TW201308322A - 於光學資料儲存媒體中記錄資料之方法及光學資料儲存媒體 - Google Patents

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Eugene Pauling Boden
Dmitry Vladimirovich Dylov
Evgenia Mikhailovna Kim
Kwok Pong Chan
Vijay Krishna Paruchuru
Victor Petrovich Ostroverkhov
Matthew Jeremiah Misner
James Edward Pickett
Patrick Joseph Mccloskey
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Abstract

根據本發明之一個態樣，提供於光學資料儲存媒體中記錄全息資料之方法。該方法包括(i)提供包括以下之光學資料儲存媒體：(a)熱塑性聚合物基質，(b)潛在性酸生成劑，(c)非線性敏化劑，及(d)包括潛在性發色團之反應物。該方法進一步包括(ii)用干涉型式輻照該光學資料儲存媒體之體積元素，該干涉型式包括入射輻射，該入射輻射之波長及強度足以引起較高三重態能量自該非線性敏化劑轉移至該潛在性酸生成劑，藉此生成酸，其中該潛在性酸生成劑對該入射輻射實質上無反應。該方法另外包括(iii)使至少一個經保護發色團與所生成之該酸反應以形成至少一個發色團，藉此引起該體積元素之折射率變化；及(iv)產生該經輻照體積元素之對應於該干涉型式之折射率變化，藉此產生光學可讀資料。本發明亦提供光學資料儲存媒體。

Description

於光學資料儲存媒體中記錄資料之方法及光學資料儲存媒體
本發明係關於在光學資料儲存媒體中記錄資料之方法。更具體而言，本發明係關於在全息儲存媒體中記錄微全息資料之方法。
全息儲存係其中資料表示為全息圖之光學資料儲存，該等全息圖係藉由在光敏性媒體中使兩束光交叉產生之三維干涉型式的影像。更具體而言，使含有數位編碼資料之參考光束及信號光束疊加會在媒體體積內形成三維干涉型式，從而導致發生可變化或調變光敏性媒體之折射率之化學反應(記錄或寫入步驟)。此調變以全息圖形式記錄來自信號之強度及相位資訊。然後可藉由將儲存媒體僅暴露於參考光束來擷取全息圖，該參考光束與儲存之全息資料相互作用而產生與用於儲存全息影像之初始信號光束成正比的重構信號光束(讀取步驟)。
關於全息資料儲存之最新研究著重於記錄資料之逐位元方式，其中資訊之每一位元(或數個位元)由侷限於媒體內顯微體積中以產生可反射讀出光之區域的全息圖表示。該等局部體積全息微反射器可在整個媒體體積內佈置成多個資料層。因用於讀取及寫入至能夠適用於逐位元資料儲存方式之材料之設備當前市面有售，或可容易地藉由對自市場購得之讀取及寫入設備進行改動來提供，故業內急需該材料。
然而，儲存逐位元全息資料之習用方法採用線性光敏性材料或易於發生獨立於入射輻射之功率密度(強度)之光化學變化之材料。該等線性材料亦易於在寫入及讀取條件下發生光化學變化。此外，在逐位元方式中，層中之資料之讀出及記錄不可避免地導致毗鄰層暴露於記錄/讀出輻射。因此，使用線性材料記錄/讀取逐位元全息媒體之習用方法可在記錄/讀取期間導致媒體之無意擦除或資料損失。
因此，需要於全息儲存媒體資料中記錄資料而在寫入步驟期間不影響資料之其他層的方法。此外，對於記錄全息資料之逐位元方式，需要具有單獨寫入及讀取條件，以使讀取步驟不會不利地影響所記錄資料。
根據本發明之一個態樣，提供於光學資料儲存媒體中記錄全息資料之方法。該方法包括(i)提供包括以下之光學資料儲存媒體：(a)熱塑性聚合物基質，(b)潛在性酸生成劑，(c)非線性敏化劑，及(d)包括潛在性發色團之反應物。該方法進一步包括(ii)用干涉型式輻照光學資料儲存媒體之體積元素，該干涉型式包含入射輻射，該入射輻射之波長及強度足以引起較高三重態能量自非線性敏化劑轉移至潛在性酸生成劑，藉此生成酸，其中該潛在性酸生成劑對該入射輻射實質上無反應。該方法另外包括(iii)使至少一個經保護發色團與所生成酸反應以形成至少一個發色團，藉此引起體積元素之折射率變化；及(iv)產生經輻照 體積元素之對應於干涉型式之折射率變化，藉此產生光學可讀資料。
根據本發明之另一態樣，提供於光學資料儲存媒體中記錄全息資料之方法。該方法包括(i)提供包含以下之光學資料儲存媒體：(a)熱塑性聚合物基質，(b)潛在性酸生成劑，(c)非線性敏化劑，及(d)包含經保護二苯甲酮之反應物。該方法進一步包括(ii)用干涉型式輻照光學資料儲存媒體之體積元素，該干涉型式包含入射輻射，該入射輻射之波長及強度足以引起較高三重態能量自非線性敏化劑轉移至潛在性酸生成劑，藉此生成酸，其中該潛在性酸生成劑對該入射輻射實質上無反應。該方法另外包括(iii)使複數個經保護二苯甲酮與所生成酸反應以形成複數個羥基二苯甲酮，藉此引起體積元素之折射率變化，及(iv)產生經輻照體積元素之對應於干涉型式之折射率變化，藉此產生光學可讀資料。
根據本發明之又一態樣，提供光學資料儲存媒體。光學資料儲存媒體包括(a)熱塑性聚合物基質；(b)能夠吸收入射輻射之非線性敏化劑，該入射輻射之波長及強度足以引起較高三重態激發；(b)潛在性酸生成劑，其能夠在自非線性敏化劑三重態激發時生成酸且對該入射輻射實質上無反應；(d)包括潛在性發色團之反應物，其中至少一個潛在性發色團能夠藉由與所生成酸反應形成至少一個發色團，藉此引起光學資料儲存媒體之折射率變化。在一些實施例中，對於每一所生成酸，複數個潛在性發色團能夠形成複 數個發色團。
彼等熟習此項技術者根據以下實施方式、附圖及隨附申請專利範圍可明瞭本發明之其他實施例、態樣、特徵及優點。
在參考附圖閱讀下文實施方式後，可更好地理解本發明之該等及其他特徵、態樣及優點，其中在所有附圖中相同符號代表相同部件。
如下文詳細論述，本發明實施例包括適於使用逐位元方式於光學資料儲存媒體中記錄全息資料的方法。
光學資料儲存媒體包括熱塑性聚合物基質、非線性敏化劑、潛在性酸生成劑及潛在性發色團。非線性敏化劑能夠將三重態能量轉移至潛在性酸生成劑且隨後僅在入射輻射之強度大於臨限值時生成酸。所生成酸與潛在性發色團反應而形成發色團，其導致媒體之折射率變化。然而，潛在性酸生成劑及潛在性發色團個別地對入射輻射物無反應，且若強度低於臨限值，則非線性敏化劑無反應。因此，媒體期望地對入射輻射呈現非線性反應，亦即，強度低於臨限值之入射輻射不經歷折射率變化，且高於臨限值則折射率明顯變化。
有利的是，儘管僅可使用強度超出臨限值之入射輻射來記錄至此媒體中，但可使用強度低於臨限值之輻射來重複地且實質上非破壞性地讀取所記錄之資料。此外，該方法有利地允許以逐位元方式記錄多層中之全息資料，而不會 不利地影響其他層中記錄之資料。
此外，本發明實施例包括藉由化學放大以逐位元方式記錄全息資料之方法。根據本發明之一些實施例，對於每一所生成酸，可將複數個潛在性發色團轉化為發色團，從而導致媒體之較大折射率變化。因此，該方法有利地在利用較少光子或較低功率密度的同時提供1或更大之量子效率(QE)。
可施用本文中貫穿本說明書及申請專利範圍使用之近似語言以修飾任一定量表示，其可獲准地變化而不導致與其相關之基本功能變化。因此，由一或多個術語(例如「約」)修飾之值並不限於精確指定值。在一些情況中，近似語言可對應於用於量測該值之儀器的精度。
在以下說明書及申請專利範圍中，除非上下文另外明確指示，否則單數形式「一」(「a」、「an」)及「該」包括複數個指示物。
如本文所定義，如用於光學透明基材或光學透明材料之術語「光學透明」意指基材或材料具有小於1之吸光度。亦即，在介於約300奈米與約1500奈米之間之範圍內的至少一個波長下，入射光之至少10%透過材料。舉例而言，在組態為具有適用於全息資料儲存媒體之厚度之膜時，在介於約300奈米與約1500奈米之間之範圍內的至少一個波長下，該膜呈現小於1之吸光度。
本文所用術語「體積元素」意指總體積之三維部分。
本文所用術語「光學可讀資料」係指儲存為在全息資料 儲存媒體之一或多個體積元素內圖案化之全息圖的資料。
本文所用術語「繞射效率」意指由全息圖反射之光束功率(如在全息圖位置處所量測)相對於入射探測光束功率之份數，而術語「量子效率」意指所吸收光子引起化學變化從而產生折射率變化之概率。
本文所用術語「流量」意指跨越單位面積光束截面之光束能量量(例如，以焦耳(Joule)/cm2所量測)，而術語「強度」意指光學輻射通量密度，例如，單位時間內跨越單位面積光束截面之能量量(例如，以瓦特(Watt)/cm2所量測)。
本文所用術語「敏感度」定義為所獲得的折射率變化的量相對於用雷射光輻照膜之斑點所用之流量量。若知曉流量(F)值及折射率變化量，則可使用下式估計能量轉移過程之敏感度(S)：敏感度=dn/F其中dn=轉化百分比×dn(最大值)，dn(最大值)係材料最大容量折射率變化；F=實際流量。
