Brevet FR2467460A1 — publié le 19810417

I La présente invention se rapporte à un support d'enregistrement optique o l'information peut être enregistrée à une longueur d'onde et lue à une seconde longueur d'onde, et qui a une réflectivité réduite, c'est-à-dire le rapport de l'intensité de lumière réfléchie à incidente, à chacune de ces longueurs d'onde. Spong, dans le brevet US nO 4 097 895 du 27 Juin 1978 a révélé un support d'enregistrement optique par ablation, à utiliser dans un système d'enregistrement optique, qui comprend une couche réfléchissant la lumière enduite d'une pellicule mince d'un matériau organique absorbant la lumière. Un faisceau lumineux focalisé et modulé, tel qu'un faisceau de lumière provenant d'un laser à l'ion argon, quand il est dirigé sur le support d'enregistrement, vaporise ou produit l'ablation de la couche absorbant la lumière, laissant une ouverture dans cette couche et exposant la couche réfléchissant la lumière. L'épaisseur de la couche absorbant la lumière est choisie de façon que la réflectivité du support d'enregistrement soit réduite. Bell, dans une demande de brevet US en cours intitulée "Information Record", n0 054 437, déposée le 3 Juillet 1979, a révélé un support d'enregistrement optique par ablation à utiliser dans un système d'enregistrement optique. Le support d'enregistrement optique se compose d'une couche réfléchissant la lumière, d'une couche d'un matériau transmettant la lumière recouvrant la couche réfléchissant i lumière et d'une couche d'un matériau absorbant la lumière recouvrant la couche trans- mettant la lumière. L'épaisseur de la couche absorbant la lumière est en rapport à l'épaisseur de la couche transmettant la lumière et aux constantes optiques des couches réfléchissant, transmettant et absorbant la lumière de façon à réduire la réflectivité optique du support d'enregistrement afin qu'une fraction maximum de la lumière faisant impact sur le support d'enregistre- ment et provenant d'un faisceau de lumière modulé et focalisé d'une longueur d'onde prédéterminée, soit absorbée et convertie en énergie thermique dans la couche absorbant la lumière. L'énergie thermique effectue l'ablation ou fait fondre la couche absorbant la lumière,produisant une ouverture dans cette couche, et exposant ainsi la couche sous-jacente réfléchissant la lumière à travers la couche transmettant la lumière. La réflectivité dans la zone de l'ouverture de la couche absorbant la lumière est essentiellement celle de la couche réfléchissant la lumière et est bien supérieure à celle de la région non exposée environnante. Pendant la lecture, cette différence de réflectivité est détectée optiquement et convertie en un signal électrique représentatif de l'information enregistrée. Le procédé d'enregistrement nécessite typiquement un laser de forte puissance, comme un laser à l'ion argon du fait de la faible sensibilité du support. d'enregistrement. Cependant, pour la lecture, il ne faut qu'un laser de faible puissance comme un laser hélium-néon ou un laser à injection à semi-conducteur. Dans des système d'enregistrement et de lecture nécessitant des stations supplémentaires de lecture seulement ou dans des systèmes de lecture seulement, il serait préférable d'utiliser de tels lasers de faible puissance pour la lecture. Cependant, la réflectivité du support d'enregis- trement est diminuéeà3longueur d'onde d'enregistrement afin de rendre maximum la sensibilité pendant je procédé d'enregistrement. Cela peut conduire, en général, à une réduction de la différence de réflectivité entre les zones exposées et non exposéesdu support d'enregistre- ment quand la longueur d'onde de lecture diffère de façon importante de la longueur d'onde d'enregistrement. Cette différence de réflectivité réduite conduit à une diminution du rapport signal/bruit que l'on peut obtenir lors de la lecture, dégradant ainsi la performance générale du système. Ainsi, pour une performance maximale, les longueurs d'onde d'enregistrement et de lecture doivent être à peu près les mêmes. Il serait souhaitable d'avoir un support d'enregistre- ment dont la réflectivité soit simultanément faible aux longueurs d'onde d'enregistrement et de lecture, ces longueurs