DE2817357C2

DE2817357C2 -

Info

Publication number: DE2817357C2
Application number: DE2817357A
Authority: DE
Inventors: Raymond Hugh Moore; Gary Frank Schiefelbein; James Torrance Richland Wash. Us Russell
Original assignee: Jacobs Eli Solomon New York Ny Us
Current assignee: Optical Recording Corp
Priority date: 1977-07-15
Filing date: 1978-04-20
Publication date: 1987-06-11
Also published as: JPS5421721A; GB1592390A; FR2397293A1; DE2817357A1; NL7714152A; FR2397293B1; CA1116752A

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufzeichnungsmedium zur permanenten Speicherung von mit Laserlicht gebildeten Informationsmustern, sowie die Verwendung dieses Materials bei einem Verfahren zur permanenten Speicherung von Informations mustern gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 22.The invention relates to a recording medium for permanent Storage of information patterns formed with laser light, as well as the use of this material a process for the permanent storage of information patterns according to the preambles of claims 1 and 22.

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Medium zur Aufzeich nung von Laserdaten oder in Form von Laserimpulsen vorliegen den Informationen für die optisch digitale Signalaufzeichnung. Es sind bereits Datenspeichersysteme, wie das in der US-PS 35 01 586 beschriebene Speichersystem entwickelt worden, um mit Hilfe eines intensitätsmodulierten Laserstrahls Daten permanent in ein optisch empfindliches Aufzeichnungsmaterial einzuspeichern. Wenngleich die für dieses Verfahren erforder lichen Laseraufzeichnungsvorrichtungen zu einem sehr weit fortgeschrittenen Stadium entwickelt wurden, steht bislang kein geeignetes Aufzeichnungsmedium zur Verfügung. Es wurden übliche fotografische Platten verwendet, die jedoch dadurch von Nachteil sind, daß sie in besonderer Weise gehandhabt und "entwickelt" werden müssen, bevor die Daten wieder abge rufen werden können. Andere Medien umfassen komplizierte und kostspielige chemische Farbstoffe, die bei der Einwirkung von Wärme oder Licht ihre Färbung ändern. Weitere Aufzeichnungs medien umfassen dünne Schichten aus einem energieabsorbieren den Material, die durch die Laserlichtimpulse perforiert werden. Nachdem das Material einmal perforiert ist, neigt es allerdings dazu, bei ständiger Benützung sich schnell ab zunützen.The invention relates to an improved medium for recording Laser data or in the form of laser pulses the information for optical digital signal recording. There are already data storage systems like the one in the US PS 35 01 586 storage system described was developed to data using an intensity-modulated laser beam permanently in an optically sensitive recording material save. Although necessary for this procedure Lichen laser recorders at a very far advanced stage has been developed so far no suitable recording medium available. There were Usual photographic plates used, but this the disadvantage is that they are handled in a special way and must be "developed" before the data is submitted again can be called. Other media include complicated and costly chemical dyes that are affected by exposure to Heat or light change color. Further recording media include thin layers of energy absorbing the material perforated by the laser light pulses will. After the material is perforated, tends it does, however, quickly wear off with constant use benefit.

DE-OS 24 41 263 beschreibt ein Aufzeichnungsverfahren, in dem sichtbare Bilder dadurch erzeugt werden, daß eine mit strah lungsabsorbierenden Teilchen versehenes Aufzeichnungsmaterial solch einer intensiven Strahlung ausgesetzt wird, daß die Teilchen durch Strahlungseinwirkung verdampfen. Die durch die Verdampfung entstehenden Hohlräume wirken als Streuzentren für durchscheinendes Licht und erscheinen dadurch als Schwär zungen. DE-OS 24 41 263 describes a recording method in which visible images are generated by one with a beam absorbent particle-provided recording material exposed to such intense radiation that the Evaporate particles by exposure to radiation. The through the Evaporation cavities act as scattering centers for translucent light and thus appear as a swarm tongues.

