RU2174715C1 - Носитель информации оптического запоминающего устройства и способ записи оптической информации на него - Google Patents

Носитель информации оптического запоминающего устройства и способ записи оптической информации на него Download PDF

Info

Publication number
RU2174715C1
RU2174715C1 RU2000127262/28A RU2000127262A RU2174715C1 RU 2174715 C1 RU2174715 C1 RU 2174715C1 RU 2000127262/28 A RU2000127262/28 A RU 2000127262/28A RU 2000127262 A RU2000127262 A RU 2000127262A RU 2174715 C1 RU2174715 C1 RU 2174715C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
recording medium
layer
recording
chemically active
carrier
Prior art date
Application number
RU2000127262/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Ю.К. Лапин
А.С. Гирин
З.В. Анисимова
Ю.В. Ефимов
Original Assignee
Лапин Юрий Константинович
Анисимова Зоя Витальевна
Ефимов Юрий Викторович
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, Ефимов Юрий Викторович filed Critical Лапин Юрий Константинович
Priority to RU2000127262/28A priority Critical patent/RU2174715C1/ru
Priority to PCT/RU2001/000267 priority patent/WO2002037481A1/ru
Priority to AU2001280320A priority patent/AU2001280320A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2174715C1 publication Critical patent/RU2174715C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/0045—Recording
    • G11B7/00451—Recording involving ablation of the recording layer
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B2007/24302—Metals or metalloids
    • G11B2007/24312—Metals or metalloids group 14 elements (e.g. Si, Ge, Sn)
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B2007/24302—Metals or metalloids
    • G11B2007/24314—Metals or metalloids group 15 elements (e.g. Sb, Bi)
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/242—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers
    • G11B7/243—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of recording layers comprising inorganic materials only, e.g. ablative layers
    • G11B2007/24302—Metals or metalloids
    • G11B2007/24316—Metals or metalloids group 16 elements (i.e. chalcogenides, Se, Te)
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/241—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material
    • G11B7/252—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers
    • G11B7/258—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material characterised by the selection of the material of layers other than recording layers of reflective layers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к технике записи и воспроизведения информации оптическим излучением. Носитель содержит подложку из светопропускающего материала, регистрирующую среду, включающую отражательный слой из металла или сплава металлов с толщиной 5-30 нм и химически активный по отношению к нему слой. Отражательный слой регистрирующей среды выполнен на основе соединений элементов главной подгруппы шестой группы Периодической системы Менделеева с элементами главных подгрупп четвертой - пятой групп. Носитель может иметь многоуровневую конструкцию. Воздействуя импульсным лазерным лучом на отражательный слой регистрирующей среды, вызывают эффект его фоторастворения в химически активном по отношению к нему слое, вызывая образование прозрачных или непрозрачных пит. Технический результат - повышение надежности хранения информации, емкости и оптического контраста при расширении класса используемых материалов и снижении себестоимости. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретения относятся к технике записи и воспроизведения информации оптическим излучением и предназначены для использования в оптических запоминающих устройствах для однократной записи и многократного чтения информации лазерами видимого и инфракрасного диапазона.
Данная группа изобретений образует единый изобретательский замысел, поскольку заявляемый носитель информации оптического запоминающего устройства предназначен для использования в заявляемом способе записи оптической информации.
Известны носители оптической информации, содержащие подложку из светопропускающего материала, регистрирующую среду из сплавов теллура, мышьяка и селена [1] или мышьяка, селена, теллура и германия [2], нанесенную на подложку. При этом в [1] имеется отражательный слой из металла с высоким коэффициентом отражения - алюминия, инертного к взаимодействию с регистрирующей средой, нанесенный на регистрирующую среду, и над ним - защитный слой из фотоотверждаемого полимера.
При облучении таких носителей лазерным лучом запись оптической информации обуславливалась абляцией регистрирующей среды с образованием углублений в ней в местах попадания на нее импульсов лазера, что приводило к созданию оптического контраста в этих местах, называемых лигами, по отношению к областям вне попадания импульсов [1]; либо испарением материала регистрирующей среды, что также приводило к созданию оптического контраста между записанными и незаписанными областями регистрирующей среды [2].
Для обеспечения работы таких носителей с различными типами лазерного излучения необходимо иметь до записи высокий коэффициент отражения (более 60%) в широком диапазоне оптического спектра. А носители данного типа обеспечивают высокий коэффициент отражения в узкой области спектра, что обусловлено спектрами отражения и пропускания материала регистрирующей среды. При этом трудно обеспечить высокий коэффициент отражения регистрирующей среды, которая должна в то же время быть высокочувствительной для изменений ее состояния при облучении лазерным лучом, а следовательно, иметь высокий коэффициент поглощения для обеспечения записи.
Кроме того, относительно низкая температура размягчения регистрирующей среды из указанных выше материалов снижает климатическую устойчивость носителя оптической информации, т.е. снижается надежность хранения информации в диапазоне температур 60-90oC.
