铁电材料载体的读写信息的方法及装置制造方法及图纸

这里所公开的是一种在基于铁电材料的信息载体上读写以二进制存贮的信息的方法，其中：写信息通过与信息位相对应的载体区的极化来完成，被写区可为第一极化状态或者第二极化状态；读信息通过光的方式来完成，信息载体响应于入射光束而产生二次谐波光信号，其具有的幅度按照被读区是处于第一极化状态还是处于第二极化状态来变化。读和写装置以及信息载体在这里也被公开。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在基于铁电材料的载体(或介质)上进行信息的存贮和读出。可通过电写入或者光写入进行存贮，而通过光的方法进行读出。数字光盘已被人们所熟知，这是以数字的形式写入数字块并可以用光的方法读出的盘。光盘的主要价值在于它们的高存贮容量。目前，市场上现有的类型有CCD-ROM(Compact Disk Read-Only Memory)型盘以及WORM(Write-Once-Read-Many)型盘。由于RWM(Read-Write-Many)盘(即，可进行任意重写的盘)还不存在，目前最先进的技术是对应于WORM类型的。现在的光盘写入原理是在一敏感层构成的(光)道上进行定位烧灼。通过一激光束在(光)道上的简单反射来读出。这使得被烧灼区可以以信息位的形式被识别出来成为可能。一般所获得的信息密度为1011位/米2(即，每位10微米2)，读出通过速率在10兆位/秒的范围。发展和完善一种能被重写的光盘的研究主要涉及的是磁-光的方法。一激光束定位地加热于一种基于稀土金属的磁性材料。这种材料在可变磁场中被“冷却”为一特定的极化状态。读出的方法使用法拉第效应，即磁性材料中光极化旋转的原理。分辩率将通过使用激光束的确切定位加热来达到。然而，这一技术还未实现在市场上的应用。此外还已知铁电材料能被用作记忆器件、但是，存贮的应用受到了使用极化的两种剩磁状态的限制，这是由于当极化改变后将产困难。因此，铁电材料不能对磁性存贮构成电考贝。已经提出了各种方法来获得没有这些缺陷的铁电存贮。这些方法有，在FR2，595，025中提出的读信息是热电物质的方法，以及在FR2，604，805中提出的读信息是介电物质的方法。使用铁电聚合物作为光存贮材料的可能性已在T.R.奥格登(T.R.OGDEN)和D.M.古金(D.M.GOOKIN)的文章“铁电聚合物作为一种光材料”(Materials Letters，Vol.3，No.3，January 1985)中作了报导，根据这篇文章，写入可通过一激光束对这类材料的特定区域进行有选择的加热和采用电场的方法来进行。按此方式写入的信息以光的方式被读出，这通过铁电材料的偶极子在电场作用下定向排列能引起双折射效应来实现。该读出方法的缺陷是其效率很低。实际上，作者宣称，对30微米厚的PVDF(聚偏氟乙烯)薄膜，读出光波的极化旋转仅为6°，信噪比很低，并且，读出光波检测器提供出的电流强度对于对应0位的膜区与对应1位的膜区仅能反映出2%的差值。本专利技术的目的在于设计一个使用多次读写载体进行信息读写的系统，载体由铁电材料构成。信息可以由电写入或光写入的方式存贮。通过产生光信号的二次谐波，用光的方式来读出。这是一个极好的方式。因此，本专利技术的目的是提供一种在基于铁电材料的信息载体上读写以二进制形式存贮的信息的方法，其中，写信息通过对应于信息位的载体区的极化来完成，被写区可以是第一极化状态或是第二极化状态;读信息通过光的方式来完成，信息载体响应于入射光束产生二次谐波光信号，其具有的幅度按照被读区是处于第一极化状态还是处于第二极化状态而变化。本专利技术的另一个目的是提供一种在基于铁电材料的信息载体上读写以二进制形式存贮的信息的装置，其载体的一个区对应于每个信息位，所述的装置包括能够对铁电材料施加极化电场以使所有载体区均处于第一极化状态的装置;能够使特定的载体区处于第二极化状态以获得写入作用的装置;用于以光方式读出写在载体上的信息，能够检测由信息载体区产生出的二次谐波信号的装置。而本专利技术的另一目的是提供一种基于铁电材料的信息载体，信息被存贮于铁电材料区中，其中，载体至少具有一个能够将电场施加在铁电材料区的电极。通过下面的以非限定性方式给出的描述并结合所附附图，本专利技术将被更清楚地理解，且其它的优点也将被展现出来，其附图为附图说明图1是表示铁电材料极化的滞后曲线图;图2是表示铁电材料极化值随温度变化的函数曲线图;图3、4表示的是根据本专利技术的一种信息载体;图5表示的是根据本专利技术的一种变化采用电方式写入的装置结构原理图;图6表示的是根据本专利技术的一种变化采用热方式写入的装置结构原理图;图7表示的是根据本专利技术的读出装置。当电场 施加到电介质上时，构成电介质材料的带电粒子(即电子或电离的原子)从它们的平衡位置上移动一定的距离，这个距离是电场强度 、这些粒子所受到的静电回拉力、所施加电场频率以及电介质分子排列的函数，其结果是材料的极化，它被表示为矢量 并被定义为等于(a)被移动电荷的密度与(b)代表这一移动的矢量的乘积。