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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR INPUTTING INFORMATION INTO A DATA STORAGE MEDIUM THAT IS OPTICALLY RECORDABLE AND READABLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/103690
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for inputting information into a data storage medium that is optically recordable and readable. Said medium comprises a polymer film that can be modified locally by heating, in order to store information. An absorbent dye (34) is allocated to the polymer film, said dye being designed to at least partially absorb a recording beam (36) and to at least partially release the heat thus produced locally to the polymer film. According to the method, the absorbent dye is first locally heated, by means of a pulsed recording beam (36). The absorption characteristics of the absorbent dye (34) are then modified by light, preferably by means of a fixing beam (37), which bleaches (38) the absorbent dye (34) in the area of the polymer film containing recorded information.

Inventors:
STADLER STEFAN (DE)
LEIBER JOERN (DE)
BLAZEJEWSKI ANNOUSCHKA (DE)
DIETRICH CHRISTOPH (DE)
SCHULTE-WIEKING KAY (DE)
NOEHTE STEFFEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/006339
Publication Date:
December 27, 2002
Filing Date:
June 10, 2002
Export Citation:
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Assignee:
TESA AG (DE)
EML EUROP MEDIA LAB GMBH (DE)
STADLER STEFAN (DE)
LEIBER JOERN (DE)
BLAZEJEWSKI ANNOUSCHKA (DE)
DIETRICH CHRISTOPH (DE)
SCHULTE-WIEKING KAY (DE)
NOEHTE STEFFEN (DE)
International Classes:
B41M5/26; G03C1/73; G11B7/0025; G11B7/003; G11B7/0045; G11B7/24; G11B7/244; (IPC1-7): G11B7/24; G11B7/00
Domestic Patent References:
WO2001009884A12001-02-08
Foreign References:
DE29816802U12000-02-10
DE19935776A12001-02-08
Attorney, Agent or Firm:
Both, Georg (Uexküll & Stolberg Beselerstr. 4 Hamburg, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Eingeben von Information in einen optisch beschreibbaren und auslesbaren Datenspeicher (1) mit einer zur Informationsspeicherung lokal durch Erwärmung veränder baren Polymerfolie (11), der ein Absorberfarbstoff (34) zugeordnet ist, der dazu eingerichtet ist, einen Schreib strahl (36) zumindest teilweise zu absorbieren und die dabei erzeugte Wärme zumindest teilweise lokal an die Polymer folie (11) abzugeben, mit den Schritten : lokales Erwärmen des Absorberfarbstoffs (34) gemäß der einzugebenden Information mittels eines gepulsten Schreib strahls (36) in einem vorbestimmten Bereich der Polymerfolie (11), Verändern der Absorptionseigenschaften des Absorberfarb stoffs (34) mittels Licht (37).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an die Einwirkung des gepulsten Schreibstrahls (36) die Absorptionseigenschaften des Absorberfarbstoffs (34) mittels eines Fixierstrahls (37) in dem vorbestimmten Bereich der Polymerfolie (11) verändert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Fixierstrahl (37) ein fokussierter Laserstrahl im Dauer strichModus verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Abschluss der Einwirkung des gepulsten Schreibstrahls auf den Datenspeicher (1) die Absorptionseigenschaften des Absorberfarbstoffs im Datenspeicher (1) als Ganzem verändert werden, vorzugsweise durch vollflächige Bestrahlung mit W Licht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass der Absorberfarbstoff (34) ausbleichbar ist und zum Verändern seiner Absorptionseigenschaften zumindest teilweise ausgebleicht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass der Absorberfarbstoff photochrom ist und beim Bestrahlen mit Licht seine Farbe verändert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass der Absorberfarbstoff thermochrom ist und beim Bestrahlen mit Licht erwärmt wird, wobei seine Farbe verändert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass die Polymerfolie Absorberfarbstoff enthält.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, dass auf der Polymerfolie (11) eine Schicht an geordnet ist, die Absorberfarbstoff (34) enthält.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, dass die Polymerfolie (11) in dem Datenspeicher (1) mehrlagig angeordnet ist und der Schreibstrahl (36) beim Eingeben von Information auf eine vorgewählte Polymerfolien lage (10) bzw. den zugeordneten Absorberfarbstoff (34) fokussiert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen benachbarten Polymerfolienlagen (10) jeweils eine Adhäsionsschicht (12) angeordnet ist, die optional Absorber farbstoff enthält.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Brechzahl der Adhäsionsschicht (12) nur geringfügig von der Brechzahl der Polymerfolie (11) abweicht.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch ge kennzeichnet, dass die Polymerfolie (11) spiralartig aufge wickelt ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenspeicher (1) einen optisch transparenten Wickelkern aufweist, der zur Aufnahme einer Schreibund Leseeinrich tung (2) eines auf den Datenspeicher (1) abgestimmten Lauf werks eingerichtet ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn zeichnet, dass die Brechzahl der Polymerfolie (11) lokal durch Erwärmung veränderbar ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn zeichnet, dass die Polymerfolie (11) verstreckt ist, vorzugsweise biaxial verstreckt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekenn zeichnet, dass die Polymerfolie (11) ein Material aufweist, das aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist : Polypropylen, Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, Polymethyl penten, Polyvinylchlorid, Polyimid.
18. Verwendung eines optisch beschreibbaren und auslesbaren Datenspei chers (1) mit einer zur Informationsspeicherung lokal durch Erwärmung veränderbaren Polymerfolie (11), der ein Absor berfarbstoff zugeordnet ist, der dazu eingerichtet ist, einen Schreibstrahl (36) zumindest teilweise zu absorbieren und die dabei erzeugte Wärme zumindest teilweise lokal an die Polymerfolie (11) abzugeben, in einem Laufwerk (2), bei dem zum Eingeben von Informa tion in den Datenspeicher (1) der Absorberfarbstoff (34) gemäß der einzugebenden Information mittels eines gepulsten Schreibstrahls (36) in einem vorbestimmten Bereich der Polymerfolie (11) lokal erwärmt wird und. danach die Ab sorptionseigenschaften des Absorberfarbstoffs (34) mittels Licht (37) verändert werden.
19. Verwendung nach Anspruch 18, wobei der Datenspeicher (1) bzw. das mit Hilfe des Laufwerks (2) durchgeführte Verfahren zum Eingeben von Information in den Datenspeicher (1) zusätzlich die Merkmale gemäß einem der Ansprüche 2 bis 17 aufweisen.
Description:
Verfahren zum Eingeben von Information in einen optisch beschreibbaren und auslesbaren Datenspeicher Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Eingeben von Information in einen optisch beschreibbaren und auslesbaren Datenspeicher sowie die Verwendung eines Datenspeichers im Zusammenhang mit einem derartigen Verfahren.