Известны носители оптической информации, содержащие подложку из светопропускающего материала, регистрирующую среду, нанесенную на подложку и выполненную из органических материалов, в качестве которых обычно используются жидкие красители, обеспечивающие высокую чувствительность при низком коэффициенте поглощения. При этом на слой регистрирующей среды последовательно нанесены отражающий слой, обычно из золота, серебра, алюминия, меди или их сплавов, и защитный слой - из отверждаемого полимера [3].
Однако такой носитель оптической информации имеет высокую стоимость из-за использования дорогих металлов отражающего слоя и высокой стоимости органических красителей.
Кроме того, органические красители также имеют узкую рабочую область оптического спектра.
Известен носитель оптической информации, выбранный за прототип, содержащий подложку из светопропускающего материала, регистрирующую среду, состоящую из двух последовательно нанесенных слоев: отражательного слоя, расположенного на подложке, выполненного из висмута, индия, теллура, олова, сурьмы, свинца, титана, цинка, хрома, германия, меди, кадмия, золота, алюминия или серебра, т.е. металла с низкой температурой плавления, и химически активного слоя из стеклообразного сплава мышьяка-серы, мышьяка-селена, германия-серы, германия-селена, мышьяка-германия-селена, мышьяка-германия-серы или мышьяка-германия-серы-селена, а над химически активным слоем регистрирующей среды последовательно расположены дополнительный отражательный слой из золота или алюминия и защитный слой из фотоотверждаемого полимера [4].
Данный носитель оптической информации обладает более высоким коэффициентом отражения в широкой области оптического спектра за счет наличия в регистрирующей среде дополнительного отражательного слоя с высоким коэффициентом отражения в широкой области спектра, который и определяет коэффициент отражения носителя до записи. После записи, когда произошло сплавление материалов отражательного слоя регистрирующей среды и ее химически активного слоя, коэффициент отражения носителя определяется коэффициентом отражения дополнительного отражательного слоя, материал которого должен быть химически инертным по отношению к материалу химически активного слоя регистрирующей среды. Защитный слой при этом должен обладать механической твердостью и выполнять защитную роль, предотвращая влияние внешней среды.
Однако при хранении данного носителя трудно сохранить высокий коэффициент отражения дополнительного отражательного слоя.
Поскольку образование пит при записи происходит под действием лазерного облучения за счет взаимодействия обоих слоев регистрирующей среды, сложно проконтролировать размер образуемых пит.
Причем в данном носителе обеспечивается образование только пит, прозрачных на длине волны лазерного излучения, что изменяет длину оптического пути лазерного излучения на оптическую глубину образовавшейся питы и приводит к сдвигу оптической фазы лазерного излучения. В результате на приемник лазерного излучения поступает при чтении отраженный свет с измененной фазой. При этом для получения высокого уровня сигнала, поступающего на приемник лазерного излучения при чтении, образовавшаяся пита должна быть прозрачной на длине волны лазерного излучения, а дополнительный отражательный слой выбирается с высоким коэффициентом отражения.
Но в общем случае для обеспечения записи важным является наличие оптического контраста между областями пит и вне их, который может достигаться как за счет изменения фазы, так и за счет изменения амплитуды лазерного излучения. И образуемые питы при этом могут быть как прозрачными, так и непрозрачными (т. е. с высоким коэффициентом поглощения на длине волны лазерного излучения).
Задачей изобретения является создание носителя, имеющего высокую надежность в хранении информации и позволяющего в то же время использовать более широкий класс материалов, способных обеспечить при записи оптический контраст в регистрирующей среде между образованными лигами и вне их, т.е. стоит задача создания более технологичного носителя оптической информации с более низкой себестоимостью, а также имеющего повышенную емкость записываемой информации.
Решение данной задачи обеспечивается в носителе информации оптического запоминающего устройства, содержащем подложку из светопропускающего материала, регистрирующую среду, включающую отражательный слой из металла, расположенный на подложке, и химически активный по отношению к нему слой, нанесенный на отражательный слой, защитный слой из фотоотверждаемого полимера, отличающемся тем, что отражательный слой регистрирующей среды выполнен из металла или сплава металлов с толщиной, равной 5-30 нм, химически активного при записи по отношению к материалу химически активного слоя регистрирующей среды, выполненного из сплава на основе соединений элементов главной подгруппы шестой группы Периодической системы Менделеева с элементами главных подгрупп четвертой-пятой групп, с возможностью создания на носителе дополнительного уровня записи, который включает в себя аналогичные подложку, регистрирующую среду и защитный слой.
Причем защитный слой может быть нанесен на химически активный слой регистрирующей среды.
Данный носитель может содержать по меньшей мере один дополнительный уровень записи.
Данный носитель может содержать комбинацию двух соединенных между собой одно- или многоуровневых конструкций, расположенных друг к другу так, что отражательный слой регистрирующей среды любого уровня каждой конструкции является первым из двух слоев регистрирующей среды по отношению к падающему на него лазерному лучу при записи.
