WO2011037491A1 - Устройство для записи-стирания-считывания информации в многослойном оптическом диске - Google Patents

Устройство для записи-стирания-считывания информации в многослойном оптическом диске Download PDF

Info

Publication number
WO2011037491A1
WO2011037491A1 PCT/RU2010/000508 RU2010000508W WO2011037491A1 WO 2011037491 A1 WO2011037491 A1 WO 2011037491A1 RU 2010000508 W RU2010000508 W RU 2010000508W WO 2011037491 A1 WO2011037491 A1 WO 2011037491A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
radiation
recording
wavelength
information
focusing system
Prior art date
Application number
PCT/RU2010/000508
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Вадим Вениаминович КИЙКО
Original Assignee
Эверхост Инвестментс Лимитед
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 Эверхост Инвестментс Лимитед filed Critical Эверхост Инвестментс Лимитед
Priority to KR1020127010348A priority Critical patent/KR20120088722A/ko
Priority to CN2010800413678A priority patent/CN102549663A/zh
Priority to EP10819097A priority patent/EP2390876A1/en
Priority to SG2012014601A priority patent/SG178941A1/en
Priority to JP2012530836A priority patent/JP2013506227A/ja
Priority to AU2010298826A priority patent/AU2010298826A1/en
Priority to NZ598840A priority patent/NZ598840A/xx
Publication of WO2011037491A1 publication Critical patent/WO2011037491A1/ru
Priority to US13/427,547 priority patent/US8406098B2/en

Links

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
    • G11B7/002—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier
    • 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
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1395—Beam splitters or combiners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • 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
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125—Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/127—Lasers; Multiple laser arrays
    • G11B7/1275—Two or more lasers having different wavelengths
    • 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
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125—Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/128—Modulators
    • 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
    • G11B7/2403—Layers; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24035—Recording layers
    • G11B7/24038—Multiple laminated recording 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
    • G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0009—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier for carriers having data stored in three dimensions, e.g. volume storage
    • G11B2007/0013—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier for carriers having data stored in three dimensions, e.g. volume storage for carriers having multiple discrete layers