本文所用術語「芳香族基團」係指具有至少1之化合價之原子陣列，包括至少一個芳香族基團。具有至少1之化合價之原子陣列(包括至少一個芳香族基團)可包括諸如氮、硫、硒、矽及氧等雜原子，或可排他性地由碳及氫組成。本文所用術語「芳香族基團」包括(但不限於)苯基、吡啶基、呋喃基、噻吩基、萘基、伸苯基及聯苯基。如上所述，芳香族基團含有至少一個芳香族基團。芳香族基團 不變地係具有4n+2個「離域」電子之環狀結構，其中「n」係等於或大於1之整數，如由苯基(n=1)、噻吩基(n=1)、呋喃基(n=1)、萘基(n=2)、甘菊藍基(n=2)、蒽基(n=3)及諸如此類所闡釋。芳香族基團亦可包括非芳香族組份。舉例而言，苄基係包括苯基環(芳香族基團)及亞甲基(非芳香族組份)之芳香族基團。類似地，四氫萘基係包括稠合至非芳香族組份-(CH2)4-之芳香族基團(C6H3)的芳香族基團。為方便起見，術語「芳香族基團」在本文中定義為涵蓋多種官能團，例如烷基、烯基、炔基、鹵代烷基、鹵代芳香族基團、共軛二烯基、醇基團、醚基團、醛基團、酮基團、羧酸基團、醯基(例如羧酸衍生物，例如酯及醯胺)、胺基團、硝基及諸如此類。舉例而言，4-甲基苯基係包括甲基之C7芳香族基團，甲基係作為烷基之官能團。類似地，2-硝基苯基係包括硝基之C6芳香族基團，硝基係官能團。芳香族基團包括鹵化芳香族基團，例如4-三氟甲基苯基、六氟亞異丙基雙(4-苯-1-基氧基)(即，-OPhC(CF3)2PhO-)；4-氯甲基苯-1-基、3-三氟乙烯基-2-噻吩基、3-三氯甲基苯-1-基(即，3-CCl3Ph-)；4-(3-溴丙-1-基)苯-1-基(即，4-BrCH2CH2CH2Ph-)；及諸如此類。芳香族基團之其他實例包括4-烯丙基氧基苯-1-氧基；4-胺基苯-1-基(即，4-H2NPh-)；3-胺基羰基苯-1-基(即，NH2COPh-)；4-苯甲醯基苯-1-基；二氰基亞甲基雙(4-苯-1-基氧基)(即，-OPhC(CN)2PhO-)；3-甲基苯-1-基、亞甲基雙(4-苯-1-基氧基)(即，-OPhCH2PhO-)；2-乙基苯-1- 基、苯基乙炔基、3-甲醯基-2-噻吩基、2-己基-5-呋喃基；六亞甲基-1,6-雙(4-苯-1-基氧基)(即，-OPh(CH2)6PhO-)；4-羥基甲基苯-1-基(即，4-HOCH2Ph-)；4-巰基甲基苯-1-基(即，4-HSCH2Ph-)；4-甲基噻吩-1-基(即，4-CH3SPh-)；3-甲氧基苯-1-基；2-甲氧基羰基苯-1-基氧基(例如，甲基水楊基)；2-硝基甲基苯-1-基(即，2-NO2CH2Ph)；3-三甲基甲矽烷基苯-1-基；4-第三丁基二甲基甲矽烷基苯-1-基；4-乙烯基苯-1-基；亞乙烯基雙(苯基)；及諸如此類。術語「C3-C10芳香族基團」包括含有至少3個但不超過10碳原子之芳香族基團。芳香族基團1-咪唑基(C3H2N2-)代表C3芳香族基團。苄基(C7H7-)代表C7芳香族基團。
本文所用術語「環脂族基團」係指具有至少1之化合價之基團，且包括為環狀但並非芳香族之原子陣列。如本文所定義「環脂族基團」不含有芳香族基團。「環脂族基團」可包括一或多個非環狀組份。舉例而言，環己基甲基(C6H11CH2-)係環脂族基團，其包括環己基環(為環狀但並非芳香族之原子陣列)及亞甲基(非環狀組份)。環脂族基團可包括諸如氮、硫、硒、矽及氧等雜原子，或可排他性由碳及氫組成。為方便起見，術語「環脂族基團」在本文中定義為涵蓋多種官能團，例如烷基、烯基、炔基、鹵代烷基、共軛二烯基、醇基團、醚基團、醛基團、酮基團、羧酸基團、醯基(例如羧酸衍生物，例如酯及醯胺)、胺基團、硝基及諸如此類。舉例而言，4-甲基環戊-1-基係包括甲基之C6環脂族基團，甲基係作為烷基之官能團。類似 地，2-硝基環丁-1-基係包括硝基之C4環脂族基團，硝基係官能團。環脂族基團可包括一或多個可相同或不同之鹵素原子。鹵素原子包括(例如)氟、氯、溴及碘。包括一或多個鹵素原子之環脂族基團包括2-三氟甲基環己-1-基；4-溴二氟甲基環辛-1-基；2-氯二氟甲基環己-1-基；六氟亞異丙基-2,2-雙(環己-4-基)(即，-C6H10C(CF3)2C6H10-)；2-氯甲基環己-1-基；3-二氟亞甲基環己-1-基；4-三氯甲基環己-1-基氧基；4-溴二氯甲基環己-1-基硫基；2-溴乙基環戊-1-基；2-溴丙基環己-1-基氧基(例如，CH3CHBrCH2C6H10O-)；及諸如此類。環脂族基團之其他實例包括4-烯丙基氧基環己-1-基；4-胺基環己-1-基(即，H2NC6H10-)；4-胺基羰基環戊-1-基(即，NH2COC5H8-)；4-醯基氧基環己-1-基；2,2-二氰基亞異丙基雙(環己-4-基氧基)(即，-OC6H10C(CN)2C6H10O-)；3-甲基環己-1-基；亞甲基雙(環己-4-基氧基)(即，-OC6H10CH2C6H10O-)；1-乙基環丁-1-基；環丙基乙炔基、3-甲醯基-2-四氫呋喃基；2-己基-5-四氫呋喃基；六亞甲基-1,6-雙(環己-4-基氧基)(即，-OC6H10(CH2)6C6H10O-)；4-羥基甲基環己-1-基(即，4-HOCH2C6H10-)、4-巰基甲基環己-1-基(即，4-HSCH2C6H10-)、4-甲基硫基環己-1-基(即，4-CH3SC6H10-)；4-甲氧基環己-1-基、2-甲氧基羰基環己-1-基氧基(2-CH3OCOC6H10O-)、4-硝基甲基環己-1-基(即，NO2CH2C6H10-)；3-三甲基甲矽烷基環己-1-基；2-第三丁基二甲基甲矽烷基環戊-1-基；4-三甲氧基甲矽烷基乙基環己-1-基(例如，(CH3O)3SiCH2CH2C6H10-)； 4-乙烯基環己烯-1-基；亞乙烯基雙(環己基)及諸如此類。術語「C3-C10環脂族基團」包括含有至少3個但不超過10碳原子之環脂族基團。環脂族基團2-四氫呋喃基(C4H7O-)代表C4環脂族基團。環己基甲基(C6H11CH2-)代表C7環脂族基團。
本文所用術語「脂肪族基團」係指具有至少1之化合價之有機基團，其由非環狀之直鏈或具支鏈原子陣列組成。脂肪族基團定義為包括至少一個碳原子。包括脂肪族基團之原子陣列可包括諸如氮、硫、硒、矽及氧等雜原子，或可排他性由碳及氫組成。為方便起見，術語「脂肪族基團」在本文中定義為涵蓋作為「非環狀之直鏈或具支鏈原子陣列」的多種官能團，例如烷基、烯基、炔基、鹵代烷基、共軛二烯基、醇基團、醚基團、醛基團、酮基團、羧酸基團、醯基(例如羧酸衍生物，例如酯及醯胺)、胺基團、硝基及諸如此類。舉例而言，4-甲基戊-1-基係包括甲基之C6脂肪族基團，甲基係作為烷基之官能團。類似地，4-硝基丁-1-基係包括硝基之C4脂肪族基團，硝基係官能團。脂肪族基團可為包括一或多個可相同或不同之鹵素原子的鹵代烷基。鹵素原子包括(例如)氟、氯、溴及碘。包括一或多個鹵素原子之脂肪族基團包括烷基鹵化物三氟甲基；溴二氟甲基；氯二氟甲基；六氟亞異丙基；氯甲基；二氟亞乙烯基；三氯甲基；溴二氯甲基；溴乙基；2-溴三亞甲基(例如，-CH2CHBrCH2-)；及諸如此類。脂肪族基團之其他實例包括烯丙基；胺基羰基(即，-CONH2)；羰基； 2,2-二氰基亞異丙基(即，-CH2C(CN)2CH2-)；甲基(即，-CH3)；亞甲基(即，-CH2-)；乙基；伸乙基；甲醯基(即，-CHO)；己基；六亞甲基；羥基甲基(即，-CH2OH)；巰基甲基(即，-CH2SH)；甲基硫基(即，-SCH3)；甲基硫基甲基(即，-CH2SCH3)；甲氧基；甲氧基羰基(即，CH3OCO-)；硝基甲基(即，-CH2NO2)；硫基羰基；三甲基甲矽烷基(即，(CH3)3Si-)；第三丁基二甲基甲矽烷基；3-三甲氧基甲矽烷基丙基(即，(CH3O)3SiCH2CH2CH2-)；乙烯基；亞乙烯基；及諸如此類。進一步舉例而言，C1-C10脂肪族基團含有至少1個但不超過10個碳原子。甲基(即，CH3-)係C1脂肪族基團之實例。癸基(即，CH3(CH2)9-)係C10脂肪族基團之實例。
如先前所述，提供於光學資料儲存媒體中記錄全息資料之方法。該方法包括提供包括以下之光學資料儲存媒體：(a)熱塑性聚合物基質，(b)潛在性酸生成劑，(c)非線性敏化劑，及(d)包括潛在性發色團之反應物。
本文所用術語「非線性敏化劑」係指敏感度對光強度具有依賴性之材料，亦即，敏感度在高(記錄)強度下高且在較低(讀出)強度下低。舉例而言，在讀取強度為寫入強度之約1/50至約1/20的情況下，敏感度(基於材料必須經受之讀出壽命及/或讀出循環數的具體假設)可降低至小於初始敏感度之約1/105至約1/104。此強度及敏感度差異係材料必須呈現之非線性之量。術語「非線性敏化劑」及「敏化劑」在本文中可互換使用。
