專利名稱：采用離子束技術(shù)的數(shù)字媒體制作方法以及采用離子束技術(shù)制作的數(shù)字媒體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字媒體，更具體地，涉及利用離子束技術(shù)制作數(shù)字媒體的方法以及由該 方法形成的數(shù)字媒體。
背景技術(shù)：
光學(xué)媒體現(xiàn)包括光盤(CD)、數(shù)字視頻光盤(DVD)、激光視盤以及專用產(chǎn)品。光學(xué) 媒體作為存儲(chǔ)音樂、視頻和數(shù)據(jù)的媒體，因其經(jīng)久使用、壽命長(zhǎng)以及成本低，已取得了巨 大的成功。
一張CD典型地包括以光亮的聚碳酸酯塑料為材料的底層。在制作時(shí)，利用具有確定 樣式的凸起(或凹坑)的母盤，對(duì)聚碳酸酯進(jìn)行注塑，從而形成在聚碳酸酯上以單一、連 續(xù)、盤旋狀軌道排列的細(xì)微凸起。然后，將一層薄的具有反射性的鋁層濺射到該光盤以覆 蓋這些凸起。接下來在鋁層上噴濺一薄的丙烯酸層，以起到對(duì)鋁層的保護(hù)作用。最后將標(biāo) 簽印制于丙烯酸層。圖1顯示了一種典型的數(shù)據(jù)或音頻CD 100的截面示意圖，該圖特別 描繪了聚碳酸酯層102、鋁層104、丙烯酸層106、標(biāo)簽108以及代表存儲(chǔ)于光盤100上 數(shù)據(jù)的凹坑110以及坑間平臺(tái)112。需要注意的是，"凹坑"110是相對(duì)于從鋁層一側(cè)而言， 對(duì)于從激光讀取一側(cè)，則它們?yōu)橥蛊?。?gòu)成數(shù)據(jù)軌道的這些延長(zhǎng)的每個(gè)凸起寬0.5微米， 長(zhǎng)至少為0.83微米，高125納米。 一張標(biāo)準(zhǔn)CD的尺寸為厚約1.2毫米，直徑為約4.5英 寸。 一張CD可存儲(chǔ)約740MB的數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)重放時(shí)，讀取器的激光束穿過聚碳酸酯層，在鋁層被反射，然后進(jìn)入可偵測(cè)光變 化的光電設(shè)備。凸起部分與坑間平臺(tái)對(duì)光的反射不同，因此光電傳感器可根據(jù)反射率偵測(cè) 該變化。讀取器中的電子組件可解析由該反射率反映的變化，以讀取構(gòu)成數(shù)據(jù)的比特信息。
存儲(chǔ)于CD上的數(shù)據(jù)可以由一 CD播放器獲取，該播放器可將一激光器對(duì)準(zhǔn)凹凸軌道 掃描。激光束穿過聚碳酸酯層，在鋁層被反射，然后進(jìn)入可偵測(cè)光變化的光電設(shè)備。凸起 部分與坑間平臺(tái)對(duì)光的反射率不周，因此光電傳感器可根據(jù)反射率偵測(cè)該變化。讀取器中 的電子組件可解析由該反射率反映的變化，以讀取構(gòu)成字節(jié)的比特信息。
DVD非常類似于CD,大致上以同樣的方法制作和讀取(多層DVD除外，將在下文 敘述)。但一張標(biāo)準(zhǔn)的DVD可存儲(chǔ)較CD多7倍的數(shù)據(jù)。
9單面、單層的DVD可存儲(chǔ)比CD多7倍的數(shù)據(jù)。這些增加的存儲(chǔ)量很大一部分來自 于DVD上更小的凹坑和軌道。表1顯示了 CD與DVD各項(xiàng)規(guī)格的比較。
規(guī)格
表I
DVD
軌道間距'
最小凹坑長(zhǎng)度(單面DVD) 最小凹坑長(zhǎng)度(雙面DVD)
1600納米 830納米 830納米
740納米 400纟內(nèi)米 440納米
為進(jìn)一步增加存儲(chǔ)容量， 一張DVD可多達(dá)4層，也即每面兩層。讀取光盤的激光可 穿過第一層，并射入第二層。表2列出了不同形式DVD的容量。
表2
形式 容量 約可播放影片長(zhǎng)度
單面單層 4.38GB 2小時(shí)
單面雙層 7.95GB 4小時(shí)
雙面單層 8.75GB 4.5小時(shí)
雙面雙層 15.9GB 大于8小時(shí)
一張DVD由多個(gè)塑料層組成，共厚約1.2毫米。圖2顯示了一種單面雙層DVD200的 橫截面示意圖。每層由聚碳酸酯依母盤注塑產(chǎn)生，如上文所述。該工藝形成的光盤200具 有以單一、連續(xù)、和極其長(zhǎng)的盤旋狀數(shù)據(jù)軌道排列的細(xì)微凸起。 一旦形成光亮的聚碳酸酯 202、 204，便在光碟上濺射一薄反射層并覆蓋凸起。在內(nèi)層后使用鋁206，而外層使用半 反射的金層208，以允許激光穿過外層射入內(nèi)層。當(dāng)所有這些層制作完成后，每層噴涂涂 料后擠壓為整體，并利用紅外光源診測(cè)。對(duì)于單面光盤，標(biāo)簽絲印于不可讀取的一面上。 而雙面光盤僅能在中部圓孔附近的不可讀區(qū)域進(jìn)行印刷。如圖中所示為不同類型的DVD 成品的橫截面示意圖。
DVD播放器的功能于上文敘述的CD播放器類似。但是，在DVD播放器中，激光既 可照射到距其最近層后的半反射材料，并且，在為雙面光盤的情況下，還可穿過此層，照 射到內(nèi)層后的反射材料。激光束穿過聚碳酸酯層，到達(dá)該層后的反射層被反射，然后入射到可偵測(cè)光變化的光電設(shè)備。
這些技術(shù)均存在一個(gè)問題，即制作母盤成本高、耗時(shí)長(zhǎng)。另一個(gè)問題是如果沒有形成 全然完美的母盤，所有利用該母盤制成的光盤將不能正常工作。此外，如圖3A所示，母 盤300上的凸起302必須具有傾斜面，以使聚碳酸酯可從母盤脫離。與90度的垂直角相 比，這些傾斜面局限了凸起表面面積的尺寸，因此會(huì)降低光盤的讀取性能。
再一個(gè)問題是，如圖3B所示，母盤凸起302的邊緣306需呈圓形，以利于母盤300 與聚碳酸酯304相互分開。但是，這些呈圓形的邊緣會(huì)在光盤數(shù)據(jù)重放時(shí)產(chǎn)生信號(hào)抖動(dòng)量 (jitter)，事實(shí)上，50%以上的信號(hào)抖動(dòng)量是由呈圓形的邊緣造成的。
CD和DVD也包括現(xiàn)今的可記錄光盤類型。CD可記錄光盤(CD-R)以及DVD可記 錄光盤(DVD士R)不帶有突起和平坦區(qū)域(即凹坑或坑間平臺(tái))，而是如圖4中可讀取 光盤400的橫截面示意圖所示，它們具有平坦的金屬反射層402，該層設(shè)于光敏染料層404 上，該染料層下面為聚碳酸酯層406,此外還有一底層408。當(dāng)光盤為空盤時(shí)，光敏染料 為半透明狀，光可以穿過并由金屬表面反射。寫入激光器會(huì)使點(diǎn)區(qū)410變暗(類似傳統(tǒng) CD或DVD的凸起)，從而形成不反射區(qū)域。這就是人們所知曉的"刻"盤。通過沿?cái)?shù)據(jù) 軌道有選擇性地暗化特殊的點(diǎn)410，同時(shí)保留其他區(qū)域染料的半透明性質(zhì)，可產(chǎn)生能夠被 標(biāo)準(zhǔn)CD或DVD播放器讀取的數(shù)字形式。僅當(dāng)染料仍為半透明時(shí)，播放器的激光束產(chǎn)生 的光才能反射回傳感器，這就好比傳統(tǒng)的CD或DVD中，光僅能從平坦區(qū)域反射回傳感 器一樣。
與CD-R和DVD-R光盤的基于染料的紀(jì)錄層相比，CD-RW (可覆寫CD)禾HDVD土 RW (可覆寫DVD)代之以利用由銀、銦、銻、碲混合物形成的晶體化合物形成紀(jì)錄層。 當(dāng)這些材料的組合被加熱到一定溫度然后冷卻后，它會(huì)成為光透射晶體，但是當(dāng)該組合物 被加熱到更高的溫度然后冷卻后，它會(huì)成為非晶質(zhì)物，因此是不能透射光。因此，晶體區(qū) 域可使反射層更好地反射光，而非晶體區(qū)域吸收激光束，因此是不可反射的。
為在記錄層達(dá)到這些效果，光盤記錄器使用三種不同的激光源最強(qiáng)激光源，稱為"寫 入源"，它在紀(jì)錄層上產(chǎn)生非晶體(光吸收)狀態(tài)；中等激光光源，也被稱為"擦取源"， 用于融化紀(jì)錄層并轉(zhuǎn)化為可透射的晶體狀態(tài)；以及最弱激光源，也即"讀取源"，它不改 變紀(jì)錄層的狀態(tài)，因此可以用于讀取數(shù)據(jù)。