Кроме того, в любом носителе - с одноуровневой, многоуровневой конструкцией или содержащем комбинацию одно- или многоуровневых конструкций, - на химически активный слой регистрирующей среды может быть нанесен дополнительный слой из материала, обладающего механической твердостью и химически инертного по отношению к материалу химически активного слоя регистрирующей среды. А защитный слой при этом может быть нанесен на этот дополнительный слой.
Причем комбинацию слоев дополнительных подложки, регистрирующей среды и защитного слоя, образующих дополнительный уровень записи, наносят на уже имеющийся защитный слой носителя.
В общем случае носитель может содержать несколько уровней, в каждом из которых имеется комбинация из слоев подложки, регистрирующей среды и защитного слоя, образовывая многоуровневую конструкцию носителя.
При этом возможна в каждом из дополнительных уровней замена местами подложки и защитного слоя из прозрачного фотоотверждаемого полимера, т.е. любой из дополнительных уровней может состоять из следующей комбинации слоев: защитный слой из прозрачного фотоотверждаемого полимера, отражательный слой регистрирующей среды, химически активный по отношению к нему слой регистрирующей среды и подложка.
Запись и воспроизведение оптической информации в обоих из рассмотренных выше случаев наличия нескольких уровней в носителе осуществляется со стороны подложки первого уровня.
В то же время емкость записываемой оптической информации может быть увеличена за счет обеспечения возможности записи и чтения информации с помощью лазерного сигнала, облучающего обе стороны носителя.
В этом случае носитель должен содержать комбинацию двух соединенных между собой одно- или многоуровневых конструкций, соединенных между собой таким образом, что слои регистрирующей среды расположены друг по отношению к другу так, чтобы отражательный слой регистрирующей среды любого уровня каждой из конструкций был первым по отношению к падающему на него лазерному лучу при записи.
Поясним влияние перечисленных отличительных признаков на решение поставленной задачи.
Выполнение отражательного слоя регистрирующей среды не только из металлов, но и из сплавов металлов, химически активных при записи по отношению к материалу химически активного слоя регистрирующей среды, позволяет обеспечить более высокую чувствительность к записи сплавов металлов по сравнению с чистыми металлами из-за более низкой температуры плавления сплавов металлов по сравнению с металлами. При этом расширяется класс применяемых металлов, используемых в сплавах, за счет таких высокоплавких металлов, как железо, никель, цирконий и других.
Для создания амплитудного оптического контраста (а не только фазового, как в прототипе) между записанными областями (питами) носителя возможно расширение класса используемых материалов химически активного слоя регистрирующей среды за счет использования материалов не только с низким коэффициентом поглощения лазерного излучения, но и материалов, поглощающих лазерное излучение с образованием при записи не только прозрачных пит (как в прототипе), но и непрозрачных пит. Это дает возможность использования сплавов элементов главной подгруппы шестой группы Периодической таблицы Менделеева с такими металлами, как сурьма, висмут, и другими элементами главных подгрупп четвертой-пятой групп, т.е. расширить класс материалов, которые можно использовать в качестве химически активного слоя регистрирующей среды.
При этом при создании оптического контраста между записанными (питами) и незаписанными областями нет необходимости получения высокого уровня сигнала в пите, что дает возможность нанесения защитного слоя непосредственно на химически активный слой регистрирующей среды без использования дополнительного слоя из металла или сплава металлов на химически активном слое регистрирующей среды, а это способствует решению проблемы хранения носителя.
Для повышения емкости записываемой информации в данном носителе может быть использована по меньшей мере одна дополнительная комбинация из слоев подложки, регистрирующей среды и защитного слоя, в том числе установленная в перевернутом положении.
В общем же случае может быть использована многоуровневая конструкция, содержащая несколько таких комбинаций. При этом запись информации (образование пит) может осуществляться в каждом из полученных уровней.
Возможность создания многоуровневого носителя обусловлена тем, что слой металла или сплава металлов, используемый в качестве отражательного слоя регистрирующей среды, толщиной 5-30 нм, является полупрозрачным на длине волны лазерного излучения, что при условии разделения отдельных уровней толщиной защитного слоя обеспечивает возможность чтения и записи информации на втором и далее уровнях.
При этом толщина d разделительного защитного слоя между ниже и вышележащими уровнями должна быть выбрана такой, чтобы ограничить процесс фоторастворения в пределах регистрирующей среды соответствующего слоя; обеспечить теплоизоляцию этого уровня от ниже- и вышележащих уровней для локализации энергии, необходимой для образования питы в соответствующем уровне; создать условия для различения уровней устройством чтения и записи информации, но величина d должна быть не менее величины, выбираемой из условия:
d = λ/2•A2,
где λ- длина волны лазерного излучения;
A - апертура линзы устройства считывания/записи.
Причем количество уровней определяется минимальным количеством энергии лазерного излучения, необходимой для обеспечения процесса образования пит в самом верхнем уровне, и может быть определено инженерным расчетом.
