三维复合存储媒体制造技术

本发明专利技术涉及一种三维复合存储媒体。将快速光响应介质均匀分散在高聚物中形成复合材料，再通过注塑或浇铸形成存储媒体。存储媒体具有用于信息记录和检索的伺服跟踪预刻槽。所采用的快速光响应介质包括能在飞秒或微微秒内响应而且吸收波长在可见～紫外光范围内的有机染料、有机光致变色、无机光致变色、无机宽带隙金属或半导体氮化物、这些介质的其中任何一种，均匀分散在高聚物中。通过光子与存储媒体的作用完成信息的录入。采用荧光方法读取信息，使存储媒体的信噪比提高、存储密度成倍增加、数据速率有数量级的提高，而且材料的热疲劳可忽略不计。（*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三维复合存储媒体，更具体地，涉及一种通过将快速光响应介质均匀分散在高聚物中形成的复合材料所制成的存储媒体，其中，通过光子与存储媒体的作用完成信息的录入。
技术介绍
迄今为止，可录光盘无论是CD-R、DVD-R或DVD+R都是在聚碳酸酯(PC)盘基上旋涂一层有机染料，再溅射一层金属反射层而成的二维存储光盘。这类可录光盘的生产线至少包括以下三个主机1.盘基注塑机-随后是冷却传送室2.染料旋涂机-随后是样品烘干室3.后续组合机-包括金属溅射室、紫外固化甩胶室、紫外固化曝光室、原位检测室等。现有技术的生产线见附图1(a)所示的方框图。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种采用较现有技术更简化的设备可以生产的三维存储媒体，它具有更大的存储容量，而且可供采用的材料的种类范围更为广泛。根据本专利技术的一种三维复合存储媒体，其特征在于，通过将快速光响应介质均匀分散在高聚物中以形成复合材料，再通过注塑或浇铸处理成为盘状、块状、或卡状的存储媒体，以便实现体存储，所述存储媒体具有用于信息记录和检索的伺服跟踪预刻槽。根据本专利技术的三维复合存储媒体的优点在于简化生产设备。由于记录介质分散在高聚物中，因此不需要将染料事先溶于溶剂，再旋涂到盘基上，可以用注塑机模压出样盘，然后直接传送到后续组合机，省去染料旋涂和染料回收过程，见附图1(b)。也就是说，完全可用只读光盘生产线实现这类三维可录光盘的批量生产，从而大大提高生产效率并降低成本。实现技术升级。将二维存储光盘升级为三维存储媒体，整个存储媒体呈透明状。若用荧光读取已录信息，则上述后续组合机中的金属溅射室还可省去，进一步降低生产线成本。扩宽材料设计面只要满足以下两个条件的媒体材料都可采用(1)可以在飞秒(fs，10-15秒)或微微秒(ps，10-12秒)的时间内发生光响应；(2)吸收波长在可见光～紫外光范围内的任何波段。附图说明图1(a)示出现有技术的光盘生产线主机的方框图；图1(b)示出根据本专利技术的三维复合存储媒体的生产线主机的方框图；图2示出根据本专利技术的三维复合存储媒体的一个实施例的吸收光谱；图3示出图2的实施例的各种深度双光子聚焦点记录的信息位。具体实施例方式根据本专利技术的媒体介质包括以下类型一类有机染及衍生物均匀分散在高聚物中；两类或几类有机染料及衍生物均匀分散在高聚物中；一类有机光致变色材料均匀分散在高聚物中；两类或几类有机光致变色介质均匀分散在高聚物中；一类无机光致变色介质均匀分散在高聚物中；两类或几类无机变色介质均匀分散在高聚物中；一类宽带隙IIIA族氮化物均匀分散在高聚物中；两类或几类宽带隙IIIA族氮化物均匀分散在高聚物中。具体地，根据本专利技术的三维复合存储媒体具有以下结构中的其中任何一种结构酞青类染料及其衍生物匀散在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或其同系物中；金属或金属硫族化合物-酞青类染料及其衍生物匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中；葸醌类染料及其衍生物匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中；萘醌类染料及其生物匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中；偶氮类染料及其衍生物匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中；酞青类染料及其衍生物匀散在聚碳酸酯(PC)中；金属或金属硫族化合物-酞青类染料及其衍生物匀散在聚碳酸酯中；葸醌类染料及其衍生物匀散在聚碳酸酯中；萘醌类染料及其衍生物匀散在聚碳