光学信息存储介质的制作方法
【专利摘要】光学信息存储介质包括多层膜，所述多层膜包括多个挤出的交替的活性数据储存层和分开所述活性数据储存层的缓冲层。所述活性数据储存层和缓冲层的厚度允许所述活性数据储存层可通过永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性或阈值光学写入方法写入，以在所述活性数据储存层中限定可通过光学读取设备读取的数据体元。
【专利说明】光学信息存储介质
[0001]相关申请
[0002]本申请要求2011年6月9日提交的美国临时申请号61/494，966的优先权，其主题通过引用以其整体并入本文。
[0003]政府资助
[0004]在国立科学基金授予的认可号RES501499下以政府支持作出本发明。美国政府可具有本发明的某些权利。
【技术领域】
[0005]本申请涉及光学信息存储介质，并且尤其涉及使用聚合物挤出方法形成的三维多层光学信息存储介质。
【背景技术】
[0006]能够通过曝光图案化的介质是信息存储器的常见展示。在一种最老的技术中，照相乳剂用于记录入射在其上的光的图像。最近对通过光学手段存储信息有增长需要，用于存档、安全标签、图像的3D表示、像差校正和数字数据的存储。为了实现期望的光学响应或更大的光学响应，使用3D介质。此外，区域信息容量受读/写系统的光学限制。例如，全息立体图需要小的横向特征以实现高的图像分辨率，以及厚的介质以实现大的图像对比度。容量的另外增加需要另外的尺寸，其可能包括空间厚度尺寸，但是也可包括颜色、偏振或相位多路复用。
[0007]进入第三空间尺寸的主要方法包括多层信息储存或全息信息储存。多层储存可受物理层，或使用多光子吸收的激光器焦点附近局部化提供的光学分层限制。然而，这些方法具有明显的局限性。全息储存需要复杂的和潜在昂贵的光学读/写硬件。类似地，多光子吸收需要的激光器是更复杂、昂贵的并且引入另外的噪声源。物理分层使用更简单的硬件，但是存储介质中的多层的制造已经证明难以经济上规模化。
【发明内容】
[0008]本申请的实施方式涉及包括多层膜的光学信息存储介质。多层膜包括多个挤出的交替活性数据储存层和分开活性数据储存层的缓冲层。活性数据储存层和缓冲层的厚度允许活性数据储存层可写，以限定光学读取设备可读的活性数据储存层中的数据体元(例如，离散位、图像、形状、全息图等)。该光学信息存储介质与包括但不限于磁盘、卷、卡片、贴纸、纸的格式相符，或层压在柔性或非柔性衬底上。
[0009]该光学信息存储介质可设计为适应与现有的光学读/写技术和适当的永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性或阈值光学写入方案兼容的三维数据储存。介质可用于数字信息的储存，结合在信息承载文档上用于安全、鉴定、条形码、产品跟踪、防篡改包装、信息承载衍射元件的生产，比如全息图、立体图、全息光学元件、全息散射器和光子纸张。[0010]物理介质的分层使得能够以高信噪比写和随后读取位于三维的信息。这种提高可源于活性数据储存层限于明确分离的薄层，读取期间提供数据的精确位置，夹层串扰的减少，来自聚焦区之外区域的寄生吸附减少，和由于具有较少散射材料引起的像差减少。除了活性层和缓冲层，其他层可容易包括在多层膜中。这些其他层可提供，例如，跟踪介质中深度的信号，或用于储存元数据、密码信息、校验和、编解码器或固件。
[0011]在一些实施方式中，活性数据储存层可包括当被适当的永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性或阈值光学写入方法写入时经历光引起的光学性质局部变化的材料。光学性质的改变可包括但不限于由于材料的化学或物理改变造成的下述至少一种的改变:荧光颜色、荧光强度、吸收颜色、透明度、散射、反射率、折射率或偏振。材料可包括展示导致它们光学性质改变的光引起的物理、热或化学改变的聚合物和/或添加剂。
[0012]在其他实施方式中，活性数据储存层可包括主体聚合物材料和荧光染料。荧光染料通过暴露于光在展不第一突光的第一1清形和展不与第一突光不同的第二突光的第二情形之间是可逆的。荧光染料也可通过暴露于光漂白。荧光染料可以是下述之一:形成激基缔合物的突光染料、聚集变色(aggregachromic)染料,或可光漂白的突光染料。在一个实例中，荧光染料是氰基取代的低聚(苯撑亚乙烯基)染料。
[0013]在仍其他实施方式中，活性数据储存层可包括主体聚合物材料和无机纳米颗粒和/或染料。可通过暴露于光改性或改变活性数据储存层的吸收、光致发光或折射率。
[0014]在其他实施方式中，光学信息存储介质可用于储存图像或信息承载文档上，或衍射多层膜上用于产生全息图或全息图样性质的色移膜的图像。
[0015]从下列优选实施方式和附图的详细描述中，本发明的其他目的和优势以及更充分的理解将变得显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是根据本申请方面的光学信息存储介质的示意图。
[0017]图2是一个图，其图解由于使得包含数据的层更小(X-轴)而增强的存储介质的数据层之间的各种间隔和信噪比(SNR) (y-轴)。
[0018]图3是根据本申请另一方面的光学信息存储介质的示意图。
[0019]图4图解用于制造多层膜的共挤出机的示意图。
[0020]图5图解(A)染料(C18-RG)的化学结构。⑶包含64个活性层的整个200 ii m厚ML膜的吸收，和在写之前和之后单个层的FL光谱，指示由写引起的典型水平的FL减少。
[0021]图6图解(A)存储在23层膜中的图案化图像(假彩色)。左上方是最上层和右下方是最内层，随后层从左向右。(B)写互补图像之后两个层的横截面。上横截面沿着蓝色线，和下横截面沿着红色线。将图像以背景标准化。每个图像是22pm正方形，包含512像素。
[0022]图7图解(A) 5 厚单个活性层中单个写入线的横截面。通过背景使原始FL强度标准化并且在线的长度上平均。(B)在腰部点的强度图谱，FffHM为380nm。
[0023]图8图解(A) 5 厚单个活性层中单个写入线的横截面。通过背景使原始FL强度标准化并且在线的长度上平均。(B)在腰部点的强度图谱，FffHM为380nm。【具体实施方式】
[0024]本申请的实施方式涉及光学信息存储介质和使用多层挤出方法形成光学信息存储介质的方法。该光学信息存储介质包括多层膜，其可提供为各种格式(例如，磁盘、卷、卡片、贴纸、纸张或层压在柔性或非柔性衬底上)，当在例如数字光学数据储存中使用时总的可写面积足以达到千万亿字节(petabyte)规模数据容量。数据，比如位、图像、形状和全息图的读/写或记录可用现有的读/写技术(例如，现有的激光技术)和其他适当的永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性或阈值光学写入方法或方案进行。适当的永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性或阈值光学写入方案和物理介质的分层的组合使得位于三维中的数据能够写入并且随后重复读取，与现有技术相比信噪比明显改善。用于制造光学信息存储介质的多层挤出方法可提供这样的多层膜，其包括数十至数百层，每个增加层的成本很少，以低成本产生非常高容量的数据储存。
