RU29799U1

RU29799U1 - Optical multilayer storage medium

Info

Publication number: RU29799U1
Application number: RU2002130996/20U
Authority: RU
Inventors: А.Е. Галашин; В.А. Надточенко; О.М. Саркисов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Фототех"
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2003-05-27

Description

Заявляемая полезная модель относится к вычислительной технике, а точнее к технике записи и воспроизведения информации оптическим излучением и предназначено для использования в оптических запоминающих устройствах для однократной записи и многократного чтения информации лазерами.The inventive utility model relates to computing, and more specifically to a technique for recording and reproducing information by optical radiation and is intended for use in optical storage devices for single recording and multiple reading of information by lasers.

Известен оптический многослойный носитель информации в основу которого положено свойство локальных изменений коэффициента преломления оптической среды.Эти изменения вызывают двойное лучепреломление и вариации поляризации считывающего луча ( п. США 5 278816, 5 586107 МПК G 11 В 7/24).A well-known optical multilayer information carrier is based on the property of local changes in the refractive index of the optical medium. These changes cause birefringence and polarization variations of the read beam (US Pat. No. 5,278,816, 5,586,607 IPC G 11 B 7/24).

Известен оптический многослойный носитель информации, в котором использованы механические и фотолитографические технологии ( п. США 5 559784 МПК G11В 7/00).Known optical multilayer storage medium, which uses mechanical and photolithographic technology (p. US 5 559784 IPC G11V 7/00).

Недостатком данных носителей является то, что по этим технологиям возможно производить носители информации не более чем с двумя слоями. Это является следствием того, что невозможно отделить полезный сигнал от паразитных отражений и рассеянного света. В результате зависимость отнощения сигнал/щум изменяется как п , где п- число слоев.The disadvantage of these media is that using these technologies it is possible to produce media with no more than two layers. This is due to the fact that it is impossible to separate the useful signal from spurious reflections and scattered light. As a result, the signal-to-noise ratio depends on n, where n is the number of layers.

В качестве прототипа нами выбран оптический многослойный носитель информации и способ его изготовления, известный из описания к патенту РФ № 2 I81509, МПК- G11B 7/24, 1999 г. В соответствии с названным изобретением.As a prototype, we have chosen an optical multilayer storage medium and the method of its manufacture, known from the description of the patent of the Russian Federation No. 2 I81509, IPC-G11B 7/24, 1999. In accordance with the named invention.

носитель информации содержит подложку и информационные слои, имеющие считываемые онтическим нутем эффекты (в виде углублений или столбиков), которые представляют информацию, при этом информационные слои содержат размещенный против входной стороны стандартный слой, имеющий информационные эффекты со стандартной плотностью информации, считываемые оптическим лучом, сформированным при помощи светового излучения с первой длиной волны, и слой с высокой плотностью информации, который является в сущности прозрачным для оптического луча с первой длиной волны и, по меньшей мере, частично отражающим для светового излучения со второй длиной волны.the information carrier contains a substrate and information layers having effects readable by the ontic chick (in the form of recesses or columns) that represent information, while information layers contain a standard layer located against the input side having information effects with a standard information density read by an optical beam formed using light radiation with a first wavelength, and a layer with a high density of information, which is essentially transparent to an optical beam with howl wavelength and at least partially reflective to light radiation of a second wavelength.

Данный носитель обладает довольно высоким качеством считываемого сигнала, однако по данному принцыпу нельзя создать носитель нформации с тремя и более слоями, обладающий высоким качеством считываемого сигнала.This medium has a rather high quality of the read signal, however, according to this principle, it is impossible to create an information medium with three or more layers that has high quality of the read signal.

Задачей, на рещение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение объема записи за счет создание оптического носителя информации, содержащего множество слоев, каждый из которых является прозрачным (пропускающим) для лазерного луча небольшой интенсивности ( несфокусированного лазерного луча), и становится считываемым непрозрачным (поглащаемым ) для лазерного луча большой интенсивности (сфокусированного лазерного луча), в котором можно записывать и считывать информацию через несколько слоев с небольшими помехами и ошибками, то есть осуществить селективное считывание и запись информации.The problem to be solved by the claimed utility model is to increase the recording volume by creating an optical information carrier containing many layers, each of which is transparent (transmitting) for a low-intensity laser beam (unfocused laser beam), and becomes readable opaque (absorbed) ) for a high-intensity laser beam (focused laser beam), in which information can be written and read through several layers with little interference and errors, that is, to selectively read and write information.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленной полезной модели является увеличение объема записи информации за счет создания множества информационных слоев в одном носителе, обеспечение селективного считывания и записи информации, а также улучшение качества сигнала считывания и записи информации.The technical result achieved in the implementation of the claimed utility model is to increase the amount of information recorded by creating multiple information layers in one medium, providing selective reading and writing of information, as well as improving the quality of the read and write signal.