Aus der DE 298 16 802 U1 ist ein optisch beschreibbarer und auslesbarer Datenspeicher bekannt, der eine Polymerfolie aufweist, deren Brechzahl lokal durch Erwärmung veränderbar ist.

Wenn die Polymerfolie mit Hilfe eines Schreibstrahls lokal erwärmt wird, hat die Änderung der Brechzahl eine Änderung des Reflexionsvermögens (Reflektivität) an der betrachteten Stelle zur Folge. Dies kann zum Speichern von Information ausgenutzt werden. Zum Auslesen der Information wird ein Lesestrahl verwendet, der von Stellen mit erhöhter Reflektivität stärker reflektiert wird, was sich messen lässt, um die Information zu erfassen. Die Polymerfolie, die z. B. aus Polypropylen besteht, kann bei der Herstellung in beiden Flächenrichtungen vorgespannt (verstreckt) werden, wodurch im Material eine hohe Eigenenergie

gespeichert ist. Bei einer lokalen Erwärmung durch den Schreib- strahl findet bei einer derartigen Ausgestaltung der Polymerfolie eine starke Materialänderung (Verdichtung) durch Rückverformung statt, wobei sich die Brechzahl in der gewünschten Weise ändert.

Bei dem vorbekannten Datenspeicher kann der Polymerfolie ein Absorberfarbstoff zugeordnet sein, der den-Schreibstrahl bevorzugt absorbiert und die dabei erzeugte Wärme lokal an die Polymerfolie abgibt. Mit Hilfe eines Absorberfarbstoffs lässt sich eine ausreichend große Änderung der Brechzahl (z. B. eine Änderung von etwa 0,2) bereits mit einer relativ geringen Intensität des Schreibstrahls erzielen.

In dem vorbekannten Datenspeicher ist die Polymerfolie in mehreren Lagen spiralartig auf einen Wickelkern aufgewickelt, wobei sich zwischen benachbarten Lagen jeweils eine Adhäsions- schicht befindet. Durch Fokussieren des Schreibstrahls oder Lesestrahls lässt sich Information gezielt in eine vorgewählte Polymerfolienlage einschreiben bzw. daraus auslesen.

