Вы здесь

Фізико-технічні основи побудови оптичних запам’ятовуючих пристроїв на фотолюмінесцентних носіях

Автор: 
Беляк Євген В’ячеславович
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2006
Артикул:
3406U000655
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РОЗДІЛ II. ФІЗИКО-ТЕХНОЛОГІЧНІ ОСНОВИ БАГАТОШАРОВОГО ФОТОЛЮМІНЕСЦЕНТНОГО ЗАПИСУ
2.1. Методи побудови фотолюмінесцентних носіїв інформації
У фотолюмінесцентному дисковому носії інформації пропонується представляти
інформаційні одиниці у вигляді областей із заданими геометричними розмірами,
які заповнюються люмінесцуючим матеріалом, здатним під дією лазерного променя
випромінювати світло з довжиною хвилі, що відрізняється від довжини хвилі
зондуючого світла. Такі області можуть являти собою поглиблення в пластиковій
підкладці, заповнені барвником [30, 68], знебарвлені або активовані області
барвника [70], зони з різною концентрацією люмінесцентних добавок [71].
Відмінними рисами процесу зчитування інформації з люмінесцентного носія є:
- зміна довжини хвилі випромінювання люмінесценції в порівнянні з довжиною
хвилі зондувального випромінювання;
- некогерентність випромінювання люмінесценції при відтворенні інформації;
- люмінесцентне випромінювання не поглинається матеріалом шару носія, що
реєструє.
Просторова роздільна здатність, для люмінесцентної системи зчитування удвічі
вище чим в оптичних системах з когерентними джерелами, застосовуваними в
пристроях зчитування CD- і DVD-носіїв [30, 68]. Це дозволяє відтворювати
інформацію з люмінесцентних носіїв, щільність запису інформації на яких
відповідає щільності запису на CD- або DVD-носіях, оптичними системами, у яких
застосовуються об'єктиви з меншою числовою апертурою. Ці особливості процесу
зчитування інформації з люмінесцентного носія дозволяють створити багатошарові
люмінесцентні носії інформації [30]. Схема відтворення інформації з
багатошарового люмінесцентного носія представлена на рис. 2.1. Зокрема,
можливість здійснення відтворення інформації, записаної з високою щільністю
низькоапертурними об'єктивами, дозволяє працювати без складних компенсаторів
сферичної аберації при роботі з багаторівневими носіями [30, 68, 69].
Рис. 2.1. Схема зчитування інформації з відбиваючого носія DVD-ROM
та люмінесцентного носія FMD-ROM.
На відтворення інформації з люмінесцентних носіїв основний вплив робить
квантовий ефект люмінесценції й обсяг люмінесцуючого матеріалу. На відміну від
стандартних рельєфно-фазових компакт-дисків інтерференційні ефекти (у тому
числі вплив зміни глибини пітів) не мають істотного впливу на процес
відтворення інформації, що істотно полегшує процес виготовлення люмінесцентних
носіїв, особливо багатошарових. Основна проблема при синтезі люмінесцентних
носіїв інформації складається в одержанні стабільних барвників з високим
квантовим виходом люмінесценції для забезпечення швидкостей зчитування,
порівнянної зі швидкістю відтворення інформації з рельєфно-фазових
компакт-дисків.
За структурою і технологією виготовлення люмінесцентні носії типу ROM багато в
чому подібні стандартним компакт-дискам CD або DVD. Їхньою основою є рельєфна
підкладка, на якій по спіралі розміщені поглиблення (піти) різної довжини (рис.
2.2).
Рис. 2.2. Структура FMD-ROM диска.
У люмінесцентних носіях типу ROM поглиблення заповнені люмінесцуючою речовиною,
в той час, як у компакт-дисках CD або DVD рельєфна структура металізується
[69]. Характеристики люмінесцентного носія типу ROM визначаються в основному
властивостями люмінофора. Основними вимогами до нього є:
область поглинання повинна відповідати довжинам хвиль напівпровідникових
лазерів, що використовуються у найбільш вживаних на теперішній час системах
оптичного запису інформації (650 нм, 780 нм);
довжина хвилі люмінесцентного випромінювання повинна бути зміщена як мінімум на
50 нм від зондуючого випромінювання для ефективного розділення світлових
потоків;
люмінофор повинний мати високий квантовий вихід світіння для збільшення
інтенсивності сигналу зчитування;
показник заломлення повинний бути близький до показника заломлення матеріалу
підкладки для зменшення втрат інтенсивності світла на границі розділу барвник
підкладка;
люмінофор повинний мати високу часову стабільність і не руйнуватися під дією
випромінювання, що зчитує для довгострокового та надійного зберігання
інформації;
люмінофор повинний мати малий час відгуку ф « 100 нс для збільшення швидкості
зчитування.
Багатошаровий люмінесцентний диск виготовляється за технологією виробництва
стандартних компакт-дисків [72] (запис інформації на диск-оригінал, одержання
рельєфного зображення в процесі травлення, металізація диска-оригіналу,
гальванічне вирощування нікелевого штампа, інжекційне лиття підкладки з
полікарбонату з рельєфним записом) до стадії металізації підкладок з
полікарбонату, що заміняється на нанесення люмінофора методом центрифугування,
потім йде традиційна операція герметизації інформаційного шару
фотополімеризуючимся лаком [73].
При необхідності з використанням 2Р процесу на поверхню підкладки наносять
наступні інформаційні шари, що розділяються проміжними шарами. Структура
багатошарового люмінесцентного диска представлена на рис 2.2 Товщина
інформаційного шару складає 0,5–3 мкм, а проміжного 10–100 мкм (у випадку
меншої товщини проміжного шару різко зростає рівень перехресних перешкод
сигналу між шарами [73]). На інформаційному шарі площа зайнята пітами, що
заповнені люмінесцуючою речовиною, складає менше 20 % (крок доріжки 1,6 мкм,
ширина пітів 0,5 мкм, а уздовж доріжки піти займають 50 % довжини). Поглинання
випромінювання в піті не перевищує 15 %. Така структура носія дозволяє робити
зчитування інформації з більшого числа інформаційних шарів без значного
послаблення сигналів зчитування [30]. Повідомлялося про розробку
двадцятиодно-шар