此進一步闡釋於圖1A及1B中。圖1A顯示線性光敏性材料對入射輻射之反應，而圖1B顯示非線性敏化劑對入射輻射之反應。如圖1A中所示，線性光敏性材料可在記錄光之任一功率密度(強度)下引起反應，且所達成之折射率變化(△n)量可對於材料所接收之相同輻射能量(流量)而言係相同的。相比之下，非線性敏化劑僅可在記錄光之某一光強度下及高於此強度時引起反應。
如先前所述，非線性敏化劑能夠吸收呈(例如)一或多個光子形式之入射輻射，且隨後將能量轉移至潛在性酸生成劑以生成酸。在一些實施例中，非線性敏化劑通常可依序吸收兩個光子。此外，在一些實施例中，在本文所述之敏化劑將所吸收之能量轉移至潛在性酸生成劑時，其恢復至其初始狀態，且可重複此過程多次。因此，敏化劑不會隨時間流逝而實質上得以消耗，但其吸收能量並釋放至一或多種潛在性酸生成劑之能力可隨時間流逝而降低。相反，通常已知作為光敏性材料之材料可吸收能量(通常係單一光子)且並不將其轉移至其他分子，而是轉化成新結構，或與另一分子反應而藉此形成新化合物。
在一個實施例中，非線性敏化劑包括反飽和吸收劑(RSA)。本文所用術語「反飽和吸收劑」或「RSA」係指在給定波長下具有極低線性吸收且在此波長下透過幾乎所有光之化合物。然而，在該等給定波長下經受高強度輻射時，低位準線性吸收可使得分子處於具有較高吸收截面且變得在該同一波長下高度吸收之狀態；從而導致分子強烈 吸收隨後之光子。此非線性吸收經常稱作依序兩個光子吸收。
非線性敏化劑之適宜實例包括在由波長為約532奈米之入射輻射輻照時經歷光激發的RSA。由於此波長在可見光譜之綠色部分內，故該等RSA通常可稱作「綠色」RSA。非線性敏化劑之其他適宜實例包括在用約405奈米之波長下之入射輻射輻照時能夠經歷光激發的RSA，或「藍色」RSA。
在一個實施例中，非線性敏化劑包括能夠吸收約300奈米至約532奈米範圍內之波長下之入射輻射的反飽和吸收劑。在一個特定實施例中，非線性敏化劑包括能夠吸收約360奈米至約500奈米範圍內之波長下之入射輻射的反飽和吸收劑。在一個特定實施例中，非線性敏化劑基本上包括能夠吸收約405奈米之波長下之入射輻射以引起較高三重態至三重態能量轉移至潛在性酸生成劑的反飽和吸收劑。在一個實施例中，非線性敏化劑能夠呈現405奈米下之反飽和吸收劑特徵，以優化媒體之儲存容量，同時媒體仍與當前習用儲存模式(例如藍光(Blu-ray))相容。
如先前所述，適用於本發明光學儲存媒體中之非線性敏化劑僅在入射輻射之強度大於臨限值的情況下能夠吸收上述波長範圍內之入射輻射。在一個實施例中，臨限值(高於該臨限值時，非線性敏化劑能夠引發指數級鏈反應(index chain reaction))在約20 MW/cm2至約300 MW/cm2範圍內。在一個實施例中，臨限值(高於該臨限值時，非線 性敏化劑能夠引發指數級鏈反應)在約50 MW/cm2至約300 MW/cm2範圍內。
此外，若強度實質上低於臨限值，則非線性敏化劑對上述波長範圍內之入射輻射實質上無反應。在一個實施例中，臨限值(低於該臨限值時，非線性敏化劑實質上不反應)在約5 MW/cm2至約50 MW/cm2範圍內。在一個實施例中，臨限值(低於該臨限值時，非線性敏化劑實質上不反應)在約5 MW/cm2至約20 MW/cm2範圍內。
在一個實施例中，該方法包括選擇於約300奈米至約532奈米範圍內之波長下具有低吸光度或消光係數之非線性敏化劑。在一個實施例中，該方法包括選擇於約360奈米至約500奈米範圍內之波長下具有小於約200 cm-1M-1之消光係數的非線性敏化劑。在一個實施例中，該方法包括選擇於約405奈米之波長下具有小於約200 cm-1M-1之消光係數的非線性敏化劑。在一個實施例中，該方法包括選擇於約405奈米之波長下具有基態吸收及極高激發態吸收(RSA性質)的非線性敏化劑。
在一些實施例中，非線性敏化劑包括鉑乙炔基錯合物。在一些實施例中，非線性敏化劑包括反式鉑乙炔基錯合物。在一個實施例中，非線性敏化劑包括雙(三丁基膦)雙(4-乙炔基聯苯基)鉑(PPE)、雙(三丁基膦)雙(4-乙炔基-1-(2-苯基乙炔基)苯)鉑(PE2)、雙(1-乙炔基-4-(4-正丁基苯基乙炔基)苯)雙(三-正丁基)膦)Pt(II)(n-Bu-PE2)、雙(1-乙炔基-4-(4-氟苯基乙炔基)苯)雙(三-正丁基)膦)Pt(II)(F- PE2)、雙(1-乙炔基-4-(4甲氧基苯基乙炔基)苯)雙(三-正丁基)膦)Pt(II)(MeO-PE2)、雙(1-乙炔基-4-(4-甲基苯基乙炔基)苯)雙(三-正丁基)膦)Pt(II)(Me-PE2)、雙(1-乙炔基-4(3,5-二甲氧基苯基乙炔基)苯)雙(三-正丁基膦)Pt(II)(3,5-二MeO-PE2)、雙(1-乙炔基-4(4-N,N-二甲基胺基苯基乙炔基)苯)雙(三-正丁基-膦)Pt(II)(DMA-PE2)或其組合。
在一些實施例中，非線性敏化劑包括雙(三丁基膦)雙(4-乙炔基-1-甲氧基苯)鉑(PE1-OMe)、雙(三丁基膦)雙(4-乙炔基-1-氟苯)鉑(PE1-F)、雙(三丁基膦)雙(4-乙炔基-1-甲基苯)鉑(PE1-Me)、雙(三丁基膦)雙(4-乙炔基-2,5-甲氧基苯)鉑(PE1-(OMe)2)或其組合。本文列舉之非線性敏化劑或反飽和吸收分子具有例示性，且反飽和吸收分子之更多變體或呈現非線性吸收之其他分子可用於本文揭示之光學資料儲存媒體中。
本文所用術語「潛在性酸生成劑」係指在暴露於刺激時能夠生成酸或質子之材料。在一個實施例中，潛在性酸生成劑能夠在將三重態能量自非線性敏化劑轉移至潛在性酸生成劑時生成酸。在某些實施例中，潛在性酸生成劑僅能夠在三重態能量自非線性敏化劑轉移時生成酸且原本對該入射輻射實質上無反應。本文所用術語「無反應」意指潛在性酸生成劑實質上透過入射輻射輻照或在記錄或寫入步驟期間不將入射輻射輻照吸收至光學儲存媒體上。因此，根據一些實施例之潛在性酸生成劑對入射輻射實質上無反應且在不存在非線性敏化劑下不生成酸。此與光阻系統形 成對比，其中利用「光-酸生成劑」且光-酸生成劑在暴露於輻射時能夠直接生成酸。
參照圖3，提供示意性能級圖300。圖300顯示呈現反飽和吸收之敏化劑的較高三重態Tn激發態吸收及所得能量轉移。本發明光學資料儲存媒體中所用之潛在性酸生成劑具有由箭頭307表示之三重態能量，其低於由箭頭308表示之敏化劑T2態，但高於箭頭309處所示之敏化劑T1態。潛在性酸生成劑能夠自敏化劑之較高三重態(T2或更高)接收能量，且經歷生成酸之反應，該酸與潛在性發色團反應以形成發色團，其提供聚合物基質之折射率變化且因此提供記錄全息圖。
在一個實施例中，該方法包括選擇能夠在自敏化劑三重態激發時生成酸之潛在性酸生成劑且潛在性酸生成劑在寫入步驟期間對所用入射輻射實質上無反應。在一個實施例中，該方法包括選擇三重態能量低於敏化劑之T2態且高於敏化劑之T1態之潛在性酸生成劑。
此外，在一個實施例中，該方法包括選擇於約300奈米至約532奈米範圍內之波長下具有低吸光度或消光係數之潛在性酸生成劑。在一個特定實施例中，該方法包括選擇於約360奈米至約500奈米範圍內之波長下具有低吸光度或消光係數之潛在性酸生成劑。在一個特定實施例中，該方法包括選擇於約405奈米之波長下具有低吸光度或消光係數之潛在性酸生成劑。
在一個實施例中，潛在性酸生成劑選自由鋶鹽、碘鎓 鹽、磺酸鹽、三氟甲磺酸鹽及其組合組成之群。適宜潛在性酸生成劑之非限制性實例包括三氟甲磺酸(4-溴苯基)二苯基鋶鹽、三氟甲磺酸(4-氯苯基)二苯基鋶鹽、三氟甲磺酸(4-氟苯基)二苯基鋶鹽、三氟甲磺酸(4-碘苯基)二苯基鋶鹽、三氟甲磺酸(4-甲氧基苯基)二苯基鋶鹽、三氟甲磺酸(4-甲基苯基)二苯基鋶鹽、三氟甲磺酸(4-甲基硫苯基)甲基苯基鋶鹽、三氟甲磺酸(4-苯氧基苯基)二苯基鋶鹽、三氟甲磺酸(4-苯基硫苯基)二苯基鋶鹽、三氟甲磺酸(4-第三丁基苯基)二苯基鋶鹽、三氟甲磺酸(第三丁氧基羰基甲氧基萘基)-二苯基鋶鹽、三氟甲磺酸Boc-甲氧基苯基二苯基鋶鹽、三氟甲磺酸三苯基鋶鹽、對甲苯磺酸雙(4-第三丁基苯基)碘鎓鹽、全氟-1-丁烷磺酸雙(4-第三丁基苯基)碘鎓鹽、三氟甲磺酸雙(4-第三丁基苯基)碘鎓鹽、六氟磷酸二苯基碘鎓鹽、硝酸二苯基碘鎓鹽、對甲苯磺酸二苯基碘鎓鹽、全氟-1-丁烷磺酸二苯基碘鎓鹽、三氟甲磺酸二苯基碘鎓鹽、2-(4-甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、N-羥基萘二甲醯亞胺三氟甲磺酸鹽、N-羥基-5-降冰片烯-2,3-二甲醯亞胺全氟-1-丁烷磺酸鹽、全氟-1-丁烷磺酸三苯基鋶鹽、全氟-1-丁烷磺酸叁(4-第三丁基苯基)鋶鹽、三氟甲磺酸叁(4-第三丁基苯基)鋶鹽、六氟磷酸三芳基鋶鹽及其組合。