Ein Hauptproblem derartiger spiralförmig gewickelter mehrlagiger Datenspeicher ist die geringe Transmission nach mehreren Lagen, die durch den Absorberfarbstoff bedingt ist. Bei einer bevorzug- ten optischen Dichte zwischen 0,30 und 0,35 pro Lage ist nach 15 Lagen eine optische Dichte von 5 erreicht, was einer Trans- mission von nur 0,001 % entspricht. Die optische Dichte D ist eine zur Charakterisierung des Absorptionsverhaltens gut geeignete Größe ; es gilt D = log (1/T), wobei T = I/Io die Transmission ist, wenn die Intensität der einfallenden Strahlung von Io auf I abfällt. Bei höheren optischen Dichten pro Lage ist ein Transmissionswert von 0,001 % bereits bei einer geringeren Zahl von durchstrahlten Lagen erreicht. Dies macht das Schreiben von Daten in tieferliegende Lagen nahezu unmöglich, da die gesamte Energie des Schreibstrahls, die zum Verändern der optischen Eigenschaften der Polymerfolie benötigt wird, bereits in den zuerst durchstrahlten, höherliegenden Lagen absorbiert wird. Das Lesen von Daten mit Hilfe des Lesestrahls ist sogar noch stärker beeinträchtigt, da das Auslesen der Information in

Reflexion erfolgt, so dass der Lesestrahl innerhalb des Daten- speichers einen doppelt so langen Weg zurücklegen muss wie der Schreibstrahl beim Schreibvorgang.

In der DE 100 28 113 wird vorgeschlagen, bei dem vorbekannten Datenspeicher den Absorberfarbstoff orientiert einzubringen.

Durch Änderung der Polarisation eines zum Erzeugen des Schreib- strahls und des Lesestrahls verwendeten Lasers beim Schreiben und Lesen kann dann erreicht werden, dass der Laserstrahl beim Schreiben absorbiert wird, beim Lesen jedoch nicht. Durch diese Maßnahme wird jedoch nur der Auslesevorgang vereinfacht, während der Schreibvorgang in tieferliegenden Lagen nach wie vor durch die hohe optische Dichte behindert wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, um bei einem optisch beschreibbaren und auslesbaren Datenspeicher <BR> <BR> mit einem Absorberfarbstoff akzeptable Transmissionseigenschaften zu erzielen, so dass insbesondere bei einem spiralartig gewickel- ten mehrlagigen Datenspeicher der genannten Art möglichst weder der Schreibvorgang noch der Lesevorgang in tieferliegende Lagen behindert wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Eingeben von Information in einen optisch beschreibbaren und auslesbaren Datenspeicher gemäß Anspruch 1 sowie die Verwendung eines derartigen Datenspeichers gemäß Anspruch 18. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü- chen.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Eingeben von Information in einen optisch beschreibbaren und auslesbaren Datenspeicher mit einer zur Informationsspeicherung lokal durch Erwärmung veränder- baren Polymerfolie. Der Polymerfolie ist ein Absorberfarbstoff zugeordnet, der dazu eingerichtet ist, einen Schreibstrahl zumindest teilweise zu absorbieren und die dabei erzeugte Wärme zumindest teilweise lokal an die Polymerfolie abzugeben. Ein derartiger Datenspeicher als solcher ist z. B. aus der DE

298 16 802 U1, der DE 100 28 113 oder der DE 199 35 776 A1 bekannt. Bei dem Verfahren wird der Absorberfarbstoff gemäß der einzugebenden Information mittels eines gepulsten Schreibstrahls in einem vorbestimmten Bereich der Polymerfolie lokal erwärmt.

Erfindungsgemäß werden die Absorptionseigenschaften des Absorber- farbstoffs mittels Licht verändert.

Durch die Veränderung der Absorptionseigenschaften des Absorber- farbstoffs wird erreicht, dass der Schreibstrahl und/oder ein zum Auslesen von Information dienender Lesestrahl bei einem späteren Schreib-oder Lesevorgang durch den Absorberfarbstoff nicht mehr ernsthaft behindert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich daher besonders für Datenspeicher, bei denen die Polymer- folie mehrlagig angeordnet ist, wobei der Schreibstrahl beim Eingeben von Information auf eine vorgewählte Polymerfolienlage bzw. den zugeordneten Absorberfarbstoff fokussiert wird. Wenn ein derartiger Datenspeicher z. B. von außen nach innen beschrieben wird und die Absorptionseigenschaften des Absorberfarbstoffs ent- sprechend von außen nach innen verändert werden, hat der Datenspeicher für alle nachfolgenden Schreib-und Lesevorgänge eine ausreichend hohe Transmission.