Definitions

  • the invention relates to devices for three-dimensional optical memory, and in particular to devices for writing-erasing-reading information in a multilayer optical recording medium.
  • the inventive device can be used in all areas of computer technology, where you want to record large amounts of information on compact media. It is also possible to use this device for recording and reading video data, for example, in autonomous video surveillance systems.
  • a change in optical properties can be thought of as a change in the refractive index, absorption coefficient, scattering coefficient, or other optical, for example, fluorescent, properties of the medium.
  • the spatial size of the recording area of one data bit (pixel) should be as small as possible, which ensures an increase in the recording density and the amount of data storage on one medium.
  • the smallest transverse pixel size is limited to approximately half the wavelength recording radiation.
  • a three-dimensional device for recording and reading information is known (Kawata Y., Nakano M, Lee SC, Three-dimensional optical data storage using three-dimensional optics. - Optical Engineering, v.40 (10), p.2247-2254).
  • This paper describes various media (single-photon and two-photon) and various versions of a device for recording-erasing-reading information using the principle of confocal microscopy.
  • Information is recorded in this device by focusing radiation at the wavelength of the recording in the volume of the material and changing the refractive index of the specified material under the action of radiation. Reading the recorded data is carried out by registering areas with a changed refractive index by the amount of phase distortion of the reading light beam with a wavelength different from the wavelength of the recording radiation.
  • a device for writing-erasing-reading information in the volume of photochromic material, in particular, in spirobenzopyran bound in a three-dimensional polymer matrix (US Patent No. 5268862, Three-dimensional optical memory, publ. 0712.1993).
  • This device includes laser sources and optical systems for positioning and focusing laser beams.
  • the material used for recording has two stable forms - spiropyran and merocyanine.
  • the transition from the first form to the second is carried out by two-photon absorption at a wavelength of 532 nm.
  • the recording medium is illuminated by two focused laser beams with the indicated wavelength in two mutually perpendicular directions.
  • the second form of photochromic material is fluorescent under the influence of radiation with a wavelength of 1064 nm.
  • illuminating the volume with such radiation it is possible to read information on the presence of fluorescence radiation. Erasing the information recorded in the bulk material can be carried out by heating the medium - general or local, for example, by radiation with a wavelength of 2.12 ⁇ m.
  • the disadvantages of this device are mainly similar to the previous one.
  • a device for recording-reading optical information in a multilayer recording medium (US patent 7345967, Optical pickup unit, publ. March 18, 2008), including a radiation source installed sequentially along the beam, a beam splitter, a controlled spherical aberration corrector and a lens, as well as a photodetector, optically paired with the lens through a beam splitter.
  • writing and reading information is carried out by radiation of one wavelength.
  • Switching of the operation modes of the device is done by changing the power of the radiation directed to the recording medium.
  • the main disadvantage of this device is the fatal possibility of partial loss of recorded information when reading.
  • the power of the radiation source in the information reading mode is proposed to be reduced to the maximum permissible values at which the useful signal only slightly exceeds the noise level.
  • threshold two-photon threshold media for recording and reading information in which recording and erasing information occurs only when a certain threshold light intensity is reached seems most justified.
  • such media require a very large radiation power for recording and erasing information, and currently the practical implementation of such powers in miniature devices is impossible.
  • the simplest from the point of view of practical implementation of a system for recording and reading information in bulk media is a device that includes two radiation sources with different wavelengths, optically coupled to one focusing system, equipped with means for controlling the position of the radiation focusing area inside the volume medium, a spherical aberration correction unit as well as a receiver of optical radiation emitted by the volumetric medium when reading the information recorded therein (US Pat. No. 7,436,750, Optical storage with ultrahig h storage capacity, publ. 10/14/2008).
  • radiation with a wavelength ⁇ is focused into the volume of the recording medium, which consists of alternating layers of transparent and photochromic materials.
  • the selected recording layer under the action of the specified photochromic material changes its optical properties and acquires the ability to fluoresce under the action of radiation with a wavelength of ⁇ 2 at a wavelength of ⁇ 3.
  • radiation with a wavelength of ⁇ 2 is focused into the volume of the recording medium.
  • the fluorescence radiation emitted by photochromic material at a wavelength of ⁇ 3 within the pixels previously irradiated with light with a wavelength of ⁇ and containing bits of information is recorded by a photodetector.
  • the main disadvantage of the prototype is the low recording density of information due to the cross influence of layers of photochromic material. This effect arises as a result of the fact that when information is recorded in a deeply located signal layer of photochromic material, radiation with a wavelength of ⁇ passes through the upstream photochromic layers and inevitably causes the same processes in them that occur when information is recorded in the signal layer.
  • To reduce the cross-effect of photochromic layers it is necessary to either reduce their number or increase the thickness of the layers of transparent material between them. Both solutions to the problem are not optimal and lead either to limiting the maximum volume of data recorded on one storage medium, or to increasing the thickness of the multilayer optical disc and lowering the recording density.
  • a powerful laser was used as a recording source of radiation, which excited the two-photon process of recording information in the signal photochromic layer
  • optical fluorescence detection circuitry chromatic aberration compensator short focus a lens and aperture with an aperture size of the order of several microns, forming together a confocal fluorescence emission registration scheme.
  • the confocal registration scheme leads to a significant decrease in the magnitude of the useful fluorescence signal, therefore, in the prototype, it is proposed to use a photomultiplier as a fluorescence radiation detector.
  • the objective of the present invention is to increase the recording density of information in a multilayer optical disk while simplifying the design of the device.
  • This problem is solved by achieving a technical result, which consists in reducing the cross-influence of the photochromic layers of a multilayer optical disc during recording information and reducing the likelihood of loss of recorded information during reading.
  • a device for writing-erasing-reading information in a multilayer optical disk including a positioning system for an optical disk, a radiation source with two different wavelengths, optically coupled to a focusing system equipped with positioning means, a photodetector, optically coupled with a focusing system through a spectrum splitter, as well as a control and information processing unit, electrically connected to the source radiation, means of positioning the focusing system and the photodetector, further comprises a controllable spectral selector, at the output of which the required ratio of light beam intensities for each of the two wavelengths is set, located between the radiation source and the spectrometer and electrically connected to the control and information processing unit, and the focusing system performed with position chromatism at the indicated wavelengths.
  • a focusing system with position chromatism provides positioning and focusing of radiation at two different wavelengths in the volume of the multilayer optical disk so that the focus planes for these wavelengths are spaced apart by a distance S.
  • the inventive device is designed to write-erase-read information in multilayer optical disc, consisting of alternating layers of photochromic and transparent material.
  • a transparent material it is advisable to use, for example, a polymer with a maximum optical transmission of radiation at wavelengths ⁇ and XI.
  • a photochromic material it is advisable to use, for example, a fulgide enclosed in a polymer matrix capable of changing the optical properties under the influence of radiation at wavelengths ⁇ and X2, namely, being in the initial state, under the influence of radiation with a wavelength ⁇ tart ⁇ acquire the ability to fluoresce under the action of radiation with a wavelength of ⁇ 2 in a wide spectral range, conventionally denoted by a wavelength of ⁇ 3, and, being in an altered state, under the action of radiation with a wavelength of XI fluorescents to change and return to the initial state, while losing the above fluorescence properties.
  • the thickness of an individual layer of photochromic material in a multilayer optical disc is from one to several microns, and the thickness of an individual layer of transparent material 6 - from a few microns to several tens of microns.
  • the value of the chromatism of the position of the focusing system S is advisable to choose equal to ⁇ / 2.
  • the spatial separation of radiation focusing regions with wavelengths ⁇ and ⁇ 2 due to the presence of a certain chromaticity of the position of the focusing system makes it possible to realize a unique condition for the interaction of two-frequency radiation with matter when recording, erasing, and reading information in deep-lying photochromic layers of an optical disc, minimizing the effects of the cross-overlying effects of overlying photochromic layers and erasing information when reading.
  • the implementation of this condition is provided by the simultaneous illumination of a multilayer optical disk with two-frequency radiation, the ratio of the intensities of the spectral components of which is equal to the ratio of the wavelengths of these spectral components.
  • the absorption of radiation at a wavelength of ⁇ and the transition of the photochromic material to an altered state are possible, in addition to the signal photochromic layer, also in other layers through which the recording beam propagates. This results in false entries.
  • Radiation at a wavelength ⁇ 2 of appropriate intensity stimulates the return of the photochromic material to its original state in those layers in which recording is not performed, and the false recordings appearing in them disappear.
  • the ratio of the intensities of the spectral components of which is equal to the ratio of the wavelengths of these spectral components the photochromic material is always in its initial state in photodynamic equilibrium.
