ОПТИЧЕСКИЙ МНОГОСЛОЙНЫЙ НОСИТЕЛЬ ИНФОРМАЦИИ, СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ, СПОСОБ МНОГОСЛОЙНОЙ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ НА ДАННЫЙ НОСИТЕЛЬ И СПОСОБ СЧИТЫВАНИЯ С НЕГО ИНФОРМАЦИИ Российский патент 2005 года по МПК G11B7/00 G11B7/24 G11B7/26 

Заявляемое изобретение относится к вычислительной технике, а точнее к технике записи и воспроизведения инфориации оптическим излучением, и предназначено для использования в оптических запоминающих устройствах для однократной записи и многократного чтения информации лазерами.

Известен оптический многослойный носитель информации, в основу которого положено свойство локальных изменений коэффициента преломления оптической среды. Эти изменения вызывают двойное лучепреломление и вариации поляризации считывающего луча (п. США 5 278816, 5 586107 МПК G 11 В 7/24).

Известен оптический многослойный носитель информации, в котором использованы механические и фотолитографические технологии (п. США 5559784 МПК G 11 В 7/00).

Недостатком данных носителей является то, что по этим технологиям возможно производить носители информации не более чем с двумя слоями. Это является следствием того, что невозможно отделить полезный сигнал от паразитных отражений и рассеянного света. В результате зависимость отношения сигнал/шум изменяется как n^-3, где n - число слоев.

В качестве прототипа нами выбран оптический многослойный носитель информации и способ его изготовления, известный из описания к патенту РФ №2 181509, МПК G 11 B 7/24, 1999 г. В соответствии с названным изобретением носитель информации содержит подложку и информационные слои, имеющие считываемые оптическим путем эффекты (в виде углублений или столбиков), которые представляют информацию, при этом информационные слои содержат размещенный против входной стороны стандартный слой, имеющий информационные эффекты со стандартной плотностью информации, считываемые оптическим лучом, сформированным при помощи светового излучения с первой длиной волны, и слой с высокой плотностью информации, который является в сущности прозрачным для оптического луча с первой длиной волны и, по меньшей мере, частично отражающим для светового излучения со второй длиной волны.

Способ изготовления данного носителя информации заключается в формировании по меньшей мере двух слоев, каждый из которых выполняют в виде подложки с регистрирующей пленкой, на которой формируют оптически различимый кодовый рельеф со считываемыми эффектами.

Данный носитель обладает довольно высоким качеством считываемого сигнала, однако по данному принципу нельзя создать носитель информации с тремя и более слоями, обладающий высоким качеством считываемого сигнала.

Известен также способ многослойной оптической записи информации (п. РФ №2 017237, МПК G 01 В 7/00, 1994 г.), выбранный в качестве прототипа способа записи информации на многослойный оптический носитель, при котором формируют сфокусированные записывающие пучки оптического излучения, когерентные друг другу, модулируют их в соответствии с информационным содержанием, производят запись путем экспонирования материала носителя информации, формируют дополнительный сфокусированный пучок оптического излучения, пространственно совмещают его с имеющимися записывающими пучками и производят запись тремя пучками, при этом частоту излучения записывающих пучков устанавливают в области прозрачности материала носителя информации, а частоту, равную сумме частот излучения дополнительного и записывающего пучков, устанавливают в области максимума спектра поглощения материала носителя информации, в качестве которого используют материал с двухступенчатым или с двухфотонным поглощением оптического излучения.

Данный способ многослойной оптической записи позволяет увеличить плотность записи информации, однако рассеивание записывающих оптических пучков на предыдущих слоях информации не позволяет обеспечить запись большого числа информационных слоев.

Известен также способ считывания с оптического многослойного носителя информации (п. РФ №2 096836, МПК G 11 B 7/09, 1997 г.), включающий формирование лазерного луча первой длины волны, его фокусировку при помощи оптической системы на поверхности одного из считываемых слоев носителя по центральной линии дорожки, предназначенной для считывания носителя первого типа, модулирование отраженного светового сигнала по частоте и амплитуде. В случае считывания второго типа носителя записи, считывающее пятно фокусируют по кромке дорожки.

Данный способ позволяет производить считывание с носителей двух типов и не обеспечивает считывание с носителя информации, содержащего более двух слоев информации.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение объема записи за счет создание оптического носителя информации, содержащего множество слоев, каждый из которых является прозрачным (пропускающим) для лазерного луча небольшой интенсивности (несфокусированного лазерного луча), и становится считываемым непрозрачным (поглощаемым) для лазерного луча большой интенсивности (сфокусированного лазерного луча), в котором можно записывать и считывать информацию через несколько слоев с небольшими помехами и ошибками, то есть осуществить селективное считывание и запись информации.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленного изобретения, является увеличение объема записи информации за счет создания множества информационных слоев в одном носителе, обеспечение селективного считывания и записи информации, а также улучшение качества сигнала считывания и записи информации.

