Brevet FR2081706A1 — publié le 19711210

La présente invention peut être utilisée dans des ensembles de traitement de données destinés à l'emmagasinage et la récupération de fortes quantités de données sur des étendues relativement faibles. Le milieu d'emmagasinage peut être un 5 sous-ensemble permanent fixe situé à l'intérieur de l'ensemble de traitement de données ou peut être un élément échangeable, remplaçable ou portatif destiné à être incorporé dans l'ensemble de traitement de données. Les dispositifs utilisant la présente invention, qui sont parfois appelés des mémoires à masse optique, 10 permettent d'emmagasiner des éléments d'information dans un milieu d'enregistrement sous forme de petite tache dont la dimension est quelque fois de l'ordre de plusieurs microns ou moins. Des particules de poussière ou d'autres corps étrangers peuvent réduire la faculté de la lumière, d'enregistrer ou de détecter 15 ces éléments d'information de sorte que des erreurs risquent de se produire. Cette situation se trouve particulièrement aggravée lorsque le milieu d'enregistrement est remplaçable ou portatif, ce qui présente des risques de contamination par des particules étrangères. 20 L'une des solutions que l'on a proposé d'apporter à ce pro blème consiste à utiliser des enregistrements holographiques. Dans ce cas les éléments d'information sont enregistrés sous forme de réseaux d'interférence s'étendant sur toute la surface d'enregistrement-. En conséquence il n'y a pas de correspondance 25 entre un point particulier de l'hologramme et tin élément d'information donné. La présence de particules de poussière sur la surface de l'hologramme peut donner lieu à une certaine perte de résolution de l'ensemble des données emmagasinées dans cet hologramme mais aucun élément d'information donné ne se perd par 30 suite de particules de poussière. Suivant la présente invention une source d'énergie électromagnétique, par exemple un faisceau laser, est dirigée sur 'on milieu d'enregistrement qui peut être constitué par exemple d'une matière semiconductrice amorphe. Des dispositifs pour snregis-35 trer des informations sur des matières semiconductrices amorphes ont déjà été décrits. On peut faire converger le faisceau d'énergie sur le milieu d'enregistrement au moyen d'une lentille. Si le faisceau est composé essentiellement de rayons parallèles le milieu d'enregistrement est placé dans le plan focal de la len— 71 04462 2 2081706 tille. Le milieu d'enregistrement est déposé sur une matière transparente au faisceau électro-magnétique ou placé entre deux couches d'une telle matière. La matière sert à protéger le milieu d'enregistrement de la poussière et d'autres particules 5 étrangères qui peuvent se rassembler sur la surface extérieure de la matière transparente. Etant donné que le faisceau est concentré sur le milieu d'enregistrement, son point de convergence ne se trouve pas sur la surface de la matière transparente. Par conséquent l'énergie du faisceau s'étale sur une plus grande 10 étendue à la surface que dans la tache de convergence sur le milieu d'enregistrement. De ce fait des particules de poussière ou d'autres corps étrangers présents sur la surface de la matière transparente entravent ou déforment la transmission du faisceau à un degré beaucoup moindre que l'effet produit sur le faisceau 15 par les propriétés optiques du milieu d'enregistrement à l'endroit de convergence du faisceau. En accroissant l'épaisseur du film transparent et/ou en réduisant la distance focale de la lentille, on peut accroître la différence relative entre l'étendue du faisceau à la surface de la matière transparente et 20 l'étendue du faisceau convergent sur le milieu d'enregistrement. Des éléments d'information rassemblés de manière serrée et dont la largeur est de l'ordre de 1 micron peuvent être enregistrés sur de la matière seaiconductrice amorphe suivant la présente invention, cet enregistrement n'étant perturbé que dans 25 une faible mesure ou pas du tout par la présence de particules de poussière ou d'autres•corps étrangers sur la surface de la matière transparente. En outre, lors de la lecture des données inscrites sur la matière semiconductrice amorphe l'effet de l'ensemble des particules présent sur les deux côtés du milieu 30 d'enregistrement est insuffisant pour produire une erreur dans le fonctionnement du dispositif d'emmagasinage d'informations. On peut, sans perte de précision, manipuler et laisser fonctionner le Elilieu d'enregistrement dans un environnement relativement peu contrôlé. 