Возможность установки любого из уровней в перевернутом положении обусловлена стремлением к упрощению технологического процесса изготовления носителя и не приводит к изменению процесса записи (способ записи инвариантен к порядку расположения указанной комбинации отдельного уровня).
В то же время в предлагаемом носителе возможно использование дополнительного слоя, наносимого на химически активный слой регистрирующей среды.
При этом, вследствие того, что нет необходимости получения высокого уровня сигнала в пите, возможно выполнение этого слоя из материалов с низким коэффициентом отражения: таких как титан, цинк, керамика на основе сложных силикатов, карбида титана и других материалов с высокой механической твердостью и химически инертных.
А защитный слой может быть нанесен в этом случае на этот дополнительный слой, а может и отсутствовать, поскольку функцию защитного слоя возьмет на себя этот дополнительный слой.
Тогда процесс образования пит происходит в условиях пространства, ограниченного дополнительным слоем с высокой механической твердостью.
Структура предлагаемого носителя поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана общая структура данного носителя, содержащего подложку 1 из светопропускающего материала, регистрирующую среду, включающую отражательный слой 2 из металла или сплава металлов, толщиной (5-30) нм, расположенный на подложке, и химически активный по отношению к нему слой 3, нанесенный на отражательный слой 2, защитный слой 4 из отверждаемого полимера, расположенный на химически активном слое 3 регистрирующей среды.
При этом химически активный слой 3 может быть выполнен из сплава на основе соединений элементов главной подгруппы шестой группы Периодической системы Менделеева с элементами главных подгрупп четвертой - пятой групп.
На фиг. 2 показан вариант структуры предлагаемого носителя, в котором на химически активный слой 3 регистрирующей среды нанесен дополнительный слой 5 из материалов, обладающих механической твердостью и химически инертных по отношению к материалу химически активного слоя 3 регистрирующей среды.
В этом случае защитный слой 4 нанесен на этот дополнительный слой 5.
На фиг. 3 показан вариант многоуровневой структуры предлагаемого носителя на примере двухуровневой структуры.
Рассмотрим примеры изготовления носителя информации.
Пример 1. На подложку из поликарбоната толщиной 1,2 мм, диаметром 120 мм, с предварительной спиральной разметкой для механизма слежения при записи методом термического испарения в вакууме последовательно наносят сплав индия и олова в соотношении 9:1 толщиной 25 нм и As2S3 толщиной 14 нм. Защитный слой толщиной 5-15 мкм из фотоотверждаемого полимера наносится на сульфид мышьяка методом центрифугирования на воздухе с последующим отвердением под действием ультрафиолетового излучения.
Запись информации осуществляли на стандартном записывающем устройстве Traxdata CDRW 4260 на 2-й скорости. Чтение записанной информации производили на тестирующем устройстве Qlover QA-101 D (длина волны считывающего лазера 780 нм). Коэффициент отражения носителя информации составляет 70%, I3/Itop - 0,39, I11/Itop - 0,77. Носитель работоспособен при температуре от -10 до 60oC.
Пример 2. На подложку, как в примере 1, методом термического испарения в вакууме последовательно наносят висмут толщиной 25 нм и SbSe толщиной 130 нм. Защитный слой толщиной 5-15 мкм из фотоотверждаемого полимера наносится на селенид сурьмы методом центрифугирования на воздухе с последующим отвердением под действием ультрафиолетового излучения.
Запись и воспроизведение информации осуществляли, как в примере 1. Коэффициент отражения носителя информации составляет 57%, I3/Itop - 0,43, I11/Itop - 0,80. Носитель работоспособен при температуре от -10 до 50oC.
Пример 3. На подложку, как в примере 1, методом термического испарения в вакууме последовательно наносят сурьму толщиной 21 нм и Ge2Se3 толщиной 25 нм. Защитный слой толщиной 5-15 мкм из фотоотверждаемого полимера наносится на селенид германия методом центрифугирования на воздухе с последующим отвердением под действием ультрафиолетового излучения.
Запись и воспроизведение информации осуществляли, как в примере 1. Коэффициент отражения носителя информации составляет 65%, I3/Itop - 0,37, I11/Itop - 0,73. Носитель работоспособен при температуре от -10 до 60oC.
Пример 4. На подложку, как в примере 1, методом термического испарения в вакууме последовательно наносят олово толщиной 24 нм и As25Se68Sn7 толщиной 38 нм. Защитный слой толщиной 5-15 мкм из фотоотверждаемого полимера наносится на слой мышьяк-селен-олово методом центрифугирования на воздухе с последующим отвердением под действием ультрафиолетового излучения.
Запись и воспроизведение информации осуществляли, как в примере 1. Коэффициент отражения носителя информации составляет 58%, I3/Itop - 0,35, I11/Itop - 0,71. Носитель работоспособен при температуре от -10 до 60oC.