在寫入過程中，聚焦的"寫入源"激光束有選擇性地以融化溫度(500-700°C)對(duì)可 相變物質(zhì)的區(qū)域進(jìn)行加熱，以使該區(qū)域內(nèi)的所有原子在液態(tài)快速運(yùn)動(dòng)。然后，如果充分快 地冷卻，該任意的液態(tài)被"凍結(jié)"，即形成所謂的非晶質(zhì)物狀態(tài)。這種材料的非晶質(zhì)狀態(tài)是不透明的，此處可寫入激光點(diǎn)區(qū)，并形成可被識(shí)別的CD或DVD表面。當(dāng)一"擦取源" 以低于融化但高于結(jié)晶化的溫度對(duì)可相變層進(jìn)行加熱并持續(xù)足夠時(shí)間時(shí)(至少長(zhǎng)于最小結(jié) 晶化時(shí)間)，原子回復(fù)為光透射的狀態(tài)(例如晶體狀態(tài))。被聚焦的激光束單次穿過即可 完成寫操作，有時(shí)這被稱為"直接覆寫"，此過程可以在每張光盤上重復(fù)幾千次。
可記錄光學(xué)媒體的一個(gè)問題是刻錄過程需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，因此利用此種方法復(fù)制光 盤效率很低。例如，以48X的正常讀取速度刻錄640RM的CD-R需花費(fèi)超過兩分鐘的時(shí) 間。而刻錄一張單面單層的DVD士R需要花費(fèi)14-16分鐘的時(shí)間。這些時(shí)間還未包括其他 步驟所需時(shí)間，例如打開驅(qū)動(dòng)室、放入光盤、關(guān)閉驅(qū)動(dòng)室、初始化驅(qū)動(dòng)、在刻錄后打開驅(qū) 動(dòng)室并取出光盤等所花費(fèi)的時(shí)間。
可記錄光學(xué)媒體伴隨的另一個(gè)問題是寫入激光產(chǎn)生帶有圓狀邊緣的燃料斑點(diǎn)，如上述 提及的那樣，圓狀邊緣會(huì)產(chǎn)生信號(hào)抖動(dòng)量。
因此，需要一種對(duì)光學(xué)媒體提高寫入速度的方法。
還需要一種能夠在反射和非反射的坑間平臺(tái)和凹坑產(chǎn)生整齊邊緣以更好控制反射激 光的方法。
進(jìn)一步需要一種寫入媒體的方法，該方法可使其表面具有加強(qiáng)的邊緣特性。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述缺陷并提供理想的優(yōu)點(diǎn)，寫入數(shù)據(jù)到光學(xué)媒體的方法包括指令一從離子源 發(fā)射的離子束間歇脈沖以可控的形式射到一光學(xué)媒體上，從而在該光學(xué)媒體上產(chǎn)生表面特 性，該表面特性即代表數(shù)據(jù)。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)該方法的系統(tǒng)，包括一媒體接收部分，用于容置一光 學(xué)媒體； 一離子源(例如離子槍)，用于發(fā)射離子束到位于媒體接收部分上的光學(xué)媒體； 以及一操控機(jī)構(gòu)，用于指令該離子束以可控的方式射到該光學(xué)媒體上。該離子束以間歇式 脈沖的形式撞擊光學(xué)媒體，以在該光學(xué)媒體上產(chǎn)生表面特性，這些表面特性代表數(shù)據(jù)。
該系統(tǒng)可將音頻數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、軟件等快速地寫入到光學(xué)媒體，例如，少于一分鐘， 甚至少于一秒鐘。該系統(tǒng)可將數(shù)據(jù)寫入到任何類型的光學(xué)媒體，包括可被消費(fèi)者級(jí)別的 CD和DVD播放器讀取的光學(xué)媒體。適用的光學(xué)媒體包括任何商業(yè)上可用的媒體，包括 CD、 DVD、激光光盤、可記錄光盤(例如CD-R、 CD-WR、 DVD+R、 DVD-R、 DVD+RW、 DVD-RW)，或其他任何類型數(shù)據(jù)依靠光讀取的媒體。
如果該光學(xué)媒體為光盤，該樣式優(yōu)選地為大致呈盤旋狀。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該媒體包
括一充分透明層以及一反射層，該離子脈沖破壞該反射層。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，該媒體包括一充分透明層以及一反射層，該離子脈沖在充分透明層產(chǎn)生凹坑，該反射層在表面特性 產(chǎn)生后被添加。根據(jù)再一個(gè)實(shí)施例，該媒體包括一反射層以及可以非破環(huán)狀態(tài)充分透明的 染料層，該離子脈沖在該染料層產(chǎn)生暗化部分。根據(jù)再一個(gè)實(shí)施例，在光學(xué)媒體的至少兩 層上產(chǎn)生該表面特性，例如，在雙層DVD上。
通過控制功率和脈寬，該系統(tǒng)能夠產(chǎn)生可被現(xiàn)有的光學(xué)媒體閱讀器以及專有閱讀器讀 取的表面特性。該表面特性可被制作成顯著小于迄今為止任何利用于商業(yè)場(chǎng)合的媒體。這 歸功于由離子束技術(shù)提供的精微細(xì)節(jié)(例如，約5納米)和銳利邊緣。例如，這些沿?cái)?shù)據(jù) 軌道的表面特性顆具有小于約500納米的長(zhǎng)度、小于約200納米的長(zhǎng)度、小于約100納米 的長(zhǎng)度以及小于約50納米的長(zhǎng)度。利用此種方法，存儲(chǔ)在單個(gè)媒體中的數(shù)據(jù)量可大大增 加，而僅局限于光學(xué)系統(tǒng)使用的波長(zhǎng)，例如，對(duì)更精微的表面特性，可使用紫外，微波以 及X射線光學(xué)系統(tǒng)。
該離子束可以可控的形式通過由操控線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行指令。在一個(gè)實(shí)施例中，通 過控制離子源的柵壓產(chǎn)生脈沖。在另一個(gè)實(shí)施例中，由離子束消隱(beamblanking)產(chǎn)生 脈沖。
為了進(jìn)一步克服前述缺陷以及提供理想的優(yōu)點(diǎn)， 一種光學(xué)媒體，包括一底層以及一反 射層，其中該底層和反射層的至少一層具有代表數(shù)據(jù)的表面特性，該表面特性由如下方法 形成指令一從離子源發(fā)射的離子束脈沖以可控的形式射到該底層和反射層的至少一層， 從而形成該表面特性。
如果該光學(xué)媒體為光盤，該樣式優(yōu)選地為大致呈盤旋狀。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該媒體包 括一充分透明底層以及一反射層，該離子脈沖修改該反射層。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，該媒體 包括一底層以及一反射層，該離子脈沖在底層產(chǎn)生凹坑，該反射層在表面特性產(chǎn)生后被加 強(qiáng)。根據(jù)再一個(gè)實(shí)施例，該媒體包括一反射層以及可以非破環(huán)狀態(tài)充分透明的染料層，該 離子脈沖在該染料層產(chǎn)生暗化部分(即表面特性)。根據(jù)再一個(gè)實(shí)施例，在光學(xué)媒體的至 少兩層上產(chǎn)生該表面特性，例如，在雙層DVD上。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)該方法的系統(tǒng)，包括一媒體接收部分，用于容置一光 學(xué)媒體； 一離子源(例如離子槍)，用于發(fā)射離子束到位于媒體接收部分上的光學(xué)媒體； 以及一操控機(jī)構(gòu)，用于指令該離子束以可控的方式射到該光學(xué)媒體上。該離子束以間歇式 脈沖的形式撞擊光學(xué)媒體，以在該光學(xué)媒體上產(chǎn)生表面特性，這些表面特性代表數(shù)據(jù)。
該系統(tǒng)可將音頻數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、軟件等快速地寫入到光學(xué)媒體，例如，少于一分鐘， 甚至少于一秒鐘。該系統(tǒng)可將數(shù)據(jù)寫入到任何類型的光學(xué)媒體，包括可被消費(fèi)者級(jí)別的CD和DVD播放器讀取的光學(xué)媒體。適用的光學(xué)媒體包括任何可商業(yè)上購(gòu)買的媒體，包 括CD、 DVD、激光光盤、可記錄光盤(例如CD-R、 CD-WR、 DVD+R、 DVD-R、 DVD+RW、 DVD-RW)，或其他任何類型數(shù)據(jù)依靠光讀取的媒體。
