RU2127915C1 - Information medium for optical storage device - Google Patents

Information medium for optical storage device Download PDF

Info

Publication number
RU2127915C1
RU2127915C1 RU98111010A RU98111010A RU2127915C1 RU 2127915 C1 RU2127915 C1 RU 2127915C1 RU 98111010 A RU98111010 A RU 98111010A RU 98111010 A RU98111010 A RU 98111010A RU 2127915 C1 RU2127915 C1 RU 2127915C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
recording medium
information
recording
arsenic
tellurium
Prior art date
Application number
RU98111010A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.К. Лапин
Original Assignee
Лапин Юрий Константинович
Анисимова Зоя Витальевна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лапин Юрий Константинович, Анисимова Зоя Витальевна filed Critical Лапин Юрий Константинович
Priority to RU98111010A priority Critical patent/RU2127915C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2127915C1 publication Critical patent/RU2127915C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)

Abstract

FIELD: computer engineering. SUBSTANCE: device has substrate and recording medium. Substrate is made from transparent material, which is covered with sequence of reflecting and protection layers. Reflecting layer is made from aluminum; recording medium from alloy of tellurium, arsenic and selenium. Composition content is the following, %: tellurium, 10-35; arsenic, 2-15; selenium, 50-88. EFFECT: increased reliability of information storage, increased contrast of writing. 2 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к технике записи и воспроизведения информации оптическим излучением и предназначено для использования в оптических запоминающих устройствах для однократной записи и многократного чтения информации лазерами инфракрасного диапазона. The present invention relates to techniques for recording and reproducing information by optical radiation and is intended for use in optical memory devices for single recording and multiple reading of information by infrared lasers.

Известен носитель информации для оптической записи, состоящий из подложки и регистрирующей среды, выполненной из сплава теллура, мышьяка, германия и селена со следующим соотношением компонентов, ат.%: Te 50-88, As 10-25, Ge 0-10, Se 0-40 (1). Запись информации осуществляется локальным разрушением материала регистрирующей среды лазерным излучением со стороны регистрирующего слоя. Устройство имеет следующий недостаток: малая надежность записи информации из-за загрязнения испаряемым веществом самого регистрирующего слоя и оптики лазера. Known information carrier for optical recording, consisting of a substrate and a recording medium made of an alloy of tellurium, arsenic, germanium and selenium with the following ratio of components, at.%: Te 50-88, As 10-25, Ge 0-10, Se 0 -40 (1). Information is recorded by local destruction of the material of the recording medium by laser radiation from the side of the recording layer. The device has the following disadvantage: low reliability of information recording due to contamination by the vaporized substance of the recording layer and laser optics.

Прототипом настоящего изобретения является носитель для оптической записи лазерами инфракрасного диапазона, состоящий из подложки, изготовленной из прозрачного материала, и регистрирующей среды, с последовательно нанесенными на нее отражательным и защитным слоем (2). В качестве материала регистрирующей среды выбран Sb2Se3, отражательного слоя - Bi2Te3. При записи информации в устройстве по прототипу происходит переход материала регистрирующей среды из аморфного состояния в кристаллическое, что приводит к увеличению коэффициента отражения с 10 до 40%. Для обеспечения надежной работы механизма слежения лазерного луча за разметкой в прозрачной подложке диска и высокой контрастности записи необходим как можно более высокий коэффициент отражения (более 60%), а устройство по прототипу обеспечивает коэффициент отражения носителя информации не более 40%. Относительно повышенная температура фазового перехода регистрирующей среды 160oC требует увеличения мощности лазера при записи информации.A prototype of the present invention is a carrier for optical recording by infrared lasers, consisting of a substrate made of a transparent material and a recording medium, with a reflective and protective layer successively applied to it (2). Sb 2 Se 3 was chosen as the material of the recording medium, and Bi 2 Te 3 was the reflective layer. When recording information in the device according to the prototype, the material of the recording medium passes from the amorphous state to the crystalline state, which leads to an increase in the reflection coefficient from 10 to 40%. To ensure reliable operation of the laser tracking mechanism for marking in a transparent disk substrate and high recording contrast, the highest possible reflection coefficient (more than 60%) is required, and the prototype device provides an information carrier reflection coefficient of not more than 40%. The relatively high temperature of the phase transition of the recording medium 160 o C requires an increase in laser power when recording information.