[0025]图1是根据本申请实施方式的光学信息存储介质10的示意图。光学信息存储介质10包括由多个挤出的交替的活性数据储存层14和缓冲层16形成的多层膜12。缓冲层16可分开活性数据储存层14，以提供活性数据储存层14之间的明确的分离或缓冲，其允许读取或写入数据期间精确定位数据、减少夹层串扰，和减少写或读取活性数据储存层14期间的寄生吸附。
[0026]活性数据储存层14可包括热敏、光敏或其他方式的可改变材料，其易于进行光学写和读方案。在一些实施方式中，由于写入过程，材料可经历光引起的或热引起的光学性质局部变化。光学性质的局部变化可限定活性数据储存层中可使用光学读取设备读取的数据体元。光学性质的变化可包括，例如，由于写入过程引起材料的化学或物理性质改变引起的荧光颜色、荧光强度、吸收颜色、透明度、散射、反射率、折射率或偏振的变化。
[0027]“数据体元(data voxel) ”意思是在包括但不限于强度、光谱、偏振、发射相位、吸收、反射和散射的至少一种光学性质变化中编码的信息的三维空间单位，其可以是二元的或连续的。数据体元可具有任何形状或构造并且为下述形式，例如，离散位、图像、形状和/或全息图。将认识到数据体元的尺寸和/或形状仅仅受用于形成数据体元的写入过程和其中形成数据体元的活性储存层的尺寸限制。在一个实例中，存储的数据体元可包括用户数据和/或控制或引导读/写器材的数据。在另一实例中，数据体元可包括图像，比如信息承载文档上色移膜中的图像。
[0028]在一些实施方式中，活性数据储存层12包括主体聚合物材料和光敏或热敏添加剂材料，比如光致变色、荧光、聚集变色掺杂剂或染料，和/或颗粒添加剂，其分散或提供在主体聚合物材料中。共同地，聚合物材料和光敏或热敏添加剂材料可形成可容易挤出以形成活性数据储存层的聚合物基体。
[0029]在其他实施方式中，用于形成活性储存层的聚合物材料可以是光敏或热敏本身，而不添加光致变色、荧光、聚集变色掺杂剂或染料，和/或颗粒添加剂。这种光敏或热敏材料可形成可容易挤出以形成活性数据储存层的聚合物基体。
[0030]聚合物材料可以是任何天然或合成的固态或高粘度热塑性材料，其可被挤出或共挤出并且其允许适当并入光敏或热敏材料作为聚合物分子结构的部分或作为添加剂，或二者。聚合物材料也可以是基本上光学透明的并且允许聚合物中光敏或热敏材料的分离和/或聚集。可使用的聚合物的例子是天然和合成聚合物，包括但不限于聚烯烃，比如聚乙烯(包括线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯)和聚(丙烯)、环烯烃聚合物和共聚物，聚(丙烯酸酯)，比如聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸丁酯、聚(丙烯酰胺)、聚(丙烯腈)，乙烯基聚合物，比如聚(氯乙烯)、聚(偏二氯乙烯)、聚(氟乙烯)、聚(偏二氟乙烯)、聚(四氟乙烯)、聚(氯三氟乙烯)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙烯醇)、聚(2-乙烯吡啶)、聚(乙烯丁醛)、聚(苯乙烯)，共聚物比如丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、乙烯醋酸乙烯共聚物，聚酰胺，比如聚酰胺6和6，6、聚酰胺12、聚酰胺4，6，聚酯，比如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)和聚(萘二甲酸乙二醇酯)，聚(碳酸酯)，聚氨酯，聚(芳基砜)，聚(亚苯基醚)，以及包括这里提到的两种或更多种或其他化合物的掺混物或复合物。另外，主体聚合物材料可以是弹性体，比如苯乙烯-丁二烯共聚物，聚丁二烯，乙烯-丙烯共聚物，聚氯丁二烯，聚异戊二烯，腈橡胶，硅橡胶或热塑性弹性体。
[0031]光敏或热敏添加剂可包括这样的任何材料，其可容易混合或分散，例如，与聚合物材料熔体掺混或熔体掺混在聚合物材料中，并且在用光源比如激光写入之前展示第一可读状态(例如，顺应性、颜色、荧光、分布和/或反射)，并且在写之后展示第二不同的可读状态(例如，顺应性、颜色、荧光、分布和/或反射)。在一个实例中，光敏或热敏材料可包括颗粒添加剂，比如功能性纳米颗粒和/或在它们的表面或体积上具有功能性添加剂的纳米颗粒。例子包括半导体、金属或玻璃纳米颗粒，聚合物和/或染料表面活性剂或染料掺杂或不掺杂进入它们体积。
[0032]在另一实例中，光敏或热敏材料可包括能够基于染料已经暴露至的物质或环境的状态发射不同的发射光谱的任何染料。染料可以是，例如，两光子吸收染料，比如形成激基缔合物的染料——该激基缔合物基于激基缔合物与主体材料的相对浓度发射不同发射光谱即荧光；或基于染料和主体材料之间的超分子关系发射不同光谱的染料；光学信息存储介质例如缓冲层中的其他染料分子或另外的化学化合物。染料可单独使用和/或结合纳米颗粒使用，其中染料和纳米颗粒之间的相互作用比如电荷和能量转移可用于储存数据。
`[0033]荧光染料的例子包括但不限于形成激基缔合物的荧光染料和聚集变色染料。在一些实施方式中，聚集变色染料可包括氰基取代的低聚(苯撑亚乙烯基)(氰基-0PV)染料化合物，比如，但不限于，氛基-0PVC18-RG, 1，4-双-(a -氛基_4_甲氧基苯乙烯基)-苯，1，4-双-(a _氛基-4-甲氧基苯乙烯基)-2, 5~ 二甲氧基苯,和1，4-双-(a _氛基-4- (2-乙基己氧基苯乙烯基)~2, 5~ 二甲氧基苯和2，5-双-(a -氛基_4_甲氧基苯乙烯基)-唾吩。美国专利号7，223，988中公开了活性数据储存层中可用的其他染料的例子，其全部通过引用以其整体并入本文。
[0034]将认识到本申请的方面可包括通过仅仅调节例如晶体固体和分子液体溶液限制态之间的n堆叠的程度控制给定荧光染料在一定范围的发色。色彩可调的荧光染料的发射光谱在其晶体固体和分子液体状态之间可移动任何可测量的量。色彩可调的荧光染料在聚合物材料或光学信息存储介质中的发射光谱取决于数个因素，比如，主体聚合物中染料的浓度、主体聚合物中染料的溶解性、主体聚合物的极性、染料形成聚集体或激基缔合物的能力、染料激基缔合物相对于主体材料或缓冲层红移的程度、暴露于热或光的程度、施加至光学信息存储介质的外部压力和光学信息存储介质已经经受的使用。某些应用特别感兴趣的其他因素包括基于机械变形改变光学信息存储介质发射光谱的能力。所以，如果光学信息存储介质经历机械变形、经热和/或光的温度变化、光学信息存储介质的老化、压力变化或环境变化，比如暴露于化学化合物，以及其他因素，可发生光学信息存储介质的发射光谱的移动。
