå referere den detekterte fluorescens avgitt av en databærende struktur til den fluorescens som avgis ved eksitasjon av en eller flere referansestrukturer som i rekkefølge representerer verdien av hvert enkelt nivå i den fastsatte flernivås kode.