35 La présente invention est expliquée ci-dessous plus en détail à l'aide d'une forme de réalisation non limitative, illustrée au dessin annexé. La fig. 1 est un diagramme illustrant schématiquement un dispositif suivant l'invention dans lequel une matière semi— 71 04462 3 2081706 conductrice amorphe de mémoire à film mince est placée entre deux supports transparents. la fig. 2 est une vue à plus grande échelle d'une partie du milieu de mémoire et de la matière transparente de la fig. 1. 5 Le dispositif d'emmagasinage d'informations représenté à la fig. 1 utilise un élément de mémoire 10 dans lequel des données sont emmagasinées sous forme d'éléments d'information. Un faisceau laser 12 est produit par une source laser 14. Un modulateur 16 agit de façon à arrêter et à laisser passer alternati-10 vement le faisceau 12 et permet également de régler l'intensité de ce dernier. Un déflecteur bi-dimensionnel 18 fait varier la direction du faisceau 12. Une lentille 20 fait converger le faisceau 12 sur l'élément de mémoire 10 et le faisceau 12 issu de l'élément de mémoire 10 est concentré par une lentille 22 sur 15 tin détecteur 24. L'élément de mémoire 10 se compose d'une matière semiconductrice amorphe en forme de film mince qui est placé entre deux supports 28 et 30 composés d'une matière transparente au faisceau laser 12. Le film amorphe 26 présente deux états stables et 20 peut être amené de manière réversible de l'un à l'autre de ces états stables par l'application du faisceau laser 12, de sorte que le film 26 se trouve soit dans un état sensiblement amorphe ou désordonné, soit dans un état cristallin ou sensiblement ordonné. Ces deux états se différencient l'un de l'autre par leur 25 indice de réfraction de la lumière et leurs caractéristiques de réflection superficielle, d'absorption et de transmission de la lumière, de diffusion de particules ou de lumière et analogues. En conséquence la quantité d'énergie recueillie par le détecteur 24- est déterminée par l'état dans lequel se trouve le film amor-30 phe 26 à l'endroit où le faisceau 12 passe à travers l'élément de mémoire 10. Lorsque le film 26 se trouve à l'état sensiblement amorphe ou désordonné, le signal produit par le détecteur 24 est supérieur à un signal produit par le faisceau 12 lorsque celui-ci passe à travers une partie du film 26 qui se trouve à 35 l'état cristallin ou sensiblement ordonné. Le fonctionnement de l'élément de mémoire est décrit plus en détail dans d'autres demandes de brevets. Un ensemble de traitement de données 32 commande l'inscription et la lecture d'informations dans le dispositif d'emmagasi- 71 04462 4 2081706 nage de la fig. 1. Des signaux envoyés sur un conducteur 34 commandent le fonctionnement d'une source laser 14 qui produit un faisceau laser composé de lumière laser cohérente à rayons parallèles. Le modulateur 16 fonctionne sous la commande de l'en-5 semble de traitement de données 32 au moyen de signaux envoyés sur un conducteur 36. Le modulateur 16 règle la quantité d'énergie du faisceau laser 12 qui atteint l'élément de mémoire 10. S'il s'agit d'inscrire un élément d'information dans l'élément de mémoire 10, le modulateur 16 laisse passer une forte impul-10 sion d'énergie laser. Cette impulsion fait passer le film amorphe 26 à son état cristallin ou sensiblement ordonné. S'il s'agit, par contre, d'effacer un élément d'information de l'élément de mémoire 10, le modulateur 16 laisse passer une plus faible impulsion qui a pour effet d'amener le film amorphe 26 à 15 l'état sensiblement amorphe ou désordonné. Lors de l'opération de lecture le modulateur 16 ne permet qu'à un faible niveau d'énergie laser d'atteindre l'élément de mémoire 10, ce niveau étant juste suffisant pour détecter si le film 26 se trouve soit à l'état sensiblement amorphe ou désordonné, soit à l'état cris-20 tallin ou sensiblement ordonné. Le déflecteur 18 dirige le faisceau 12 dans deux dimensions sous l'action d'un dispositif de commande de déflection 38 qui fonctionne sous la commande de signaux envoyés sur un conducteur 40 à partir de l'ensemble de traitement de données 32. 