Указанный технический результат достигается тем, что в оптическом многослойном носителе информации, содержащем по меньшей мере два слоя, каждый из которых представляет собой подложку с регистрирующей пленкой, на которой сформирован оптически различимый кодовый рельеф со считываемыми посредством лазерного излучения информационными элементами, каждый из информационных элементов содержит вещество, обладающее свойством оптического ограничения, которое обеспечивает отражение считывающего сфокусированного лазерного излучения, и прохождение считывающего несфокусированного лазерного излучения, при этом каждый информационный элемент содержит разное, в зависимости от записываемой информации, количество вещества, обладающего свойством оптического ограничения, а регистрирующая пленка снабжена отражающим покрытием, выполненным на кодовом рельефе.

Согласно заявляемому изобретению целесообразно, чтобы оптический носитель информации содержал множество слоев, каждый из которых представляет собой подложку с регистрирующей пленкой, на которой сформирован оптически различимый кодовый рельеф со считываемыми информационными элементами, содержащими вещество, обладающее свойством оптического ограничения, при этом чувствительность вещества, которым заполнены информационные элементы каждого последующего слоя, больше чувствительности вещества, которым заполнены информационные элементы каждого предыдущего слоя.

Согласно заявляемому изобретению предпочтительно, чтобы слои носителя информации были соединены между собою.

Согласно заявляемому изобретению желательно, чтобы в оптическом носителе информации слои были соединены между собою при помощи клеевой композиции.

В соответствии с заявляемым изобретением целесообразно, чтобы информационный элемент кодового рельефа каждого слоя оптического носителя информации в качестве вещества, обладающего свойством оптического ограничения, содержал по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей порфирины, индантроны и их производные, кластерные соединения, фуллерены, цианиновые, фталоцианиновые и нафталоцианиновые красители тяжелых металлов.

Согласно заявляемому изобретению предпочтительно, чтобы высота информационного элемента кодового рельефа каждого слоя оптического носителя информации составляла от 0,1 до 2,5 мк, а его ширина составляла от 0,01 до 3,0 мк.

В соответствии с заявляемым изобретением желательно, чтобы в качестве отражающего покрытия, выполненного на кодовом рельефе регистрирующей пленки носитель содержал по меньшей мере одно вещество, выбранные из группы, включающей диоксид титана, магний, золото, железо, хром, марганец, серебро, никель, олово, висмут, медь, цинк, кадмий, сурьму.

Согласно заявляемому изобретению предпочтительно, чтобы подложка каждого слоя носителя информации содержала по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей поликарбонат, полиэстер, акрил, моновилиденовый ароматический полимер, полимер винигалида, полимер винилиденгалида, полиацетал, полиолефин, стекло, керамику, эпоксидную смолу.

Целесообразно, чтобы подложка каждого слоя оптического носителя информации была выполнена в форме диска.

Предпочтительно, чтобы подложка каждого слоя оптического носителя информации была выполнена в форме ленты.

Желательно, чтобы подложка каждого слоя оптического носителя информации была выполнена в форме карты.

Согласно изобретению целесообразно, чтобы кодовый рельеф каждого слоя носителя информации был сформирован на поверхности регистрирующей пленки в виде топографической карты.

Согласно изобретению предпочтительно, чтобы в способе изготовления оптического многослойного носителя информации, включающем формирование по меньшей мере двух слоев, каждый из которых выполняют в виде подложки с регистрирующей пленкой, на которой формируют оптически различимый кодовый рельеф со считываемыми посредством лазерного излучения информационными элементами, каждый информационный элемент формировали из вещества, обладающего свойством оптического ограничения, после чего на сформированный таким образом оптически различимый кодовый рельеф наносят отражающее покрытие, при этом количество вещества, обладающего свойством оптического ограничения, из которого формируют каждый информационный элемент, выбирают в зависимости от записываемой информации.

Согласно изобретению желательно, чтобы в способе изготовления оптического носителя информации формирование информационных элементов из вещества, обладающего свойством оптического ограничения, осуществляли с использованием матрицы с заданным кодовым рельефом со считываемыми посредством лазерного излучения информационными элементами, который переносят на регистрирующую пленку, и заполняют информационные элементы рельефа веществом, обладающим свойством оптического ограничения.

Согласно изобретению целесообразно, чтобы в способе изготовления оптического носителя информации формирование информационных элементов из вещества, обладающим свойством оптического ограничения, производили путем создания в регистрирующей пленке углубленных дорожек, заполнения этих дорожек компонентами для фотосинтеза вещества, обладающего свойством оптического ограничения, и последующего воздействия на зону дорожек сфокусированным, модулированным лазерным излучением мощностью свыше 10 мВт/мкм² импульсами, длительность воздействия каждого из которых выбирают от 200 нc до 1000 нc, фотосинтеза вещества, обладающего свойством оптического ограничения, в зонах воздействия импульсов лазерного сфокусированного модулированного излучения до образования в указанных дорожках оптически различимого кодового рельефа с считываемыми посредством лазерного излучения информационными элементами из вещества, обладающего свойством оптического ограничения, при этом количество вещества, которое синтезируют в каждом информационном элементе, выбирают в соответствии с записываемым информационным содержанием и регулируют длительностью воздействия импульса сфокусированного модулированного лазерного излучения.