Пример 5. На подложку, как в примере 1, методом термического испарения в вакууме последовательно наносят индий толщиной 23 нм, Bi2Se3 толщиной 115 нм и дополнительный слой из титана толщиной 100 нм. Защитный слой толщиной 5-15 мкм из фотоотверждаемого полимера наносится на слой титана методом центрифугирования на воздухе с последующим отвердением под действием ультрафиолетового излучения.
Запись и воспроизведение информации осуществляли, как в примере 1. Коэффициент отражения носителя информации составляет 68%, I3/Itop - 0,42, I11/Itop - 0,82. Носитель работоспособен при температуре от - 10 до 60oC.
Пример 6. На подложку из поликарбоната толщиной 0,1 мм с предварительной спиральной разметкой для механизма слежения при записи [1] методом термического испарения в вакууме последовательно наносят индий толщиной 22 нм, GeSe2 толщиной 12 нм. Далее на селенид германия наносят защитный слой из фотоотверждаемого полимера методом центрифугирования толщиной 2-15 мкм с последующим отвердением под действием ультрафиолетового излучения. На другую подложку из поликарбоната толщиной 0,6 мм, диаметром 120 мм, с предварительной спиральной разметкой для механизма слежения при записи [1] методом термического испарения в вакууме последовательно наносят индий толщиной 10 нм, GeSe3 толщиной 10 нм. Защитный слой 4 толщиной 1-10 мкм из прозрачного фотоотверждаемого полимера наносится на слой селенида германия методом центрифугирования на воздухе соединяют с первой подложкой со стороны поликарбоната и производят его отверждение под действием ультрафиолетового излучения. Схема такого носителя представлена на фиг. 3.
Запись и чтение информации осуществляют со стороны подложки 1 лазерным излучением с длиной волны 650 нм. Коэффициент отражения носителя информации на первой регистрирующей среде до записи составляет 38%, после записи 12%, коэффициент отражения на второй регистрирующей среде до записи составляет 68%, после записи 24%. Носитель работоспособен при температуре от -10 до 60oC.
Пример 7. Берем два носителя, изготовленных так, как описано в примере 6. Далее на защитный слой одного из этих носителей методом центрифугирования наносят слой толщиной 2-15 мкм из прозрачного фотоотверждаемого полимера, соединяют с защитным слоем второго носителя и производят его отверждение под действием ультрафиолетового излучения.
Запись и чтение информации полученного носителя осуществляют со стороны подложки одного и/или другого из соединенных носителей лазерным излучением с длиной волны 650 нм. При этом уровни сигналов записи и чтения на каждом из слоев соединенных носителей остались такими же, как и в примере 6.
В качестве материала подложки носителя информации может использоваться стекло, поликарбонат, полиметилметакрилат толщиной 0,1-2 мм. Для нанесения материалов регистрирующей среды могут использоваться методы высокочастотного магнетронного и термического напыления. Скорость напыления 0,5-50 нм/с, давление остаточных газов в камере 10-3-10-6 мм рт.ст.
Известны способы записи оптической информации на носитель оптического запоминающего устройства [2, 1], в качестве которого используют носитель, изготовленный методом термического или магнетронного испарения в вакууме на подложку из светопропускающего материала сплава регистрирующей среды 2 или термического, или магнетронного испарения в вакууме на подложку из светопропускающего материала сплава регистрирующей среды и отражательного слоя из металла с высоким коэффициентом отражения, а затем нанесения методом центрифугирования на отражательный слой защитного слоя из фотоотверждаемого полимера 1.
При записи такой носитель облучают лазерным лучом, под воздействием которого регистрирующая среда либо испаряется, что приводит к уменьшению коэффициента отражения в местах записи, т.е. в местах образования пит 2, либо осуществляется эффект абляции, что также приводит к уменьшению коэффициента отражения в местах образования пит 1.
При этом в способе [1] до осуществления записи высокий коэффициент отражения определяется коэффициентом отражения металла отражательного слоя, а в способе [2] - коэффициентом отражения сплава металлов регистрирующей среды, выполнявшей функцию отражательного слоя. После записи в способе (1), так же как до записи,- коэффициентом отражения отражательного слоя (металла), а в способе [2] - коэффициентом отражения подложки, поскольку произошло испарение регистрирующей среды.
При этом было сложно обеспечить компромисс между высоким коэффициентом отражения до записи и высокой чувствительностью регистрирующей среды (высокий коэффициент поглощения) при записи. В результате при использовании в процессе записи указанных материалов с высокой чувствительностью не удавалось получить высокий коэффициент отражения и, в конечном счете, обеспечить достаточный оптический контраст между записанными областями (питами), на которые попадали импульсы лазерного излучения, и незаписанными областями регистрирующей среды.
Известен способ записи оптической информации на носитель оптического запоминающего устройства [3], при котором используют носитель, изготовленный методом центрифугирования с нанесением на подложку из светопропускающего материала органического красителя, и отражательного слоя, которым может быть золото, серебро, медь или алюминий или их сплавы.