[0035]也认识到，发射光谱取决于染料分子和/或颗粒(例如，纳米颗粒)与主体聚合物中其他化合物的化学和物理相互作用。这些相互作用可包括染料分子-染料分子相互作用、染料分子-聚合物分子相互作用或染料分子和主体材料中其他化合物和/或颗粒(例如，纳米颗粒)之间的相互作用。例如，主体材料中染料的激基缔合物形成可造成光学信息存储介质的发射光谱的大红移。随后的退火或冷加工，以及其他力和因素，可减少主体材料中激基缔合物的数量并因此更朝着染料的稀释溶液移动发射光谱。其他因素可增加主体聚合物中激基缔合物的数量并且导致光谱更朝着晶体固体的光谱移动。主体材料中染料的分离和聚集可以是可逆的或不可逆的。
[0036]可选择聚合物材料中并入的染料和/或颗粒的性质和功能，使得聚合物材料中染料的溶解性和扩散特性符合期望的应用。这些性质比如支化度、分支长度、分子量、极性、功能以及其他性质可用于基于光学信息存储介质经历的外部刺激的程度改变发射光谱红移的速度或程度。
[0037]在一些实施方式中，基于一或二或多光子吸收的写入方案可用于局部改变活性数据储存层的荧光性质从而产生或限定活性数据储存层中的数据体元，比如位、图像、形状和/或全息图。例如，光学信息存储介质可为磁盘形状并且随着写入激光束聚焦在有效局部改变活性储存层中体元的荧光性质的磁盘上而旋转。可选地，当写入束移动时，光学信息存储介质可保持静止。在读取过程期间，激光源可用于激发可通过光学系统收集的荧光并且通过带通滤波器发送至光探测器。探测的调制荧光可转换为调制的二元电信号，用于进一步处理。可选地，对于发射多于一种颜色的系统，不同荧光组件通过具有适当滤波器的光电二极管同时探测和处理可用于提高对比度或甚至储存密度。
[0038]在其他实施方式中，活性数据储存层的写和读可基于活性数据储存层中局部折射指数的变化。活性数据储存层可包括，例如，光致变色可结晶材料或当图案化和用于写/读数据时反射性质改变的材料的一些其他组合。在一些实施方式中，写入束可通过引起局部的化学或物理变化改变体元的折射率。在可结晶的系统中，写入束可局部解决体元诱导对材料局部相位的改变。包括这种活性数据储存层的磁盘然后可通过探测反射率的差异读取。读取也可通过光学干涉图案的成像或探测进行。
[0039]分开活性数据储存层的缓冲层可包括惰性材料，比如基本上光学透明的聚合物，其不包括与活性数据储存层相同的光敏材料或热敏材料。缓冲层可没有活性数据储存层中使用的光敏或热敏材料，或可包括光敏或热敏材料，或部分光敏或热敏材料。然而，当制备和写磁盘时，缓冲层可能不以与活性层相同的方式或相同的程度改变。在一些实施方式中，缓冲层可具有与活性储存层匹配的折射率以使得活性数据储存层容易读和写。
[0040]用于形成缓冲层的聚合物可允许缓冲层单独挤出或与活性数据储存层共挤出。聚合物材料可与用于形成活性储存层的聚合物材料相同或不同。在一些实施方式中，用于形成缓冲层的聚合物材料可以是热塑性聚合物，其熔化时的粘度匹配用于形成活性数据储存层的聚合物材料的粘度并且允许缓冲层与活性数据储存材料共挤出。除了上面叙述的聚合物，聚合物材料可以是光学聚合物，比如光学聚碳酸酯、光学聚酰亚胺、光学有机硅粘合齐U、光学UV粘合剂或光学漆料。光学聚合物的例子包括Bayer AG的Macrolon" CD2005/
MAS130、Macrolon? DP1-1265、Macrofol? DEl-1 或 Rogers Corp.的 Duramid?、GE
Plastics的Ultem?、Amoco的Al-10?:等。无论如何，缓冲层的光学性质不以与活性数据储存层相同的方式或相同的程度改变。
[0041]可选择活性数据存储介质层相对于缓冲层厚度的厚度以使得活性数据储存层通过适当的永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性，或阈值光学写入方法可写，以限定活性数据储存层中通过光学读取设备可读的数据体元(例如，离散位、图像、形状或全息图)。在一些实施方式中，可选择厚度，用于适当的永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性或阈值光学写入方法、用于写入束的波长和聚焦性质、用于增加信息储存密度、用于减少夹层串扰、用于考虑用于从介质读取数据的光学装置，或用于上面的任何组合。通过适当设计活性数据储存层14和缓冲层16的厚度和/或层14和16的组合厚度，可大大提高光学信息存储介质中的信噪比(SNR)。通过数据体元的尺寸和体元串扰，结合光探测器的噪声，测定SNR。本文描述的光学信息存储介质的多层构造——相比常规单片数据储存介质一显著提高了 SNR，其使得能够使用更简单、更低廉的光学装置。
[0042]在一些实施方式中，活性数据储存层和缓冲层可具有约5nm至约100 的层厚度。在其他实施方式中，活性数据储存层的厚度可为约5nm至约IOym以及缓冲层的厚度可为约25nm至约100 u m。
[0043]多层膜以及膜的单个层的几何形状和厚度对光学信息存储介质的SNR有显著影响。举例而言，图2图解活性数据储存层厚度(A)与双层厚度(AB)的比和包括荧光活性数据储存层的模拟的光学信息存储介质的SNR之间的关系。在该模拟中，通过405nm激光二极管用0.85NA聚焦光学装置照射光学信息存储介质并且通过相同的光学装置收集荧光并且穿过IOiim直径的共焦针孔，然后被Iii A暗电流的光电二极管探测。约0.1的活性数据储存层(A)与双层(AB)的厚度比在某些写/读条件下导致比单片设备的SNR提高多达350倍。这种提高源于活性储存数据存储介质限于明确分离的薄层，在读取期间提供了数据的精确定位，从而减少夹层串扰和来自聚焦区之外的层的寄生吸附。通常，共焦显微镜对于读取以荧光体元的形式储存的数据是必须的。然而，利用适当的设计限制，可操作具有这种高SNR的本文描述的光学信息存储介质而不用共焦设备或对共焦设备有显著不严格的设计限制，从而显著简化读取装置并且降低系统成本。可选地，该设备可比单片设计提供更高密度储存同时保持相同的SNR。
[0044]在一些实施方式中，可利用SNR增加两光子写入方案的数据采集密度。多层数据存储介质也可采用与已知的光学数据储存技术和写入方案兼容的阈值一光子写入过程。在该设计中，保持最佳A/AB层厚度比但是总体厚度与适用于阈值一光子写入方案的值匹配，从而聚焦在磁盘中的光仅仅写入期望的层。
[0045]例如，在阈值一光子写入方案中，活性数据存储介质层可通过一光子方法吸收写入束，导致光学性质比如折射率、吸收或荧光的局部改变，如果写入激光功率高于某一阈值的话。阈值，本质上非线性的行为允许数据在所有三维中定位。其也允许区域储存超过衍射界限，从而导致更高的区域储存密度。这些活性数据储存层的写入束可聚焦在单个写入层上并且引起单个写入层的光学性质的局部改变，不同于缓冲层或活性数据储存层周围的任何改变。在阈值一光子写入方案中，对于写入束、读取束或二者基本上透过的缓冲层可用于减少每个或两个束的吸收，同时在写入束或读取束基本上吸收之前，传播至取址层，允许进入深层。