在电场 和与材料有关的极化矢量 之间，如果所加电场强度不过强，则有一个矩阵关系式 ＝‖X‖· 如果介质是各向同性的，‖X‖被简化为一标量，在各向异性介质的一般情况，‖X‖是一张量。然而，如果具有光频率的强电磁场被施加到电介质上，所感应的极化将不再正比于所施加的场，而是具有与所施加场的平方和立方成正比的非线性项。在弗兰肯(FRANKEN)发现了石英晶体在受到红宝石激光的照射而产生二次谐波后(P.A.FRANKEN，A.E.HILL，C.W.PETERS，G.WEIMRIH，Phys.Rev.Lett.，Vol.7，1961，P.118)，人们对这些非线性极化的所有效应已进行了研究。通过以所加电场整数级数的形式展开所感应的极化来描述介质对所施加的电磁场的响应是可能的 ＝P′ + ‖X(1)‖· +‖X(2)‖·｜E｜· +‖X(3)‖·｜E｜2· +.. 如果电介质是铁电材料，则P'不为零。感应极化展开式的第一项代表线性极化，而第n项表示介质对施加场的第n次非线性响应，系数X(n)是(n+1)阶张量，它被称作第n次极化率张量。 中所含的不同项随次数n很快地减小，只有当以激光束为代表的强光源出现后，才使得利用与二次极化率相对应的非线性电光效应成为可能。对于一定的电介质并且在一定的条件下，由入射光束感应出的并与存贮能量相对应的极化，能产生出以两倍于入射波频率振荡的波辐射。这与一部分存贮能量的复原相对应。对于任意一种电介质，通过非线性效应，能够产生入射光束二次谐波的必要条件是二次极化率张量不为零，由于张量X(n)是根据晶体的性质来确定的，因而利用介质的对称性质可以明显地将张量X(n)独立系数限制到3(n+1)。于是X(2)将仅在非中心对称介质时不为零，因此排除了在薄层光学(thin-layer optics)中常用的所有非晶体介质(玻璃、标准聚合物)。目前，在非线性光学中通常用于产生二次谐波现象的大多数材料是无机单晶体，如铌酸锂或磷酸二氢钾(KDP)。然而，在这一领域中，有机化合物有许多超过无机盐的优点。事实上，在光学领域的频率上，它们产生出的非线性效应是源于纯电子的，这导致了这些材料的几乎瞬时的响应，并使它们很适合用于光信号超快速处理的场合。此外，它们还具有较高的光损坏阈值(也可以说光折射率)。最后，它们在分子工程中有很大的潜力，使得有可能获得具有较高的二次极化率的材料。具有光功能(倍频器、调制器、参量振荡器、光混频器、等等)的有机材料可以从不同类型的材料中以及用不同的具体方法来获得。一类具有很高的非线性响应和能够产生电磁波的二谐波的有机分子的有序结构是由聚合物构成的。聚合物薄膜特别有用，因为它们可用于很大面积本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在基于铁电材料的信息载体上读写以二进制的形式存贮的信息的方法，其中：写信息通过对应于信息位的载体区的极化来完成，被写区既可以是第一极化状态也可以是第二极化状态；读信息通过光的方式来完成，信息载体响应于入射光束而产生二次谐被光信号 ，其具有的幅度按照被读区是处于第一极化状态还是处于第二极化状态来变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】FR 1989-10-13 89134031.一种在基于铁电材料的信息载体上读写以二进制的形式存贮的信息的方法，其中写信息通过对应于信息位的载体区的极化来完成，被写区既可以是第一极化状态也可以是第二极化状态；读信息通过光的方式来完成，信息载体响应于入射光束而产生二次谐被光信号，其具有的幅度按照被读区是处于第一极化状态还是处于第二极化状态来变化。2.根据权利要求1的方法，其中在载体区上的写入由施加外部电场来完成。3.根据权利要求2的方法，其中所施加的外部电场值可以获得与极化最大值相对应的第一极化状态。4.根据权利要求2或3的方法，其中所施加的外部电场值可以获得与极化零值相对应的第二极化状态。5.根据权利要求1的方法，其中在载体区上的写入由热方式来完成，该方式包括下面两个相继的步骤施加一电场，用于将全部记录载体区设置为非零极化状态或第一极化状态，将载体区温度加热到至少等于居里温度，使之处于第二极化状态。6.根据权利要求5的方法，其中载体区的加热通过采用激光束的方法来完成。7.一种在基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普罗班，布津诺贝格，多米尼克布鲁索，让弗朗索瓦勒格朗，约瑟夫拉泽罗维茨，
申请(专利权)人：汤姆森CSF公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]