Brevet FR2355337A1 — publié le 19780113

L'invention se rapporte au stockage d'information sous forme de microeléments diffraetants dont les dimensions sont de l'ordre du micron. Un tel stockage autorise la lecture optique de supports sur lesquels a ete emmagaslnee une grande densité dtinformations. Dans la mesure ou l'information élementaire enregistrée est du même ordre de grandeur que les poussières ou les rayures qui peuvent altérer la surface enregistrée, il importe de se prémunir contre ces altérations de sorte que la lecture optique de tels supports ne conduise qut un taux d'erreur faible. Lorsque les informations enregistrées sur un support d'information constituent la transcription d'une onde porteuse modulée angulairement par un signal vidéo, l'in- fluence des poussières eventuellement déposées sur la-surface en registrée n'affecte que peu la qualité de l'image restituée. Par contre, pour les applications du domaine informatique le taux d'erreur doit être très faible et si possible nul.Par eonsequent,-il convient d'eviter-toute influence des poussières et plus generalement des contacts extérieurs avec la surface à enregistrer ou enregistrEe. L'invention a pour objet un procède de fabrication d'un support d'information inseriptible et lisible optiquement, la fabricatAon du support comportant une phase dans laquelle la couche fie matériau d'enregistrement est enfermée entre deux couches dont l'une au moins est transparente, cette opération étant effectuée dans une atmosphère depoussieree. Les informations sont inscrites cptiquement sur le matériau d'enregistrement à travers la couche transparente, cet en registrement ne necessitant pas de développement ou éventuellement ne necessitant qu'un développement thermi-que. L'invention sera mieux comprise et d'autres caracteristiques apparaîtront à l'aide de la description qul suit en référence aux figures annexées. Les figures 1 à 3 représentent des modes de réalisation du sup- port selon l'invention. La figure 4 représente un dispositif drenregistrement dtun sup- port selon l'invention. La figure 5 représente un dispositif de lecture d'un tel support visible par réflexion. La figure 6 représente une variante d'un support selon l'in- vention lisible par transmission. Le disque support d'information selon l'invention est fabriqué en atmosphère dépoussiérée comme indiqué ci-dessus, ltenregistrement et la lecture étant ensuite effectués sans précautions particulières. Le procédé de fabrication du disque autoprotégé est le suivant, le support obtenu étant représenté sur la figure 1. Dans une première phase, une plaque transparente 1, en verre ou plastique, ayant des qualités de planeSté compatibles avec le bon fonctionnement des machines d'enregistrement et de lecture(la gamme des écarts de planeïté étant inférieure à la course des asser vissements verticaux de ces machines) est enduite d'une couche de matériau d'enregistrement 2. L'épaisseur de la plaque transparente est de Tordre du millimètre.Ainsi, le faisceau d'enregistrement (ou de lecture) incident sur la face 1 du support et dont ltouverture numérique sera de Tordre de 0,5, aura un diamètre de Tordre de ltépaisseur de la plaque 1, par conséquent de Tordre du millimètre. Les poussières, rayures ou même empreintes digitales altérant la fa ce extérieure du support ntentraineront pas de variations sensiblesdans la répartition d'énergie lumineuse de la tache d'enregistrement (ou de lecture). Pour des applications dans le cadre de llinformatique par exem ple, il est intéressant que le matériau d'enregistrement soit ins- ~ criptible directement, ctest-à-dire ne nécessite pas de developpement. Ainsi l'information qui vient d'être inscrite peut-être relue immé diatement et donc controlée. Ceci permet en particulier d'interagir en temps réel avec le signal enregistré. De nombreux matériaux met tant en oeuvre divers phénomènes physiques peuvent entre utilisés pour de tels enregistrements.Particulièrement, le matériau d'enre gistrement déposé sur la plaque transparente peut-etre une couche mince de métal, d'alliage ou d'autres corps organiques ou minéraux, tels que le bismuth par exemple, ltenregistrement au moyen d'un fais ceau laser de quelques dizaines de milliwatts entrainant une ablation thermique de la couche ou une modification thermique de son spectre d'absorption. L'enregistrem.ent neut-être effectué également par changement d'état photo-induit par le faisceau d t insGription d'un composé semi-conducteur