ICCt fl -ICCt fl -

,201 f I - 2 Указанный технияеский результат достигается тем, что в оптическом, 201 f I - 2 The specified technical result is achieved by the fact that in the optical

многослойном носителе информации, содержащем по меньшей мере два слоя, каждый из которых представляет собой подложку с регистрирующей пленкой, на которой сформирован оптически различимый кодовый рельеф со считываемыми посредством лазерного излучения информационными элементами, каждый из информационных элементов содержит вещество, обладающее свойством оптического ограничения, которое обеспечивает отражение считывающего сфокусированного лазерного излучения, и прохождение считывающего несфокусированного лазерного излучения, при этом каждый информационный элемент содержит разное, в зависимости от записываемой информации, количество вещества, обладающего свойством оптического ограничения, а регистрирующая пленка снабжена отражающим покрытием, выполненным на кодовом рельефе.a multilayer information carrier containing at least two layers, each of which is a substrate with a recording film on which an optically distinguishable code pattern is formed with information elements read by laser radiation, each of the information elements contains a substance having the property of optical limitation, which provides reflection of the readout focused laser radiation, and the passage of the readout unfocused laser radiation, at Each information element contains a different, depending on the recorded information, amount of a substance having the property of optical limitation, and the recording film is equipped with a reflective coating made on a code relief.

Согласно заявляемой полезной модели, целесообразно, чтобы оптический носитель информации содержал множество слоев, каждый из которых представляет собой подложку с регистрирующей пленкой, на которой сформирован оптически различимый кодовый рельеф со считываемыми информационными элементами, содержащими вещество, обладающее свойством оптического ограничения, при этом чувствительность вещества, которым заполнены информационные элементы каждого последующего слоя, больше чувствительности вещества, которым заполнены информационные элементы каждого предыдущего слоя.According to the claimed utility model, it is advisable that the optical information carrier contains a plurality of layers, each of which is a substrate with a recording film on which an optically distinguishable code relief is formed with readable information elements containing a substance having the property of optical limitation, while the sensitivity of the substance, by which the information elements of each subsequent layer are filled, the sensitivity of the substance with which the information ments each previous layer.

Согласно заявляемомой полезной модели, предпочтительно, чтобы слои носителя информации были соединены между собою.According to the claimed utility model, it is preferable that the layers of the storage medium are interconnected.

Согласно заявляемой полезной модели, желательно, чтобы в оптическом носителе информации слои были соединены между собою при помощи клеевой композиции.According to the claimed utility model, it is desirable that in the optical information carrier the layers are interconnected using an adhesive composition.

U:clf i C3U: clf i C3

в соответствии с заявляемой полезной моделью, целесообразно, чтобы информационный элементт кодового рельефа каждого слоя оптического носителя информации в качестве вещества, обладающего свойством оптического ограничения, содержал но меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей порфирины, индантроны и их производные, кластерные соединения, фуллерены, цианиновые, фталоцианиновые и нафталоцианиновые красители тяжелых металлов.in accordance with the claimed utility model, it is advisable that the information element of the code relief of each layer of the optical information carrier as a substance having the property of optical restriction contain at least one substance selected from the group including porphyrins, indantrons and their derivatives, cluster compounds, fullerenes, cyanine, phthalocyanine and naphthalocyanine dyes of heavy metals.

Согласно заявляемой полезной модели, предпочтительно, чтобы высота информационного элемента кодового рельефа каждого слоя оптического носителя информации составляла от 0,1 до 2,5 мк, а его ширина составляла от 0,01 до 3,0 мк.According to the claimed utility model, it is preferable that the height of the information element of the code relief of each layer of the optical information carrier is from 0.1 to 2.5 microns, and its width is from 0.01 to 3.0 microns.

В соответствии с заявляемой полезной моделью, желательно, чтобы в качестве отражающего покрытия, выполненного на кодовом рельефе регистрирующей пленки носитель содержал по меньщей мере одно вещество, выбранные из группы, включающей диоксид титана, магний, золото, железо, хром, марганец, серебро, никель, олово, висмут, медь, цинк, кадмий, сурьма.In accordance with the claimed utility model, it is desirable that the carrier contains at least one substance selected from the group consisting of titanium dioxide, magnesium, gold, iron, chromium, manganese, silver, nickel as a reflective coating made on the code relief of the recording film , tin, bismuth, copper, zinc, cadmium, antimony.

