專利名稱：多層光盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三維光學(xué)存儲器設(shè)備，并且其可在需要在緊湊載體上記錄大信息文件的全部計算機(jī)領(lǐng)域中使用。
背景技術(shù)：
在用大量信息層創(chuàng)造多層光盤時，一個主要問題是在讀取進(jìn)程期間尋址信息層。在現(xiàn)有技術(shù)的單層和兩層光盤中，讀取輻射經(jīng)由光盤的平坦表面被供送至信息層。然而，如果層的數(shù)量增加，那么信息層數(shù)量確定就會發(fā)生大問題，從該信息層接收具有已記錄的數(shù)據(jù)的信號。該問題通過經(jīng)光盤側(cè)表面(柱面)引導(dǎo)讀取輻射到靠近光盤可尋址信息層的特殊波道層來解決。先前已知多層光盤(美國專利申請No. 2008/0305324A1，在2008年11月12日公開，B32B 17/10)，其包括通過由具有不同機(jī)械性質(zhì)的聚合物制作的至少兩個隔離層相互分離的若干信息層。隔離層的一個通過引入填充物增加硬度，并且其厚度從5到15 μ m，并且其它隔離層擁有增加的彈性并具有10到50 μ m的厚度。所述結(jié)構(gòu)確保多層光盤的優(yōu)良機(jī)械性質(zhì)，即變形穩(wěn)定性。然而，該盤不能用于具有高尋址準(zhǔn)確性的讀取設(shè)備中，因為該盤的結(jié)構(gòu)不利用波道層并且沒想到經(jīng)其側(cè)表面引入讀取輻射的可能性。先前已知多層光盤(美國專利申請No. 7449278B2，在2008年11月11日公開，GlIB7Λ4)，其包括按順序隔開的層群，其中每個群由三個層構(gòu)成信息層，在波長為λ 1的輻射影響下此層發(fā)生光化學(xué)作用，導(dǎo)致組成信息層的材料光學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化；光致變色層，其反射能力在波長為λ 2的輻射影響下增加；以及波道層，該波道層用于在其中傳播波長為λ 2的輻射并經(jīng)多層盤的側(cè)表面引入多層盤。在該盤中的數(shù)據(jù)尋址可靠性高于前述類似物，因為在讀取模式中反射光致變色層使數(shù)據(jù)接收器與從下面信息層到該接收器的信號隔離，但來自疊加的不可尋址信息層的信號仍可到達(dá)接收器因此降低數(shù)據(jù)讀取可靠性。多層光盤(美國專利No. 6045888，在2000年4月4日公開，Β32Β3/00)其技術(shù)本質(zhì)最接近要求的發(fā)明，其由結(jié)合為群并由光透明材料制成的一系列交替層構(gòu)成，該群包括折射系數(shù)Ii1 = 1.515的厚度為140 μ m的玻璃層，該玻璃層被包圍在具有滿足相互關(guān)系η2< H1的折射系數(shù)η2的聚合物和折射系數(shù)n3 = 1. 47的光致變色材料之間，該光致變色材料可在波長為λ 1的輻射影響下改變其光學(xué)性質(zhì)，并在波長為λ 2的輻射影響下獲得波長為λ 3的熒光性質(zhì)。在信息讀取期間，波長為λ 2的輻射經(jīng)多層光盤的側(cè)表面引導(dǎo)到該多層光盤，即引導(dǎo)到玻璃表面。在玻璃中光的波導(dǎo)傳播期間，輻射源的不重要部分以消散模式的形式僅穿透光致變色材料信息層。因此，從玻璃鄰接信息層的如下部分(像素)到達(dá)輻射接收器的波長為λ 3的信號值非常小，這些部分即被波長為λ 1的輻射先前照明且包含信息位的部分。為提高信噪比并獲得波長為λ 3的輻射的可靠記錄，光致變色層平面中像素的側(cè)向尺寸應(yīng)增加，并且這導(dǎo)致多層光盤的信息容量減少