25 La puissance débitée par le détecteur 24 est appliquée à un amplificateur 42 par l'intermédiaire d'un conducteur 44." L'amplificateur 42 délivre par l'intermédiaire d'un conducteur 46 un signal à l'ensemble de traitement de données. Lors de la lecture l'ensemble de traitement de données 32 synchronise les signaux 30 de commande de déflexion envoyés sur le conducteur 40 avec les signaux de sortie envoyés sur le conducteur 46 afin de déterminer les données emmagasinées en un endroit donné quelconque de l'élément de mémoire 10. La fig. 2 montre à une échelle beaucoup plus grande une 35 partie de l'élément de mémoire 10. Les mêmes chiffres sont utilisés pour désigner des éléments analogues. Le faisceau laser 12 est amené à converger dans un plan de mémoire 48 contenu à l'intérieur du film amorphe 26 au bord de l'interface entre le support transparent 28 et le film amorphe 26. A la fig. 2, 71 04462 5 2081706 trois éléments d'information 50 sont représentés. Ces éléments d'information 50 ont été formés dans le plan de mémoire 48 par l'application du faisceau laser convergent 12. Si lors de la lecture on fait converger le faisceau 12 sur l'un des endroits 5 du plan de mémoire 48 où se trouve'un élément d'information 50, les propriétés électromagnétiques de l'état cristallin ou sensiblement ordonné du film mince 26 produisent en cet endroit un effet important sur le faisceau laser 12. Comme indiqué au sujet de la fig. 1, cet effet est déterminé par le détecteur 24. Si 10 l'on fait converger le faisceau laser 12 sur un endroit du plan de mémoire 48 où le film 26 se trouve à l'état sensiblement amorphe ou désordonné, le faisceau laser 12 est relativement peu perturbé et le détecteur 24 recueille une quantité d'énergie relativement forte, ce qui indique .-qu'il n'y a pas d'élément d'infor-15 mation à l'endroit correspondant du plan de mémoire 48. Les éléments d'information 50 peuvent être enregistrés sur le film de mémoire 26 sous forme de tache de 1 micron. Alors que le faisceau laser 12 représenté à la fig. 2 converge sous forme d'une tache minuscule sur un plan de mémoire 48, l'éten-20 due du faisceau convergent peut être de l'ordre de 1 micron ou même de quelques microns. La fig. 2 montre, en outre, deux autres plans 52 A et 52 B situés à l'interface entre les supports transparents 28 et 30 d'une part et le milieu ambiant entourant l'élément de mémoire 10 d'autre part. Ce milieu ambiant peut 25 être, comme c'est le plus souvent le cas, l'atmosphère ordinaire ou bien un milieu plus contrôlé comme par exemple celui contenu dans une enceinte mise sous vide. Dans un cas comme dans l'autre, on peut s'attendre à ce que certaines particules de poussière ou autres corps étrangers comme ceux désignés par 5^ A et 30 54 B s'accumulent sur la surface extérieure des supports 28 et 30. Ces particules 5^ A et 54 B peuvent avoir des dimensions de l'ordre de 1 micron ou même considérablement plus importantes. Si l'une de ces particules était présente sur le plan de mémoire 48 à l'endroit de convergence du faisceau laser 12, un effet 35 important se produirait sur le faisceau laser issu de l'élément de mémoire. Par conséquent, le détecteur 24 recueillerait une quantité d'énergie relativement faible en produisant un signal sur le conducteur 46 qui serait interprété par l'ensemble de traitement de données 32 comme indiquant la présence d'un élément 71 04462 6 2081706 d'information à l'endroit correspondant du film de mémoire £6. Cependant, les mêmes particules 54 A et 54 B produisent, d'à fait qu'elles se trouvent sur les surfaces extérieures des -supports 28 et 30, seulement un léger effet sur le faisceau 12, 5 L'étendue de la section transversale du faisceau laser 12 au niveau du plan 52 A et du plan 52 B est considérablement supérieure à l'étendue de la section transversale de la tache de convergence sur le plan 48, le rapport en question étant de l'ordre de plus de 1000 : 1. Ceci permet aux particules ^ k 10 et 54 B de diffuser," absorber ou déformer autrement une partie de la lumière laser contenue dans le faisceau 12 sans diminuer d'une manière significative la quantité d'énergie convergent sur le plan de mémoire 48, en ce qui concerne les particules 5^ ou la quantité d'énergie recueillie par le détecteur 24, en ce qui 15 concerne les particules 54 B. L'importance relative des étendues de section transversale du faisceau laser 12 au niveau des plans 48, 52 A et 52 B peuvent être modifiés