d'onde étant suffisamment différentes l'une de l'autre, pour obtenir ainsi une forte sensibilité lors de l'enregistrement et un fort rapport signal/bruit à la lecture. La présente invention se rapporte à un support d'enregistrement optique comprenant une couche réfléchissant la lumière, une couche transmettant la lumière recouvrant la couche réfléchissant la lumière et une couche absorbant la lumière recouvrant la couche transmettant la lumière, o les constantes optiques de la couche réfléchissant la lumière, de la couche transmettant la lumière et de la couche absorbant la lumière et les épaisseurs des couches transmettant et absorbant sont telles que la somme des réflectivités du support d'enregistrement aux longueurs d'onde d'enregistrement et de lecture, qui diffèrent d'au moins 100 nanomètres, soit inférieure à environ 0,3. 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 de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une illustration schématique d'une vue en coupe transversale d'un support d'enregistre- ment selon 'L'invention; et - la figure 2 est une illustration schématique d'une coupe transversale d'un support d'enregistrement selon l'invention, o est enregistrée une information. La figure 1 montre un mode de réalisation d'un support d'enregistrement 10 selon l'invention, qui comprend un substrat l2ayant une surface 14; une couche réfléchissant la lumière 16, recouvrant la surface 14 du substrat 12, qui réfléchit la lumière aux longueurs d'onde des faisceaux lumineux d'enregistrement et de lecture; une couche transmettant la lumière 18, recouvrant la couche 16 réfléchissant la lumière, qui est sensiblement transparente aux longueurs d'onde d'enregistrement et de lecture et une couche absorbant la lumière 20, recouvrant la couche transmettant la lumière 18, qui absorbe la lumière aux longueurs d'onde es faisceaux lumineux d'enregistrement et de lecture. Le substrat 12 peut être formé en verre ou en matière plastique, comme un chlorurede polyvinyle,typiquement sous forme d'un disque. Alternativement, le substrat 12 peut également être formé en un matériau, tel que de l'aluminium, qui réfléchit la lumière aux longueurs d'onde d'enregistre- ment et de lecture, combinant ainsi les fonctions du substrat 12 et de la couche 16 réfléchissant la lumière. Un substrat, s'il est présent, doit simplement être suffisamment épais pour supporter le restant de la structure. Une rugosité de la surface 14 à l'échelle du diamètre du faisceau lumineux focalisé produira du bruit dans le canal de signaux pendant la lecture. Un revêtement non conforme en une matière plastique, comme une résine époxy, sur la surface 14 avant formation de la couche 16 réfléchissant la lumière produira une surface microscopiquement lisse ou régulière, éliminant cette source de bruit. La couche 16 réfléchissant la lumière réfléchit une fraction sensible de la lumière incidente aux longueurs d'onde d'enregistrement et de lecture, et est typiquement formée en un métal, tel que de l'aluminium ou de l'or, qui présente une forte réflectivité aux deux longueurs d'onde. Cette couche, qui a typiquement de l'ordre de à 60 nanomètres d'épaisseur, peut être déposée sur la surface 14 du substrat 12 en utilisant des techniques d'évaporation sous vide. La couche 18 transmettant la lumière est formée en un matériau qui est-sensiblement transparent aux - longueurs d'onde d'enregistrement et de lecture. Le dioxyde de silicium est un matériau typique. utile pour cette couche, et il peut être déposé sur la couche 16 en utilisant des techniques d'évaporation par faisceau d'électrons. La couche 20 absorbant la lumière est formée en un matériau qui absorbe la lumière aux longueurs d'onde d'enregistrement et de lecture. On peut citer, comme matériaux appropriés, le titane, lerhodium, le bismuth, le tellurium et des alliages à base de tellurium déposés par une technique appropriée comme une évaporation sous vide. Après exposition à l'atmosphère, certains de ces matériaux s'oxyderont, laissant um couche absorbante plus mince que la couche déposée à l'origine. Cet effet peut être compensé en déposant une couche plus épaisse que celle souhaitée, l'oxydation subséquente réduisant son