  • the intensities of the spectral components of the radiation at wavelengths ⁇ and ⁇ 2 can be controlled by independently changing their transmission with a controlled spectral selector.
  • Figure 1 presents a diagram of the inventive device.
  • Figure 2 shows the characteristic absorption spectra of photochromic material in the initial (solid line) and altered (dashed line) states.
  • Fig. 3 shows a detailed diagram of the intersection of radiation beams at a wavelength of ⁇ (solid line) and at a wavelength of ⁇ 2 (dashed line) inside a multilayer optical disk.
  • the diagram shows the thickness of the layer of transparent material 5 and the chromatism of the position of the focusing system S.
  • FIG. 4 shows a general diagram of the intersection of radiation beams at a wavelength ⁇ (solid line) and at a wavelength ⁇ 2 (dashed line) inside the multilayer optical disk (a) and a graph corresponding to the indicated geometry of the ratio of the areas of the radiation beams at the wavelength ⁇ and ⁇ 2 (b) in the information recording mode.
  • Figure 5 shows a general diagram of the intersection of radiation beams at a wavelength of ⁇ (solid line) and at a wavelength of ⁇ 2 (dashed line) inside a multilayer optical disk (a) and a graph corresponding to the indicated geometry of the ratio of the areas of radiation beams at a wavelength of ⁇ and ⁇ 2 ( b) in modes of reading or erasing information.
  • Figure 1 shows a multilayer optical disk 1, a positioning system for an optical disk 2, a radiation source 3 with two different wavelengths ⁇ and ⁇ 2, a focusing system 4 with chromaticity of position at wavelengths ⁇ and ⁇ 2, positioning means 5 of the focusing system 4, a photodetector 6 configured to detect fluorescence radiation at a wavelength of ⁇ 3, a spectrometer 7 with a function of reflecting radiation at a wavelength of ⁇ and ⁇ 2 and transmitting radiation at a wavelength of ⁇ 3, as well as a controlled spectral selector 8 with a function independent control of radiation transmission with wavelengths ⁇ and ⁇ 2.
  • the diagram shows a control unit and information processing 9, electrically coupled to a radiation source 3, positioning means 5 of the focusing system 4, controlled by a spectral selector 8 and a photodetector 6.
  • the absorption spectra of photochromic material in the initial (solid line) and altered (dashed line) states differ significantly.
  • the photochromic material In the initial state, the photochromic material has a maximum absorption in the ultraviolet range of the spectrum. When it is illuminated by radiation with a wavelength ⁇ corresponding to the short-wave peak of the absorption line, the photochromic material passes from the initial state to the altered state. In this case, its absorption spectrum is distorted: the short-wave maximum of the line decreases, and the long-wave maximum, located in the middle of the visible range, on the contrary, increases.
  • the photochromic material acquires the ability to fluoresce when illuminated by radiation with a wavelength of ⁇ 2 corresponding to the long-wavelength absorption peak.
  • the photochromic material During fluorescence, the photochromic material partially passes to its original state. Information is recorded on the multilayer optical disk 1 by radiation with a wavelength of ⁇ .
  • the photochromic material does not change its state if the ratio of radiation intensities at these wavelengths is equal to the ratio of wavelengths.
  • Fig. 3 shows in detail a portion of a multilayer optical disk 1 with layers of photochromic material 10 and layers of transparent material 1 1, as well as the radiation focusing region at the wavelength ⁇ (solid line) and ⁇ 2 (dashed line).
  • the focusing plane of the long-wavelength part of the radiation spectrum is located at a greater distance from the last optical component than the focusing plane of the short-wavelength part of the radiation spectrum.
  • Distance S between focus planes radiation with wavelengths ⁇ and XI in the inventive device it is preferable to provide approximately two times less than the thickness 6 of the transparent layer 1 1 of the multilayer optical disk 1.
  • Fig.5.5 shows the general scheme of intersection of radiation beams at a wavelength of ⁇ (solid line) and at a wavelength of ⁇ 2 (dashed line) inside the multilayer optical disk 1 in write mode (figa), as well as in read or erase modes (figa) information.
  • the recording radiation beam at the wavelength ⁇ is positioned and focused into the layer of photochromic material 10 (see also FIG. 3), and the read-erase radiation beam at the wavelength XI due to the presence of chromatic aberration of the focusing system 4 is positioned and focused approximately in the middle of the thickness of the adjacent subsequent transparent layer 1 1.
  • a read-erase radiation beam at a wavelength of XI is focused into a layer of photochromic material 10, and a recording radiation beam at a wavelength of ⁇ , on the contrary, is positioned and focused approximately in the middle of the thickness of the neighboring previous transparent layer 1 1.
  • the areas of the beams of the spectral components of the radiation at wavelengths ⁇ and XI are practically equal to each other over the entire depth of the optical disk 1, and differ significantly only in the immediate vicinity of the layer of photochromic material in which writing, reading or erasing information. If a multilayer optical disk 1 is simultaneously illuminated by radiation at wavelengths ⁇ and XI, while ensuring that their intensity ratio is equal to the ratio of wavelengths, then the information contained in the pixels of the photochromic layers does not change when reading information from the signal photochromic layer.
  • a multilayer optical disk 1 formed by alternating layers of a transparent material, for example, polycarbonate, with a single layer thickness of about 100 ⁇ m, and layers of a photochromic material, for example, a polycarbonate containing a photochromic fulgide complex of spirobenzopyrene, having two stable forms - spiropyran and merocyanine, - with a single layer thickness of about 5 microns.
  • a transparent material for example, polycarbonate
  • a photochromic material for example, a polycarbonate containing a photochromic fulgide complex of spirobenzopyrene, having two stable forms - spiropyran and merocyanine, - with a single layer thickness of about 5 microns.
  • a controlled spectral selector 8 it is proposed to use an optical unit including an input spectro splitter that separates the propagation paths of radiation beams at wavelengths ⁇ and ⁇ 2, two independently controlled electro-optical modulators located, respectively, in the optical propagation paths of radiation at wavelengths ⁇ and ⁇ 2, and output spectrum splitter, combining the propagation paths of radiation beams at wavelengths ⁇ and ⁇ 2 after passing through them controlled electro-optical modulo s.
  • a focusing system 4 it is proposed to use a lens module with a large numerical aperture and means for monitoring and controlling spherical aberration, providing a given chromatic position aberration at wavelengths ⁇ and XI.
  • the positioning means 5 of the focusing system 4 is proposed to be implemented in the form of a controlled electromagnetic suspension that provides longitudinal movement of one or more optical components of the focusing system 4 along the optical axis to select the signal photochromic layer of the multilayer optical disk 1 into which information is recorded, read or erased.
  • a spectrometer 7 it is proposed to use a dichroic mirror.
  • the multilayer optical disk 1 using the positioning system 2 is set to the position necessary for recording, erasing or reading information.
  • the radiation of source 3 at wavelengths ⁇ and ⁇ 2 passes through a controlled spectral selector 8, at the output of which the required ratio of the intensities of light beams at wavelengths ⁇ and ⁇ 2 is established.
  • the radiation through the spectrometer 7 is directed to a focusing system 4, the position of which is set by means of positioning 5.
  • These means 5 provide for the positioning of the focus areas of the light beams at wavelengths ⁇ and XI inside the multilayer optical disk 1 and the alignment of the focusing system 4 in order to compensate for the occurring spherical aberration.
  • Writing, erasing or reading information is carried out by changing the radiation intensities with the corresponding length using a controlled spectral selector 8.
  • the radiation power at a wavelength ⁇ is equal to the maximum value
  • the radiation power at a wavelength ⁇ 2 is equal to the minimum value
  • the radiation power at the wavelength XI is equal to the minimum value
  • the ratio of the power to the radiation at the wavelength ⁇ to the radiation power at the wavelength ⁇ 2 is equal to ⁇ 1 / ⁇ 2 and is in the range 0.2–0.7.
  • the recorded information is read by registering the fluorescence radiation at a wavelength ⁇ 3 excited by radiation with a wavelength of XI, in those pixels of the signal layer of photochromic material 10 that were previously illuminated by radiation with a wavelength of ⁇ .
  • the fluorescence radiation emitted by these pixels partially enters the aperture of the focusing system 4, and then through the spectrometer 7 is fed to the input of the photodetector 6.
  • a significant difference of the claimed device from the prototype is the presence of a controlled spectral selector 8, which provides independent transmission control at the wavelengths generated by the radiation source 3, and the focusing system is made with a given position chromatism at the indicated wavelengths.
  • the achievement of the task in the invention is ensured by the fact that during the reading of pre-recorded data in the information layers of the photochromic material of the multilayer optical disk 1, two processes proceed - erasing information by the reading beam and writing it by the recording beam.
  • a certain ratio of the intensities of these two beams ensures the invariance of the optical state of the photochromic layers of the optical disk.
  • the inventive device uses the principles of layer-by-layer write-erase-read, used in existing DVD drives.
  • it is not required to rework the existing drive system, but only to upgrade it.
  • a positive effect is achieved by replacing a monochrome radiation source with a source or a combination of sources emitting at different wavelengths, additionally installing a controlled spectral selector and providing a given chromatic aberration — position chromatism in the focusing system.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройствам трехмерной оптической памяти и может быть использовано во всех областях вычислительной техники, где требуется производить запись больших массивов информации на компактные носители, а также для записи-стирания-считывания видеоданных, например, в системах автономного видеонаблюдения. Устройство включает систему позиционирования оптического диска, источник излучения с двумя различными длинами волн, оптически сопряженный с фокусирующей системой, средства позиционирования фокусирующей системы, фотоприемник, оптически сопряженный с фокусирующей системой через спектроделитель и управляемый спектральный селектор, расположенный между источником излучения с двумя различными длинами волн и спектроделителем, причем фокусирующая система выполнена с хроматизмом положения на указанных длинах волн.

