ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ НОСИТЕЛЬ ДЛЯ ЗАПИСИ И СЧИТЫВАНИЯ ОПТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ СФОКУСИРОВАННЫМ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ

Полезная модель относится к области записи и считывания оптической информации и может быть использована для повышения плотности записи информации и упрощения конструкции фоточувствительного носителя.
Из уровня техники известен фоточувствительный носитель для записи и считывания оптической информации сфокусированным лазерным излучением, включающий фоточувствительный слой, обладающий свойством оптического ограничения (RU 2248620 С2, G11B 7/24, 2005). Однако даже при наличии нескольких фоточувствительных слоев данное решение при достаточной сложности конструктивного выполнения не обеспечивает высокой плотности записи информации.
Полезная модель направлена на повышения плотности записи информации при упрощении конструкции фоточувствительного носителя.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в фоточувствительном носителе для записи и считывания оптической информации сфокусированным лазерным излучением, включающем фоточувствительный слой, согласно полезной модели, в качестве фоточувствительного слоя используют среду, содержащую фоточувствительный хромон, который под воздействием лазерного излучения в ходе фотохимических превращений образует люминесцирующую форму, при этом толщина слоя среды, содержащей фоточувствительный хромон, больше длины волны лазерного излучения при записи и длины волны лазерного излучения при считывании.
Предложенное использование фоточувствительного хромона (Photoactivable fluorofores. 2. Synthesis and photoactivation of functionalized 3-aroyl-2-(2-furyl)-chromones. Richard T. Cummings, James P. DiZio, and Grant A.Krafft. Tetrahedron Letters, Vol.29, No.1, pp 69-72, 1988; US), который под воздействием излучения в ходе фотохимических превращений образует люминесцирующую форму, в качестве фоточувствительной среды обеспечивает возможность изготовления носителе оптической информации в виде одного фоточувствительного слоя неограниченной толщины, что при записи и считывание на разных длинах волн в режиме двухфотонного поглощения сфокусированного лазерного излучения позволяет осуществляют запись и считывание в любой произвольной точке объема слоя среды, содержащей фоточувствительный хромон, и, соответственно, при простоте конструктивного выполнения существенно повышает плотность записи оптической информации.
На Фиг.1 схематично представлен общий вид носителя оптической информации при записи; на Фиг.2 - при считывании.
Фоточувствительный носитель для записи и считывания оптической информации может быть выполнен в виде пластины или диска с фоточувствительным слоем 1, содержащим композиционную среду на основе синтетического полимера, например, полиметилметакрилата (ПММА), включающую фоточувствительный хромон, который под воздействием лазерного излучения в ходе фотохимических превращений образует люминесцирующую форму, например, 3-арил-2-(2-фурил) хромон (Photoactivable fluorofores. 2. Synthesis and photoactivation of functionalized 3-aroyl-2-(2-furyl)-chromones. Richard T. Cummings, James P. DiZio, and Grant A.Krafft. Tetrahedron Letters, Vol.29, No.1, pp 69-72, 1988), прозрачный в видимой области спектра, при этом толщина «δ» слоя 1 среды с фоточувствительным хромоном больше длины волны лазерного излучения при записи и длины волны лазерного излучения при считывании (больше большей из них) и может достигать нескольких миллиметров.
Заявленный фоточувствительный носитель используют следующим образом.
Запись оптической информации (Фиг.1) осуществляют в любой произвольной точке объема слоя 1 среды носителя, содержащей фоточувствительный хромон, в режиме двухфотонного поглощения сфокусированного линзой 2 потока 3 лазерного излучения на длине волны, вдвое большей длины волны максимума поглощения исходной формы фоточувствительного хромона, которая необходима для перевода фоточувствительного хромона в люминесцирующую форму, и лежащей в области спектральной прозрачности фоточувствительного хромона.
Прозрачность фоточувствительного хромона в видимой области спектра позволяет беспрепятственно (без поглощения) сфокусировать в какую-либо точку 4 внутри слоя 1 фоточувствительного хромона поток 3 лазерного излучения с длиной волны видимого света, в том числе, вдвое большей, чем та, которая необходима для перевода фоточувствительного хромона в люминесцирующую форму. При определенной импульсной мощности лазера может быть достигнуто пороговое значение плотности мощности потока 3 лазерного излучения в точке 4 фокусировки, достаточное для двухфотонного поглощения, при котором два одновременно поглощенных фотона эквивалентны по энергии одному фотону вдвое меньшей длины волны. Так, например, импульсное излучение лазера на длине волны 650 нм, которое не поглощается фоточувствительным хромоном, воспринимается в точке 4 фокусировки как ультрафиолетовое (УФ) излучение на длине волны 325 нм, лежащее в спектральной области поглощения. При этом в результате поглощение УФ излучения на длине волны 325 нм фоточувствительный хромон в данной точке 4 переходит из исходной (прозрачной) формы в новую, люминесцирующую форму. В этой новой люминесцирующей форме фоточувствительный хромон в точке 4 поглощает излучение на длине волны, например, 450 нм, и переизлучает - люминесцирует затем на большей длине волны 520 нм. Таким образом, в результате перевода фоточувствительного хромона в люминесцирующую форму в точке 4 фокусировки потока 3 лазерного излучения осуществляется запись бита информации. Поскольку в объеме слоя 1 фоточувствительного хромона вне точки 4 не достигается пороговое значение плотности мощности, а видимый свет не поглощается фоточувствительным хромоном, то вне точки 4 не изменяется состояние фоточувствительного хромона, т.е. не происходит переход из исходной (прозрачной) формы в новую, люминесцирующую форму, и следовательно, не производится запись оптической информации.
3
12
3
Таким путем можно осуществить запись информации в любой точке объема слоя 1 фоточувствительного хромона без помех и потери ранее записанной информации. Объем одной записанной точки в пределе может быть равен 1 мкм, что обеспечивает плотность записи информации до 10 бит/см.
Считывание записанной оптической информации (Фиг.2) осуществляют в выбранной точке 4 записи объема слоя 1 среды носителя, содержащей фоточувствительный хромон, также в режиме двухфотонного поглощения сфокусированного линзой 5 потока 6 лазерного излучения на длине волны 900 нм, которая лежит в области спектральной прозрачности фоточувствительного хромона и вдвое больше, чем длина волны 450 нм, возбуждающая в точке 4 люминесценцию фоточувствительного хромона, перешедшего в новую, люминесцирующую форму, которая возникла при записи в результате двухфотонного поглощения. При этом находящийся в точке 4 фокусировки потока 6 лазерного излучения фоточувствительный хромон, перешедший в люминесцирующую форму, отреагирует импульсом света в спектральной области люминесценции на длине волны 520 нм, который может быть зарегистрирован (считан) фотоприемником 7 как бит информации. Поскольку спектральная область люминесценции лежит вне области поглощения как фоточувствительного хромона, так и его люминесцирующей формы, то каких-либо препятствий для надежного считывания оптической информации при адресации сфокусированного потока 6 лазерного излучения в любую точку объема слоя 1 среды носителя, содержащей фоточувствительный хромон, не возникает.
Таким образом, при выполнении фоточувствительного носителя в воде одного слоя фоточувствительной среды, содержащей фоточувствительный хромон, обеспечивается высокая плотность записи оптической информации, превосходящая плотность записи в многослойной среде без усложнения конструкции носителя.