Brevet FR2471649A1 — publié le 19810619

La présente invention concerne un nouveau support d'enregistrement optique. Plus particulièrement, elle se rapporte à un support d'enregistrement optique à utiliser avec un laser à injection à l'état solide. Dans le brevet US no 4 097 895 du 27f:tsJuin 1978, Spong a décrit un support d'enregistrement par ablation qui se compose d'un matériau réfléchissant la alumière, comme de l'aluminium ou de l'or, enduit d'une couche absorbant la lumière, comme de la fluorescéine. Un faisceau laser focalisé dont l'intenaité est modules par exemple d'un laser à Margon ou hélium-cadmium, quand il est dirigé sur le support d'enregistrement, vaporise-ou effectue l'ablation du matériau absorbant la lumière, laissant un trou et exposant la couche réfléchissant la lumière. L'épaisseur de la couche absorbant la lumière est choisie de façon que la structureaituneréflectivité minimale. Après enregistrement, il y aura un contraste maximum entre le facteur minimum de réflexion de la couche absorbantela lumière et le facteur de réflexion de la couche réfléchissant la lumière. Par ailleurs, quand le matériau réfléchissant la lumière est lui-même composé d'une couche mince sur un substrat non conducteur, comme il y a peu d'énergie perdue par réflexion de-la couche mince et absorbante, et peu d'énergie perdue par transmission à travers la couche réfléchissante, l'énergie absorbée du faisceau lumineux est concentrée en une pellicule très mince, et la sensibilité à l'enregis- trement est considérablement élevée. Ce système fonctionne trèsbien, mais présente l'inconvénient que leslasersà-l'argon et hélium-cadmium sont des dispositifs encombrarfanécessitant une quantité comparativement importante de courant électrique pour les faire fonctionner. De plus, un modulateur externe de lumière est requis. Il serait souhaitable de travailler à des niveaux de courant électrique reçu plus faibles, tel que celui requis par les lasers à injection à lêétat solide, comprenant les lasers à l'arsenJure de gallium-alumi- nium. Ces lasers opèrent entre 750 et 850 manomètres et 247t649 ainsi des matériaux absorbants à ces longueurs d'onde sont requis pour le support d'enregistrement utile dans le système d'enregistrement ci-dessus. Afin d'être Lutiles comme couche absorbant la lumière, les matériaux doivent pouvoir être appliqués pour former une couche mince et régulière de qualité optique et d'une épaisseur prédéterminée; ils doivent être absorbants à la fréquence de la source optique employée-; et ils doivent subir une ablation ou fondre pour former des trous réguliers afin de donner un motif du signal ayant un rapport signal/bruit d'au moins environ 40 décibels On a trouvé un support d'enregistrement par ablation, qui se compose d'une couche réfléchissant la lumière et d'une couche absorbant la lumière qui absorbe à environ 750-850 nm, comprenant un colorant ayant pour formule N M$NI)IX l N C _ o X est de l'hydrogène et du chlore et M est choisi dans le groupe consistant en plomb, aluminium, vanadyle ou étain (+4). L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation dé l'invention etdans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un support d'enregistrement selon l'invention, avant enregistrement; - la figure 2 est une vue en coupe transversale d'un support d'enregistrement selon l'invention, après enregistrement; et - la figure 3 est une vue schématique du système d'enregistrement et de restitution dans lequel peut être employé le support d'enregistrementselon l'inventiono Les colorants particulièrement appropriés à une utilisation dans le support d'enregistrement selon l'invention comprennent la phtalocyanine de plomb, la phtalocyanine de chloro- aluminium, la phtalocyanine de vanadyle, la phtalocyanine stannique, ou la chlorophtalocyanine de chloro-aluminium. Les composés ci-dessus absorbent tous auxlongueurs d'onde du laser à injection à l'état solide, et ils peuvent tous être évaporés sur une couche réfléchissant la lumière pour donner des couches absorbant la lumière régulières et de qualité optique, qui forment une information enregistrée ayant des rapports signal/bruit élevés. La phtalocyanine de vanadyle a un indice de réfraction de 2,4 et un coefficient d'absorption, K, de 1,0 à 800 nm. La chlorophtalocyanine de chloro-aluminium a un indice de réfraction de 3, 2 et un coefficient d'absorption de 0,5 à 800 nm. La phtalocyanine de plomb a un indice de réfraction de 2,4 et un coefficient d'absorption de 0,4 à 800 nm. La chlorophtalocyanine de chloro-aluminium a un indice de réfraction de 3, 1 et un coefficient d'absorption de 0,3 à 800 nm. Quand la couche réfléchissant la lumière est elle-même une couche sur un substrat, la nature du substrat n'est pas critique. Ce substrat doit avoir une surface plane et optiquement régulière, à laquelle adhère une couche réfléchissant la lumière subséquemment appliquée. Une plaque ou disque en verre ou un disque en matière plastique est adapté. Si le matériau réfléchissant la lumière