In der US-PS 37 15 734 ist ein dreidimensionales Aufzeichnungs medium in Form eines Blocks aus Polymethylmethacrylat beschrieben. Bei diesem System wird ein Laserstrahl mit Hil fe eines Linsensystems vergrößert und dann wieder scharf auf einen Brennpunkt im Inneren des Blocks gebündelt, wodurch durch Verkohlen des Blocks an dem Brennpunkt des Laserstrahls lichtundurchlässige Punkte oder Flecken gebildet werden. Um Polymethylmethacrylat zu verkohlen, ist eine extrem hohe Men ge von Strahlungsenergie notwendig, so daß extrem starke La ser erforderlich sind. Die Energieanforderungen des Lasers werden weiter dadurch verstärkt, daß die Lichtintensität bei der Hindurchführung durch die verschiedenen optischen Ein richtungen geschwächt wird. Nach der eigenen Schätzung des Erfinders führt sein angewandtes optisches System zu einer Verminderung der Lichtintensität um 50%.In US-PS 37 15 734 is a three-dimensional recording medium in the form of a block made of polymethyl methacrylate described. In this system, a laser beam with Hil of a lens system enlarged and then sharply focused again bundling a focal point inside the block, causing by charring the block at the focal point of the laser beam opaque spots or spots are formed. Around Charring polymethyl methacrylate is an extremely high menu ge of radiation energy necessary so that extremely strong La are required. The energy requirements of the laser are further enhanced by the fact that the light intensity at the passage through the various optical inputs directions is weakened. According to the Inventor leads his applied optical system to one 50% reduction in light intensity.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein laserlichtempfindliches Aufzeichnungsmedium zu schaffen, das abnützungsbeständig ist, eine permanente Aufzeichnung der In formationen ermöglicht, leicht aus billigen Materialien her gestellt werden kann, für Laserstrahlung mittlerer oder gerin ger Energie empfindlich ist, so daß kleine, schwache Laser als Aufzeichnungsinstrumente verwendet werden können, und das eine dünne Schicht aus einem Kunststoffmaterial enthält, das beim Erhitzen durch einen gepulsten Laserlichtstrahl ohne weiteres verkohlt. The object of the present invention is now a to create laser light sensitive recording medium that wear-resistant, a permanent record of the In formations made easy from cheap materials can be put for laser radiation medium or low ger energy is sensitive, so that small, weak laser than Recording instruments can be used, and one contains a thin layer of a plastic material that at Heating by means of a pulsed laser light beam without any problems charred.

Es wurde nunmehr gefunden, daß diese Aufgabe durch ein Auf zeichnungsmedium gelöst werden kann, das in einer Matrix aus einem synthetischen Kunststoffmaterial Teilchen mit einer Teilchengröße im Submikronbereich aus reagierenden Substan zen enthält. Wenn ein Impuls eines Laserlichtstrahls mittlerer Energie auf dieses Aufzeichnungsmedium auftrifft, absorbiert das Volumen des in dem Lichtstrahl liegenden Mediums die Licht energie und wird erwärmt. Diese Wärmezunahme führt dazu, daß die in dem erhitzten Volumen vorhandenen reagierenden, teilchen, förmigen Substanzen exotherm reagieren und eine zusätzliche Wärmeenergie freisetzen, die dazu ausreicht, das in dem erhitz ten Volumen vorhandene Kunststoffmaterial zu verkohlen oder zu versengen. It has now been found that this task by an up drawing medium can be solved in a matrix a synthetic plastic material particles with a Particle size in the submicron range from reacting substance contains zen. When a pulse of a laser light beam is medium Energy strikes this recording medium, absorbed the volume of the medium lying in the light beam is the light energy and is heated. This increase in heat leads to the fact that the reacting particles present in the heated volume, shaped substances react exothermically and an additional Release thermal energy that is sufficient for this in the heat carbonize existing volume of plastic material or to scorch.

Da die Teilchen aus den reagierenden Substanzen in dem Auf zeichnungsmedium dispergiert sind, wird es möglich, die zum Verkohlen des Kunststoffs erforderliche Intensität des Laser lichts zu verringern und damit die Größe und die Energiean forderungen des Lasers erheblich zu vermindern. Durch Ein bringen der Teilchen in ein dünnes Kunststoffmatrixmaterial, das ohne weiteres verkohlt werden kann, wird es möglich, auf komplizierte Linsensysteme, die erhebliche Lichtenergiemengen verzehren, in der Laseraufzeichnungsvorrichtung zu verzichten.Because the particles from the reacting substances in the order drawing medium are dispersed, it becomes possible to Charring of the plastic required laser intensity to reduce light and thus the size and the energy to significantly reduce the requirements of the laser. By one bring the particles into a thin plastic matrix material, that can be charred easily, it becomes possible on complicated lens systems that require significant amounts of light energy consume to do without in the laser recorder.

Gegenstand der Erfindung ist daher das in den Ansprüchen defi nierte Aufzeichnungsmedium sowie dessen Verwendung in Ver fahren zur permanenten Speicherung von Informationsmustern.The object of the invention is therefore that defi in the claims nated recording medium and its use in Ver drive to the permanent storage of information patterns.

Die Erfindung sei im folgenden näher anhand der Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigtThe invention is described in more detail below with the aid of Drawings explained. In the drawings shows

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines analog/digital-optischen Auf zeichnungssystems, mit dem auf dem erfindungsgemäßen Aufzeich nungsmedium eine permanente Informationsspeicherung bewirkt werden kann; Fig. 1 is a block diagram of an analog / digital-optical recording system with which a permanent information storage can be effected on the recording medium according to the invention;

Fig. 2 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Aufzeichnungs mediums. Fig. 2 is a sectional view of the recording medium according to the invention.