Согласно заявляемой полезной модели, предпочтительно, чтобы подложка каждого слоя носителя информации содержала по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей поликарбонат, полиэстер, акрил, моновилиденовый ароматический нолимер, полимер винигалида, полимер винилиденгалида, полиацетал, полиолефин, стекло, керамику, эпоксидную смолу.According to the claimed utility model, it is preferable that the substrate of each layer of the information carrier contains at least one substance selected from the group consisting of polycarbonate, polyester, acrylic, monovilidene aromatic polymer, vinylidalide polymer, vinylidengalide polymer, polyacetal, polyolefin, glass, ceramic, epoxy the resin.

Целесообразно, чтобы подложка каждого слоя оптического носителя информации была вьшолнена в форме диска.It is advisable that the substrate of each layer of the optical information carrier be executed in the form of a disk.

Предпочтительно, чтобы подложка каждого слоя оптического носителя информации была вьшолнена в форме ленты.Preferably, the substrate of each layer of the optical information carrier is in the form of a tape.

Согласно полезной модели, целесообразно, чтобы кодовый рельеф каждого слоя носителя информации был сформирован на поверхности регистрирующей пленки в виде топографической карты.According to the utility model, it is advisable that the code relief of each layer of the information carrier is formed on the surface of the recording film in the form of a topographic map.

Предложенное в настоящей полезной модели выполнение оптического многослойного носителя информации с информационными элементами, заполненными веществом, обладающим свойством оптического ограничения, позволяет сделать слои носителя информации практически прозрачными для несфокусированного лазерного излучения, то есть пропускающими несфокусированное лазерное излучение небольщой интенсивности, а считываемый слой носителя информации сделать ненрозрачным для сфокусированного лазерного излучения, то есть поглащающим сфокусированное лазерное излучение больщой интенсивности. Это свойство предлагаемого оптического многослойного носителя информации обеспечивается за счет заполнения информационных элементов веществами, обладающими свойством оптического ограничения, которое заключается в нелинейном пропускании лазерного излучения данными веществами в зависимости от интенсивности лазерного излучения, то есть при фокусировке лазерного излучения на данное вещество происходит значительное уменьщение его пропускания, тогда как для несфокусированного лазерного излучения данное вещество является практически пропускающим лазерное изл)ение.The implementation of an optical multilayer information carrier with information elements filled with a substance with an optical restriction property proposed in this utility model makes the layers of the information carrier practically transparent for unfocused laser radiation, that is, transmitting unfocused laser radiation of low intensity, and making the readout layer of the information carrier non-transparent for focused laser radiation, that is, absorbing focused e laser radiation of high intensity. This property of the proposed optical multilayer information carrier is ensured by filling information elements with substances having the property of optical limitation, which consists in the nonlinear transmission of laser radiation by these substances depending on the laser radiation intensity, that is, when laser radiation is focused on this substance, its transmission is significantly reduced whereas for unfocused laser radiation this substance is practically and transmitting laser radiation.

Таким образом, применение веществ, обладающих свойством оптического огрничения позволяет осуществить селективное считывание информационных слоев носителя с возможностью отделения полезного сигнала от паразитных отражений и рассеянного света, с устойчивым отнощением сигнал-щум.Thus, the use of substances having the property of optical confinement makes it possible to selectively read the information layers of the carrier with the possibility of separating the useful signal from spurious reflections and scattered light, with a stable signal-to-noise ratio.

Дальнейщие цели и преимущества заявляемой полезной модели станут ясны из последующего подробного ее описания со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых: Рис. 1 - поперечный разрез оптического многослойного носителя информации;Further goals and advantages of the claimed utility model will become apparent from the following detailed description thereof with reference to the accompanying drawings, in which: 1 is a cross-sectional view of an optical multilayer information carrier;

Рис. 2- поперечный разрез одного из слоев оптического многослойного носителяFig. 2 - cross section of one of the layers of the optical multilayer media

информации;information;

Рис. 3 - поперечный разрез трех слоев оптического многослойного носителяFig. 3 is a cross-sectional view of three layers of an optical multilayer carrier.

информации.information.

На рис. 1 изображен поперечный разрез носителя с несколькими слоями 1, каждый из которых содержит оптически различимый кодовый рельеф 2 со считываемыми потоком лазерного излучения 3 информационными элементами 4, которые заполнены веществом, обладающим свойством оптического ограничения. При этом носитель может иметь форму диска, ленты или карты.In fig. 1 is a cross-sectional view of a carrier with several layers 1, each of which contains an optically distinguishable code relief 2 with information elements 4 that are read by the laser radiation flux 3 and are filled with a substance with the property of optical limitation. In this case, the medium may be in the form of a disk, tape or card.

