多层组合液晶光学存储系统以及记录和读取信息的方法技术方案

多层数据载体包括几个液晶层（３０２），每个液晶层包括不同的荧光染料作为与液晶材料的客－主混合物。每个液晶层包括电极（３０３）和排列层（３０５）。排列层可以包括荧光或非荧光染料种类。液晶的控制使得信息能够单独地从每个像素或者以逐页格式读出。间隔层（３０６）用来定义液晶层（３０２）的厚度。电极由连接到电源（３１３）的控制器（３１２）来驱动。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种逐坑或逐页记录和读取信息的光学存储系统，尤其涉及ROM，WORM，RW多层光学存储系统以及它们与荧光读取信息的混合。
技术介绍
现有光学存储系统利用具有一个或两个信息层的二维数据载体。光学数据记录的大部分先前技术解决办法提议记录信息层的局部区域(凹坑)中反射激光辐射强度的变化。这些变化可能CD或DVD只读存储器(ROM类型)的凸纹光盘上的干扰效应，金属薄膜中孔的烧制，染料脱色，广泛使用的CD写一次可读多次(WORM)系统中聚碳酸酯的局部熔融，相变可重写(RW)系统中反射系数的变化等的结果。。为了增加记录密度，这些载体使用方法例如转变为较短的波发射源并结合大孔径透镜(高NA物镜)，平台凹槽记录型光盘的减小的道间距和增加的凹槽深度。信息读取的新的介质和方法用于信息的高密度存储，凹坑深度调制，以及具有以对称模式排列的正方形信息凹坑的光盘。在美国专利4,634,850和4,786,792号(Drexler技术公司)中，使用“四倍密度”或“微棋盘”格式的数字光学数据来增加数据密度并同时使错误达到最少；数据由CCD光检测器阵列读取，以使得可以光存储在电影胶卷(或光学存储卡)上的数字数据量成为四倍。三维(均匀)光敏介质使得我们能够实现超过每立方厘米几个兆兆位的这种信息记录密度。这些介质表现出在双光子吸收方面的各种光物理和光化学非线性效应。这些三维WORM和RW信息载体中的大部分最佳记录和读取性能是由光敏元件和光反应的产物经由中间虚拟级的双光子吸收的过程，例如当使用光变色或光致褪色材料时，或者当使用光折射晶体或聚合物和光聚合物时，记录折射参数的变化的过程，和。原则上，这种读写入方式使得我们能够将信息局部地记录在信息介质内具有已改变信息性质的凹坑中(类似于传统反射CD-或DVD-ROM中使用的信息凹坑)。但是，该原理的实际实现构成大的挑战，因为这种类型的记录所要求的毫微微(phemtosecond)激光发射源的高成本和大尺寸，也因为介质的非常低的感光灵敏度。通常，介质的这种非常低的感光灵敏度由我们当前已知的光敏材料的非常低的双光子吸收横截面参数所造成。从工艺上说，多层光学信息载体的使用将更有效。但是，它们也带来某些限制并且引起关于数据载体介质以及数据读取方式和设备(以及在WORM和RW的写入方式中，光学存储数据)的设计和性质的额外问题，特别是在介质内深处。在反射方式中，多层光学信息载体的每个信息层将由部分反射涂层覆盖。这减小读取信息光束和因它通过介质到达给定信息层并且返回到接收器的反射信息光束的强度。另外，因为它们的相干特性，两个光束当它们通过时在信息层的片段(凹坑和凹槽)上经受难以估计的衍射，也经受干涉畸变。这就是为什么具有荧光读取的多层荧光光学信息载体是优选地，因为它们没有部分反射涂层。在这种情况下，衍射和干涉畸变将因荧光辐射的非相干特性，与读激光波长相比较其较长的波长，以及光学介质对于入射激光和荧光辐射的透明性和均一性(不同层的类似的反射率)而非常小。因此，多层荧光载体与反射光学存储相比较具有一些优点。在美国专利4,202,491号中，使用荧光墨水层，它的数据点发射红外辐射。日本专利63,195,838号提出一种具有荧光读取方式的WORM盘，其中数据载体层应用于基底的席纹面。如果是WORM盘，在该基础上创建多层信息结构是绝对不可能的，因为读写发射的强的光色散。但是，使用荧光复合材料来创建多层光盘是可能的。该技术在美国专利6,027,855和5,945,252号中，以及在EP 00963571A1中描述。美国专利6,009,065和6,071,671号(V.Glushko和B.Levich)描述用于从多层荧光光盘中逐位读取信息的设备。