de différentes façons. Pour citer deux exemples on peut faire varier la distance focale de la lentille 20 20 d'une part et l'épaisseur des supports transparents 28 et 30 d'autre part. Suivant la fig. 1 un plan focal antérieur 56 de la lentille 20 comporte un déflecteur 18 alors que le plan focal postérieur de la lentille 20 coïncide avec le plan de mémoire 48. De cette façon tous les rayons de lumières parallèles entrant 25 dans la lentille 20 convergent en tin point du plan de mémoire 48. D'autre part, la direction du faisceau laser 12 déterminée par le déflecteur 56 règle l'endroit particulier où le faisceau laser 12 converge sur le plan de mémoire 48. La distance entre la lentille 20 et le plan 48 détermine le degré de convergence et de 30 divergence des rayons constitutifs du faisceau 12. En rendant les supports transparents 28 et 30 plus épais, on peut manifestement accroître l'étendue de section transversale du faisceau 12 au niveau des plans 52 A et 52 B. A titre d'exemple, une différence convenable entre les étendues de section transversale 35 au niveau des plans 52 A et 52 B d'une part et du plan 48 d'autre part peut être obtenue en utilisant une lentille 20 dont le plan focal. 48 est situé à une distance de 5 mm de la lentille. Le film mince amorphe 26 a une épaisseur de 5 microns, les supports transparents 28 et 30 ayant chacun 1 mm d'épaisseur. En BAD ORIGINAL 71 04462 7 2081706 admettant que le plan 48 se trouve à l'interface entre le film mince amorphe 26 et le support transparent 28, que d'autre part le faisceau.12, avant de converger, présente un diamètre de 5 mm, et que la tache de convergence soit de 10 microns de diamètre, 5 alors le rapport entre l'étendue de section transversale du faisceau 12 au niveau du plan 52 A et l'étendue de section transversale de la tache de convergence sur le plan 48 est d'environ 10 000. Le rapport entre l'étendue de section transversale du faisceau 12 au niveau du plan 52 B et l'étendue de section trans-10 versale au niveau de la tache de convergence sur le plan 48 est également de 10 000 environ. En conséquence, l'effet produit par les éléments 5^ A sur le faisceau 12 n'est égal qu'à environ 0,01 % de celui que ces éléments produiraient s'ils étaient situés dans le plan de mémoire 48. D'une manière analogue les élé-15 ments ^ B ne produisent sur le faisceau 12 qu'un effet égal à environ 0,01 % de l'effet que ces éléments produiraient sur le faisceau s'ils étaient situés dans le plan de mémoire 48. Il est clair que des éléments d'information 50 peuvent être enregistrés avec précision même s'il se produit une certaine distorsion au 20 niveau du plan 52 A et que les éléments d'information 50 peuvent être détectés correctement lors de la lecture, même s'il se produit une certaine distorsion au niveau du plan 52 B. Alors que la description ci-dessus se rapporte à des particules de poussière ou corps étrangers accumulés fortuitement 25 sur les surfaces extérieures des supports 28 et 50, la présente invention peut également être mise à profit si les éléments 54 A et 54 B présents sur ces supports y ont été placés délibérément. Par exemple, les surfaces extérieures peuvent être munies de taches servant de repères d'alignement ou de synchronisation 50 dans des dispositifs d'emmagasinage lors de l'inscription, de la lecture ou d'autres modes de fonctionnement. Dans d'autres applications des éléments d'information supplémentaires peuvent être emmagasinés sur le plan 52 A ou le plan 52 B et le plan focal de la lentille 20 peut être déplacé à partir du plan 48 55 vers le plan 52 A ou 52 B afin de remplir des fonctions d'inscription, de lecture ou autres. Un certain nombre de films minces amorphes 26 peuvent être disposés en plusieurs tas et être placés entre trois ou un plus grand nombre de supports transparents comme par exemple les supports 28 et 30 de façon à obtenir 71 04462 8 2081706 tin élément de mémoire à couches multiples 10. En réglant le plan focal de la lentille 20 on peut sélectionner un film mince amorphe particulier en vue d'effectuer l'inscription ou la lecture, auquel cas les éléments d'information 50 emmagasinés dans 5 des plans de mémoire à film mince adjacents ou plus éloignés produiraient dans- le faisceau laser 12 des variations insuffisantes pour influer sur le fonctionnement du dispositif d'emmagasinage. L'élément de mémoire