(57)【要約】  本明細書中では、ホログラム記憶媒体、該記憶媒体の製造方法、該ホログラム記憶媒体にデータを記憶させる方法、および、光学的な記憶の読取り方法を説明する。本ホログラム記憶媒体は、熱架橋されたポリシロキサンバインダー；光活性物質；および、光開始剤を含む組成物から形成することができ、ここで、該光活性物質は、熱架橋されたポリシロキサンバインダーを形成するための熱硬化工程の前後でほぼ同量が残存する濃度を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラム記憶媒体であって：
熱架橋されたポリシロキサンバインダー；
光活性物質；および、
光開始剤、
を含み、ここで、該光活性物質は、熱架橋されたポリシロキサンバインダーを形成するための熱硬化工程の前後でほぼ同量が残存する濃度を有する、前記ホログラム記憶媒体。
【請求項２】
光活性物質の少なくとも一部が、データ記憶の後に重合される、請求項１に記載のホログラム記憶媒体。
【請求項３】
熱架橋されたポリシロキサンバインダーは、ポリ（メチルメチルシロキサン）；ポリ（メチルフェニルシロキサン）；１，３，５−トリメチル−１，１，３，５，５−ペンタフェニルトリシロキサン；または、ポリ（アクリルオキシプロピル）メチルシロキサンを含む、請求項１に記載のホログラム記憶媒体。
【請求項４】
熱架橋されたポリシロキサンバインダーは、１種またはそれより多い架橋または重合されたシリコーンモノマーおよび／またはオリゴマーを含み、ここで、該１種またはそれより多い架橋または重合されたシリコーンモノマーおよび／またはオリゴマーは、架橋および／または重合の前に、アルケニル反応性を有する官能基およびヒドリド反応性を有する官能基を含有する、請求項１に記載のホログラム記憶媒体。
【請求項５】
アルケニル官能基を含有する１種またはそれより多いシリコーンモノマーおよび／またはオリゴマーは、式：
【化１】
2008502940.tif 000007
［式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、水素、または、１価の炭化水素ラジカルを含み、Ｘａは、２価の炭化水素ラジカルであり、ａは、０〜８の値を有する整数である（両端の値も含む）］
を含む、請求項４に記載のホログラム記憶媒体。
【請求項６】
バインダー触媒をさらに含み、該触媒は、熱架橋されたポリシロキサンバインダーを形成するための熱硬化性シロキサン材料の熱硬化を開始させる、または、促進するのに有効な量である、請求項１に記載のホログラム記憶媒体。
【請求項７】
光活性物質は、ビニルエーテル、アルケニルエーテル、アレンエーテル、ケテンアセタール、エポキシド、アクリレート、メタクリレート、メタクリル酸メチル、アクリルアミド、メタクリルアミド、スチレン、置換されたスチレン、ビニルナフタレン、置換されたビニルナフタレン、ビニル誘導体、マレエート、チオール、オレフィン、または、これらの光活性物質のうち少なくとも１種を含む組み合わせを含む、請求項１に記載のホログラム記憶媒体。
【請求項８】
光活性物質は、シクロヘキセンオキシド；シクロペンテンオキシド；４−ビニルシクロヘキセンオキシド；４−アルコキシメチルシクロヘキセンオキシド；アシルオキシメチルシクロヘキセンオキシド；３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート；１，３−ビス（２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン；２−エポキシ−１，２，３，４−テトラヒドロナフタレンを含むエポキシド；これらのエポキシドから製造することができる誘導体；または、これらのエポキシドのうち１種を含む組み合わせを含む、請求項１に記載のホログラム記憶媒体。
【請求項９】
光活性物質は：
【化２】
2008502940.tif 000008
［式中、Ｒ４は、それぞれ独立して、約６個未満または約６個の炭素原子を含有するアルキル基である］
で示されるエポキシド化合物を含む、請求項１に記載のホログラム記憶媒体。
【請求項１０】
光活性物質は：
【化３】
2008502940.tif 000009
［式中、Ｒ５基は、それぞれ独立して、１価の置換または非置換のＣ１〜１２アルキル、Ｃ１〜１２シクロアルキル、アラルキルまたはアリール基であり；Ｒ６基は、それぞれ独立して、Ｒ５であるか、または、２〜１０個の炭素原子を有する１価のエポキシ官能基であり、ただし、Ｒ５基のうち少なくとも３個は、エポキシ官能性であり；そして、ｎは３〜１０である］
で示される環状エポキシド化合物を含む、請求項１に記載のホログラム記憶媒体。
【請求項１１】
光活性物質は：
【化４】
2008502940.tif 000010
［式中、Ｒ７は、ＯＳｉ（Ｒ８）２Ｒ９で示される基、または、１価の置換もしくは非置換のＣ１〜１２アルキル、Ｃ１〜１２シクロアルキル、アラルキルまたはアリール基であり；Ｒ８基は、それぞれ独立して、１価の置換または非置換のＣ１〜１２アルキル、Ｃ１〜１２シクロアルキル、アラルキルまたはアリール基であり；そして、Ｒ９基は、それぞれ独立して、２〜１０個の炭素原子を有する１価のエポキシ官能基である］
で示される環状エポキシド化合物を含む、請求項１に記載のホログラム記憶媒体。
【請求項１２】
光活性物質は：
【化５】
2008502940.tif 000011
［式中、基Ｒ１０はそれぞれ、独立して、１価の置換または非置換のＣ１〜１２アルキル、Ｃ１〜１２シクロアルキルまたはフェニル基であり；Ｒ１１基は、それぞれ独立して、１価の置換または非置換のＣ１〜１２アルキル、Ｃ１〜１２シクロアルキル、アラルキルまたはアリール基であり；Ｒ１２基は、それぞれ独立して、２〜１０個の炭素原子を有する１価のエポキシ官能基であり、そしてｐおよびｑは整数である］
で示される環状エポキシド化合物を含む、請求項１に記載のホログラム記憶媒体。
【請求項１３】
光開始剤は、ｐ−オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジトリルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、ジフェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、クミルトリルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、η６−２，４−シクロペンタジエン−１−イル）（η６−イソプロピルベンゼン）−鉄（ＩＩ）ヘキサフルオロホスフェート、ビス（η−５−２，４−シクロペンタジエン−１−イル）ビス［２，６−ジフルオロ−３−（１Ｈ−ピロール−１−イル）フェニル］チタン、５，７−ジヨード−３−ブトキシ−６−フルオレン、または、これらの光開始剤のうち少なくとも１種を含む組み合わせを含む、請求項１に記載のホログラム記憶媒体。
【請求項１４】
光開始剤のための増感剤をさらに含む、請求項１に記載のホログラム記憶媒体。
【請求項１５】
ホログラム記憶媒体の製造方法であって：
熱重合可能なシロキサンバインダー材料、光活性物質および光開始剤を含む混合物を形成すること；
