DE3722100C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Informationsaufzeichnungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Informationsaufzeichnungsvorrichtung ist aus der DE-OS 21 02 215 bekannt. In dieser Vorrichtung wird ein dünner amorpher Halbleiterfilm als ein Optikmassespeicher, d. h. als ein Informationsaufzeichungsträger verwendet, der sich durch die Einwirkung eines Laserstrahls mit verschiedenen Intensitätspegeln (Schreibimpuls, Löschimpuls) zwischen einem amorphen Zustand und einem kristallinen Zustand umschalten läßt.

Zum Aufzeichnen von digitalen Signalen, beispielsweise von Signalen, die durch eine Frequenzmodulation von analogen Signalen eines Bildes, eines Tones usw. erhalten werden, zum Aufzeichnen von Daten elektronischer Rechner, von Faksimilesignalen, digitalen Tondaten usw. in Echtzeit sind generell Vorrichtungen bekannt, bei denen zur Informationsaufzeichnung ein Informationsaufzeichnungsträger mit einem Energiestrahl, beispielsweise einem Laserstrahl, einem Elektronenstrahl usw., bestrahlt wird.

Zur Informationsaufzeichnung durch Bestrahlung eines Informationsaufzeichnungsträgers mit einem Laserlichtstrahl sind Vorrichtungen bekannt, bei denen verschiedene Änderungen, beispielsweise Verformungen, Phasenänderungen, chemische Änderungen, Änderungen im Magnetfeld usw., in Abhängigkeit von der Wellenform des Laserlichtimpulses im Informationsaufzeichnungsträger erzeugt werden. Vorrichtungen, die eine Verformung verwenden, sind beispielsweise in der US-PS 42 38 803, Vorrichtungen, die eine Phasenänderung verwenden, in der US-PS 35 30 441 beschrieben.

Wenn bei diesen bekannten Informationsaufzeichnungsvorrichtungen auf den Aufzeichnungsträger jedoch Impulse eines Energiestrahls treffen, wie sie in Fig. 1a der Zeichnung dargestellt sind, dann wird die Wellenform der wiedergegebenen Signale verformt, wie es in Fig. 1b dargestellt ist, und es ist nicht möglich, die Aufzeichnungsstelle mit hoher Genauigkeit zu bestimmen. Aus diesem Grunde wird das wiedergegebene Signal differenziert, um es in ein Signal umzuwandeln, wie es in Fig. 1c dargestellt ist, und die Aufzeichnungsstelle wird als die Stelle definiert, an der der Signalpegel gleich Null ist. Diese bekannten Informationsaufzeichnungsvorrichtungen benötigen daher eine Differenzierschaltung, was zu den Schwierigkeiten führt, daß das Signalrauschverhältnis abnimmt und die Vorrichtung mit zu hohen Kosten verbunden ist. Es besteht darüber hinaus die weitere Schwierigkeit, daß leicht eine Abweichung von der Spurtreue oder der Fokussierung auftritt, da sich das mittlere Reflexionsvermögen auf der Aufzeichnungsspur aufgrund der Tatsache ändert, daß dort eine Information aufgezeichnet ist.

Die Aufgabe der Erfindung liegt somit darin, eine Informationsaufzeichnungsvorrichtung zu schaffen, die kostengünstig ist und dennoch nur eine kleine Fehlerrate aufweist.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Informationsaufzeichnungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, bei der durch Einhalten einer vorgegebenen Bedingung beim Aufzeichnen der Information nur während der steilen Impulsflanken eines eingestrahlten Energiestrahl-Impulssignals in der Aufzeichnungsschicht des Informationsaufzeichnungsträgers eine Phasenumwandlung vom Ausgangszustand in den amorphen oder annähernd amorphen Zustand, dagegen während eines konstanten oder sich langsam ändernden Aufzeichnungspegels des Impulssignals eine Kristallisation der Aufzeichnungsschicht erfolgt, wodurch sich die Amplitude des wiedergegebenen Signals, das von einem Bereich auf dem Aufzeichnungsträger erhalten wird, an dem sich die von dem Energiestrahl-Impulssignal gelieferte Energie plötzlich ändert, unmittelbar nach einer Änderung in die eine Richtung in die entgegengesetzte Richtung ändert.

Mit der erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsvorrichtung erhält man damit bei Bestrahlung des Informationsaufzeichnungsträgers mit einem Energiestrahl-Impulssignal, wie es beispielsweise in Fig. 2a dargestellt ist, Wiedergabesignale, wie sie in den Fig. 2c bis 2 h dargestellt sind bzw. dazu invertierte Signale, während mit den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik Signale erhalten werden, wie sie in Fig. 2b dargestellt sind.

Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsvorrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 angegeben.