Таким образом, основным недостатком устройства по прототипу является относительно небольшой коэффициент отражения. Thus, the main disadvantage of the device of the prototype is the relatively small reflection coefficient.

Другим недостатком устройства по прототипу является более высокая температура фазового перехода материала регистрирующей среды, что требует повышенной мощности лазера при записи. Another disadvantage of the prototype device is the higher phase transition temperature of the material of the recording medium, which requires increased laser power when recording.

В связи с указанными техническими и технологическими результатами использования устройства по прототипу существует задача создания носителя информации оптического запоминающего устройства, предназначенного для использования в системах хранения информации с однократной записью и многократным чтением, в частности в бытовых, и обладающего повышенным коэффициентом отражения, более низкой температурой размягчения регистрирующей среды и повышенной надежностью хранения информации. In connection with the indicated technical and technological results of using the device according to the prototype, there is a problem of creating an information storage medium of an optical storage device intended for use in information storage systems with write-once and multiple reads, in particular in household ones, and having an increased reflection coefficient, lower softening temperature recording environment and increased reliability of information storage.

Поставленная задача решается автором следующим образом. В известном носителе информации оптического запоминающего устройства, состоящем из подложки, изготовленной из прозрачного материала, и регистрирующей среды, с последовательно нанесенными на нее отражательным слоем и защитным слоем, отражательный слой выполняют из алюминия, а регистрирующую среду из сплава теллура, мышьяка и селена со следующим составом компонентов: теллур 10-35 ат. %, мышьяк 2-15 ат.%, селен 50-88 ат.%. The problem is solved by the author as follows. In a known storage medium of an optical storage device, consisting of a substrate made of a transparent material, and a recording medium, with a reflective layer and a protective layer successively applied to it, the reflective layer is made of aluminum, and the recording medium is made of an alloy of tellurium, arsenic and selenium with the following the composition of the components: tellurium 10-35 at. %, arsenic 2-15 at.%, selenium 50-88 at.%.

Технический результат от применения предлагаемого устройства состоит в увеличении надежности хранения информации при сохранении его чувствительности. The technical result from the application of the proposed device is to increase the reliability of information storage while maintaining its sensitivity.

Основным техническим преимуществом настоящего изобретения по сравнению с прототипом является повышение коэффициента отражения за счет наличия отражательного слоя с высоким коэффициентом отражения. При этом увеличивается контрастность записи информации. The main technical advantage of the present invention compared to the prototype is the increase in reflectance due to the presence of a reflective layer with a high reflectance. This increases the contrast of the recording information.

Сущность изобретения поясняют чертежи фиг. 1 и фиг. 2, на которых изображено: фиг. 1 - таблица составов регистрирующей среды, на основании которых могут быть приготовлены носители информации для записи лазерами инфракрасного диапазона, фиг. 2 - носитель информации оптического запоминающего устройства. The invention is illustrated by the drawings of FIG. 1 and FIG. 2, in which: FIG. 1 is a table of compositions of the recording medium, on the basis of which information carriers for recording by infrared lasers can be prepared, FIG. 2 - storage medium of an optical storage device.