本文所用術語「反應物」係指能夠經歷化學變化以形成「產物」之材料，該「產物」可調變媒體之折射率變化。在一個實施例中，反應物包括潛在性發色團。本文所用術 語「潛在性發色團」係指能夠因應刺激生成發色團之材料。此外，術語「潛在性發色團」係指能夠生成發色團之材料，該發色團具有不同於潛在性發色團之吸收或光學特徵。因此，在記錄全息圖或寫入步驟期間，發色團之生成導致反應物(潛在性發色團)及產物(發色團)濃度之區域變化且因此局部調變折射率。
此與光學資料儲存媒體之基於光聚合物之記錄形成對比，其中折射率之調變受單體聚合影響，其可導致光學資料儲存媒體之尺寸變化。此外，此與光阻系統形成對比，其中在存在酸下使得反應物可溶/不可溶，但未調變折射率。
在一個實施例中，在記錄/寫入步驟期間，潛在性發色團對入射輻射實質上無反應。此外，在一些實施例中，潛在性發色團僅(例如)在與酸接觸時能夠生成發色團，且在直接暴露於入射輻射時不生成發色團。因此，在不存在非線性敏化劑或潛在性酸生成劑下，潛在性發色團對入射輻照實質上無反應。
在一個實施例中，潛在性發色團包括經保護發色團。本文所用術語「經保護發色團」係指經保護基團取代之發色團分子。本文所用術語「保護基團」係指在結合至潛在性發色團分子之羥基、氮或其他雜原子時防止在此基團處發生不期望反應且可藉由酸催化之去保護去除以生成「未經保護」羥基、氮或其他雜原子基團的任一基團。在一些實施例中，保護基團包括酯(例如第三丁基氧基羰基(t-BOC)) 或縮醛及縮酮(例如甲氧基甲基醚(MOM)基團)。在一個實施例中，潛在性發色團包括酸不穩定基團或在經受酸或質子時易於裂解之基團。
在一個實施例中，潛在性發色團包括經保護二苯甲酮。本文所用術語「經保護二苯甲酮」係指經保護基團取代之二苯甲酮分子。在一個實施例中，潛在性發色團包括經酸不穩定基團或在經受酸或質子時易於裂解之基團取代之二苯甲酮分子。在一個實施例中，自潛在性發色團形成之發色團包括羥基-二苯甲酮。
在一個實施例中，潛在性發色團包括具有結構式(I)之部分： 其中「a」係1至5之整數且「b」係1至4之整數；R1係保護基團；R2及R3在每次出現時獨立地係氫、鹵素、C1-C20脂肪族基團、C3-C20環脂族基團或C2-C30芳香族基團；且R4係氫或OR1。保護基團係如上文所定義。
在一個實施例中，潛在性發色團包括具有結構式(II)至(V)之部分： 其中「a」係1至5之整數且「b」係1至4之整數；R1係保護基團；R2及R3在每次出現時獨立地係氫、鹵素、C1-C20脂肪族基團、C3-C20環脂族基團或C2-C30芳香族基團；且R4係氫或OR1。保護基團係如上文所定義。
在一些實施例中，將反應物分散於熱塑性聚合物基質中。在一些實施例中，潛在性發色團可實質上均勻地分散於聚合物基質中。在一些其他實施例中，反應物鍵結至聚合物基質。在一些實施例中，反應物可共價附接至聚合物基質或以其他方式與其締和。舉例而言，在一些實施例中，經受保護二苯甲酮官能化之聚合物可用作聚合物基質。
在一些實施例中，如先前所述，潛在性發色團可化學鍵結至聚合物基質。在該等情況下，在一些實施例中，具有式(I)至(V)之部分可進一步包括能夠化學鍵結至聚合物基質之官能團。在一些其他實施例中，具有式(I)至(V)之部分可進一步包括能夠經歷聚合反應以形成熱塑性聚合物基質之官能團(例如，乙烯基)。在一些實施例中，式(I)至(V)中之R2及R3進一步包括能夠鍵結至熱塑性基質或能夠經歷聚合反應以形成熱塑性基質的官能團。
熱塑性聚合物基質可包括直鏈、具支鏈或交聯之聚合物或共聚物。可使用任一聚合物，只要敏化劑及反應物可實質上均勻地分散於其中或另一選擇為反應物可易於與其鍵結即可。此外，所用之任一聚合物可期望地實質上不干擾較高三重態能量轉移過程。聚合物基質可期望地包括光學透明之聚合物，或至少在預期用於記錄及讀取光學資料儲存媒體之波長下具有高透明性。
適用於聚合物基質之聚合物的特定實例包含(但不限於)聚(甲基丙烯酸烷基酯)(例如聚(甲基丙烯酸甲酯) (PMMA))、聚乙烯醇、聚(丙烯酸烷基酯)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚(二氯亞乙烯)、聚(乙酸乙烯酯)及其組合。如上文所述，反應物亦可共價附接至聚合物基質或以其他方式與其締和。舉例而言，包括二苯甲酮部分之聚合物(例如聚丙烯酸酯)易於獲得，或易於經官能化以包括二苯甲酮部分。
如先前所述，光學儲存媒體之折射率變化受自潛在性發色團形成發色團影響。此與基於光聚合物之藉由光引發之單體聚合記錄至媒體上的光學資料儲存媒體形成對比。因此，伴隨資料之記錄之尺寸變化可低於與使用光聚合物之資料記錄相關的尺寸變化。此外，本發明基於熱塑性聚合物基質之光學資料儲存媒體有利地提供穩定、實質上剛性媒體，其與基於凝膠樣光聚合物之媒體形成對比。
在一個實施例中，該方法包括藉由獲取或獲得具有期望組件之光學資料儲存媒體提供光學資料儲存媒體。在一個實施例中，該方法包括藉由製備或製造光學資料儲存媒體提供光學資料儲存媒體。在一些實施例中，本文所述光學資料儲存媒體可藉由摻和期望潛在性酸生成劑、敏化劑、反應物及聚合物基質製得。在一些其他實施例中，若反應物鍵結至聚合物基質，則本文所述光學資料儲存媒體可藉由摻和期望潛在性酸生成劑、敏化劑及聚合物基質(包括結合反應物)製得。該等物質之比例可在寬範圍內變化，且摻和之最佳比例及方法可由彼等熟習此項技術者容易地確定。
在一個實施例中，該方法可進一步包括製造光學資料儲存媒體。在一些實施例中，製造方法包括形成組合物之膜、擠出物或射出模製部分的步驟，該組合物包括熱塑性聚合物基質、非線性敏化劑、潛在性酸生成劑及反應物。在一個實施例中，該方法包括溶劑澆鑄、旋塗、射出模製或擠出包括熱塑性聚合物基質、非線性敏化劑、潛在性酸生成劑及反應物之組合物。
在一個實施例中，潛在性酸生成劑係以光學資料儲存媒體之約0.01重量%至約15重量%範圍內之量存在。在另一實施例中，潛在性酸生成劑係以光學資料儲存媒體之約0.1重量%至約10重量%範圍內之量存在。
光學資料儲存媒體中所用非線性敏化劑之量可取決於其在用於記錄全息圖之光波長下的光學密度。敏化劑之溶解度亦可為一因素。在一個實施例中，非線性敏化劑係以光學資料儲存媒體之約0.001重量%至約15重量%之量存在。在另一實施例中，敏化劑係以光學資料儲存媒體之約0.01重量%至約10重量%之量存在。在又一實施例中，敏化劑係以光學資料儲存媒體之約0.1重量%至約10重量%之量存在。
反應物可以相對較高濃度存在以使聚合物基質內之光學性質產生較大變化並促進有效化學放大。在一個實施例中，反應物係以光學資料儲存媒體之約5重量%至約95重量%範圍內之量存於光學資料儲存媒體中。在另一實施例中，反應物係以光學資料儲存媒體之約10重量%至約90重 量%範圍內之量存於光學資料儲存媒體中。在又一實施例中，反應物係以光學資料儲存媒體之約20重量%至約80重量%範圍內之量存於光學資料儲存媒體中。
在一個實施例中，光學資料儲存媒體進一步包括能夠將三重態能量自非線性敏化劑轉移至潛在性酸生成劑之媒介。在一個實施例中，媒介之三重態期望地(a)低於敏化劑之三重態(Tn；n>1)但高於敏化劑之T1且(b)高於潛在性酸生成劑之三重態(T1)，或介於約55千卡/莫耳至約90千卡/莫耳之間。在一個實施例中，若媒介分散於聚合物基質中，則媒介可以約1重量%至約20重量%範圍內之量存於聚合物基質中。
適宜媒介之實例包括(但不限於)苯乙酮(T1m 78 kcal/mol)、鄰苯二甲酸二甲酯(T1m 73 kcal/mol)、苯丙酮(T1m 72.8 kcal/mol)、異丁基苯酮(T1m 71.9 kcal/mol)、環丙基苯基酮(T1m 71.7 kcal/mol)、去氧安息香(T1m 71.7 kcal/mol)、咔唑(T1m 69.76 kcal/mol)、二苯咣喃(T1m 69.76 kcal/mol)、二苯并噻吩(T1m 69.5 kcal/mol)、2-二苯甲醯基苯(T1m 68.57 kcal/mol)、二苯甲酮(T1m 68 kcal/mol)、聚乙烯基二苯甲酮(T1m 68 kcal/mol)、1,4-二乙醯基苯(T1m 67.38 kcal/mol)、9H-茀(T1m 67 kcal/mol)、三乙醯基苯(T1m 65.7 kcal/mol)、噻噸酮(T1m 65.2 kcal/mol)、聯苯(T1m 65 kcal/mol)、菲(T1m 62 kcal/mol)、菲(T1m 61.9 kcal/mol)、黃酮(T1m 61.9 kcal/mol)、1-萘甲腈(T1m 57.2 kcal/mol)、聚(萘醯基苯乙烯)(T1m 55.7 kcal/mol)、茀酮 (T1m 55 kcal/mol)及其組合。
在一個實施例中，光學資料儲存媒體進一步包括鹼，其中該鹼係以潛在性酸生成劑之約0.1莫耳%至約10莫耳%範圍內之量存於光學資料儲存媒體中。不受限於任何理論，據信鹼可在潛在性發色團期望去保護後驟冷酸並延長媒體之壽命。