該混合物を、該熱重合可能なシロキサンバインダー材料が有効に硬化されるように加熱すること、ここで、該光活性物質は、該混合物の加熱の前後でほぼ同量が残存する濃度を有する；および、
該光開始剤を活性化して該光活性物質の少なくとも一部を重合させるのに有効な波長で、情報を伝達する光パターンにより、該媒体にデータを書込むこと、
を含む、前記製造方法。
【請求項１６】
混合物は、バインダー触媒をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
混合物は、光開始剤のための増感剤をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
加熱することは、約２５℃〜約１００℃の温度で行われる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
光開始剤を活性化するのに用いられる光の波長は、約３７５ナノメートル〜約８３０ナノメートルである、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
光開始剤を活性化するのに有効な波長は、ホログラム記憶媒体からデータを読取るのに利用される光ビームの波長とは異なる、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
光開始剤を活性化するのに有効な波長は、ホログラム記憶媒体からデータを読取るのに利用される光ビームの波長と同じである、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
ホログラム記憶媒体に、残存する全ての光開始剤および光活性物質が反応するような波長を照射することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
熱重合可能なポリシロキサンバインダーは、１種またはそれより多い架橋または重合されたシリコーンモノマーおよび／またはオリゴマーを含み、ここで、該１種またはそれより多い架橋または重合されたシリコーンモノマーおよび／またはオリゴマーは、架橋および／または重合の前に、アルケニル反応性を有する官能基およびヒドリド反応性を有する官能基を含有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項２４】
アルケニル官能基を含む１またはそれより多いシリコーンモノマーおよび／またはオリゴマーは、式：
【化６】
2008502940.tif 000012
［式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、水素、または、１価の炭化水素ラジカルを含み、Ｘａは、２価の炭化水素ラジカルであり、ａは、０〜８の値を有する整数である（両端の値も含む）］
を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
ホログラム記憶媒体にデータを記憶させる方法であって：
熱硬化されたポリシロキサンバインダー、光活性物質および光開始剤を含むホログラム記憶媒体を形成すること、ここで、該熱硬化されたポリシロキサンバインダーは、１種またはそれより多い架橋または重合されたシリコーンモノマーおよび／またはオリゴマーを含み、ここで、該１種またはそれより多い架橋または重合されたシリコーンモノマーおよび／またはオリゴマーは、架橋および／または重合の前に、アルケニル反応性を有する官能基およびヒドリド反応性を有する官能基を含有し、さらに、該光活性物質は、該熱架橋されたポリシロキサンバインダーを形成するための熱硬化工程の前後でほぼ同量が残存する濃度を有する；および、
データを含むシグナルビームと参照ビームの両方を用いて該ホログラム記憶媒体に光を当て、それによって、該ホログラム記憶媒体中に干渉縞を形成すること、ここで、該光開始剤は、シグナルビームと参照ビームに応答して、該光活性物質の少なくとも一部の重合を開始させる
を含む、前記方法。
【請求項２６】
ホログラムより大きい領域を有するホログラム記憶媒体の少なくとも一部に、全ての未反応の光開始剤を反応させ全ての未重合の光活性物質を重合させるのに十分な光の波長を照射することをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
光活性物質の少なくとも一部を重合することによって形成されたホログラムは、少なくとも約１０パーセントのホログラムの回折効率を有する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
熱重合可能なポリシロキサンバインダーは、１種またはそれより多い架橋または重合されたシリコーンモノマーおよび／またはオリゴマーを含み、ここで、該１種またはそれより多い架橋または重合されたシリコーンモノマーおよび／またはオリゴマーは、架橋および／または重合の前に、アルケニル反応性を有する官能基およびヒドリド反応性を有する官能基を含有する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
アルケニル官能基を含む１またはそれ以上のシリコーンモノマーおよび／またはオリゴマーは、式：
【化７】
2008502940.tif 000013
［式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、水素、または、１価の炭化水素ラジカルを含み、Ｘａは、２価の炭化水素ラジカルであり、ａは、０〜８の値を有する整数である（両端の値も含む）］
を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
光学的な読取り方法であって：
熱硬化されたポリシロキサンバインダー、光活性物質および光開始剤を含むホログラム記憶媒体を形成すること、ここで、該熱硬化されたポリシロキサンバインダーは、１種またはそれより多い架橋または重合されたシリコーンモノマーおよび／またはオリゴマーを含み、ここで、該１種またはそれより多い架橋または重合されたシリコーンモノマーおよび／またはオリゴマーは、架橋および／または重合の前に、アルケニル反応性を有する官能基およびヒドリド反応性を有する官能基を含有し、さらに、該光活性物質は、熱架橋されたポリシロキサンバインダーを形成するための熱硬化工程の前後でほぼ同量が残存する濃度を有する；
データを含むシグナルビームと参照ビームの両方を用いて該ホログラム記憶媒体に光を当て、それによって、該ホログラム記憶媒体中に干渉縞を形成すること、ここで、該光開始剤は、該光活性物質の少なくとも一部の重合を開始させ、該ホログラム記憶媒体中にホログラムを形成させる；および、
該ホログラムからの回折光に含まれるデータを読取るのに有効な読取りビームを用いて、該ホログラム記憶媒体に光を当てること、
を含む、前記方法。
【請求項３１】
シグナルビームは、約３７５ｎｍ〜約８３０ｎｍの波長を有し、読取りビームは、約３７５ｎｍ〜約８３０ｎｍの波長を有する、請求項３１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
背景