[0046]可使用任何挤出方法形成光学信息存储介质。在一些实施方式中，可使用多层共挤出方法形成光学信息存储介质。作为一个例子，可在分级结构中通过活性数据储存层和缓冲层的分层形成光学信息存储介质，如在下述中描述和公开的=Baer等2003年6月24日授权的美国专利号6，582，807和Baer等2006年2月21日授权的7，002, 754，其通过引用以它们的整体并入本文。在一种实施方式中，分别由活性数据储存层(A)和缓冲层(B)的两个交替层(ABABA...)制造光学信息存储介质。活性数据储存层(A)和缓冲层(B)形成由下式表示的多层的复合光学信息存储介质=(AB)x，其中X= (2)n，n是倍增元件的数量并且范围为I至256或更高。
[0047]许多交替层(A)和(B)可形成多层的复合光学存储介质，其包含至少2个交替层(A)和(B)，优选超过约30个交替层。每个层(A)和⑶可以是微米层或纳米层。通过利用上述步骤顺序，获得形成为多层的复合光学信息存储介质的3-D储存设备。该结构由多个活性数据储存层(A)——其可携带记录的信息并且其间被多个缓冲层(B)分开——组成。每个缓冲层(B)可看作是布置在其上的下一活性数据储存层(A)的衬底，或者如果不需要进一步活性数据储存层则可看作是保护层。
[0048]多层的光学信息存储介质可以可选地包括多于两个的不同层。例如，分别具有层(A)、⑶和(C)的三层结构的交替层(ABCABCABC...)由(ABC)x表示，其中x如上定义。任何期望的构造和组合中包括任何数量不同层的结构包括在本文描述的申请范围内，比如(CACBCACBC...)。在这种三组件多层复合光学信息存储介质中，第三层(C)可构成与层(A)不同的活性数据储存层或与层(B)不同的缓冲层。可选地，层(C)可产生提供信号的荧光或反射，其在读取或写入过程中可用于保持介质中恒定的焦距深度。
[0049]在上述两组件多层光学信息存储介质中，可通过多层共挤出制备光学信息存储介质。例如，可通过强力组合共挤出形成该结构，其中两个或更多个层(A)和(B)层叠并且然后增加数倍。典型的多层共挤出装置图解在图4中。两组件(AB)共挤出系统由两个3/4英寸单螺杆挤出机组成，每个通过熔体泵连接至共挤出进料单元。该两组件系统的进料单元以(AB)层构造组合聚合材料(A)和聚合材料(B)。熔体泵控制在进料单元中作为两个平行层组合的两个熔体流。通过调整熔体泵速度，相对层厚度，即，A与B的比可以不同。从进料单元，熔体穿过一系列增加元件。增加元件首先垂直切割AB结构，并且随后水平分散熔体。流过的流重新组合，使层数加倍。n个增加元件的装置产生具有层顺序(AB)x的挤出物，其中X等于(2广和11是增加元件的数量。本领域技术人员理解，用于制造本发明结构的挤出机的数量等于组件的数量。因此，三组件多层(ABC...)需要三个挤出机。
[0050]通过共挤出方法形成的多层结构为膜或板材的形式，比如独立式柔性膜或板材。通过改变相对流速或层的数量，同时保持膜或板材厚度不变，可控制单个层厚度。该挤出方法产生由数十或数百或数千个层组成的大面积多层膜，例如，数英尺宽乘数码宽，单个层厚度如5nm薄。共挤出的光学信息存储介质可具有范围从约IOnm至约IOcm,尤其从约25 y m至约3cm的总厚度，包括这些范围内的任何增量。
[0051]制造的多层的复合光学信息存储介质适于用作3-D数据或体元的可写、可读和可擦除介质。在一个实例中，活性数据储存层(A)中形成激基缔合物的荧光或聚集变色染料可经由光刺激，尽管可选的刺激物比如暴露于化学品或机械力同样可使用。写入机制包括染料的两光子吸收性质，其允许光吸收仅在写入束的焦点处。因此吸收的部分能力被转化成热，其又使得染料局部分散，即，围绕焦点，导致发色明显的局部固定改变。
[0052]例如，当氰基-OPV C18-RG染料用在活性数据储存层(A)中时，发射可在橙色和绿色之间转换以将数据写入光学信息存储介质，并且因此，适当的过滤可用于随后读取写入的数据。通过读取透镜的位置确定读取期间的平面位置和轴位置。通过共焦布置提高轴向分辨率。两光子吸收与适当波长的紧密聚焦激光束的组合允许写入体元在轴向方向上定位。
[0053]当期望擦除部分或所有写入光学信息存储介质的数据时，将具体的活性数据储存层(A)再次暴露于外部刺激物，例如，光或热，以便反转染料聚集体，从而擦除其中储存的所有数据。写入、读取和擦除过程可根据期望进行多次。
[0054]在其他实施方式中，材料的非活性层可共同延伸布置在多层膜的一个或两个主表面上。例如，可选择也称为表层的层的组合，以保护光学信息存储介质的完整性，为多层膜添加机械或物理性质或为多层膜添加光学功能。材料可包括一个或更多个活性数据储存层或缓冲层的材料。也可使用熔体粘度与挤出的活性数据储存层或缓冲层类似的其他材料。
[0055]表层或多个表层可减小挤压过程中尤其在模具中挤出的多层堆叠可能经历的剪切强度的宽度范围。高剪切环境可造成多层膜中不期望的变形。可选地，如果期望的效果是颜色的局部变化，可通过错配层和/或表层的粘度，或几乎不用或不用表层处理，使得至少一些层经历局部厚度变形，形成装饰层变形，产生装饰性着色效果。表层或多个表层也可为所得复合多层膜添加物理强度或减少处理期间的问题，比如，例如，减少多层膜在随后的定位期间分裂的倾向。保持无定形的表层材料可倾向于制造具有更高韧性的膜，同时半结晶的表层材料可倾向制造具有更高拉伸模量的膜。其他功能性组分，比如抗静电添加剂、UV吸收剂、染料、抗氧化剂和颜料，可添加至表层，前提是它们基本上不干扰光学信息存储介质的期望性质。
[0056]也可添加表层或涂层以赋予所得多层膜或光学信息存储介质期望的屏蔽性质。因此，例如，屏蔽膜或涂层可添加作为表层，或添加作为表层中的组分，以改变多层膜或光学信息存储介质对液体如水或有机溶剂或气体如氧气或二氧化碳的透射性质。
[0057]也可添加表层或涂层以赋予或改善所得多层膜或光学信息存储介质的抗磨损性。因此，例如，包括嵌入聚合物基质中的硅石颗粒的表层可添加至本文描述的多层膜以赋予膜抗磨损性，当然，条件是这种层不过度损害光学性质。
[0058]也可添加表层或涂层以赋予或改善所得多层膜或光学信息存储介质中的耐刺孔性和/或抗撕裂性。选择用于耐撕裂层的材料中考虑的因素包括断裂伸长百分率、杨氏模量、撕裂强度、与内层的粘性、感兴趣的电磁带宽中传输和吸收百分数、光学透明度或浊度、作为频率的函数的折射指数、质地和粗糙度、熔体热稳定性、分子量分布、熔体流变性和共挤压性、表层和活性数据储存层和缓冲层的材料之间的可混合性和相互扩散速度、粘弹性响应、在使用温度下的热稳定性、耐候性、粘附至涂层的能力和对各种气体和溶剂的渗透性。可在加工过程期间施加耐刺孔或撕裂的表层，或稍后涂布在或层压至多层膜。在加工过程期间，比如通过共挤出方法，将这些层粘附至多层膜提供多层膜在加工过程期间被保护的优势。在一些实施方式中，一个或更多个耐刺孔或撕裂的层可单独或结合耐刺孔或撕裂的表层设置在多层膜中。