Im folgenden werden einige konkrete Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsvorrichtung beschrieben, aus denen sich die vorteilhaften Wirkungen der Erfindung ergeben.

Wenn beispielsweise die Zusammensetzung der dünnen Aufzeichnungsschicht Ge₄₃Te₄₇Se₁₀ ist und eine Schutzschicht aus SiO₂ besteht, dann ist die erfindungsgemäße Bedingung erfüllt, wenn τ = 40 ns, a = 0,5, r = 0,8 µm und α = 20 ns gewählt werden, so daß eine erfindungsgemäße Aufzeichnung erfolgt, wenn gilt: v < 10 m/s.

Wenn die Zusammensetzung der dünnen Aufzeichnungsschicht Ge₄₃Te₄₇Tl₁₀ ist und eine Schutzschicht auf der Lichteinfallsseite aus SiO₂ und aus Al auf der gegenüberliegenden Seite besteht, dann ist die erfindungsgemäße Bedingung erfüllt, wenn τ = 10 ns, a = 0,15, r = 0,8 µm und α = 4 ns gewählt werden, so daß eine erfindungsgemäße Aufzeichnung erfolgt, wenn gilt: v < 12 m/s.

Wenn weiterhin der Durchmesser des Aufzeichnungsträgers 13 cm beträgt und die Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit gleich 1200 Umdrehungen/Minute ist, dann beträgt die Lineargeschwindigkeit am äußersten Umfangsbereich des Aufzeichnungsträgers 8 m/s. Wenn in diesem Fall die Zusammensetzung der dünnen Aufzeichnungsschicht Ge₃₈Te₄₂Se₂₀ ist, eine Schutzschicht aus ZrO₂ bestehtr, τ = 100 ns, a = 1,0 und α = 50 ns gilt, dann wird die erfindungsgemäße Bedingung erfüllt, so daß eine erfindungsgemäße Aufzeichnung erfolgt.

Wenn bei der erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsvorrichtung das wiedergegebene Signal nur von einem Bereich auf dem Aufzeichnungsträger erhalten wird, an dem die Änderungsgeschwindigkeit der auf den Informationsaufzeichnungsträger aufgestrahlten Energie des Impulssignals gegenüber der Zeit groß ist, und ein optischer Aufzeichnungsträger, der über eine Phasenänderung arbeitet und dessen Zusammensetzung Ge₄₃Te₄₇Se₁₀ ist, mit einem Rechteck-Lichtimpuls bei einer Lineargeschwindigkeit von 8 m/s bestrahlt wird, wird aufgrund der Tatsache, daß die Abkühlungszeit kürzer als die für die Kristallisation notwendige Zeit ist, während der ansteigenden und abfallenden Flanken des Impulses die Aufzeichnungsschicht amorph, und aufgrund der Tatsache, daß die Abkühlungszeit länger als die zur Kristallisation notwendige Zeit ist, während der Konstanten Impulspegel die Aufzeichnungsschicht rekristallisiert. Die Spitzen des wiedergegebenen Signals treten daher nur an den ansteigenden und abfallenden Flanken des Impulses auf.

Gemäß der Erfindung ist die Zunahme der Fehlerrate aufgrund eines Zitterns des erfaßten Signals klein, verglichen mit der Fehlerrate, die bei bekannten Verfahren, d. h. bei Verfahren auftritt, bei denen ein Signal, dessen Form ähnlich der des eingestrahlten Lichtimpulses ist, erhalten wird, dessen ansteigende und abfallende Flanken erfaßt werden (das sogenannte Pit-Randerfassungsverfahren).

Da die Aufzeichnungsschicht an den ansteigenden und den abfallenden Flanken des Impulssignals amorph wird und die nadelförmigen wiedergegebenen Signale nur dort erhalten werden, ändert sich darüber hinaus gemäß der Erfindung das mittlere Reflexionsvermögen auf der Aufzeichnungsspur kaum, verglichen mit den bekannten Verfahren, so daß keine Veranlassung für eine Abweichung der genauen Spurführung und der automatischen Fokussierung gegeben wird.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in Wellenformdiagrammen die Beziehung zwischen den Aufzeichnungslichtimpulsen (Fig. 1a), dem wiedergegebenen Signal (Fig. 1b) und dem differenzierten Signal (Fig. 1c) bei einer bekannten Informationsaufzeichnungsvorrichtung;

Fig. 2 in Wellenformdiagrammen die Beziehung zwischen den Aufzeichnungslichtimpulsen (Fig. 2a) und den wiedergegebenen Signalen bei einer bekannten (Fig. 2b) und bei der erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsvorrichtung (Fig. 2c bis 2h);

Fig. 3 in einer Schnittansicht einen Informationsaufzeichnungsträger zur Verwendung bei einer Informationsaufzeichnungsvorrichtung;