本発明の開示は、光学的データ記憶媒体に関し、より具体的には、ホログラム記憶媒体、ならびにそれらの製造方法および使用方法に関する。
【０００２】
ホログラム記憶は、ホログラムによるデータ記憶であり、ホログラムとは、感光性媒体中で２つの光ビームの交差によって生じる３次元の干渉縞の画像である。参照ビームと、デジタル処理でコード化されたデータを含むシグナルビームとの重ね合わせにより、媒体中に干渉縞が形成され、媒体の屈折率を変化させる、または調節する化学反応が起こる。この変調が、シグナルからの強度と位相情報の両方をホログラムとして記録するのに役立つ。ホログラムは、記憶媒体に参照ビームを単独で照射することにより、後で検索することができ、この参照ビームは保存されたホログラフィーデータと相互作用して、ホログラム画像を保存するのに用いられた最初のシグナルビームに比例する再生シグナルビームを生じさせる。
【０００３】
各ホログラムは、約１〜１×１０６またはそれ以上のビットのデータを含み得る。ＣＤまたはＤＶＤなどの表面ベースの記憶形式に対する、ホログラム記憶の一つの明確な利点は、マルチプレクシング技術を用いて、例えばシグナルおよび／または参照ビームの角度、波長または媒体の位置を変化させることによって、同じ体積の感光性媒体にオーバーラップ式に多数のホログラムが保存可能であることである。しかしながら、実行可能な技術としてのホログラム記憶の実現に関する主な障害は、信頼でき、かつ経済的に適切な記憶媒体の開発であった。
【０００４】
初期のホログラム記憶媒体は、ドープまたは非ドープのニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）のような無機光屈折結晶を用いており、この場合、屈折率の変化は入射光によって形成される。これらの屈折率変化は、光誘起が起こり、それに続いて電子が捕獲され、誘起された内部電場が生じ、それによって、最終的には線形電気光学効果により屈折率が改変されることによる。しかしながら、ＬｉＮｂＯ３は費用がかかり、比較的低い効率を示し、さらに、何らかの有意な屈折率変化を起こさせるには厚い結晶を必要とする。
【０００５】
さらに近年の研究では、光誘起重合プロセスによってより大きい屈折率変化を維持することができるポリマーの開発がなされている。これらの物質はフォトポリマーと称され、ＬｉＮｂＯ３およびその変化形に比べて有意に改良された光感度と効率を有する。従来技術プロセスでは、「単一の化学」系が用いられており、この場合、媒体は、少なくとも１種の光活性のある重合可能な液状モノマーまたはオリゴマー、開始剤、不活性な高分子充填剤、および、場合により増感剤の均一な混合物を含む。最初のうちは、この混合物のかなりの部分がモノマーまたはオリゴマーの形態を有するため、媒体はゲルのような粘稠度を有していることがあり、形と安定性を得るために紫外線（ＵＶ）硬化工程を必要とする。遺憾ながら、ＵＶ硬化工程は、光活性モノマーまたはオリゴマーの大部分を消費することがあるので、データ記憶に利用可能な光活性モノマーまたはオリゴマーが顕著に減ってしまう。その上、高度に制御された硬化条件下ですら、ＵＶ硬化工程は、様々な程度の重合が生じることが多く、その結果として、媒体サンプル間で均一性が不良になる。
【０００６】
ホログラフィー記録媒体のその他の先行例は、「２種の化学」系に基づくものであり、この場合、形と安定性を有する媒体を提供するバインダーまたは物質は、光活性成分とは異なる。これらの系は、少なくとも１種の光活性のある重合可能な液状モノマーまたはオリゴマー、開始剤、少なくとも１種のバインダーポリマーの前駆体（すなわちモノマーまたはオリゴマー）、および、場合により増感剤の混合物を含む。これらの混合物もまた、最初のうちはゲルのような粘稠度を有し、その後、バインダーポリマーの前駆体が部分的に硬化して、媒体に形と安定性が生じる。バインダーのＵＶ硬化工程の間に、単一の化学系で説明した問題に類似した問題が起こる場合がある。データ記憶の前に、媒体は、各成分の重量分率とそれら個々の屈折率に基づき均一な屈折率を有する。光活性モノマー（またはオリゴマー）が重合されると、バインダーの屈折率と異なる屈折率を有するポリマーの形成が起こる。光活性モノマー分子は重合領域に放散し、一方、バインダー材料は重合に関与していないため、その外側に放散する。モノマーとバインダーから形成されたフォトポリマーの空間的な分離により、ホログラム形成に必要な屈折率変調が提供される。これらの２種の化学系を用いてより優れた結果が得られるが、前駆体と、バインダーポリマーおよび光活性モノマーとの間に反応が起こる可能性がある。このような反応は、バインダーと、重合された光活性モノマーとの間の屈折率のコントラストを減少させ、それによって保存されたあらゆるホログラムに影響を与えると予想される。その上、２種の化学系はまた、データ記録中に光活性モノマーの重合で誘発された縮みによる寸法の変化に悩まされることもある。
【０００７】
したがって、ホログラフィックデータ記憶媒体に適した改良されたポリマー系への必要性がある。媒体に安定性と形を提供するバインダーの硬化工程が、データ記憶に利用可能な光活性物質の量を減少させないのであれば、有利であると考えられる。上記硬化工程により、媒体サンプル間で一貫したレベルのバインダー重合が起こり、バインダーと光活性物質とが反応する可能性が減少し、さらにデータ記録中の寸法の変化がなくなるのであれば、さらに有利であると考えられる。
【０００８】
簡単な要旨
本明細書では、ホログラム記憶媒体、該記憶媒体の製造方法、該ホログラム記憶媒体にデータを記憶させる方法、および、光学的な記憶の読取り方法を開示する。一実施形態において、組成物から形成されたホログラム記憶媒体は、熱架橋されたポリシロキサンバインダー；光活性物質；および、光開始剤を含み、ここで、該光活性物質は、熱架橋されたポリシロキサンバインダーを形成するための熱硬化工程の前後でほぼ同量が残存する濃度を有する。
【０００９】
ホログラム記憶媒体の製造方法は、熱重合可能なシロキサンバインダー材料、光活性物質および光開始剤を含む混合物を形成すること；該混合物を、該熱重合可能なシロキサンバインダー材料が有効に硬化されるように加熱すること、ここで、該光活性物質は、該混合物の加熱の前後でほぼ同量が残存する濃度を有する；および、該媒体に、情報を伝達する光パターンを該光開始剤を活性化して該光活性物質の少なくとも一部を重合させるのに有効な波長で用いて、データを書込むこと、を含む。
【００１０】
ホログラム記憶媒体にデータを記憶させる方法は、熱硬化されたポリシロキサンバインダー、光活性物質および光開始剤を含むホログラム記憶媒体を形成すること、ここで、該光活性物質は、熱架橋されたポリシロキサンバインダーを形成するための熱硬化工程の前後でほぼ同量が残存する濃度を有する；および、データを含むシグナルビームと参照ビームの両方を用いて該ホログラム記憶媒体に光を当て、それによって、該ホログラム記憶媒体中に干渉縞を形成すること、ここで、該光開始剤は、シグナルビームと参照ビームに応答して該光活性物質の少なくとも一部の重合を開始させる、を含む。
【００１１】
