专利名称：多层光盘的制作方法
技术领域：
本发明涉及三维光学存储器设备，并且其可在需要在紧凑载体上记录大信息文件的全部计算机领域中使用。
背景技术：
在用大量信息层创造多层光盘时，一个主要问题是在读取进程期间寻址信息层。在现有技术的单层和两层光盘中，读取辐射经由光盘的平坦表面被供送至信息层。然而，如果层的数量增加，那么信息层数量确定就会发生大问题，从该信息层接收具有已记录的数据的信号。该问题通过经光盘侧表面(柱面)引导读取辐射到靠近光盘可寻址信息层的特殊波道层来解决。先前已知多层光盘(美国专利申请No. 2008/0305324A1，在2008年11月12日公开，B32B 17/10)，其包括通过由具有不同机械性质的聚合物制作的至少两个隔离层相互分离的若干信息层。隔离层的一个通过引入填充物增加硬度，并且其厚度从5到15 μ m，并且其它隔离层拥有增加的弹性并具有10到50 μ m的厚度。所述结构确保多层光盘的优良机械性质，即变形稳定性。然而，该盘不能用于具有高寻址准确性的读取设备中，因为该盘的结构不利用波道层并且没想到经其侧表面引入读取辐射的可能性。先前已知多层光盘(美国专利申请No. 7449278B2，在2008年11月11日公开，GlIB7Λ4)，其包括按顺序隔开的层群，其中每个群由三个层构成信息层，在波长为λ 1的辐射影响下此层发生光化学作用，导致组成信息层的材料光学性质发生变化；光致变色层，其反射能力在波长为λ 2的辐射影响下增加；以及波道层，该波道层用于在其中传播波长为λ 2的辐射并经多层盘的侧表面引入多层盘。在该盘中的数据寻址可靠性高于前述类似物，因为在读取模式中反射光致变色层使数据接收器与从下面信息层到该接收器的信号隔离，但来自叠加的不可寻址信息层的信号仍可到达接收器因此降低数据读取可靠性。多层光盘(美国专利No. 6045888，在2000年4月4日公开，Β32Β3/00)其技术本质最接近要求的发明，其由结合为群并由光透明材料制成的一系列交替层构成，该群包括折射系数Ii1 = 1.515的厚度为140 μ m的玻璃层，该玻璃层被包围在具有满足相互关系η2< H1的折射系数η2的聚合物和折射系数n3 = 1. 47的光致变色材料之间，该光致变色材料可在波长为λ 1的辐射影响下改变其光学性质，并在波长为λ 2的辐射影响下获得波长为λ 3的荧光性质。在信息读取期间，波长为λ 2的辐射经多层光盘的侧表面引导到该多层光盘，即引导到玻璃表面。在玻璃中光的波导传播期间，辐射源的不重要部分以消散模式的形式仅穿透光致变色材料信息层。因此，从玻璃邻接信息层的如下部分(像素)到达辐射接收器的波长为λ 3的信号值非常小，这些部分即被波长为λ 1的辐射先前照明且包含信息位的部分。为提高信噪比并获得波长为λ 3的辐射的可靠记录，光致变色层平面中像素的侧向尺寸应增加，并且这导致多层光盘的信息容量减少
发明内容
要求保护的发明达到的技术效果在于争取提高多层光盘的信息容量并同时提高记录信息读取可靠性。所述技术效果通过以下事实获得多层光盘由一系列交替层构成，该一系列交替层由光透明材料构成并结合成群，所述群包括由折射系数为Ii1的材料构成的波道层，所述波道层位于由具有满足相互关系n2 < H1的折射系数n2的材料构成的隔离层和由折射系数为n3的光致变色材料构成的层之间，所述波道层和信息层的材料的折射系数满足条件 In3-Ii1I < 0. 001。此外，信息层的厚度d满足条件1 μ m < d < 10 μ m。此外，信息层的厚度D满足条件5 μ m < D < 100 μ m。此外，隔离层的厚度δ满足条件1μπι< δ <5μπι。本发明的本质在于下面内容。波长为λ 3的辐射信号值与波长为λ 2读取辐射乘以像素量得到的乘积成比例。如果多层光盘中波道材料及其邻接信息层的折射系数差的绝对值不超过要求保护的值0.001，那么波长为λ 2的读取辐射的波导模式在不在这两个层中传播，没有象单波道层中那样的变形和损耗。波导模式的强度大大超过消散模式的强度，并因此波长为λ 3的荧光辐射信号值相当地更高，即使以信息层平面中减少其面积为代价减少像素量若干倍。换言之，预期要求保护的发明提供记录密度和记录信息读取可靠性的同时增加。应注意不应挑选过大的信息层厚度。原因是在初始状态中和波长为λ 的辐射影响下改变的状态中光致变色材料折射系数稍微不同。在这点上，由于记录数据，因此信息层中的光耗散增加。这可导致读取辐射的波导模式的变形和衰减。波道层及其邻接信息层折射系数的要求保护的绝对差值等于0. 001，这相当大。超过该值将导致波导模式在材料折射系数更高的层中传播的事实或者在波道层中(在此情况下，要求保护的发明与原型相同)或者在信息层中(在此情况下，光致变色材料的光学不均勻性导致读取辐射的耗散和劣化)。