Процесс записи заключается в облучении лазерным лучом слоя регистрирующей среды, под действием которого он нагревается и частично разлагается. При этом нагревается и подложка и вздувается в местах воздействия импульсами лазерного излучения, усиливая образуемые в регистрирующей среде питы, создавая изменение длины оптического пути. При этом отражательный слой не взаимодействует с органическим красителем при осуществлении записи. В местах образования пит коэффициент отражения уменьшается и становится контрастным по отношению к местам регистрирующей среды вне пит.
Запись на такой носитель может осуществляться лишь в узкой спектральной области, поскольку органические красители имеют узкую рабочую область спектра. Кроме того, этот процесс является дорогостоящим, т.к. требует использования дорогостоящих материалов носителя, изготовление которого монополизировано и требует использования дорогостоящего оборудования.
В способе записи оптической информации оптического запоминающего устройства [4], выбранном за прототип, при записи используется носитель, изготовленный последовательным нанесением на подложку из светопропускающего материала методом термического или магнетронного испарения в вакууме материала отражательного слоя регистрирующей среды, химически активного слоя регистрирующей среды и дополнительного отражательного слоя, а затем нанесением методом центрифугирования защитного слоя из фотоотверждаемого полимера.
В этом способе запись осуществляют путем воздействия лазерным импульсным излучением, пропускаемым через подложку из светопропускающего материала, на отражательный слой регистрирующей среды носителя, вызывая образование в ней в местах воздействия импульсов областей, называемых лигами, обладающих оптическим контрастом по отношению к ее областям, не подвергнутым воздействию импульсов и прозрачных на длине волны лазерного облучения.
Таким образом, в этом способе при записи под воздействием лазерного облучения происходит создание фазового рельефа в результате взаимодействия материалов отражательного слоя и химически активного слоя регистрирующей среды, что было возможно при образовании пит, прозрачных на длине волны лазерного облучения.
Однако в настоящее время имеется широкий круг устройств для записи и воспроизведения оптической информации, в которых получение оптического контраста, лежащего в основе записи оптической информации, может быть достигнуто не только через создание фазового рельефа, но также и через создание контраста амплитуды лазерного излучения в местах образованных пит и вне их.
Это, в свою очередь, предполагает возможность значительного расширения круга материалов, которые можно использовать в процессе записи оптической информации, поскольку возможно образование как прозрачных, так и непрозрачных на длине волны лазерного излучения пит.
При этом исчезает необходимость использования дополнительного отражательного слоя из материалов с высоким коэффициентом отражения и появляется возможность использования в качестве дополнительного слоя материала с низким коэффициентом отражения, либо возможность использования носителя без этого слоя.
Задачей данного изобретения является улучшение создаваемого при записи оптического контраста между записанными областями (лигами) и незаписанными областями регистрирующей среды при одновременном расширении круга материалов, которые могут обеспечить процесс записи и тем самым удешевить этот процесс.
Решение данной задачи обеспечивается в способе записи оптической информации на носитель оптического запоминающего устройства, при котором осуществляют воздействие импульсным лазерным сигналом, проходящим через подложку из светопропускающего материала, на отражающий слой регистрирующей среды носителя, выполненный из металла, химически активного по отношению к материалу химически активного слоя регистрирующей среды, вызывая образование в ней в местах воздействия импульсов областей, называемых питами, обладающих оптическим контрастом по отношению к ее областям, не подвергнувшимся воздействию импульсов и прозрачных на длине волны лазерного излучения, отличающемся тем, что воздействие импульсным лазерным лучом осуществляют на отражательный слой регистрирующей среды, выполненный из металла или сплава металлов, и вызывают эффект его фоторастворения в химически активном по отношению к нему слое регистрирующей среды, образуя питы, являющиеся прозрачными или непрозрачными на длине волны лазерного излучения.
При этом при создании эффекта фоторастворения металла или сплава металлов в химически активном по отношению к нему слое регистрирующей среды в качестве последнего выбирают сплав на основе соединений элементов шестой группы Периодической системы Менделеева с элементами главных подгрупп четвертой - пятой групп.
Поясним влияние отличительных признаков предлагаемого способа записи на решение поставленной задачи.
Для создания в предлагаемом способе записи оптической информации амплитудного оптического контраста (а не только фазового контраста, как в прототипе) изменяется механизм образования питы за счет эффекта фоторастворения материала отражательного слоя в химически активном по отношению к нему слое регистрирующей среды.
При этом энергия активации процесса фоторастворения меньше, чем при осуществлении процесса сплавления этих же слоев, который происходит в прототипе.
Причем для получения оптически однородного сплава в прототипе возможно образование только прозрачных на длине волны лазерного излучения пит.
В предлагаемом способе записи происходит образование среды, которая не обладает высоким коэффициентом отражения за счет эффекта фоторастворения материала отражательного слоя в химически активном по отношению к нему слое регистрирующей среды, а это является главным фактором, обуславливающим изменение амплитуды оптического излучения.
При этом предложенный механизм записи позволил расширить класс материалов отражательного слоя и химически активного по отношению к нему слоя регистрирующей среды, в том числе за счет использования более дешевых материалов.