Согласно изобретению целесообразно, чтобы в способе изготовления оптического носителя информации формирование считываемых информационных элементов из вещества, обладающего свойством оптического ограничения, осуществляли путем создания в регистрирующей пленке углубленных дорожек, заполнения этих дорожек веществом, обладающим свойством оптического ограничения, воздействия на зону дорожек сфокусированным модулированным лазерным излучением мощностью свыше 10 мВт/мкм² импульсами, длительность воздействия каждого из которых выбирают от 200 нc до 1000 нc, деструкции вещества, обладающего свойством оптического ограничения, при этом количество вещества, обладающего свойством оптического ограничения в зонах воздействия импульсов сфокусированного модулированного лазерного излучения до образования в указанных дорожках оптически различимого кодового рельефа со считываемыми посредством лазерного излучения информационными элементами из вещества, обладающего свойством оптического ограничения, при этом количество вещества, обладающего свойством оптического ограничения, в каждом информационном элементе выбирают в соответствии с записываемым информационным содержанием и регулируют длительностью воздействия импульса сфокусированного модулированного лазерного излучения.

Согласно изобретению целесообразно, чтобы в способе изготовления оптического носителя информации формировали множество слоев носителя информации, каждый из которых выполняют в виде подложки с регистрирующей пленкой, на которой формируют оптически различимый кодовый рельеф со считываемыми информационными элементами, каждый из которых заполняют веществом, обладающим свойством оптического ограничения, при этом чувствительность вещества, которым заполняют информационные элементы каждого последующего слоя, больше чувствительности вещества, которым заполняют информационные элементы каждого предыдущего слоя.

Согласно изобретению желательно, чтобы в способе изготовления оптического носителя информации слои оптического носителя информации скрепляли между собой.

Согласно изобретению предпочтительно, чтобы в способе изготовления оптического носителя информации слои оптического носителя информации скрепляли между собой при помощи клеевой композиции.

Целесообразно, чтобы в способе изготовления оптического носителя информации в качестве вещества, обладающего свойством оптического ограничения, использовали по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей порфирины, индантроны и их производные, кластерные соединения, фуллерены, цианиновые, фталоцианиновые и нафталоцианиновые красители тяжелых металлов.

Согласно изобретению целесообразно, чтобы в способе изготовления оптического носителя информации регистрирующую пленку наносили толщиной от 0,2 мкм до 10 мкм.

Согласно изобретению желательно, чтобы в способе изготовления оптического носителя информации высоту каждого информационного элемента кодового рельефа выбирали в пределах от 0,1 до 2,5 мк, а его ширину выбирали в пределах от 0,01 до 3,0 мк.

Предпочтительно, чтобы в способе изготовления оптического носителя информации в качестве отражающего покрытия использовали по меньшей мере одно вещество, выбранные из группы, включающей диоксид титана, магний золото, железо, хром, марганец, серебро, никель, олово, висмут, медь, цинк, кадмий, сурьму.

Целесообразно, чтобы в способе изготовления оптического носителя информации подложку выполняли в форме диска.

Предпочтительно, чтобы в способе изготовления оптического носителя информации подложку выполняли в форме ленты.

Желательно, чтобы в способе изготовления оптического носителя информации подложку выполняли в форме карты.

Согласно изобретению целесообразно, чтобы в способе изготовления оптического носителя информации подложку выполняли по меньшей мере из одного вещества, выбранного из группы, включающей поликарбонат, полиэстер, акрил, моновилиденовый ароматический полимер, полимер винигалида, полимер винилиденгалида, полиацетал, полиолефин, стекло, керамику, эпоксидную смолу.

Согласно изобретению целесообразно, чтобы в способе многослойной оптической записи информации, при котором формируют поток лазерного излучения, модулируют его в соответствии с информационным содержанием, фокусируют его на записываемом слое многослойного носителя информации, затем производят запись информации путем формирования и перемещения импульсов потока лазерного излучения по поверхности регистрирующей пленки в соответствии с заданным информационным содержанием, запись информации производят в предварительно сформированные дорожки регистрирующей пленки, которые заполняют компонентами для фотосинтеза вещества, обладающего свойством оптического ограничения, под воздействием импульсов потока лазерного излучения, при этом плотность каждого импульса потока лазерного излучения выбирают в пределах от 10 мВт/мкм до 100 мВт/мкм, а длительность каждого импульса потока лазерного излучения выбирают в пределах от 200 нc до 1000 нc, и синтезируют в указанных дорожках в зонах воздействия импульсов потока лазерного излучения оптически различимый кодовый рельеф со считываемыми посредством лазерного излучения информационными элементами, выполненными из вещества, обладающего свойством оптического ограничения.