[0059]表层可在挤压过程的一些点施加至挤出多层膜的一侧或两侧，即，在挤出的层和表层(一个或多个)离开挤出模具之前。这可使用常规的共挤出技术实现，其可包括使用三层共挤出模具。层压表层(一个或多个)至之前形成的多层膜也是可能的。
[0060]在一些应用中，在制造多层膜期间，另外的层可被共挤出或粘附在表层的外侧上。这种另外的层也可被挤出或在单独的涂布操作中涂布在多层膜上，或可作为单独的膜、箔或刚性或半刚性衬底，比如聚酯(PET)、丙烯酸(PMMA)、聚碳酸酯、金属或玻璃层，压至多层膜。
[0061]宽范围的聚合物可用于表层。在主要无定形聚合物中，例子包括基于下述的一种或多种的共聚酯:对苯二甲酸、2，6-萘二羧酸、间苯二甲酸、苯二甲酸或它们的烷基酯对应物，和亚烷基二醇，比如乙二醇。适合用于表层的半结晶聚合物的例子包括2，6-聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和尼龙材料。可用于增加多层膜韧性的表层包括高伸长率聚酯和聚碳酸酯。聚烯烃，比如聚丙烯和聚乙烯，也可用于该目的，尤其是如果用增容剂使得它们粘附至多层膜。
[0062]在其他实施方式中，各种功能性层或涂层可添加至多层膜和光学信息存储介质以改变或改善它们的物理或化学性质，尤其沿着膜或光学信息存储介质的表面。这种层或涂层可包括，例如，增滑剂、低粘合背面材料、传导层、抗静电涂层或膜、屏蔽层、阻燃剂、UV稳定剂、耐磨材料、光学涂层或设计来改善膜或光学信息存储介质的机械完整性或强度的衬
。
[0063]在一些应用中，如在多层膜用作胶带中的组分的情况，其可期望用低粘合背面(LAB)涂层或膜比如基于氨基甲酸乙酯、硅氧烷或碳氟化合物化学品的那些处理多层膜。以此方式处理的膜将展示适当的对压敏粘合剂(PSA)的剥离性质，从而使得它们能够用粘合剂处理并且绕成卷。以此方式制作的胶带可用于生产信息储存文档，比如条形码、贴纸和防篡改包装。
[0064]多层膜和光学信息存储介质也可设置一个或多个传导层。这种传导层可包括金属，比如银、金、铜、铝、铬、镍、锡和钛，金属合金，比如银合金、不锈钢和INC0NEL，以及半导体金属氧化物，比如掺杂的和未掺杂的氧化锡、氧化锌和铟锡氧化物(ITO)。
[0065]多层膜和光学信息存储介质也可设置抗静电涂层或膜。这种涂层或膜包括，例如，V2O5和磺酸聚合物的盐、碳或其他传导性金属层。
[0066]多层膜和光学信息存储介质也可设置一个或更多个屏蔽膜或涂层，其改变多层膜对某些液体或气体的透射性质。因此，例如，本发明的膜和光学设备可设置这样的膜或涂层，其抑制水蒸气、有机溶剂、O2或CO2传输通过膜。在膜或设备的组件由于湿气渗入将经历变形的高湿度环境下将尤其期望屏蔽涂层。
[0067]多层膜和光学信息存储介质也可用阻燃剂处理，尤其当在比如经受严格消防规范的飞机的环境中使用时。合适的阻燃剂包括三水合氧化铝、三氧化锑、五氧化二锑和阻燃有机磷酸盐的化合物。
[0068]多层膜和光学信息存储介质可进一步层压至刚性或半刚性衬底，比如，例如，玻璃、金属、丙烯酸、聚酯和其他聚合物背材，以提供结构刚性、耐候性或更容易处理。例如，多层膜和光学信息存储介质可层压至薄的丙烯酸或金属背材从而其可压印或以其他方式形成并且保持在期望的形状。对于一些应用，比如当光学膜施加至其他易破碎的背材时，可使用包括PET膜或耐刺穿-抗撕裂膜的另外层。
[0069]多层膜和光学信息存储介质也可设置防松散膜和涂层。例如，出版物EP592284和EP591055中描述了适于该目的的膜和涂层，并且可从3M Company，St.Paul，Minn商业上获得。
[0070]对于具体的应用，各种光学层、材料和设备也可施加至，或与多层膜和光学信息存储介质一起使用。这些包括，但不限于磁或磁-光涂层或膜；反射性层或膜；半反射性层或膜；棱镜膜，比如线性菲涅尔透镜；增亮膜；全息膜或图像；可压印膜；防篡改膜或涂层；用于低辐射应用的透IR膜；剥离膜或剥离涂布纸；偏光板或反光镜；和用于深度跟踪、储存元数据或密码信息的层。
[0071]考虑多层膜中，或多层膜主表面的一个或两个上的多种另外层，并且可以是前述涂层或膜的任何组合。例如，当粘合剂施加至多层膜时，粘合剂可包含白色颜料，比如二氧化钛以增加总体反射率，或其可能是光学透明的，以使得衬底的反射率添加至多层膜的反射率。
[0072]为了改善膜的卷形成和可转换性，多层膜也可包含并入膜的增滑剂或作为单独涂料添加。在大部分应用中， 增滑剂将仅仅添加至膜的一侧，理想地面向刚性衬底的一侧，以便使浊度最小化。
[0073]多层膜和光学信息存储介质也可包括一个或多个抗反射层或涂层，比如，例如，常规的真空涂布的电介质金属氧化物或金属/金属氧化物光学膜、二氧化硅溶胶凝胶涂层，和涂布的或共挤出的抗反射层，比如，衍生自低指数含氟聚合物的那些，比如从3M
Company (ST.Paul,Minn.)可获得的THV-—种可挤出含氟聚合物。这种对偏振可敏感的
或可不敏感的层或涂层用于增加传输并且减少反射炫目，并且可通过适当的表面处理，t匕如涂布或溅射刻蚀，赋予多层膜和光学信息存储介质。
[0074]多层膜和光学信息存储介质也可设置赋予抗雾化性质的膜或涂层。在一些情况下，如上述的抗反射层将用于赋予抗反射和抗雾化性质至多层膜和光学信息存储介质的双重目的。本领域熟知各种抗雾化剂。然而，通常这些材料将包含比如脂肪酸酯的物质，其赋予膜表面疏水性质并且其促进形成连续的、较不透明的水膜。
[0075]通过使用UV稳定的膜或涂层，多层膜和光学信息存储介质可避免UV辐射。UV稳定的膜和涂层包括并入苯并三唑或受阻胺光稳定剂(HALS)——二者可从Ciba Geigy Corp.，Hawthorne,N.Y.商业上获得——的那些。其他UV稳定的膜和涂层包括包含从BASF Corp.,Parsippany,N.J.商业上可获得的二苯甲酮或二苯基丙烯酸酯的那些。当多层膜和光学信息存储介质用于户外应用或照明器中时——其中光源发射大量在UV光谱区的光，这种膜或涂层将尤其重要。
[0076]粘合剂可用于将光学多层膜和光学信息存储介质层压至另一膜、表面或衬底。这种粘合剂包括光学透明且扩散的粘合剂，以及压敏和非压敏粘合剂。压敏粘合剂在室温下通常是粘性的并且可通过至多施加轻轻的手指压力粘附至表面，而非压敏粘合剂包括溶剂、热或辐射激活的粘合剂系统。粘合剂的例子包括基于聚丙烯酸酯一般组合物的那些?’聚乙烯醚；包含二烯的橡胶，比如天然橡胶、聚异戊二烯和聚异丁烯；聚氯丁二烯；丁基橡胶；丁二烯-丙烯腈聚合物；热塑性弹性体；嵌段共聚物比如苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯-二烯聚合物，和苯乙烯-丁二烯聚合物；聚a烯烃；无定形聚烯烃；聚硅氧烷；包含乙烯的共聚物，比如乙烯醋酸乙烯酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸乙酯；聚氨酯；聚酰胺；聚酯；环氧树脂；聚乙烯基吡咯烷酮和乙烯基吡咯烷酮共聚物；和上述的混合物。