本文所述之光學資料儲存媒體可呈自支撐形式。或者，資料儲存媒體可塗佈於載體材料(例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯、聚(對苯二甲酸乙二酯)、聚(萘二甲酸乙二酯)、聚苯乙烯或乙酸纖維素)上。在可期望使用載體材料之實施例中，亦可使用諸如玻璃、石英或矽等無機載體材料。
在該等實施例中，可處理載體材料之表面以改良光學資料儲存媒體與載體之黏著性。舉例而言，在施加光學資料儲存媒體之前，可藉由電暈放電來處理載體材料之表面。或者，可將底塗層(例如鹵化苯酚或部分水解之氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)施加至載體材料上以增加其與儲存媒體之黏著性。
該方法進一步包括用干涉型式輻照光學資料儲存媒體之體積元素，該干涉型式包含入射輻射，該入射輻射之波長及強度足以引起較高三重態能量自非線性敏化劑轉移至潛在性酸生成劑，藉此生成酸。
在一個實施例中，該方法包括選擇入射輻射之波長及強度值，以使若強度低於臨限值，則非線性敏化劑在該波長 範圍內具有低吸收或低消光係數，且若強度大於臨限值，則具有高吸收。在一個實施例中，該方法包括用波長在約300奈米至約532奈米範圍內之入射輻射輻照媒體。在一個實施例中，該方法包括用波長在約300奈米至約532奈米範圍內之入射輻射輻照媒體。在一特定實施例中，該方法包括用波長為約405奈米之入射輻射輻照媒體。
在一個實施例中，該方法包括用強度大於臨限值之入射輻射輻照光學資料儲存媒體。術語「臨限值」係指入射輻射之強度，高於該臨限值時非線性敏化劑之吸收大於強度低於該臨限值時之吸收。在一個實施例中，該方法包括用強度比環境光大至少2個數量級之入射輻射輻照光學資料儲存媒體。在一特定實施例中，該方法包括用波長為約405奈米且強度大於臨限值之入射輻射輻照媒體。在一特定實施例中，該方法包括用波長為約405奈米且強度在約50 MW/cm2至約300 MW/cm2範圍內之入射輻射輻照媒體。
如先前所述，該方法包括引起較高三重態能量自非線性敏化劑轉移至潛在性酸生成劑。本文所用術語「較高三重態能量轉移」係指非線性敏化劑之較高三重態能量態(Tn)與潛在性酸生成劑之T1態之間能量非輻射轉移。
此較高三重態能量轉移步驟進一步闡釋於圖3中。圖3係顯示呈現反飽和吸收之敏化劑之較高三重態Tn激發態吸收及所得能量轉移的示意性能級圖。如能級圖300中所示，箭頭301闡釋光子自單基態S0轉變至第一激發態S1時之基態吸收截面。系統間跨越速率(由箭頭302表示)表示在 敏化劑自激發之單態S1移動至相應三重態T1時發生之能量轉移。箭頭303指示激發三重態之吸收截面。在藉由隨後之線性吸收達成較高級三重態Tn時，可能發生兩個較高激發衰變過程。一個可能衰變過程(在圖3中由箭頭304表示)係由至較低位能T1態之內部轉化(IC)所致之非輻射性弛豫。另一可能衰變過程由圖3中之箭頭305表示，且涉及自敏化劑釋放能量及經由三重態-三重態能量轉移將此能量轉移至潛在性酸生成劑。該方法進一步包括自潛在性酸生成劑生成酸或質子，如由306所指示。
該方法進一步包括使至少一個潛在性發色團與所生成酸反應以形成至少一個發色團。如先前所述，自潛在性酸生成劑生成之酸或質子催化具有酸不穩定保護基團之發色團發生基於酸之去保護，藉此形成發色團。自潛在性發色團生成發色團會導致發色團及潛在性發色團濃度之局部調變且材料之此吸光度變化產生體積元素之折射率變化。輻照體積元素內之此發色團生成會產生對應於干涉型式之折射率變化，藉此產生光學可讀資料或全息圖。如圖3中所指示，反應物經歷由310表示之變化以形成全息光柵並在此記錄資料。在一個實施例中，該方法包括記錄全息圖。在另一實施例中，該方法包括記錄微全息圖。
在一個實施例中，該方法包括使複數個潛在性發色團與每一所生成酸反應以形成複數個發色團。在一個實施例中，該方法包括使複數個經保護二苯甲酮與每一所生成酸反應以形成複數個羥基-二苯甲酮。不受限於任何理論， 據信潛在性發色團不消耗酸或潛在性發色團會再生酸以提供酸用於相鄰分子之去保護，且因此對於每一所生成酸產生多次去保護。
如先前所述，酸或質子係在較高三重態能量自非線性敏化劑轉移至潛在性酸生成劑時自潛在性酸生成劑生成。在一些實施例中，對於所生成之每一質子而言，可使潛在性發色團多次去保護，從而生成多個發色團。因此，在一些實施例中，該方法包括鏈反應，其中每個吸收光子形成許多新分子(發色團)，從而導致化學放大。因此，可在於記錄光束中之低暴露下獲得相對較大折射率變化或高敏感度。此外，該方法在採用較少光子或較低功率密度的同時有利地允許1或更大之量子效率(QE)。
在一個實施例中，該方法有利地允許大於約5×10-4 cm2/焦耳之敏感度值。在另一實施例中，該方法有利地允許大於約1×10-3 cm2/焦耳之敏感度值。在又一實施例中，該方法有利地允許大於約2×10-3 cm2/焦耳之敏感度值。
如先前所述，本發明方法有利地允許於光學資料儲存媒體中逐位元記錄微全息全息資料。用於本發明之光學資料儲存媒體中之非線性敏化劑能夠將能量自具有極短壽命(毫微秒至數μ(微)秒之較高三重態(Tn，其中n>1)轉移至潛在性酸生成劑。轉移來自Tn態之能量的能力會提供具有非線性或臨限性質之本文所提供之光學儲存媒體。亦即，僅在藉由高強度光激發敏化劑時方看到Tn激發態吸收，且在由低能輻射激發時Tn激發態吸收極小，可忽略不計。此使 得包括非線性敏化劑之本發明光學資料儲存媒體對於低強度輻射(例如，讀取或環境光)保持實質上透明且惰性，且僅因應高能量記錄光(例如，強度比讀取光大至少2個數量級或更多之光)而改變其性質(吸光度且由此折射率)。因此，本發明光學資料儲存媒體呈現逐位元記錄微全息資料所期望之非線性臨限行為。
此外，在寫入及/或讀取步驟期間，該方法可有利地記錄多層中之微全息資料，而不影響其他層中之資料。此與包括線性光敏性材料之媒體形成對比。如圖2中所示，在包含線性光敏性材料之光學資料儲存媒體200中，動態範圍之消耗可在非定址體積中、實質上在入射輻射經過之任一位置處發生，如區段201所示。相反，若光學資料儲存媒體200包括非線性敏化劑，則可減少或消除動態範圍在非定址體積中之消耗，且消耗可實質上僅在目標體積(亦即，入射輻射之焦點202)中發生。因此，在本發明光學資料儲存媒體中使用非線性敏化劑有利於記錄至埋入媒體本體中之逐位元資料層中，且不會破壞先前記錄資料之相鄰層或用於後續記錄之空白空間。
此外，因緊密聚焦雷射光束中之光強度隨焦斑深度顯著變化且通常在光束腰部(最窄截面)處達到其最大值，故媒體之臨限反應自然僅在緊鄰光束腰部處限制發生材料轉化。此可使得每一層內之微全息圖尺寸有所減小，由此有利於增加本發明媒體之層資料儲存容量，從而亦可增加該媒體之總資料儲存容量。有利的是，藉由本發明之一些實 施例之方法製得之光學資料儲存媒體亦可實質上在環境光中保持穩定，從而在暴露於相同環境光時不會導致媒體發生顯著劣化或損害。
在一些實施例中，本發明方法有利地提供在高資料密度下呈現適於記錄微全息圖之折射率變化(△n)(例如，折射率變化為至少約0.005、或至少約0.05)的光學資料儲存媒體。因藉由本發明光學資料儲存媒體可達成折射率變化/繞射效率，故該媒體在尺寸與單一CD或單一DVD相當之磁碟中能夠儲存約1 TB之資訊。
在一個實施例中，提供於光學資料儲存媒體中記錄全息資料之方法。該方法包括(i)提供包含以下之光學資料儲存媒體：(a)熱塑性聚合物基質，(b)潛在性酸生成劑，(c)非線性敏化劑，及(d)包括經保護二苯甲酮之反應物。該方法包括(ii)用干涉型式輻照光學資料儲存媒體之體積元素，該干涉型式包括入射輻射，該入射輻射之波長及強度足以引起較高三重態能量自非線性敏化劑轉移至潛在性酸生成劑，藉此生成酸，其中該潛在性酸生成劑對該入射輻射實質上無反應。該方法進一步包括(iii)使複數個經保護二苯甲酮與所生成酸反應以形成複數個羥基二苯甲酮，藉此引起體積元素之折射率變化，及(iv)產生經輻照體積元素之對應於干涉型式之折射率變化，藉此產生光學可讀資料。
在一個實施例中，提供光學資料儲存媒體。光學資料儲存媒體包括(a)熱塑性聚合物基質；(b)能夠吸收入射輻射之非線性敏化劑，該入射輻射之波長及強度足以引起較高 三重態激發；(b)潛在性酸生成劑，其能夠在自非線性敏化劑三重態激發時生成酸且對該入射輻射實質上無反應；(d)包括潛在性發色團之反應物，其中至少一個潛在性發色團能夠藉由與所生成酸反應形成至少一個發色團，藉此引起光學資料儲存媒體之折射率變化。在一些實施例中，對於每一所生成酸，複數個潛在性發色團能夠形成複數個發色團。
實例 實例1 非線性敏化劑(PE1、PPE及PE2)之合成