Fig. 4A bis 4C und Fig. 5A bis 5C schematische Darstellungen zur Erläuterung des Arbeitsprinzips eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsvorrichtung;

Fig. 6 und 7 in Wellenformdiagrammen die Beziehung zwischen den Aufzeichnungslichtimpulsen (Fig. 6a; Fig. 7a) und den wiedergegebenen Signalen (Fig. 6b bis 6d; 7b) bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 8 in Wellenformdiagrammen die Beziehung zwischen den Aufzeichnungslichtimpulsen (Fig. 8a) und den wiedergegebenen Signalen (Fig. 8b) bei einer Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung; und

Fig. 9 und 10 in Wellenformdiagrammen zwei verschiedene Beziehungen zwischen den Aufzeichnungslichtimpulsen (Fig. 9a; Fig. 10a) und den wiedergegebenen Signalen (Fig. 9b; Fig. 10 b) bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Im folgenden werden im einzelnen ein erstes und ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Erstes Ausführungsbeispiel

Fig. 3 zeigt in einer Querschnittsansicht einen Teil eines Informationsaufzeichnungsträgers, der bei der erfindungsgemäßen Informationsaufzeichnungsvorrichtung verwendet werden kann. Eine Grundplatte 1 besteht aus einer Scheibe aus einem chemisch verstärkten Glas mit einer Stärke von 1,1 mm und einem Durchmesser von 130 mm. Rillen zur Spurführung, die aus einem in ultraviolettem Licht aushärtendem Harz gebildet sind, sind auf der Oberfläche der Scheibe ausgebildet.

Eine Schutzschicht 2 aus SiO₂ ist auf der Grundplatte 1 mit einem Magnetronzerstäubungsverfahren ausgebildet, wobei diese Schutzschicht 110 nm stark ist. Eine dünne Aufzeichnungsschicht 3 ist auf der Schutzschicht 2 vorgesehen, wobei die Aufzeichnungsschicht nach einem Aufdampfverfahren durch unabhängiges Aufdampfen von Ge, Te und Se ausgebildet ist. Eine weitere Schutzschicht 4 aus SiO₂ ist auf der Aufzeichnungsschicht 3 mit dem Magnetronzerstäubungsverfahren ausgebildet, wobei diese Schutzschicht 4 110 nm stark ist.