Description

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИСИ-СТИРАНИЯ-СЧИТЫВАНИЯ
ИНФОРМАЦИИ В МНОГОСЛОЙНОМ ОПТИЧЕСКОМ ДИСКЕ
Область техники
Изобретение относится к устройствам трехмерной оптической памяти, а именно к устройствам для записи-стирания-считывания информации в многослойной оптической регистрирующей среде. Заявляемое устройство может быть использовано во всех областях вычислительной техники, где требуется производить запись больших массивов информации на компактные носители. Так же возможно использование данного устройства для записи-считывания видеоданных, например, в системах автономного видеонаблюдения.
Предшествующий уровень техники
Одной из важнейших технических проблем, стоящих на пути создания эффективных систем записи информации в объемных носителях с помощью лазерного излучения, в частности, в многослойных оптических дисках, является проблема позиционирования лазерного пучка в области записи внутри объемной среды таким образом, чтобы изменение оптических свойств записывающей среды, являющееся результатом сохранения информации, было в максимальной степени пространственно локализовано. Под изменением оптических свойств в данном случае можно полагать изменение показателя преломления, показателя поглощения, коэффициента рассеяния или иных оптических, например флуоресцентных, свойств среды. Пространственный размер области записи одного бита данных (пикселя) должен быть как можно меньшим, что обеспечивает увеличение плотности записи и объем хранения данных на одном носителе. Наименьший поперечный размер пикселя ограничен значением, равным примерно половине длины волны записывающего излучения. Это является прямым следствием теории дифракции и, поэтому, является фундаментальным физическим ограничением. При использовании для записи данных в объемной оптической среде коротковолнового оптического излучения и короткофокусных оптических систем с большой числовой апертурой и исправленной сферической аберрацией, фокусирующих это излучение в объем записывающей среды, можно обеспечить высокую объемную плотность записи информации.
Известно трехмерное устройство для записи-считывания информации (Kawata Y., Nakano М, Lee S-C, Three-dimensional optical data storage using three-dimensional optics. - Optical Engineering, v.40(10), p.2247-2254). В данной работе описываются различные среды (однофотонные и двухфотонные) и различные варианты устройства для записи-стирания-считывания информации, использующего принцип конфокальной микроскопии. Запись информации в данном устройстве осуществляется посредством фокусировки излучения на длине волны записи в объем материала и изменения показателя преломления указанного материала под действием излучения. Считывание записанных данных осуществляется путем регистрации областей с измененным показателем преломления по величине искажения фазы считывающего светового пучка с длиной волны отличной от длины волны записывающего излучения. Авторы известной работы отмечают недостатки предложенных сред и устройств. В случае использования однофотонных сред велико перекрестное влияние слоев, при применении двухфотонных сред необходима высокая энергия записывающего импульса лазерного излучения при его малой длительности, что делает невозможным миниатюризацию лазерного источника. Кроме того, вследствие высокой чувствительности метода измерения фазовых возмущений для записи данных необходимо использовать среды с очень высокой оптической однородностью материала и оптическим качеством поверхности.
Известно устройство для записи-стирания-считывания информации в объеме фотохромного материала, в частности, в спиробензопиране, связанном в трехмерной матрице полимера (Патент США N°5268862, Three-dimensional optical memory, опубл. 0712.1993). Данное устройство включает источники лазерного излучения и оптические системы позиционирования и фокусировки лазерных пучков. Используемый для записи материал имеет две стабильные формы - спиропиран и мероцианин. Переход из первой формы во вторую осуществляется путем двухфотонного поглощения на длине волны 532 нм. Освещение записывающей среды производится двумя фокусированными лазерными пучками с указанной длиной волны по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Таким образом достигается пространственное позиционирование области взаимодействия лазерных пучков в трехмерном объеме, а преобразование из первой формы фотохромного материала во вторую происходит только в месте пересечения фокальных областей пучков. Вторая форма фотохромного материала является флуоресцирующей под действием излучения с длиной волны 1064 нм. При освещении объема таким излучением возможно считывание информации по наличию излучения флуоресценции. Стирание записанной в объемном материале информации может быть осуществлено путем нагрева среды - общего или локального, например, излучением с длиной волны 2.12 мкм. Недостатки данного устройства в основном аналогичны предыдущему. Вследствие того, что процесс преобразования записывающего материала из одной формы в другую является двухфотонным, необходимо использовать источники излучения со сверхвысокой пиковой мощностью. Необходимость позиционирования места пересечения фокальных областей двух ортогональных пучков в трехмерном объеме материала ограничивает степень уменьшения объема записи одного бита информации в данном устройстве величиной единиц и десятков микрометров при потенциальной возможности фокусировки светового пучка в область с поперечным размером в доли микрометра. Кроме того, степень оптической однородности среды и качество поверхностей, ограничивающих объем с фотохромным материалом, должны быть очень высокими. При использовании полимеров в качестве связующей матрицы получение требуемого оптического качества в условиях серийного производства объемного фотохромного материала представляется проблематичным.
Известно устройство для записи-считывания оптической информации в многослойной записывающей среде (патент США 7345967, Optical pickup unit, опубл. 18.03.2008), включающее установленные последовательно по ходу луча источник излучения, светоделитель, управляемый корректор сферической аберрации и объектив, а также фотоприемник, оптически сопряженный с объективом через светоделитель. В данном устройстве запись и считывание информации осуществляется излучением одной длины волны. Переключение режимов работы устройства производится за счет изменения мощности направляемого на записывающую среду излучения. Основным недостатком данного устройства является неустранимая возможность частичной потери записанной информации при считывании. Для ее уменьшения в известном устройстве мощность источника излучения в режиме считывания информации предложено снижать до предельно допустимых величин, при которых полезный сигнал лишь ненамного превышает уровень шумов.
Проблема потери информации при ее считывании особенно актуальна при использовании в качестве объемных записывающих сред материалов с однофотонными механизмами взаимодействия света с веществом. Если рассматривать реальные световые потоки, необходимые для считывания информации по изменению оптической плотности среды, стирание информации происходит за 5-10 циклов считывания. Для решения данной проблемы в ряде работ при считывании информации предложено использовать излучение с длиной волны на краю полосы поглощения фотохромного материала (см. Satoshi Kawata, Yoshimasa Kawata Three-dimensional optical data storage using photochromic materials. - Chem. Rev. 2000, 100, 1777-1788.). При этом объем пикселя на практике увеличивается, соответственно, в десятки, а то и в сотни раз. Кроме того, в случае применения однофотонных сред, практически во всех работах отмечается также значительное перекрестное влияние слоев с записанной информацией.