通過控制功率和脈寬，該系統(tǒng)能夠產(chǎn)生可被現(xiàn)有的光學(xué)媒體閱讀器以及專有閱讀器讀 取的表面特性。該表面特性可被制作成顯著小于迄今為止任何利用于商業(yè)場(chǎng)合的媒體。這 歸功于由離子束技術(shù)提供的精微細(xì)節(jié)(例如，約5納米)和銳利邊緣。例如，這些沿?cái)?shù)據(jù) 軌道的表面特性顆具有小于約500納米的長(zhǎng)度、小于約200納米的長(zhǎng)度、小于約100納米 的長(zhǎng)度以及小于約50納米的長(zhǎng)度。利用此種方法，存儲(chǔ)在單個(gè)媒體中的數(shù)據(jù)量可大大增 加，而僅局限于光學(xué)系統(tǒng)使用的波長(zhǎng)，例如，對(duì)更精微的表面特性，可使用紫外，微波以 及X射線光學(xué)系統(tǒng)。
該離子束可以可控的形式通過由操控線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行指令。在一個(gè)實(shí)施例中，通 過控制離子源的柵壓產(chǎn)生脈沖。在另一個(gè)實(shí)施例中，由光束間隔產(chǎn)生脈沖。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)，將通過以下的詳細(xì)描述，并結(jié)合可表明本發(fā)明原理的附圖， 被清晰地顯示。


為更充分理解本發(fā)明以及優(yōu)選的實(shí)施方式的性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)，將會(huì)在以下的詳細(xì)描述中采 用與附圖中相對(duì)應(yīng)的標(biāo)記。
圖1是一種CD的不依比例繪制的部分截面示意圖2是一種單面雙層DVD的不依比例繪制的部分截面示意圖3A是母盤以及聚碳酸酯層的不依比例繪制的部分截面示意圖； 圖3B是圖3A中沿3B-3B線切割的不依比例繪制的部分截面示意圖； 圖4是一種可記錄媒體的不依比例繪制的部分截面示意圖； 圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，將數(shù)據(jù)寫入一光學(xué)媒體的系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖； 圖6是根據(jù)一個(gè)描述的實(shí)施例，將數(shù)據(jù)寫入一標(biāo)準(zhǔn)CD或一單面或雙面的單層(每面) DVD的方法流程圖7是根據(jù)一個(gè)描述的實(shí)施例，將數(shù)據(jù)寫入一標(biāo)準(zhǔn)CD或一單面或雙面的單層(每面) DVD的方法流程圖8是根據(jù)一個(gè)描述的實(shí)施例，將數(shù)據(jù)寫入一單面雙層(每面)DVD的方法流程圖； 圖9是根據(jù)一個(gè)描述的實(shí)施例，將數(shù)據(jù)寫入一可記錄光盤、例如商業(yè)可用的可記錄 CD或DVD的方法流程圖；圖IO是由一離子束產(chǎn)生的表面特性的側(cè)視圖11A-B是一光學(xué)媒體的另一個(gè)實(shí)施例的不依比例繪制的部分截面示意圖。
具體實(shí)施例方式
下文中的描述為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目前所預(yù)期的最佳實(shí)施方式。該描述的目的是為了說明 本發(fā)明的一般性原理，而并非局限本發(fā)明要求保護(hù)的概念范圍。
如圖5所示為根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，將數(shù)據(jù)寫入到一光學(xué)媒體的系統(tǒng)500，該系統(tǒng)500包 括一媒體接收部分502，用于容置一目標(biāo)光學(xué)媒體504， 一離子源506，例如離子槍，用 于以可控的方式發(fā)射離子束508到光學(xué)媒體504上，例如以盤旋同心圈方式、以直線方式 等。 一控制器512控制系統(tǒng)各部分的運(yùn)行。使離子束508間歇性地撞擊光學(xué)媒體504，從 而在光學(xué)媒體504上產(chǎn)生表面特性。特別地，離子束508可使其撞擊的材料移位或扁平化， 從而產(chǎn)生凹坑。這種工藝一般被稱為磨削(milling)、刻蝕(etching)或?yàn)R射(sputtering)。 沿?cái)?shù)據(jù)軌道得到的凹坑和坑間平臺(tái)代表了數(shù)據(jù)。至少該媒體接收部分502應(yīng)當(dāng)被置于真空 度保持在1 X 10—3托(Torr)或更低的真空室514中。需要注意離子槍506的發(fā)射部分也應(yīng) 置于真空室514內(nèi)。
此處描述的系統(tǒng)可非?？焖俚貙?shù)據(jù)(例如音頻數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、軟件等)寫入到光 學(xué)媒體，例如，少于一分鐘，甚至少于一秒鐘。該系統(tǒng)可將數(shù)據(jù)寫入到任何類型的光學(xué)媒 體，包括可被消費(fèi)者級(jí)別的CD和DVD播放器讀取的光學(xué)媒體。適用的光學(xué)媒體包括任 何可商業(yè)上購(gòu)買的媒體，包括CD、 DVD、激光光盤、可記錄光盤(例如CD-R、 CD-WR、 DVD+R、 DVD-R、 DVD+RW、 DVD-RW),或其他任何類型數(shù)據(jù)依靠光讀取的媒體。當(dāng) 然，此處公開的技術(shù)其適用范圍還將延伸到當(dāng)前正在研究或尚未發(fā)現(xiàn)的光學(xué)媒體的未來類 型。
本發(fā)明的系統(tǒng)可配置一正離子源或負(fù)離子源。用于轟擊的離子種類為Ar+、02+、Ga+、 Cs+、 Li+、 Na+、 K+、 Rb+等。
一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例使用了聚焦離子束(Focused Ion Beam, FIB)系統(tǒng)。FIB系統(tǒng)從一 離子源中獲取帶電粒子，并通過電磁/靜電透鏡將它們聚焦為離子束，然后利用偏轉(zhuǎn)盤或 掃描線圈掃描目標(biāo)物的微小區(qū)域。FIB系統(tǒng)通過選擇由離子束與目標(biāo)物相互作用產(chǎn)生的二 次電子發(fā)射，產(chǎn)生高分辨成像。樣本的高區(qū)域(峰)可比低區(qū)域(谷)產(chǎn)生更多的二次電 子，由此可形成對(duì)照。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，F(xiàn)IB系統(tǒng)使用從場(chǎng)致發(fā)射液態(tài)金屬離子(field emission liquid
metal ion， FE-LMI)源中發(fā)射的離子。在運(yùn)行時(shí)，原始的鎵離子(Ga+)束撞擊到樣本表面，濺射一小部分材料，被移位的材料表面帶有二次離子(i+或r)或中性原子(nQ)。該
原始離子束也產(chǎn)生二次電子(e-)。隨著離子束對(duì)樣本表面的柵掃描，濺射離子或二次電 子被收集并成像。
在低初始束電流下，非常少的材料被濺射；現(xiàn)代的FIB系統(tǒng)可達(dá)到5nm的分辨成像。 在高初始電壓下，很大一部分材料可通過濺射被去除，從而允許在亞微米級(jí)別對(duì)樣本進(jìn)行 磨削。發(fā)明人在商用媒體上的測(cè)試結(jié)果為40nm的分辨成像。
樣本的濺射率受許多因素和物性影響，包括離子束電流、樣本密度、樣本的原子質(zhì)量 以及外來離子質(zhì)量。 一個(gè)優(yōu)選的離子種類為Ga+。
另外，可以使用氣輔助蝕刻工藝(gas-assisted etching)。在樣本被濺射時(shí)，如在其表 面引入氣體，濺射效果將會(huì)因氣體與樣本之間的化學(xué)反應(yīng)而增強(qiáng)。例如，通過在磨削過程 中引入活性氣體，離子束切割深度的縱橫比例將會(huì)顯著改變，因此可實(shí)現(xiàn)在不影響上層金 屬化的情況下到達(dá)下層的金屬化基線(metallization line)。這可以減少再沉積，并且可提 高磨削效率。兩種典型的氣體為碘和二氟化氙。