Wenn ein derartiger Informationsaufzeichnungsträger fortlaufend mit einem Laserdioden-Lichtstrahl von 14,1 mW bestrahlt wird, wird der bestrahlte Teil der Aufzeichnungsschicht 3 aufgeschmolzen, so daß die Elemente in der Aufzeichnungsschicht 3 in ausreichendem Maße miteinander reagieren und die Schicht örtlich während der Abkühlung nach der Bestrahlung kristallisiert. Wenn dieser Informationsaufzeichnungsträger nun mit einem rechteckigen Laserlichtimpuls zur Aufzeichnung bestrahlt wird, wie er in Fig. 4A dargestellt ist, wird ein Aufzeichnungsbereich 5, der in Fig. 4B dargestellt ist, in der Aufzeichnungsschicht 3 ausgebildet. Wenn sich in diesem Fall die Aufzeichnungsschicht 3 im Teil 5 A des Aufzeichnungsbereiches 5, der der ansteigenden Flanke des Lichtimpulses entspricht, abkühlt, kühlt er sich aufgrund der Tatsache, daß der Teil neben der linken Seite des bestrahlten Bereiches 5 in Fig. 4B nicht mit Laserlicht bestrahlt würde, relativ schnell nach dem Durchgang des Laserlichtes ab, wie es durch die Kurve A in Fig. 4C dargestellt ist. Die Abkühlung der Aufzeichnungsschicht 3 im Teil 5 B, der dem mittleren Teil des Lichtimpulses entspricht, erfolgt aufgrund der Tatsache, daß Laserlicht auch auf den Bereich 5 C neben seiner rechten Seite auftrifft und die Temperatur der Aufzeichnungsschicht 3 im Teil neben der linken Seite gleichfalls hoch ist, nach dem Durchgang des Laserlichtes sehr langsam, wie es durch die Kurve B in Fig. 4C dargestellt ist. Die Abkühlung der Aufzeichnungsschicht 3 im Teil 5 C des Aufzeichnungsbereichs 5, der der abfallenden Flanke des Lichtimpulses entspricht, erfolgt dagegen aufgrund der Tatsache, daß kein Licht auf den Teil neben seiner rechten Seite auftrifft, relativ schnell, wie es durch die Kurve C in Fig. 4C dargestellt ist. Da sich die Aufzeichnungsschicht 3 schnell abkühlt, nachdem ihre Temperatur den Schmelzpunkt wenigstens in einem Teil des bestrahlten Bereiches überschritten hat, wird sie in den Teilen 5 A und 5 C in dieser Weise amorph. Da weiterhin die Abkühlungsgeschwindigkeit der Aufzeichnungsschicht im Teil 5 C größer als im Teil 5 A ist, ist der Teil der Aufzeichnungsschicht 3, der amorph ist, im Teil 5 C größer als im Teil 5 A. Da sich die Aufzeichnungsschicht 3 im Teil 5 B andererseits langsam abkühlt, nachdem die Temperatur den Schmelzpunkt überschritten hat, wird die Aufzeichnungsschicht 3 hier rekristallisiert und kristallin. Wenn die Energie des Laserlichtes so gewählt ist, daß die höchste Temperatur, die die Aufzeichnungsschicht 3 währen der Bestrahlung erreicht, etwas über ihrem Schmelzpunkt liegt, dann liegt die Temperatur im Teil 5 A etwas unter dem Schmelzpunkt, so daß in diesem Teil die Aufzeichnungsschicht 3 kristallisiert, ohne zu schmelzen. Der kristallisierte Zustand im Teil 5 A ist folglich etwas von dem im Teil 5 B verschieden. Dieser Unterschied im jeweiligen Zustand kann gleichfalls optisch erfaßt werden. Wenn die Aufzeichnungsschicht 3 mit Lese- oder Wiedergabelicht bestrahlt wird, wird dieses Licht an der Vorder- und Rückseitenfläche der Aufzeichnungsschicht 3 reflektiert, da die Aufzeichnungsschicht 3 dünn ist. Da diese reflektierten Lichtstrahlen miteinander interferieren, gibt es ein Minimum in der Änderung des Reflexionsvermögens über der Wellenlänge des Leselichtes, wie es in den Fig. 5A, 5B und 5C dargestellt ist. Da darüber hinaus das Reflexionsvermögen der Aufzeichnungsschicht 3 im amorphen Zustand kleiner als im kristallisierten Zustand ist, ist die Wellenlänge des Leselichtes, für die das Reflexionsvermögen am kleinsten ist, bei einem amorphen Zustand der Aufzeichnungsschicht 3 kürzer als bei einem kristallisierten Zustand der Aufzeichnungsschicht. Wie es in den Fig. 5A, 5B und 5C dargestellt ist, kann die Beziehung zwischen der Wellenlänge des Wiedergabelichtes und dem Reflexionsvermögen des Informationsaufzeichnungsträgers in den Teilen 5 A, 5 B und 5 C jeweils durch die Kurven A, B und C dargestellt werden. Die Wellenlänge des Leselichtes, für die das Reflexionsvermögen am kleinsten ist, nimmt weiterhin mit zunehmender Stärke der Aufzeichnungsschicht 3 zu. Aus diesem Grund ist es möglich, die Wellenlänge des Leselichtes, für die das Reflexionsvermögen am kleinsten ist, in den Teilen 5 A, 5 B und 5 C des Informationsaufzeichnungsträgers in der in den Fig. 5A, 5B und 5C dargestellten Weise dadurch zu ändern, daß die Stärke der Aufzeichnungsschicht 3 geändert wird. Für die Stärke der Aufzeichnungsschicht gilt die Reihenfolge: Fig. 5B < Fig. 5C < Fig. 5A. Wenn der Informationsaufzeichnungsträger mit einem rechteckigen Laserlichtimpuls zur Aufzeichnung bestrahlt wird, wie er in Fig. 6A dargestellt ist, die Wiedergabe mit Leselicht erfolgt, dessen Wellenlänge 830 nm beträgt, und die Beziehung zwischen der Wellenlänge des Leselichtes und dem Reflexionsvermögen derart ist, wie es in Fig. 5A dargestellt ist, kann ein wiedergegebenes Signal erhalten werden, wie es in Fig. 6B dargestellt ist. Wenn die Beziehung zwischen der Wellenlänge des Leselichtes und dem Reflexionsvermögen derart ist, wie es in Fig. 5B dargestellt ist, kann ein wiedergegebenes Signal erhalten werden, wie es in Fig. 6C dargestellt ist, während dann, wenn die Beziehung zwischen der Wellenlänge des Leselichtes und dem Reflexionsvermögen derart ist, wie es in Fig. 5C dargestellt ist, ein wiedergegebenes Signal erhalten werden kann, wie es in Fig. 6D dargestellt ist.