光学的な読取り方法は、熱硬化されたポリシロキサンバインダー、光活性物質および光開始剤を含むホログラム記憶媒体を形成すること、ここで、該光活性物質は、熱架橋されたポリシロキサンバインダーを形成するための熱硬化工程の前後でほぼ同量が残存する濃度を有する；データを含むシグナルビームと参照ビームの両方を用いて該ホログラム記憶媒体に光を当て、それによって、該ホログラム記憶媒体中に干渉縞を形成すること、ここで、該光開始剤は、該光活性物質の少なくとも一部の重合を開始させ、該ホログラム記憶媒体中にホログラムを形成させる；および、該ホログラムからの回折光に含まれるデータを読取るのに有効な読取りビームを用いて、該ホログラム記憶媒体に光を当てること、を含む。
【００１２】
上述した特徴およびその他の特徴を、以下の図と詳細な説明で例示する。
図面の簡単な説明
ここで図を参照する。これらの図は典型的な実施形態であり、類似の要素には類似の番号が付されている。
【００１３】
図１は、（ａ）データの書込み、および、（ｂ）保存されたデータの読取りのためのホログラム記憶装置の概略図である；
図２は、（ａ）平面波のホログラムへの書込み、および、（ｂ）回折光の測定のための、回折効率を特徴付けする装置の概略図である。
【００１４】
図３は、ホログラム平面波を特徴付けるシステムの概略図である。
具体的な説明
本明細書は、ホログラムによるデータ記憶および検索に使用するための光学的データ記憶媒体を開示する。また、ホログラム記憶媒体の製造、データ記憶およびデータ検索を目的とした方法も開示する。従来技術に対して、本明細書で開示されたホログラム記憶媒体および方法は、一般的にバインダー材料と光活性物質とで構成される２つの化学系に基づく（ここで、バインダー材料は熱架橋されている）。有利には、バインダー材料を熱架橋することによって、従来技術のＵＶ硬化工程に比べてより効率的なバインダーの架橋が起こる。このために、バインダー材料の重合は、熱硬化によってさらに容易に制御することができ、媒体サンプル間で一貫したレベルの重合が起こる。さらに、２種の別々の化学的プロセス（すなわち、バインダーを硬化させるための熱架橋、および、光活性物質の光活性化）を用いることによって、光活性物質は、媒体形成（すなわちバインダーの硬化）中に消費されずにデータ記憶のために保たれる。その上、バインダー材料の重合は、熱硬化工程によってさらに容易に制御することができ、媒体サンプル間で一貫した、かつ再現可能なレベルの重合が起こる。その結果として、バインダーおよび光活性物質の濃度に制御可能で予想可能な硬さを付与することによって、本明細書で開示された媒体は、従来技術を超えるかなりの利点を提供する。例えば、従来技術のＵＶ硬化工程に比べて、変調が有意に改善される。
【００１５】
一実施形態において、データ記憶の前かつ熱硬化工程の後、本ホログラム記憶媒体は、熱硬化されたポリシロキサンバインダー、光活性物質および光開始剤を含む。熱硬化されたポリシロキサンバインダーは、アルケニルおよびヒドリド官能性を有するシリコーンモノマーおよび／またはオリゴマーから形成される。あるいは、データ記憶の前かつ熱硬化工程の後、本ホログラム記憶媒体は、場合により増感剤および／またはバインダー触媒を含んでいてもよい。熱硬化工程の後、熱重合可能なシロキサンバインダー材料が架橋され、および／または、光活性物質は架橋されないか、または、実質的に架橋されない、すなわち、光活性物質の濃度は、熱硬化工程の前後で実質的に不変である。この方式で、バインダー材料のＵＶ硬化と比較してより大きい変調を得ることができる。
【００１６】
一実施形態において、全ての、または、実質的に全ての熱重合可能なシロキサンバインダー材料が、熱硬化工程中に架橋される。適切に熱硬化されたバインダーを製造するために、アルケニルに対するヒドリドの比率は、都合のよい形態としては、０．５〜３の範囲内、好ましくは０．５〜２の比率、最も好ましくは１．０〜１．７５の範囲内である。
【００１７】
一実施形態において、アルケニル官能性を有するシリコーンモノマーおよび／またはオリゴマーは、一般式（Ｉ）で示されるアルケニルシロキサンであり、バインダーを形成するのに用いてもよい：
【００１８】
【化１】
2008502940.tif 000002
【００１９】
式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、水素、または、１価の炭化水素ラジカルを含み、Ｘａは、２価の炭化水素ラジカルであり、ａは、０〜８の値を有する整数である（両端の値も含む）。本明細書で用いられる用語「１価の炭化水素ラジカル」および「２価の炭化水素ラジカル」は、直鎖アルキル、分岐アルキル、アラルキル、シクロアルキル、および、ビシクロアルキルラジカルを意味することとする。
【００２０】
シリコーンヒドリドモノマーおよび／またはオリゴマーは、１個またはそれより多いケイ素原子に直接結合した水素を有し、したがって少なくとも１個の反応性Ｓｉ−Ｈ官能基を含むヒドロシロキサンである。
【００２１】
記憶媒体中で、データ記憶の前かつ熱硬化工程の後に、光を照射して、フォトポリマー領域と、硬化したポリシロキサンバインダー産物の領域とを物理的に分離させることによって、光活性物質を選択的に光重合ことができる。フォトポリマー領域と、データが保存され得る硬化したポリシロキサンバインダーの領域との屈折率の差によって、不均一な領域が得られる。このようにして、光活性物質の少なくとも一部を重合することによって、ホログラム記憶媒体内に光学的に読取り可能なデータが提供される。不均一な領域に保存された情報は、単一の光ビームを不均一な領域を通過させて照射することによって再生が可能である。
【００２２】
望ましくは、熱硬化されたポリシロキサンバインダーは、ホログラム記憶物質中のデータを読取り可能にするのに十分な光学特性を有する（例えば、低い散乱、低い複屈折、および、対象の波長におけるごくわずかな損失）。加えて、望ましくは、硬化したポリシロキサンバインダーは、光活性物質の重合を阻害しない。さらに望ましくは、硬化したポリシロキサンバインダーは、加工パラメーター、それに続く記憶条件に耐えることができる。
【００２３】
熱硬化されたポリシロキサンバインダーは、約−１３０℃〜約１５０℃、またはそれより高いガラス転移温度を有していてもよい。加えて、比較的低いレベルの光散乱を示すホログラム媒体を提供するために、有利には、硬化したポリシロキサンバインダーおよび光活性物質、ならびにその他のあらゆる成分は相溶性である。ポリマーのブレンドが、ホログラム形成で用いられる波長を用いた９０°光散乱実験で、レイリー比（Ｒ９０°）が約７×１０−３ｃｍ−１より低いという特徴を示す場合、そのポリマーは相溶性とみなされる。レイリー比は周知の特性であり、非偏光の単位強度で媒体を照射した場合の、方向θ（１ステラジアンあたり）で単位体積あたり散乱されたエネルギーと定義される。レイリー比は、既知のレイリー比を有する参照物質のエネルギー散乱と比較して得てもよい。バインダー材料と、他の成分（例えば光活性物質）との適合性は、バインダー材料に、上記他の成分に類似した基（例えば、光活性物質からの官能基）を付加することによって、または、バインダー材料に、上記他の成分との有利なエンタルピー的な相互作用（例えば水素結合）を提供する基を付加することによって高めることができる。個々の成分の総合的な適合性を高めるために、材料の様々な成分に改変を行ってもよい。