С учетом вышесказанного наиболее оправданным выглядит применение для записи-считывания информации пороговых двухфотонных сред, запись-стирание информации в которых происходит только при достижении определенной пороговой интенсивности света. Однако, такие среды требуют очень большой мощности излучения для записи-стирания информации, и в настоящее время практическая реализация таких мощностей в миниатюрных устройствах невозможна.
Наиболее простой с точки зрения практической реализации системой для записи-считывания информации в объемных средах является устройство, включающее два источника излучения с различными длинами волн, оптически сопряженных с одной фокусирующей системой, снабженной средствами управления положением области фокусировки излучения внутри объемной среды, блоком коррекции сферических аберраций, а также приемником оптического излучения, испускаемого объемной средой при считывании записанной в ней информации (патент США 7436750, Optical storage with ultrahigh storage capacity, опубл.14.10.2008). В данном устройстве при записи информации излучение с длиной волны λΐ фокусируют в объем записывающей среды, состоящей из чередующихся слоев прозрачного и фотохромного материалов. В выбранном записывающем слое под действием указанного излучения фотохромный материал изменяет свои оптические свойства и приобретает способность флуоресцировать под действием излучения с длиной волны λ2 на длине волны λ3. При считывании информации излучение с длиной волны λ2 фокусируют в объем записывающей среды. Испускаемое фотохромным материалом излучение флуоресценции на длине волны λ3 в пределах пикселей, ранее облученных светом с длиной волны λΐ и содержащих биты информации, регистрируют фотоприемником. Данная система в наибольшей степени соответствует технической сущности заявляемого устройства и принята автором за прототип.
Основным недостатком прототипа является низкая плотность записи информации, обусловленная перекрестным влиянием слоев фотохромного материала. Это влияние возникает в результате того, что при записи информации в глубоко расположенный сигнальный слой фотохромного материала излучение с длиной волны λΐ проходит через вышерасположенные фотохромные слои и неизбежно вызывает в них те же самые процессы, которые протекают при записи информации в сигнальном слое. Для уменьшения перекрестного влияния фотохромных слоев необходимо либо уменьшать их количество, либо увеличивать толщину слоев прозрачного материала между ними. Оба варианта решения проблемы не оптимальны и приводят либо к ограничению предельного объема записываемых на один носитель данных, либо к увеличению толщины многослойного оптического диска и снижению плотности записи. В практической реализации прототипа использованы два приема подавления перекрестного влияния слоев: во-первых, в качестве записывающего источника излучения использован мощный лазер, обеспечивающий возбуждение двухфотонного процесса записи информации в сигнальном фотохромном слое, а во-вторых, в оптическую схему регистрации излучения флуоресценции включены последовательно расположенные компенсатор хроматической аберрации, короткофокусный объектив и диафрагма с размером отверстия порядка нескольких микрон, образующие в совокупности конфокальную схему регистрации излучения флуоресценции. Конфокальная схема регистрации приводит к значительному уменьшению величины полезного сигнала флуоресценции, поэтому в прототипе в качестве приемника излучения флуоресценции предложено использовать фотоумножитель. Описанная в прототипе практическая реализация с одной стороны подтверждает наличие серьезной проблемы перекрестного влияния слоев, а с другой - при современном уровне техники делает невозможным использование прототипа при производстве промышленных устройств записи информации в многослойных оптических дисках по основаниям высокой стоимости и сложности конструкции.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является повышение плотности записи информации в многослойном оптическом диске с одновременным упрощением конструкции устройства.
Указанная задача решается за счет достижения технического результата, заключающегося в уменьшении перекрестного влияния фотохромных слоев многослойного оптического диска при записи информации и уменьшении вероятности потери записанной информации при считывании.
В заявляемом изобретении технический результат достигается тем, что устройство для записи-стирания-считывания информации в многослойном оптическом диске, включающее систему позиционирования оптического диска, источник излучения с двумя различными длинами волн, оптически сопряженный с фокусирующей системой, снабженной средствами позиционирования, фотоприемник, оптически сопряженный с фокусирующей системой через спектроделитель, а также блок управления и обработки информации, электрически соединенный с источником излучения, средствами позиционирования фокусирующей системы и фотоприемником, дополнительно содержит управляемый спектральный селектор, на выходе которого устанавливают требуемое отношение интенсивностей световых пучков для каждой из двух длин волн, расположенный между источником излучения и спектроделителем и электрически соединенный с блоком управления и обработки информации, а фокусирующая система выполнена с хроматизмом положения на указанных длинах волн.
Сущность изобретения состоит в следующем. В заявляемом устройстве фокусирующая система с хроматизмом положения обеспечивает позиционирование и фокусировку излучения на двух различных длинах волн в объеме многослойного оптического диска таким образом, что плоскости фокусировки для этих длин волн оказываются разнесенными на расстояние S. Заявляемое устройство предназначено для записи-стирания-считывания информации в многослойном оптическом диске, состоящем из чередующихся слоев фотохромного и прозрачного материала. В качестве прозрачного материала целесообразно использовать, например, полимер с максимальным оптическим пропусканием излучения на длинах волн λΐ и XI. В качестве фотохромного материала целесообразно использовать, например, фульгид, заключенный в полимерную матрицу, обладающий способностью изменять оптические свойства под действием излучения на длинах волн λΐ и Х2, а именно, находясь в исходном состоянии, под действием излучения с длиной волны λΐ приобретать способность флуоресцировать под действием излучения с длиной волны λ2 в широком спектральном диапазоне, условно обозначаемом длиной волны λ3, а, находясь в измененном состоянии, под действием излучения с длиной волны XI флуоресцировать и переходить в исходное состояние, утрачивая при этом вышеуказанные флуоресцентные свойства. Толщина отдельного слоя фотохромного материала в многослойном оптическом диске составляет от одного до нескольких микрон, а толщина отдельного слоя прозрачного материала 6 - от нескольких микрон до нескольких десятков микрон. Величину хроматизма положения фокусирующей системы S целесообразно выбирать равной δ/2.