目前，对于所有类型的多层荧光数据载体(光盘和卡)的一般要求是数据载体应当具有最大可能的记录信息容量和密度，最大可能的读取速度以及“信号与噪声”之间的高比率。当我们使得信息凹坑的尺寸达到最小并且增大每个信息层中它们的记录密度时；以及当我们增加信息层的数目并且使用较短波长的读发射源时，我们可以满足该要求。为了能够实现高速读取，我们需要创造最大可能的信息荧光信号容量。光学数据写入的实际记录密度以及上面引用的其余参数不仅由记录发射源的波长来确定，而且由用于记录的实际记录介质的性质，输入/输出方式以及光学存储设备来确定。如果我们讨论荧光多层存储，应当满足一些附加要求记录发射必须仅被三维介质的某个微小位置的边界所吸收，并且它的写和/或读发射应当足够强烈以能够实现某种阈效应。否则，记录介质内深处的信息位的记录将伴随有当记录光束通过介质时沿着记录光束整个路径的光学性质的变化。另外，当荧光分子吸收单光子读发射时，我们观察到设计光盘和卡形式的数据读取方式的具体差别。参见关于在多层信息介质10(20)中读取的两种可能选择的图1和2，其中信息承载层11(21)已经由聚合物层12(22)分隔，该聚合物层对于读17(23)和荧光发射24和25是透明的。通常，光盘系统利用由精确聚焦激光束23完成的逐位数据读取(图2)。由于在来自信息凹坑(26)的荧光发射(24)的光接收器收集过程中的空间滤波，我们可以实现非常小的层间串音。该串音因当相邻的信息层被读发射(23)穿透时的荧光激励(25)而发生。因此，在这些数据载体的使用中，低反差是完全可接受的(背景荧光强度Ifl(back)的差与它们的总和之间的比K＝(Ifl(pit)-Ifl(back))/(Ifl(pit)+Ifl(back))K＝1/2-2/3的记录信号来自每个分隔的信息层。随着这发生，分隔的信息层(21)可能完全是固态的。荧光材料可以填充微凹坑(信息凹坑)(26)以及它们之间的空间(27)。该现象使得我们能够使用众所周知的加热模制技术(注入-压缩模制技术)，或者基于来自凸纹主盘(原始盘)的光可聚合组合物的2P过程，以及随后在旋涂，或辊涂或浸涂的帮助下进行的用信息承载层(21)的涂敷。多层荧光数据载体例如光卡使得我们能够使用包括几千个凹坑(16)的整页信息(14)的多通道(逐页)读取；这就是CCD照相机所实行的。随着这发生，页(14)的三维图像滤波可以显著地被层间串音所阻碍；该串音因由相邻层所发射的荧光(25)而发生，结果，我们观察到由光接收器所接收的低对比度图像，因为对比度真实地在直线下降。这就是为什么当使用光卡时我们在每层中实现高对比度(K～1.0)是关键性的。为了获得高水平的对比度，我们应当将信息层(11)组合成类似岛的结构，同时仅信息凹坑(16)必须用荧光材料充满。为了制造包括数据承载层的这种结构，我们实在需要使用相当复杂的技术。而且，因为层内的荧光信息凹坑占据整个层区域的大约百分之五十，并且即使填充的百分比与上面已经引用的百分比一样大，在读取方式中由该层发射并且到达光接收设备的信息信号的强度为从多层载体到达接收器的整个荧光流强度的大约1/N，N表示其中信息层的数目。本专利技术提供ROM，WORM或RW型荧光多层数据载体的新结构以及向其写入数据和从中读取数据的类型和方式的几种选择。这些选择使得我们能够用电力控制稀释在液晶基体中的荧光分子的吸收和发射能力。而这又使得我们能够完全或部分地消除当以“逐坑”和“逐页”方式读取时相邻本文档来自技高网...

【技术保护点】
多层组合荧光液晶光学数据载体，包括：－位于平行平面中的许多数据承载层；－数据层位于同一衬垫上，并且用透明中间层划分；－每个数据承载层制造成构成薄的电力控制液晶单元的多组分结构，其由两个相似的光学透明电极制成，该光学透 明电极制成固态层或者制成两个相互正交的条的系统，其覆盖有至少一个排列层并且由间隔层划分，它们之间的空间由客－主液晶组合物和用作主物质的光化学稳定各向异性吸收荧光物质填充。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：瓦尔迪莫科曾科夫，瑟格玛戈尼斯基，尤根尼莱维奇，
申请(专利权)人：特莱第存储IP有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]