Unter der Bedingung, daß die Aufzeichnungsschicht 3 des in Fig. 3 dargestellten Informationsaufzeichnungsträgers 350 nm stark ist, daß dieser Informationsaufzeichnungsträger mit einer Geschwindigkeit von 1200 Umdrehungen pro Minute gedreht wird, daß nach dem Initialisieren der Aufzeichnungsschicht 3 (durch Bestrahlen der Aufzeichnungsschicht 3 mit einem kontinuierlichen Halbleiterlaser-Lichtstrahl mit einer Energie von 14,1 mW, so daß die Aufzeichnungsschicht 3 geschmolzen wird und die Elemente darin miteinander reagieren) diese mit Rechteck-Impulsen einer Laserdiode zum Aufzeichnen bestrahlt wird, deren Aufzeichnungsfrequenz 0,12 MHz beträgt, und daß Leselicht mit einer Wellenlänge von 830 nm benutzt und das reflektierte Licht aufgenommen wird, erhält man als Wiedergabesignal ein Signal, wie es in Fig. 6C dargestellt ist. Wenn die Aufzeichnungsschicht 3 mit einem kontinuierlichen Lichtstrahl einer Leistung von 14,1 mW bestrahlt wird, dann wird das wiedergegebene Signal von 0,12 MHz reduziert. Es sind daher wiederholt eine Aufzeichnung und ein Löschen möglich. Das wiedergegebene Signal kann so wie es ist ohne Durchgang durch eine Differenzierschaltung verarbeitet werden. Darüber hinaus ist das Zittern oder Schwanken des aufgezeichneten Signals bezüglich des Aufzeichnungslichtimpulses sehr klein, es liegt unter 30 nm. Die Fehlerrate dieses Signals liegt bei 1 × 10⁻⁶. Da die Änderungen in dem mittleren Reflexionsvermögen klein sind, ergibt sich der Vorteil, daß Einflüsse der Aufzeichnung auf das Servosteuersystem für die Spurführung und die automatische Fokussierung sehr gering sind. Weiterhin ist bei diesem Informationsaufzeichnungsträger eine Wiederholung der Aufzeichnung und des Löschens über 1 × 10⁵mal möglich. Nach einer 1 × 10⁶maligen Wiederholung der Aufzeichnung und des Löschens nimmt die Fehlerrate auf 2 × 10⁶ zu, was in der Praxis zu keinen Schwierigkeiten führt.

Wenn die Aufzeichnungsschicht 3 350 nm stark ist, dann ist eine Aufzeichnung mit einer Aufzeichnungslaserleistung zwischen 9 und 22 mW möglich. Für einen Bereich der Drehzahl des Informationsaufzeichnungsträgers zwischen 600 und 1500 Umdrehungen/Minute ist es weiterhin möglich, ein wiedergegebenes Signal zu erhalten, dessen Form ähnlich der Form des Signals ist, das man beim vorliegenden Ausführungsbeispiel erhält, wobei die Aufzeichnungsfrequenz, die es erlaubt, das wiedergegebene Signal nach diesem Ausführungsbeispiel zu erhalten, bei einer Drehzahl von 1200 Umdrehungen/Minute unter 1 MHz liegt. Wenn die Frequenz des Rechteck- Lichtimpulses für die Aufzeichnung bei 0,9 MHz liegt, kann darüber hinaus ein gutes wiedergegebenes Signal erhalten werden, wenn das Tastverhältnis des Rechteck-Lichtimpulses bei 30 bis 70% liegt. Wenn das Tastverhältnis unter 30% liegt, sind die ansteigenden und abfallenden Flanken des Rechteck-Lichtimpulses schwer zu trennen. Wenn dieses Tastverhältnis über 70% liegt, nimmt die Abkühlungsgeschwindigkeit ab und die Amplitude des wiedergegebenen Signals wird verringert.

Unter den Bedingungen, daß die dünne Aufzeichnungsschicht 3 des Informationsaufzeichnungsträgers, der in Fig. 3 dargestellt ist, 250 nm stark ist, dieser Informationsaufzeichnungsträger mit einer Geschwindigkeit von 2400 Umdrehungen/ Minute gedreht wird, die übrigen Parameter unverändert gleich den Parametern bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel sind, nach der Initialisierung der Aufzeichnungsschicht 3 (durch Bestrahlen mit einem kontinuierlichen Lichtstrahl einer Laserdiode mit einer Leistung von 14,1 mW) diese mit Rechteck-Lichtimpulsen einer Laserdiode zur Aufzeichnung bestrahlt wird, deren Leistung bei 14,1 mW liegt und deren Aufzeichnungsfrequenz gleich 1,77 MHz ist, und Leselicht mit einer Wellenlänge von 830 nm benutzt und das reflektierte Licht aufgenommen wird, wird das wiedergegebene Signal erhalten, das in Fig. 6D dargestellt ist. Das wiedergegebene Signal, das man von dem Teil erhält, der der ansteigenden Flanke eines Lichtimpulses entspricht, erscheint in negativer Richtung, und das wiedergegebene Signal, das man von dem Teil erhält, der der abfallenden Flanke eines Lichtimpulses entspricht, erscheint in positiver Richtung. Wenn dann der Informationsaufzeichnungsträger mit einem kontinuierlichen Lichtstrahl einer Leistung von 14,1 mW bestrahlt wird, wird die Intensität des wiedergegebenen Signals reduziert.