Vorzugsweise werden im Anschluss an die Einwirkung des gepulsten Schreibstrahls die Absorptionseigenschaften des Absorberfarb- stoffs mittels eines Fixierstrahls in dem vorbestimmten Bereich der Polymerfolie verändert. Bevorzugte Absorberfarbstoffe sind ausbleichbar (siehe unten) und können daher mit Hilfe des Fixierstrals ausgebleicht werden, so dass sie die Transmission des Schreibstrahls oder eines Lesestrahls nicht behindern. Als Fixierstrahl lässt sich ein fokussierter Laserstrahl im Dauer- strich-Modus verwenden.

So wird z. B. in einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens <BR> <BR> ein gepulster Schreibstrahl verwendet, der auf einen Durchmesser von z. B. 0,5 ym fokussiert ist. Der Schreibstrahl erwärmt in einem vorbestimmten Bereich der zur Informationsspeicherung dienenden Polymerfolie (etwa in einer vorgewählten Spur in einer

vorgewählten Polymerfolienlage eines mehrlagigen Datenspeichers) den Absorberfarbstoff. Der Absorberfarbstoff, der z. B. in der Polymerfolie enthalten, aber auch in einer separaten Schicht auf der Polymerfolie angeordnet sein kann, überträgt die Wärme auf die Polymerfolie, die dadurch lokal verändert wird (z. B. in der Brechzahl und/oder im Reflexionsverhalten). Dem Schreibstrahl folgt der Fixierstrahl, hier ein etwas breiter als der Schreib- strahl fokussierter Laserstrahl im Dauerstrich-Modus (CW, "continuous wave"), der den nach dem Schreibvorgang in dem betrachteten Bereich nicht mehr benötigten Absorberfarbstoff spurweise ausbleicht, also quasi wie ein Radiergummi den Absorberfarbstoff entfernt. An den Fixierstrahl werden von der Qualität her keine hohen Anforderungen gestellt. Das Strahlprofil und die Stabilität sind von untergeordneter Bedeutung ; es muss lediglich sichergestellt sein, dass die Leistung ausreicht, um den Absorberfarbstoff auszubleichen. Ferner sollte der Fixier- strahl den Absorberfarbstoff nicht in Bereichen (z. B. benach- barten Spuren oder Polymerfolienlagen) beeinträchtigen, die später noch beschrieben werden sollen.

Die Bezeichnung"Fixierstrahl"ist in Analogie zu einem photogra- phischen Prozess gewählt, bei dem im Fixiervorgang überschüssiges lichtempfindliches Material von einem photographischen Film entfernt wird. Diese Analogie verdeutlicht einen weiteren Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens : Das Verändern der Absorptions- eigenschaften des Absorberfarbstoffs verhindert eine spätere unbeabsichtigte Änderung der eingegebenen Information.

Wie bereits erwähnt, ist bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung der Absorberfarbstoff ausbleichbar, und er wird zum verändern seiner Absorptionseigenschaften zumindest teilweise ausgebleicht. Besonders geeignete Absorberfarbstoffe für diesen Zweck sind Farbstoffe, die nicht besonders lichtecht sind und sich daher leicht ausbleichen lassen. Typische Beispiele für derartige Farbstoffe sind Azo-und Diazo-Farbstoffe. Sie unterliegen bei Lichteinwirkung einer ständigen cis-trans- Isomerierung, die letztendlich zur Zerstörung des chromophoren

Systems führt. Auch die aus der CD-ROM-Technologie bekannten Cyanin-und Phthalocyaninfarbstoffe lassen sich relativ leicht ausbleichen.

Neben ausbleichbaren Farbstoffen kommen auch photochrome und thermochrome Farbstoffe als Absorberfarbstoff in Frage. Photo- chrome Farbstoffe, wie z. B. Spiroverbindungen, verändern bei Ein- strahlung von Licht geeigneter Wellenlänge ihre Struktur und damit ihre Farbe. Wenn die Verbindung nach der Umwandlung eine Farbe aufweist, die vom Schreibstrahl und/oder Lesestrahl nicht mehr absorbiert wird, ist der Zweck genauso erfüllt wie bei einem ausbleichbaren Farbstoff.

Bei thermochromen Verbindungen tritt durch Erwärmung eine Strukturänderung und damit eine Farbveränderung auf. Diese Farbveränderung wird beim Durchführen des Verfahrens dadurch erreicht, dass der Absorberfarbstoff den Fixierstrahl absorbiert und dessen Lichtenergie in Wärmeenergie umwandelt.

Die Änderungen bei thermochromen und photochromen Farbstoffen sind vielfach reversibel, was für bestimmten Anwendungen von Vorteil sein kann.