[0077]另外，粘合剂可包含添加剂比如增粘剂、增塑剂、填料、抗氧化剂、稳定剂、颜料、扩
散颗粒、固化剂和溶剂。当层压用粘合剂用于将多层膜粘附至另一表面时，可选择粘合剂组成和厚度，以不干扰多层膜的光学性质。例如，在期望用于读/写光学信息存储介质的波长区域中层压用粘合剂应该是光学透明的。
[0078]在一些实施方式中，多层膜可设置一个或更多个层，其具有连续的和分散的相，其中两个相之间的界面将足够弱以在多层膜定位期间产生空隙。可通过小心操作处理参数和拉伸比，或通过选择性使用增容剂，控制空隙的平均尺寸。空隙可在最终的产品中用液体、气体或固体回填。空隙可结合多层膜的反射光学装置一起使用，以在所得膜中产生期望的光学性质。
[0079]在仍其他实施方式中，多层膜和光学信息存储介质可经历改变这些材料的表面或其任何部分的各种处理，如通过使它们更有益于随后的处理，比如涂布、染色、金属化或层压。这可通过以下完成:用底漆，比如PVDC、PMMA、环氧树脂和氮丙啶处理，或通过物理涂底漆处理比如电晕、火焰、等离子体、闪光灯、溅射刻蚀、电子束处理或非晶化表面层以去除结晶度，比如用热罐。
[0080]本文描述的光学信息存储介质可用于或在任何三维光学数据信息设备中实施。语言三维意思是其中包括的或其本身构成设备的光学信息存储介质具有在其体积在三维上存储光学数据的能力。应认识到，本文的设备也可用于两维信息储存。可在该设备上存储的信息可以是例如二元的数字或位数据，其可从电子信号转化成便于存储的光学信号。读取的光学信号然后可转换回电子信号。本领域熟知电子信号转化成光学信号和相反的方法。
[0081]在一些实施方式中，设备简单地构成光学信息存储介质本身，其采用多层膜的形式。在其他实施方式中，光学信息存储介质可包括在其上或周围布置多层膜的衬底。例如衬底可以是玻璃、陶瓷、塑料或其他合适的优选惰性的材料。衬底可采用保护性涂层的形式，其围绕或包含光学信息存储介质的多层膜。在一些实施方式中，在其围绕或包含多层膜的情况下，衬底的至少一部分允许电磁辐射、尤其是紫外、可见和红外光传输。可能的情况是光学数据储存设备采用卡或磁盘的形式，其可方便地插入信息技术器材，比如计算机、计算机操作的设备、h1-fi器材、视频器材或类似器材。在这种设备中，透明窗口可设置在盖子中，通过其可向或从设备存储(写)或检索(读取)数据。例如，设备可为常规计算机磁盘、CD或DVD的形状或构造。仅仅通过举例的方式提到这些可能性并且不打算限制本发明的范围。
[0082]在其他实施方式中，如图3中示意性显示，光学信息存储介质30可提供为长的(例如100m)连续光学数据储存带32。带32可由机械柔性多层膜形成，如本文所描述，其可设置在辊或鼓34上。带32可供给通过读/写系统36，以读取和写入带32。读/写系统36可包括适当的永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性或阈值光学设备，用于限定带32的活性数据储存层中的离散数据体元，以及光学读取设备，用于读取活性数据储存层中限定的离散体元。
[0083]在仍其他实施方式中，光学信息存储介质可并入或提供在信息承载文档上。信息承载文档可包括任何类型的信息承载文档，包括(但不限于)文件、纸币、证券、贴纸、箔纸、容器、产品包装、支票、信用卡、银行卡、电话卡、储值卡、预付卡、智能卡(例如，包括一个或多个半导体芯片如储存设备、微处理器和微控制器的卡)、接触卡、非接触卡、感应卡(例如，射频(RFID)卡)、护照、驾驶证、上网卡、员工出入证、借记卡、安全卡、签证、移民文件、国家ID卡、公民证、社会安全卡和徽章、证书、标识卡或文档、投票人注册和/或标识卡、警察ID卡、边界穿越卡、安全通关证和卡、枪许可证、出入证、礼卷或卡、会员卡或证和标签。甚至考虑光学信息存储介质可用于设备比如消费品、纽、键盘、电子组件等，或任何其他合适的可记录信息、图像和/或其他数据的物品或制品，其可与要识别的功能和/或物体或其他实体相关。也注意，为了本公开的目的，术语“文档”、“卡”、“出入证”和“文件”可交替使用。
[0084]下列实施例进一步说明本文描述的光学信息存储介质。所述实施例打算仅仅是说明性的并且不解释为限制性的。
[0085]实施例
[0086]本实施例描述共挤出方法，用于制造高密度光学数据储存系统ODS的卷对卷多层(ML)膜。该方法可容易产生连续的、完整存储介质，长度为数百米和宽度为数米，适于总的可写面积足以千兆字节至千万亿字节规模容量的各种格式。共挤出方法也是低成本的并且比目前制造方法比如旋涂和层压更简单。
[0087]该实施例也说明23层78 ii m厚、IOOm长ML带的数据储存，通过荧光(FL)淬灭有机染料，使用连续-波Blu-Ray (BR)激光器。发现面密度与商用磁盘类似，并且基于FL的方案允许的小的层间隔产生1.2xl012cm3的位密度。给定机制和高的轴密度，也检查了写期间的串扰。方法是通用的，从而已经为高密度ODS开发的材料可被开发用于包括“云”规模数据储存的创新。
[0088]材料
[0089]使用已知的方法合成发色团C18-RG。PETG Eastar6763获得自Eastman ChemicalCompany并且如接收时使用。使用Haake Rheocord9000分批混合器在230°C下5分钟制备C18-RG和PETG (标称染料含量2wt.%)的混合物。
[0090]共挤出
[0091]将PETG/染料混合物和PVDF载入单独的料斗并且加热至230°C，其中聚合物具有匹配的粘性。将在这些料斗之后挤出的双层顺序输送通过5个模具。每个模具垂直于双层切割，伸展并且堆叠膜以将层的数量乘以2。产生的最终膜是64层系统，总厚度为约200 u m。
[0092]吸收和荧光
[0093]使用Cary500分光光度计测量整个200 U m厚、具有64个活性层的ML膜的吸收光谱。使用连接至Acton2300i分光光度计的共焦显微纤维和Princeton PIXIS100BR CCD测量FL。首先使用与读取图像(见下页)相同的参数读取正方形区域，不同的是扫描速度为6um ms-1，以减少信噪比。然后，使用与写图像相同的参数写正方形区域并且其以更低的功率再次扫描，以测量漂白之后的光谱。[0094]写和读
[0095]为了写数据，通过Olympus M Plan Apochromat, IOOx, 1.4NA油浸物镜将激光聚焦进入膜。使用Olympus FVlOOO共焦显微镜经激光束沿着定制的路径以75nm ms-1的速度扫描记录图案。入射功率是150 ii W并且强度从1.0mW UnT2 (最高层)至1.5mW y m—2 (最低层)变化。以相同的设置进行读取，不同的是更快的速度和更减少的功率(5 Pm ms—1下0.01mff u HT2)，以避免破坏性读出。需要0.1mff u m—2或更大级别的强度，以获得用亚ms暴露可测量的淬灭。
[0096]层串扰的计算