【００２４】
熱硬化されたポリシロキサンバインダー（ポリシロキサンコポリマーを含んでいてもよい）は、モノマー、オリゴマー、または、これらの物質の１種またはそれより多くを含む組み合わせを含む熱硬化性シロキサン材料から形成されてもよく、この場合、このモノマーおよび／またはオリゴマーは、上述されたアルケニルおよびヒドリド官能性を有する。例えば、硬化したポリシロキサンバインダーの物理的、光学的および化学的特性はいずれも、記録媒体における最適な性能（例えばダイナミックレンジ、記録感度、画像の忠実度、光散乱のレベル、および、データの寿命）に適合させることができる。適切なポリシロキサンとしては、これらに限定されないが、ポリ（メチルメチルシロキサン）；ポリ（メチルフェニルシロキサン）、それらのオリゴマー、例えば１，３，５−トリメチル−１，１，３，５，５−ペンタフェニルトリシロキサン；および、ポリ（アクリルオキシプロピル）メチルシロキサン、ならびに、これらのポリシロキサンのうち少なくとも１種を含む組み合わせが挙げられる。その他の適切なシロキサンは、当業者であれば、この開示を考察してよく理解できると予想される。市販のアルケニルおよびヒドリド官能性を有するモノマーおよび／またはオリゴマーは、ゲレスト社から得ることができる。
【００２５】
熱硬化性シロキサン材料の熱硬化を開始させる、または、促進するために、必要に応じてバインダー触媒を用いてもよい。バインダー触媒は、均一系触媒であってもよく、例えば、キャリアー物質（例えばアルコール、キシレン、ジビニルシロキサン、または、環状ビニルシロキサン）中の金属−複合体化合物である。具体的な金属−複合体化合物としては、これらに限定されないが、白金ジビニルテトラメチルジシロキサン、白金カルボニルシクロビニルメチルシロキサン、白金シクロビニルメチルシロキサン、白金オクタンアルデヒド、チタンジ−ｎ−ブトキシド（ビス−２，４−ペンタンジオネート）、チタンジイソプロポキシド（ビス−２，４−ペンタンジオネート）、チタンジイソプロポキシドビス（エチルアセトアセテート）、チタン２−エチルヘキサオキシドテトラオクチルチタネートなどが挙げられる。使用可能なその他のバインダーの触媒は、ヘキサクロロ白金（ＩＶ）酸酸（また、「スパイアー（Ｓｐｅｉｅｒ）の触媒」ともいう）である。その他の触媒としては、これらに限定されないが、ラジカルをヒドロシリル化する触媒、例えばトリブチルスズヒドリド、ベンゾイルペルオキシド、および、Ｌｕｐｅｒｓｏｌ  １０１［アトフィナ・ケミカルズより入手可能な、２，５−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）−２，５−ジメチルヘキサンの商品名］が挙げられる。
【００２６】
光活性物質は、光重合を受けて、バインダーの屈折率とは異なる屈折率を有するポリマーを形成することができる、モノマー、オリゴマーまたはこれらの物質のうち１種を含む組み合わせを含んでいてもよい。例えば、カチオン重合可能な系（例えばビニルエーテル、アルケニルエーテル、アレンエーテル、ケテンアセタールおよびエポキシド）は、本発明の開示で使用するのに適している。その他の適切な光活性物質としては、遊離のラジカルを反応させることによって重合させるものが挙げられ、例えば、エチレン不飽和を含む分子、例えばアクリレート、メタクリレート、メタクリル酸メチル、アクリルアミド、メタクリルアミド、スチレン、置換されたスチレン、ビニルナフタレン、置換されたビニルナフタレン、および、その他のビニル誘導体が挙げられる。また、遊離のラジカルが共重合可能な対の系も適切であり、例えば、マレエートと混合されたビニルエーテル、オレフィンと混合されたチオールなどである。
【００２７】
適切なエポキシド物質としては、これらに限定されないが、シクロヘキセンオキシド；シクロペンテンオキシド；４−ビニルシクロヘキセンオキシド；４−ビニルシクロヘキセンオキシドから製造することができるシリルエチル誘導体のような誘導体；４−アルコキシメチルシクロヘキセンオキシド；４−ヒドロキシメチルシクロヘキセンから製造することができるアシルオキシメチルシクロヘキセンオキシド；多官能価エポキシド、例えば３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート；１，３−ビス（２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン；２−エポキシ−１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン；および、これらのエポキシド物質の１種またはそれより多くを含む組み合わせが挙げられる。適切な市販のエポキシドは、ポリセット社製の商標名ＰＣ−１０００というビスエポキシモノマーである。
【００２８】
その他の適切なエポキシド物質としては、シクロヘキセンオキシドの１個またはそれより多い基が、Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉで示される基に連結してるものが挙げられる。このような物質の例としては、式（ＩＩ）で示されるものが挙げられる：
【００２９】
【化２】
2008502940.tif 000003
【００３０】
式中、Ｒ４基は、それぞれ独立して、約６個以下の炭素原子を含むアルキル基である。
また、光活性のあるエポキシド物質として、多種多様なトリ−、テトラ−およびより高次のポリエポキシシロキサンも使用可能である。このようなポリエポキシシロキサンの一つの群は、式（ＩＩＩ）で示される環状化合物である：
【００３１】
【化３】
2008502940.tif 000004
【００３２】
式中、各Ｒ５基は、独立して、１価の置換または非置換のＣ１〜１２アルキル、Ｃ１〜１２シクロアルキル、アラルキルまたはアリール基であり；Ｒ６基は、それぞれ独立して、Ｒ５であるか、または、２〜１０個の炭素原子を有する１価のエポキシ官能基であり、ただし、Ｒ５基のうち少なくとも３個は、エポキシ官能性を有し；および、ｎは３〜１０である。このタイプの具体的な物質は、１，３，５，７−テトラキス（２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル）−１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサンである。
【００３３】
その他の適切な光活性のあるエポキシド物質は、式（ＩＶ）で示されるものである：
【００３４】
【化４】
2008502940.tif 000005
【００３５】
式中、Ｒ７は、ＯＳｉ（Ｒ８）２Ｒ９で示される基、または、１価の置換もしくは非置換のＣ１〜１２アルキル、Ｃ１〜１２シクロアルキル、アラルキルまたはアリール基であり；Ｒ８基は、それぞれ独立して、１価の置換または非置換のＣ１〜１２アルキル、Ｃ１〜１２シクロアルキル、アラルキルまたはアリール基であり；および、Ｒ９基は、それぞれ独立して、２〜１０個の炭素原子を有する１価のエポキシ官能基である。一種の具体的な物質は、Ｒ７がメチル基、または、ＯＳｉ（Ｒ８）２Ｒ９で示される基であり；Ｒ８基はそれぞれ、メチル基であり、Ｒ９基はそれぞれ、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル基であるものである。