peut être formé de façon à être une couche autonome optiquement régulière, la nécessité du substrat peut être éliminée. Le matériau réfléchissant la lumière doit réfléchir la lumière utilisée pour l'enregistrement. On peut citer, comme matériaux appropriés réfléchissant la lumière, l'aluminium, le rhodium, l'or ou analogue. Le matériau réfléchissant la lumière a une épaisseur telequ'il réfléchisoela lumière d'enregistrement. Les colorants de phtalocyanine actuels peuvent être appliqués par évaporation traditionnelle sous vide. Le colorant est introduit dans un récipient approprié et placé dans une chambre sous vide. Le récipient est alors relié à une source de courant. Un substrat- est placé au-dessus du colorant. La chambre sous vide est évacuée à environ 10o6 torr et du courant est appliqué au récipient pour élever la température du colorant à sa température d'évaporation. L'évaporation continue jusqu'à ce qu'une couche de colorant à l'épaisseur requise soit déposée sur la couche réfléchissant la lumière, et à ce moment le courant est interrompu et la chambre est éventée. On se référera maintenant aux dessins joints. La figure 1 montre un support d'enregistrement selon l'invention, avant exposition à un faisceau de lumière d'enregistrement, et il comprend un substrat 110 en verre, une couche 112 réfléchissant la lumière comprenant une couche d'or ayant environ6OX d'épaisseur, et une couche 114 absorbant la lumière de l'un des colorants de phtalocyanine ci-dessus mentionnés. La figure 2 montre un support d'enregistrement selon l'invention, après exposition à un faisceau de lumière d'enregistrement, o la couche de colorant 114 a été retirée pour laisser un trou 116,exposant la couche 112 réfléchissant la lumière. On comprendra qu'un support d'enregistrement, après enregistrement, comporte un certain 47 1649 nombre de trous 116 plutôt que le seul trou représenté sur la figure 2. L'utilisation du support d'enregistrement selon l'invention sera expliquée en plus de détail en se référant à la figure 3. Pour l'enregistrement, la lumière émise par un laser à injection à l'arsernlure de gallium- aluminium 10, est modulée directement en réponse à un signal électrique reçu d'une source 14o Le faisceau modulé est agrandi par un système optiqqe d2enregistrament 16 pour augmenter le diamètre du faisceau laser modulé en intensité, afin qu'il remplisse l'ouverture souhaitée d'un objectif 18 dans lesplarsparallèle et perpendiculaire au plan du laser 100 Le faisceau laser modulé et agrandi est totalement réfléchi par un diviseur de faisceau polarisant 20 et il passe par une plaque quart d'onde 22 faisant tourner le faisceau vers l'objectif 18. Le faisceau d'enregistrement modulé fait alors impact sur un support dBenregistrement 24, comme on l'a décrit sur la figure 1, et il effectue l1ablation ou l'évaporation d'une partie de la couche absorbant la lumière pour exposer une partie de la couche réfléchissant la lumièreo Le support d'enregistrement 24 est entraîné en rotation par l'entrainement 26 de la platine à environ 1800 t/mno Un servo-focaliseur 28.maintient une distance constante entre l'objectif 18 et la surface du support denregistre- ment 24. Pour la lecture, un faisceau laser non modulé et moins intense, c'est-àdire un faisceau ne provoquant pas l'ablation dans le support d'enregistrement, suit lei mime trajet que le faisceau d'enregistrement vers le support d'enregistrement 24 Le motif enregistré de réflexionantiréflexion module la lumière réfléchie à travers l'objectif 18 et lapiaque quart d'onde 220 La lumière, maintenant tournée de 900eampolarisation par les deux passages à.travers la plaque quart d'onde 22, passe par le diviseur de faisceau polarisant 20 et est dirigée par un système optique de restitution 30 vers un photodétecteur 320 Le photodétecteur 32 convertit le faisceau de lumière réfléchie en un signal électrique de sortie à la borne 34, qui correspond au signal reçu de la source 14. Un asservissement de piste- 36 contrôle la lumière darsle système optique de restitution 30 pour assurer que la piste dans le support d'enregistrement 24 est la même pendant la restitution que celle utilisée pendant l'enregistrement. La présente invention sera mieux illustrée par les exemples qui suivent qui ne doivent en aucun cas en limiter le cadre. Exemple 1 Un substrat fut enduit par évaporation d'une couche d'or d'environ 600A d'épaisseur. Le substrat enduit fut placé dans une chambre sous vide audessus d'une coupelle d'évaporation contenant de l-&-phtalocyanine de plomb. Une source de courant fut reliée à la coupelle et la chambre sous vide fut évacuée jusqu'à environ 10-6 torr. La coupelle fut chauffée à environ 300-400 C,température à laquelle l'obturateur fut ouvert et le colorant évaporé à - raison de 4A par seconde. L'évaporation continua jusqu'à ce qu'une couche de l'ordre de 600A d'épaisseur soit déposée sur3a couche d'or. Il se déposa une pellicule régulière, amorpheclaire et continue. Le support d'enregistrement résultant fut exposé