發(fā)明內(nèi)容
要求保護(hù)的發(fā)明達(dá)到的技術(shù)效果在于爭取提高多層光盤的信息容量并同時提高記錄信息讀取可靠性。所述技術(shù)效果通過以下事實獲得多層光盤由一系列交替層構(gòu)成，該一系列交替層由光透明材料構(gòu)成并結(jié)合成群，所述群包括由折射系數(shù)為Ii1的材料構(gòu)成的波道層，所述波道層位于由具有滿足相互關(guān)系n2 < H1的折射系數(shù)n2的材料構(gòu)成的隔離層和由折射系數(shù)為n3的光致變色材料構(gòu)成的層之間，所述波道層和信息層的材料的折射系數(shù)滿足條件 In3-Ii1I < 0. 001。此外，信息層的厚度d滿足條件1 μ m < d < 10 μ m。此外，信息層的厚度D滿足條件5 μ m < D < 100 μ m。此外，隔離層的厚度δ滿足條件1μπι< δ <5μπι。本發(fā)明的本質(zhì)在于下面內(nèi)容。波長為λ 3的輻射信號值與波長為λ 2讀取輻射乘以像素量得到的乘積成比例。如果多層光盤中波道材料及其鄰接信息層的折射系數(shù)差的絕對值不超過要求保護(hù)的值0.001，那么波長為λ 2的讀取輻射的波導(dǎo)模式在不在這兩個層中傳播，沒有象單波道層中那樣的變形和損耗。波導(dǎo)模式的強(qiáng)度大大超過消散模式的強(qiáng)度，并因此波長為λ 3的熒光輻射信號值相當(dāng)?shù)馗?，即使以信息層平面中減少其面積為代價減少像素量若干倍。換言之，預(yù)期要求保護(hù)的發(fā)明提供記錄密度和記錄信息讀取可靠性的同時增加。應(yīng)注意不應(yīng)挑選過大的信息層厚度。原因是在初始狀態(tài)中和波長為λ 的輻射影響下改變的狀態(tài)中光致變色材料折射系數(shù)稍微不同。在這點上，由于記錄數(shù)據(jù)，因此信息層中的光耗散增加。這可導(dǎo)致讀取輻射的波導(dǎo)模式的變形和衰減。波道層及其鄰接信息層折射系數(shù)的要求保護(hù)的絕對差值等于0. 001，這相當(dāng)大。超過該值將導(dǎo)致波導(dǎo)模式在材料折射系數(shù)更高的層中傳播的事實或者在波道層中(在此情況下，要求保護(hù)的發(fā)明與原型相同)或者在信息層中(在此情況下，光致變色材料的光學(xué)不均勻性導(dǎo)致讀取輻射的耗散和劣化)。


本發(fā)明的本質(zhì)通過附圖解釋，其中在圖1中示出具有聚焦系統(tǒng)2和信息讀取設(shè)備3的多層光盤1的大體示圖；在圖2中示出在初始狀態(tài)中(實線)和在波長為λ 1的輻射影響下的改變狀態(tài)中(虛線)光致變色(photochromic)材料的典型吸收光譜，并同樣示出在波長為λ 2的輻射影響下的熒光光譜(虛線)；在圖3中以剖面呈現(xiàn)多層光盤叢，該剖面具有與具有波長為λ 2的輻射波導(dǎo)模式相互作用的波道層4、隔離層5、信息層6和信息層6的像素7。在本發(fā)明能最優(yōu)實現(xiàn)的例子中，具有50μπι厚度的波道層4由具有折射系數(shù)。=1. 5的聚碳酸酯制造，厚度2 μ m的隔離層5由摻雜了具有折射系數(shù)Ii1 = 1. 5的螺苯并吡喃的聚丙烯酸甲酯制作。所述光致變色材料具有兩個穩(wěn)定形式螺吡喃和部花青。從第一形式到第二形式的轉(zhuǎn)變在紫外輻射的影響下發(fā)生。