Согласно изобретению предпочтительно, чтобы в способе многослойной оптической записи информации, при котором формируют пучок оптического излучения, модулируют его в соответствии с информационным содержанием, фокусируют его на записываемом слое носителя информации, затем производят запись информации путем формирования и перемещения импульсов потока лазерного излучения по поверхности регистрирующей пленки в соответствии с заданным информационным содержанием, запись информации производили в предварительно сформированные дорожки регистрирующей пленки, которые заполняют компонентами для фотосинтеза вещества, обладающего свойством оптического ограничения, при этом плотность каждого импульса потока лазерного излучения выбирают в пределах от 10 мВт/мкм до 100 мВт/мкм, а длительность воздействия каждого импульса излучения выбирают в пределах от 200 нc до 1000 нc, и осуществляют деструкцию вещества, обладающего свойством оптического ограничения, в зонах воздействия импульсов потока лазерного излучения с образованием оптически различимого кодового рельефа со считываемыми посредством лазерного излучения информационными элементами, выполненными из вещества, обладающего свойством оптического ограничения.

Согласно изобретению целесообразно, чтобы в способе считывания с оптического многослойного носителя информации, включающем формирование потока лазерного излучения, его фокусирование на поверхности одного из считываемых слоев многослойного носителя информации с оптически различимым кодовым рельефом с информационными элементами, сканирование оптически различимого кодового рельефа сфокусированным потоком лазерного излучения, модулирование отраженного от сканируемого кодового рельефа светового сигнала по частоте и амплитуде, длину волны сканирующего сфокусированного потока лазерного излучения выбирали в пределах от 532 нм до 670 нм, сканирование каждого информационного элемента кодового рельефа осуществляли в пределах от 10 нc до 200 нc, а плотность сканирующего сфокусированного лазерного излучения выбирали в пределах от 1 мВт/мкм² до 10 мВт/мкм², в зависимости от вещества, содержащегося в информационных эффектах считываемого кодового рельефа, и обладающего свойством оптического ограничения, при этом кодовый рельеф с информационными элементами считываемого информационного слоя, на котором фокусируют поток лазерного излучения, отражает этот поток, а информационные слои, на которых не фокусируют данный поток лазерного излучения, пропускают этот поток.

Предложенное в настоящем изобретении выполнение оптического многослойного носителя информации с информационными элементами, заполненными веществом, обладающим свойством оптического ограничения, позволяет сделать слои носителя информации практически прозрачными для несфокусированного лазерного излучения, то есть пропускающими несфокусированное лазерное излучение небольшой интенсивности, а считываемый слой носителя информации сделать непрозрачным для сфокусированного лазерного излучения, то есть поглощающим сфокусированное лазерное излучение большой интенсивности. Это свойство предлагаемого оптического многослойного носителя информации обеспечивается за счет заполнения информационных элементов веществами, обладающими свойством оптического ограничения, которое заключается в нелинейном пропускании лазерного излучения данными веществами в зависимости от интенсивности лазерного излучения, то есть при фокусировке лазерного излучения на данное вещество происходит значительное уменьшение его пропускания, тогда как для несфокусированного лазерного излучения данное вещество является практически пропускающим лазерное излучение.

Таким образом, применение веществ, обладающих свойством оптического ограничения, позволяет осуществить селективное считывание информационных слоев носителя с возможностью отделения полезного сигнала от паразитных отражений и рассеянного света, с устойчивым отношением сигнал-шум.

Дальнейшие цели и преимущества заявляемого изобретения станут ясны из последующего подробного его описания со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг.1 - поперечный разрез оптического многослойного носителя информации;

фиг.2 - поперечный разрез одного из слоев оптического многослойного носителя информации;

фиг.3 - поперечный разрез трех слоев оптического многослойного носителя информации.

На фиг.1 изображен поперечный разрез носителя с несколькими слоями 1, каждый из которых содержит оптически различимый кодовый рельеф 2 со считываемыми потоком лазерного излучения 3 информационными элементами 4, которые заполнены веществом, обладающим свойством оптического ограничения. При этом носитель может иметь форму диска, ленты или карты.

Каждый слой носителя информации, фиг.2, выполнен в виде подложки 5, с регистрирующей пленкой 6, на которой сформирован нелинейный по интенсивности облучающего света оптически различимый кодовый рельеф 2 со считываемыми информационными эффектами 4, которые заполнены веществом, обладающим свойством оптического ограничения. При этом информационные эффекты могут быть выполнены в виде углублений (пит), столбиков или пятен, а на кодовом рельефе имеется отражающее покрытие 7.

Экспериментально было выявлено, что информационные эффекты должны соответствовать совершенно определенному соотношению своих габаритных размеров, то есть их высота h должна находиться в пределах от 0,1 до 2,5 мк, а их ширина b должна составлять от 0,01 до 3,0 мк.