Wenn die dünne Aufzeichnungsschicht 3 des in Fig. 3 dargestellten Informationsaufzeichnungsträgers etwa 250 nm stark ist, dieser Informationsaufzeichnungsträger mit einer Geschwindigkeit von 2400 Umdrehungen/Minute gedreht wird, die übrigen Parameter gleich denen bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel sind, nach Initialisierung der Aufzeichnungsschicht 3 (durch Bestrahlen mit einem kontinuierlichen Lichtstrahl mit einer Leistung von 14,1 mW, dessen Wellenlänge 830 nm beträgt) diese mit Rechteck-Lichtimpulsen 6, 7 zur Aufzeichnung bestrahlt wird, wie sie in Fig. 7a dargestellt sind, deren Leistung 14,1 mW und deren Aufzeichnungsfrequenz 1,77 MHz beträgt, Leselicht mit einer Wellenlänge von 830 nm benutzt und das reflektierte Licht aufgenommen wird, dann können wiedergegebene Signale nur an der ansteigenden Flanke des Rechteck-Lichtimpulses 6 und an der abfallenden Flanke des Rechteck-Lichtimpulses 7 erhalten werden. Das wiedergegebene Signal, das von dem Aufzeichnungsteil kommt, der durch den Rechteck-Lichtimpuls 6 gebildet wird, erscheint in negativer Richtung, und das wiedergegebene Signal, das von dem Aufzeichnungsteil kommt, der vom Rechteck-Lichtimpuls 7 gebildet wird, erscheint in positiver Richtung. In dieser Weise ist eine dreiwertige Aufzeichnung möglich. Wenn dann der Informationsaufzeichnungsträger mit einem kontinuierlichen Lichtstrahl einer Leistung von 14,1 mW bestrahlt wird, verschwindet das wiedergegebene Signal.

Wenn die dünne Aufzeichnungsschicht 3 250 nm stark ist, ist eine Aufzeichnung für einen Leistungsbereich des Lichtimpulses zur Aufzeichnung zwischen 12 und 25 mW möglich, und man erhält wiedergegebene Signale, wie sie in Fig. 6D und 7B dargestellt sind. Für einen Bereich der Drehzahl des Informationsaufzeichnungsträgers zwischen 1800 und 3000 Umdrehungen/ Minute werden wiedergegebene Signale erhalten, wie sie in Fig. 6D und Fig. 7B dargestellt sind. Für Aufzeichnungsfrequenzen unter 2 MHz werden auch die wiedergegebenen Signale erhalten, die in Fig. 6D und Fig. 7B dargestellt sind.

Obwohl bei den obigen Ausführungsbeispielen ein Laserstrahl als Energiestrahl benutzt wird, kann auch ein anderer Lichtstrahl oder ein anderer Energiestrahl, beispielsweise ein Elektronenstrahl usw., verwendet werden. Bei den obigen Ausführungsbeispielen diente als Aufzeichnungsschicht 3 eine Schicht aus Ge-Te-Se, bei der das Neuschreiben der Information über eine Phasenänderung zwischen der kristallinen und der amorphen Phase bewirkt wird; es können jedoch auch andere Aufzeichnungsschichten aus dem Ge-Te-System (Aufzeichnungsschichten, die Ge und Te sowie eines oder mehrere andere Elemente, je nach Notwendigkeit, enthalten) verwendet werden, wobei es wünschenswert ist, ein Material zu verwenden, dessen Kristallisationszeit zwischen 5 und 10 ns liegt. Es ist weiterhin wünschenswert, daß die dünne Aufzeichnungsschicht 3 50 bis 500 nm, insbesondere 200 bis 400 nm stark ist. Bei den obigen Ausführungsbeispielen wurde das Reflexionsvermögen des Informationsaufzeichnungsträgers aufgenommen; es ist jedoch auch möglich, die Lichtdurchlässigkeit oder die Polarisationseigenschaften des Informationsaufzeichnungsträgers zu erfassen. Bei den obigen Ausführungsbeispielen wurde die Information auf eine Seite des Informationsaufzeichnungsträgers aufgezeichnet; es ist auch möglich, Information auf beide Seiten eines Informationsaufzeichnungsträgers aufzuzeichnen, wenn zwei Stücke des Informationsaufzeichnungsträgers, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, unter Verwendung eines organischen Klebemittels zusammengeklebt werden.