【００３６】
光活性のあるエポキシド物質のその他の基は、式（Ｖ）で示される基である：
【００３７】
【化５】
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【００３８】
式中、Ｒ１０基は、それぞれ独立して、１価の置換または非置換のＣ１〜１２アルキル、Ｃ１〜１２シクロアルキルまたはフェニル基であり；Ｒ１１基は、それぞれ独立して、１価の置換または非置換のＣ１〜１２アルキル、Ｃ１〜１２シクロアルキル、アラルキルまたはアリール基であり；Ｒ１２基は、それぞれ独立して、２〜１０個の炭素原子を有する１価のエポキシ官能基であり、ｐおよびｑは整数である。このタイプの具体的な物質は、Ｒ１０基およびＲ１１がそれぞれアルキル基であるものであり、例えば、Ｒ１２が、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル基であり、および、ｐおよびｑがほぼ同じであるものである。
【００３９】
また、これらの光活性物質の１種またはそれより多い種を含む組み合わせを用いてもよい。
また、本ホログラム記憶媒体は、光活性物質の重合を誘発するための光開始剤も含む。例えば光を照射することによる光活性物質そのものの直接的な光誘起重合は、具体的には記憶媒体の厚さが厚い場合、難しいことがある。光開始剤は、比較的低いレベルの記録光を照射すれば化学的に光活性物質の重合を開始させるので、直接的な光誘起重合の必要性がなくなる。
【００４０】
光開始剤の１種として、光酸発生剤があり、これは、いくつかの波長で入射放射線を吸収し、それに続く化学転換によって少なくとも１種のプロトン、強いプロトン酸またはルイス酸を放出することができるものであるか、または、そのようにできる成分を含む物質である。光酸発生剤が好ましい放射線で低い吸光度を有する場合、場合により増感剤を用いてもよい。増感剤は、対象の波長で入射放射線を吸収するか、または、対象の波長で入射放射線を吸収する成分を含み、それによって、エネルギーを光酸発生剤に移動させ（例えば、フォルスター（Ｆｏｒｓｔｅｒ）の移動、電子移動または化学反応によって）、それによって光酸発生剤の反応を誘発する。例えば、多くの光酸発生剤はＵＶ光に反応するが、それに対して、ホログラムの記録のためには、可視光（例えば４００〜７００ｎｍ）が一般的に用いられる。したがって、このような可視波長で吸収し、エネルギーを光開始剤に移動させる増感剤を用いてもよい。このような可視波長で吸収する増感剤としては、ルブレン（Ｒｕｂｒｅｎｅ）、および、５，１２−ビス（フェニルエチニル）ナフタセンが挙げられる。
【００４１】
一実施形態において、光酸発生剤は増感剤成分を含んでもよいし、または、放出されたプロトンもしくは酸は、増感剤によって生じたものでもよい。例えば、光酸発生剤および増感剤は、共有結合していてもよい。しかしながら、このような共有結合した光酸発生剤／増感剤は、増感剤によって吸収された放射線に極めて感度が高いでと予想される。その他の実施形態において、光酸発生剤および／または増感剤は、バインダーおよび／または光活性物質に結合していてもよい。適切な光酸発生剤の例としては、これらに限定されないが、カチオン性光開始剤、例えばジアゾニウム、スルホニウム、ホスホニウムおよびヨードニウム塩が挙げられる。具体的には、アルコキシフェニルフェニルヨードニウム塩、例えばｐ−オクチルオキシフェニルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジトリルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、ジフェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、トリルフェニルヨードニウム、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、クミルトリルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート、および、これらの光開始剤の１種またはそれより多い種を含む組み合わせが望ましい場合がある。これらの塩は、主にスペクトルのＵＶ部分で吸収するため、一般的には、スペクトルの可視部分の使用が可能になるように増感させる。可視光を吸収するカチオン性光開始剤の例は、（η６−２，４−シクロペンタジエン−１−イル）（η６−イソプロピルベンゼン）−鉄（ＩＩ）ヘキサフルオロホスフェートであり、これは、チバよりＩｒｇａｃｕｒｅ  ２６１として商業的に利用可能であり、単独で用いてもよいし、または、これらの光開始剤のいずれかと組み合わせて用いてもよい。その他の適切な光開始剤は、ビス（エタ−５−２，４−シクロペンタジエン−１−イル）ビス［−２，６−ジフルオロ−３−１Ｈ−ピロール−１−イルフェニル］チタンであり、これは、Ｉｒｇａｃｕｒｅ  ７８４として利用可能である（チバより入手可能）。
【００４２】
増感剤の非存在下で、ヨードニウム塩は、典型的には、約３００ｎｍ未満の遠紫外線中で放射線に対して感受性を有し、ある種のレベルの性能に関して、ＵＶレーザーは可視レーザーよりも実質的に高価であるため、遠紫外線放射線の使用はホログラム製造には不便である。しかしながら、様々な増感剤の添加によって、ヨードニウム塩を、塩が増感剤の非存在下で実質的に非感受性である様々な放射線の波長に対して感受性にすることができることが周知である。特に、ヨードニウム塩は、所定の芳香族炭化水素を用いた増感剤によって可視放射線に対して増感させることができ、このタイプの具体的な増感剤としては、５，１２−ビス（フェニルエチニル）ナフタセンが挙げられる。この増感剤は、ヨードニウム塩を、アルゴンイオンレーザーからの５１４ｎｍの放射線、および、２倍波ＹＡＧレーザーからの５３２ｎｍ放射線（これらはいずれも、ホログラム製造に適した源である）に対して感受性にする。
【００４３】
光活性モノマーが酸触媒作用で重合されない場合、当業者既知で商業的に利用可能な多種多様なその他のタイプの光開始剤が重合に適している。増感剤の必要性をなくすためには、スペクトルの可視部分で、具体的には、市販のレーザー源より利用できる波長で、例えば、Ａｒ＋の青色および緑色のスペクトル線（４５８、４８８、５１４ｎｍ）、Ｈｅ−Ｃｄレーザー（４４２ｎｍ）、２倍波ＹＡＧレーザーの緑色のスペクトル線（５３２ｎｍ）、Ｈｅ−Ｎｅの赤色のスペクトル線（６３３ｎｍ）、および、Ｋｒ＋レーザー（６４７および６７６ｎｍ）で光感受性である光開始剤を用いることができる。例えば、ビス（η−５−２，４−シクロペンタジエン−１−イル）ビス［２，６−ジフルオロ−３−（１Ｈ−ピロール−１−イル）フェニル］チタン（チバよりＣＧＩ−７８４として商業的に利用可能）を用いることができる。その他の可視光を吸収する遊離ラジカルの光開始剤（これは、共開始剤（co-initiator）を必要とする）は、スペクトラ・グループ社からＨ−Ｎｕ４７０として市販されている、５，７，ジヨード−３−ブトキシ−６−フルオレンである。