如果樣本不導(dǎo)電，則可利用一低能量的淹沒式電子槍以提供電荷中和。利用此種方式， 利用正極性原始離子束帶來的正極性二次離子成像，可使甚至高度絕緣的樣本成像，可在 樣本不具有導(dǎo)電涂層(例如，掃描電子顯微鏡，SEM需要用到導(dǎo)電涂層)的情況下進(jìn)行 磨削。.該特性非常有利于將表面特性直接寫入一光學(xué)媒體的聚合層。
適用的離子槍包括ILG-2、 IGPS-2、 E/IMG-16、 E/IGPS-16，可從Kimball Physics購(gòu) 得(地址:311 Kimball Hill Road, New Hampshire 03 086-9742，美國(guó))。其他的合適的離子 槍為IOG型液態(tài)金屬鎵離子槍，可以從Ionoptika有限公司購(gòu)得(地址Epsilon House,Chilworth Science Park, Southampton,Hampshire S016 7NS，英國(guó))。本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員容易認(rèn)識(shí)到，其他制造商生產(chǎn)的電子槍也適用于本系統(tǒng)，包括具有更大或更小聚焦 尺寸的類型。
操控機(jī)構(gòu)可利用柵掃描技術(shù)(rasteringtechnology)將離子束沿?cái)?shù)據(jù)路徑射向光學(xué)媒體。 一種優(yōu)選的操控機(jī)構(gòu)包括由控制器控制的操控線圈或偏轉(zhuǎn)盤。操控線圈為銅線繞組，可產(chǎn) 生影響離子束方向的磁場(chǎng)。線圈中其中一組產(chǎn)生的磁場(chǎng)在X軸向上偏移離子束，另一組產(chǎn) 生的磁場(chǎng)在Y方向上偏移離子束。偏轉(zhuǎn)盤同樣包括兩對(duì)(X和Y)，它們?cè)O(shè)置于離子槍的 離子束出射端附近。對(duì)這些偏轉(zhuǎn)盤施加電勢(shì)后可在垂直于離子束運(yùn)行方向的平面上產(chǎn)生偏 轉(zhuǎn)力。通過控制線圈和偏轉(zhuǎn)盤的電壓，離子束可射向媒體的任何部位。因?yàn)闁艗呙杩梢苑??？斓剡M(jìn)行，因此光學(xué)媒體可以在不到一秒時(shí)間內(nèi)形成所有的數(shù)據(jù)軌道。
16柵掃描形式可由利用標(biāo)準(zhǔn)X-Y柵格的電腦產(chǎn)生，該刪格代表光學(xué)媒體上的各個(gè)點(diǎn)。 該刪格具有充分的密度，以允許將所有必要的點(diǎn)寫入到該媒體。然后，操控機(jī)構(gòu)指令離子 束射到與刪格中數(shù)據(jù)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的媒體的各個(gè)點(diǎn)，并在這些點(diǎn)上發(fā)射脈沖。此類型系統(tǒng)的簡(jiǎn) 單的柵掃描控制器與陰極射線管(CRT)中所用的控制器類似。
可選地，柵掃描形式可以沿一數(shù)據(jù)軌道設(shè)置，例如盤旋形?？蓪?duì)操控線圈以使粒子束 沿?cái)?shù)據(jù)軌道運(yùn)動(dòng)的方式施加能量，此時(shí)離子束沿?cái)?shù)據(jù)軌道在選定的點(diǎn)發(fā)出脈沖。例如，在 此類型的系統(tǒng)中，操控線圈在X和Y軸向上產(chǎn)生的場(chǎng)可大致呈正弦曲線狀，隨著離子束 沿媒體的盤旋形數(shù)據(jù)軌道從內(nèi)部圓周到外圍圓周運(yùn)動(dòng)，該曲線的幅角逐漸增加。
如上文所述，表面特性可由離子束脈沖產(chǎn)生。對(duì)于大多數(shù)離子槍而言，包括Kimball Physics生產(chǎn)的類型，當(dāng)離子槍運(yùn)行時(shí)，離子束可以關(guān)閉和打開。該方式可根據(jù)特定的離 子槍設(shè)計(jì)而實(shí)現(xiàn)。通常一個(gè)特定的離子槍具有數(shù)種粒子脈沖方式。
脈沖為在一個(gè)很快的周期內(nèi)停止和開始離子流。 一般通過快速地將柵極電壓降低到截 止電壓停止離子束，可得到該脈沖。該柵格提供對(duì)離子束的第一控制并一般用來關(guān)閉離子 束。對(duì)一離子槍而言，如果刪極電壓足夠抵消陰極，它會(huì)首先從陰極的外圍，然后以更高 的電壓(抵消力更強(qiáng))從整個(gè)陰極表面抑制離子的發(fā)射。完全關(guān)閉射向目標(biāo)物的離子流所 需的最低電壓被稱作柵極截止電壓。柵極電壓可由管理電源供應(yīng)的控制器控制。因此，在 大多數(shù)離子槍中，當(dāng)離子槍仍在運(yùn)行時(shí)，可通過將柵極電壓設(shè)為截止電壓，從而關(guān)閉離子 束。
柵極電壓可由多種不同的方法控制，其中一種為電容控制。很多離子槍可配備一電容 容納設(shè)備(可以是一分立的脈沖接線盒或接線筒，也可以是帶盒的電纜)，用于接收從外 部脈沖產(chǎn)生器(可從離子槍廠商購(gòu)得)產(chǎn)生的信號(hào)。該柵極供應(yīng)電源以及外來脈沖輸出均 被施加并在柵孔產(chǎn)生電壓。離子束脈沖的一般形式為帶有不同寬度(由定時(shí)開、關(guān)產(chǎn)生) 和不同重復(fù)率的方波。電容性脈沖可提供最快的升/降時(shí)間以及最大程度縮短不同方法的 脈沖長(zhǎng)度。但是，電容不允許長(zhǎng)時(shí)間的脈沖或直交流(DC)轉(zhuǎn)換。如果在離子槍上具有 單獨(dú)的柵極接點(diǎn)，則這種電容性脈沖方案可以添加到大多數(shù)現(xiàn)有的離子槍系統(tǒng)中去而不需 要對(duì)它們進(jìn)行改裝。
一個(gè)典型的脈沖長(zhǎng)度為約20-100納秒，該長(zhǎng)度由如下方法確定從離子束開啟時(shí)起 到達(dá)到完全束寬50%所花時(shí)間，并可能包括一些瞬變時(shí)間。離子束到達(dá)其完全值15%以及 降低到完全值的90%測(cè)量的升/降時(shí)間典型地為約10納秒?？s短該升/降時(shí)間將會(huì)增加瞬 變。脈沖效果也取決于使用者提供的脈沖產(chǎn)生器的性能。并不是所有離子槍都設(shè)計(jì)為可產(chǎn)生脈沖。例如， 一些離子槍具有陽(yáng)極柵極，以獲得更 多離子，因此這些離子槍通常不帶有柵極截至，除非提供雙柵極。對(duì)于一些高電流的離子 槍而言，其光學(xué)設(shè)計(jì)和陰極的位置不允許柵極帶有截至，因此，必須利用另外一種選擇手 段，稱為消隱(blanking),以取代脈沖方法來中斷離子束。
離子束消隱將離子束偏移到離子槍管側(cè)邊，以在不關(guān)閉離子束的情況下中斷離子流射 向目標(biāo)物。離子槍中消隱裝置盤所用電壓由供應(yīng)電源上的電位計(jì)控制?？衫孟[響應(yīng) TTL輸入，重復(fù)地進(jìn)行開、關(guān)動(dòng)作從而產(chǎn)生最終的離子束電流脈沖。離子束截止所需的消 隱電壓取決于離子槍結(jié)構(gòu)和離子束能量，該電壓可由制造商出廠的離子槍配備的參考資料 容易地確定。
如上所述，系統(tǒng)500可將數(shù)據(jù)寫入商用的媒體、可記錄媒體和專用媒體。首先，將討 論系統(tǒng)500是如何將數(shù)據(jù)寫入到商用媒體例如CD和DVD上的。
圖6描述了一種將數(shù)據(jù)寫入一標(biāo)準(zhǔn)CD或一單面或雙面的單層(每面)DVD的方法 600。在操作步驟602，目標(biāo)盤通過人工或自動(dòng)系統(tǒng)被置入媒體接收部分。該媒體接受部 分最好可固定地容置目標(biāo)盤以避免移動(dòng)。
如上所述，CD和DVD典型地包括一光亮的聚碳酸酯塑料底層， 一濺射于聚碳酸酯 層上的薄的反射鋁層以及一噴涂到該鋁層以起到保護(hù)作用的薄的保護(hù)層(例如丙烯酸涂 層、漆涂層等)。在方法600中，置于系統(tǒng)中的目標(biāo)盤包括聚碳酸酯層、 一反射層以及一 丙烯酸底層。丙烯酸底層面向離子槍。在操作步驟604，選取用于添加到光盤的數(shù)據(jù)，并 下載入控制器。在操作步驟606，在控制器控制下，指令離子槍發(fā)出的離子束射到光盤上， 并在光盤上產(chǎn)生表面特性。離子束以可控的形式產(chǎn)生間歇脈沖，以沿?cái)?shù)據(jù)軌道產(chǎn)生表面特 性，這些表面特性即代表數(shù)據(jù)軌道中的數(shù)據(jù)。獲得的數(shù)據(jù)軌道為從光盤的內(nèi)徑開始的盤旋 狀樣式。對(duì)離子束電壓進(jìn)行設(shè)定，使離子束可穿過底層并在反射層上產(chǎn)生可光學(xué)辨識(shí)的特 性，閱讀器將僅能從該反射層上為破壞的部分偵測(cè)到反射，由此，沿?cái)?shù)據(jù)軌道產(chǎn)生表面特 性。對(duì)于CD而言，數(shù)據(jù)點(diǎn)寬約0.5微米(500納米)，最小長(zhǎng)約0.83微米(830納米)。 軌道間隔約為6微米(6000納米)。對(duì)DVD而言，構(gòu)成數(shù)據(jù)軌道的破壞部分每個(gè)寬約320 納米，最小長(zhǎng)約400納米，軌道間隔約為740納米。