PE1及PE2分別係指鉑乙炔基錯合物雙(三丁基膦)雙(4-乙炔基-苯)鉑及雙(三丁基膦)雙(4-乙炔基-1-(2-苯基乙炔基)苯)鉑。該等鉑乙炔基錯合物之命名方案係基於苯基乙炔基，例如PE1係針對具有一對苯基乙炔基之錯合物命名，PE2係針對具有一對兩個苯基乙炔基之錯合物命名，且PPE係針對具有一對苯基苯基乙炔基(PPE)之錯合物命名。
PE1 Pt-乙炔基錯合物3之合成經歷銅催化之PtCl2(PBu3)2與末端苯基乙炔2之偶合，如圖4中所示且如J.Phys.Chem.A 2002,106,10108-10115中所述。R基團可如表1中所示變化以提供大量材料用於評價。對於PPE衍生物而言，使用苯基乙炔之聯苯衍生物。
基於PE2之非線性敏化劑之合成及光學表徵已詳細闡述於同在申請中之美國專利申請案第12/551410號(代理檔案號236639-1)中，其出於任一及所有目的其全部內容以引用 方式併入本文中，只要並不直接與本文之教示內容發生衝突即可。
實例2. 線性光學量測
如上所述，對於藍RSA染料，需要在405奈米處具有最小吸收。UV-Vis光譜係自根據實例1製得之鉑-乙炔基錯合物獲得，且吸收係藉由將其轉化為隨波長變化之消光係數來正規化。來自此實例之資料匯總於表1中。
如表1中所示，PE1及PPE錯合物1a-1f於405奈米下基本上具有極低吸收。如先前所述，基於非線性敏化劑之光學資料儲存媒體之合意特徵係低基態吸收及極高激發態吸收(RSA性質)。此外，至少0.04 M非線性敏化劑之量在媒體中可為合意的，以將供體-受體維持在達成有效能量轉移之伴隨距離內。為滿足上述條件，405奈米下之合意消光係數可小於約200 cm-1M-1。因此，表1中列舉之材料適用作非線性敏化劑。
實例3 經保護二苯甲酮及丙烯酸酯聚合物之製備
MOM保護之二苯甲酮丙烯酸酯單體IIa之製備(圖5)：向500 mL圓底燒瓶中添加丙烯酸酯單體Ia(24.8 g，0.088莫耳)、二異丙基乙基胺(22.7g、0.17莫耳)及100 mL二氯甲烷。將此混合物在氮下攪拌，藉由冰浴冷卻至約0℃，隨後經3小時逐滴添加氯甲基甲基醚，同時將溫度維持於0℃下。使此溶液升溫至室溫並攪拌過夜。將所得溶液用水(3×200 mL)洗滌，經MgSO4乾燥並濃縮以提供淺黃色油。藉由矽膠上層析用己烷-乙酸乙酯(95：5-80：20)洗脫純化此油，濃縮後獲得無色固體IIa(>90%純化產率)。
聚(MOM保護之二苯甲酮丙烯酸酯)或MOM聚合物IIIa之製備(圖5)：-向25 ml圓底燒瓶中添加4.8克丙烯酸酯單體IIa、5.0 mg AIBN及10 mL甲苯。將此混合物用氮脫氣10分鐘，將混合物加熱至90℃並保持18小時，之後冷卻並於甲醇中沈澱。藉由過濾收集白色沈澱並於50℃及真空下乾燥24 hr(Mw 90k-125k)。
t-BOC保護之二苯甲酮丙烯酸酯單體IIb之製備(圖6)-向500 mL圓底燒瓶中添加丙烯酸酯單體Ib(24.8 g，0.088莫耳)、二碳酸二-第三丁基酯(20.1 g，0.092莫耳)、三乙胺(9.2 g，0.092莫耳)及100 mL二氯甲烷。將此混合物於氮下攪拌並藉由冰浴冷卻至約0℃並保持3小時。使該溶液升溫至室溫並攪拌過夜。將所得溶液用水(3×200 mL)洗滌，經MgSO4乾燥並濃縮以提供淺黃色油。藉由矽膠上層析用己烷-乙酸乙酯(95：5-80：20)洗脫純化此油，濃縮後獲得無色固體IIb(>90%純化產率)。
聚(t-BOC保護之二苯甲酮丙烯酸酯)IIIb之製備(圖6)：-向25 ml圓底燒瓶中添加4.8克丙烯酸酯單體IIb及5.0 mg AIBN及10 mL甲苯。將此混合物用氮脫氣10分鐘，將混合物加熱至90℃並保持18小時，之後冷卻並於甲醇中沈澱。藉由過濾收集白色沈澱並於50℃及真空下乾燥24 hr(Mw 90-125k)。
實例4 經保護二苯甲酮去保護後之折射率變化
t-BOC取代及MOM取代二苯甲酮吸光度資料顯示去保護羥基二苯甲酮自呈保護形式之280奈米之λ最大值至在290及330奈米附近形成兩個新帶的紅色移位。t-BOC保護及MOM保護之二苯甲酮之相應折射率變化分別係0.098及0.125。
實例5 在聚合物存在下經保護二苯甲酮之去保護
為比較薄膜中之tBOC聚合物(係指經tBOC保護之二苯甲酮部分官能化的PMMA聚合物)與MOM聚合物(係指經MOM 保護之二苯甲酮部分官能化之PMMA聚合物)系統之間之去保護化學的效率，使用三氟乙烷磺酸(TFESA)作為酸。對於薄膜製備而言，將2.2重量% tBOC或MOM聚合物之溶液與0.1當量之TFESA在四氯乙烷中混合直至內容物溶解為止。經由0.45微米Whatman濾膜過濾溶液。將過濾溶液倒至50毫米×25毫米顯微鏡載玻片上並用旋塗器以每分鐘約2000轉將溶液旋轉澆鑄30秒且隨後風乾4-6 hr。
摻雜於PMMA中之tBOC保護之二苯甲酮的去保護於室溫下15 min後可忽略(<2%)且於100℃溫度下完全去保護耗時15 min。然而，摻雜於PMMA中之MOM保護之二苯甲酮顯示甚至於室溫下在最初15 min內最多25%去保護。
因此，使用TFESA之去保護顯示MOM-聚合物在與tBOC聚合物相比時針對量子效率研究可顯示更快動力學。因此，所有非線性敏化研究均係針對MOM聚合物實施。然而，慮及所需較慢動力學及較高溫度，亦可使用tBOC聚合物寫入全息圖。
比較實例1 含有線性敏化劑、潛在性酸生成劑、反應物及聚合物之膜中之去保護研究
對t-BOC聚合物、10 wt%潛在性酸生成劑(NapdiPhS-T，三重態能量54 kcal/mol)及5 wt%線性三重態敏化劑(噻噸-9-酮，三重態能量65 kcal/mol)之薄膜實施對照試驗以測試二苯甲酮去保護。在使用405奈米雷射光激發時試樣之5 mm斑點顯示，僅在試樣暴露40 min、之後將試樣加熱至80℃至100℃後，二苯甲酮去保護。
對t-BOC聚合物、10 wt%潛在性酸生成劑(TPS-T)之薄膜且在不存在噻噸-9-酮下實施對照試驗。在使用405奈米雷射光激發時試樣之5 mm斑點顯示，由於潛在性酸生成劑於該波長中不吸收，無二苯甲酮去保護。
對t-BOC聚合物及5 wt%噻噸-9-酮之薄膜實施對照試驗。在用帶有360奈米長通濾波器(確保僅噻噸-9-酮受到激發)之UV燈激發並輻照45 min時，試樣之5 mm斑點顯示無去保護。因此，酸生成對二苯甲酮去保護極為重要。
實例6 含有潛在性酸生成劑、非線性敏化劑、反應物及聚合物之薄膜之敏感度量測
潛在性酸生成劑TPS-丁烷-ST(全氟-1-丁烷磺酸叁(4-第三丁基苯基)鋶鹽)、TPS-T(三氟甲磺酸三苯基鋶鹽)、IPhdiPhS-T(三氟甲磺酸對-碘苯基二苯基鋶鹽)及NapdiPhS-T(三氟甲磺酸萘基二苯基鋶鹽)係自Sigma Aldrich購得且BTBPI-TMM(叁(全氟甲烷磺醯基)甲基化雙(4-第三丁基苯基)碘鎓鹽)係自Daychem Laboratories公司獲得。表1中列舉之非線性敏化劑用作反飽和吸收劑(RSA)且係如上述製得。
如下製備用以顯示微全息圖並在寫入微全息圖後記錄反射率之薄膜試樣：使用攪拌棒混合tBOC或MOM聚合物存於四氯乙烷中之2.2重量%溶液與0.04莫耳RSA(PE1、PE2或PPE染料)及10 wt%潛在性酸生成劑直至內容物溶解為止。在一些情形下，藉由於70攝氏度下在熱板上加熱溶液來溶解內容物。經由0.45微米Whatman濾膜過濾所得溶 液。將過濾溶液倒至50毫米×25毫米顯微鏡載玻片上並用旋塗器以每分鐘約2000轉將溶液旋轉澆鑄30秒。之後於約70攝氏度之溫度下在爐中將載玻片乾燥約20分鐘至約30分鐘。所形成聚合物膜之厚度係近似約100奈米。所用RSA染料(非線性敏化劑)及潛在性酸生成劑、及RSA染料之量的詳細內容提供於下表2中。使用聚肉桂酸乙烯酯(PVCm)作為反應物製備比較試樣(比較試樣6a)。
為界定能量轉移(ET)過程之量子效率(QE)及敏感度，使用下述光學設置。該設置由兩個光源組成：一者來自UV-Vis燈且另一者來自光學參數振盪器(OPO)。由於材料特徵，折射率變化材料於280奈米下具有最大吸光度。所選UV探針之波長在約280奈米至約320奈米範圍內。由於假定RSA染料在405奈米波長中具有小部分吸收，故使用作為幫浦暴露源之OPO系統之輸出的405奈米波長。提供264 MW/cm2之寫入強度下之敏感度值之量子效率量測提供於表2中。
aMOM-聚合物係指經MOM保護之二苯甲酮部分官能化之PMMA聚合物。
bMOM+聚合物係指與MOM保護之二苯甲酮材料摻和之PMMA聚合物。
表2中報告之敏感度值係藉由自RSA之較高三重態(Tn>1)至潛在性酸生成劑之三重態能量轉移獲得，此繼而生成酸且所生成酸使MOM保護之二苯甲酮中之甲氧基甲基去保護，此產生折射率變化，因此產生圖案。因此，敏感度值係所有以下組合過程之效率：1)吸收/激發；2)系統間跨越至三重態；3)第二吸收至較高位能三重態(Tn>1)；4)能量轉移至潛在性酸生成劑；5)生成質子；及6)使經保護之二苯甲酮催化去保護。