Каждый слой носителя информации, рис. 2, выполнен в виде подложки 5, с регистрирующей пленкой 6, на которой сформирован нелинейный по интенсивности облучающего света оптически различимый кодовый рельеф 2 со считываемыми информационными эффектами 4, которые заполнены веществом, обладающим свойством оптического ограничения. При этом информационные эффекты могут быть выполнены в виде углублений (пит), столбиков или пятен, а на кодовом рельефе имеется отражающее покрытие 7.Each layer of information carrier, fig. 2, is made in the form of a substrate 5, with a recording film 6, on which a non-linear in intensity of the irradiating light, optically distinguishable code relief 2 is formed with readable information effects 4, which are filled with a substance having the property of optical limitation. In this case, information effects can be made in the form of recesses (pits), columns or spots, and on the code relief there is a reflective coating 7.

Экспериментально было выявлено, что информационные эффекты должны соответствовать совершенно определенному соотношению своих габаритных размеров, то есть их высота h должна находиться в пределах от 0,1 до 2,5 мк, а их ширина b должна составлять от 0,01 до 3,0 мк.It was experimentally found that information effects should correspond to a completely defined ratio of their overall dimensions, that is, their height h should be in the range from 0.1 to 2.5 microns, and their width b should be from 0.01 to 3.0 microns .

Согласно полезной модели, предпочтительно, чтобы в качестве отражающего покрытия оптически различимого кодового рельефа каждого слоя носителя использовался тонкий слой по меньшей мере из одного вещества, обладающего хорошей отражающей лазерный свет способностью, например диоксида титана, магния, золота, железа, хрома, марганца, серебра, никеля, олова, висмута, меди,According to a utility model, it is preferable that a thin layer of at least one material having good laser reflective ability, for example, titanium dioxide, magnesium, gold, iron, chromium, manganese, silver, be used as a reflective coating of the optically distinguishable code relief of each carrier layer Nickel, Tin, Bismuth, Copper,

цинка, кадмия, сурьмы, при этом указанный перечень не может быть ограничен названными соединениями и возможно использование других известных материалов, обладающих названными характеристиками.zinc, cadmium, antimony, while this list can not be limited to these compounds and it is possible to use other well-known materials with these characteristics.

Целесообразно, согласно полезной модели, чтобы подложка каждого слоя носителя информации была выполнена по меньшей мере из одного вещества, выбранного из группы, содержащей поликарбонат, полиэстер, акрил, моновилиденовый ароматический полимер, полимер велигамида, полиацетал, полиолефин, стекло, керамику, пластмассу, металл, или любое другое прозрачное вещество, хорошо пропускающее лазерное излучение.It is advisable, according to the utility model, that the substrate of each layer of the information carrier be made up of at least one substance selected from the group consisting of polycarbonate, polyester, acrylic, monovilidene aromatic polymer, velamide polymer, polyacetal, polyolefin, glass, ceramic, plastic, metal , or any other transparent substance that transmits laser radiation well.

Слои носителя информации 1, рис. 3, могут быгь скреплены при помощи клеевой композиции 8, при этом каждый предьщущий слой может служить подложкой для каждого последующего слоя.Layers of information carrier 1, Fig. 3 can be bonded with adhesive composition 8, with each preceding layer serving as a substrate for each subsequent layer.

Информационные элементы каждого слоя носителя могут заполняться как одним веществом, обладающим свойством оптического ограничения, так и разными веществами, при этом подбирают такие вещества, обладающие свойством оптического ограничения, чувствительность которых для каждого последующего слоя будет увеличиваться по сравнению с предьщущим.The information elements of each carrier layer can be filled with a single substance with the property of optical limitation, as well as different substances, while selecting substances with the property of optical limitation, the sensitivity of which for each subsequent layer will increase compared with the previous one.

В соответствии с полезной моделью, в качестве веществ, обладающих свойством оптического ограничения, могут быть использованы различные материалы, нелинейные по интенсивности воздействующего лазерного излучения, например порфирины, индантроны и их производные, кластерные соединения, фуллерены, цианиновые, фталоцианиновые и нафталоцианиновые красители тяжелых металлов, при этом указанный перечень не может быть ограничен названными соединениями и возможно использование других известныз материалов, обладающих выше указанным свойством.In accordance with the utility model, various materials nonlinear in the intensity of laser radiation, for example, porphyrins, indantrons and their derivatives, cluster compounds, fullerenes, cyanine, phthalocyanine and naphthalocyanine dyes of heavy metals, can be used as substances with the property of optical limitation, however, the specified list cannot be limited to these compounds and other known materials having the above property may be used .