épaisseur effective à la valeur souhaitée. Les épaisseurs de la couche absorbante décrites sont les valeurs souhaitées. Pour éliminer ou réduire des défauts de signal provoqués par une poussière à la surfacequi précipite de l'environnement, une couche de recouvrement de l'ordre de 0,5 à environ 1 mm d'épaisseur est appliquée à la couche absorbant la lumière. Les particules de poussière qui se déposent à la surface supérieure de la couche de recouvrement sont très éloignées du plan focal du système optique, ainsi leur effet sur la lecture et l'enregistrement de l'information sur le disque est considérablement réduit. Comme matériau utile dans ce cas, on peut utiliser une résine de silicone. Les épaisseurs de la couche transmettant la lumière 18 etd2-acouche absorbante 20 sont en'relation et son ajustées de façon que les réflectivités du support d'enregistrement aux longueurs d'onde d'enregistrement et de lecture soient simultanément réduites. De préférence, la somme des réflectivités du support d'enregistrement aux longueurs d'onde d'enregistrement et de lecture est inférieure à 0,3. Les valeurs optimales des épaisseurs des couches transmettant la lumière et l'absorbant peuvent être calculées en utilisant, par exemple, la méthode de matrice décrite dans "Optical Properties of Thin Solid Films", par O.S. Heavens, Dover Publications, Inc, New York, 1965, page 69. Cette tentative ou d'autres utilisent les constantes optiques complexes de la couche réfléchissant la lumière, de la couche transmettant la lumière et de la couche absorbant la lumière; les longueurs d'onde d'enregistrement et de lecture; et une épaisseur fixe de la couche transmettant la lumière ou de la couche absorbant la lumière pour déterminer l'épaisseur de la couche restante qui produira un minimum de réflectivité aux longueurs d'onde d'enregistrement et de lecture. Alternativement, les valeurs utiles d'épaisseur des couches transmettant et absorbant la lumière peuvent être obtenues en déposant la couche transmettant la lumière comme on l'a décrit ci-dessus puis en déposant la couche absorbant la lumière tout en surveillant la réflectivité du support d'enregistrement aux longueurs d'onde d'enregistrement et de lecture. Le procédé de dépôt de la couche absorbant la lumière est alors arrêté en un point o la somme des réflectivitésaux deux longueurs d'onde est inférieure à 0,3. La couche transmettant la lumière a au moins 10 nanomètres d'épaisseur et elle a typiquement de l'ordre - de 20 à environ 150 nanomètres d'épaisseur. Les valeurs typiques de l'épaisseur de la couche absorbant la lumière sont comprises entre environ deux nanomètres et environ 30 nanomètres. Certaines épaisseurs des couches transmettant la lumièree l'absorbant d'un support d'enregistrement ayant une réflectivité réduite à une longueur d'onde d'enregistrement de 488 nanomètres et une longueur d'onde de lecture de 800 manomètres et qui sont adaptées pour une utilisation dans un système pour l'enregistrement et la lecture optiques, sont indiquées auitableaux I et II. Au tableau I,la couche absorbant la lumière est en titane et au tableau II,elle est en tellurium. Sur le tableaux,R488 et RS00 sont les réflectivités calculées du support d'enregistrement respectivement à 488 et 800 nanomètres et S est la somme des réflectivités R488 + R800. Dans chaque cas, la couche transmettant la lumière est en dioxyde de silicium. TABLEAU I Epaisseur R488 R800 S Ti Si02 R488 + R800 7 nm 50 nm! 0,000 0,11 0,11 7.mm 80 nm 0,16 0,000 0,16 8 nm 55 nm 0,02 0,05 0,07 TABLEAU II Epaisseur R488 R800 S Te SiO02 R488 + R800 3,5 nm 75 nm 0,000 0,05 0,05 6 nm 52,5 nm 0,14 0,000 0,14 4 nm 72,5 nm 0,01 0,03 0,04 Le tableau III résume les données des réflectivités à 488 nanomètres et 800 nanomètres et la somme de ces réflectivités pour un support d'enregistrement ayant une couche transmettant la lumière en dioxyde de silicium etuoe couchs. bsortant la lumière en titane. Dans chaque cas, la réflectivité à la longueur d'onde inférieure est inférieure à 0,3 tandis que la réflectivité à la longueur d'onde supérieure et la somme des réflectivités sont toutes deux supérieures à 0,3. TABLEAU III Epaisseur R488 R0 S Ti SiO2 R488 + R800 3nm 25 nm 0,19 