qui ne diffuse pas la lumière sous sa forme amorphe et qui au contraire le diffuse sous sa forme cristalline. L'enregistrement peut également être effectue sur des matériaux photochromiques ou photosensibles à développement thermique tels que l'iodure de plomb PbI2, les oxydes de fer ou les films diazo vésiculaires. En pratique, pour ce dernier procede le développement est obtenu en même temps que l'inscription. Certains des procédés d'enregistrement sus-decrits sont réversibles et peuvent donc être utilisés dans les eas où lton se réserve la possibilité de corriger des informations erronées ou même pour effacer totalement l'information enregistrée et procéder à une réinscription du support (matériaux semi-conducteurs amorphes en particulier). Une plaque de protection 3 formee soit d'un matériau transparent si le support doit être lu par transmission, soit d'un matériau opaque ou transparent si le support doit être lu par réflexion est ensuite amenée au voisinage de la couche du matériau d'enregistrement. Entre la plaque de protection 3 et le support 1 muni de sa couche de matériau d'enregistrement 2, une cavité est menagee. Pour cela la plaque de protection 3 et le support 1, avec sa couche 2, sont rendus solidaires l'un de l'autre par collage étanche de deux joint d'étancheité concentriques 4 et 5. La cavité 6 ainsi menagee entre la couche 2 et la plaque 5 contient en général de l'air. Elle peut également contenir un gaz neutre ainsi, si la couche d'enregistrement est une couche mince de métal, ltoxydation de ce métal est e- vites. La cavité peut également contenir une vapeur metallique.I1 peut également y être effectue un vide plu5 OU moins pousse ou au contraire y être introduit des atomes d'oxygène dans la mesure où le phénomène d'enregistrement serait facilite. Il est cependant necessaire que ltenregistrement obtenu soit stable. Des variantes du procédé de fabrication de supports autoprotégés selon l'invention peuvent également être mises en oeuvre les supports obtenus sont représentés sur les figures 2 et 3. Pour obtenir le support représenté sur la figure 2) la plaque de protection 3 est une plaque transparente en verre ou en plastique, semblable d la plaque 1. Cette plaque 3 est elle-meme enduite d'une couche d'un matériau d'enregistrement 7 qui peut-être le meme que celui qui constitue la couche 2. Les plaques 1 et 3, munies de leurs couches de matériau d'enregistrement, sont ensuite rendues solidaires par les deux Joints d'étanchéite concentriques 4 et 5. Un tel support peut être lu, apres enregistrement des deux couches ou d'une seule, soit par réflexion, soit par transmission. Dans le cas dtune lecture par réflexion, la couche d'e.lregistlXement étant par exemple une mince couche métallique ayant subi une ablation locale, totale ou partielle, le faisceau de lecture réfléchi par la couche lue ne risque pas d'être affecte par les informations en registrées sur la seconde couche-d'enregistrement, les rayonnements de lecture étant incidents sur les faces extérieures des couches 1 et 3 pour la lecture des couches enregistrees 2 et 7 respective- ment.Par contre, dans le cas d'une lecture par transmission où lton détecte des variations de phase, il est nécessaire de prévoir un écart entre les deux couches enregistrées suffisant pour que les informations enregìstrees sur la seconde couche ne modifient pas notablement la répartition d'éclairement dans la tache de diffraction obtenue lors de la lecture de la première. La hauteur de la cavité devra donc être de l'ordre de quelques centaines de microns (200 @ 300 m). Le support représente sur la figure 3 est un mode de realisa- tion simplifié du premier. Dans ce cas la plaque de protection 3 est appliquée directement sur la couche d'enregistrement 2, cette plaque étant opaque ou transparente pour des supports destinés d être lu par réflexion et transparente pour des supports destines à une lecture par transmiss1on. Cette plaque 3 est soit collée, soit plus opportunément obtenue par enduction de la couche d'enregistre- ment par un polymère. Cette structure de support est particulière- ment adaptée lorsque la couche d'enregistrement est une mince cou che de métal sur laquelle l'enregistrement est effectue~par fusion ou lorsque la couche d'enregistrement est formée d'un matériau susceptible de changer d'état par photo-induction En effet le phénomène thermique d'enregistrement peut en décollant la mince couche d'enregistrement de la couche de polymere, créer