На фиг. 1 приведены составы регистрирующей среды с низкой температурой стеклования, на основании которых могут быть приготовлены носители информации для записи лазерами инфракрасного диапазона. Регистрирующая среда должна иметь относительно небольшой коэффициент поглощения для увеличения коэффициента отражения носителя информации. Для сохранения чувствительности носителя информации температура размягчения регистрирующей среды должна быть относительно малой. Запись информации осуществляется методом локального фототермического разрушения регистрирующей среды. Сочетание малого поглощения и низкой температуры размягчения позволяет обеспечить запись информации на предлагаемом носителе информации. Увеличение содержания теллура сверх указанного диапазона ведет к повышению кристаллизационной способности регистрирующей среды и быстрому старению носителя информации и его деградации в течение нескольких месяцев. Уменьшение содержания теллура снижает коэффициент поглощения среды и делает ее слабо чувствительной к излучению полупроводниковым лазером. Повышение содержания мышьяка увеличивает температуру стеклования регистрирующей среды, что затрудняет процесс образования единицы информации. Запись информации осуществляется методом локального фототермического разрушения регистрирующей среды. Уменьшение содержания мышьяка ведет к повышению кристаллизационной способности регистрирующей среды. Содержание мышьяка и теллура является оптимальным и обеспечивает высокую устойчивость среды к старению и деградации, с одной стороны, и возможность записи информации полупроводниковыми лазерами ближней инфракрасной области, с другой. In FIG. Figure 1 shows the compositions of a recording medium with a low glass transition temperature, on the basis of which information carriers can be prepared for recording by infrared lasers. The recording medium should have a relatively small absorption coefficient to increase the reflection coefficient of the information carrier. To maintain the sensitivity of the information carrier, the softening temperature of the recording medium should be relatively low. Information is recorded by the method of local photothermal destruction of the recording medium. The combination of low absorption and low softening temperature allows for the recording of information on the proposed information carrier. An increase in tellurium content in excess of the specified range leads to an increase in the crystallization ability of the recording medium and the rapid aging of the information carrier and its degradation over several months. A decrease in tellurium content reduces the absorption coefficient of the medium and makes it weakly sensitive to radiation by a semiconductor laser. An increase in the content of arsenic increases the glass transition temperature of the recording medium, which complicates the formation of a unit of information. Information is recorded by the method of local photothermal destruction of the recording medium. A decrease in arsenic leads to an increase in the crystallization ability of the recording medium. The content of arsenic and tellurium is optimal and provides a high resistance of the medium to aging and degradation, on the one hand, and the ability to record information by near-infrared semiconductor lasers, on the other.

На фиг. 2 показана послойная структура носителя информации. Носитель информации состоит из подложки (1), изготовленной из прозрачного материала, регистрирующей среды (2), отражательного слоя из алюминия (3) и защитного слоя (4). Лазерный луч (5) проходит через делительную призму (6), прозрачную подложку (1), регистрирующую среду (2), отражается от отражательного слоя (3), проходит в обратном направлении и попадает в устройство регистрации излучения (7). При записи информации используют лазер с большей мощностью, что вызывает увеличение оптической плотности из-за фототермического разрушения регистрирующей среды. Мощность лазера при чтении является недостаточной для изменения оптической плотности регистрирующего слоя. За счет разницы величины отраженного сигнала на записанных и не записанных участках обеспечивается запись информации предлагаемого носителя информации. Нанесение отражательного слоя позволяет повысить коэффициент отражения носителя информации. Кроме того, изоляция регистрирующей среды между подложкой и отражательным слоем значительно снижает кристаллизационную способность регистрирующей среды, чем увеличивает надежность хранения информации. Материал отражательного слоя должен иметь высокий коэффициент отражения и быть химически пассивным в отношении регистрирующей среды. Алюминий полностью удовлетворяет данным требованиям. Защитный слой предохраняет носитель информации от внешних воздействий. Предпочтительным является защитный слой из отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера. In FIG. 2 shows the layered structure of the storage medium. The information carrier consists of a substrate (1) made of a transparent material, a recording medium (2), a reflective layer of aluminum (3) and a protective layer (4). The laser beam (5) passes through a fission prism (6), the transparent substrate (1), which records the medium (2), is reflected from the reflective layer (3), passes in the opposite direction, and enters the radiation registration device (7). When recording information, a laser with a higher power is used, which causes an increase in optical density due to photothermal destruction of the recording medium. The laser power when reading is insufficient to change the optical density of the recording layer. Due to the difference in the magnitude of the reflected signal in the recorded and unrecorded areas, the information of the proposed information medium is recorded. The application of a reflective layer allows to increase the reflection coefficient of the information carrier. In addition, the isolation of the recording medium between the substrate and the reflective layer significantly reduces the crystallization ability of the recording medium, which increases the reliability of information storage. The material of the reflective layer must have a high reflectance and be chemically passive with respect to the recording medium. Aluminum fully meets these requirements. The protective layer protects the storage medium from external influences. A protective layer of a UV curable polymer is preferred.