Согласно изобретению, предпочтительно, чтобы в качестве отражающего покрытия оптически различимого кодового рельефа каждого слоя носителя использовался тонкий слой по меньшей мере из одного вещества, обладающего хорошей отражающей лазерный свет способностью, например диоксида титана, магния, золота, железа, хрома, марганца, серебра, никеля, олова, висмута, меди, цинка, кадмия, сурьмы, при этом указанный перечень не может быть ограничен названными соединениями и возможно использование других известных материалов, обладающих названными характеристиками.

Целесообразно согласно изобретению, чтобы подложка каждого слоя носителя информации была выполнена по меньшей мере из одного вещества, выбранного из группы, содержащей поликарбонат, полиэстер, акрил, моновилиденовый ароматический полимер, полимер велигамида, полиацетал, полиолефин, стекло, керамику, пластмассу, металл или любое другое прозрачное вещество, хорошо пропускающее лазерное излучение.

Слои носителя информации 1, фиг.3, могут быть скреплены при помощи клеевой композиции 8, при этом каждый предыдущий слой может служить подложкой для каждого последующего слоя.

Информационные элементы каждого слоя носителя могут заполняться как одним веществом, обладающим свойством оптического ограничения, так и разными веществами, при этом подбирают такие вещества, обладающие свойством оптического ограничения, чувствительность которых для каждого последующего слоя будет увеличиваться по сравнению с предыдущим.

В соответствии с изобретением в качестве веществ, обладающих свойством оптического ограничения, могут быть использованы различные материалы, нелинейные по интенсивности воздействующего лазерного излучения, например порфирины, индантроны и их производные, кластерные соединения, фуллерены, цианиновые, фталоцианиновые и нафталоцианиновые красители тяжелых металлов, при этом указанный перечень не может быть ограничен названными соединениями и возможно использование других известных материалов, обладающих вышеуказанным свойством.

Формирование оптически различимого кодового рельефа может осуществляться различными способами, наиболее распространенными из которых являются метод печати и метод записи информации при помощи лазерного луча.

При формировании кодового рельефа методом печати берут готовую мастер-матрицу с уже записанной информацией в виде, например, питов (информационных элементов), и интервалов между ними, и вдавливают эту матрицу в регистрирующую пленку, в результате чего на пленке отображается записанный на матрице кодовый рельеф с информационными элементами, например питами. После чего на данный рельеф наносят слой вещества, обладающего свойством оптического ограничения, которое проникает в питы и заполняет их. Данный слой вещества может наносится центрифугованием при 2500 об/мин.

При формировании кодового рельефа методом записи информации сначала формируют в регистрирующей пленке дорожки с углублением, затем заполняют их составляющими для фотосинтеза вещества, обладающего свойством оптического ограничения, после чего производят облучение зоны дорожек сфокусированным модулированным лазерным излучением мощностью свыше 10 мВт/мкм² импульсами в течение от 200 нc до 1000 нc до образования структуры с регулярно чередующимися информационными элементами с веществом, обладающим свойством оптического ограничения, которое синтезируется в результате воздействия импульсов лазерного излучения. При этом чем больше интервал воздействия, тем больше синтезируется вещества в информационном элементе, а интервалы воздействия определяются в соответствии с записываемой информацией. Если дорожки заполняются веществом, обладающим свойством оптического ограничения, то при воздействии лазерного излучения происходит деструкция (разрушение) вещества, обладающего свойством оптического ограничения, и получается структура с регулярно чередующимися информационными элементами с веществом, обладающим свойством оптического ограничения.

После формирования оптически различимого кодового рельефа на него наносят отражающее покрытие. Данное покрытие может наноситься на установке магнетронного напыления.

При записи информации на многослойный носитель формируют поток лазерного излучения 3, модулируют его в зависимости от записываемого информационного содержания, затем фокусируют его на записываемом слое многослойного носителя 1, и перемещают поток лазерного излучения по поверхности регистрирующей пленки 6, в которой предварительно формируют дорожки, заполненные веществом, обладающим свойством оптического ограничения, или составляющими для синтеза вещества, обладающего свойством оптического ограничения. В результате чего происходит формирование информационных элементов импульсами лазерного излучения в течении от 200 нc до 1000 нc, в зависимости от количества вещества, обладающего свойством оптического ограничения, формируемого в информационном элементе. При этом плотность лазерного излучения выбирают в пределах от 10 мВт/мкм² до 100 мВт/ мкм² в зависимости от вещества, обладающего свойством оптического ограничения, используемого в данном записываемом слое. При перемещении потока лазерного излучения и воздействия его в определенных местах в течении определенного времени происходит либо синтез, либо деструкция вещества, обладающего свойством оптического ограничения, и формирование кодового рельефа с информационными элементами, содержащими вещество, обладающее свойством оптического ограничения в количестве, определяемом записываемой информацией.