In der Fig. 1 ist eine typische Vorrichtung zur Aufzeichnung eines Informationsmusters oder Nachrichtenmusters mit Hilfe eines gepulsten Lasers gezeigt. Das System umfaßt eine Auf zeichnungseinheit 10, deren Eingang mit einer audio-visuellen Analogsignalquelle 12, wie einem Mikrofon oder einer Fernseh kamera, verbunden ist. Dieses analoge Eingangssignal wird dem Eingang eines in der Aufzeichnungseinheit 10 angeordneten Analog/Digital-Signalumsetzers oder Signalwandlers (A/D-Um setzer) 24 zugeführt, der ein digital kodiertes elektrisches Ausgangssignal 26 liefert. Das Ausgangssignal des Analog/Digi tal-Signalumsetzers 24 kann direkt über einen Verstärker 29 in das elektrisch/optische Digitalsignalaufzeichnungsgerät 28 eingeführt werden, wenn es erwünscht ist, das digitale Signal gleichzeitig mit seiner Bildung in Real-Time aufzuzeichnen. Es kann jedoch erwünscht sein, das Digitalsignal 26 temporär auf einem Magnetband oder einer anderen Speichereinrichtung eines digitalen Rechners 30 zu speichern und diese Signale später zu eine passenderen Zeit aufzuzeichnen.In FIG. 1, a typical apparatus for recording an information pattern or message pattern with the aid of a pulsed laser is shown. The system comprises a recording unit 10 , the input of which is connected to an audio-visual analog signal source 12 , such as a microphone or a television camera. This analog input signal is fed to the input of an arranged in the recording unit 10 analog / digital signal converter or signal converter (A / D converter) 24 , which provides a digitally coded electrical output signal 26 . The output signal of the analog / digital signal converter 24 can be introduced directly via an amplifier 29 into the electrical / optical digital signal recorder 28 if it is desired to record the digital signal simultaneously with its formation in real time. However, it may be desirable to temporarily store the digital signal 26 on a magnetic tape or other storage device of a digital computer 30 and to record these signals later at a more convenient time.

Das elektrisch-optische Digitalaufzeichnungsgerät 28 wandelt das digitale elektrische Signal in ein digitales Lichtsignal um und zeichnet dieses Lichtsignal auf, indem es einen gepul sten Laserlichtstrahl 40 hoher Bündelung auf einem licht empfindlichen Aufzeichnungsmedium abtastet, wodurch eine Folge digital kodierter Flecken mit einem Durchmesser von weniger als etwa 10 µm gebildet werden. Die Flecken sind lichtundurchlässig und ergeben 0 oder 1 Bits eines Binärkodes. Das Aufzeichnungsmedium kann in üblicher Weise gelagert sein, so daß es in senkrechter Richtung zu der optischen Achse be wegt werden kann und ist mechanisch mit einem Verschiebungs mechanismus für das Aufzeichnungsmedium 44 verbunden, der das Medium bewegt, um die Folge der digital kodierten Flecken zu bilden. Der Verschiebungsmechanismus 44 des Aufzeichnungsme diums kann einen (nicht dargestellten) Antriebsmotor umfas sen, der selektiv in Abhängigkeit von Signalen des elektrisch/- optischen Digitalsignalaufzeichnungsgeräts 28 bewegt werden kann.The electro-optical digital recorder 28 converts the digital electrical signal into a digital light signal and records this light signal by scanning a pulsed laser beam 40 of high concentration on a light-sensitive recording medium, whereby a series of digitally encoded spots with a diameter of less than about 10 microns are formed. The spots are opaque and give 0 or 1 bits of a binary code. The recording medium can be stored in a conventional manner so that it can be moved in the direction perpendicular to the optical axis and is mechanically connected to a displacement mechanism for the recording medium 44 which moves the medium to form the sequence of the digitally encoded spots . The shifting mechanism 44 of the recording medium may include a drive motor (not shown) that can be selectively moved in response to signals from the electrical / optical digital signal recorder 28 .

Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmedium 42 umfaßt eine Matrix aus einem Kunststoffmaterial, das bei Zuführung einer ausrei chenden Menge von Wärmeenergie ohne weiteres verkohlt. In die sem Matrixmaterial sind Teilchen aus einer oder mehreren reak tiven oder reagierenden Substanzen enthalten, die stabil sind, wenn sie Laserlicht einer ersten Intensitätsstufe oder eines ersten Intensitätsniveaus ausgesetzt werden, die jedoch exotherm reagieren, wenn sie mit dem Laserlicht einer zweiten Intensitäts stufe belichtet werden, das höher liegt als die erste Intensi tätsstufe.The recording medium according to the invention 42 comprises a matrix of a plastic material, the charred a suffi sponding amount of heat energy readily upon application. This matrix material contains particles of one or more reactive or reactive substances which are stable when exposed to laser light of a first intensity level or a first intensity level, but which react exothermically when exposed to the laser light of a second intensity level , which is higher than the first intensity level.

In der Fig. 2 ist ein solches Aufzeichnungsmedium in Form einer aktiven Schicht 50 gezeigt, die in Form eines Überzugs auf einer glatten, optisch reflektierenden oberen Oberfläche 52 eines Metallsubstrats 54 angeordnet ist. Über der aktiven Schicht 50 ist eine im wesentlichen transparente Schutzschicht 56 aus einem Kunststoffmateial angeordnet, so daß die Schutz schicht 56 und das Substrat 54 beide Seiten der aktiven Schicht von der Atmosphäre abschirmen. FIG. 2 shows such a recording medium in the form of an active layer 50 , which is arranged in the form of a coating on a smooth, optically reflective upper surface 52 of a metal substrate 54 . Above the active layer 50 is a substantially transparent protective layer 56 made of a plastic material, so that the protective layer 56 and the substrate 54 shield both sides of the active layer from the atmosphere.