酸酯中；偶氮类染料及其衍生物匀散在聚碳酸酯中；酞青类染料及其衍生物匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中/金属反射膜；金属或金属硫族化合物-酞青类染料及其衍生物匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中/金属反射膜；葸醌类染料及其衍生物匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中/金属反射膜；萘醌类染料及其衍生物匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中/金属反射膜；偶氮类染料及其衍生物匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中/金属反射膜；酞青类染料及其衍生物匀散在聚碳酸酯中/金属反射膜；金属或金属硫族化合物-酞青类染料及其衍生物匀散在聚碳酸酯中/金属反射膜；葸醌类染料及其衍生物匀散在聚碳酸酯中/金属反射膜；萘醌类染料及其衍生物匀散在聚碳酸酯中/金属反射膜；偶氮类染料及其衍生物匀散在聚碳酸酯中/金属反射膜；至少选择以上两类染料及其衍生物的混合物匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中，或聚碳酸酯中；可有金属反射膜(若用反射读取)，也可没有金属反射膜(若用荧光读取)；宽带隙IIIA族氮化物如氮化铝、氮化铟、氮化镓，匀散在聚碳酸酯中；宽带隙IIIA族氮化物如氮化铝、氮化铟、氮化镓，匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中/金属反射膜；宽带隙IIIA族氮化物如氮化铝、氮化铟、氮化镓，匀散在聚碳酸酯中/金属反射膜；无机光致变色介质，过渡金属氧化物钒氧(V2O5)、镍氧(NiO)、氧化钼(MoO3)、氧化钨(WO3)，匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中，或聚碳酸酯中；有机光致变色介质螺吡喃类、俘精酸酐类，匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中，或聚碳酸酯中；以上各无机、有机光致变色介质，匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中，或聚碳酸酯中/金属反射膜。在以上的三维复合存储媒体中，金属-酞青类染料及其衍生物中的金属是以下单质元素的其中任何一种铜、银、锌、镉、铝、镓、铟、锗、锡、铅、锑、钒；硫族化合物是从铜、银、锌、镉、铝、镓、铟、锗、锡、铅、锑、钒中选择的一种，和从硫族元素氧、硫、硒、碲中选出的一种形成的二元化合物。金属反射膜是金、银、铝合金中的其中任何一种。以上三维存储媒体信息录入和读取的机制为双光子吸收导致电子跃迁，从而可导致无辐射跃迁(对应于录入)和辐射跃迁(对应于读取)两种机制。在无辐射跃迁机制下，产生光化学效应(单重态/三重态)和光物理效应(内转换/系间串越)；在光化学效应和光物理效应下，产生光生成物，从而完成信息录入。在辐射跃迁机制下，通过荧光或磷光发射进行信息读取。以两类或几类有机染料及衍生物均匀分散在高聚物中形成地复合存储媒体为例具体说明信息录入和读取的过程。采用两种染料均匀混合、分散在PMA中，再注塑成面积为3×3.5cm2、厚度为1.2mm的卡片，编号是DPS-1，(即Dye-Polymer System一号样品)，其吸收光谱如附图2所示，因此可用Ti-蓝宝石激光器录入信息。Ti-激光器的各参数为激光器波长780nm，脉冲宽度120fs，重复频率82MHz，数值孔径0.65。换言之，根据本专利技术的三维复合存储媒体在飞秒、皮秒或纳秒量级窄脉宽的激光作用下，所述快速光响应介质进行单光子吸收，还可以进行双光子吸收或多光子吸收。快速光响应介质的吸收波长可以发生在近红外～可见～紫外光的其中任一波段，取决于所述会快速光响应介质在高聚物中的电子组态。另外，所述双光子吸收的其中两光子对应的波长可以相同也可以不相同。在波长相同的双光子吸收中，可以是单束激光的双光子吸收，也可以是两束相同波长激光束的双光子吸收；在两束相同波长或不同波长激光束的双光子吸收中，只有在两束激光聚焦于一点时，才能发生光与所述存储媒体的光化学/物理作用，从而形成光生成物的记录位。另外，在两束相同波长或不同波长激光束的双光子吸收中，可以用一束激光在另一束激光的光平面上进行垂直记录。从图2可以看出DPS-1对780nm波长的激光光子不吸收，所以该媒体一次至少要吸收两个光子才能跃迁到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维复合存储媒体，其特征在于，通过将快速光响应介质均匀分散在高聚物中以形成复合材料，再通过注塑或浇铸处理成为盘状、块状、或卡状的存储媒体，以便实现体存储，所述存储媒体具有用于信息记录和检索的伺服跟踪预刻槽。

