Носитель для записи информации сфокусированным лазерным лучом

СОЮЗ СОЕЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК до 1 О Ш вэС 11 С 13/04 К ПАТЕНТУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАУ, ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Миннесота Майнинг энд Мануфекчуринг Компани (0 Б)(54) НОСИТЕЛЬ ДЛЯ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИСФОКУСИРОВАННЫМ ЛАЗЕРНЫМ ЛУЧОМ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в запоминающих устройствах,в которых инФормация записывается оптически сфокусированным лазерным лучом, Целью изобретения является повышение надежности носителя для записи информации сфокусированным лазерным лучом. Изобретение содержитдва варианта выполнения носителя, Впервом варианте носитель содержитстеклянную подложку 1, на которойпоследовательно размещены отражающий слой 2, диэлектрический разделительный слой 3 и светопоглощающийслой 4, выполненный из тугоплавкогоматериала, выбранного из группы,включающей аморфный углерод, бор, кремний и их соединения. Во втором варианте носитель содержит дополнительногрунтовый слой 7, размещенный междуподложкой 1 и слоем 2. Светопоглощающий слой из тугоплавкого материала толщиной менее 60 нм достаточнопластичен, чтобы осуществлялась пластическая деформация при локальном на.гревании при экспонировании сфокусированным лазерным лучом. Запись информации осуществляется в форме локальных выпуклостей на нагретых областях, которые можно оптически счи"тывать, носитель может служить эталонной матрицей для тиражирования.2 с.п. Ф-лы, 3 ил.131Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к запоминающим устройствам, в которых информация записывается оптически сфокусированным лазером на носителе, содержащем поглощающую облучение пленку, в частности к таким носителяминформации, которые после экспозиции не требуют проявления (дальнейшей обработки), а непосредственнопосле экспозиции такой носитель готов для воспроизведения, т.е. непосредственного считывания после записи,Цель изобретения - повышение надежности носителя для записи информации сфокусированным лазерным лучомза счет повышения отношения сигнал//шум, обусловленного достижением минимального отражения и максимального поглощения носителем считывающегооптического излучения,На фиг, 1 изображен вариант выполнения носителя для записи информации,сфокусированным лазерным лучом, поперечное сечение; на фиг. 2 - другойвариант выполнения носителя, поперечное сечение на фиг, 3 - то же, выпуклость (утолщение) образована в носителе после воздействия на него сфокусированным лазерным излучением,Носитель информации (фиг 1) содержит стеклянную подложку 1, на которую последовательно нанесены отражающий слой 2 и диэлектрический разделительный слой 3, а поверх последнего нанесен светопоглощающий слой4, Лазерный луч 5 направляется наповерхность носителя, причем он модулируется в соответствии с подлежащей записи информацией. Облученныйучасток б носителя деформируется,образуя выпуклости (утолщения), соответствующие записанной информации.В различных вариантах выполненияпредлагаемого носителя толщина каждого отдельного слоя может колебатьсяв значительном диапазоне, Поэтому,например, на фиг, 1 отражающий слой2 показан сравнительно тонким, например слой напыленного апюминия тол.щиной приблизительно 30 нм, оптический разделительный слой 3 - значительно толще, например слой акрилатного полимера толщиной приблизительно 250 нм, а светопоглощающий слой4 сравнительно тонок, например напыленный слой аморфного углерода, приблизительно 15 нм толщиной, 3361 г 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 гВ другом варианте выполнения толщины слоев могут быть такими, как на фиг2, на которой подложка 1 показана покрытой сначала грунтовым слоем 7, типа недоокиси титана, толщина ко- торого составляет приблизительно 3 нм. Далее поверх грунтового слоя 7 нанесен отражающий слой 2 алюминия толщиной 30 нм, аналогичный слою 2 (фиг.1). Оптический разделительный слой 3, покрывающий отражающий слой 2, может также быть выполнен из акрилатного поЛимера, но в этом варианте выполнения предлагаемого носителя его толщина составляет лишь приблизительно 30 нм. Кроме того, свето- поглощающий слой 4 (фиг, 1) может представлять собой тонкую пленку из углероца, толщина которого составляет приблизительно 15 нм.