При считывании с оптического многослойного носителя информации производят формирование потока лазерного излучения 3, его фокусирование на поверхности одного из считываемых слоев 1 многослойного носителя информации, затем производят сканирование оптически различимого кодового рельефа 2 с информационными элементами 4 потоком лазерного излучения 3, после чего производится обработка отраженного от сканируемого кодового рельефа сигнала по частоте и амплитуде. При этом длину волны сканирующего сфокусированного потока лазерного излучения выбирают в пределах от 532 нм до 670 нм, длительность сканирующего импульса выбирают в пределах от 10 нc до 200 нc, а плотность сканирующего сфокусированного потока лазерного излучения выбирают в пределах от 1 мВт/мкм² до 10 мВт/мкм², в зависимости от вещества, содержащегося в информационных элементах считываемого кодового рельефа и обладающего свойством оптического ограничения. При этом только считываемый слой отражает сканирующий поток лазерного излучения, а остальные слои пропускают этот поток излучения, так как в их информационных элементах содержится вещество, обладающее свойством оптического ограничения, являющееся прозрачным для данного потока лазерного излучения с определенными вышеперечисленными задаваемыми параметрами.

Пример выполнения оптического многослойного носителя информации.

Подложка в виде диска, выполненная из поликарбоната, покрывается регистрирующей пленкой, на которой методом контактной печати при помощи эталонной матицы с заданным кодовым рельефом формируют кодовый рельеф с информационными элементами одного из слоев многослойного носителя информации. После чего наносится слой вещества, обладающего свойством оптического ограничения, например нафталоцианиновый краситель. Далее производится центрифугование при вращении со скоростью 2500 об/мин, в результате чего нафталоцианиновый краситель проникает в информационные элементы кодового рельефа. Полученное покрытие высушивается 5 минут при 70°С, после чего на установке магнетронного напыления наносится отражающее покрытие из диоксида титана. Далее на сформированный таким образом первый слой информационного носителя наносится слой клеевой композиции, на который наносят второй слой многослойного информационного носителя, сформированный аналогичным образом, что и первый слой информационного носителя. Таким образом формируют многослойный носитель с тремя и более информационными слоями.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в оптических запоминающих устройствах. Оптический многослойный носитель информации содержит по меньшей мере два слоя, каждый из которых представляет собой подложку с регистрирующей пленкой, на которой сформирован оптически различимый кодовый рельеф со считываемыми посредством лазерного излучения информационными элементами, содержащими вещество, обладающее свойством оптического ограничения. Способ изготовления оптического многослойного носителя информации включает изготовление по меньшей мере двух слоев, каждый из которых содержит оптически различимый кодовый рельеф со считываемыми посредством лазерного излучения информационными элементами, которые формируют из вещества, обладающего свойством оптического ограничения. Способ многослойной оптической записи информации, в котором производят запись информации путем формирования и перемещения импульсов потока лазерного излучения по поверхности регистрирующей пленки в сформированные дорожки, заполненные веществом, обладающим свойством оптического ограничения или компонентами для синтеза вещества, обладающего свойством оптического ограничения. Способ считывания с оптического многослойного носителя информации, включающий формирование потока лазерного излучения, его фокусирование на считываемом слое с оптически различимым кодовым рельефом с информационными элементами, содержащими вещество, обладающее свойством оптического ограничения, модулирование отраженного от кодового рельефа светового сигнала по частоте и амплитуде. Изобретение позволяет повысить объем записываемой информации в несколько раз, а также обеспечить селективное считывание и запись информации при высоком качестве считываемого и записываемого сигнала. 4 н. и 26 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Оптический многослойный носитель информации, содержащий по меньшей мере два слоя, каждый из которых представляет собой подложку с регистрирующей пленкой, на которой сформирован оптически различимый кодовый рельеф со считываемыми посредством лазерного излучения информационными элементами, отличающийся тем, что каждый из информационных элементов содержит вещество, обладающее свойством оптического ограничения, которое обеспечивает отражение считывающего сфокусированного лазерного излучения, и прохождение считывающего несфокусированного лазерного излучения, при этом каждый информационный элемент содержит разное в зависимости от записываемой информации количество вещества, обладающего свойством оптического ограничения, а регистрирующая пленка снабжена отражающим покрытием, выполненным на кодовом рельефе.2. Носитель информации по п.1, отличающийся тем, что он содержит множество слоев, каждый из которых представляет собой подложку с регистрирующей пленкой, на которой сформирован оптически различимый кодовый рельеф со считываемыми информационными элементами, содержащими вещество, обладающее свойством оптического ограничения, при этом чувствительность вещества, которым заполнены информационные элементы каждого последующего слоя, больше чувствительности вещества, которым заполнены информационные элементы каждого предыдущего слоя.3. Носитель информации по п.1 или 2, отличающийся тем, что слои носителя информации