Пространственное разнесение областей фокусировки излучения с длинами волн λΐ и λ2 за счет наличия определенного хроматизма положения фокусирующей системы дает возможность реализовать уникальное условие взаимодействия двухчастотного излучения с веществом при записи, стирании и считывании информации в глубоколежащих фотохромных слоях оптического диска, сводящее к минимуму эффекты перекрестного влияния вышележащих фотохромных слоев и стирание информации при считывании. Реализацию данного условия обеспечиваются одновременным освещением многослойного оптического диска двухчастотным излучением, отношение интенсивностей спектральных составляющих которого равно отношению длин волн этих спектральных составляющих. Так, например, при записи данных поглощение излучения на длине волны λΐ и переход фотохромного материала в измененное состояние возможны помимо сигнального фотохромного слоя также и в других слоях, через которые распространяется записывающий пучок. Это приводит к появлению ложных записей. Излучение на длине волны λ2 соответствующей интенсивности стимулирует возврат фотохромного материала в исходное состояние в тех слоях, в которых запись не производится, и появившиеся в них ложные записи исчезают. При одновременном освещении излучением с длинами волн λΐ и λ2, отношение интенсивностей спектральных составляющих которого равно отношению длин волн этих спектральных составляющих, фотохромный материал всегда находится в исходном состоянии в фотодинамическом равновесии. Интенсивностями спектральных компонент излучения на длинах волн λΐ и λ2 можно управлять, независимо изменяя их пропускание управляемым спектральным селектором. Краткое описание фигур чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежом. На фиг.1 представлена схема заявляемого устройства. На фиг.2 показаны характерные спектры поглощения фотохромного материала в исходном (сплошная линия) и измененном (штриховая линия) состояниях. На фиг.З изображена детальная схема пересечения пучков излучения на длине волны λΐ (сплошная линия) и на длине волны λ2 (штриховая линия) внутри многослойного оптического диска. На схеме указаны толщина слоя прозрачного материала 5 и хроматизм положения фокусирующей системы S. На фиг.4 показана общая схема пересечения пучков излучения на длине волны λΐ (сплошная линия) и на длине волны λ2 (штриховая линия) внутри многослойного оптического диска (а) и соответствующий указанной геометрии график отношения площадей пучков излучения на длине волны λΐ и λ2 (b) в режиме записи информации. На фиг.5 показана общая схема пересечения пучков излучения на длине волны λΐ (сплошная линия) и на длине волны λ2 (штриховая линия) внутри многослойного оптического диска (а) и соответствующий указанной геометрии график отношения площадей пучков излучения на длине волны λΐ и λ2 (b) в режимах считывания или стирания информации.
На фиг.1 показаны многослойный оптический диск 1, система позиционирования оптического диска 2, источник излучения 3 с двумя различными длинами волн λΐ и λ2, фокусирующая система 4 с хроматизмом положения на длинах волн λΐ и λ2, средства позиционирования 5 фокусирующей системы 4, фотоприемник 6, выполненный с возможностью регистрации излучения флуоресценции на длине волны λ3, спектроделитель 7 с функцией отражения излучения на длинах волн λΐ и λ2 и пропускания излучения на длине волны λ3, а также управляемый спектральный селектор 8 с функцией независимого управления пропусканием излучения с длинами волн λΐ и λ2. Кроме того, на схеме показан блок управления и обработки информации 9, электрически сопряженный с источником излучения 3, средствами позиционирования 5 фокусирующей системы 4, управляемым спектральным селектором 8 и фотоприемником 6.
Как видно из фиг.2, спектры поглощения фотохромного материала в исходном (сплошная линия) и измененном (штриховая линия) состояниях существенно различаются. В исходном состоянии фотохромный материал имеет максимальное поглощение в ультрафиолетовом диапазоне спектра. При его освещении излучением с длиной волны λΐ, соответствующей коротковолновому пику линии поглощения, фотохромный материал из исходного состояния переходит в измененное. Его спектр поглощения при этом искажается: коротковолновый максимум линии уменьшается, а длинноволновый, находящийся в середине видимого диапазона, наоборот, возрастает. В измененном состоянии фотохромный материал приобретает возможность флуоресцировать при освещении излучением с длиной волны λ2, соответствующей длинноволновому пику поглощения. При флуоресценции фотохромный материал частично переходит в исходное состояние. Запись информации на многослойный оптический диск 1 осуществляется излучением с длиной волны λΐ . При освещении многослойного оптического диска 1 одновременно излучением с длинами волн λΐ и λ2 фотохромный материал не изменяет своего состояния, если отношение интенсивностей излучения на этих длинах волн равно отношению длин волн.
На фиг.З детально изображен участок многослойного оптического диска 1 со слоями фотохромного материала 10 и слоями прозрачного материала 1 1, а также области фокусировки излучения на длине волны λΐ (сплошная линия) и λ2 (штриховая линия). При наличии хроматической аберрации в оптических системах плоскость фокусировки длинноволновой части спектра излучения находится на большем расстоянии от последнего оптического компонента, чем плоскость фокусировки коротковолновой части спектра излучения. Расстояние S между плоскостями фокусировки излучения с длинами волн λΐ и XI в заявляемом устройстве предпочтительно обеспечивать примерно в два раза меньшим, чем толщина 6 прозрачного слоя 1 1 многослойного оптического диска 1.
На фиг.4,5 показаны общие схемы пересечения пучков излучения на длине волны λΐ (сплошная линия) и на длине волны λ2 (штриховая линия) внутри многослойного оптического диска 1 в режиме записи (фиг.4а), а также в режимах считывания или стирания (фиг.5а) информации. В режиме записи информации пучок записывающего излучения на длине волны λΐ позиционируется и фокусируется в слой фотохромного материала 10 (см. также фиг.З), а пучок считывающего-стирающего излучения на длине волны XI за счет наличия хроматической аберрации фокусирующей системы 4 позиционируется и фокусируется примерно в середину толщины соседнего последующего прозрачного слоя 1 1.
В режимах считывания-стирания информации в слой фотохромного материала 10 фокусируется пучок считывающего-стирающего излучения на длине волны XI, а пучок записывающего излучения на длине волны λΐ , наоборот, позиционируется и фокусируется примерно в середину толщины соседнего предыдущего прозрачного слоя 1 1.
Как видно из графиков, представленных на фиг.4Ь,5Ь, площади пучков спектральных компонент излучения на длинах волн λΐ и XI практически равны друг другу по всей глубине оптического диска 1, и существенно различаются лишь в непосредственной близости от слоя фотохромного материала, в котором производится запись, считывание или стирание информации. Если многослойный оптический диск 1 освещать одновременно излучением на длинах волн λΐ и XI, обеспечив при этом отношение их интенсивностей равное отношению длин волн, то информация, содержащаяся в пикселах фотохромных слоев при считывании информации из сигнального фотохромного слоя не изменяется.