Als Abwandlung des Ausführungsbeispiels, bei dem die dünne Aufzeichnungsschicht 3 350 nm stark ist, kann als Laserlicht zur Aufzeichnung ein Lichtimpuls verwendet werden, wie er in Fig. 8a dargestellt ist. Wenn die dünne Aufzeichnungsschicht 3 mit dem Laserlicht mit einer Aufzeichnungsfrequenz von 1 MHz und einem Tastverhältnis von 50% bestrahlt wird, erhält man ein wiedergegebenes Signal, wie es in Fig. 8B dargestellt ist. Wenn die Schicht dann mit einem kontinuierlichen Lichtstrahl einer Leistung von 14,1 mW als Laserlicht zum Löschen bestrahlt wird, wird die Intensität des wiedergegebenen Signals reduziert, was wiederholte Aufzeichnungs- und Löschvorgänge ermöglicht.

Ausführungsbeispiel 2

Es wird ein Informationsaufzeichnungsträger benutzt, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, bei dem die Schutzschicht 2 100 nm stark ist, die Schutzschicht 4 200 nm stark und aus ZrO₂ mit dem Zerstäubungsverfahren ausgebildet ist und die dünne Aufzeichnungsschicht 3 eine In-Se-Tl-Schicht ist, die durch gemeinsames Aufdampfen dieser Elemente ausgebildet ist, wobei diese Schichten auf einer Glasscheibe angeordnet sind, deren Durchmesser 13 cm beträgt. Diese Scheibe ist mit einer weiteren Glasscheibe auf der Seite der Schutzschicht 4 mit einem Klebemittel zusammengeklebt.

Wenn der Informationsaufzeichnungsträger, der mit einer Geschwindigkeit von 1200 Umdrehungen/Minute gedreht wird, mit Laserdioden-Licht einer Leistung von 14,1 mW bestrahlt wird, dessen Wellenlänge bei 830 nm liegt, wird der bestrahlte Teil der Aufzeichnungsschicht 3 aufgeschmolzen, so daß die verschiedenen Elemente der Aufzeichnungsschicht 3 in ausreichendem Maße miteinander reagieren können. Das Wiedergabe- oder Leselicht zum Wiedergeben der aufgezeichneten Signale ist ein kontinuierliches Licht mit einer Leistung von 1,5 mW. Es werden keine Änderungen beobachtet, wenn die Aufzeichnungsschicht 3 über mehr als 100 Stunden mit Leselicht bestrahlt wird. Das Laserlicht zum Aufzeichnen wird von der gleichen Laserdiode erzeugt, die auch das Leselicht erzeugt, wobei das Laserlicht für die Aufzeichnung aus Rechteck-Lichtimpulsen besteht, die von einem Wiedergabe-Energiepegel aus ansteigen, wie es in Fig. 9A dargestellt ist. Das Auslesen einer Adresse der Spur oder des Sektors erfolgt mit einer Bestrahlung bei dem Wiedergabe-Energiepegel vor dem Anstieg des Impulssignals. Wenn die Aufzeichnungsschicht 3 mit dem Laserlicht zur Aufzeichnung bestrahlt wird, dessen Aufzeichnungsfrequenz bei 1,5 MHz liegt und dessen Tastverhältnis 50% beträgt, wird das in Fig. 9B dargestellte wiedergegebene Signal in der gleichen Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel erhalten. Wenn dann die Aufzeichnungsschicht 3 mit kontinuierlichem Laserlicht einer Leistung von 14,1 mW zum Löschen bestrahlt wird, dann wird die Intensität des wiedergegebenen Signals reduziert, so daß wiederholte Aufzeichnungs- und Löschvorgänge möglich sind. Obwohl bei dem obigen Ausführungsbeispiel eine Aufzeichnungsschicht 3 aus In-Se-Tl benutzt wurde, können auch andere Aufzeichnungsschichten aus dem In-Se-System (Aufzeichnungsschichten mit In und Se sowie einem oder mehreren anderen Elementen, je nach Notwendigkeit) verwendet werden.

Bei einer Abwandlung dieses Ausführungsbeispiels wird ein Laser-Lichtimpuls, wie er in Fig. 10A dargestellt ist, als Impulssignal für die Aufzeichnung benutzt. Wenn die Aufzeichnungsschicht 3 mit Aufzeichnungslicht bestrahlt wird, dessen Aufzeichnungsfrequenz 1 MHz und dessen Tastverhältnis 50% beträgt, wird das wiedergegebene Signal erhalten, das in Fig. 10B dargestellt ist. Wenn die Aufzeichnungsschicht mit kontinuierlichem Laserlicht einer Leistung von 14,1 mW zum Löschen bestrahlt wird, nimmt die Intensität des wiedergegebenen Signals ab, was wiederholte Lösch- und Aufzeichnungsvorgänge erlaubt.