représenté 10 est monté de manière permanente. Cependant, il peut être déplacé par rapport à un 10 faisceau fixe de sorte que le laser 12 voit son faisceau conver-gér en tin point sélectionné sur le plan de mémoire 4-8. La présente invention peut également utiliser des films composés de matières autres que de la matière semiconductrice amorphe. Par exemple, des films de matière thermoplastique 15 susceptibles d'être déformés par l'application d'énergie électromagnétique et d'être remis en forme par l'application de la même énergie ou d'une énergie différente, peuvent être utilisés en tant que film 26. Au cas où il n'est pas souhaitable d'obtenir la reversivilité la présente invention peut être utilisée dans 20 des dispositifs utilisant des milieux d'enregistrements photographiques . L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation illustrées et décrites en détail, car différentes modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. 71 04462 9 2081706 REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'emmagasinage d'informations caractérisé en ce qu"il comprend une source de rayonnement pour produire un faisceau d'énergie électromagnétique présentant une certaine 5 étendue de section transversale ; un dispositif à lentille pour faire converger le faisceau sous forme d'une tache sur un plan de mémoire déterminé, l'étendue de la tache étant sensiblement inférieure à l'étendue de section transversale du faisceau avant que celui-ci ne converge ; un milieu d'enregistrement placé 10 dans une position telle qu'il comporte le plan de mémoire, les propriétés électromagnétiques de ce milieu d'enregistrement pouvant être changées en des endroits déterminés du plan de mémoire afin d'emmagasiner des informations dans celui-ci\ et ■une matière transparente à ce faisceau et qui, reliée au milieu 15 d'enregistrement et solidaire de celui-ci, présente une surface extérieure suffisamment éloignée dudit plan de mémoire pour que l'étendue de section transversale du faisceau d'énergie au niveau de cette surface soit sensiblement supérieure à l'étendue de la tache de convergence du faisceau sur le plan de mémoire, 20 des éléments perturbateurs présents sur la surface produisant ainsi dans le faisceau des variations insuffisantes pour influer sur le fonctionnement du dispositif d'emmagasinage d'informations . 2 - dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en 25 ce que le dispositif à lentille comporte une lentille présentant un plan focal qui coïncide avec le plan de mémoire. 3 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen de faire converger l'énergie électromagnétique en différents endroits du plan de mémoire. 30 4- - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un modulateur situé dans la trajectoire du faisceau et qui permet de moduler l'énergie produite par le faisceau aux endroits de convergence. 5 - Dispositif suivant la revendication 4-, caractérisé en 35 ce que la source de rayonnement comporte Tin laser destiné à produire des rayons cohérents et parallèles d'énergie électromagnétique. 6 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le milieu d'enregistrement est composé d'une matière 71 04462 10 2081706 semiconductrice amorphe. 7 - Dispositif suivant la revendication 6 caractérisé en ce que l'on fait passer la matière semiconductrice amorphe d'un état sensiblement amorphe ou désordonné à un état cristallin ou 5 sensiblement ordonné ou inversement, ce changement d'état étant obtenu sous l'action d'énergie électromagnétique. 8 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le milieu d'enregistrement est placé entre ladite matière et que celle-ci présente deux surfaces extérieures placées res- 10 pectivement de part et d'autre du milieu d'enregistrement et en ce que chacune de ces surfaces est suffisamment éloignée du plan de mémoire pour que l'étendue de section transversale du faisceau d'énergie au niveau de chacune des surfaces extérieures soit sensiblement supérieure à l'étendue de la tache de conver- 15 gence du faisceau sur le plan de mémoire. 9 - Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une lentil le de sortie pour recueillir le faisceau d'énergie lorsque celui-ci a traversé la matière et le milieu d'enregistrement, et un détecteur pour pro- 20 duire un signal en fonction de la quantité d'énergie recueillie par la lentille de sortie.