在操作步驟608，光盤從系統(tǒng)中分離。在操作步驟610，利用本領(lǐng)域熟知的印刷設(shè)備， 將標(biāo)簽印制于貼于丙烯酸層上，或者將標(biāo)簽作為粘結(jié)層粘于丙烯酸層。利用該方式，光盤 的破壞區(qū)域被覆蓋，并且對(duì)終端用戶是不可見的。標(biāo)簽貼附于光盤的一面最好是不反射的， 以避免在重放時(shí)反射讀取器的激光。還應(yīng)注意可在貼附標(biāo)簽之前，可選地添加一保護(hù)層。圖7描述了將數(shù)據(jù)寫入一 CD或一單面或雙面的單層(每面)DVD的方法700。在該 方法中，置于媒體接收部分的光盤包括一充分透明的聚碳酸酯層，如操作步驟720所示。 在操作步驟704，選取用于添加到光盤的數(shù)據(jù)，并下載入控制器。在操作步驟706，在控 制器控制下，指令離子槍發(fā)出的離子束間歇脈沖射到聚碳酸酯層上，以在光盤上產(chǎn)生表面 特性。表面特性即代表數(shù)據(jù)軌道中的數(shù)據(jù)。設(shè)定離子束電源，使離子束在聚碳酸酯層產(chǎn)生 凹坑。對(duì)于CD，形成的凹坑深約125納米；對(duì)于DVD，形成的凹坑深約120納米。
然后，離子束以可控的方式再次產(chǎn)生脈沖以沿?cái)?shù)據(jù)軌道產(chǎn)生表面特性。對(duì)于CD，凹 坑寬約0.5微米(500納米)，最小長(zhǎng)約0.83微米(830納米)。軌道間隔約為6微米(6000 納米)。對(duì)DVD，每個(gè)凹坑寬約320納米，最小長(zhǎng)約400納米，軌道間隔約為740納米。
在操作步驟708，在光盤上噴涂一反射層。在操作步驟710，光盤從系統(tǒng)中分離。在 操作步驟712，利用本領(lǐng)域熟知的印刷設(shè)備將標(biāo)簽印制于丙烯酸層上，或作為粘貼層貼合 于丙烯酸層。
圖8描述了將數(shù)據(jù)寫入一單面雙層(每面)DVD的方法800。在該方法中， 一具有一 半透明層的第一充分透明聚碳酸酯層被置于媒體接收部分中，參考操作步驟802。這為可 讀取外層，其中半透明層面向離子槍。在操作步驟804，選取用于添加到光盤的可讀取外 層的數(shù)據(jù)，并下載入控制器。在操作步驟806，在控制器的控制下，指令離子槍發(fā)出的離 子束間歇脈沖射到半透明層上，以在光盤上產(chǎn)生表面特性。表面特性即代表作為外層數(shù)據(jù) 軌道的可讀的數(shù)據(jù)軌道數(shù)據(jù)。在操作步驟808， 一具有一反射底層的第二聚碳酸酯層與該 半透明層相貼合。該反射底層面向離子槍。在步驟810，選取用于添加到光盤的可讀取內(nèi) 層的數(shù)據(jù)，并下載入控制器。在步驟812，在控制器的控制下，指令離子槍發(fā)出的離子束 間歇脈沖射到反射層上，以在光盤上產(chǎn)生表面特性。表面特性即代表作為內(nèi)層數(shù)據(jù)軌道的 可讀的數(shù)據(jù)軌道數(shù)據(jù)。然后是其他附加步驟，例如添加丙烯酸底層以及添加標(biāo)簽。
方法800的優(yōu)點(diǎn)在于光盤不移動(dòng)，并且離子槍不移動(dòng)。因此可讀內(nèi)層和外層每次都固 有地整齊排列。
該過程可重復(fù)進(jìn)行，以產(chǎn)生另外兩個(gè)可與第一以及第二聚碳酸酯層相結(jié)合的數(shù)據(jù)層， 從而產(chǎn)生雙面雙層DVD。甚至可以利用改過程制作每面具有兩層以上可讀層的媒體，例 如每面具有3、 4、 5或6層。
類似地，在方法700中，透明層被離子束修改，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易理解，該 方法可也適用于制作多層光學(xué)媒體。此種情況下，可讀外層的透明層首先被寫入，然后在 該層上濺射一半透明層。 一第二透明層(可讀內(nèi)層)與該半透明層相結(jié)合，然后在該層上寫入數(shù)據(jù)。隨后一反射層被濺射到第二透明層上，該反射層上可增加標(biāo)簽或其他附加層。 圖9描述了將數(shù)據(jù)寫入一可記錄光盤、例如商業(yè)可用的可記錄CD或DVD的方法900。 在該方法中，光盤包括一充分透明層， 一染料層以及一反射層，并置于媒體接收部分中， 其中反射層面向離子槍，如操作步驟902所示。在步驟904，選取用于添加到光盤的數(shù)據(jù)， 并下載入控制器。在操作步驟906，在控制器控制下，指令離子槍發(fā)出的離子束間歇脈沖 射到光盤上以破壞染料層中的染料。被破壞的染料暗化，由此產(chǎn)生代表數(shù)據(jù)軌道中數(shù)據(jù)的 表面特性。對(duì)離子束的電源進(jìn)行設(shè)定，使其最好能夠穿過反射層并破壞染料，但不明顯破 壞在下面的透明層。再次地，該離子束以可控的形式產(chǎn)生脈沖并沿?cái)?shù)據(jù)軌道形成表面特性。 在操作步驟908,光盤從系統(tǒng)分離。在操作步驟910，利用本領(lǐng)域熟知的印刷設(shè)備，將標(biāo) 簽印制于貼于丙烯酸層上，或者將標(biāo)簽作為粘結(jié)層粘于丙烯酸層。作為一種方案，染料層 在未被破壞狀態(tài)為充分不透明，離子脈沖在染料層產(chǎn)生充分透明部分。
該方法也可用于寫入數(shù)據(jù)到可覆寫光盤，例如DVD-RW以及DVD土RW。在這種情 況下，對(duì)離子束的電源進(jìn)行設(shè)定，以高于融化溫度(500-700°C)對(duì)可相變物質(zhì)的區(qū)域進(jìn) 行加熱，以使該區(qū)域內(nèi)的所有原子在液態(tài)快速運(yùn)動(dòng)。然后，如果充分快地冷卻，該任意的 液態(tài)被"凍結(jié)"，即形成所謂的非晶質(zhì)物狀態(tài)。這種材料的非晶質(zhì)狀態(tài)是不透明的，從而 產(chǎn)生"凹坑"的等同物，此處可寫入數(shù)據(jù)點(diǎn)，并形成可被識(shí)別的CD或DVD表面。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到上述各方法多個(gè)操作步驟可以相互組合以產(chǎn)生寫 入數(shù)據(jù)到媒體上的另外的方法，該另外的方法應(yīng)當(dāng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，這些方法還適合于用以寫入除光盤狀媒體之外的其他類型媒體的 軟件指令。
該表面特性可被制作成顯著小于迄今為止任何利用于商業(yè)場(chǎng)合的媒體。這歸功于由離 子束技術(shù)提供的精微細(xì)節(jié)(例如，約5納米)和銳利邊緣。例如，這些沿?cái)?shù)據(jù)軌道的表面 特性顆具有小于約500納米的長(zhǎng)度、小于約200納米的長(zhǎng)度、小于約IOO納米的長(zhǎng)度以及 小于約50納米的長(zhǎng)度。利用此種方法，存儲(chǔ)在單個(gè)媒體中的數(shù)據(jù)量可大大增加，而僅局 限于光學(xué)系統(tǒng)使用的波長(zhǎng)。對(duì)于具有比DVD更加精細(xì)的表面特性的光盤，需要使用可讀 取比DVD更加精細(xì)特征的讀取器。對(duì)更精微的表面特性，可使用諸如紫外，微波以及X 射線等光學(xué)系統(tǒng)。
還應(yīng)當(dāng)注意到，本發(fā)明產(chǎn)生的表面特性具有近乎完美的直邊。圖IO顯示了一媒體1000 的表面，該表面上具有被一離子束形成的表面特性1002。通過圖10中的媒體1000與圖 3B的比較，可以看出離子束產(chǎn)生的表面特性1002具有非常直的邊緣和尖銳角。已發(fā)現(xiàn)由