【００４４】
本ホログラム記憶媒体中の、光開始剤、ポリシロキサンバインダー、光活性物質および必要に応じてバインダーの触媒および／または増感剤の比率は広範囲に様々であってよく、有用な具体的な成分と方法に最適な比率は、当業者によって過剰な実験を行わずに経験的に容易に決定することができる。しかしながら、一般的に、本ホログラム記憶媒体は、約１〜約１０重量パーセントの光開始剤、約１０〜約８９重量パーセントのポリシロキサンバインダー、および、約１０〜約８９重量パーセントの光活性物質を含み、ここで重量パーセントは、媒体組成物の総重量に基づく。場合により、本ホログラム記憶媒体は、約０．０１〜約２重量パーセントのバインダー触媒、および、約０．１〜約１０重量パーセントの増感剤をさらに含んでいてもよい。
【００４５】
本ホログラム記憶媒体は、ホログラムの書込みおよび読取りが可能なように、混合物（すなわち、熱硬化性シロキサンバインダー材料、光活性物質、光開始剤、および、場合によりバインダーの触媒および／または増感剤）を、適切に支持することによって形成してもよい。記憶媒体の製造は、２枚のプレート間に上記混合物を堆積させることを含んでもよく、これは例えば、上記混合物をガスケットを用いて含ませることによってなされる。このプレートは、ガラスでもよいが、データ書込みに用いられる放射線を透過するその他の物質、例えばポリカーボネート、または、ポリ（メタクリル酸メチル）のようなプラスチックを用いてもよい。本ホログラム記憶媒体にとって望ましい厚さを維持するために、プレート間にスペーサーが置かれてもよい。また、本ホログラム記憶媒体は、その他の方法で支持してもよい。例えば、上記混合物は、バインダーを硬化する前に、バイコール（Ｖｙｃｏｒ）のようなナノ多孔質ガラス材のような支持体の孔中に堆積させてもよい。また、重層化した媒体、すなわち、複数の支持体（例えばガラス）からなり、支持体間に記憶材料の層を堆積させた媒体を用いてもよい。
【００４６】
バインダー硬化工程は、上記混合物と支持体（ある場合）を加熱して、バインダー材料を熱硬化させることを含む。バインダーの熱硬化工程は、約２５℃〜約１００℃の温度で行ってもよい。バインダーの硬化工程の後に、本ホログラム記憶媒体は、ホログラフィックデータ記憶に関する当業者既知のプロセスで処理してもよく、すなわち、光活性物質の一部を適切な光源を照射する。ホログラフィックデータ記憶は、データ密度を最大にするために、記憶材料の全体積を使用することができる（ＣＤやＤＶＤタイプのシステムで用いられるような表面記憶とは対照的に）いくつかの技術のうちの１つである。ホログラム記憶プロセスにおいては、データを用いて光学的な干渉縞を形成し、その後、その干渉縞をホログラム記憶媒体に保存する。
【００４７】
図１ａに、本発明の開示のホログラム記憶媒体を作製する適切なホログラフィックデータ記憶プロセスの例を示す。この立体配置において、レーザー１０からのアウトプットは、ビームスプリッター２０によって２つの等しいビームに分配される。一方のビームは、シグナルビーム４０であり、シグナルビーム４０中に保存されるようにデータをインポーズする空間光変調器（ＳＬＭ）または可変鏡装置（ＤＭＤ）３０の形態に入射する。この装置は、インプットされた電気信号に基づいて光をブロックまたは転送することができる多数のピクセルで構成される。各ピクセルは、保存しようとするデータのビットまたはビットの一部を表現することができる（１ビットは、ＳＬＭまたはＤＭＤ３０のピクセルのうち１個より多くを消費することができる）。次に、ＳＬＭまたはＤＭＤ３０のアウトプットは、記憶媒体６０に入射する。第二のビーム（参照ビーム５０）は、記憶媒体６０までにひずみが最小の第一の鏡７０で反射させることによって転送される。この２つのビームは共に、記憶媒体６０の同じ領域に異なる角度で入射する。最終的に、記憶媒体６０中で、２つのビームがそれらの交点で干渉縞を作る。この干渉縞は、ＳＬＭまたはＤＭＤ３０によってシグナルビーム４０に付与されたデータに固有の相関を示す。光活性モノマーの少なくとも一部が重合され、それによりレーザー光を照射した領域で屈折率の改変が起こり、干渉縞が固定され、有効的に記憶媒体６０中に回折格子が形成される。
【００４８】
データ読取りのために、図１ｂに示すように、シグナルビーム４０をシャッター８０でブロックしてシグナルビーム４０が存在しない状態で、記憶媒体６０中に形成された回折格子または縞は、参照ビーム５０を単独で照射され、再現されたシグナルビーム９０中でデータが再生される。
【００４９】
物質の特徴を試験するために、回折効率測定を用いることができる。図２ａに、これらの測定に適したシステムを示す。この装置は、ホログラム記憶装置に極めて類似している；しかしながら、ＳＬＭまたはＤＭＤがなく、その代わりに、第二の鏡１００がある。レーザー１０が、２つのビーム１１０および１２０に分配され、これらを次に、記憶媒体６０中で干渉され、平面波の回折格子が形成される。続いて、図２ｂに示したように、これらのビームの一方を消すか、または、シャッター８０でブロックし、記憶媒体６０中の回折格子によって回折させた光の量を測定する。回折効率は、記憶媒体６０に入射した総出力量に対する、回折ビーム１３０中の出力として測定される。また、より精密な測定では、その表面での反射および／またはその体積への吸収により生じた記憶媒体６０中での損失分も考慮に入れてもよい。
【００５０】
あるいは、媒体の特徴、特にマルチプレックスホログラムの特徴を試験するために、ホログラム平面波を特徴付けるシステムを用いてもよい。このようなシステムは、与えられたサンプルのＭ／＃を提供することができ、これは、サンプルの最大のダイナミックレンジまたは情報記憶容量を特徴付けるのに用いられる測定基準であって、媒体に保存されたマルチプレックスホログラムの最大数および効率によって測定される。図３に、これらの測定に適したシステムを示す。この装置において、第一のレーザー１０からのアウトプットは、読書き制御のために第一のシャッター１４０を通過し、出力制御、第一の半波長プレート１５０と第一の偏光ビームスプリッター１６０との組み合わせを通過する。次に、その光は、ビームサイズを調節するために第一の２レンズ望遠鏡１７０を通過し、第一の鏡１８０、続いて第二の鏡１９０で反射し、ビームを測定領域に移送される。続いて、その光は、第二の半波長プレート２００と第二の偏光ビームスプリッター２１０を通過して、ビームが２つに分配され、２つのビームそれぞれにおいて出力が制御される。続いて、ビームスプリッター２１０で反射したビームは、第二シャッター２２０を通過し、それによって、第一のビームにおける出力の独立したオン／オフの制御を可能にする。続いて、第一のビームは第三の鏡２３０で反射し、媒体６０に入射し、回転台２４０にマウントされる。媒体６０から転送された第一のビームからの光は、第一の検出器２５０に回収される。第二のビームは、第三の半波長プレート２６０を通過して、第一のビームと同じ方向にその偏光を回転させ、次に第三のシャッター２２５によって第二のビームのオン／オフの制御が提供される。続いて、第二のビームは、第四の鏡２３５で反射し、媒体６０に入射する。照射中のサンプルでのその場での動的な変化を測定するために、第二のレーザー２７０は、第二の２レンズ望遠鏡１７５を通過し、第五の鏡１８５、続いて第六の鏡１９５で反射し、次に、第一および第二のビームと同じ位置で媒体６０に共に入射する。続いて、回折ビームは、第二の検出器２５５に回収される。