à une série d'impulsions de lumière de 50 nanosecondes ayant une longueur d'onde de l'ordre de 800 nm en provenance d'un laser à injection à onde continue à l'arsenjtue de gallium-aluminium dans un appareil comme - sur la figure 3. Des petits trous de forme régulière et lisse, furent formés_ par ablation dans la pellicule de colorant pour une puissance de sortie du laser de l'ordre de 31 milliwatts. Exemple 2 En suivant le processus gétéral de l'exemple 1, un substrat enduit d'or comme à l'exemple 1, fut enduit d'une couche de phtalocyanine de chloroaluminium ayant environ 51A dépaisseur. Des petits trous de formeO environ 5qX0A d'épaisseur. Des petits trous de forme X;1 régulière furent formés par ablation dans la pellicule du colorant, à une puissance de sortie du laser de l'ordre de 42 milliwatts. Exemle 3 En suivant le processus général de l'exemple 1, un substrat enduit d'or fut enduit d'une couche de phtalocyanine de vanadyle ayant environ 650A d'épaisseur. La réfleativité O était de l'ordre de 9% à 8000A. Après repos pendant environ six semaines, le facteur de réflexion était inchangé. La puissance incidente d'enregistrement de seuil, sur la surface d'enregistrement/requise pour effectuer l'ablation et former de petits trous lisses et de forme régulière avec le laser était de l'ordre de 3 à 3,5 milliwattso Exemple 4 En suivant le processus général de l'exemple 1, un substrat enduit d'or fut enduit d'une couche de chlorophtalocyanine d'aluminium ayant environ 400A d'épaisseur. Le facteur de réflexion était de l'ordre de 13% à 800 nm. La puissance incidente d'enregistrement de seuil sur la surface d'enregistrement, requise pour effectuer, par ablation, des petits trous lisses et de forme régulière, était de l'ordre de 3 à 3,5 miIiwatts.o Exemple de comparaison En suivant le processus général de l'exemple 1, des substrats enduits d'or furent enduits d'autres colorants de phtalocyanine. Cependant4jsne se révélèrent pas adaptés à la présente demande. Les données sont résumées au tableau qui suit. TABLEAU Echantill ons Colorant Phtalocyanine Phtalocyanine Phtalocyanine Phtalocyanine Phtalocyanine Phtalocyanine Phtalocyanine Phtalocyanine Phtalocyanine Phtalocyanine Phtalocyanine Commentaires faible absorption à 800 nm de cuivre de cadmium stanneuse de zinc de nickel de magnesium d'argent de cobalt de chrome de molybdène Phtalocyanine de fer Polychlorophtalocyanine de cuivre Hexadécylchlorophtalocyanine de cuivre Polychlorophtalocyanine Phtalocyanine de manganèse Phtalocyanine de fluorochrome Il Il ! mauvaise évaporation,faible absorp- tion à 800 nm pas d'évaporation pas d'absorption à 800 nm forme une pellicule granuleuse, faible absorption à 800 nm faible absorption à 800 nm pas d'évaporation à 400 C, décomposition au chauffage décomposition au chauffage,pellicule faiblement absorbante à 800 nm faible absorption à 800 nm pas d'absorption à 800 nm c'o 24T1649 Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. 247 1649 R E V E N D I C A T I O N S 1. Support d'enregistrement optique par ablation, caractérisé en ce qu'il se compose d'un matériau réfléchis- sant la lumière enduit d'une couche d'un colorant absorbant la lumière ayant pour formule N Q \= C C -N \ Ne -x fi:, \N M - >xD N C^ N 20. o X est de l'hydrogène QU du chlore et M est choisi dans le groupe consistant en plomb, aluminium, vanadyle ou étain (+4). 2. Support d'enregistrement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche de colorant précitée est choisieafin de diminuer la réflectivité vis à vis d'une source-émettentde la lumière de l'ordre de 750-850 nanomètres de longueur d'onde. - 3. Support d'enregistrement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on emploie, comme matériau absorbant la lumière, un colorant choisi dans le groupe consistant en. phtalocyanine de plomb, phtalocyanine de chloroaluminium, phtalocyanine de vanadyle, phtalocyanine stannique et chlorophtalocyanine de chloro- aluminium. 4. Support d'enregistrement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le colorant précité est de la phtalocyanine de plomb. 5. Support d'enregistrement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le colorant précité est de la phtalocyanine de chloro-aluminiumo 6. Support d'enregistrement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le colorant précité est de la phtalocyanine de vanadyle. 7. Support d'enregistrement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le colorant précité est de la chlorophtalocyanine de chloro-aluminium. 8. Support d'enregistrement selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'épaisseur du matériau colorant précité est choisie afin de diminuer la réflectivité à une source de lumière émettant à environ 750-850 nanomètres de longueur d'onde. 9. Support d'enregistrement selon la revendication 1, caractérisé en ce que des parties du matériau réfléchissant la lumière précité sont exposées pour former un motif absorbant la lumière-réfléchissant la lumière correspon- dant à l'information vidéo.