0,41 0,60 6 nm 25 nm 0,25 0,47 0,72 7 nm 30 nm 0,11 0,34 0,45 9 nm 25 nm 0,11 0,31 0,42 La figure 2 illustre un mode de réalisation d'un support d'enregistrement 30 selon l'invention o est enregistrée une information. La figure 2 montre une vue en coupe transversale d'une piste ou plage d'information qui a été enregistrée sous forme d'une série d'ouvertures 22 dans la couche absorbant la lumière pour former ainsi un support d'enregistrement. Typiquement, l'information est codée sur le disque en faisant varier-la longueur des ouvertures 22 et des zones non exposées 24 de la couche 20 absorbant la lumière entre les ouvertures 22 le long de la direction de lapiste ou plage. Les longueurs des ouvertures 22 sont déterminées par le temps o le disque est exposé au- faisceau: lumineux d'enregistrement et la vitesse à laquelle le disque se déplace à travers le plan focal du faisceau lumineux d'enregistrement. On obtient une forte sensibilité pour l'enregistrement, typiquement à 488 nanomètres ou 514,5 nanomètres, parce que la fraction de lumière incidente perdue par réflexion est faible. Simultanément, le contrastide réflectivité entre les ouvertures et les zones non exposées du disque est maintenu à une valeur élevée à la longueur d'onde de lecture, typiquement 632,8 ou environ 800 nanomètres, ce qui est souhaitable pour une lecture de l'information enregistrée à une très bonne qualité. Bien entendu, l'invention n'est nullemert 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 de la protection comme revendiquée. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Support d'enregistrement à utiliser dans un système d'enregistrement et de lecture optiques employant des faisceaux lumineux d'enregistrement et de lecture, dont les longueurs d'onde diffèrent d'au moins 100 nanomètres, du type comprenant: une couche réfléchissant la lumière qui réfléchit la lumière aux longueurs d'onde d'enregistrement et de lecture; une couche transmettant la lumière, recouvrant la couche réfléchissant la lumière, en un matériau qui est sensiblement transparent aux longueurs d'onde d'enregistre- ment et de lecture et dont l'épaisseur est supérieure à environ IC nanometres; et une couche absorbant la lumière, recouvrant la couche transmettant la lumière, en un matériau qui absorbe la lumière aux longueurs d'onde d'enregistrement et de lecture, caractérisé en ce que les constantes optiques desdites couches réfléchissant la lumière (16), transmettant la lumière (18) et absorbant la lumière (20) et les épaisseurs desdites couches transmettant la lumière (18) et absorbant la lumière (20) sont telles que la somme des réflectivités dudit support d'enregistrement aux longueurs d'onde d'enregistrement et de lecture soit inférieure à environ 0,3. 2. Support d'enregistrement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche réfléchissant la lumière (16) est supportée sur un substrat (12). 3. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche réfléchissant la lumière (16) est en aluminium. 4. Support d'enregistrement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche transmettant la lumière (18) est en dioxyde de silicium. 5. Support d'enregistrement selon la revendication 4, 2467460: caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche transmettant la lumière(le est comprise entre environ 20 manomètres et environ 150 nanomètres. 6. Support d'enregistrement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche absorbant la lumière (20) se compose d'un matériau choisi dans le groupe consistant en titane, rhodium, bismuth, tellurium et alliages à base de tellurium. 7. Support d'enregistrement selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche absorbant la lumière (20) est comprise entre environ 2 nanomètres et environ 30 nanomètres. 8. Support de l'information selon l'une quelconque des revendications précédentes, du type o une piste de l'information y est formée, caractérisé en ce que ladite piste se compose d'une séquence d'ouvertures (22) dans la couche absorbant la lumière (20), des variations de la longueur ou de l'ouverture, ou des deux, le long de la piste et l'intervalle entre les ouvertures successives représentant l'information enregistrée.