表2顯示具有不同RSA染料及潛在性酸生成劑之MOM聚合物獲得之敏感性的結果。如表2中所述，獲得試樣6a-6k之約10-3 cm2/J敏感度之敏感度值。相比之下，不包括潛在性酸生成劑之聚肉桂酸乙烯酯(PVCm)系統顯示低三個數量級(比較試樣6a)之敏感度值。此可歸因於MOM-聚合物 之催化酸去保護。因此，對於有助於使MOM基團去保護之每一酸分子而言，產生新酸(H+)作為副產物，其使下一MOM-二苯甲酮聚合物去保護。此事件順序產生高翻轉數目且繼續去保護直至H+分子被聚合物基質中之其他物質(例如鹼)消耗為止。
表2進一步顯示摻雜聚合物(試樣6k)對側接聚合物(appended polymer)(試樣6a)之間之比較。如表2中所述，摻雜聚合物對附加複合物之敏感度值相當。在一些實施例中，側接聚合物可為合意的，以避免經保護或去保護二苯甲酮分子自基質擴散或蒸發。
實例7 微全息圖記錄
使用存於二氯乙烷(DCE)中之10 wt%固體(表2之試樣6e)製備用於微全息圖記錄之試樣。將溶液沈積於經處理玻璃上之金屬環上以製備膜。乾燥所得膜，自玻璃/環移出，且隨後於約100℃下在載玻片之間壓製。膜厚度係100-200微米。
使用在405 nm波長下操作之可調式光學參數振盪器系統作為脈衝光源來記錄並讀出微全息圖。使用數值孔徑(NA)為0.4之光學器件將光聚焦至媒體試樣中，從而使記錄體積之尺寸大約為0.65×0.65×2.6 μm。用於微全息圖記錄之脈衝能量介於1-10毫微焦耳之間，此使得在該聚焦記錄光束之焦斑處可達成數十MW/cm2至數百MW/cm2之光強度值。使用記錄功率衰減大約100-1000倍之相同光束來讀出自微全息圖反射之光。
藉由以下兩道高強度相對傳播之脈衝記錄光束來記錄光學資料儲存媒體中之微全息圖：其在記錄媒體之本體中聚焦且重疊以產生由亮區及暗區(條紋)組成之強度條紋圖案。干涉型式之照射區發生如上所述之變化，此導致材料之折射率在局部發生變化，而在暗區保持不變，由此產生體積全息圖。本發明光學資料儲存媒體對於高強度光敏感而對於低強度輻射相對惰性。調節記錄光束之功率從而使接近光束之聚焦區之光強度高於記錄臨限值(高於該記錄臨限值時，易於發生變化)，而在遠離光束焦斑之可記錄區域外側保持較低，由此消除了不期望之媒體修改(記錄或擦除)。
在微全息圖記錄期間，使用半波板(λ/2)及第一偏振光束分離器將一次記錄光束分成信號光束及參考光束。以相反傳播幾何結構將兩道二次光束引向試樣，且藉由數值孔徑(NA)高達0.4之相同非球面透鏡使其聚焦以在光學資料儲存媒體之本體中進行重疊。使用兩個四分之一波長板(λ/4)將兩道光束之偏振轉變成圓偏振以確保光束發生干涉而產生高對比度條紋圖案。將試樣及信號光束透鏡安裝於解析度為25 nm之閉環三軸定位平臺上。使用位於試樣參考側之位置靈敏性檢測器來對凖信號透鏡以在媒體中對聚焦之信號及參考光束的重疊進行優化，且由此優化記錄。
在記錄及/或讀出期間，使用可變式衰減器及半波板/PBS總成來控制功率值。此使得可隨記錄功率及/或能量之變化來量測光學資料儲存媒體之微全息圖記錄特徵。此函 數依賴性可區分線性光學資料儲存媒體/記錄(其中，所記錄全息圖之強度主要由媒體所接收光能量之總量限定，但與光強度無關)及非線性臨限光學資料儲存媒體/記錄(其中，記錄效率高度取決於光強度)。在線性媒體中，較小暴露會產生低強度全息圖，全息圖隨暴露增大而逐漸生長。相反，在非線性臨限媒體中，僅可使用超出臨限值之強度進行記錄。
在讀出期間，信號光束被阻擋，且參考光束在與入射方向相反之方向上由微全息圖反射。使用四分之一波長板及第二偏振光束分離器自入射光束路徑耦合輸出反射光束，且收集於經校準光檢測器上於共聚焦幾何結構中，從而提供繞射效率之絕對量測。藉由關於讀出光學器件來轉譯試樣，可獲得微全息圖繞射反應之三維輪廓並評價微全息圖之尺寸。
代表性反射率對自記錄於對應於表2中之試樣6e之試樣中的微全息圖之陣列的光束位置掃描示於圖7中。所有11個全息圖均係以200 MW/cm2之強度(在照射條紋位置處)且40 J/cm2之流量於兩個記錄光束中記錄。405 nm下膜之光學密度經量測為0.28。使用平面波耦合形成體系，經由記錄過程於全息圖中產生之折射率之調變估計為約0.036，且記錄過程達成之敏感度(於200 MW/cm2下)係4.5×10-4 cm2/J。應注意，自微全息圖記錄條件獲得之敏感度值係間接量測值，且在記錄條件下經歷各種不確定性，例如光柵形狀、精確光柵深度，且因此可考慮可與上文實例6中 所述之更直接QE量測值(表2)具有系統差異的估計值。
此書面說明使用實例揭示本發明，包括最佳方式，且亦使得任何熟習此項技術者能夠實踐本發明，包括製造並使用任何裝置或系統且實施任何納入方法。本發明之專利範疇係由申請專利範圍界定，且可包括彼等熟習此項技術者所知的其他實例。若此等其他實例不具有區別於申請專利範圍之文字語言之結構元素，或若其包括與申請專利範圍之文字語言具有非實質性區別之等效結構元素，則其皆意欲在申請專利範圍之範疇內
200‧‧‧光學資料儲存媒體
201‧‧‧區段
202‧‧‧入射輻射之焦點
300‧‧‧能級圖
301‧‧‧光子之基態吸收截面
302‧‧‧系統間跨越速率
303‧‧‧激發三重態之吸收截面
304‧‧‧非輻射性弛豫
305‧‧‧三重態-三重態能量轉移
306‧‧‧自潛在性酸生成劑生成酸或質子
307‧‧‧潛在性酸生成劑之三重態能量
308‧‧‧敏化劑T2態
309‧‧‧敏化劑T1態
310‧‧‧反應物經歷之變化
圖1A係線性敏化劑對光化輻射之反應之圖形繪示。
圖1B係非線性敏化劑對光化輻射之反應之圖形繪示。
圖2係光學儲存媒體之剖視圖，其顯示媒體包含線性敏化劑時光化輻射之影響區域及媒體包含非線性敏化劑時光化輻射之影響區域。
圖3係示意性能級圖，其顯示呈現反飽和吸收之非線性敏化劑之較高三重態Tn激發態吸收及所得能量轉移。
圖4係根據本發明一個實施例之PE1敏化劑之合成之合成方案的示意圖。
圖5係根據本發明一個實施例之tBOC-聚合物之合成之合成方案的示意圖。
圖6係根據本發明一個實施例之MOM-聚合物之合成之合成方案的示意圖。
圖7係根據本發明一個實施例之試樣中記錄之全息圖的 代表性陣列的讀出掃描。
200‧‧‧光學資料儲存媒體
201‧‧‧區段
202‧‧‧入射輻射之焦點

Claims (10)

  1. 一種於光學資料儲存媒體中記錄全息資料之方法，該方法包含：(i)提供光學資料儲存媒體，其包含：(a)熱塑性聚合物基質，(b)潛在性酸生成劑，(c)非線性敏化劑，及(d)包含潛在性發色團之反應物；(ii)用干涉型式輻照該光學資料儲存媒體之體積元素，該干涉型式包含入射輻射，該入射輻射之波長及強度足以引起較高三重態能量自該非線性敏化劑轉移至該潛在性酸生成劑，藉此生成酸，其中該潛在性酸生成劑對該入射輻射實質上無反應；(iii)使至少一個經保護發色團與所生成之該酸反應以形成至少一個發色團，藉此引起該體積元素之折射率變化；及(iv)產生該經輻照體積元素之對應於該干涉型式之折射率變化，藉此產生光學可讀資料。
  2. 如請求項1之方法，其中步驟(iii)包含使複數個潛在性發色團與每一所生成酸反應以形成複數個發色團。
  3. 如請求項1之方法，其中該入射輻射具有約360奈米至約500奈米範圍內之波長及大於臨限值之強度。
  4. 如請求項1之方法，其中該入射輻射具有約405奈米之波長。
  5. 如請求項1之方法，其中該潛在性發色團包含具有結構式(I)之部分： 其中「a」係1至5之整數且「b」係1至4之整數；R1係保護基團；R2及R3在每次出現時獨立地係氫、鹵素、C1-C20脂肪族基團、C3-C20環脂族基團或C2-C30芳香族基團；且R4係氫或OR1。
  6. 如請求項1之方法，其中該潛在性發色團包含具有以下結構式之部分： 其中「a」係1至5之整數且「b」係1至4之整數；R1係保護基團；R2及R3在每次出現時獨立地係氫、鹵素、C1-C20脂肪族基團、C3-C20環脂族基團或C2-C30芳香族基團；且R4係氫或OR1。
  7. 如請求項1之方法，其中該非線性敏化劑包含鉑乙炔基錯合物。
  8. 一種光學資料儲存媒體，其包含：(a)熱塑性聚合物基質；(b)能夠吸收入射輻射之非線性敏化劑，該入射輻射具有足以引起較高三重態激發之波長及強度；(b)潛在性酸生成劑，其能夠在自該非線性敏化劑三重態激發時生成酸且對該入射輻射實質上無反應；(d)包含潛在性發色團之反應物，其中至少一個潛在性發色團能夠藉由與所生成之該酸反應形成至少一個發色團，藉此引起該光學資料儲存媒體之折射率變化。