具體實施例方式要求保護(hù)的多層光盤1如下操作。在記錄模式中，輻射以波長為λ 1引導(dǎo)到聚焦系統(tǒng)2，因此使波長為λ 1的光束聚焦場位于多層光盤1內(nèi)。信息的記錄通過改變信息層6(為了記錄而選擇的)中的光致變色材料的光學(xué)性質(zhì)實現(xiàn)。在讀取模式中，信息讀取設(shè)備3引導(dǎo)波長為λ 2的輻射到鄰接可尋址信息層6的波道層4。受在一側(cè)上鄰接可訪問信息層6并在另一側(cè)上鄰接光波道層4的隔離層5限制的波導(dǎo)模式在特定波道層4和信息層6上傳播，并與含有記錄信息的像素相互作用。數(shù)據(jù)讀取通過記錄波長為λ3的熒光輻射實現(xiàn)，該熒光輻射由信息層的像素中波長為λ 2的輻射激發(fā)，這些像素先前被波長為λ 1的輻射照射。由這些像素發(fā)射的熒光輻射部分進(jìn)入聚焦系統(tǒng)2的孔隙，并然后其到達(dá)接收器輸入。本發(fā)明人未公開科學(xué)技術(shù)出版物中已知解決方案中的具有折射系數(shù)相等的鄰接波道和信息層的多層光盤，這表明事實上本發(fā)明符合新穎標(biāo)準(zhǔn)。在該方法的框架內(nèi)，已證實存在能實現(xiàn)要求保護(hù)的技術(shù)效果的充分本質(zhì)特征。在估計本發(fā)明對工業(yè)使用的重要性時，必需指出生產(chǎn)要求保護(hù)的多層光盤不需要應(yīng)用精密技術(shù)，這與類似物是不同的。
權(quán)利要求
1.一種多層光盤，所述多層光盤由一系列交替層構(gòu)成，所述一系列交替層由光透明材料構(gòu)成并結(jié)合成群，所述群包括由折射系數(shù)為H1的材料構(gòu)成的波道層，所述波道層位于由具有滿足相互關(guān)系n2 < H1的折射系數(shù)n2的材料構(gòu)成的隔離層和由折射系數(shù)為n3的光致變色材料構(gòu)成的層之間，所述波道層和信息層的材料的折射系數(shù)滿足條件In3I1I <0.001。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層光盤，其特征在于所述信息層的厚度d滿足條件1μ m<d < 10 μ m0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層光盤，其特征在于所述信息層的厚度D滿足條件5μ m<D < 100 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層光盤，其特征在于所述隔離層的厚度δ滿足條件Ιμπι<δ < 5 μ m。
全文摘要
本發(fā)明涉及三維光學(xué)存儲器設(shè)備并所有需要在緊湊載體上記錄大數(shù)據(jù)文件的計算領(lǐng)域中使用。要求保護(hù)的設(shè)備也可用于記錄、存儲和回放視頻和音頻記錄。多層光盤由一系列交替層構(gòu)成，這些層由光學(xué)透明材料構(gòu)成并布置成群，該群包含由折射系數(shù)n1的材料構(gòu)成的層，該層被包圍在由具有滿足關(guān)系n2＜n1的折射系數(shù)n2的材料構(gòu)成的層和由具有滿足關(guān)系|n3-n1|＜0.001的折射系數(shù)n3的材料構(gòu)成的層之間，其中折射系數(shù)為n3的層包含可以兩中形式中存在的光敏化合物，這兩種形式由不同光學(xué)性質(zhì)表征。
文檔編號G11B7/24GK102576555SQ201080042313
公開日2012年7月11日 申請日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者V·V·基克 申請人:V·V·基克, 埃沃浩斯特投資有限公司