Schließlich können auch andere als die beschriebenen Aufzeichnungsschichten 3 aus der Gruppe von Materialien aus dem Ge-Te-System oder dem In-Se-System, beispielsweise Aufzeichnungsschichten aus einem Material des Ga-Se-Systems, des Sb-Se-Systems, des Sb-Te-Systems, des In-Te-Systems, des In-Sb-Systems, des Au-Te-Systems und des Ga-Sb-Systems verwendet werden.

Claims (5)

1. Informationsaufzeichnungsvorrichtung mit
einem Informationsaufzeichnungsträger (Fig. 3), in dem die Information durch optisch detektierbare amorphe oder annähernd amorphe und kristalline Phasenzustände aufgezeichnet ist, und
einer Einrichtung zum Bestrahlen des Informationsaufzeichnungsträgers mit einem Energiestrahl-Impulssignal, welches zumindest eine steile Impulsflanke (Fig. 6; Fig. 7) besitzt, wobei durch den höheren Signalpegel des Impulssignals ein temporäres Schmelzen der Aufzeichnungsschicht (3) des In­ formationsaufzeichnungsträgers (Fig. 3) beim Aufzeichnen erzielt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch Einhalten einer bestimmten Bedingung beim Aufzeichnen der Information nur während der steilen Impulsflanken des Impulssignals in der Aufzeichnungsschicht (3) eine Phasenumwandlung vom Ausgangszustand in den amorphen oder annähernd amorphen Zustand erfolgt, dagegen während eines konstanten oder sich langsam ändernden Aufzeichnungspegels des Impulssignals eine Kristallisation der Aufzeichnungsschicht 3 erfolgt,
wobei diese Bedingung gegeben ist durch:
α < τ < β bzw. AC · ar/t < v² < BC · ar/ τ
mit α = A · k, β = B · k
und k = (a · r · l)/v, C = l · v
so daß die Amplitude des wiedergegebenen Signals, das von einem Bereich auf dem Aufzeichnungsträger erhalten wird, an dem sich die von dem Energiestrahl-Impulssignal gelieferte Energie plötzlich ändert, sich unmittelbar nach einer Änderung in eine Richtung in die entgegengesetzte Richtung ändert, wobei sind
τ: Zeit, die für eine Phasenänderung im Aufzeichnungsträger notwendig ist,
α: Zeit, während der die Temperatur eines Teils des Aufzeichnungsträgers, auf den eine Impulsflanke des Energiestrahl-Impulssignals auftrifft, durch einen Phasenänderungs- Temperaturbereich geht,
β: Zeit, während der die Temperatur eines Teils des Aufzeichnungsträgers, auf den ein konstanter oder sich langsam ändernder Aufzeichnungspegel des Energiestrahl-Impulssignals auftrifft, durch den Phasenänderungs-Temperaturbereich geht,
a: Stärke der thermischen Diffusion des Aufzeichnungsträgers einschließlich der dünnen Aufzeichnungsschicht (3) und einer Schutzschicht (4), wobei a ≅ (Wärmeleitfähigkeit) · (spezifische Wärme)^-1 · (Dichte)^-1 · (Stärke der dünnen Aufzeichnungsschicht),
r: Radius des abgestrahlten Energiestrahls,
v: Lineargeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers,
l: Impulsbreite des Impulssignals,
A: Konstante, welche ein Maß für die mittlere Abkühlungsdauer der Aufzeichnungsschicht (3) nach einer steilen Impulsflanke des Energiestrahl-Impulssignals ist (Fig. 4C: A, C),
B: Konstante, welche ein Maß für die mittlere Abkühlungsdauer der Aufzeichnungsschicht (3) während eines konstanten oder sich langsam ändernden Aufzeichnungspegels des Energiestrahl- Impulssignals ist (Fig. 4C: B), und wobei A < B und BC ≅ 10 µm^-2 sind.

2. Informationsaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß B ≅ 2A gilt.

3. Informationsaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Aufzeichnungsschicht (3) des Informationsaufzeichnungsträgers zumindest längs der Spur vor dem Aufzeichnen von Information im kristallinen Phasenzustand befindet.

4. Informationsaufzeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastverhältnis des Energiestrahl-Impulssignals in einem Bereich zwischen 30% und 70% liegt.

5. Informationsaufzeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungsschicht (3) des Informationsaufzeichnungsträgers aus einem Material aus dem Ge-Te-System, dem In-Se-System, dem Ga-Se-System, dem Sb-Se-System, dem Sb-Te-System, dem In-Te-System, dem In-Sb-System, dem Au-Te-System oder dem Ga-Sb-System besteht.