Рассмотрим примеры осуществления записи оптической информации предлагаемым способом на носители, примеры изготовления которых были рассмотрены выше.
Пример 1. Рассмотрим процесс записи информации на носитель, изготовленный по примеру 1, из описания примеров изготовления носителей информации. При облучении данного носителя импульсным лазерным излучением с длиной волны 780 нм и мощностью 6 мВт наблюдается процесс фоторастворения сплава индия-олова в сульфиде мышьяка, в результате которого образуются питы прозрачные на длине волны лазерного излучения в регистрирующей среде в местах попадания на нее импульсов, с пропусканием 46%, отражением 28%.
Пример 2. Рассмотрим процесс записи информации на носитель, изготовленный по примеру 2, из описания примеров изготовления носителей информации. При облучении данного носителя импульсным лазерным излучением с длиной волны 780 нм и мощностью 7 мВт наблюдается процесс фоторастворения висмута в селениде сурьмы, в результате которого образуются питы непрозрачные на длине волны лазерного излучения в регистрирующей среде в местах попадания на нее импульсов, с пропусканием 4%, отражением 25%.
При этом в данном носителе может быть использован дополнительный слой, например из цинка, который наносится на химически активный слой регистрирующей среды - селенид висмута. Отражение в пите после записи в этом случае равен 26%, т.е. практически не отличается от отражения в пите носителя без дополнительного слоя из цинка. Это является свидетельством того, что в предложенном способе записи при образовании непрозрачных пит наличие дополнительного слоя на химически активном слое регистрирующей среде не приводит к значительному изменению амплитуды оптического сигнала.
Процесс записи оптической информации поясняется фиг. 4, где показан процесс образования пит при записи на носитель, из которого видно, что уровень сигнала лазерного излучения после записи определяется суммой уровней сигналов, отраженных от границ разделов: подложка - пита и пита - защитный слой.
Лазерный луч 6 проходит через делительную призму 7 и прозрачную подложку 1, отражается от отражательного слоя 2 регистрирующей среды, проходит в обратном направлении и попадает в устройство регистрации излучения 8. Поскольку при записи информации используется лазер с большой мощностью, это приводит к нагреву отражательного слоя 2 регистрирующей среды и вызывает химическое взаимодействие между веществами отражательного слоя 2 регистрирующей среды и химически активного по отношению к нему слоя 3 регистрирующей среды, а в результате записи в местах воздействия импульсов лазера образуются прозрачные или непрозрачные на длине волны лазерного излучения питы 9.
Источники информации, принятые во внимание
1. Патент РФ N 2127915, М.кл. G 11 B 7/24, опубл.18.06.98 г.
2. Патент Франции N 2363857, М.кл. G 11 В 7/00, опубл. 1978 г.
3. Патент ЕПВ N 0353394, М.кл. G 11 В 7/00, G 11 В 7/24, опубл. 17.04.89 г.
4. Патент РФ N 2151432, M.кл.G 11 В 7/00, G 11 B 7/24, опубл. 20.06.2000 г.

Claims (8)

1. Носитель информации оптического запоминающего устройства, содержащий подложку из светопропускающего материала, регистрирующую среду, включающую отражательный слой из металла, расположенный на подложке, и химически активный по отношению к нему слой, нанесенный на отражательный слой, и защитный слой из фотоотверждаемого полимера, отличающийся тем, что отражательный слой регистрирующей среды выполнен из металла или сплава металлов с толщиной, равной 5 - 30 нм, химически активного при записи по отношению к материалу химически активного слоя регистрирующей среды, выполненного из сплава на основе соединений элементов главной подгруппы шестой группы Периодической системы Менделеева с элементами главных подгрупп четвертой - пятой групп, с возможностью создания на носителе дополнительного уровня записи, который включает в себя аналогичные подложку, регистрирующую среду и защитный слой.
2. Носитель по п.1, отличающийся тем, что защитный слой нанесен на химически активный слой регистрирующей среды.
3. Носитель по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере один дополнительный уровень носителя.
4. Носитель по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что он содержит комбинацию двух соединенных между собой одно- или многоуровневых конструкций, расположенных по отношению друг к другу так, что отражательный слой регистрирующей среды любого уровня каждой конструкции является первым из двух слоев регистрирующей среды по отношению к падающему на него лазерному лучу при записи.
5. Носитель по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что на химически активный слой регистрирующей среды нанесен дополнительный слой из материала, обладающего механической твердостью и химически инертного по отношению к материалу химически активного слоя регистрирующей среды.
6. Носитель по п. 5, отличающийся тем, что защитный слой нанесен на упомянутый дополнительный слой.