Пример. Носитель информации оптического запоминающего устройства изготавливается следующим образом. Для синтеза сплава регистрирующей среды берут 3,39 г теллура, 0,50 г мышьяка и 6,11 г селена. Навеску помещают в ампулу из кварцевого стекла, вакуумируют ампулу и отпаивают. Смесь нагревают до 600oC и выдерживают в течение 3 часов при перемешивании расплава. Охлаждение расплава производят на воздухе. Сплав состава Te24Se70As6 наносят на подложку из поликарбоната толщиной 1,2 мм, диаметром 120 мм методом термоионного распыления слоем с толщиной 120 нм. Отражательный слой из алюминия толщиной 60 нм наносят со стороны регистрирующей среды методом катодного распыления. Защитный слой толщиной 10-20 мкм из фотоотверждаемого полимера наносится на алюминий методом центрифугирования на воздухе с последующим отвердением под действием ультрафиолетового излучения.Example. The storage medium of the optical storage device is made as follows. For the synthesis of the alloy of the recording medium, 3.39 g of tellurium, 0.50 g of arsenic and 6.11 g of selenium are taken. A sample is placed in a quartz glass ampoule, the ampoule is evacuated and soldered. The mixture is heated to 600 o C and incubated for 3 hours with stirring of the melt. The melt is cooled in air. An alloy of the composition Te 24 Se 70 As 6 is applied to a polycarbonate substrate with a thickness of 1.2 mm and a diameter of 120 mm by thermal ion sputtering with a layer with a thickness of 120 nm. A 60 nm thick reflective layer of aluminum is applied from the side of the recording medium by cathodic sputtering. A protective layer with a thickness of 10-20 μm from a photocurable polymer is applied to aluminum by centrifugation in air followed by hardening under the influence of ultraviolet radiation.

Коэффициент отражения носителя информации составляет 71%, коэффициент поглощения регистрирующей среды - 19% на длине волны 790 нм. Носитель работоспособен при температуре от -20 до 40oC; выдерживает температуру 50oC в течение длительного времени (10 - 20 суток) без ухудшения характеристик, температуру 30oC при относительной влажности 95% в течение 10 суток.The reflection coefficient of the information carrier is 71%, the absorption coefficient of the recording medium is 19% at a wavelength of 790 nm. The carrier is operable at a temperature of from -20 to 40 o C; withstands temperatures of 50 o C for a long time (10 to 20 days) without deterioration, temperature 30 o C at a relative humidity of 95% for 10 days.

Регистрирующий слой имеет толщину 50-300 нм. При толщине, меньшей 50 нм, снижается энергетическая чувствительность из-за малого поглощения оптического излучения в регистрирующем слое. При толщине, большей 300 нм, снижается разрешающая способность. В качестве материала носителя подложки информации может использоваться стекло, поликарбонат, полиметилметакрилат толщиной 0,6-2 мм. Для нанесения материала регистрирующей среды могут использоваться методы высокочастотного магнетронного и термоионного напыления с использованием испарителей специальной формы. Скорость напыления 0,5-5 нм/сек, давление остаточных газов в камере 10-5 мм рт.ст.The recording layer has a thickness of 50-300 nm. At a thickness less than 50 nm, the energy sensitivity decreases due to the small absorption of optical radiation in the recording layer. With a thickness greater than 300 nm, the resolution decreases. Glass, polycarbonate, polymethyl methacrylate with a thickness of 0.6-2 mm can be used as the material of the information substrate carrier. For applying the material of the recording medium, methods of high-frequency magnetron and thermionic sputtering using special form evaporators can be used. The deposition rate of 0.5-5 nm / s, the pressure of the residual gases in the chamber 10 -5 mm RT.article