Подложка в виде диска, выполненная из поликарбоната покрывается регистрирующей пленкой, на которой методом контактной печати при помощи эталонной матицы с заданным кодовым рельефом формируют кодовый рельеф с информационными элементами одного из слоев многослойного носителя информации. После чего наносится слой вещества, обладающего свойством оптического ограничения, например нафталоцианиновый краситель. Далее производится центрифугование при вращении со скоростью 2500 об/мин, в результате чего нафталоцианиновый краситель проникает в информационные элементы кодового рельефа. Полученное покрытие высушивается 5 минут при 70° С, после чего на установке магнетронного напыления наносится отражающее покрытие из диоксида титана. Далее на сформированный таким образом первый слой информационного носителя наносится слой клеевой композиции, на который наносят второй слой многослойного информационного носителя, сформированный аналогичным образом , что и первый слой информационного носителя. Таким образом формируют многослойный носитель с тремя и более информационными слоями.A substrate in the form of a disk made of polycarbonate is covered by a recording film on which a code relief with information elements of one of the layers of a multilayer information carrier is formed by contact printing using a reference matrix with a given code relief. After which a layer of a substance having the property of optical limitation, for example a naphthalocyanine dye, is applied. Next, centrifugation is performed during rotation at a speed of 2500 rpm, as a result of which the naphthalocyanine dye penetrates the information elements of the code relief. The resulting coating is dried for 5 minutes at 70 ° C, after which a reflective coating of titanium dioxide is applied to the magnetron sputtering apparatus. Next, a layer of adhesive composition is applied to the first layer of information carrier thus formed, onto which a second layer of a multilayer information carrier is applied, formed in the same way as the first layer of the information carrier. Thus, a multilayer carrier with three or more information layers is formed.

Claims

1. An optical multilayer information carrier containing at least two layers, each of which is a substrate with a recording film, on which an optically distinguishable code pattern is formed with information elements read by laser radiation, characterized in that each of the information elements contains a substance, having the property of optical limitation, which provides the reflection of the reading focused laser radiation, and the passage of the reading unfocused vannogo laser radiation, with each information element contains miscellaneous, depending on the information to be recorded, the number of substances having the property of optical confinement and the recording film is provided with a reflective coating formed on the code pattern.

2. The storage medium according to claim 1, characterized in that it contains many layers, each of which is a substrate with a recording film on which an optically distinguishable code relief is formed with readable information elements containing a substance having the property of optical limitation, the sensitivity of the substance with which the information elements of each subsequent layer are filled is greater than the sensitivity of the substance with which the information elements of each previous layer are filled.

3. The storage medium according to claim 1 or 2, characterized in that the layers of the storage medium are interconnected.

4. The storage medium according to claim 3, characterized in that the layers of the storage medium are interconnected using an adhesive composition.

5. The storage medium according to claim 1, characterized in that as a substance having the property of optical limitation, it contains at least one substance selected from the group including porphyrins, indanthrons and their derivatives, cluster compounds, fullerenes, cyanine, phthalocyanine and naphthalocyanine dyes of heavy metals.

6. The storage medium according to claim 1, characterized in that the height of each information element is from 0.1 to 2.5 microns, and its width is from 0.01 to 3.0 microns.

7. The storage medium according to claim 1, characterized in that as a reflective coating of the recording film, it contains at least one substance selected from the group consisting of titanium dioxide, magnesium, gold, iron, chromium, manganese, silver, nickel, tin , bismuth, copper, zinc, cadmium, antimony.

8. The storage medium according to claim 1, characterized in that the substrate contains at least one transparent substance selected from the group consisting of polycarbonate, polyester, acrylic, monovilidene aromatic polymer, vinylidalide polymer, vinylidengalide polymer, polyacetal, polyolefin, glass, ceramics , epoxy resin.

9. The storage medium according to claim 1 or 8, characterized in that the substrate is made in the form of a disk.

10. The storage medium according to claim 1 or 8, characterized in that the substrate is made in the form of a tape.

11. The storage medium according to claim 1 or 8, characterized in that the substrate is made in the form of a card.

12. The storage medium according to claim 1 or 2, characterized in that the code relief is formed on the surface of the recording film in the form of a topographic map.