20此形成的媒體相比已知的光學(xué)媒體具有少得多的信號(hào)抖動(dòng)量。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，可利用電子束在表面產(chǎn)生具有不同反射率的"凹坑和坑間 平臺(tái)"，該表面具有可影響光反射率的納米特性(nanofeature)。納米特性的形狀和數(shù)量決 定表面的反射率(如果大于零)。因此不需要一單獨(dú)的反射層。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)能夠意識(shí)到該納米特性的形狀和尺寸可以變化，并可由實(shí)驗(yàn)選擇合適的形狀以及尺寸。
圖11A顯示了一示例性的媒體層1100，它具有一被納米特性覆蓋的數(shù)據(jù)區(qū)域。該納 米特性可使媒體層1100在初始時(shí)為充分非反射狀態(tài)?；蛘咄ㄟ^沖壓、成型等工藝，使該 納米特性1102在一可反射的表面上產(chǎn)生。為將數(shù)據(jù)寫入媒體，離子束融化或扁平化該納 米特性1102，從而在表面1104產(chǎn)生或破壞反射區(qū)域1106，如圖11B所示。由此產(chǎn)生"凹 坑和坑間平臺(tái)"，當(dāng)激光讀取媒體時(shí)，"凹坑和坑間平臺(tái)"可通過測(cè)量反射率的變化被讀取。
盡管以上描述了多種實(shí)施例，但容易理解它們僅用于作為示例說明本發(fā)明，而不用于 限制本發(fā)明的范圍。因此優(yōu)選的實(shí)施方式的范圍不應(yīng)局限于上述任一個(gè)示范性實(shí)施例，而 僅應(yīng)由后附的權(quán)利要求以及其等同范圍所確定。
權(quán)利要求
1、一種寫入數(shù)據(jù)到光學(xué)媒體的方法，其特征在于，包括指令來自一離子源的離子束的間歇脈沖以一可控的形式射到一光學(xué)媒體上，以在該光學(xué)媒體上產(chǎn)生表面特性，該表面特性代表數(shù)據(jù)。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述光學(xué)媒體為光盤。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述形式具有大致呈盤旋的形狀。
4、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述光學(xué)媒體可以被一消費(fèi)者級(jí)別的光 盤(CD)播放器讀取。
5、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述光學(xué)媒體可以被一消費(fèi)者級(jí)別的數(shù) 字視頻光盤(DVD)播放器讀取。
6、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述光學(xué)媒體可被一讀取器讀取，該讀 取器能夠讀取與一消費(fèi)者級(jí)別的數(shù)字視頻光盤(DVD)相比更精細(xì)的表面特性。
7、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述媒體為可商業(yè)購(gòu)買的光盤。
8、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述媒體為可商業(yè)購(gòu)買的數(shù)字視頻光盤。
9、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述媒體為可商業(yè)購(gòu)買的可寫光盤。
10、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述媒體為可商業(yè)購(gòu)買的可寫數(shù)字視頻 光盤。
11、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述媒體為可商業(yè)購(gòu)買的可寫光學(xué)媒體。
12、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述媒體包括一充分透明層以及一反射 層，所述離子脈沖破壞該反射層。
13、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述媒體包括一充分透明層以及一反射 層，所述離子脈沖在該充分透明層產(chǎn)生凹坑，當(dāng)所述表面特性產(chǎn)生后，添加該反射層。
14、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述媒體包括一反射層以及一在非破壞 狀態(tài)為充分透明的染料層，所述離子脈沖在該染料層產(chǎn)生暗化部分。
15、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述表面特性沿一數(shù)據(jù)軌道具有小于約 500納米的長(zhǎng)度。
16、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述表面特性沿一數(shù)據(jù)軌道具有小于約 200納米的長(zhǎng)度。
17、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面特性沿一數(shù)據(jù)軌道具有小于約 IOO納米的長(zhǎng)度。
18、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述數(shù)據(jù)媒體的至少兩層上產(chǎn)生所述 表面特性。
19、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述離子束以磁場(chǎng)可控形式接受指令。
20、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述脈沖由控制所述離子源的柵極電壓 產(chǎn)生。
21、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述脈沖由離子束消隱產(chǎn)生。
22、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)在小于約一分鐘時(shí)間內(nèi)被寫入 所述光學(xué)媒體。
23、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)在小于約一秒鐘時(shí)間內(nèi)被寫入 所述光學(xué)媒體。
24、 一種寫入數(shù)據(jù)到光學(xué)媒體的方法，其特征在于，包括指令來自一離子源的離子束的間歇脈沖以一盤旋狀的形式射到一圓盤狀的光學(xué)媒體 上，以在該光學(xué)媒體上產(chǎn)生表面特性，該表面特性代表數(shù)據(jù)。
25、 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述光學(xué)媒體可以被一消費(fèi)者級(jí)別的 光盤(CD)播放器讀取。
26、 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述光學(xué)媒體可以被一消費(fèi)者級(jí)別的 數(shù)字視頻光盤(DVD)播放器讀取。
27、 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述光學(xué)媒體可被一讀取器讀取，該 讀取器能夠讀取與一消費(fèi)者級(jí)別的數(shù)字視頻光盤(DVD)相比更精細(xì)的表面特性。
28、 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述媒體為可商業(yè)購(gòu)買的光盤。
29、 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述媒體為可商業(yè)購(gòu)買的數(shù)字視頻光盤。
30、 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述媒體為可商業(yè)購(gòu)買的可寫光盤。
31、 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述媒體為可商業(yè)購(gòu)買的可寫數(shù)字視 頻光盤。
32、 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述媒體為可商業(yè)購(gòu)買的可寫光學(xué)媒體。