本发明的本质通过附图解释，其中在图1中示出具有聚焦系统2和信息读取设备3的多层光盘1的大体示图；在图2中示出在初始状态中(实线)和在波长为λ 1的辐射影响下的改变状态中(虚线)光致变色(photochromic)材料的典型吸收光谱，并同样示出在波长为λ 2的辐射影响下的荧光光谱(虚线)；在图3中以剖面呈现多层光盘丛，该剖面具有与具有波长为λ 2的辐射波导模式相互作用的波道层4、隔离层5、信息层6和信息层6的像素7。在本发明能最优实现的例子中，具有50μπι厚度的波道层4由具有折射系数。=1. 5的聚碳酸酯制造，厚度2 μ m的隔离层5由掺杂了具有折射系数Ii1 = 1. 5的螺苯并吡喃的聚丙烯酸甲酯制作。所述光致变色材料具有两个稳定形式螺吡喃和部花青。从第一形式到第二形式的转变在紫外辐射的影响下发生。
具体实施例方式要求保护的多层光盘1如下操作。在记录模式中，辐射以波长为λ 1引导到聚焦系统2，因此使波长为λ 1的光束聚焦场位于多层光盘1内。信息的记录通过改变信息层6(为了记录而选择的)中的光致变色材料的光学性质实现。在读取模式中，信息读取设备3引导波长为λ 2的辐射到邻接可寻址信息层6的波道层4。受在一侧上邻接可访问信息层6并在另一侧上邻接光波道层4的隔离层5限制的波导模式在特定波道层4和信息层6上传播，并与含有记录信息的像素相互作用。数据读取通过记录波长为λ3的荧光辐射实现，该荧光辐射由信息层的像素中波长为λ 2的辐射激发，这些像素先前被波长为λ 1的辐射照射。由这些像素发射的荧光辐射部分进入聚焦系统2的孔隙，并然后其到达接收器输入。本发明人未公开科学技术出版物中已知解决方案中的具有折射系数相等的邻接波道和信息层的多层光盘，这表明事实上本发明符合新颖标准。在该方法的框架内，已证实存在能实现要求保护的技术效果的充分本质特征。在估计本发明对工业使用的重要性时，必需指出生产要求保护的多层光盘不需要应用精密技术，这与类似物是不同的。
权利要求
1.一种多层光盘，所述多层光盘由一系列交替层构成，所述一系列交替层由光透明材料构成并结合成群，所述群包括由折射系数为H1的材料构成的波道层，所述波道层位于由具有满足相互关系n2 < H1的折射系数n2的材料构成的隔离层和由折射系数为n3的光致变色材料构成的层之间，所述波道层和信息层的材料的折射系数满足条件In3I1I <0.001。
2.根据权利要求1所述的多层光盘，其特征在于所述信息层的厚度d满足条件1μ m<d < 10 μ m0
3.根据权利要求1所述的多层光盘，其特征在于所述信息层的厚度D满足条件5μ m<D < 100 μ m。
4.根据权利要求1所述的多层光盘，其特征在于所述隔离层的厚度δ满足条件Ιμπι<δ < 5 μ m。
全文摘要
本发明涉及三维光学存储器设备并所有需要在紧凑载体上记录大数据文件的计算领域中使用。要求保护的设备也可用于记录、存储和回放视频和音频记录。多层光盘由一系列交替层构成，这些层由光学透明材料构成并布置成群，该群包含由折射系数n1的材料构成的层，该层被包围在由具有满足关系n2＜n1的折射系数n2的材料构成的层和由具有满足关系|n3-n1|＜0.001的折射系数n3的材料构成的层之间，其中折射系数为n3的层包含可以两中形式中存在的光敏化合物，这两种形式由不同光学性质表征。
文档编号G11B7/24GK102576555SQ201080042313
公开日2012年7月11日 申请日期2010年9月9日 优先权日2009年9月28日
发明者V·V·基克 申请人:V·V·基克, 埃沃浩斯特投资有限公司