Относительные толщины оптического разделительного слоя и светопоглощающего слоя предпочтительно подбираются так чтобы их комбинация создавала эффективную оптическую толщину с интерферометрическими свойствами для антиотражающей структуры, которая проявляет максимум оптического поглощения на заданной длине волны, В варианте на фиг. 1 толщина диэлектрического разделительного слоя 3 выбрана с учетом толщины поглощающего слоя 4 так, чтобы минимум отражения проявлялся на длине волны излучения 520 и 15 б 0 нм. В противоположность этому относительные размеры разделительного и поглощающего слоев (фиг, 2) таковы, что единственный минимум отражения наблюдается при. близительно на 500 нм. В обоих случаях эффективная оптическая толщина, создаваемая комбинацией этих слоев, подбирается так, чтобы минимальное отражение и, следовательно, максимальное погл.ощение наблюдались при длине падающей волны приблизительно 500 нм.В предлагаемом носителе информации используется светопоглощающий слой 2, содержащий отражающий материал, толщина которого существенно тонка, обеспечивающая пластичность, достаточную для деформации при локальном нагревании в результате облучения лазерным лучом, Это делает возможным формирование выпуклости или утолщения при локальной экспозиции носителя сфокусированным лазерным лучом (фиг, 3) в противопо1313361 ложность образованию канавок или отверстий, в светопоглощающем слое визвестном носителе, Носитель (фиг.2),подвергают облучению, в результатекоторого образуется выпуклость 8таким образом, что светопоглощающийслой 4 отделяется от оптического разделительного слоя 3, образуя заполненную газом полость 9 между ними.Горизонтальные размеры выпуклости 8обычно имеют порядок около одного микрона (фиг. 3), На фиг. 3 также показаны относительные размеры соответствующих слоев в некотором (произвольном) масштабе, причем центральная 15часть этой выпуклости вырезана. Образующий выпуклости предлагаемый носитель информации имеет посравнению с носителями, образующимипри записи информации канавки илиотверстия, преимущество, заключающееся в том, что эти выпуклости хорошо различимы оптически. Если предлагаемый носитель сконструирован так, 2что обладает антиотражательными интерферометрическими размерами, возникшие выпуклости уничтожают антиотражательные характеристики, В частности, предпочтительной высотой пиков, которая имеет размер 120 нм(фиг. 3), является такая, что нетолько уничтожается минимум отражения, нормально свойственный недеформированным областям, но также и максимум интерферометрического отражения, свойственный вершине (пику) выпуклости, чем достигается оптимальновысокое отношение сигнал/шум для недеформированной и выпуклой областей,Таким образом, высокое отношениесигнал/шум является характерным свойством предлагаемого носителя информации и обычно от 10 до 15 дБ выше,чем наблюдаемое для сопоставимого образующего канавки или отверстия носителя при записи информации сфокусированным лазерным лучом. Этот результат объясняется равномерным изменением профиля выпуклостей в противоположность нерегулярности профилей и изломов, свойственных канавкамили отверстиям, образуемым в известном носителе,Образование выпуклостей происходит в результате выделения газа вобласти соприкосновения светопоглощающего и разделительного слоев. Поэтому оптический разделительный слой,4предусмотренный под поглощающим слоем, изготовляется из материала, который,легко выделяет газ при локальном нагревании, Рекомендуемые материалы для этого слоя содержат органические материалы, подобные акрилатному полимеру, полистиролу и аналогичным материалам, которые можно наносить или накладывать различными способами. Хотя полимерные материалы полагаются предпочтительными в силу их низких проводимости и термической диффузионности и их способности легко выделять гаэ при низких температурах, также допускается использование разнообразных неорганических материалов. Например, нанесенные слои из А 1 и ЯО оказались удовлетворительными газогенераторами. Такие слои могут содержать достаточное количество химически или физичес ки поглощенных веществ на своей поверхности, которые могут быть обращены в газ при локальном нагревании,Вне зависимости от конкретных материалов, из которых изготавливается разделительный слой, дополнительно допускается, что последний может быть прозрачным, чем создаются условия для максимизации отражения от нижележащего отражательного слоя, или наоборот может быть окрашен,чтобы способствовать поглощению излучения, проходящего через поглощающий слой, внутри разделительного слоя и тем самым максимально увеличить образование в нем газообразных продуктов. Светопоглощающий слой 4, используемый в предлагаемом носителе, содержит отражающий материал, обладающий высокой точкой плавления, Подобным материалом может быть назван любой, находящийся в твердом состоянии при 1700 К. Поэтому, если отражающий материал слоя 4 фактически