В примере наилучшей реализации заявляемого устройства предлагается использовать многослойный оптический диск 1, образованный чередующимися слоями прозрачного материала, например, поликарбоната, с толщиной отдельного слоя примерно 100 мкм, и слоями фотохромного материала, например, поликарбоната, содержащего фотохромный фульгидный комплекс спиробензопирен, имеющий две стабильные формы - спиропиран и мероцианин,-с толщиной отдельного слоя примерно 5 мкм. В качестве источника излучения 3, генерирующего на двух длинах волн λΐ и XI, предлагается использовать твердотельный лазер на основе кристалла Nd:YVO4 с преобразованием излучения во вторую (λ2=0.532 мкм) и третью (λ1=0.355 мкм) гармоники. В качестве управляемого спектрального селектора 8 предлагается использовать оптический блок, включающий входной спектроделитель, разделяющий траектории распространения пучков излучения на длинах волн λΐ и λ2, два независимо управляемых электрооптических модулятора, расположенных, соответственно, в оптических трактах распространения излучения на длинах волн λΐ и λ2, и выходной спектроделитель, объединяющий траектории распространения пучков излучения на длинах волн λΐ и λ2 после прохождения ими управляемых электрооптических модуляторов. В качестве фокусирующей системы 4 предлагается использовать линзовый модуль с большой числовой апертурой и средствами контроля и управления сферической аберрацией, обеспечивающий заданную хроматическую аберрацию положения на длинах волн λΐ и XI. Средства позиционирования 5 фокусирующей системы 4 предлагается выполнить в виде управляемого электромагнитного подвеса, обеспечивающего продольное перемещение одного или нескольких оптических компонентов фокусирующей системы 4 вдоль оптической оси для выбора сигнального фотохромного слоя многослойного оптического диска 1, в который производится запись информации, ее считывание или стирание. В качестве спектроделителя 7 предлагается использовать дихроичное зеркало. Осуществление изобретения
Многослойный оптический диск 1 с помощью системы позиционирования 2 устанавливают в положение, необходимое для проведения записи, стирания или считывания информации. Излучение источника 3 на длинах волн λΐ и λ2 проходит через управляемый спектральный селектор 8, на выходе которого устанавливают требуемое отношение интенсивностей световых пучков на длинах волн λΐ и λ2. Далее излучение через спектроделитель 7 направляют на фокусирующую систему 4, положение которой устанавливают средствами позиционирования 5. Указанные средства 5 обеспечивают позиционирование областей фокусировки световых пучков на длинах волн λΐ и XI внутри многослойного оптического диска 1 и юстировку фокусирующей системы 4 с целью компенсации возникающей сферической аберрации. Запись, стирание или считывание информации осуществляют путем изменения интенсивностей излучения с соответствующей длиной с помощью управляемого спектрального селектора 8. При записи информации мощность излучения на длине волны λΐ равна максимальному значению, а мощность излучения на длине волны λ2 равна минимальному значению, при стирании информации мощность излучения на длине волны λΐ равна максимальному значению, а мощность излучения на длине волны XI равна минимальному значению, при считывании информации отношение мощности излучения на длине волны λΐ к мощности излучения на длине волны λ2 равно λ1/λ2 и находится в диапазоне 0.2- 0.7. Считывание записанной информации производят путем регистрации излучения флуоресценции на длине волны λ3, возбуждаемой излучением с длиной волны XI, в тех пикселах сигнального слоя фотохромного материала 10, которые предварительно были освещены излучением с длиной волны λΐ . Испущенное этими пикселами излучение флуоресценции частично попадает в апертуру фокусирующей системы 4, а затем через спектроделитель 7 поступает на вход фотоприемника 6.
Существенным отличием заявляемого устройства от прототипа является наличие управляемого спектрального селектора 8, обеспечивающего независимое управление пропусканием на длинах волн, генеририруемых источником излучения 3, а фокусирующая система выполнена с заданным хроматизмом положения на указанных длинах волн. Достижение в изобретении поставленной задачи обеспечено за счет того, что в процессе считывания предварительно записанных данных в информационных слоях фотохромного материала многослойного оптического диска 1 протекают два процесса - стирание информации считывающим пучком, и ее запись пучком записи. При этом определенное соотношение интенсивностей этих двух пучков обеспечивает неизменность оптического состояния фотохромных слоев оптического диска.
Эффективность практического применения заявляемого устройства существенно выше прототипа. Это связано с возможностью расширения класса используемых фотохромных материалов, применяемых при формировании информационных слоев многослойного оптического диска 1, в частности, однофотонных фотохромов, а также с отсутствием завышенных требований к качеству поверхности и однородности материала диска.
Необходимо отметить, что заявляемое устройство использует принципы послойной записи-стирания-считывания, применяемые в существующих DVD приводах. При реализации изобретения требуется не переработка системы существующего привода, а только ее модернизация. Положительный эффект достигается путем замены монохромного источника излучения на источник или комбинацию источников, излучающих на разных длинах волн, дополнительной установки управляемого спектрального селектора и обеспечения в фокусирующей системе заданной хроматической аберрации - хроматизма положения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство для записи-стирания-считывания информации в многослойном оптическом диске, включающее систему позиционирования оптического диска, источник излучения с двумя различными длинами волн, оптически сопряженный с фокусирующей системой, снабженной средствами позиционирования, фотоприемник, оптически сопряженный с фокусирующей системой через спектроделитель, а также блок управления и обработки информации, электрически соединенный с источником излучения, средствами позиционирования фокусирующей системы и фотоприемником, отличающееся тем, что устройство содержит управляемый спектральный селектор, на выходе которого устанавливают требуемое отношение интенсивностей световых пучков для каждой из двух длин волн, расположенный между источником излучения и спектроделителем и электрически соединенный с блоком управления и обработки информации, а фокусирующая система выполнена с хроматизмом положения на указанных длинах волн.
PCT/RU2010/000508 2009-09-25 2010-09-09 Устройство для записи-стирания-считывания информации в многослойном оптическом диске WO2011037491A1 (ru)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020127010348A KR20120088722A (ko) 2009-09-25 2010-09-09 다층 광학 디스크에서 데이터를 기록, 삭제 및 판독하기 위한 장치
CN2010800413678A CN102549663A (zh) 2009-09-25 2010-09-09 记录、擦除和读取多层光盘上数据的设备
EP10819097A EP2390876A1 (en) 2009-09-25 2010-09-09 Device for recording, erasing and reading data on a multi-layer optical disc
SG2012014601A SG178941A1 (en) 2009-09-25 2010-09-09 Device for recording, erasing and reading data on a multi-layer optical disc
JP2012530836A JP2013506227A (ja) 2009-09-25 2010-09-09 多層光ディスクに対しデータを記録し、消去し、かつ読み出すための装置
AU2010298826A AU2010298826A1 (en) 2009-09-25 2010-09-09 Device for recording, erasing and reading data on a multi-layer optical disc
NZ598840A NZ598840A (en) 2009-09-25 2010-09-09 A device with that emits radiation at two wavelengths and has a selector that can set a ratio of intensities for the wavelengths of radiation for editing an optical disc
US13/427,547 US8406098B2 (en) 2009-09-25 2012-03-22 Device for recording, erasing and reading data on a multi-layer optical disc