Generell gilt, dass der Schreibstrahl zum Eingeben von Informa- tion lokal die Polymerfolie erwärmen muss, und zwar über den zugeordneten Absorberfarbstoff. Der Schreibstrahl wird daher gepulst betrieben (z. B. mit kurzen Pulsen von weniger als etwa 1 ps Dauer). Bei Einwirkung des Fixierstrahls auf den Absorber- farbstoff soll dagegen der zugeordnete Bereich der Polymerfolie nicht verändert werden, d. h. dieser Bereich darf nur geringfügig 'erwärmt werden. Für den Fixierstrahl eignet sich daher ein Laserstrahl im Dauerstrich-Modus, der eine geringere Intensität hat als der Schreibstrahl.

Außer der Anwendung eines Fixierstrahls auf einen vorbestimmten Bereich der Polymerfolie, vorzugsweise direkt im Anschluss an das Eingeben von Information in diesen Bereich mit Hilfe des

Schreibstrahls, besteht auch die Möglichkeit, dass die Ab- sorptionseigenschaften des Absorberfarbstoffs im Datenspeicher als Ganzem verändert werden, nachdem die Einwirkung des gepulsten Schreibstrahls auf den Datenspeicher abgeschlossen ist. Dazu wird der Datenspeicher z. B. vollflächig mit ultraviolettem Licht bestrahlt, um den gesamten in dem Datenspeicher enthaltenen Absorberfarbstoff auszubleichen. Danach kann keine weitere Information eingegeben werden. Vorteilhaft ist der geringere Aufwand im Vergleich zur Anwendung eines Fixierstrahls. Es besteht jedoch der Nachteil, dass lediglich die Lesevorgänge erleichtert werden, da während der Schreibvorgänge der Absorber- farbstoff noch vorhanden sein muss und somit die Transmission des Schreibstrahls beeinträchtigt.

Wenn die Polymerfolie in dem Datenspeicher mehrlagig angeordnet ist, befindet sich vorzugsweise zwischen benachbarten Polymerfo- lienlagen jeweils eine Adhäsionsschicht, die optional Absorber- farbstoff enthält. Vorzugsweise weicht die Brechzahl der Adhäsionsschicht nur geringfügig von der Brechzahl der Polymerfo- lie ab, damit an den Grenzflächen zwischen einer Adhäsionsschicht und einer Polymerfolienlage keine unerwünschten Reflexionen auftreten, die die Transmission des Schreibstrahls oder des Lesestrahls beeinträchtigen. Andererseits lassen sich geringe Unterschiede der Brechzahlen der Polymerfolienlagen und der Adhäsionsschichten zur Formatierung des Datenspeichers nutzen.

Vorzugsweise ist der Unterschied der Brechzahlen so gering, dass die Reflexion an der Grenzfläche unter 4 % oder noch besser unter 1 % liegt. Besonders günstige Verhältnisse lassen sich erreichen, wenn der Unterschied der Brechzahlen kleiner als 0,005 ist.

Bei einem mehrlagigen Datenspeicher ist die Polymerfolie vorzugsweise spiralartig aufgewickelt. Auf diese Weise lässt sich mit Hilfe einer einzigen Polymerfolie ein viellagiger Aufbau des Datenspeichers erreichen, der eine hohe Speicherdichte und eine große Speicherkapazität ermöglicht. Dabei hat der Datenspeicher vorzugsweise einen optisch transparenten Wickelkern, der zur Aufnahme einer Schreib-und Leseeinrichtung eines auf den

Datenspeicher abgestimmten Laufwerks eingerichtet ist. Das Laufwerk kann einen Schreib-und/oder Lesekopf haben, der sich im Innenraum des transparenten Wickelkerns relativ zu dem in Ruhe befindlichen Datenspeicher bewegt oder bei dem der Schreib- und/oder Lesestrahl über bewegte optische Elemente in den Datenspeicher eingekoppelt wird. Weil dabei der Datenspeicher selbst ruht, braucht er nicht im Hinblick auf eine schnelle Drehbewegung ausgewuchtet zu sein.