Das als Matrixmaterial für die aktive Schicht verwendete Kunst stoffmaterial sollte ein Material sein, das beim Erhitzen einer "Verkohlungsreaktion" unterliegt, d. h. ein Polymeres auf der Grundlage von Furfurylalkohol oder Vinylchlorid. Wenn man Fur furylalkoholpolymere verwendet, kann man ein geeignetes Ma terial für die aktive Schicht dadurch bilden, daß man Teilchen der reagierenden oder reaktiven Substanzen mit einem Durchmes ser im Submikronbereich in dem Furfurylalkohol dispergiert, bevor man einen Katalysator zusetzt, der die Polymerisation beschleunigt.The art used as matrix material for the active layer Fabric material should be a material that when heated "Charring reaction" is subject to. H. a polymer on the Basis of furfuryl alcohol or vinyl chloride. If you are fur used furyl alcohol polymers, you can a suitable Ma material for the active layer by forming particles of reacting or reactive substances with a diameter dispersed in the submicron range in the furfuryl alcohol, before adding a catalyst that supports the polymerization accelerates.

Die Größe und der Abstand der reagierenden oder reaktiven Teilchen in der aktiven Schicht beeinflussen die Qualität des Aufzeichnungsmaterials. Wenn man beispielsweise als Kunststoff matrixmaterial Vinylidenchlorid (Saran) verwendet und in diesem Material reagierende Teilchen mit einem Durchmesser von 0,3 bis 0,6 µm dispergiert, so ist für die meisten Arten von reak tiven oder reagierenden Substanzen eine Konzentration von ei nem Teilchen pro µm³ des Vinylidenchloridmaterials (Saran) ausreichend. Durch einfache Untersuchungen ist es ohne wei teres möglich, die Teilchengröße und den Teilchenabstand zu bestimmen, die für eine gegebene Kombination aus Matrix und reagierenden Materialien am günstigsten sind.The size and spacing of the reacting or reactive particles in the active layer affect the quality of the recording material. If, for example, vinylidene chloride (Saran) is used as the plastic matrix material and reactive particles with a diameter of 0.3 to 0.6 µm are dispersed in this material, a concentration of one particle per is for most types of reactive or reactive substances µm ^{3 of} the vinylidene chloride material (Saran) sufficient. Through simple investigations, it is easily possible to determine the particle size and the particle spacing that are most favorable for a given combination of matrix and reacting materials.

Die reagierenden oder reaktiven Substanzen können irgendwelcher Art sein, einschließlich thermitartige Mischungen. Streich holzmassen, Verzögerungszündermischungen, Leuchtsignalmassen und einfache Explosivstoffe.The reactive or reactive substances can be any Be of a species, including thermite-like mixtures. Prank wood masses, delay ignition mixtures, light signal masses and simple explosives.

Die thermitartigen Mischungen enthalten im allgemeinen ein reduzierendes Element in Form eines Metalls oder eines leicht oxidierbaren Nichtmetalls. Erfindungsgemäß sollte das Reduk tionsmittel das verkohlbare Kunststoffmaterial des Aufzeich nungsmaterials sein. Das Material enthält ferner ein Oxida tionsmittel, bei dem es sich üblicherweise um ein Metalloxid oder ein sauerstoffreiches Salz handelt.The thermite-like mixtures generally contain one reducing element in the form of a metal or a light oxidizable non-metal. According to the invention, the Reduk tion means the carbonizable plastic material of the record material. The material also contains an oxide tion agent, which is usually a metal oxide or an oxygen-rich salt.

Die Streichholzmassen enthalten im allgemeinen ebenfalls Oxi dationsmittel und Reduktionsmittel. Geeignete Beispiele hier für sind roter Phosphor oder Phosphorsesquisulfid (P₄S₃) als Reduktionsmittel in Kombination mit Kaliumchlorat (KClO₃) als Oxidationsmittel.The match masses generally also contain oxidizing agents and reducing agents. Suitable examples here are red phosphorus or phosphorus sesquisulfide (P ₄ S ₃ ) as a reducing agent in combination with potassium chlorate (KClO ₃ ) as an oxidizing agent.

Verzögerungszünderzubereitungen enthalten im allgemeinen Zir konium und amorphes Bor als Reduktionsmittel und Bariumchromat (BaCrO₄)als geeignetes Oxidationsmittel, die reagierenden Teilchen aus einem Verzögerungszündermaterial können beispiels weise irgendwelche der in der nachstehenden Tabelle I ange gebenen Brennstoff/Oxidationsmittel-Kombinationen enthalten.Delay igniter preparations generally contain zirconium and amorphous boron as a reducing agent and barium chromate (BaCrO ₄ ) as a suitable oxidizing agent, the reacting particles from a delaying igniter material can, for example, contain any of the fuel / oxidizing agent combinations given in Table I below.