33、 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述媒體包括一充分透明層以及一反 射層，所述離子脈沖破壞該反射層。
34、 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述媒體包括一充分透明層以及一反射層，所述離子脈沖在該充分透明層產(chǎn)生凹坑，當(dāng)所述表面特性產(chǎn)生后，添加該反射層。
35、 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述媒體包括一反射層以及一在非破 壞狀態(tài)為充分透明的染料層，所述離子脈沖在該染料層產(chǎn)生暗化部分。
36、 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述表面特性沿一數(shù)據(jù)軌道具有小于 約500納米的長(zhǎng)度。
37、 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述表面特性沿一數(shù)據(jù)軌道具有小于 約200納米的長(zhǎng)度。
38、 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述表面特性沿一數(shù)據(jù)軌道具有小于 約IOO納米的長(zhǎng)度。
39、 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，在所述數(shù)據(jù)媒體的至少兩層上產(chǎn)生所 述表面特性。
40、 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述離子束以磁場(chǎng)可控形式接受指令。
41、 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述脈沖由控制所述離子源的柵極電壓產(chǎn)生。
42、 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述脈沖由離子束消隱產(chǎn)生。
43、 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)在小于約一分鐘時(shí)間內(nèi)被寫 入所述光學(xué)媒體。
44、 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)在小于約一秒鐘時(shí)間內(nèi)被寫 入所述光學(xué)媒體。
45、 一種寫入數(shù)據(jù)到光學(xué)媒體的系統(tǒng)，其特征在于，包括 一媒體接收部分，用于容置一光學(xué)媒體；一離子源，用于發(fā)射離子束到位于媒體接收部分上的光學(xué)媒體；以及 一操控機(jī)構(gòu)，用于指令該離子束以可控的方式射到該光學(xué)媒體上，其中該離子束以間 歇式脈沖的形式撞擊光學(xué)媒體，以在該光學(xué)媒體上產(chǎn)生表面特性，該表面特性代表數(shù)據(jù)。
46、 如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)媒體為光盤。
47、 如權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述形式具有大致呈盤旋的形狀。
48、 如權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)媒體可以被一消費(fèi)者級(jí)別的 光盤(CD)播放器讀取。
49、 如權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)媒體可以被一消費(fèi)者級(jí)別的 數(shù)字視頻光盤(DVD)播放器讀取。
50、 如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)媒體可被一讀取器讀取，該 讀取器能夠讀取與一消費(fèi)者級(jí)別的數(shù)字視頻光盤(DVD)相比更精細(xì)的表面特性。
51、 如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述媒體為可商業(yè)購(gòu)買的光盤。
52、 如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述媒體為可商業(yè)購(gòu)買的可寫光盤。
53、 如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述媒體為可商業(yè)購(gòu)買的可寫數(shù)字視 頻光盤。
54、 如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述媒體為可商業(yè)購(gòu)買的可寫光學(xué)媒體。
55、 如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述媒體包括一充分透明層以及一反 射層，所述離子脈沖破壞該反射層。
56、 如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述媒體包括一充分透明層以及一反 射層，所述離子脈沖在該充分透明層產(chǎn)生凹坑，當(dāng)所述表面特性產(chǎn)生后，添加該反射層。
57、 如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述媒體包括一反射層以及一在非破 壞狀態(tài)為充分透明的染料層，所述離子脈沖在該染料層產(chǎn)生暗化部分。
58、 如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述表面特性沿一數(shù)據(jù)軌道具有小于約500納米的長(zhǎng)度。
59、 如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)， 約200納米的長(zhǎng)度。
60、 如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)， 約100納米的長(zhǎng)度。
61、 如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)， 述表面特性。
62、 如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，圈。
63、 如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)， 壓產(chǎn)生。
64、 如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，
65、 如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)， 入所述光學(xué)媒體。
66、 如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述表面特性沿一數(shù)據(jù)軌道具有小于其特征在于，所述表面特性沿一數(shù)據(jù)軌道具有小于其特征在于，在所述數(shù)據(jù)媒體的至少兩層上產(chǎn)生所其特征在于，所述操控機(jī)構(gòu)包括產(chǎn)生磁場(chǎng)的操控線其特征在于，所述脈沖由控制所述離子源的柵極電其特征在于，所述脈沖由離子束消隱產(chǎn)生。 其特征在于，所述數(shù)據(jù)在小于約一分鐘時(shí)間內(nèi)被寫其特征在于，所述數(shù)據(jù)在小于約一秒鐘時(shí)間內(nèi)被寫入所述光學(xué)媒體。
67、 一種寫入數(shù)據(jù)到光學(xué)媒體的系統(tǒng)，其特征在于，包括 一媒體接收部分，用于容置一圓盤狀的光學(xué)媒體；一離子源，用于發(fā)射離子束到位于媒體接收部分上的光學(xué)媒體；以及 一操控機(jī)構(gòu)，用于指令該離子束以可控的方式射到該光學(xué)媒體上，其中該離子束以間 歇式脈沖的形式撞擊光學(xué)媒體，以在該光學(xué)媒體上產(chǎn)生表面特性，該表面特性代表數(shù)據(jù)。