Die als Datenträger dienende Polymerfolie ist vorzugsweise verstreckt, z. B. indem sie bei der Herstellung innerhalb ihrer Ebene in zwei senkrecht aufeinanderstehenden Richtungen vor- gespannt wird. Dies führt dazu, dass im Folienmaterial eine hohe Energiedichte gespeichert ist. Durch Deposition einer verhältnis- mäßig geringen Energiemenge pro Flächeneinheit mit Hilfe des Schreibstrahls kann dann eine starke Materialänderung (z. B. eine Materialverdichtung) durch Rückverformung erhalten werden, die z. B. in einer lokalen Änderung der Brechzahl und einer Änderung der optischen Weglänge im Material resultiert. Vorzugsweise liegt die Änderung der Brechzahl in dem Bereich, der durch den Schreibstrahl lokal erwärmt wird, in der Größenordnung von 0,2, was zu einer Änderung der lokalen Reflektivität führt, die sich L mit Hilfe eines Lesestrahls gut erfassen lässt.

Bevorzugte Materialien für die Polymerfolie sind Polypropylen, Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN), Polymethylpenten (PMP ; auch Poly-2-methylpenten), Polyvinyl- chlorid und Polyimid. Während biaxial orientiertes Polypropylen (BOPP) und Polyvinylchlorid (PVC) besonders preisgünstig sind, haben die anderen genannten Materialien einen Kristallitschmelz- punkt von mindestens 170 °C, was zu einer erhöhten Langzeit- stabilität führt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Figur 1 einen Datenspeicher mit einer zur Informationsspeiche- rung dienenden spiralartig aufgewickelten Polymerfolie, wobei im Zentralbereich des Datenspeichers Teile eines Laufwerks angeordnet sind, und Figur 2 einen Ausschnitt aus einer Lage des Datenspeichers, die zur Veranschaulichung eben dargestellt ist, in schema- tischer Draufsicht.

Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Datenspeicher 1 und eine Schreib-und Leseeinrichtung 2 eines auf den Daten- speicher 1 abgestimmten Laufwerks. Der Datenspeicher 1 weist eine Anzahl von Lagen 10 einer als Informationsträger dienenden Polymerfolie 11 auf, die spiralartig auf einen optisch trans- parenten Wickelkern aufgewickelt ist. Der hülsenförmige Wickel- kern ist in Figur 1 der Übersichtlichkeit halber nicht darge- stellt ; er befindet sich innerhalb der innersten Lage 10. Zur besseren Veranschaulichung sind die einzelnen Lagen 10 der Polymerfolie 11 in Figur 1 als konzentrische Kreisringe gezeigt, obwohl die Lagen 10 durch spiralartiges Wickeln der Polymerfolie 11 ausgebildet sind. Zwischen benachbarten Lagen 10 der Polymer- folie 11 ist jeweils eine Adhäsionsschicht 12 angeordnet. Aus Gründen der Übersichtlichtkeit sind die Adhäsionsschichten 12 in Figur 1 in nicht maßstäblich vergrößerter Dicke eingezeichnet.

Die Polymerfolie 11 besteht im Ausführungsbeispiel aus biaxial orientertem Polypropylen und wurde vor dem Wickeln in beiden Flächenrichtungen vorgespannt. Im Ausführungsbeispiel hat die Polymerfolie 11 eine Dicke von 35 Am ; andere Dicken im Bereich von 10 Am bis 100 Mm oder auch außerhalb dieses Bereichs liegende Dicken sind ebenfalls denkbar. Die Adhäsionsschichten 12 sind gasblasenfrei und bestehen im Ausführungsbeispiel aus Acrylat- kleber bei einer Dicke von 23 Am, wobei bevorzugte Schichtdicken zwischen l ym und 40 Am liegen. Anstelle eines Acrylatklebers lässt sich für die Adhäsionsschichten z. B. auch ein Lack verwenden.

Auf der Polymerfolie 11 ist eine Absorberschicht angeordnet, die einen Absorberfarbstoff (siehe unten) enthält, der in eine Matrix aus Polymethylmethacrylat (PMMA) eingebettet ist. Die Dicke der Absorberschicht ist vorzugsweise geringer als 0,5 ym und beträgt im Ausführungsbeispiel 0, 4 jim. Der gewickelte Datenspeicher 1 hat somit einen Schichtenaufbau, bei dem jeweils auf eine Lage 10 der Polymerfolie 11 eine Absorberschicht und dann eine Adhäsions- schicht 12 folgt.

Im Ausführungsbeispiel enthält der Datenspeicher 1 zwanzig Lagen 10 der Polymerfolie 11 und hat einen Außendurchmesser von etwa 30 mm. Die Höhe des Wickelkerns beträgt 19 mm. Eine andere Anzahl von Lagen 10 oder andere Abmessungen sind ebenfalls möglich. Die Anzahl der Wicklungen oder Lagen kann z. B. zwischen zehn und dreißig liegen, aber auch-größer als dreißig sein.