TABELLE I TABLE I

Leuchtsignalmassen enthalten Magnesium oder metallisches Alu minium als Reduktionsmittel. Diese Metalle können in Kombina tion mit einer großen Vielzahl von Oxidationsmitteln durch Laserstrahlen gezündet werden.Illuminated signal masses contain magnesium or metallic aluminum minium as a reducing agent. These metals can be found in Kombina tion with a large variety of oxidizing agents Laser beams are ignited.

Die Explosivstoffe schließen Verbindungen mit extrem hoher Resonanzenergie ein oder enthalten Brennstoff/Oxidations mittel-Kombinationen innerhalb eines einzigen Moleküls, wie es bei Bleichstyphnat, d. h. Bleinitrosoresorcinat der Fall ist.The explosives close connections with extremely high Resonance energy or contain fuel / oxidation medium combinations within a single molecule, such as it with bleach styphate, d. H. Lead nitrosoresorcinate the case is.

Das Substrat 52 sollte aus einem Material bestehen, das so behandelt werden kann, daß es eine optisch reflektierende Oberfläche bildet. Metalle, wie Stahl mit geringem Kohlen stoffgehalt. Aluminium und Messing kann man derart polieren, daß man eine geeignete Oberfläche erhält. In gewissen Fällen kann man auch andere Materialien, wie metallisierte Keramik materialien oder metallisierten Kunststoff, verwenden. Die Schutzschicht 56 kann aus irgendeinem Material bestehen, das nach der Verbindung mit dem Matrixmaterial für das Laserlicht im wesentlichen transparent oder durchlässig ist. The substrate 52 should be made of a material that can be treated to form an optically reflective surface. Metals such as low carbon steel. Aluminum and brass can be polished in such a way that a suitable surface is obtained. In certain cases you can also use other materials, such as metallized ceramic materials or metallized plastic. The protective layer 56 can be made of any material that is substantially transparent or transparent to the laser light after being bonded to the matrix material.

Zur Aufzeichnung eines Informationsmusters auf dem erfindungs gemäßen Aufzeichnungsmedium wird ein Laserlichtimpuls 40 a normalerweise auf die Schutzschicht 56 des Mediums 42 a ge richtet. Der Impuls durchdringt die transparente Schutzschicht 56 und dringt in die aktive Schicht 50 ein, in der er teilwei se absorbiet wird, wodurch ein Flecken in der Schicht er hitzt wird. Das nicht von der aktiven Schicht 50 absorbierte Licht wird von der Oberfläche 52 durch den erhitzten Flecken zurückreflektiert, so daß ein weiterer Anteil der Lichtener gie absorbiert werden kann.To record an information pattern on the recording medium according to the Invention, a laser light pulse 40 a is normally aimed at the protective layer 56 of the medium 42 a ge. The impulse penetrates the transparent protective layer 56 and penetrates into the active layer 50 , in which it is partially absorbed, whereby a stain in the layer is heated. The light not absorbed by the active layer 50 is reflected back from the surface 52 by the heated patch so that a further portion of the light energy can be absorbed.

Wenn man Laserlicht mit einer Intensität von 100 Millÿoules pro Puls und einer Wellenlänge von etwa 5 300 Å auf einen Flecken mit der Größe 1 µm³ in einem Matrixmaterial mit einer spezifischen Wärme von etwa 0,5 cal/g fokussiert, wür de die Temperatur eines Volumens von 1 µm³ des Mediums auf etwa 500°C ansteigen, wenn eine vollständige Absorption er folgt. Eine vollständige Absorption ist jedoch nicht möglich, so daß bei einer realistischen Absorption von etwa 50% ein Temperaturanstieg bewirkt würde, der nicht dazu ausreichen würde, das Kunststoffmatrixmaterial zu verkohlen.If one focused laser light with an intensity of 100 millÿoules per pulse and a wavelength of about 5 300 Å on a spot with the size 1 µm ³ in a matrix material with a specific heat of about 0.5 cal / g, the temperature would be one Volume of 1 micron ^{3 of} the medium to about 500 ° C increase when it is completely absorbed. However, complete absorption is not possible, so that with a realistic absorption of about 50%, an increase in temperature would result which would not be sufficient to carbonize the plastic matrix material.