[0097]如下计算图5c中显示的位串扰的理论曲线。相关参数在物理上是在显式写该位期间在给定位位置接收的强度相对于在写所有其他层中所有的其他位获得的强度的比。模拟的位阵列由Nz层组成，间隔为Az，每个由Ny乘Nx位组成，间隔分别为Ay和Ax。位阵列占尺寸Lx乘Ly乘Lz的体积。原点放置在数据阵列的中心。假设为衍射极限高斯束，位于原点的单个位FL的减少在该位的显式写期间(信号，S)应与注量的一些幂成比例:
【权利要求】
1.包括多层膜的光学信息存储介质，所述多层膜包括多个挤出的交替的活性数据储存层和分开所述活性数据储存层的缓冲层，所述活性数据储存层和缓冲层的厚度允许所述活性数据储存层可通过永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性、或阈值光学写入方法写入，以在所述活性数据储存层中限定可通过光学读取设备读取的数据体元。
2.权利要求1所述的介质，所述数据体元包含下述至少一种:离散位、图像、形状和/或全息图。
3.权利要求1所述的介质，所述活性储存层的厚度与所述缓冲层的厚度之比减少串扰、增加信噪比并且减少寄生光学吸收和/或散射。
4.权利要求1所述的介质，所述活性数据储存层包括当通过永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性、或阈值光学写入方法写入时经历光引起的光学性质局部改变的材料。
5.权利要求4所述的介质，所述光学性质的改变包括由所述材料的化学或物理变化引起的下述至少一种改变:线性吸收、非线性吸收、荧光颜色、荧光强度、吸收颜色、透明度、散射、反射率、折射率、相位或偏振。
6.权利要求5所述的介质，所述材料包括展示光引起的物理或化学改变、导致它们光学性质变化的聚合物和/或添加剂。
7.权利要求1所述的介质，所述活性数据储存层包括主体聚合物材料和荧光染料，所述突光染料通过暴露于光在展不第一突光的第一1清形和展不与所述第一突光不同的第二荧光的第二情形之间 是可逆的。
8.权利要求7所述的介质，其中所述荧光染料是形成激基缔合物的荧光染料或聚集变色染料之一。
9.权利要求8所述的介质，其中所述荧光染料是可光漂白的荧光染料。
10.权利要求9所述的介质，其中所述荧光染料是氰基取代的低聚(苯撑亚乙烯基)染料。
11.权利要求1所述的介质，所述活性数据储存层包括主体聚合物材料和纳米颗粒添加剂，其当通过永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性、或阈值光学写入方法写入时经历光引起的光学性质的局部改变。
12.权利要求1所述的介质，所述活性储存层包括第一热塑性聚合物和所述缓冲层包括第二热塑性聚合物，所述第一热塑性聚合物和所述第二热塑性聚合物当熔化时具有允许所述交替的数据储存层和缓冲层共挤出和形成多层膜的匹配粘性。
13.权利要求1所述的介质，所述多层膜包括至少30个交替层。
14.权利要求1所述的介质，是下述至少一个:磁带、卡、磁盘、圆柱、微缩平片、缩影胶片、柔性或非柔性衬底或信息承载文档。
15.权利要求1所述的介质，是三维光学存储器。
16.包括多层膜的光学信息存储介质，所述多层膜包括多个挤出的交替的活性数据储存层和分开活性数据储存层的缓冲层，所述活性数据储存层包括当通过永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性或阈值光学写入方法写入时经历光引起的光学性质的局部改变的材料，所述活性数据储存层和缓冲层的厚度允许活性数据储存层可通过所述永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性或阈值光学写入方法写入，以在所述活性数据储存层中限定可通过光学读取设备读取的数据体元。
17.权利要求16所述的介质，所述数据体元包含下述至少一种:离散位、图像、形状和/或全息图。
18.权利要求16所述的介质，所述活性储存层的厚度与缓冲层的厚度之比减少串扰、增加信噪比并且减少寄生光学吸收和/或散射。
19.权利要求16所述的介质，所述光学性质的改变包括由所述材料的化学或物理变化引起的下述至少一种改变:线性吸收、非线性吸收、荧光颜色、荧光强度、吸收颜色、透明度、散射、反射率、折射率、相位或偏振。
20.权利要求16所述的介质，所述材料包括展示光引起的物理或化学改变、导致它们光学性质变化的聚合物和/或添加剂。
21.权利要求16所述的介质，所述活性数据储存层包括主体聚合物材料和荧光染料，所述突光染料通过暴露于光在展不第一突光的第一1清形和展不与所述第一突光不同的第二荧光的第二情形之间是可逆的。
22.权利要求21所述的介质，其中所述荧光染料是形成激基缔合物的荧光染料或聚集变色染料之一。
23.权利要求16所述的介质，其中所述荧光染料是可光漂白的荧光染料。
24.权利要求23所述的介质，其中所述荧光染料是氰基取代的低聚(苯撑亚乙烯基)染料。
25.权利要求16所述的介质，所述活性储存层包括第一热塑性聚合物并且缓冲层包括第二热塑性聚合物，所述第一热塑性`聚合物和所述第二热塑性聚合物当熔化时具有允许所述交替的数据储存层和缓冲层共挤出和形成多层膜的匹配粘性。
26.权利要求16所述的介质，所述多层膜包括至少30个交替层。
27.权利要求16所述的介质，所述活性数据储存层包括主体聚合物材料和纳米颗粒添加剂，其当通过所述永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性或阈值光学写入方法写入时经历光引起的光学性质的局部改变。
28.权利要求16所述的介质，是下述至少一个:磁带、卡、磁盘、圆柱、微缩平片、缩影胶片、柔性或非柔性衬底或信息承载文档。
29.权利要求16所述的介质，是三维光学存储器。
30.包括多层膜的光学信息存储介质，所述多层膜包括多个共挤出的交替的热塑性活性数据储存层和分开所述热塑性活性数据储存层的热塑性缓冲层，所述热塑性活性数据储存层包括当通过永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性或阈值光学写入方法写入时经历光引起的光学性质的局部改变的材料，其中所述热塑性活性数据储存层和热塑性缓冲层的厚度允许所述活性数据储存层可通过所述永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性或阈值光学写入方法写入，以在所述热塑性活性数据储存层中限定可通过所述光学读取设备读取的数据体元，并且其中所述热塑性活性数据储存层和热塑性缓冲层具有允许所述交替的数据储存层和所述缓冲层共挤出并且形成所述多层膜的匹配的熔体粘性。
31.权利要求30所述的介质，所述数据体元包含下述至少一种:离散位、图像、形状和/或全息图。
32.权利要求31所述的介质，所述活性储存层的厚度与所述缓冲层的厚度之比减少串扰、增加信噪比并且减少寄生光学吸收和/或散射。