Die im Innenraum des Wickelkerns angeordnete Schreib-und Leseeinrichtung 2 enthält einen Schreib-und Lesekopf 20, der mit Hilfe einer Mechanik 21 in den Richtungen der eingezeichneten Pfeile gedreht und axial hin-und herbewegt werden kann. Der Schreib-und Lesekopf 20 weist optische Elemente auf, mit deren Hilfe ein von einem in Figur 1 nicht dargestellten Laser erzeugter Lichtstrahl (z. B. der Wellenlänge 630 nm oder 532 nm) auf die einzelnen Lagen 10 der Polymerfolie 11 fokussiert werden kann. Da der Schreib-und Lesekopf 20 mit Hilfe der Mechanik 21 bewegt wird, kann er alle Lagen 10 des Datenspeichers 1 voll- ständig abtasten. Im Ausführungsbeispiel ruht dabei der Daten- speicher 1. Er braucht also nicht im Hinblick auf eine hohe Rotationsgeschwindigkeit ausgewuchtet zu sein (und muss auch nicht abgewickelt oder umgespult werden). Der Übersichtlichkeit halber sind in Figur 1 die zum Auswuchten des Schreib-und Lesekopfes 20 vorgesehenen Elemente nicht gezeigt. Der erwähnte Laser befindet sich außerhalb des Schreib-und Lesekopfes 20 und ist stationär ; der Laserstrahl wird über optische Elemente in den Schreib-und Lesekopf 20 gelenkt.

Zum Eingeben oder Einschreiben von Information in den Daten- speicher 1 wird der Laser im Ausführungsbeispiel mit einer Strahlleistung von etwa 10 mW betrieben. Der Laserstrahl dient dabei als Schreibstrahl und wird auf eine vorgewählte Lage 10 der Polymerfolie 11 (bzw. die Absorberschicht auf der Polymerfolie 11 in dieser Lage 10) fokussiert, so dass der Strahlfleck kleiner als 1 ym ist. Die Lichtenergie wird dabei in Form kurzer Pulse von weniger als 1 ys Dauer eingebracht. Die Energie des Schreib- strahls wird in dem Strahlfleck absorbiert, vor allem von dem Absorberfarbstoff, was zu einer lokalen Erwärmung der Polymerfo- lie 11 und damit zu einer lokalen Änderung der Brechzahl und des Reflexionsverhaltens führt. Beim Schreibvorgang ist der Schreib- strahl in den zu der betrachteten Lage 10 der Polymerfolie 11 benachbarten Lagen defokussiert, so dass die benachbarten Lagen der Polymerfolie 11 bzw. der zugeordnete Absorberfarbstoff lokal nur geringfügig erwärmt werden und dort die gespeicherte Information nicht verändert wird.

In der Polymerfolie 11 werden die Informationseinheiten durch Änderung der optischen Eigenschaften in einem Bereich mit einer bevorzugten Größe von weniger als 1 ym ausgebildet. Dabei kann die Information binär gespeichert sein, d. h. die lokale Reflekti- vität nimmt an der Stelle einer Informationseinheit nur zwei Werte an. Das heißt, wenn die Reflektivität oberhalb eines festgelegten Schwellenwerts liegt, ist an der betrachteten Stelle des Informationsträgers z. B. eine"l"gespeichert, und wenn sie unterhalb dieses Schwellenwerts oder unterhalb eines anderen, niedrigeren Schwellenwerts liegt, entsprechend einer"0". Es ist aber auch denkbar, die Information in mehreren Graustufen abzuspeichern. Dies ist möglich, wenn sich die Reflektivität der 'Polymerfolie an der Stelle einer Informationseinheit durch definiertes Einstellen der Brechzahl auf gezielte Weise verändern lässt, ohne dass dabei eine Sättigung erreicht wird.

Figur 2 ist eine schematische Darstellung eines Ausschnitts 30 aus einer Lage 10 der Polymerfolie 11 mit dem in der angrenzenden Absorberschicht enthaltenen Absorberfarbstoff. Der Übersicht-

lichkeit halber ist der Ausschnitt 30 in die Papierebene gelegt, obwohl die Polymerfolie 11 in dem Datenspeicher 1 gewickelt ist und daher gekrümmt liegt.

Mit Hilfe des Schreibstrahls werden die Informationseinheiten entlang vorformatierter Spuren 32 eingegeben. Dazu wird der Schreibstrahl, wie bereits erläutert, auf die Polymerfolie 11 bzw. die darauf angeordnete Absorberschicht fokussiert. Dies führt zu einer lokalen Erwärmung des in Figur 2 schraffiert eingezeichneten Absorberfarbstoffs 34 und damit zu einer lokalen Veränderung der Polymerfolie 11. Der Fokusbereich des Schreib- strahls ist in Figur 2 mit 36 bezeichnet. Sein Durchmesser beträgt vorzugsweise etwa 0,5 ym.