une bulle susceptible de faciliter la lecture. La figure 4 represente un dispositif d'enregistrement d'un support autoprotege tel que représenté sur la figure 1. Ce dispositif d'enregistrement est, bien sur, adapte à ltenregistrement de supports tels que représentés sur les figures 1 et 5, ces supports ayant la forme de disques et étant destines à ltenregistrement dtin- formation le long d'une piste en spirale. Il comporte une source de type laser 8, un modulateur optique commande par le signal electrlque à enregistrer. Ce modulateur est suivi d'un dispositif optique,symbolise par une lentille convergente lO,destine focaliser le faisceau dtenregistrement sur la couche à enregistrer. La puissance optique nécessaire pour que le matériau d'enregistrement change d'état est de quelques milliwatts à quelques dizaines de milliwatts suivant le phénomène physique utilise.Le support est en rotation à vitesse constante-ouenon Z autour de son axe.Lorsque la couche d'enregistrement est une couche mince de métal ou d'alliage, le rayonnement laser concentre sur cette couche entraine la fusion de la couche dans les zones qui sont inso lees. A la lecture, les zones correspondantes ne réfléchissent pas le rayonnement si la fusion a ete totale tandis que les zones inso lees réflechissent le rayonnement. Dans le eas où le temps dtapplication du rayonnement laser ne permet qu'une fusion partielle, les zones insolées et les zones non insolées réfléchissent le rayonnement mais avec une variation de phase qui dépend de ltépaisseur du métal qui stest volatilisé lors de ltenregistrement. De la meme manière en ce qui concerne les autres phénomènes physiques susceptibles dtetre utilisés pour ltenregistrementP le temps d'application du rayonnement laser sur les zones insolées détermine l'amplitude des variations de phase ou d t intensité du rayonnement, entre les zones non insolées et les zones insolées, lors de la lecture. Les conditions d'enregistrement sont donc dé- terminantes pour que la restitution des informations enregistreea soit obtenue avec une sensibilité suffisante.La machine d t enregisv trement comporte de plus un dispositif de suivi radial pour obtenir un pas des pistes constant et un dispositif d t asservissement verti- cal permettant de maintenir le faisceau focalisé sur la couche de matériau dtenregistrement. Ces dispositifs ntont pas éte re présentés sur la figure par souci de simplification. La figure 5 représente un dispositif de lecture par réflexåon dtun support selon l'invention. Il comporte une source de type laser 11 de puissance inférieure(et de longueur d'onde éventuellement différente)d celle de la source qui a eté utilisez lors de lten- registrement de sorte que les informations enregistrées ne soient pas modifiées par la lecture. La puissance optique concentrée sur la couche enregistrée est de l'ordre de 0,5 milliwatt. Le faisceau de lecture traverse une lame séparatrice 12 et est focalisé sur la couche enregistrée par un dispositif optique de projection symbolise par la lentille convergente 13. Le rayonnement réfléchi par la couche enregistrée est détecté par des cellules de lecture 13 après réflexi-on par la lame séparatrice 12 Comme le dispositif d'enregistrement, le dispositif d'asservissement vertical du spot de lecture permettant de maintenir le faisceau focalisé sur la couche enregistrée et un dispositif de suivi radial (si les informations sont enregistrées sur une piste en spirale). L'invention ntest pas- limitée aux procedés de fabrication décrits ni aux supports ainsi obtenus. En particulier, ltépaisseur de la plaque support a éte donnée à titre d'exemple de l'ordre du millimètre. En pratique pour les seules nécessités d'une bonne lecture, son épaisseur peut-être de l'ordre de 300 m. Cependant, les plaques ainsi obtenues n'ont pas, en règle générale, une tenue mécanique suffisante. En utilisant une plaque support de très bonne tenue mécanique, il est possible de choisir une épaisseur de l'ordre de 300 /um, ce qui réduit ltencombrement de tels supports. Dans le cadre de ltenregistrement du support, une piste en forme de spirale a été décrite, le support ayant lui même la forme d'un disque. Pour une application informatique dans laquelle de tels supports sont utilisés pour stocker des informations binaires, ltenregistrement peut-etre constitué de pistes concentriques enregistrées sur un support en forme de disque.De plus, le procédé de fabrication peut comporter d'autres phases pendant lesquelles, en atmosphère dépoussierée, -l'autre face de la plaque 3 est enduite d'un materiau d'enregistrement 15 puis fixée S une autre plaque 16 également enduite par une couche 17, par deux Joints d'étanchéïté conne représente sur la figure 6. Les deux faces de chaque plaque intermédiaire peuvent ainsi être enduites d'une couche de matériau d'enregistrement. Une telle structure de support est particulièrement adaptée à une lecture par transmission. L'e- paisseur finale de ltensemble doit cependant rester suffisamment faible pour que le rayonnement incident sur les couehes centrales, reste assez énergétique pour que cette couche centrale soit effecti vement enregistrée. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un support dtinformation inscripti- ble et lisible optiquement par des faisceaux de rayonnement concentrés caractérisés en ce qu'il est mis en oeuvre dans une atmosphère dépoussièrée et en ee qu'il consiste à déposer sur une plaque support une couche d'un matériau d'enregistrement susceptible d'être modi- fiée localement par un faisceau de rayonnement dtinscription concentré, en un spot sur ladite couche, ces modifications étant susceptibles d'être détectées par un faisceau de rayonnement de lecture concentré, à fixer de façon étanche une plaque de protection sur la face portant la couche d'enregistrement de la plaque support, au moins par les bords, -l'une au moins des deux plaques étant transparente au rayonnement dtinscription et au rayonnement de lecture et son épaisseur étant telle que la répartition d'énergie dans le spot d'inscription ou de lecture ntest pas modifié par les souillures de la face externe de la plaque transparente. 2. Procédé de fabrication d'un support d'information selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de matériau d'enregistrement est placée au contact de toute la surface de la plaque de protection. 3. Procédé de fabrication d'un support d'information selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite plaque de protection est foxée à ladite plaque support sur laquelle est déposée la couche de matériau d'enregistrement par des joints d'étanehélté. 4. Procédé de fabrication d'un support d'information selon la revendication 3, caractérisé en ce que la plaque de protection est également recouverte dtune couche de matériau d'enregistrement, les faces de la plaque de protection et de la plaque support portant les couches de matériaux d'enregistrement étant en vis å vis et isolées de ] 'extérieur par les joints d'étanchélte, les deux plaques étant transparentes au rayonnement d'inscription et de lecture. 5. Procédé de fabrication d'un support d-'information selon la revendication 4, caractérisé en ce que le support d'information étant destiné à une lecture par transmission, l'épaisseur des joints d'étanchelté déterminant la distance entre les couches de matériau d'enregistrement est telle que l'une des couches ayant été enregistrée, la répartition d'intensité dans le faisceau de rayonnement concentre sur l'autre couche ntest pas sensiblement modifiée par les informations enregistrées sur l'autre couche. 6. Procédé de fabrication d'un support dw'information selon la revendication 1,-caractérisé en ce que n plaques, n entier supe- rieur à 1 sont fixées les unes aux autres par des joints d'e- tanchéitéss Alune au moins des deux faces en vis vis de deux plaques solidaires étant recouverte d'un matériau d'enregistrement inscriptible et lisible optiquement par un rayonnement concentre. 7. Procédé de fabrication d'un support dtinformation selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit support étant destine à une lecture par transmission, les deux plaques sont transparentes. 8. Procédé de fabrication de support dtinformation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit support à la forme d'un disque, les plaques étant circulaires. 9. Support dtinformation inscriptible et lisible optiquement obtenu par le procédé selon la revendication 1, caractérise en ce outil comporte une plaque support, une couche de matériau d'enregistrement inscriptible et lisible par un rayonnement concentré sur une première faee de la plaque support, une plaque de protection fixée à la première face de la plaque support isolant le matériau d'enregistrement de ltexterieur, ltune au moins desdites plaques étant transparente au rayonnement de lecture. 10. Support inscriptible et lisible optiquement obtenu par le procédé selon l'une quelconque des rèvendieations 2 à 8.