Алюминий наносится методом катодного распыления в вакууме толщиной 40-80 нм. В качестве материала защитного слоя используют фотоотверждающие полимеры на основе эпоксиакрилатов. Защитный слой наносится методом центрифугирования на воздухе толщиной 10-20 мкм с последующим отвердением под действием ультрафиолетового излучения. Aluminum is deposited by cathodic sputtering in vacuum with a thickness of 40-80 nm. As the material of the protective layer, photo-curing polymers based on epoxy acrylates are used. The protective layer is applied by centrifugation in air with a thickness of 10-20 microns, followed by hardening under the influence of ultraviolet radiation.

Источники информации;
1. Патент Франции N 2363857, кл. G 11 B 7/00, 1978.
Sources of information;
1. French patent N 2363857, cl. G 11 B 7/00, 1978.

2. Патент Франции N 2536197 A, кл. G 11 B 7/24, 18.05.84. 2. French Patent N 2536197 A, CL G 11 B 7/24, 05/18/84.

Claims (1)

Носитель информации оптического запоминающего устройства, состоящий из подложки, изготовленной из прозрачного материала, и регистрирующей среды с последовательно нанесенными на нее отражательным и защитным слоями, отличающийся тем, что отражательный слой выполнен из алюминия, а регистрирующая среда - из сплава теллура, мышьяка и селена со следующим составом компонентов, аб.%:
Теллур - 10 - 35
Мышьяк - 2 - 15
Селен - 50 - 88
An information storage medium of an optical storage device consisting of a substrate made of a transparent material and a recording medium with successively applied reflective and protective layers, characterized in that the reflective layer is made of aluminum, and the recording medium is made of an alloy of tellurium, arsenic and selenium with the following composition of components, ab.%:
Tellurium - 10 - 35
Arsenic - 2 - 15
Selenium - 50 - 88
RU98111010A 1998-06-18 1998-06-18 Information medium for optical storage device RU2127915C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98111010A RU2127915C1 (en) 1998-06-18 1998-06-18 Information medium for optical storage device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98111010A RU2127915C1 (en) 1998-06-18 1998-06-18 Information medium for optical storage device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2127915C1 true RU2127915C1 (en) 1999-03-20

Family

ID=20207060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98111010A RU2127915C1 (en) 1998-06-18 1998-06-18 Information medium for optical storage device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2127915C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yamada et al. High speed overwritable phase change optical disk material
US6190750B1 (en) Rewritable optical information medium
CA1238489A (en) Information recording medium
US6226258B1 (en) Optical recording medium with transmissivity controlling layer
US6670013B2 (en) Optical recording medium and use of such optical recording medium
KR20020080423A (en) Optical information medium and its use
US4860274A (en) Information storage medium and method of erasing information
TWI277085B (en) Optical information recording medium and method for manufacturing the same
US6660451B1 (en) Optical information recording medium
US5811217A (en) Optical information recording medium and optical information recording/reproducing method
US5305303A (en) Optical information recording medium
US4879205A (en) Information storage medium and a method of manufacturing the same
RU2127915C1 (en) Information medium for optical storage device
JP4199731B2 (en) Optical recording medium, optical information processing apparatus, and optical recording / reproducing method
US5385806A (en) Optical information recording medium
JP2001084645A (en) Optical information recording medium
JP2002190139A (en) Optical storage medium
US6855479B2 (en) Phase-change optical recording media
RU2151432C1 (en) Information carrier for optical storage device
RU2174715C1 (en) Information carrier of optical storage and process of recording of optical information on it
JPH0746442B2 (en) Optical information recording medium
US6117511A (en) Optical recording media
KR20050059098A (en) Rewritable optical data storage medium and use of such a medium
KR100910127B1 (en) Rewritable optical storage medium and use of such medium
JP3064583B2 (en) Optical recording medium