не плавится, а возгоняется, термин "точка плавления" означает точку, при которой такой материал более не существует в твердом состоянии. В противоположность предлагаемому образующий канавки или отверстия известный носитель содержит светопоглощающий слой, который плавится при сравнительно низких температурах, и чем эта температура ниже, тем энергетически эффективнее носитель. В предлагаемом носителе материал слоя1313361 и т,д,2 деформируется без плавления, причем чем выше точка плавления, темлучше, поскольку материалы с наивысшими точками плавления обеспечиваютнаибольший динамический диапазон призаписи информацииТакие отражающиематериалы обычно проявляют высокуюстепень химической стабильности, Предлагаемый носитель остается на одномуровне чувствительности при увеличенных экспозициях, чем обеспечивается возможность осуществлять последовательные записи через увеличенныепериоды времени. Аналогично оптические характеристики предлагаемого носителя, существенно не изменяются,так что записанная информация, имеющая вид максимумов и минимумов отражения, остается неизменной в течениепродолжительных периодов времени иэкспозиции. Хотя отдается предпочтение отражающим материалам с повышенными точками плавления, материалы сболее низкими точками плавления, подобные некоторым силицидаммогутоказаться предпочтительными, еслипринимать в расчет легкость их покрытия, устойчивость (стабильность) В различных вариантах выполненияпредлагаемого изобретения светопоглощающий слой предпочтительно выполняется из отражающего материала, являющегося либо аморфным углеродом, либо бором, либо кремнием,а также сплавом из них, В более широком смысле, отражающий материалможно выбирать из группы, образуемой боридами НЕ, ИЪ, Та, Т 1, И и Ег,нитридами В, НЕ, Та, Т 1 и Хг, карбидами А 1, НК, ИЬ, Та, Те, Ч, Ии Ег и окислами Се, НГ, Мр, ТЬ иЕг, т.е. теми боридами, нитридамикарбидами и окислами, которые обладают точкой плавления, превышающей3000 К, и силицидами ИЬ, Та, Те и Ю,точки плавления которых превышают2300 К,Отражающий материал слоя ч можновыбирать из известных отражающих веществ, сплавов твердых растворови т.п которые могут быть двухкомпонентными, трехкомпонентными и т,пв частности такие многокомпонентныекомпозиции, которые могут содержатьразличные количества углерода и кислорода,6С целью улучшения сцепления (склеивания) оптической записывающей тр:хслойной структуры с подложкой,а также устойчивости к окружающей средеи однородности носителя введен грунтовой слой 7 (фиг, 2 и 3) . Такой слойпредотвращает пятнистость, неоднородность нанесения других слоев, которыевозникают в результате неоднородныхкоэффициентов сцепления, порождаемыхнедостаточной чистотой или неоднородностью подложки,Кроме того, записывающая среда,на которой информация записываетсяв форме некоторой совокупности выпуклостей, образуемых на внешней поверхности, позволяет непосредственное тиражирование посредством приведения вконтакт поверхности, несущей выпуклости, с полимерным материалом илиматрицей для образования оттиска (копии) выпуклостного рисунка ня поверхности этого полимерного материала,Формула изобретения 1. Носитель для записи информ.,;,ии сфокусированным лазерным лучом содержащий стеклянную подложку и последовательно размешенные ня ней отражающий слой, диэлектрический ря:.делительныи слои и светопоглодяющии с, Он причем суммарная эффективная Оптичес кая толщина размещенных на стеклянной подложке слоев образует антиотра" жающую структуру, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности носителя, светопоглощающий слой выполнен из тугоплавкого материала, выбранного из групп 1, включающей аморфный углерод,бор, кремний и их соединения, а толщина светопоглощающего слоя составляет от 7,5 до 60 нм.2, Носитель для записи информации сфокусированным лазерным лучом, содержащий стеклянную подложку, све - тоотражающий слой и последовательно размещенные на нем диэлектрический разделительнй слой и светопоглощающий слой, причем суммарная эффективная оптическая толшина слоев образует антиотражающую структуру, О т л и ч а ю щ и й с я гем, что, с целью повешения надежности носителя, в него введен грун говый слой, размещенный между стеклянной подложкой и светоотражающим слоем,при13133 б 1 8 чающей окись и недоокись титана, окись и недоокись хрома,чем грунтовый слой выполнен из материала, выбранного из группы, вклюСоставитель С,Самуцевич Редактор И.Шулла Техред М.Ходанич Корректор Е,Рошкоказ 1985/59ВНИИПИ комит нии и о Раушска 1303 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная Тираж 590 Государственн делам изобрете Москва, Ж, Подписнота СССРытийаб д. 4/5