[发明专利]信号保持/反射层可记录/可擦除光介质

说明书

本发明一般涉及记录介质领域。尤其，本发明提供一种具有单层的、双重用途的金属层用于保持和反射的可记录/可擦除光学存储介质以及根据热效应，尤其是根据光记录和擦除数据的写入读出擦除机制。

众所周知，高密度光盘（compact  disk）形式的光学数据存储介质能代替密纹唱片和盒式磁带。用户常见的光盘是只读光盘，并且要为这种光盘专门设计通用唱盘（disk  player）。这些光盘具有包含代表二进制数据的凹点的反射面。这些凹点及它们有何作用在沃特金森（Watkinson）所著的“数字音频技术”第13章焦点压制中作了描述。

目前，高密度光盘通常采用与生产传统密纹唱片的工艺相似的模压工艺来生产。这里称之为模版工艺（mastering  procoss）的上述工艺首先抛光一块平面光学玻璃圆盘。该光盘具有200mm到240mm的外径，6mm的厚度，并经过各种清洁和冲洗步骤。然后光盘涂覆薄的铬膜或偶合剂，把玻璃圆盘和光敏材料制成的光致抗蚀层粘合。然后用激光束蚀刻的方法把高密度光盘原版带上的数据转移到玻璃盘上。

玻璃圆盘被激光束写上后，由于玻璃圆盘在被照相显影之前不形成凹点，因此，圆盘仍十分平滑。首先使光盘表面导电，然后进行镍蒸镀工艺。这一现在称作玻璃模板的光盘经过与制作模拟音频唱片相似的工艺进行镍电铸。接着进行一系列金属复制，产生一个叫做模版的盘。该模版与最终的高密度光盘正好相反，该模版相当于照相负片，即在应当凹下的地方现在却是隆起。然后用该模版在透明的聚合物和聚氯乙烯，聚（甲基丙烯酸乙酯）和聚碳酸酯上进行模压。然后把反射膜如铝或其它金属施镀于经模压的表面上，最后把塑料涂层施涂在该膜上形成硬质结构。

放送器操作时把激光束贯穿基片聚焦在反射金属面上，然后检测反射光。因此基片的光学特性如厚度和折射率是放送器检测系统的关键，应考虑这些参数专门设计标准放送器。

凹点使激光束的光路增加到相当于半波长，因此，当与其它（未移相）反射束相遇时产生相消干涉。数据的出现使反射光强度下降。设计的标准放送器检测系统要求当无相消干涉时反射大于70%而在数据出现时，调制幅度大于30%，这些强度限制与聚焦参数一起规定了能在如放送器上被读出或放送的高密度光盘和其它光学数据存储介质的标准。

能直接记录数据和从其上直接读出数据的介质具有不同的结构，其工作原理略微不同。美国专利No.4，719，615（Feyrer等）描述了一个例子。

Feyrer等所描述的介质包括一加热时膨胀的橡胶材料的一层下层膨胀层。膨胀层与保持层联接，上保持层在环境温度时透明，加热时成为肢状。两层均载持于刚性结构上。膨胀层和保持层均含有吸收各种不同波长光的染料。数据通过从“记录”波长的激光束吸收光加热膨胀层进行记录，使膨胀层离开基片突出，并形成膨胀到保持层的隆起或“凸起（bump）”。这时，保持层温度上升到其玻璃转变温度之上，使其变形以适应该凸起。然后去掉光束，在凸起变平以前保持层很快冷却到其玻璃态，因此，使凸起固定。

数据读出通过将低强度“读出”光束聚焦在保持层和空气之间的部分反射界面上来实现。当读出光束遇到凸起时，一些反射光被散射，反射光的其余部分与非凸起区域的反射光产生相消干涉。导致检测器探测的强度下降。消除凸起擦除数据是通过具有“擦除”波长的第二激光束来实现的，该波长被保持层吸收而不被膨胀层吸收。该光束仅把保持层加热到橡胶态，其粘弹性力和膨胀层的粘弹性力使其返回到原始平滑构造。写入、读出和擦除光束均进入保持层一侧上的介质，在到达膨胀层之前先通过保持层。

Feyret等所描述的可擦除光学存储介质系统存在许多缺点。例如，写入数据和擦除数据必须用两个不同波长的光束来实现。而且，该装置取决于保持层和空气之间界面的反射，导致固有的低反射率（最大为30%）。因此，系统不能用透过1.2mm聚碳酸酯基片上进行聚焦和需要70%反射率的标准高密度光盘放送器的检测机制来读出。另外，在被加热的膨胀层之间存在一个预定程度的热传导率以使保持层温度足够地升高至能适应膨胀层形成的凸起或者保持层必须吸收预定量的“记录”波长的光能，在记录期间使保持层温度上升到所需要的温度。在这两种情况，如果想要生产具有恒定的记录特性，这一要求都必须被满足，并且应精确地控制。