Erfindungsgemäß werden die Absorptionseigenschaften des Absorber- farbstoffs 34 verändert, nachdem die gewünschten Informationsein- heiten in einen vorbestimmten Bereich der Polymerfolie 11 (hier die obere Spur 32) eingeschrieben sind. Dazu dient im Aus- führungsbeispiel ein Fixierstrahl 37, der den Absorberfarbstoff 34 ausbleicht. So entsteht ein ausgebleichter Bereich 38, in dem der Absorberfarbstoff den Schreibstrahl sowie einen Lesestrahl nicht mehr oder zumindest nur noch in erheblich geringerem Maße absorbiert.

Der Fixierstrahl 37 hat im Ausführungsbeispiel einen größeren Fokusbereich als der Schreibstrahl 36, wie in Figur 2 zu erkennen ist. Dementsprechend ist die Intensität (Leistung pro Flächenein- heit) geringer. Im Ausführungsbeispiel folgt der Fixierstrahl 37 dem Schreibstrahl 36, d. h. in der Darstellung gemäß Figur 2 wird die Spur 32 von links nach rechts mit Hilfe des Schreibstrahls '36 beschrieben, und unmittelbar danach bleicht der Fixierstrahl 37 den Absorberfarbstoff 34 aus. Der Fixierstrahl 37 wird im Ausführungsbeispiel von einem separaten Laser erzeugt, der im Dauerstrich-Modus (CW-Modus,"continuous wave") bei einer Leistung von 10 mW und einer Wellenlänge von 650 nm betrieben wird. Der Schreib-und Lesekopf 20 dient auch zum Einkoppeln des

Fixierstrahls 37 ; Einzelheiten davon sind jedoch in der schema- tischen Darstellung gemäß Figur 1 nicht gezeigt.

Alternativ ist es denkbar, denselben Laser und dieselbe Optik sowohl für den Schreibstrahl als auch für den Fixierstrahl zu benutzen. Dazu wird z. B. der Laser zunächst zum Bereitstellen des Schreibstrahls gepulst betrieben, um die gewünschte Information in einen vorbestimmten Bereich der Polymerfolie 11 (z. B. eine Spur oder einen Abschnitt einer Spur) einzugeben. Danach wird der Laser in einen CW-Modus geschaltet und der Laserstrahl wird etwas defokussiert, um als Fixierstrahl diesen Bereich erneut ab- zufahren und dabei den Absorberfarbstoff auszubleichen.

Im Ausführungsbeispiel ist der Absorberfarbstoff"Fettschwarz (Fluka 46300)". Dies ist ein Azofarbstoff, der sich gut aus- bleichen lässt. Der Absorberfarbstoff ist im Ausführungsbeispiel in der Absorberschicht enthalten, und zwar in einer derartigen Konzentration, dass sich bei der gegebenen Dicke der Absorber- schicht eine optische Dichte bei der Lichtwellenlänge des Schreibstrahls von etwa 0,3 ergibt. Die optische Dichte kann kleiner, aber auch größer sein, da der Absorberfarbstoff die Transmission des Schreibstrahls oder eines Lesestrahls nicht weiter behindert, wenn der Datenspeicher z. B. von innen nach außen beschrieben wird und nach einem Schreibvorgang der überschüssige Absorberfarbstoff, wie erläutert, ausgebleicht wird.

Die optische Dichte ist eine zur Charakterisierung des Absorp- tionsverhaltens gut geeignete Größe. Für die optische Dichte D gilt : D = log (1/T) ex c d Hierbei ist T = I/Io die Transmission durch eine Schicht der Dicke d, wobei die Intensität der einfallenden Strahlung von Io auf I abfällt, e ist der Extinktionskoeffizient bei der ver- wendeten Wellenlänge A (konzentrationsunabhängiger Stoffparame- ter), und c ist die Konzentration des Absorberfarbstoffs.

Um gespeicherte Information aus dem Datenspeicher 1 auszulesen, wird der für den Schreibstrahl benutzte Laser im Ausführungsbei- spiel im CW-Modus betrieben. In Abhängigkeit von der gespeicher- ten Information wird der auf die gewünschte Stelle fokussierte Lesestrahl reflektiert, und die Intensität des reflektierten Strahls wird von einem Detektor in der Schreib-und Lese- einrichtung 2 erfasst.