Eine Absorption von 50% würde jedoch dazu ausreichen, eine exotherme Reaktion zwischen reaktiven oder reagierenden Sub stanzen auszulösen, die in dem Matrixmaterial verteilt sind. Beispielsweise würden sich in dem Matrixmaterial verteilte reagierende Mischungen bei Temperaturen im Bereich von 200 bis 300°C entzünden, was von der Größe, dem Abstand und der Umgebung der reaktiven Teilchen abhängt. Somit könnten solche reaktiven Teilchen ohne weiteres mit Hilfe eines Lasers der oben angegebenen Eigenschaften entzündet werden können. Nach der Entzündung bilden die Thermitteilchen Wärmeimpulse von 300 bis 950 cal/g, wodurch die Temperatur in der aktiven Schicht an der Stelle der Laseranregung auf 3000 bis 5000°C ansteigt. Beim Erhitzen auf eine derart erhöhte Temperatur verkohlt das Matrixmaterial, so daß ein verdunkelter Fleck als permanente Aufzeichnung des Laserlichtimpulses zurück bleibt.An absorption of 50% would be sufficient, however exothermic reaction between reactive or reactive sub to trigger punch, which are distributed in the matrix material. For example, would be distributed in the matrix material reactive mixtures at temperatures in the range of 200 ignite to 300 ° C, what of the size, the distance and the Environment of the reactive particles depends. Thus, such reactive particles easily with the help of a laser properties specified above can be ignited. To of the inflammation, the thermite particles form heat impulses from 300 to 950 cal / g, which makes the temperature in the active Layer at the point of laser excitation at 3000 to 5000 ° C increases. When heated to such an elevated temperature charred the matrix material, leaving a darkened spot back as a permanent recording of the laser light pulse remains.

Die Verbrennung breitet sich von der Stelle der Laseranregung nicht aus, da die reagierenden oder reaktiven Teilchen eine diskontinuierliche Phase in einer Matrix aus einem Kunststoff material bilden, das die Verbrennung in Abwesenheit einer Entzündungsquelle nicht unterhält. Nach der Entzündung verteilt sich die Wärme in der aktiven Schicht schnell in die Umgebung, was jedoch nicht dazu ausreicht, reaktive oder reagierende Teilchen außerhalb des Bereiches der Laseranregung zu entzün den. Die Anwesenheit eines Metallsubstrats verhindert weiter hin die unkontrollierte Ausbreitung der exothermen Reaktion, indem es die bei der Reaktion gebildete überschüssige Wärme abführt.The combustion spreads from the point of laser excitation not because the reacting or reactive particles are one discontinuous phase in a matrix made of a plastic Form material that the combustion in the absence of a Ignition source not maintained. Distributed after inflammation the heat in the active layer quickly dissipates into the environment, however, that's not enough to be reactive or reactive Ignite particles outside the range of laser excitation the. The presence of a metal substrate further prevents towards the uncontrolled spread of the exothermic reaction, by removing the excess heat generated in the reaction dissipates.

Die in Form von verkohlten Flecken in dem Aufzeichnungsmedium aufgezeichneten Daten können dadurch abgelesen werden, daß man einen Strahl Laserlichts geringer Intensität auf die Schutzschicht des Aufzeichnungsmediums richtet. Der für den Informationsabruf verwendete Lichtstrahl muß eine geringere Intensität als der aufzeichnende Lichtstrahl besitzen, damit die aktive Schicht nicht so viel Energie absorbiert, daß eine exotherme Reaktion zwischen den restlichen Teilchen aus den reaktiven Substanzen in Gang gebracht wird. Wenn der für den Informationsabruf verwendete Lichtstrahl auf einen ver kohlten Flecken in der aktiven Schicht trifft, so wird er absorbiert oder gestreut. Wenn dieser Lichtstrahl jedoch nicht auf einen verkohlten Flecken trifft, wird er von der reflektierenden Oberfläche des Substrats auf eine (in der Zeichnung nicht dargestellte) lichtempfindliche Nachweisein richtung reflektiert, die das reflektierte Licht in ein elek trisches Digitalsignal umwandelt. Alternativ kann man nach der Aufzeichnung der Daten das reflektierende Metallsubstrat von der aktiven Schicht und der Schutzschicht abziehen. Zum Abruf der Information kann dann das Licht durch das Aufzeich nungsmedium auf die Wiedergabeeinrichtung geführt werden, die sich auf der gegenüberliegenden Seite des Aufzeichnungs materials in bezug auf die Abtasteinrichtung findet. Es sind jedoch noch weitere Alternativen möglich. Wenn eine ausrei chende Menge Laserenergie zur Verfügung steht oder die akti ve Schicht ausreichend empfindlich ist, kann man ein transpa rentes Substrat ohne Reflektor verwenden. Auch in diesem Fall wird zur Abrufung der Informationen das Licht durch das Auf zeichnungsmedium hindurchgeführt statt reflektiert.The in the form of charred spots in the recording medium recorded data can be read by the fact that you put a beam of low intensity laser light on the Protective layer of the recording medium is aimed. The one for the The light beam used to retrieve information must be less So possess intensity as the recording light beam the active layer does not absorb so much energy that an exothermic reaction between the remaining particles the reactive substances is started. If the for the information request used light beam on a ver carbonized spots in the active layer, so it will absorbed or scattered. If this beam of light, however does not hit a charred patch, it will be affected by the reflective surface of the substrate on a (in the Drawing (not shown) direction reflected, which reflects the reflected light into an elec trical digital signal. Alternatively you can go to the recording of the data the reflective metal substrate subtract from the active layer and the protective layer. To the The information can then be called up by the light medium are led to the playback device, which is on the opposite side of the record materials related to the scanner. There are however, other alternatives are possible. If one is enough amount of laser energy is available or the current ve layer is sufficiently sensitive, a transpa Use a profitable substrate without a reflector. In this case, too the light by opening is used to retrieve the information drawing medium passed through instead of reflected.