соединены между собою.4. Носитель информации по п.3, отличающийся тем, что слои носителя информации соединены между собою при помощи клеевой композиции.5. Носитель информации по п.1, отличающийся тем, что в качестве вещества, обладающего свойством оптического ограничения, он содержит по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей порфирины, индантроны и их производные, кластерные соединения, фуллерены, цианиновые, фталоцианиновые и нафталоцианиновые красители тяжелых металлов.6. Носитель информации по п.1, отличающийся тем, что высота каждого информационного элемента составляет от 0,1 до 2,5 мкм, а его ширина составляет от 0,01 до 3,0 мкм.7. Носитель информации по п.1, отличающийся тем, что в качестве отражающего покрытия регистрирующей пленки он содержит по меньшей мере одно вещество, выбранные из группы, включающей диоксид титана, магний, золото, железо, хром, марганец, серебро, никель, олово, висмут, медь, цинк, кадмий, сурьму.8. Носитель информации по п.1, отличающийся тем, что подложка содержит по меньшей мере одно прозрачное вещество, выбранное из группы, включающей поликарбонат, полиэстер, акрил, моновилиденовый ароматический полимер, полимер винигалида, полимер винилиденгалида, полиацетал, полиолефин, стекло, керамику, эпоксидную смолу.9. Носитель информации по п.1 или 8, отличающийся тем, что подложка выполнена в форме диска.10. Носитель информации по п.1 или 8, отличающийся тем, что подложка выполнена в форме ленты.11. Носитель информации по п.1 или 8, отличающийся тем, что подложка выполнена в форме карты.12. Носитель информации по п.1 или 2, отличающийся тем, что кодовый рельеф сформирован на поверхности регистрирующей пленки в виде топографической карты.13. Способ изготовления оптического многослойного носителя информации, включающий формирование по меньшей мере двух слоев, каждый из которых выполняют в виде подложки с регистрирующей пленкой, на которой формируют оптически различимый кодовый рельеф со считываемыми посредством лазерного излучения информационными элементами, отличающийся тем, что каждый информационный элемент формируют из вещества, обладающего свойством оптического ограничения, после чего на кодовый рельеф наносят отражающее покрытие, при этом количество вещества, обладающего свойством оптического ограничения, из которого формируют каждый информационный элемент, выбирают в зависимости от записываемой информации.14. Способ изготовления оптического многослойного носителя информации по п.13, отличающийся тем, что формирование информационных элементов из вещества, обладающего свойством оптического ограничения, осуществляют с использованием матрицы с заданным кодовым рельефом со считываемыми оптическим путем информационными элементами, который переносят на регистрирующую пленку, и информационные элементы рельефа заполняют веществом, обладающим свойством оптического ограничения.15. Способ изготовления оптического многослойного носителя информации по п.13, отличающийся тем, что формирование информационных элементов из вещества, обладающего свойством оптического ограничения, производят путем создания в регистрирующей пленке углубленных дорожек, заполнения этих дорожек компонентами для фотосинтеза вещества, обладающего свойством оптического ограничения, воздействия на зону дорожек сфокусированным модулированным лазерным излучением мощностью свыше 10 мВт/мкм² импульсами, длительность воздействия каждого из которых выбирают от 200 до 1000 нc, фотосинтеза вещества, обладающего свойством оптического ограничения, в зонах воздействия импульсов лазерного сфокусированного модулированного излучения до образования в указанных дорожках оптически различимого кодового рельефа с считываемыми посредством лазерного излучения информационными элементами из вещества, обладающего свойством оптического ограничения, при этом количество вещества, которое синтезируют в каждом информационном элементе, выбирают в соответствии с записываемым информационным содержанием и регулируют длительностью воздействия импульса сфокусированного модулированного лазерного излучения.16. Способ изготовления оптического многослойного носителя информации по п.13, отличающийся тем, что формирование информационных элементов из вещества, обладающего свойством оптического ограничения, осуществляют путем создания в регистрирующей пленке углубленных дорожек, заполнения этих дорожек веществом, обладающим свойством оптического ограничения, воздействия на зону дорожек сфокусированным, модулированным лазерным излучением мощностью свыше 10 мВт/мкм² импульсами, длительность воздействия каждого из которых выбирают от 200 до 1000 нc, деструкции вещества, обладающего свойством оптического ограничения в зонах воздействия импульсов сфокусированного модулированного лазерного излучения до образования в указанных дорожках оптически различимого кодового рельефа со считываемыми посредством лазерного излучения информационными элементами из вещества, обладающего свойством оптического ограничения, при этом количество вещества, обладающего свойством оптического ограничения, в каждом информационном элементе выбирают в соответствии с записываемым информационным содержанием и регулируют длительностью воздействия импульса сфокусированного модулированного лазерного излучения.17. Способ изготовления оптического многослойного носителя информации по п.13, отличающийся тем, что носитель формируют из множества слоев, каждый из которых выполняют в виде подложки с регистрирующей пленкой, на которой формируют оптически различимый кодовый рельеф со считываемыми информационными элементами, каждый из которых заполняют веществом, обладающим свойством оптического ограничения, при этом чувствительность