33.权利要求30所述的介质，所述光学性质的改变包括由所述材料的化学或物理变化引起的下述至少一种改变:线性吸收、非线性吸收、荧光颜色、荧光强度、吸收颜色、透明度、散射、反射率、折射率、相位或偏振。
34.权利要求30所述的介质，所述材料包括展示光引起的物理或化学改变、导致它们光学性质变化的聚合物和/或添加剂。
35.权利要求30所述的介质，所述活性数据储存层包括主体聚合物材料和荧光染料，所述突光染料通过暴露于光在展不第一突光的第一1清形和展不与所述第一突光不同的第二荧光的第二情形之间是可逆的。
36.权利要求35所述的介质，其中所述荧光染料是形成激基缔合物的荧光染料或聚集变色染料之一。
37.权利要求30所述的介质，其中所述荧光染料是可光漂白的荧光染料。
38.权利要求35所述的介质，其中所述荧光染料是氰基取代的低聚(苯撑亚乙烯基)染料。
39.权利要求30所述的介质，所述多层膜包括至少30个交替层。
40.权利要求30所述的 介质，所述活性数据储存层包括主体聚合物材料和纳米颗粒添加剂，其当通过所述永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性或阈值光学写入方法写入时经历光引起的光学性质的局部改变。
41.权利要求30所述的介质，是下述至少一个:磁带、卡、磁盘、圆柱、微缩平片、缩影胶片、柔性或非柔性衬底或信息承载文档。
42.权利要求30所述的介质，是三维光学存储器。
43.形成光学信息存储介质的方法,其包括: 共挤出热塑性活性数据储存材料和热塑性缓冲材料以形成包括交替的热塑性活性数据储存层和热塑性缓冲层的多层膜，其中热塑性活性数据储存层被所述热塑性缓冲层分开，所述多层膜的所述热塑性活性数据储存层和热塑性缓冲层的厚度允许所述活性数据储存层可通过永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性或阈值光学写入方法写入，以在所述活性数据储存层中限定可通过光学读取设备读取的数据体元。
44.权利要求43所述的方法，所述数据体元包含下述至少一种:离散位、图像、形状和/或全息图。
45.权利要求45所述的方法，所述热塑性活性储存层的厚度与所述热塑性缓冲层的厚度之比减少串扰、增加信噪比并且减少寄生光学吸收和/或散射。
46.权利要求43所述的方法，所述热塑性活性数据储存层包括当通过所述永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性或阈值光学写入方法写入时经历光引起的光学性质的局部改变的光学材料。
47.权利要求46所述的方法，所述光学性质的改变包括由所述材料的化学或物理变化引起的下述改变的至少一种:荧光颜色、荧光强度、吸收颜色、透明度、散射、反射率、相位或偏振。
48.权利要求47所述的方法，所述光学材料包括展示光引起的物理或化学改变、导致它们光学性质变化的聚合物和/或添加剂。
49.权利要求43所述的方法，所述热塑性活性数据储存层包括主体聚合物材料和荧光染料，所述突光染料通过暴露于光在展不第一突光的第一1清形和展不与所述第一突光不同的第二荧光的第二情形之间是可逆的。
50.权利要求49所述的方法，其中所述荧光染料是形成激基缔合物的荧光染料或聚集变色染料之一。
51.权利要求50所述的方法，其中所述荧光染料是可光漂白的荧光染料。
52.权利要求51所述的方法，其中所述荧光染料是氰基取代的低聚(苯撑亚乙烯基)染料。
53.权利要求43所述的方法，所述多层膜包括至少30个交替层。
54.权利要求43所述的方法，所述活性数据储存层包括主体聚合物材料和纳米颗粒添加剂，其当通过所述非线性或阈值写入方法写入时经历光引起的光学性质的局部改变。
55.光学数据储存系统,包括: 多层膜，其包括多个挤出的交替的活性数据储存层和分开活性数据储存层的缓冲层，所述活性数据储存层和缓冲层的厚度允许活性数据储存层可通过永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性或阈值光学写入方法写入，以在所述活性数据储存层中限定可通过光学读取设备读取的数据体元； 永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性或阈值光学写入设备，用于在所述活性数据储存层中限定数据体元；和 光学读取设备，用于读取限定在所述活性数据储存层中的所述数据体元。
56.权利要求54所述的系统，所述数据体元包含下述至少一种:离散位、图像、形状和/或全息图。
57.权利要求54所述的系统，所述活性储存层的厚度与所述缓冲层的厚度之比减少串扰、增加信噪比并且减少寄生光学吸收和/或散射。
58.权利要求54所述的系统，所述活性数据储存层包括当通过所述永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性或阈值光学写入方法写入时经历光引起的光学性质的局部改变的材料。
59.权利要求58所述的系统，所述光学性质的改变包括由所述材料的化学或物理变化引起的下述改变的至少一种:荧光颜色、荧光强度、吸收颜色、透明度、散射、反射率、相位或偏振。
60.权利要求54所述的系统，所述活性数据储存层包括聚合物和/或添加剂，其任何一种引起所述光引起的物理或化学改变，导致它们的光学性质改变。
61.权利要求60所述的系统，所述活性数据储存层包括主体聚合物材料和荧光染料，所述突光染料通过暴露于光在展不第一突光的第一1清形和展不与所述第一突光不同的第二荧光的第二情形之间是可逆的。
62.权利要求61所述的系统，其中所述荧光染料是形成激基缔合物的荧光染料或聚集变色染料之一。
63.权利要求61所述的系统，其中所述荧光染料是可光漂白的荧光染料。
64.权利要求61所述的系统，其中所述荧光染料是氰基取代的低聚(苯撑亚乙烯基)染料。
65.权利要求54所述的系统，所述活性数据储存层包括主体聚合物材料和纳米颗粒添加剂，其当通过所述永久性或可逆的一光子或多光子、线性、非线性或阈值光学写入方法写入时经历光引起的光学性质的局部改变。
66.权利要求54所述的系统，所述活性储存层包括第一热塑性聚合物并且缓冲层包括第二热塑性聚合物，所述第一热塑性聚合物和所述第二热塑性聚合物具有熔化时允许所述交替的数据储存层和所述缓冲层共挤出并且形成所述多层膜的粘性。
67.权利要求54所述的系统，所述多层膜包括至少30个交替层。
68.权利要求54所述的系统，所述多层膜是柔性的。
69.权利要求54所述的系统，所述光学信息存储介质是下述至少一个:磁带、卡、磁盘、圆柱、微缩平片、缩影胶片或信息`承载文档。
【文档编号】G11B7/004GK103765513SQ201280038830
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年6月11日 优先权日:2011年6月9日
【发明者】K·D·桑热, C·赖安, J·山, J·洛特, C·韦德, B·威莱, E·贝尔 申请人:凯斯西储大学