Claims

1. Aufzeichnungsmedium zur permanenten Speicherung von mit Laserlicht gebildeten Informationsmustern, enthaltend:

a) einen Körper aus einem festen Aufzeichnungs material, das für die Strahlungsenergie bei einer ersten Intensitätsstufe transparent ist,
b) eine Substanz, die bei Einwirkung von Wärme energie verkohlt, und
c) mindestens eine reagierende Substanz, welche bei Belichtung mit dem Laserlicht der ersten Intensitätsstufe stabil ist und bei Belichtung mit Laserlicht einer zweiten Intensitätsstufe, die höher liegt als die erste Intensitätsstufe reagiert, dadurch gekenn zeichnet, daß die reagierende Substanz durch die Belichtung in der zweiten Intensitätsstufe exotherm reagiert.

1. Recording medium for the permanent storage of information patterns formed with laser light, comprising:

a) a body made of a solid recording material which is transparent to the radiation energy at a first intensity level,
b) a substance which chars energy when exposed to heat, and
c) at least one reactive substance, which is stable when exposed to laser light of the first intensity level and when exposed to laser light of a second intensity level that is higher than the first intensity level, characterized in that the reactive substance by exposure in the second Intensity level reacts exothermically.

2. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Körper in Form einer dünnen aktiven Schicht vorliegt.2. Recording medium according to claim 1, characterized records that the body is in the form of a thin active layer is present.

3. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Substratschicht mit einer glatten, optisch reflek tierenden oberen, an die aktive Schicht angrenzende Oberflä che.3. Recording medium according to claim 2, characterized through a substrate layer with a smooth, optically reflect upper surface adjacent to the active layer che.

4. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die aktive Schicht eine Dicke von nicht mehr als 6 µm aufweist.4. Recording medium according to claim 3, characterized records that the active layer no longer has a thickness than 6 µm.

5. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3, gekennzeichnet, durch eine im wesentlichen transparente Kunststoffschutz schicht, die auf der der Substratschicht gegenüberliegenden Seite der aktiven Schicht angeordnet ist.5. Recording medium according to claim 3, characterized in through an essentially transparent plastic protection layer on the opposite of the substrate layer Side of the active layer is arranged.

6. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Substratschicht einen Metallbestandteil aus der Stahl mit geringem Kohlenstoffgehalt, Aluminium und Messing umfassenden Gruppe enthält.6. Recording medium according to claim 3, characterized records that the substrate layer is a metal component from the low carbon steel, aluminum and Contains brass comprehensive group.

7. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine im wesentlichen transparente Kunststoffschutz schicht, die auf mindestens einer Oberfläche der aktiven Schicht angeordnet ist.7. Recording medium according to claim 3, characterized through an essentially transparent plastic protection layer that is on at least one surface of the active Layer is arranged.

8. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die reagierende Substanz in Form von Teilchen im Submikronbereich vorliegt, die in dem Aufzeichnungsmedium dispergiert sind.8. Recording medium according to claim 1, characterized records that the reacting substance is in the form of particles is in the submicron range in the recording medium are dispersed.

9. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Teilchen einen Duchmesser von etwa 0,3 bis etwa 0,6 µm aufweisen und pro µm³ de verkohlenden Sub stanz etwa 1 Teilchen vorhanden ist.9. Recording medium according to claim 8, characterized in that the particles have a diameter of about 0.3 to about 0.6 microns and per µm ³ de charring substance about 1 particle is present.

10. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß es als reagierende Substanz Substanzen enthält, die beim Erhitzen auf 300°C exotherm reagieren.10. Recording medium according to claim 1, characterized indicates that it contains substances as the reactive substance, which react exothermically when heated to 300 ° C.

11. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die reagierende Substanz ein Reduktionsmittel und ein Oxidationsmittel umfaßt, das beim Entzünden exotherm mit dem Reduktionsmittel reagiert.11. Recording medium according to claim 1, characterized records that the reacting substance is a reducing agent and comprises an oxidizing agent which is exothermic when ignited reacts with the reducing agent.

12. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß es als Reduktionsmittel die verkohlende Sub stanz enthält.12. Recording medium according to claim 11, characterized records that it as the reducing agent the carbonizing sub punch contains.

13. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß es als Oxidationsmittel ein Metalloxid, ein sauerstoffhaltiges Salz und/oder eine Mischung davon enthält. 13. Recording medium according to claim 11, characterized records that it is a metal oxide as an oxidizing agent contains oxygen-containing salt and / or a mixture thereof.

14. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß es als Reduktionsmittel roten Phosphor, Phos phorsesquisulfid (P₄S₃) und/oder Mischungen davon und als Oxidationsmittel Kaliumchlorat enthält.14. Recording medium according to claim 13, characterized in that it contains red phosphorus, phosphorus sulfate (P ₄ S ₃ ) and / or mixtures thereof as a reducing agent and potassium chlorate as an oxidizing agent.

15. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 13, dadurch gekenn zeichnet, daß es als Reduktionsmittel amorphes Bor, Zirkonium und/oder Mischungen davon und als Oxidationsmittel Barium chromat enthält.15. Recording medium according to claim 13, characterized records that it is a reducing agent amorphous boron, zirconium and / or mixtures thereof and barium as an oxidizing agent contains chromate.

16. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß es als Reduktionsmittel Magnesium, Aluminium und/oder Mischungen davon enthält.16. Recording medium according to claim 11, characterized records that it as a reducing agent magnesium, aluminum and / or mixtures thereof.

17. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß es als reagierende Substanz eine einzige explo sive Substanz enthält.17. Recording medium according to claim 1, characterized indicates that it is a single explo sive substance contains.

18. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 17, dadurch gekenn zeichnet, daß es als explosive Substanz Bleistyphnat enthält.18. Recording medium according to claim 17, characterized records that it contains pencil phosphate as an explosive substance.

19. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß es als verkohlende Substanz ein Material aus der Klasse von Kunststoffen enthält, die Furfurylalkohol enthaltende Polymere und Vinylchlorid enthaltende Polymere einschließt.19. Recording medium according to claim 1, characterized is characterized by the fact that it forms a material as a carbonizing substance the class of plastics that contains furfuryl alcohol containing polymers and vinyl chloride containing polymers includes.

20. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 1, ge kennzeichnet durch

a) ein metallisches Substrat, mit glatter, optisch reflektierender oberer Oberfläche,
b) eine auf dem Substrat aufgebrachte gleichmäßi ge Schicht aus einem Aufzeichnungsmaterial, das als eine verkohlende Substanz ein Furfuryl alkohol und/oder Vinylchlorid enthaltendes Kunststoffpolymer enthält und das weiterhin als reagierende Substanz ein Reduktionsmittel und ein Oxidationsmittel enthält, und
c) eine im wesentlichen transparente Schutzschicht aus einem Kunststoffmaterial, die so auf der Schicht aus dem Aufzeichnungsmaterial aufgetra gen ist, daß die Schicht aus dem Aufzeichnungs material zwischen der Schutzschicht und dem Substrat eingebettet ist.

20. Recording medium according to claim 1, characterized by

a) a metallic substrate with a smooth, optically reflective upper surface,
b) an evenly applied layer on the substrate of a recording material which contains a furfuryl alcohol and / or vinyl chloride-containing plastic polymer as a carbonizing substance and which further contains a reducing agent and an oxidizing agent as the reactive substance, and
c) a substantially transparent protective layer made of a plastic material which is applied to the layer of the recording material in such a way that the layer of the recording material is embedded between the protective layer and the substrate.

21. Aufzeichnungsmedium nach Anspruch 20, dadurch gekenn zeichnet, daß es als verkohlenden Kunststoff das Reduktions mittel enthält.21. Recording medium according to claim 20, characterized records that it as the carbonizing plastic the reduction contains medium.

22. Verfahren zur permanenten Speicherung von Informa tionsmustern in einem Aufzeichnungsmedium nach den Ansprüchen 1 bis 21 durch Umwandlung des Informa tionsmusters in eine Sequenz von Laserlichtimpulsen, wobei sich jeder Impuls über eine vorbestimmte Zeitdauer erstreckt, dadurch ge kennzeichnet, daß man

a) jeden Impuls auf das Aufzeichnungsmedium einwirken läßt,
b) die Intensität des Laserlichts auf einen Wert einstellt, der dazu ausreicht, eine exotherme Reaktion von in dem Medium enthaltenen reagie renden Substanzen auszulösen.
c) die bei der exothermen Reaktion freigesetzte Wärmeenergie dazu verwendet, eine im Medium enthaltene Substanz zu verkohlen, und
d) den Körper zwischen den Impulsen des Laser lichts in bezug auf den Laserlichtstrahl bewegt.

22. A method for the permanent storage of information patterns in a recording medium according to claims 1 to 21 by converting the information pattern into a sequence of laser light pulses, each pulse extending over a predetermined period of time, characterized in that one

a) each pulse acts on the recording medium,
b) the intensity of the laser light is set to a value which is sufficient to trigger an exothermic reaction of reacting substances contained in the medium.
c) uses the thermal energy released in the exothermic reaction to carbonize a substance contained in the medium, and
d) the body moves between the pulses of the laser light with respect to the laser light beam.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß man während der Einwirkung der Laserlichtimpulse das Aufzeich nungsmedium mit einem metallischen Material hinterlegt, das als Spiegel, der das Licht in das Medium zurückwirft und als wärmeabführendes Medium wirkt, das die überschüssige Wärme energie abführt und dadurch das Fortschreiten der exothermen Reaktion begrenzt.23. The method according to claim 22, characterized in that the recording during the action of the laser light pulses medium with a metallic material that as a mirror that reflects the light back into the medium and as heat-dissipating medium that acts the excess heat dissipates energy and thereby the progression of the exothermic Limited response.