вещества, которым заполняют информационные элементы каждого последующего слоя, больше чувствительности вещества, которым заполняют информационные элементы каждого предыдущего слоя.18. Способ изготовления оптического многослойного носителя информации по пп.13-17, отличающийся тем, что слои оптического носителя информации скрепляют между собой.19. Способ изготовления оптического многослойного носителя информации по п.18, отличающийся тем, что слои оптического носителя информации скрепляют между собой посредством клеевой композиции.20. Способ изготовления оптического многослойного носителя информации по пп.13, 14 и 16, отличающийся тем, что в качестве вещества, обладающего свойством оптического ограничения, используют по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей порфирины, индантроны и их производные, кластерные соединения, фуллерены, цианиновые, фталоцианиновые и нафталоцианиновые красители тяжелых металлов.21. Способ изготовления оптического многослойного носителя информации по пп.15 и 16, отличающийся тем, что регистрирующую пленку наносят толщиной от 0,2 до 10 мкм.22. Способ изготовления оптического многослойного носителя информации по п.13, отличающийся тем, что высоту каждого информационного элемента кодового рельефа выбирают в пределах от 0,1 до 2,5 мкм, а его ширину выбирают в пределах от 0,01 до 3,0 мкм.23. Способ изготовления оптического многослойного носителя информации по п.13, отличающийся тем, что в качестве отражающего покрытия используют по меньшей мере одно вещество, выбранные из группы, включающей диоксид титана, магний золото, железо, хром, марганец, серебро, никель, олово, висмут, медь, цинк, кадмий, сурьму.24. Способ изготовления оптического многослойного носителя информации по п.13, отличающийся тем, что подложку выполняют в форме диска.25. Способ изготовления оптического многослойного носителя информации по п.13, отличающийся тем, что подложку выполняют в форме ленты.26. Способ изготовления оптического многослойного носителя информации по п.13, отличающийся тем, что подложку выполняют в форме карты.27. Способ изготовления оптического многослойного носителя информации по п.13, отличающийся тем, что подложку выполняют по меньшей мере из одного вещества, выбранного из группы, включающей поликарбонат, полиэстер, акрил, моновилиденовый ароматический полимер, полимер винигалида, полимер винилиденгалида, полиацетал, полиолефин, стекло, керамику, эпоксидную смолу.28. Способ многослойной оптической записи информации, при котором формируют поток лазерного излучения, модулируют его в соответствии с информационным содержанием, фокусируют его на записываемом слое многослойного носителя информации, затем производят запись информации путем формирования и перемещения импульсов потока лазерного излучения по поверхности регистрирующей пленки в соответствии с заданным информационным содержанием, отличающийся тем, что запись информации производят в предварительно сформированные дорожки регистрирующей пленки, которые заполняют компонентами для фотосинтеза вещества, обладающего свойством оптического ограничения, под воздействием импульсов потока лазерного излучения, при этом плотность каждого импульса потока лазерного излучения выбирают в пределах от 10 до 100 мВт/мкм², а длительность каждого импульса потока лазерного излучения выбирают в пределах от 200 до 1000 нc, и синтезируют в указанных дорожках в зонах воздействия импульсов потока лазерного излучения оптически различимый кодовый рельеф со считываемыми посредством лазерного излучения информационными элементами, выполненными из вещества, обладающего свойством оптического ограничения.29. Способ многослойной оптической записи информации по п.28, отличающийся тем, что запись информации производят в предварительно сформированные дорожки регистрирующей пленки, которые заполняют веществом, обладающим свойством оптического ограничения, при этом плотность каждого импульса потока лазерного излучения выбирают в пределах от 10 до 100 мВт/мкм², а длительность воздействия каждого импульса излучения выбирают в пределах от 200 до 1000 нc, и осуществляют деструкцию вещества, обладающего свойством оптического ограничения в зонах воздействия импульсов потока лазерного излучения с образованием оптически различимого кодового рельефа со считываемыми посредством лазерного излучения информационными элементами, выполненными из вещества, обладающего свойством оптического ограничения.30. Способ считывания с оптического многослойного носителя информации, включающий формирование потока лазерного излучения, его фокусирование на поверхности одного из считываемых слоев многослойного носителя информации с оптически различимым кодовым рельефом с информационными элементами, сканирование оптически различимого кодового рельефа сфокусированным потоком лазерного излучения, модулирование отраженного от сканируемого кодового рельефа светового сигнала по частоте и амплитуде, отличающийся тем, что длину волны сканирующего сфокусированного потока лазерного излучения выбирают в пределах от 532 до 670 нм, сканирование каждого информационного элемента кодового рельефа осуществляют в пределах от 10 до 200 нc, а плотность сканирующего сфокусированного потока лазерного излучения выбирают в пределах от 1 до 10 мВт/мкм² в зависимости от вещества, содержащегося в информационных элементах считываемого кодового рельефа и обладающего свойством оптического ограничения, при этом кодовый рельеф с информационными элементами считываемого информационного слоя, на котором фокусируют поток лазерного излучения, отражает этот поток, а информационные слои, на которых не фокусируют данный поток лазерного излучения, пропускают этот поток.