【技术特征摘要】
1.一种三维复合存储媒体，其特征在于，通过将快速光响应介质均匀分散在高聚物中以形成复合材料，再通过注塑或浇铸处理成为盘状、块状、或卡状的存储媒体，以便实现体存储，所述存储媒体具有用于信息记录和检索的伺服跟踪预刻槽。2.如权利要求1所述的三维复合存储媒体，其特征在于，在飞秒、皮秒或纳秒量级窄脉宽的激光作用下，所述快速光响应介质除进行单光子吸收外，还可以进行双光子吸收或多光子吸收。3.如权利要求2所述的三维复合存储媒体，其特征在于，所述快速光响应介质的吸收波长可以发生在近红外～可见～紫外光的其中任一波段，取决于所述会快速光响应介质在高聚物中的电子组态。4.如权利要求3所述的三维复合存储媒体，其特征在于，所述双光子吸收的其中两光子对应的波长可以相同也可以不相同。5.如权利要求4所述的三维复合存储媒体，其特征在于，在波长相同的双光子吸收中，可以是单束激光的双光子吸收，也可以是两束相同波长激光束的双光子吸收。6.如权利要求4所述的三维复合存储媒体，其特征在于，在两束相同波长或不同波长激光束的双光子吸收中，只有在两束激光聚焦于一点时，才能发生光与所述存储媒体的光化学/物理作用，从而形成光生成物的记录位。7.如权利要求5所述的三维复合存储媒体，其特征在于，在两束相同波长或不同波长激光束的双光子吸收中，可以用一束激光在另一束激光的光平面上进行垂直记录。8.如权利要求6或7所述的三维复合存储媒体，其特征在于，光记录可以在整个存储媒体中实现信息的逐层记录，其中相邻两层之间的最小间隔可达3微米。9.如权利要求8所述的三维复合存储媒体，其特征在于，逐层记录可以是整个页面的并行记录，也可以是对每层进行逐位比特记录。10.如权利要求9所述的三维复合存储媒体，其特征在于，各记录层可以是整个页面的荧光读取或反射读取，也可以是对每层进行逐位比特的荧光读取或反射读取。11.根据权利要求1所述的三维复合存储媒体，其特征在于，它具有以下结构中的其中任何一种结构酞青类染料及其衍生物匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中；金属或金属硫族化合物-酞青类染料及其衍生物匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中；葸醌类染料及其衍生物匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中；萘醌类染料及其衍生物匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中；偶氮类染料及其衍生物匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中；酞青类染料及其衍生物匀散在聚碳酸酯中；金属或金属硫族化合物-酞青类染料及其衍生物匀散在聚碳酸酯中；葸醌类染料及其衍生物匀散在聚碳酸酯中；萘醌类染料及其衍生物匀散在聚碳酸酯中；偶氮类染料及其衍生物匀散在聚碳酸酯中；酞青类染料及其衍生物匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中/金属反射膜；金属或金属硫族化合物-酞青类染料及其衍生物匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中/金属反射膜；葸醌类染料及其生物匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中/金属反射膜；萘醌类染料及其衍生物匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中/金属反射膜；偶氮类染料及其衍生物匀散在聚甲基丙烯酸甲酯或其同系物中/金属反射膜；酞青类染料及其衍生...

【专利技术属性】
技术研发人员：戎霭伦，黄德音，
申请(专利权)人：慧合有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]