【００５１】
本ホログラム記憶媒体は、レーザーからの一つの波長の光が、ホログラム記憶媒体にデータを書込むのに利用され、一方で、同一または異なる波長の光が、データを読取るのに利用されるプロセスと共に利用してもよい。本発明の開示のホログラム記憶媒体にとって、屈折率変化は、光活性物質の選択的な光重合を誘発する書込みレーザー波長を用いることによって生じる。したがって、データ書込みに用いられる波長は、用いられる特定の光活性物質に依存する。
【００５２】
本ホログラム記憶媒体に全てのデータが書込まれたら、記憶媒体のより大きい広範な領域を、残存する未反応の光開始剤と反応させ、続いて全ての残存した未重合の光活性物質を重合させるのに適した光の波長を照射することができる。その広範な領域は、記憶媒体全体のサイズに対して、保存されたホログラムのサイズより大きくてもよい。この光硬化工程は、記憶媒体の成分の動きを最小化することができる。したがって、この方法は、前記ホログラムより大きい領域を有する記憶媒体の少なくとも一部に、全ての未反応の光開始剤を反応させ、全ての未重合の光活性物質を重合させるのに十分な光の波長を照射することをさらに含んでいてもよい。
【００５３】
当業者であれば当然であるが、分子が異なれば、吸収プロファイルも大きく異なると予想される（プロファイルがより広くなる、より狭くなる、など）。したがって、本発明の開示のホログラム記憶媒体の読書きに利用される波長は、光源、光開始剤および具体的な光活性物質に依存すると予想される。本ホログラム記憶媒体にデータを書込むのに適した波長は、様々であってよく、約３７５ｎｍ〜約８３０ｎｍであり得る。他の実施形態において、データを書込むための波長は、約４００ｎｍ〜約５５０ｎｍである。読取り波長は、書込み波長と同一でもよいし、または、異なっていてもよい。一実施形態において、読取り波長、および、書込み波長は同一である。
【００５４】
いくつかの実施形態において、読取り波長、および、書込み波長は、約３７５ｎｍ〜約８３０ｎｍであり得る。その他の実施形態において、書込みに用いられる光の波長は、約４００ｎｍ〜約５５０ｎｍが可能であり、読取り波長は、約６００ｎｍ〜約７００ｎｍが可能である。さらに他の実施形態において、書込みには、５３２ｎｍの波長の光を用いることができ、読取りには、６３３ｎｍまたは６５０ｎｍのいずれかの波長の光を用いることができる。あるいは、読取り波長、および、書込み波長は、それぞれ５３２ｎｍ、および、４０５ｎｍであってもよい。
【００５５】
以下の非限定的な実施例で、本発明の開示を説明する。
実施例１
支持体として、顕微鏡スライド（コーニング，５０mm×７５mm×１mm）を用いた。媒体の厚さを維持し制御するために、０.２６mmのナイロン製シムストック（shimstock），マックマスター−カール（McMaster-Carr））から切断したプラスチックスペーサーを用いた。
【００５６】
増感剤のストック溶液を、１０ミリグラム（ｍｇ）のルブレン（５，１２−ビス（フェニルエチニル）ナフタセン）を１０ミリリットル（ｍＬ）のＰＣ−１０００に添加することによって製造した。この溶液を混合した後に、暗所で２４時間保存し、グラスウールでろ過した。ろ過したストック溶液を、必要になるまで暗所でホイルでラップしたバイアル中に保存した。
【００５７】
媒体を製造する前に、１滴の白金１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン（キシレン中の）を４ｍＬのポリ−メチルフェニルシロキサンに添加することによって白金触媒溶液を製造した。
【００５８】
２ｍＬのストック増感剤溶液、０．５ｍＬのポリ−メチルフェニルシロキサン、０．５ｍＬの白金触媒溶液、４滴のジメチルヒドロシロキサン：メチルフェニルシロキサンコポリマー、および、２滴のＵＶ−９３８０Ｃ光酸発生剤（ジェネラル・エレクトリック・シリコーン）を含む混合物を、ホイルでラップしたガラスバイアル中で機械で２０分間混合した。この混合物の約０．２５ｍＬを、厚さを維持するためにプラスチックスペーサーを用いて顕微鏡スライド間に挟んだ。この媒体サンプルを、ホットプレート上で、約７０℃で片面２分間、熱硬化した。熱硬化中に、サンプルに光が照射されないように、サンプルをホイルのシートで覆った。
【００５９】
図２ａおよび２ｂで示し、説明したようなホログラム試験ベッドを用いて、最大の回折効率が測定された。最大の回折効率は３９％であった。
熱硬化されたポリシロキサンバインダー、光活性のあるエポキシドモノマー、光開始剤、増感剤、および、バインダーの触媒を含むホログラフィックデータ記憶媒体を説明する。このシステムの利点は、２種の別々の化学的プロセスを用いることによって、光活性物質は、バインダーが硬化する間に消費されずにデータ記憶のために保たれ、ここで、バインダーの硬化は、光よりも熱を用いることによって容易に制御され、媒体サンプル間で一貫したレベルの重合が起こることである。
【００６０】
本明細書で用いられる用語「第一」、「第二」などは、何らかの順番または重要性を意味するものではなく、１つの要素とその他の要素とを区別するために用いられており、さらに、用語「ｔｈｅ」、「ａ」および「ａｎ」は、量の限定を意味するものではなく、言及されたもののうち少なくとも１種の存在を意味する。その上、同じ物理特性を示した範囲はいずれも、示された端点も含み、および、独立して組み合わせてもよい。
【００６１】
典型的な実施形態を参照しながら上記開示を説明したが、当業者であれば当然ながら、上記開示の範囲から逸脱することなく、様々な変化を施したり、それらの要素を均等物で置き換えたりしてもよい。加えて、特定の状況または材料を、それらの必須の範囲から逸脱することなく上記開示された教示に適合させるために、多くの改変を施してもよい。それゆえに、上記開示は、この開示を実施するために考慮された最良の形態として開示された具体的な実施形態に限定されず、ただし、上記開示は、添付の特許請求の範囲に含まれる全ての実施形態を含むものとする。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、（ａ）データの書込み、および、（ｂ）保存されたデータの読取りのためのホログラム記憶装置の概略図である。
【図２】図２は、（ａ）平面波のホログラムへの書込み、および、（ｂ）回折光の測定のための、回折効率を特徴付けする装置の概略図である。
【図３】図３は、ホログラム平面波を特徴付けるシステムの概略図である。
【図１Ａ】
2008502940.tif 000014
【図１Ｂ】
2008502940.tif 000015
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【国際調査報告】
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