68、 一種光學(xué)媒體，包括 一底層；以及一反射層，其中該底層和該表面層的至少一層具有代表數(shù)據(jù)的表面特性，該表面特性由指令一來 自離子源的離子束脈沖以一可控的形式射到該底層和反射層的至少一層而產(chǎn)生。
69、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體，其特征在于，所述光學(xué)媒體為光盤。
70、 如權(quán)利要求69所述的光學(xué)媒體，其特征在于，所述形式具有大致呈盤旋的形狀。
71、 如權(quán)利要求69所述的光學(xué)媒體，其特征在于，所述光學(xué)媒體可以被一消費(fèi)者級(jí) 別的光盤(CD)播放器讀取。
72、 如權(quán)利要求69所述的光學(xué)媒體，其特征在于，所述光學(xué)媒體可以被一消費(fèi)者級(jí) 別的數(shù)字視頻光盤(DVD)播放器讀取。
73、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體，其特征在于，所述光學(xué)媒體可被一讀取器讀取， 該讀取器能夠讀取與一消費(fèi)者級(jí)別的數(shù)字視頻光盤(DVD)相比更精細(xì)的表面特性。
74、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體，其特征在于，所述媒體為可商業(yè)購(gòu)買的光盤。
75、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體，其特征在于，所述媒體為可商業(yè)購(gòu)買的數(shù)字視 頻光盤。
76、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體，其特征在于，所述媒體為可商業(yè)購(gòu)買的可寫光盤。
77、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體，其特征在于，所述媒體為可商業(yè)購(gòu)買的可寫數(shù) 字視頻光盤。
78、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體，其特征在于，所述媒體為可商業(yè)購(gòu)買的可寫光 學(xué)媒體。
79、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體，其特征在于，所述離子脈沖修改所述底層。
80、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體，其特征在于，所述離子脈沖修改所述反射層。
81、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體，其特征在于，所述離子脈沖在所述底層產(chǎn)生凹 坑，當(dāng)所述表面特征產(chǎn)生后，添加所述反射層。
82、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體，其特征在于，所述底層為一在非破壞狀態(tài)為充 分透明的染料層，所述離子脈沖在該染料層產(chǎn)生暗化部分。
83、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體，其特征在于，所述底層為一在非破壞狀態(tài)為充 分不透明的染料層，所述離子脈沖在該染料層產(chǎn)生充分透明部分。
84、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體，其特征在于，進(jìn)一步包括多個(gè)底層和多個(gè)反射
85、 如權(quán)利要求84所述的光學(xué)媒體，其特征在于，所述多個(gè)底層和多個(gè)反射層位于 所述光學(xué)媒體的同一可讀面。
86、 如權(quán)利要求84所述的光學(xué)媒體，其特征在于，所述多個(gè)底層位于所述光學(xué)媒體 的不同面，所述多個(gè)反射層位于所述光學(xué)媒體的不同面。
87、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體 小于約500納米的長(zhǎng)度。
88、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體 小于約200納米的長(zhǎng)度。
89、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體 小于約IOO納米的長(zhǎng)度。
90、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體 生所述表面特性。
91、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體 被寫入所述光學(xué)媒體。
92、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體 被寫入所述光學(xué)媒體。
93、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體，
94、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體，
95、 如權(quán)利要求68所述的光學(xué)媒體，
96、 一種光學(xué)媒體，其特征在于，包括 一圓盤狀底層；以及 一圓盤狀反射層，其特征在于，所述表面特性沿一數(shù)據(jù)軌道具有其特征在于，所述表面特性沿一數(shù)據(jù)軌道具有 其特征在于，所述表面特性沿一數(shù)據(jù)軌道具有 其特征在于，在所述數(shù)據(jù)媒體的至少兩層上產(chǎn) 其特征在于，所述數(shù)據(jù)在小于約一分鐘時(shí)間內(nèi) 其特征在于，所述數(shù)據(jù)在小于約一秒鐘時(shí)間內(nèi)其特征在于， 其特征在于， 其特征在于，所述數(shù)據(jù)包括音頻數(shù)據(jù), 所述數(shù)據(jù)包括視頻數(shù)據(jù)' 所述數(shù)據(jù)包括軟件。其中該底層和該表面層的至少一層具有代表數(shù)據(jù)的表面特性，該表面特性由指令來自 一離子源的離子束脈沖以一可控的形式射到該底層和反射層的至少一層而產(chǎn)生。
97、 一種光學(xué)媒體，其特征在于，包括-一在非破壞狀態(tài)為充分透明的染料層；以及 一反射層，其中通過指令來自一離子源的離子束脈沖以一可控的形式射到該染料層上，以在該染 料層產(chǎn)生暗化部分。
98、 一種光學(xué)媒體，其特征在于，包括 一在非破壞狀態(tài)為充分不透明的染料層；以及一反射層，其中通過指令來自一離子源的離子束脈沖以一可控的形式射到該染料層 上，以在該染料層產(chǎn)生充分透明部分。
99、 一種光學(xué)媒體，其特征在于，包括一表面，該表面具有可反射的第一部分以及帶有納米特性的第二部分，該納米特性影 響入射光的反射率，該表面上的該第一部分和第二部分代表數(shù)據(jù)。
100、 如權(quán)利要求99所述的光學(xué)媒體，其特征在于，所述表面的所述第一部分和第二部分由一離子束限定。
全文摘要
一種寫入數(shù)據(jù)到光學(xué)媒體的方法，其特征在于，包括指令來自一離子源的離子束的間歇脈沖以一可控的形式射到一光學(xué)媒體上，以在該光學(xué)媒體表面產(chǎn)生表面特性，該表面特性代表數(shù)據(jù)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，實(shí)現(xiàn)該方法的系統(tǒng)，包括一媒體接收部分，用于容置一光學(xué)媒體；一離子源，用于發(fā)射離子束到位于媒體接收部分上的光學(xué)媒體；以及一操控機(jī)構(gòu)，用于指令該離子束以可控的方式射到該光學(xué)媒體上。該離子束以間歇式脈沖的形式撞擊光學(xué)媒體，以在該光學(xué)媒體上產(chǎn)生表面特性。
文檔編號(hào)G11B19/02GK101432812SQ200580029471
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2005年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月3日
發(fā)明者查理·馬歇爾 申請(qǐng)人:查理·馬歇爾