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009136388/28A RU2414011C1 (ru) 2009-09-25 2009-09-25 Устройство для записи-стирания-считывания информации в многослойном оптическом диске
RU2009136388 2009-09-25

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US13/427,547 Continuation US8406098B2 (en) 2009-09-25 2012-03-22 Device for recording, erasing and reading data on a multi-layer optical disc

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011037491A1 true WO2011037491A1 (ru) 2011-03-31

Family

ID=43796055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2010/000508 WO2011037491A1 (ru) 2009-09-25 2010-09-09 Устройство для записи-стирания-считывания информации в многослойном оптическом диске

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8406098B2 (ru)
EP (1) EP2390876A1 (ru)
JP (1) JP2013506227A (ru)
KR (1) KR20120088722A (ru)
CN (1) CN102549663A (ru)
AU (1) AU2010298826A1 (ru)
NZ (1) NZ598840A (ru)
RU (1) RU2414011C1 (ru)
SG (1) SG178941A1 (ru)
WO (1) WO2011037491A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10724956B1 (en) * 2019-02-01 2020-07-28 Essen Instruments, Inc. Spectral unmixing

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5268862A (en) 1989-04-25 1993-12-07 The Regents Of The Unversity Of California Three-dimensional optical memory
US20040257962A1 (en) * 2003-06-19 2004-12-23 Call/Recall Inc. Optical storage with ultra high storage capacity
US20050270955A1 (en) * 2001-06-13 2005-12-08 Hideaki Hirai Optical pickup unit and information recording and reproduction apparatus

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4560968B2 (ja) * 2001-02-19 2010-10-13 ソニー株式会社 露光方法及び露光装置
JP2006502518A (ja) * 2002-10-07 2006-01-19 メンパイル インク 精密なフォーカシングの方法及びシステム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5268862A (en) 1989-04-25 1993-12-07 The Regents Of The Unversity Of California Three-dimensional optical memory
US20050270955A1 (en) * 2001-06-13 2005-12-08 Hideaki Hirai Optical pickup unit and information recording and reproduction apparatus
US7345967B2 (en) 2001-06-13 2008-03-18 Ricoh Company, Ltd. Optical pickup unit
US20040257962A1 (en) * 2003-06-19 2004-12-23 Call/Recall Inc. Optical storage with ultra high storage capacity
US7436750B2 (en) 2003-06-19 2008-10-14 Call/Recall Inc. Optical storage with ultra high storage capacity

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KAWATA Y., NAKANO M., LEE S-C.: "Three-dimensional optical data storage using three-dimensional optics", OPTICAL ENGINEERING, vol. 40, no. 10, pages 2247 - 2254, XP007906109, DOI: doi:10.1117/1.1402123
SATOSHI KAWATA, YOSHIMASA KAWATA: "Three-dimensional optical data storage using photochromic materials", CHEM. REV., vol. 100, 2000, pages 1777 - 1788, XP002396010, DOI: doi:10.1021/cr980073p

Also Published As

Publication number Publication date
EP2390876A1 (en) 2011-11-30
RU2414011C1 (ru) 2011-03-10
CN102549663A (zh) 2012-07-04
JP2013506227A (ja) 2013-02-21
US8406098B2 (en) 2013-03-26
KR20120088722A (ko) 2012-08-08
US20120182846A1 (en) 2012-07-19
SG178941A1 (en) 2012-04-27
NZ598840A (en) 2013-05-31
AU2010298826A1 (en) 2012-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7848205B2 (en) Information-recording medium and optical information-recording/reproducing device
JP4376785B2 (ja) 光走査装置
RU2414011C1 (ru) Устройство для записи-стирания-считывания информации в многослойном оптическом диске
CN111462780B (zh) 基于纳米光刻的荧光光盘信息读写方法及装置
RU99232U1 (ru) Устройство для записи-стирания-считывания информации
RU2414012C1 (ru) Устройство для записи-считывания информации в многослойном оптическом диске
JP4498056B2 (ja) 光情報記録媒体及び光情報記録再生方法
JP2004335060A (ja) 光記録媒体および光記録再生装置
RU99233U1 (ru) Устройство для записи-считывания информации
KR20050036986A (ko) 형광 다층 저장용 주사장치
CN111508534A (zh) 基于纳米光刻光盘的偏振平衡测量读取方法及装置
US20020122374A1 (en) Optical recording medium, optical information processing apparatus and optical recording and reproducing method
JP3194942U (ja) 多層式光ディスク
JPH04178931A (ja) 光学記録または再生機構
JP2001504974A (ja) 三次元の情報担体用の読取り方法およびその装置
WO2011065458A1 (ja) 光学的情報処理装置及び光学的情報処理方法
EP1924991A2 (en) Optical storage medium and optical device for writing, deletion and reading of data
US20080212417A1 (en) Multivalued information reproducing Method and multivalued information reproducing apparatus
EP2157575A1 (en) Method and apparatus for reading data from an optical storage medium, and respective optical storage medium
JP2005222568A (ja) ２光子吸収記録方法、２光子吸収記録再生方法、２光子吸収記録装置及び２光子吸収記録再生装置
JPH11259895A (ja) 多層記録用光ヘッド
KR100653956B1 (ko) 병렬 광 프로브 광학 시스템
JP2013097834A (ja) 光記録媒体及び光情報再生方法
WO2008050340A1 (en) Recording medium for use in a three-dimensional optical data carrier, and method and system for data recording/reproducing
Xu et al. Three-dimensional digital storage technology

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080041367.8

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10819097

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2010819097

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010819097

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1857/CHENP/2012

Country of ref document: IN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010298826

Country of ref document: AU

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012530836

Country of ref document: JP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2010298826

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20100909

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20127010348

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A