7. Способ записи оптической информации на носитель оптического запоминающего устройства, при котором осуществляют воздействие импульсным лазерным сигналом, проходящим через подложку из светопропускающего материала, на отражающий слой регистрирующей среды носителя, выполненный из металла, химически активного по отношению к материалу химически активного слоя регистрирующей среды, вызывая образование в ней в местах воздействия импульсов областей, называемых питами, обладающих оптическим контрастом по отношению к ее областям, не подвергнувшимся воздействию импульсов и прозрачных на длине волны лазерного излучения, отличающийся тем, что воздействие импульсным лазерным лучом осуществляют на отражательный слой регистрирующей среды, выполненный из металла или сплава металлов, и вызывают эффект его фоторастворения в химически активном по отношению к нему слое регистрирующей среды, образуя питы, являющиеся прозрачными или непрозрачными на длине волны лазерного излучения.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что при создании эффекта фоторастворения металла или сплава металлов в химически активном по отношению к нему слое регистрирующей среды в качестве последнего выбирают сплав на основе соединений элементов шестой группы Периодической системы Менделеева с элементами главных подгрупп четвертой - пятой групп.
RU2000127262/28A 2000-11-01 2000-11-01 Носитель информации оптического запоминающего устройства и способ записи оптической информации на него RU2174715C1 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000127262/28A RU2174715C1 (ru) 2000-11-01 2000-11-01 Носитель информации оптического запоминающего устройства и способ записи оптической информации на него
PCT/RU2001/000267 WO2002037481A1 (fr) 2000-11-01 2001-07-05 Support de donnees d'un dispositif de mise en memoire optique et procede d'enregistrement de donnees optiques
AU2001280320A AU2001280320A1 (en) 2000-11-01 2001-07-05 Information carrier for an optical memory device and method for recording optical information on said carrier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000127262/28A RU2174715C1 (ru) 2000-11-01 2000-11-01 Носитель информации оптического запоминающего устройства и способ записи оптической информации на него

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2174715C1 true RU2174715C1 (ru) 2001-10-10

Family

ID=20241573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000127262/28A RU2174715C1 (ru) 2000-11-01 2000-11-01 Носитель информации оптического запоминающего устройства и способ записи оптической информации на него

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2001280320A1 (ru)
RU (1) RU2174715C1 (ru)
WO (1) WO2002037481A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2755005C1 (ru) * 2020-07-07 2021-09-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Способ записи информации в запоминающую ячейку

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6783114B2 (en) 2001-12-11 2004-08-31 Honeywell International, Inc. Cable assembly and air outflow valve incorporating the same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0349051A (ja) * 1989-07-17 1991-03-01 Daicel Chem Ind Ltd 光情報記録媒体
US5233599A (en) * 1990-03-14 1993-08-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical disk with a recording layer composed of tellurium, antimony, and germanium
JPH11134715A (ja) * 1997-10-28 1999-05-21 Kao Corp 光記録媒体
RU2151432C1 (ru) * 1999-12-09 2000-06-20 Лапин Юрий Константинович Носитель информации оптического запоминающего устройства

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2755005C1 (ru) * 2020-07-07 2021-09-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" Способ записи информации в запоминающую ячейку

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002037481A1 (fr) 2002-05-10
AU2001280320A1 (en) 2002-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4425570A (en) Reversible recording medium and information record
JP3392706B2 (ja) 光データ記憶システム及び光データ記録媒体
US5817389A (en) Optical disk
EP0957477A2 (en) Optical information recording medium, recording and reproducing method therefor and optical information recording and reproduction apparatus
KR100260072B1 (ko) 판독전용기억 및 상변화 재기록가능 기억용 단일기판 다층 광 디스크
JP2909913B2 (ja) 光学的情報記録媒体およびその製造方法および光学的情報記録方法
JP2000036130A (ja) 光学情報記録媒体、その記録再生方法、その製造法及び光学情報記録再生装置
EP0092113B1 (en) Optical recording medium for use in an optical storage system and method for making such recording medium
GB2079031A (en) Optical information record and a method of reversibly recording and erasing information thereon
JP4667491B2 (ja) 光情報記録媒体の再生方法
JP4225996B2 (ja) 光記録媒体、情報再生方法及び光情報再生装置
US6746746B2 (en) Laser beam optical recording medium featuring several read/write levels
US5442619A (en) Erasable optical recording medium with a reversible light absorption layer
US6319582B1 (en) Optical recording medium
KR20030024818A (ko) 다층 적층체 광학 데이터 저장매체 및 이 저장매체의 용도
RU2174715C1 (ru) Носитель информации оптического запоминающего устройства и способ записи оптической информации на него
JP4217932B2 (ja) 光情報記録媒体
JP4199731B2 (ja) 光記録媒体、光情報処理装置および光記録再生方法
JP2001101709A (ja) 光記録媒体、光記録媒体の製造方法および光記録方法
KR100763364B1 (ko) 상변화형 광디스크
JP3156418B2 (ja) 光学情報記録媒体及び光学情報記録再生方法
RU2151432C1 (ru) Носитель информации оптического запоминающего устройства
JP2596477B2 (ja) 光情報記録媒体
RU2127915C1 (ru) Носитель информации оптического запоминающего устройства
JPH0917028A (ja) 光学的情報記録媒体及びその情報再生方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051102