  9. 如請求項8之光學資料儲存媒體，其中對於每一所生成酸，複數個潛在性發色團能夠形成複數個發色團。
  10. 如請求項8之光學資料儲存媒體，其中該潛在性發色團 包含具有結構式(I)之部分： 其中「a」係1至5之整數且「b」係1至4之整數；R1係保護基團；R2及R3在每次出現時獨立地係氫、鹵素、C1-C20脂肪族基團、C3-C20環脂族基團或C2-C30芳香族基團；且R4係氫或OR1。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8703388B2 (en) * 2009-08-31 2014-04-22 General Electric Company Optical data storage media
CN113985519B (zh) * 2021-12-24 2022-04-08 深圳铅笔视界科技有限公司 一种光波导器件、显示装置和显示设备

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4310650A (en) * 1980-03-03 1982-01-12 California Institute Of Technology Ultraviolet absorbing copolymers
JPH0415201A (ja) * 1990-05-09 1992-01-20 Toyo Ink Mfg Co Ltd 可視光感光性樹脂組成物および画像形成方法
KR100233367B1 (ko) * 1993-04-15 1999-12-01 카나가와 치히로 레지스트 재료
JP3297199B2 (ja) * 1993-09-14 2002-07-02 株式会社東芝 レジスト組成物
US6218463B1 (en) * 1998-04-20 2001-04-17 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ocular devices manufactured with free radical-polymerizable latent ultra-violet absorbers
US6322931B1 (en) * 1999-07-29 2001-11-27 Siros Technologies, Inc. Method and apparatus for optical data storage using non-linear heating by excited state absorption for the alteration of pre-formatted holographic gratings
GB0019251D0 (en) * 2000-08-04 2000-09-27 Lintfield Limited Photoinitiated reactions
EP1348575A1 (en) * 2002-03-27 2003-10-01 Landqart Security paper and other security items
US6969578B2 (en) 2002-08-19 2005-11-29 Eastman Kodak Company Optical recording material
US7771915B2 (en) * 2003-06-27 2010-08-10 Fujifilm Corporation Two-photon absorbing optical recording material and two-photon absorbing optical recording and reproducing method
JP4231741B2 (ja) * 2003-06-27 2009-03-04 富士フイルム株式会社 光感応性高分子組成物、それを用いた着色方法及び記録方法
JP2005099751A (ja) * 2003-08-22 2005-04-14 Fuji Photo Film Co Ltd ホログラム記録材料用組成物、ホログラム記録材料及びホログラム記録方法。
JP2005099416A (ja) * 2003-09-25 2005-04-14 Fuji Photo Film Co Ltd ホログラム記録方法及びホログラム記録材料
US7459263B2 (en) 2003-12-19 2008-12-02 Eastman Kodak Company Optical recording media with triplet-sensitized isomerization
JP4436737B2 (ja) * 2004-09-10 2010-03-24 富士フイルム株式会社 ２光子吸収消色材料、２光子吸収屈折率変調材料、２光子吸収重合材料、２光子吸収重合方法、及び３次元光記録材料
JP2006235087A (ja) * 2005-02-23 2006-09-07 Fuji Photo Film Co Ltd ホログラム記録材料、ホログラム記録方法、光記録媒体及び光記録媒体への記録方法
JP2006235386A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Fuji Photo Film Co Ltd ホログラム記録材料およびこれを用いた光記録媒体
JP4636984B2 (ja) * 2005-09-22 2011-02-23 富士フイルム株式会社 ２光子吸収記録媒体、２光子吸収記録再生方法、及び２光子吸収記録再生装置
US7524590B2 (en) 2005-12-07 2009-04-28 General Electric Company Methods for storing holographic data and articles having enhanced data storage lifetime derived therefrom
US7678507B2 (en) 2006-01-18 2010-03-16 Inphase Technologies, Inc. Latent holographic media and method
US7102802B1 (en) 2006-02-22 2006-09-05 General Electric Company Methods for storing holographic data and articles having enhanced data storage lifetime derived therefrom
JP2007233155A (ja) * 2006-03-02 2007-09-13 Fujifilm Corp ホログラム記録材料、ホログラム記録方法及び光記録媒体
JP2007262155A (ja) * 2006-03-27 2007-10-11 Fujifilm Corp ２光子吸収光記録材料、２光子吸収光記録方法、２光子吸収光記録再生方法、２光子吸収光記録媒体及び２光子吸収光記録方法
JP2008275671A (ja) * 2007-04-25 2008-11-13 Fujifilm Corp ホログラフィック記録用組成物、ホログラフィック記録媒体、情報記録方法、および酸発生促進剤
JP5264589B2 (ja) * 2008-03-28 2013-08-14 富士フイルム株式会社 同時２光子吸収３次元光記録媒体および同時２光子３次元光記録方法
JP2010108588A (ja) * 2008-09-30 2010-05-13 Fujifilm Corp 非共鳴２光子吸収記録材料及び非共鳴２光子吸収化合物
US8345334B2 (en) 2008-12-31 2013-01-01 General Electric Company Mastering and replication of micro-holographic data storage media
US8182967B2 (en) * 2009-08-31 2012-05-22 General Electric Company Optical data storage media and methods for using the same
US8124299B2 (en) * 2009-08-31 2012-02-28 General Electric Company Methods for using optical data storage media

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